Файл: Соломонов, П. А. Надежность планера самолета.pdf

Объем и характер контроля зависят от вида материала и его использования в конструкции самолета. В ряде случаев также могут использоваться методы неразрушающей дефектоскопии (магнитного, индукционного, ультразвукового, люминесцентного и других методов). Внедрение методов неразрушающего контро­ ля элементов систем, деталей и агрегатов для обнаружения тре­ щин, раковин, волосовин предупреждает проникновение дефект­

ных материалов и деталей в производство. Все более широ­ ко физические методы нераз­ рушающего контроля применя­ ются непосредственно в техно­ логическом процессе и конт­ рольное оборудование устанав­ ливается на поточных произ­ водственных линиях.

Входному контролю целесо­ образно подвергать также ком­ плектующие изделия. При этом, в первую очередь, про­ верка агрегатов производится по паспортным данным. Одна­ ко бывают случаи, когда ха­ рактер работы агрегата в ла­ боратории существенно отли­ чается от его работы на само­ лете, причем завод-изготови- гель одни и те же агрегаты по­ ставляет нескольким потреби­ телям, использующим их в различных условиях.

Не всегда удается в слож­ ных машинах создать для мно­ гих сотен комплектующих агре­ гатов и элементов заданные ус­

ловия. Часто это оказывается невозможным или экономически невыгодным. В овязи с этим технические условия должны уточ­ няться на основе опыта эксплуатации и анализа исследований, особенно летных эксплуатационных испытаний первых серийных экземпляров самолетов.

Одним из важных направлений в повышении надежности яв­ ляется изготовление изделий в соответствии с технической доку­ ментацией. Для этого следует совершенствовать организацию и управление производством, повышать качество серийной техни­ ческой документации, обеспечивать производство высококачест­ венной технологической и контрольной оснасткой, улучшать условия труда и квалификацию кадров, а также добиваться ритмичной работы предприятия. Ритмичная работа предприя­

106

тия — одно из важнейших условий обеспечения высокого каче­ ства выпускаемой продукции. Отсутствие ритмичности в работе предприятия приводит к повышению брака (рис. 45).

Одной из мер, направленных на повышение надежности са­ молета в процессе серийного производства, является оператив­ ный контроль. Он проводится для поддержания качества выпу­ скаемой продукции на требуемом уровне и осуществляется систематическими проверками технологии, технологической дис­ циплины, организации и культуры производства. В процессе опе­ ративного контроля целесообразно проверять:

— наличие технической .документации, соответствие выпуска­ емой продукции действующей документации (проверка геомет­ рических размеров, чистоты поверхности, соответствие марок материала техническим условиям, диаметров и посадок, сопря­ жение и вписываемость агрегатов, нивелировочные данные

Ит. д.);

—техническое состояние приспособлений, инструмента, средств измерения, всех видов производственной и контрольной оснастки;

—соблюдение технологических процессов и производствен­ ных инструкций (наличие оборудования, оснастки на рабочих местах, соблюдение режимов обработки и т. д. и соответствие их указанным в технологии);

—своевременное и полное устранение дефектов, выявленных

впроизводстве, а также в процессе эксплуатации авиационной техники;

—качество продукции и монтажа.

На основании выявленных при оперативном контроле недос­ татков разрабатываются и проводятся необходимые мероприя­ тия, направленные на их устранение.

3.4. Повышение надежности авиационной техники резервированием

Одним из эффективных средств повышения надежности ави­ ационной техники является резервирование [8, 15]. Сущность ре­ зервирования заключается в том, что в системах предусматрива­ ются избыточные (резервные) агрегаты, детали, узлы, блоки, вступающие в работу при появлении неисправностей основных рабочих элементов. В авиационной технике имеется много при­ меров резервирования, например, установка двух подкачиваю­ щих насосов в топливных системах самолетов, двух заборников топлива из баков (рис. 46). В гидросистемах некоторых самоле­ тов предусмотрено резервное питание тормозной системы, ава­ рийный выпуск шасси, щитков закрылков (рис. 47 и рис. 48), аварийное управление стабилизатором и т. д. Примером резервирования являются также статически неопределимые силовые системы планера самолета. Большое количество резерв­

107

ных элементов, агрегатов и блоков имеется в радио- и радио­ техническом оборудовании самолетов.

Основной характеристикой резервирования является его кратность т, т. е. отношение числа резервирующих агрегатов (элементов) к числу резервируемых, необходимых для функцио­ нирования систем. Кратность резервирования определяется соот­ ношением

вание и резервирование системы по агрегатам (элементам) или раздельное резер!Вирование (ем. рис. 49,6). При раздельном ре­ зервировании количество резервных агрегатов (элементов) для каждого из рабочих (основных) может быть неодинаковым.

Резервные агрегаты или системы в целом могут быть вклю­ чены на все время эксплуатации (горячий или нагруженный резерв) или могут включаться после выхода из строя основных (холодный или ненагруженный резерв). Особенность резервиро­ вания самолетных, например, гидравлических систем, системы управления стабилизатором и т. д. состоит в том, что в них, как правило, применяются системы и агрегаты с нагруженным ре­ зервом. Это объясняется условиями работы и тяжелыми послед­ ствиями, к которым ведет выход из строя системы, требующей непрерывной работы основной и резервной (дублирующей) сис­ тем. Системы с ненагруженным резервом не всегда обеспечива­ ют условия непрерывной работы (на включение резервной ли­ нии требуется определенное время) и в процессе работы систем

108

возникает разрыв. Поэтому в большинстве случаев ненагруженный резерв применяется как аварийный, кратковременно дейст­ вующий резерв.

К резервированию с дробной кратностью относится также резервирование со скользящим резервом. Такое резервирование

Рис. 47. Структурная схема резервирования исполнительных силовых систем основной гидросистемы самолета легкого типа

в основном применяется в автоматических системах. В этом слу­ чае любой из резервных элементов может заменять любой элемент основной системы. Такое резервирование может приме­ няться в сложных автоматических системах, у которых есть уст-

5

13

§

S-

$

Рис. 48. Структурная схема резервирования гидро­ механической системы управления элеронами манев­ ренного самолета

ройство, позволяющее отыскать неисправный элемент и подклю­ чить вместо него, резервный.

В жизненно важных системах самолета, отказ которых угро­ жает безопасности полетов, резервированию должно уделяться

109

особое внимание. Так, при отказе основной.системы резервная система должна включаться автоматически. Источники питания дублирующих (резервных) систем, агрегатов и устройств долж­ ны быть независимы от основной системы, а коммуникации дуб­ лирующих систем должны быть максимально удалены от ком­ муникаций основной системы.

Резервные системы управления сверхзвуковым самолетом должны быть комплексными и обеспечивать возможность управ­ ления самолетом в автоматическом, полуавтоматическом и

Рис. 49. Схема резервирования системы:

а—общее резервирование; б—поагрегатное (поэлементное) резервирование

ручном режимах. Структуру резервных систем управления целе­ сообразно строить по методу «пересиливания» или «поддавливания» отказавшего агрегата. Этот метод более надежен по срав­ нению с методом использования специальных агрегатов для определения отказавшего агрегата (системы) и их отключения. Целесообразно также, чтобы система управления и перестанов­ ки стабилизатором при отказе основной и резервной систем обес­ печивала возможность установки стабилизатора в посадочное положение.

При отказе основных и резервных систем управления воз­ духозаборником и реактивными соплами следует предусмотреть механическое устройство, обеспечивающее установку их в по­ ложение, при котором возможно безопасное завершение по­ лета.

Для самолетов, оборудованных системами автоматического управления (САУ), кроме мер повышения надежности с целью обеспечения безопасности полетов, целесообразно:

—ограничить усилия рулевых машинок автопилота и обеспе­ чить возможность пересиливания их летчиком;

—аварийно отключать автопилот в случае механического пересиливания рулевых машинок летчиком;

—ограничить сигналы на входе усилителей.

Целесообразно, чтобы механическая проводка управления имела дублирование от рычагов управления до рулевых

по

поверхностей (или до золотников гидроусилителей). При нару­ шении (обрыве или заклинивании) одной из них должно обеспе­ чиваться управление самолетом с оставшейся неразрушенной проводкой. Кроме того, для обеспечения безопасности полетов целесообразно использовать многосекционные рулевые поверхно­ сти. При заклинивании одной из них должно обеспечиваться уп­ равление самолетом с оставшейся неповрежденной проводкой. Наличие в системах управления с гидроусилителями в каждом канале не менее двух гидроусилителей способствует повышению безопасности полетов. В том случае, когда рули имеют гидро­ усилители на жаждой секции или группе секций, то отказ (закли­ нивание) одного из гидроусилителей не должен нарушать рабо­ ту гидроусилителей остальных секций рулей.

От надежности работы силовых установок зависит безопас­ ность полетов. Поэтому системы регулирования и управления ре­ жимом работы газотурбинных двигателей, обеспечивающие за­ данный режим работы, должны иметь простейшие устройства, обеспечивающие подачу топлива в двигатель в зависимости от давления воздуха на входе при отказах основной системы. В сис­ теме автоматики и регулирования газотурбинных двигателей при отказе основного топливного насоса целесообразно предусмот­ реть автоматическое устройство, обеспечивающее питание ос­ новной топливной системы от форсажного насоса. В релейных системах электроавтоматики двигателей следует предусмотреть дублирование механизации компрессора двигателей, управления створками реактивного сопла, включения форсажного режима и запуска двигателя в воздухе.

Дублирующая гидравлическая система должна иметь мощ­ ность не менее мощности основной системы; действовать незави­ симо от основной системы; питаться от двух или более гидрона­ сосов, работающих одновременно, и иметь бортовые средства контроля и сигнализации исправности.

Анализируя надежность систем при общем резервировании, как правило, считают, что отказы элементов резервированной системы являются простейшим потоком случайных событий, пе­ реключающие устройства идеальны, а основная и все резерв­ ные системы равнонадежны.

При общем резервировании с постоянно включенным резер­ вом все т+ 1 системы одновременно работают на одну нагруз­ ку. При отказе какой-либо одной системы нагрузка перераспре­ деляется на оставшиеся системы. Это может понизить надеж­ ность резервированной системы не только потому, что уменьши­ лась кратность резервирования, но также из-за увеличения на­ грузки на каждую систему. Однако при расчете с учетом приня­ тых допущений это не учитывается.

Считая, что отказы являются событиями случайными и неза­ висимыми, вероятность безотказной работы P(t) любой из

111