Файл: Системы автоматического и директорного управления самолетом..pdf

и в итоге, с помощью формулы, аналогичной (3.232), в предпо­ ложении, что математическое ожидание контрольного сигнала равно нулю, получим выражение для интенсивности ложного срабатывания:

после анализа последствий всевозможных отказов элементов сигнализатора по формулам, идентичным (3. 181).

После проведенных уточнений уровень риска управления, соответствующий отказам некритической части САУ, опреде­ лится следующим выражением:

Qнк~ — (^з»-[-^6*)^2-|-(^з*-|-~^6*-Ь^и~1-^фд//^<7л! (3. 246)

где <7д — вероятность невмешательства летчика в управление полетом при выдаче ему сигнала об отказе САУ;

t — время, соответствующее участку полета, на котором отказы некритической части исходной САУ являются опасными.

Практика показывает, что вследствие малости величины qa уровень риска QHK определяется <в основном первым слагаемым выражения (3.246), которое является весьма малой величиной вследствие малости произведения интенсивностей отказов даже при относительно большой величине t. Таким образом, из сопо­ ставления (3.242) и (3.246) следует, что введение элемента встроенного контроля в некритическую часть САУ позволяет обеспечить выполнение неравенства

Q h k « < З гф“ т к = 0,25.1 о -7.

Уточнение структуры критической части САУ

При уточнении структуры критической части САУ будем счи­ тать, что датчики исходной информации — ГРМ, ГРП, не входя­

216

щие в состав САУ, представляют собой самостоятельный узел, имеющий вероятность отказа не выше предельно допустимой и что в САУ из него поступает то число сигналов управления и контроля, которое необходимо для целей резервирования ее узлов.

Из теории надежности известно, что при прочих равных усло­ виях вероятность отказа схемы, построенной по способу общего резервирования, выше, чем схемы, построенной по способу раз­ дельного резервирования. В связи с этим структуру критической части САУ будем строить по способу раздельного резервирова­ ния, для чего разобьем ее на два узла: узел траекторных вычис­

максимальную временную протяженность критического участка:

^кр= 18 с.

Соответствующие данные табл. 3.4, полученные для САУ, построенной по способу общего резервирования, позволяют утверждать, что при раздельном резервировании САУ требуемые характеристики безопасности полета будут обеспечены с по­ мощью двухотказной САУ.

Практика показывает, что наиболее просто траекторный вы­ числитель контролируется аналоговым способом, поэтому узел траекторных вычислителей целесообразно сделать строенным с постоянно включенным резервом.

Так как сервопривод по сравнению с другими элементами является элементом с наибольшим весом и наибольшими габа­ ритами, узел сервоприводов сделаем сдвоенным с резервирова­ нием замещением и с элементом встроенного контроля.

Вкачестве элемента встроенного контроля используем ана­ лог сервопривода, на вход которого поступают сигналы управ­ ления из узла траекторных вычислителей и сигнал обратной связи сервопривода. Превышение суммой этих сигналов порога срабатывания будет соответствовать отказу сервопривода. Та­ ким образом, контролировать сервопривод будем аналогово­ пороговым способом. К узлу сервоприводов отнесем также пре­ образователь сигнала тангажа и демпфирующий гироскоп в предположении, что их отказы будут контролироваться элемен­ том встроенного контроля сервопривода (рис. 3.29).

Вкачестве элементов связи трех вычислителей захода на по­ садку с двумя сервоприводами и их элементами встроенного контроля возьмем элементы, на выходе которых из трех входных сигналов появляется только один сигнал, имеющий промежуточ­ ное по величине значение. При расчете уровня риска управления указанные элементы связи также будем относить к узлу серво­

217

привода, так как их отказы приводят к прекращению передачи траекторного сигнала либо в сервопривод, либо в элемент встро­ енного контроля сервопривода (рис. 3.29).

В данном случае структура критической части САУ не ме­ няется по режимам захода на посадку.

Определим минимально-допустимое среднее время безотказ­ ной работы базовых элементов уточненной критической части САУ. При этом для простоты будем полагать, что:

—система контроля готовности абсолютно надежна;

—базовые элементы одного узла равнонадежны;

—узлы критической части САУ равнонадежны.

кf

Резервны й п о д к а н а л

. Г

Рис. 3.29. Схема резервирования критической части САУ:

ЛУ—логическое устройство; МС—муфта сцепления

Последнее допущение позволяет «распределить» макси­ мально-допустимый уровень риска

218

На основании (3.196) и (3.193) нетрудно получить

Интенсивность отказов полученных выражений соответствует интенсивностям отказов базовых элементов, индексы СП, ГВ, ДУС, к соответствуют сервоприводу, гировертикали, датчику

Используя допущение о равнонадежности элементов одного узла, из полученных формул нетрудно получить минимально­ допустимое среднее время безотказной работы базовых элемен­ тов рассматриваемых узлов САУ.

Для этого, например, последнее выражение удобно предста­

где Аб.эсп ■— интенсивность отказа базового элемента сервопри­ вода.

Для суждения о приемлемости уточненной структуры крити­ ческой части САУ необходимо рассчитать фактическое среднее время безотказной работы базовых элементов. Этот расчет не­ трудно провести по соотношениям:

Здесь индексы «э. к; л. у; э. с» соответствуют элементу встро­ енного контроля сервопривода, логическому устройству, муфте сцепления и элементу связи. Если для каждого из базовых эле­ ментов фактическое среднее время безотказной работы будет не меньше минимально-допустимого, то уточненная структура кри­ тической части САУ приемлема. Противоположный результат может свидетельствовать не столько о неприемлемости уточнен­ ной структуры, сколько о целесообразности более точного рас­ пределения величины 0,25-10-7 по узлам САУ.

В самом деле, узел сервопривода схемно значительно слож­ нее, чем, например, узел вычислителей захода. Более того, эле­ менты узла сервопривода работают в более тяжелых условиях. Поэтому для базовых элементов узла сервопривода величина минимально-допустимого среднего времени исправной работы окажется значительно меньше, чем для базовых элементов узла

219

вычислителей, т. е. требования на базовые элементы узла серво­ приводов могут оказаться слишком «жесткими». Избежать та­ кого ужесточения требований можно, если положить

( № + ( № = 16,6 . 10-®,

а базовые элементы узлов вычислителей захода и сервоприводов считать равнонадежными. При таком подходе будем иметь

16,6- Ю-9 > [ЗХвз + (Хсп + ХГв + Хдус+ Х кП)2 +

где Хб.э — интенсивность отказа базового элемента.

Аргументом выражений (3.247), (3.248) и (3.250) является критическое время так как они получены в предположении проведения контроля готовности непосредственно перед выходом на критический участок. Если для самого ненадежного базового элемента среднее время безотказной работы будет существенно превышать минимально-допустимое, то контроль готовности кри­ тической части САУ может проводиться значительно раньше вы­

с момента контроля готовности до окончания критического уча­ стка — и определить это время из условия получения для самого ненадежного элемента критической части САУ среднего времени безотказной работы, равного минимально-допустимому.

Определение параметров элементов ВСК критической части САУ

Уточненная структура критической части САУ будет прием­ лема и требования на характеристики надежности ее элементов будут удовлетворены лишь в случае, если элементы встроенного контроля обеспечивают требуемую отказность критической части САУ. Приемлемость элементов встроенного контроля дости­ гается в первую очередь выбором соответствующих алгоритмов контроля на основе анализа основных отказов исходной САУ, подлежащих контролю.

В рассматриваемом примере двухотказность узла вычисли­ телей захода достигается и без элементов встроенного контроля за счет использования соответствующих элементов связи (см. рис. 3. 29).

Двухотказность же узла сервоприводов может быть обеспе­ чена только с помощью элементов встроенного контроля. В каче­

220