Файл: Основы теории и конструкции контрольно-проверочной аппаратуры авиационных управляемых ракет учебник..pdf

Рис. 5.6. Факторы, действующие на аппаратуру средств контроля

0 5

Наряду с факторами, которые действуют извне, на аппаратуру средств контроля оказывают большое влияние конструктивные не­ доработки, скрытые производственные дефекты, некачественный ремонт и длительность эксплуатации. Эти Воздействия на состоя­ ние и рабочие режимы аппаратуры можно назвать внутренними факторами. Последние так же, как и внешние факторы, делятся на две группы: конструктивно-производственные и временные.

Рассмотрим внешние прямые факторы. Их можно разделить на две группы: климатические и биологические. К климатическим факторам относятся явления, которые обусловлены режимом по­ годы (температура, влажность, ветер, солнечная радиация, при­ меси 'воздуха). К биологическим факторам относится воздействие представителей животного мира: грызунов, насекомых и грибко­ вых микрообразований (плесени).

Внешние эксплуатационные факторы можно также подразделить на две подгруппы: одну, связанную с ошибками личного состава, и другую, обусловленную особенностями применения. Под фак­ тором «ошибки личного состава» понимают такие действия людей, эксплуатирующих аппаратуру, которые вызывают ухудшение усло­ вий ее работы, например недостаточный прогрев аппаратуры, не­ правильная ее регулировка, установка завышенного напряжения питания.

Что касается влияний, обусловленных особенностями примене­ ния, то это большая группа факторов, возникающая непосредст­ венно в момент использования аппаратуры. К этой группе относятся вибрации, удары, радиационное облучение, воздействие другой ап­ паратуры.

Перечисленные внешние факторы (каждый в отдельности, а также во .взаимодействии друг с другом в самых различных сочета­ ниях) влияют на надежность работы аппаратуры средств контроля.

Рассмотрим внутренние факторы. Как уже отмечалось, эти факторы подразделяются на конструктивно-производственные и временные. К конструктивным недоработкам относят факторы, в результате действия которых по вине конструктора возникают по­ вторяющиеся отказы, например электрические пробои одних и тех же плат из-за неправильного выбора материала или быстрый из­ нос трущихся элементов механизмов вследствие недостаточного запаса механической прочности.

Как показывает опыт эксплуатации, в разной аппаратуре встречаются различные конструктивные недоработки. Их можно свести в группы недоработок: схемных, конструктивного оформле­ ния и технологических. К схемным недоработкам, допущенным при проектировании и конструировании, относят:

—несоответствие принципа работы;

—повышенную сложность схемы;

—неправильный выбор режимов работы;

—недостаточный запас по удтойчивости к изменению условий работы и нагрузок.

162

Недоработки конструктивного оформления включают:

—повышенную сложность регулировок в условиях эксплуата­

ции;

—недостаточный запас механической прочности;

—выбор ненадежных комплектующих изделий;

—неправильный выбор материалов;

-— сложности конструкции;

—неправильное сопряжение элементов;

—неправильный выбор пропиток, заливок и отделок;

—неправильный выбор допусков.

К технологическим недоработкам относится выбор неудачных технологических приемов обработки, отсутствие автоматической сборки, сложность отделочных работ и т. д.

Разделение конструктивных недоработок на схемные, конструк­ тивного оформления и технологические условно. Действительно, неправильный выбор материалов, пропиток, допусков следовало бы отнести не только к недостаткам конструктивного оформления, но и к технологическим, а применение ненадежных комплектующих изделий является и схемным недостатком конструкции.

Под производственными недостатками понимают факторы, воз­ никающие из-за нарушения технологии изготовления аппара­ туры.

Особое положение среди внутренних факторов занимают вре­ менные, к которым относится старение и износ. Под старением понимают естественный процесс медленного изменения физико-хими­

Наиболее сильно процесс старения происходит под влиянием окис­ ления, увлажнения, теплового и ультрафиолетового облучения. Что касается износа, то его можно рассматривать как особый вид остаточной деформации материалов и деталей в результате их

нический износ различных коммутационных и управляющих устройств.

Рассмотрим действие внешних факторов на аппаратуру средств контроля. При хранении или в процессе эксплуатации аппаратура испытывает сильное воздействие прямых факторов. Это воздейст­ вие обусловлено наличием определенной внешней климатической среды. Как показывает опыт эксплуатации, из прямых факторов наиболее разрушительное действие оказывает влажность. Про­ никновение влаги в аппаратуру приводит к ее отказу.

Высокие температуры способствуют преждевременному отказу электровакуумных приборов, ухудшают изоляционные свойства материалов, изменяют параметры различных деталей. Низкие температуры увеличивают хрупкость материалов, делают резино­ вые изделия неэластичными. Перепады температуры нарушают

163

герметичность деталей, приводят к появлению в них течи заливоч­ ных и пропиточных компаундов.

Примеси воздуха в виде пыли и песка ухудшают работу эле­ ментов, имеющих подвижные части: переключателей, реле, элект­ родвигателей и др. Примеси воздуха в виде солей и кислот уси­ ливают коррозию металлических частей аппаратуры.

Наличие солнечной радиации, с одной стороны, производит до­ полнительный нагрев, а с другой, за счет ультрафиолетового излу­ чения ускоряет химическое разрушение изоляционных материалов, лаков, красок и других покрытий.

В работающей аппаратуре источниками тепла, имеющими прак­ тическое значение, являются электронные лампы, электродвига­ тели, преобразователи, трансформаторы, мощные резисторы и спе­ циальные системы обогрева. Мощная электронная лампа при ра­ боте рассеивает мощность примерно 16—18 Вт. Это значит, что блок с шестью лампами эквивалентен нагревательному элементу мощностью 100 Вт.

Сильным источником тепла является солнечное излучение. Для аппаратуры, находящейся под прямым воздействием солнечных лучей, возможно увеличение температуры внутри аппаратных от­ секов на 12—20° при серебристой окраске и на 25—35° при зеле­ ной окраске. Влияние прямых солнечных лучей приводит не только к повышению температуры внутри аппаратных отсеков, но и к из­ менению физических и механических свойств покрытий тех эле­ ментов аппаратуры, которые не защищены кожухами.

Для надежной работы элементов аппаратуры температура воз­ духа внутри блоков не должна достигать такого значения, при ко­ тором легкоплавкие материалы ухудшают свои свойства, размяг­ чаются или начинают течь. Теоретически считается, что допусти­ мая рабочая температура должна быть в два раза меньше, чем

Так как температура плавления некоторых материалов равна 100—120°С, допустимая температура воздуха в блоках аппара­ туры должна быть не более 50—60° С (температура размягчения эбонита 65—75°С, полистирола 70—85°С).

Высокие температуры оказывают сильное воздействие на де­ тали и лампы, состоящие из разных материалов. Различные коэф­ фициенты расширения этих материалов часто являются причиной разрыва мест крепления. Под воздействием высоких температур происходит ускоренное старение ряда материалов, растут утечки, создаются условия для электрического пробоя. В обмоточных изде­ лиях под действием высоких температур разрушается изоляция и происходит короткое замыкание витков. При перегреве гермети­ ческих деталей нарушается герметичность. В результате разжи­ жения смазок под влиянием высоких положительных температур повышается износ подвижных и трущихся деталей.

164

Низкие температуры приводят к уменьшению пластичности всех материалов, очень низкие температуры — к хрупкости, а сле­ довательно, и к снижению механической прочности. Изоляцион­ ные материалы при низких температурах растрескиваются, в ди­ электриках изменяется диэлектрическая проницаемость. Например, при температуре —40° С и ниже емкость электролитических кон­ денсаторов падает до нуля.

Много неудобств при эксплуатации аппаратуры возникает из-за влияния низких температур на вязкость смазки. Обычные смазки загустевают, что приводит к отказам различных элементов, имею­ щих подвижные части.

Колебания температуры обусловливают появление усталостных трещин, ослабление механических соединений, отпотевание аппа­

Надежность элементов снижается также в результате дефор­ мации элементов при изменении температуры. Для изготовления деталей применяется большое число разнообразных материалов. Различие в коэффициентах расширения отдельных материалов де­ талей при изменении температуры приводит к деформации дета­ лей. В результате нарушается герметичность в паяных кожухах деталей, в проходных изоляторах, припаянных к корпусу, и т. п.

Как уже отмечалось выше, из всех факторов, влияющих на ап­ паратуру средств контроля, наибольшее разрушительное действие оказывает влажность. Так как способность воздуха удерживать влагу зависит от температуры, наиболын-ая влажность наблюда­ ется в теплых краях, наименьшая — в холодных. На уровне земли среднее значение абсолютной влажности для полярных районов составляет около 0,1 г/м3, для тропических —27 г/м3.

Количество влаги в атмосфере зависит от испарения с поверх­ ности земли, поэтому при повышении температуры содержание влаги в атмосфере увеличивается. При понижении температуры воздуха влага конденсируется и превращается в туман, облака, дождь и снег. Большое изменение температуры приводит к тому, что содержание влаги в атмосфере очень непостоянно. Так, при изменении температуры от +20 до —10° С абсолютное содержание влаги, которая может удерживаться в атмосфере, уменьшается с

17,3 до 2,15 г/м3.

Содержание влаги в атмосфере принято характеризовать отно­ сительной влажностью, под которой понимают отношение, выра­ женное в процентах, действительного влагосодержания воздуха при данной температуре к предельному. Предельное влагосодержание — это выраженное в граммах количество водяных паров, со­ держащихся в одном кубическом метре воздуха при полном его насыщении. Относительная влажность воздуха у поверхности зем­ ли 65—85%.

165