Дипломная работа на тему: Актуальность темы. В стоящее время практически все промышленно развитые страны интенсивно работают

Введение

Актуальность темы. В настоящее время практически все промышленно развитые страны интенсивно работают по созданию новых, более эффективных систем автоматического управления движением судна, обладающих повышенной эксплуатационной надежностью. Объясняется это в первую очередь необходимостью безопасности мореплавания в условиях интенсивного судоходства, резким ростом цен на топливо для судовых силовых установок, а также усиление экологических аспектов эксплуатации морского флота, строительством крупнотоннажных и скоростных судов, автоматическое управление которыми при использовании обычных авторулевых не обеспечивается или обеспечивается неудовлетворительно.

Как показывает практика внедрения и эксплуатации различных автоматизированных систем, они являются наиболее эффективным средством повышения технико-эксплуатационных характеристик судов и условий труда плавсостава. Автоматизация процессов и операций на судах приводит к уменьшению потерь ходового времени, снижению себестоимости перевозок, сокращения численности экипажей, повышению надежности оборудования, снижению аварийности.

В России к настоящему времени назрела необходимость разработки и промышленного изготовления высокотехнологичных средств автоматизации и управления. Значительная часть используемого оборудования разработана в 50х-70х годах и является морально и технологически устаревшей, не соответствуют предъявляемым ему современным требованиям, наряду с этим возникла необходимость создания современных систем автоматического управления многоцелевого назначения.

Встает необходимость разработки новых принципов параметрического синтеза систем автоматического управления курсом судна, которые бы учитывали изменение параметров системы и условий эксплуатации, а также неявную формализацию объекта управления при моделировании.

Каждая авиакомпания может выбрать из существующих или создать свою модель эксплуатационной надежности парка воздушных судов (ВС). От выбранной модели зависит эффективность выполнения Программы надежности и Программы технического обслуживания (ТО), обеспечение требований по безопасности полетов и летной годности ВС. В статье предложена модель эксплуатационной надежности, которая частично реализована в виде автоматизированной системы.

Надежность, в общем случае, представляет собой комплекс свойств любого объекта эксплуатации. Сюда входят: безотказность, долговечность, живучесть, ремонтопригодность, эксплуатационная технологичность и сохраняемость объекта.

Решающую роль на надежность авиационной техники оказывают эксплуатационные факторы. В процессе эксплуатации и выявляется уровень надежности. То есть вероятность нормального функционирования изделия -Р(0 является одной из наиболее полных количественных характеристик, оценивающих надежность как со стороны безотказности, так и ремонтопригодности. Эта вероятность и определяет фактический уровень надежности. В тоже время зависимость надежности от многочисленных и разнообразных факторов обусловливает случайный, стохастический характер процесса появления отказов и неисправностей [2].

Создание конкурентоспособной авиационной техники обусловило необходимость, наряду с обеспечением безопасности и регулярности полетов, повышение, в связи с этим, напряженности работы конструкции и увеличение ее полезной отдачи.

Возникла необходимость в разработке теоретических, инженерно-физических и конструкторских основ надежности. Появились и продолжают появляться различные публикации в этой области. Однако в большинстве случаев они охватывают проблему лишь в узкой области, касающейся конкретных устройств и оборудования.

Увеличение сложности конструкции воздушных судов (ВС), улучшение их летно-технических характеристик и повышение интенсивности пассажирских перевозок предполагает прогноз ресурса по налету ВС порядка 2500 - 3000 л.ч. в год. Создание дорогостоящих ВС большой пассажировместимости типа А - 300 В, А - 310, В - 747, Ил-86, Ил-96 не дает основания предполагать, что время морального старения заметно сократится. Новые положения и подходы, применяемые при назначении ресурса в пределах (50 - 60) х 103 л.ч. в течение 25 - 30 лет эксплуатации [1], обусловливает необходимость использовать при обеспечении безопасности полетов в настоящее время наряду с принципом "безопасного ресурса" также принцип "безопасного повреждения". Реализация этих принципов позволяет эксплуатировать ВС по фактической надежности.

Основная проблема заключается в анализе обеспечения заданной эксплуатационной надежности системы управления среднемагистрального воздушного судна Boeing 737 NG и рассмотрении методов улучшения СБ.

Цель работы состоит в том, чтобы рассмотреть методы обеспечения заданной эксплуатационной надежности системы управления среднемагистрального воздушного судна Boeing 737 NG.

Задачи работы являються следующими:

- рассмотреть теоретические аспекты эксплуатационной надежности воздушного судна Boeing 737 NG

- изучить современное состояние ВС и его бортового оборудования по контролю технического состояния Boeing 737 NG

- рассмотреть комплекс технических, организационных, методических мероприятий, улучшающих показатели существующих систем контроля технического состояния системы управления ВС Boeing 737 NG

- оценить экономическую эффективность мероприятий, улучшающих показатели существующих систем контроля технического состояния системы управления ВС Boeing 737 NG.

Глава 1. Теоретические аспекты эксплуатационной надежности воздушного судна

1.1. Система технической эксплуатации воздушных суден

Гражданскую авиацию, предназначенную для осуществления воздушных перевозок и другой летной работы, можно представить в виде авиационной транспортной системы. Минимальной организационной структурной единицей гражданской авиации, сохраняющей все основные свойства и функции отрасли в целом, является эксплуатационное авиапредприятие, рассматриваемое во взаимодействии с авиаремонтным заводом.

Авиационная транспортная система представляет собой совокупность совместно действующих ЛА, комплекса наземных средств по подготовке и обеспечению полетов, личного состава, занятого эксплуатацией и ремонтом ЛА и наземных средств, и системы управления процессом эксплуатации. Она обладает всеми особенностями, присущими сложным техническим системам, а именно: наличием единой цели, управляемостью системы, взаимосвязью элементов, иерархической структурой. Авиационная транспортная система должна удовлетворять требованиям, совокупность которых направлена на выполнение в полном объеме задач, возлагаемых на рассматриваемую систему. К этим требованиям относятся обеспечение высокой безопасности и регулярности полетов и экономической эффективности эксплуатации ЛА.

Особое место в авиационной транспортной системе занимает система технической эксплуатации. Она представляет собой совокупность объектов технической эксплуатации, летного и инженерно-технического состава, системы управления процессом технической эксплуатации, взаимодействующих с целью поддержания и восстановления исправности или работоспособности и обеспечения летной годности ЛА.

Предупредительный характер системы технической эксплуатации обеспечивается за счет организации постоянного наблюдения при эксплуатации за уровнями надежности, а в ряде случаев и техническим состоянием функциональных систем и отдельных изделий с целью своевременного выявления предотказового состояния последних с последующей заменой изделий иди регулировкой их параметров. Высокая экономическая эффективность системы технической эксплуатации достигается за счет наиболее полного использования индивидуальных возможностей каждого конкретного изделия в отношении его работоспособности.

Показатели, по которым должно оцениваться качество технической эксплуатации, тесно связаны с основными показателями авиационной транспортной системы, такими, как безопасность, регулярность и экономичность полетов. Так, безопасность полетов ЛА в значительной мере определяется безотказностью работы функциональных систем и изделий ЛА, регулярность - показателями исправности и готовности ЛА к полетам, экономичность эксплуатации - затратами, необходимыми для проведения ТОиР ЛА. Экономичность тесно связана с безопасностью и регулярностью, которые требуют для своего обеспечения определенных затрат, возрастающих по мере усложнения конструкции АТ.

Одной из важных составных частей технической эксплуатации ЛА принято считать техническое обслуживание и ремонт.

В структуру системы технической эксплуатации входят:

-ДДАТУ (или его правопреемники) - эксплуатанты воздушных судов;

- инженерным-авиационная служба аэропортов;

-предприятия технического обслуживая и ремонта авиатехники;

-предприятия-разработчики воздушных судов, авиадвигателей и комплектующих изделий (в дальнейшем - предприятия-разработчики) - предприятия-изготовители воздушных судов, авиадвигателей и комплектующих изделий;

-обучающие заведения по подготовке и переподготовке авиации персонала.

Техническое обслуживание - это комплекс операций по поддержанию работоспособности, обеспечению исправности ВС и готовности их к полетам.

Ремонт - комплекс операций по восстановлению работоспособности изделий функциональных систем ЛА или составных частей изделий. Весь комплекс операций по ТОиР условно можно разделить на две группы: первая - плановые профилактические работы; вторая - работы по обнаружению и устранению уже имеющих место отказов и повреждений.

Основное требование, предъявляемое к процессу технической эксплуатации в целом, состоит в том, чтобы при ограниченных затратах труда обеспечить наибольшую вероятность того, что в необходимый момент времени ВС окажется работоспособным и выполнит поставленную задачу. Система ТОиР представляет собой совокупность взаимосвязанных звеньев - составных частей: объекта ТОиР, производственнотехнической базы, средств ТОиР, инженерно-технического персонала, программы и эксплуатационно-технической документации (ЭТД) по ТОиР (рис. 1).

Рисунок 1. Структура Системы ТОиР

Основной задачей Системы ТОиР в ГА является управление техническим состоянием (ТС) ВС в течение срока службы или ресурса для обеспечения поддержания и восстановления его летной годности и подготовки к использованию по назначению при обеспечении требуемых уровней надежности и готовности ВС к полетам с минимальными затратами труда и средств на выполнение ТОиР. Качество функционирования Системы ТОиР зависит от внутренних и внешних условий ее работы.

Рисунок 2. Место Системы ТОиР в процессах развития повреждений и отказов

Из рис. 2 следует, что Система ТОиР служит своего рода барьером на пути развития повреждений и отказов. Плановые профилактические операции ТО прерывают процессы дальнейшего развития многих повреждений, не давая им возможности беспрепятственно перерастать в опасные повреждения и затем в отказы.

Структурная схема управления процессом ТЭО техническим состоянием объекта с контролем уровня надежности представлена на рис. 3.

Рисунок 3. Схема управления процессом ТЭО однотипных изделий при применении стратегии обслуживания с контролем уровня надежности:

ОУ - объект управления, ОЭ - объект эксплуатации, ПТЭ - процесс технической эксплуатации, БП - программный блок, БИ - блок информации, БА - блок анализа, БО - оперативный блок, БИ - блок накопления информации

Рисунок 4. Замкнутая схема управления техническим состоянием объекта при методе ТЭП:

У(t)- выходной параметр, БУП - блок управления программой, ОЭ - объект эксплуатации, ПТЭ - процесс технической эксплуатации, УУ - устройство управления, БП - блок программы ТОиР объекта, Узад(t) - задающее воздействие

Современный уровень развития средств технического диагностирования позволил применить стратегию обслуживания и ремонта систем и изделий ЛА по состоянию с контролем параметров, позволяющую эксплуатировать их до предотказового состояния (ТЭП).

1.2 Количественные показатели надежности, безопасности и живучести самолета

Безотказность самолета наиболее просто может быть количественно оценена таким показателем как налет на отказ системы, вызвавшей невыполнение полетного задания Тп [час], который определяется по формуле

Тn=ts / nn

где tn - суммарный налет парка самолетов данного типа за рассматриваемый календарный период эксплуатации (например, год);

nn - суммарное количество отказов систем этих самолетов за тот же календарный период эксплуатации, вызвавших невыполнение полетного задания.

Для установившегося режима эксплуатации этот показатель называют коэффициентом готовности

Кr=t / r

Где t/r - относительное время пребывания самолетов в состоянии готовности к полету и в полете. На значение коэффициента готовности самолетов данного типа большое влияние оказывает организация снабжения запасными деталями, использование технического состава на вспомогательных работах, а также другие факторы, не связанные непосредственно вместе с особенностями конструкции данного самолета.

В качестве показателя безопасности самолета наибольшее распространение получил налет на летные происшествие - Тл.п. который определяется как

Тл.п .= ts / nл.п. ,

nл.п. - суммарное число летных происшествий по КПН на всем парке самолетов данного типа за рассматриваемый календарный период эксплуатации. Летные происшествия делятся на катастрофы, аварии и поломки.

Как показывает анализ мировой статистики летных происшествий (ЛП), более 80% всех причин ЛП обусловлено человеческим фактором (ЧФ), а именно ошибками летных экипажей и лиц групп руководства полетами (ГРП) из служб управления воздушным движением (УВД). При этом меньшая доля ЛП вызвана ошибочной оценкой ситуации, неверными прогнозами и расчетами. Основная же часть ЛП связана с ошибками летчиков в технике пилотирования и отсутствием надлежащей и своевременной реакции на усложнение условий полета.

Рисунок 5. Анализ мировой статистики летных происшествий (ЛП)

N - количество ЛП в год по всему миру по всем типам ЛА

Показателем безопасности самолета, учитывающим наиболее тяжелые летные происшествия, является налет на катастрофу -Ткат [час].

Ткат = ts / nкат

nкат - суммарное число катастроф по КПН на всем парке самолетов данного типа за рассматриваемый календарный период эксплуатации.

В практике ICAO используются обратные значения указанных выше показателей безопасности: Кл.п. - число летных происшествий на 100 тысяч часов налета или на 100 тысяч посадок. Для пассажирских самолетов самостоятельное значение приобрел показатель безопасности, учитывающий вместимость самолета и тяжесть катастроф. Таким показателем является объем пассажирских перевозок, приходящийся на одного погибшего пассажира Ап [пасс.км].

Ап = ∑ рейс =

где - число пассажиров в i-том рейсе; рейс - налет в километрах в i-том рейсе; - суммарное число погибших пассажиров за рассматриваемый период в результате катастроф самолетов данного типа по КПН. N- число рейсов всех самолетов данного типа за рассматриваемый период эксплуатации; Количественные показатели живучести отражают различную степень уязвимости самолета: вероятность сохранения работоспособности после воздействия поражающих средств - Ржив характеризует способность самолета выполнить полетное задание и нормально возвратиться на аэродром; вероятность воздействия на свою территорию после воздействия поражающих средств - Рвоз оценивает возможность возвращения самолета даже с аварийными повреждениями и вынужденной посадкой; вероятность выживания экипажа и пассажиров после воздействия поражающих средств - Рвыж оценивает эффективность средств защиты и аварийного покидания.

Оценка показателей живучести проектируемого самолета может быть выполнена на основе моделирования условий поражения и особенностей конструкции самолета.

Новая идеология предотвращения авиационных происшествий (АП) и инцидентов предполагает создание в авиакомпании системы управления безопасностью полётов (СУБП), которая:

- выявляет фактические и потенциальные угрозы безопасности;

- гарантирует принятие корректирующих мер, необходимых для уменьшения факторов риска/опасности;

- обеспечивает непрерывный мониторинг и регулярную оценку достигнутого уровня безопасности полетов.

Рисунок 6. Структура проактивного обслуживания

Пять базовых структурных элементов концепции безопасности полетов лежат в основе модели Ризона (рис. 7).

Рисунок 7. Модель Ризона

Меры по обеспечению безопасности полетов должны быть направлены на контроль за организационными процессами, содержащими скрытые условия в виде недостатков в конструкции оборудования, упущения в подготовке персонала и т.п., а также для улучшения условий на рабочем месте.

1.3 Взаимосвязь эффективности, надежности и живучести самолета

Самым общим свойством, отражающим техническое совершенство самолета, является эффективность Одним из показателей реальной эффективности самолета, учитывающим разнохарактерные его свойства, является вероятность выполнения типового полетного задания - Рэф.р; Эту вероятность удобно представлять как произведение трех вероятностей.* выполнения полетного задания при абсолютной надежности и живучести, которую называют показателем исходной эффективности - Рэф.и.; надежной работы самолета, как показателя его надежности - Рнад.; сохранение живучести самолета, как показателя его живучести - Ржив.

Рэф.р. = Рэф.и. * Рнад. * Ржив

Значение показателя исходной эффективности определяется, в основном, летно-техническими характеристиками (ЛТХ), такими, как максимальная скорость, минимальная высота полета, маневренность, точность систем навигации и наведения, грузоподъемность и др.

Показатель надежности самолета, в свою очередь, можно представить как произведение вероятности готовности самолета к выполнению полетного задания - Кг на вероятность безотказной работы самолета за время выполнения полетного задания -

Р(J) Рнад. - Кг* Р(J)

Действительно, если перехватчик многократно выполняет полетное задание по перехвату воздушной цели, то в ряде случаев полетное задание не выполняется и при полной надежности и живучести самолета. Это может быть при удачных маневрах цели с использованием рельефа местности, так что система наведения теряет цель. Подобные случаи являются следствием конкретных значений ЛТХ самолета и учитываются показатели исходной эффективности. Значения Рэф. всегда меньше единицы. Но полетное задание может быть не выполнено и по причине ненадежной работы материальной части самолета.

В одних случаях на момент получения задания самолет оказывается неготовым к вылету по ряду причин. Или на нем проводятся регламентные работы, или доработка конструкции по техническому бюллетеню, или устраняются возникшие неисправности. Эти случаи отражают такое свойство самолета, как ремонтопригодность, входящее в более общее свойство - надежность. Они учитываются таким показателем ремонтопригодности, как установившееся значение вероятности готовности самолета к вылету - коэффициентом готовности Кг. В других случаях невыполнения полетного задания происходит из-за отказа самолета в воздухе. Эти случаи характеризуют такое свойство самолета, как безотказность, и количественно учитываются таким показателем безотказности, как вероятность безотказной работы за время выполнения полетного задания.

Значение Р(J) как и любой вероятности всегда меньше единицы. Наконец, полетное задание может быть не выполнено в ряде случаев из-за утраты самолетом работоспособности вследствие воздействия на него поражающих средств или по попадания его в не расчетные условия эксплуатации. В этих случаях проявляется такое свойство самолета, как живучесть. Количественно эти случаи учитываются вероятностью сохранения живучести самолета - Ржив.

Применительно к транспортным самолетам, для обобщенной оценки их экономической эффективности, используется показатель производительности самолета на единицу затрат. И в него в качестве множителей входят вероятности надежной работы и сохранения живучести самолета.

А = (mln / tс)* Рнад. * Ржив,

где А - это производительность самолета на единицу затрат;

m -масса перевозимого груза;

1 - дальность перевозок;

t - время транспортной операции;

n - число планируемых самолето-вылетов за время транспортной операции;

с - затраты, списываемые за время операции, руб.;

Рнад. - вероятность надежной работы самолета;

Ржив - вероятность сохранения живучести самолета.

Таким образом, реальная эффективность охватывает все основные свойства самолета, определяющие его техническое совершенство. Целью создания новой конструкции самолета является получение более высокого значения показателя реальной эффективности по сравнению с конкурирующими проектами самолетов. Исходную эффективность можно увеличить только за счет усложнения основных систем самолета и его конструкции, однако усложнение конструкции обычно ведет к снижению значений показателей надежности и живучести.

Более общий подход к расчетной оценке надежности технических объектов основан на трактовке отказа как результата взаимодействия объекта как физической системы с другими объектами и окружающей средой. Однако большинство показателей надежности сохраняют смысл и при этом подходе. Вместе с тем нельзя смешивать показатели надежности с количественными характеристиками, не имеющими четкого вероятностно-статистического смысла, например с коэффициентами запаса прочности.

На стадии проектирования и конструирования показатели надежности трактуют как характеристики вероятностных или полувероятностных математических моделей создаваемых объектов. Соответствующие значения показателей называют расчетными. На стадиях экспериментальной обработки испытаний роль показателей надежности выполняют статистические (точечные или интервальные) оценки вероятностных характеристик.

Соответствующие значения показателей называют экспериментальными. Аналогичные оценки по данным эксплуатации называют эксплуатационными. Наконец, если точечная или интервальная оценка показателя надежности определена на основании результатов расчетов, испытаний и (или) эксплуатационных данных путем экстраполирования на другую продолжительность эксплуатации (и другие условия эксплуатации), то говорят об экстраполированных значениях показателей надежности. Подобная классификация принята в настоящее время в основных международных документах по надежности технических объектов. Введение такой классификации преследует цель предупредить путаницу, которая часто имеет место на практике при обсуждении численных данных, полученных разными способами и на разных стадиях жизненного цикла объекта.

В нашей стране номенклатуру показателей надежности регламентирует стандарт. Хотя с учетом специфики отрасли допускается использование показателей, не включенных в этот стандарт, эти показатели не должны противоречить понятиям, лежащим в основе стандарта. Нарушение этого правила может привести к грубым ошибкам и нарушению целостной системы обеспечения требуемой надежности. В целях единообразия все показатели надежности, перечисленные в стандарте, определены как вероятностные характеристики. Их точечные или интервальные оценки получают, обрабатывая экспериментальные данные при помощи методов математической статистики.

Основной показатель безотказности - вероятность безотказной работы, т.е. вероятность того, что в пределах заданной наработки не возникнет ни одного отказа. Этот показатель определяют в предположении, что в начальный момент времени (момент начала исчисления наработки) объект находится в работоспособном состоянии. Обозначим через t время или суммарную наработку объекта. В дальнейшем для краткости называем t просто наработкой. Возникновение первого отказа - случайное событие, а наработка т от начального момента до возникновения этого события - случайная величина.

Вероятность безотказной работы на отрезке [0, t] определяют как Р(t)=Р{ τ >t} Здесь Р{} - вероятность события, заключенного в скобках. Вероятность безотказной работы Р(t) является функцией наработки t. Обычно эту функцию предполагают непрерывной и дифференцируемой. Если способность объекта выполнять заданные функции характеризуется параметром v, то имеем формулу:

Р(t) = Р{ν*(τ) < ν(τ) < ν**(τ); τ € [0,τ]},

где v* и v**- предельные по условиям работоспособности значения параметров (эти значения, вообще, могут изменяться во времени) Аналогично вводят вероятность безотказной работы в более общем случае, когда состояние объекта характеризуется набором параметров с допустимой по условиям работоспособности областью значений этих параметров

Определение вероятности безотказной работы согласно формулам и относится к объектам, которые должны функционировать в течение некоторого конечного отрезка времени. Для объектов одноразового (дискретного) применения вероятность безотказной работы определяют как вероятность того, что при срабатывании объекта отказа не возникает. Аналогично вводят вероятность безотказного включения (например включения в рабочий режим из режима ожидания).

Вероятность безотказной работы Р(t) связана с функцией распределения F(t) и плотностью распределения f(t) наработки до отказа:

Наряду с понятием "вероятность безотказной работы" часто используют "вероятность отказа", которое определяют следующим образом: это вероятность того, что объект откажет хотя бы один раз в течение заданной наработки, будучи Работоспособным в начальный момент времени. Вероятность наступления хотя бы одного отказа на отрезке [0,t] определяют по формуле Q(t)=l-Р(t)=F(t)

Для высоконадежных объектов вероятность безотказной работы по отношению к критическим (тем более - катастрофическим) отказам должна быть весьма близка к единице. Вероятность наступления хотя бы одного критического отказа на заданном отрезке времени обычно называют показателем риска или просто риском.

К показателям безотказной работы относят также квантили безотказной наработки, те значения наработки, отвечающие заданной вероятности безотказной работы. Гамма-процентную наработку до отказа ty определяют из уравнения Р( )=γ/100 где Р(t) - вероятность безотказной работы. Другим показателем служит средняя наработка до отказа Тt. Она равна математическому ожиданию соответствующей случайной величины наработки объекта до отказа.

Имеем формулу: 1 = ∫ ( ) = ∫ [1 - ( )] ( ) ∞ 0 ∞ 0

Величина Т1 может быть выражена также через вероятность безотказной работы: 1 = ∫ ( ) ∞ 0 Еще один широко используемый показатель - интенсивность отказов. Это плотность вероятности возникновения отказа, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник.

Интенсивность отказов λ(t) выражают через функции Р(t), F(t) и f(t) следующим образом: λ= ( ) = ( ) 1- ( ) = - 1 ( ) ( )

Для высоконадежных систем Р(t)=l, так что интенсивность отказов приближенно равна плотности распределения f(t) наработки до отказа. Связь между показателями безотказности представлена в таблице. Перечисленные показатели введены применительно к невосстанавливаемым объектам, а также к таким отказам восстанавливаемых объектов, возникновение которых по возможности должно быть исключено. Применительно к восстанавливаемым объектам при эксплуатации, которых допускаются многократно повторяющиеся отказы, вместо средней наработки до отказа используют другой показатель - среднюю наработку на отказ. Очевидно, что это должны быть несущественные отказы, не приводящие к серьезным последствиям и не требующие значительных затрат на восстановление работоспособного состояния. Связь между показателями безопасности Эксплуатация восстанавливаемых объектов может быть описана следующим образом: в начальный момент времени объект начинает работать и продолжает работать до первого отказа; после отказа происходит восстановление работоспособности, и объект вновь работает до отказа и т.д. На оси времени t моменты отказов образуют поток отказов, а моменты восстановлений - поток восстановлений. На оси суммарной наработки (когда продолжительность восстановления не учитывают) моменты отказов образуют поток отказов. Полное и строгое математическое описание эксплуатации объекта по этой схеме построено на основе теории восстановления.

Средняя наработка на отказ определяется по формуле Т= { ( )} Здесь t - суммарная наработка, r(t) - число отказов, наступивших в течение той наработки, М{-} - математическое ожидание случайной величины, стоящей в скобках. В общем случае средняя наработка на отказ -функция t Для стационарных потоков отказов средняя наработка на отказ от t не зависит. Для восстанавливаемых объектов используют еще один показатель -параметр потоков отказов, равный отношению математического ожидания числа отказов за достаточно малую наработку объекта к значению этой наработки:

Здесь Δt - малый отрезок времени, r(t) - число отказов, наступивших от начального момента до достижения наработки.

Разность r(t+Δt)-r(t) равна числу отказов на отрезке [t,t+Δt]. Наряду с параметром потока отказов в расчетах и обработке экспериментальных данных часто используют усредненный параметр потока отказов

По сравнению с формулой здесь рассматривают число отказов за конечный отрезок [t1, t2].

Комплексные показатели надежности характеризуют два или большее число свойств, входящих в определение надежности, например безотказность и ремонтопригодность. К ним относятся те, которые являются количественной характеристикой готовности объекта к выполнению требуемых функций.

Коэффициент готовности * это вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается. Родственное понятие - коэффициент оперативной готовности характеризует готовность объекта выполнять требуемые функции в течение заданного отрезка времени. Этот коэффициент равен вероятности того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени (кроме планируемых периодов, в пределах которых применение объекта по назначению не предусматривается), при условии, что начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного отрезка времени. Очевидно, что коэффициент готовности по математической структуре аналогичен вероятности безотказной работы. Различают стационарный и нестационарный коэффициенты готовности, а также средний коэффициент готовности. Подробные сведения можно найти в справочнике. Вторая группа комплексных показателей надежности включает величины типа математического ожидания.

К этой группе принадлежит, например, коэффициент технического использования. Он равен отношению математического ожидания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период к математическому ожиданию суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии и продолжительности простоев, обусловленных техническим обслуживанием и ремонтом за тот же период. В стационарных условиях коэффициент технического использования также может быть выражен через отношение математических ожиданий.

Коэффициент технического использования характеризует долю времени нахождения объекта в работоспособном состоянии относительно общей продолжительности эксплуатации. Коэффициент сохранения эффективности характеризует степень влияния отказов объекта на эффективность его применения по назначению. Некоторые комплексные показатели надежности относятся к пограничной области, объединяющей факторы надежности, технологической и экономической эффективности.

Так, коэффициент сохранения эффективности равен отношению значения показателя эффективности использования объекта по назначению за определенную продолжительность эксплуатации к номинальному значению этого показателя, вычисленному при условии, что отказы объекта в течение того же периода не возникают.

Отказы систем самолета невозможно полностью исключить, но их количество по времени можно прогнозировать на основе методов расчета безотказности, а главное предупредить их опасные последствия. Случайные события и случайные процессы изучаются в теории вероятностей, технической статике, теории массового обслуживания и теории восстановления. Все это вместе образует основу математических методов теории надежности.

Виды отказов и неисправностей.

Правильная классификация отказов и неисправностей позволяете исключить возможные ошибки при применении формул теории надежности в процессе расчетов безотказности и оценке значений показателей безотказности по результатам испытаний и эксплуатации изделий авиационной техники.

Отказы как случайные события по характеру проявления могут быть:

-зависимыми и независимыми;

- совместными и несовместными;

- постепенными и внезапными.

Независимыми называются отказы, вероятности появления которых не зависят друг от друга. Если же отказ одного устройства вызван отказом других устройств самолета, то такой отказ будет событием зависимым. Совместными называют отказы отдельных элементов системы, которые одновременно происходят в процессе ее работы. Несовместными называются такие отказы, из которых никакие два не могут произойти одновременно.

Постепенные отказы возникают в результате изменения во времени тех параметров, которые определяют момент отказа в результате старения, изнашиваемости, усталостное повреждаемости и коррозии. Изменение таких параметров конструкции в процессе эксплуатации можно фиксировать, прогнозировать момент вероятного нарушения работоспособности и предотвращать отказ своевременной профилактической замены деталей или ремонтом.

Внезапными называются такие отказы, на вероятность возникновения. Которых не влияют налет и календарная продолжительность эксплуатации самолетов. Для анализа причин возникновения отказов и неисправности изделий авиационной техники с целью разработки эффективных мероприятий по повышению отказобезопасности и безотказности важное значение имеет классификация отказов по следующим факторам.

1. По моменту фиксации;

- на земле (при обслуживании);

- в воздухе;

- во время выполнения полетного задания (рейса):

- при заводских испытаниях самолета (приработочные отказы и неисправности).

2. По последствиям:

- без последствий;

- вызвавшие возвращение со старта;

- приведение к невыполнению полетного задания (рейса);

- вызвавшие особую ситуацию в полете или предпосылку к летному происшествию;

- приведение в числе других причин к летному происшествию.

3. По причинам

- конструктивно-производственные недостатки;

- ошибки наземного технического состава;

- ошибки латного состава;

- внешние или случайные причини.

4. По способу устранения:

- при оперативном техническом обслуживании;

- при периодическом техническом обслуживании;

- при профилактическом ремонте.

Выводы по главе 1

В решении главных задач ГА по обеспечению безопасности полетов и высокой эффективности использования авиационного транспорта (АТ) ведущее место принадлежит системе ТОиР ВС. Эффективность системы ТОиР ВС во многом определяется эксплуатационными характеристиками АТ, стратегиями ТОиР, качеством проведения профилактических работ, используемыми средствами и методами контроля и диагностики объектов эксплуатации.

По мере усложнения конструкции ВС, интенсификации производственных процессов, применение новых средств и методов контроля технического состояния изделий АТ, качество технического обслуживания (ТО) в дальнейшем сильнее стало определяться свойствами обслуживающего персонала [3].

Попытки учитывать человеческий фактор традиционно относились к работе летного экипажа, и мало рассматривались те аспекты человеческого фактора, относящихся к персоналу, осуществляющему ТО ВС и контроль качества выполненных работ. Это серьезный недостаток, поскольку ошибка человека при ТО ВС осуществляет такой же критическое влияние на безопасность выполнения полета, как и ошибки пилотов или диспетчеров управления воздушным движением.

Управление процессом технической эксплуатации ВС включает в себя решение многих научных проблем, к которым, в частности, относятся: математическое обеспечение технического обслуживания АТ, методы определения периодичности и глубины регламентных работ, разработка мероприятий по ТО ВС, адаптированных к реаль

Оглавление

- Введение

- Выводы

- Список литературы

- Приложение