4.3. Формирование системы то и р – задача системотехники

Широко распространенное на протяжении длительного времени представление о том, что построение системы ТО и Р нового типа ЛА начинается лишь с момента начала его эксплуатации, является ошибочным.

Из рассмотрения структуры системы ТО и Р и содержания ее составных частей следует, что построение системы начинается с ранних стадий создания ЛА сразу же после того, как принята согласованная с Заказчиком стратегия технической эксплуатации (ТО и Р) создаваемого типа ЛА (рис.4.3 ).

|–––––––––––––––––––––––––––––|––––––––––––––––––––––––––––|

создание ЛА эксплуатация

Рис.4.3. Механизм построения системы ТО и Р и ее инфраструктуры

При создании ЛА непосредственно Разработчиком формируются такие составные части будущей системы ТО и Р, как: ЭТХ объекта, базовая программа ТО и Р и эксплуатационно-техническая документация (ЭТД).

Эти составные части по существу определяют как облик самой будущей системы ТО и Р, так и требования к ее инфраструктуре.

Формированию этих составных частей системы должно уделяться первоочередное внимание не только со стороны Разработчика, но и со стороны Заказчика. Прежде всего должны быть научно обоснованные требования Заказчика к ЭТХ объекта, базовой программе ТО и Р и ЭТД.

Должно быть достаточное методическое обеспечение для успешного выполнения этих требований на этапах создания ЛА. Должен быть обеспечен действенный и эффективный контроль за выполнением требований на этапах создания со стороны Заказчика.

При создании современной системы ТО и Р ЛА нового поколения используются новые подходы, базирующиеся на научной основе и мировой практике. Это позволяет получить целостное представление о закономерностях развития и существенных связях различных составных частей системы, включая и ее инфраструктуру.

Необходимость поиска и применения новых подходов к построению системы ТО и Р вызывается рядом обстоятельств, которые все отчетливее проявляются в последние годы. Так, при создании современных ЛА широкое применение находит принцип "безопасности повреждаемости" конструкций в отличие от принципа "безопасного срока службы", обеспечивается высокая степень живучести конструкций функциональных систем и планера ЛА.

На современных ЛА применяется бортовые интегральные системы диагностирования функциональных групп и их изделий, дающие возможность в широких масштабах применять стратегии их ТО и Р по состоянию. Для ЛА, созданных по принципу "безопасной повреждаемости", традиционные капитальные ремонты не планируются и не проводятся.

В практику работы конструкторских бюро входит создание и предъявление вместе с новым типом ЛА "Программы ТО и Р" - важнейшего документа, определяющего облик будущей системы ТО и Р ЛА и всех его составных частей. Разрабатываются новые, более удобные для эксплуатанта, формы эксплуатационно-технических документов (ЭТД), поставляемых вместе с новым типом ЛА.

В эксплуатационных предприятиях развиваются лаборатории (центры) диагностики, широко применяющие в практике ТО и Р ЛА для оценки их технического состояния методы и средства неразрущающего контроля и диагностики. Создаются и внедряются информационно-управляющие системы.

Эти и другие обстоятельства подлежат изучению и учету при построении системы ТО и Р ЛА, т.к. именно они определяют ее содержание.

Новые подходы к построению системы ТО и Р предусматривают также и решение задач создания ее инфраструктуры - как необходимого и обязательного условия стабильного функционирования системы.

Система ТО и Р ЛА в процессе своего формирования проходит ряд обя­за­тельных этапов, к числу которых относятся:

техническое задание (ТЗ), в котором в виде самостоятельного раздела задаются требования к системе ТО и Р;

техническое предложение в котором дается обоснование предлага­е­мо­­го варианта системы ТО и Р;

эскизный проект, в отдельной части которого излагаются сведения о системе ТО и Р;

технический проект, содержащий окончательные решения и характеристики системы ТО и Р.

Требования к системе ТО и Р, задаваемые в ТЗ, содержат:

• условия эксплуатации и базирования ЛА;

• годовой налет на один ЛА;

• удельные значения показателей системы (средние, суммарные, удель­ные, продолжительность, трудоемкость, стоимость ТО и Р);

• коэффициент исправности парка;

• временные показатели (средняя продолжительность оперативных форм технического обслуживания, средняя продолжительность замены двигателя и других наиболее важных агрегатов) ;

• среднее время восстановления (средняя продолжительность поиска и устранения единичного отказа или повреждения) или вероятность устранения отказа за заданное время;

• ограничения на численность инженерно-технического персонала;

• ограничения и рекомендации по составу средств технического обслуживания.

Кроме того, в ТЗ включаются требования и рекомендации качествен­но­го ха­рактера.

Эскизный и технический проекты ЛА в части его системы ТО и Р дол­ж­ны содержать:

• схемы функциональных систем (ФС), достаточные для понимания принципов их функционирования, обслуживания, контроля и восста­нов­ления с указанием эксплуатационных точек;

• общую характеристику системы ТО и Р;

• результаты расчета показателей системы ТО и Р, заданных в ТЗ;

• перечень возможных видов повреждений ФС с указанием вероят­нос­ти их возникновения ;

• обоснование выбора схемно-конструктивного решения каждой ФС и встроенных средств контроля, удовлетворяющего требованиям на­деж­н­ости;

• обоснование идеологии эксплуатационного контроля технического состояния ФС ЛА;

• расчет показателей контролепригодности ФС;

• план-проспект программы ТО и Р и проекты планов ТО и Р ФС;

• технологические графики оперативных видов ТО;

• сведения об уровне взаимозаменяемости агрегатов;

• схемы всех эксплуатационных люков с указанием типов крепежа и частоты открытия;

• технологические графики замены двигателей и его модулей;

• предлагаемую форму организации ТО и Р;

• перечни средств наземного оборудования, эскизы и характеристики вновь проектируемых средств;

• материалы по организации выполнения периодических форм ТО и ремонтных форм;

• материалы по анализу систем ТО и Р самолетов –аналогов, эксплуатируемых и разрабатываемых в нашей стране и за рубежом.

В процессе формирования рациональной системы ТО и Р ЛА целесо­об­раз­но выделить два этапа - два цикла оптимизации характеристик этой системы: выбор рациональных характеристик элементов системы в про­цес­се формирования и оптимизации характеристик ФС и обобщение ре­зуль­татов по всем ФС и оптимизация параметров системы ТО и Р ЛА в целом.

Реализация такого подхода позволяет соблюсти принципы комплексности при выборе характеристик системы ТО и Р и разделить работы по их обеспечению между разработчиками ЛА и разработчиками ФС, что соответствует существующей практике проектирования.

При решении задачи о рациональном синтезе системы ТО и Р в качестве целевой функции используется уровень экономической эффективности ЛА при безусловном выполнении требований по безопасности, готовности и регулярности полетов:

где К_с.эк- удельные (приведенные к одному часу налета) эксплуатационные расходы; - соответственно достигнутое и нормативное значения вероятности возникновения в полете особой ситуации, (1 - катастрофическая, 2 - аварийная, 3 - сложная ситуация, 4 - усложнение условий полета); К_r и К^н_r - соответственно достигнутое и нормативное значения коэффициента готовности (вероятности нахождения ЛА в готовом к вылету состоянии в любой момент времени); K^з.в₁₀₀ и К^з.в.н₁₀₀ - соответственно достигнутое и нормативное значения математического ожидания числа задержек вылета сверхдопустимого времени и отстранений от полета по техническим причинам, приходящихся на 100 запланированных полетов.

Критерий экономической эффективности можно использовать на обоих уровнях оптимизации характеристик системы ТО и Р при этом при оценке эффективности системы в целом показатели полученные при разработке каждой ФС, суммируются с добавлением той составляющей целевой функции, которая зависит от характеристик ЛА в целом, например от компоновочного решения.

Ограничения, вытекающие из условий обеспечения безопасности и регулярности полетов, уровня готовности, применительно к ФС удобнее представить в виде соотношения достигнутых и нормативных значений вероятности соответствующих видов их отказов:

где - достигнутые значения вероятности отказов m-й системы, приводящие соответственно к -й особой ситуации в полете либо к нарушению регулярности полетов; q^н_отр - нормативные значения тех, же вероятностей отказов m-й ФС.

Работы по созданию системы ТО и Р должны планироваться таким образом, чтобы обеспечить:

к началу государственных испытаний разработку программы (планов) ТО и Р, формирование комплекса средств ТО и Р и разработку временной эксплуатационно-технической документации;

к моменту окончания государственных испытаний подтверждение соответствия изделий АТ и комплекса средств ТО и Р техническим требованиям, а также подготовку ЭТД для регулярной эксплуатации;

в процессе эксплуатации проведение периодической оценки эффективности системы ТО и Р и при необходимости корректировку программы ТО и Р и совершенствование ЭТХ ЛА.

В соответствии с базовой программой ТО и Р Заказчиком разрабатывается программа обеспечения ТО и Р. На основе этой программы в дальнейшем формируются такие составные части системы ТО и Р, как: ИТП, средства ТО и Р, производственная база ТО и Р, а также инфраструктура системы ТО и Р(см. рис.4.3).

Из изложенного следует, что процесс построения системы ТО и Р охватывает практически все стадии жизненного цикла ЛА: конструирование, постройку, испытания, эксплуатацию. В создании системы ТО и Р в разное время и в разных местах участвует многочисленные коллективы сотрудников конструкторских бюро, серийных заводов, эксплуатационных предприятий, научно-исследовательских организаций. Главной задачей в этих условиях является обеспечить в работе единство цели и концептуальных положений, научного и методического обеспечения, а также сроков формирования всех составных частей системы ТО и Р.