Р Дпу ис. 2.36. Результаты мониторинга нагруженности в эксплуатации

Вторичная обработка (статистический анализ получаемых от экс­плуатантов результатов первичной обработки) заключается в опреде­лении типовых для каждого экземпляра самолета, группы самолетов (авиакомпании) и парка в целом параметров эксплуатации, а также характеристик рассеивания этих параметров относительно средних значений.

Полученные в результате статистического анализа параметры экс­плуатации сопоставляются с принятыми при установлении ресурса параметрами типового для парка полета (рис. 2.36) и в случае необ­ходимости служат основанием для корректировки типового полета, типовых спектров нагружения и эквивалентов к программам ресурс­ных испытаний.

Разработанная применительно к парку самолетов семейства Ту-204/214 система мониторинга условий эксплуатации и нагружен- ности конструкции, осуществляемого на основе обработки полетной информации, позволяет получить объективные данные об индивиду­альной нагруженности и условиях эксплуатации каждого экземпляра парка, корректируя при необходимости условия отработки им уста­новленного для парка ресурса.

Наличие такой системы мониторинга позволило разработчику при установлении ресурсов не вводить запас на межэкземплярное рас­сеивание нагруженности, тем самым существенно повысив ресурс­ные показатели парка при том же объеме лабораторных усталостных испытаний.

Приведенные в табл. 2.7 результаты обработки 4080 полетов 5 самолетов Ту-204-100(B) (из 7170 выполненных полетов) пока­зывают, в какой степени характеристики эксплуатации отдельных экземпляров самолетов Ту-204-100(B) отличаются от среднестатис­тических для парка этой модификации.

Таблица 2.7

Рассеивание параметров эксплуатации самолетов Ту-204-100(В)

Параметр	G взл	G пос	Т ПОЛ	G комм	G т.взл	G т. пос		N экв
Среднее	94,97	80,99	3,84	13,14	21,87	7,95	7,35	0,95
Максимум	96,5	83,05	4,14	15,6	23,36	9,24	9,2	1,26
Макс/Средн	1,02	1,03	1,08	1,18	1,07	1,16	1,25	1,33
Минимум	91,5	78,09	3,65	9,59	20,35	6,88	6,17	0,75
Мин/Средн	0,96	0,97	0,95	0,73	0,93	0,87	0,84	0,79
Макс/Мин	1,05	1,06	1,13	1,63	1,15	1,34	1,49	1,68
Коэфф. вариации, у	0,015	0,002	0,05	0,19	0,06	0,11	0,12	0,17

На рис. 2.37 представлены полученные с использованием системы индивидуального мониторинга оценки относительной (т.е. отнесен­ной к спрогнозированной) нагруженности (повреждаемости) нижних панелей крыла эксплуатирующихся экземпляров самолетов семейс­тва Ту-204/214.

Naice

Рис. 2.37. Различия в нагруженности экземпляров самолетов одного семейства Ту-204/Ту-214

Эти данные, отражая фактический разброс нагруженности самолетов в эксплуатации, свидетельствуют как о имеющемся ресурсном потен­циале отдельных экземпляров, так и о необходимости мероприятий, обеспечивающих безопасность эксплуатации экземпляров, эксплуати­рующихся в более тяжелых, чем среднестатистические, условиях.

Мониторинг технического состояния

Необходимость непрерывного контроля в эксплуатации и анализа технического состояния конструкции связана с:

вероятностным характером усталостных и коррозионных пов­реждений и невозможностью в лабораторных испытаниях надежно выявить все слабые места конструкции, что в свою очередь обусловлено невозможностью адекватно воспроизвести при испытаниях и учесть в расчетах все многообразие случайных факторов, влияющих на возник­новение и развитие усталостных и коррозионных повреждений;

большим количеством случайных эксплуатационных повреж­дений и нетиповых ремонтов, существенно влияющих на ресурсные характеристики;

^ внедрением в практику проектирования и эксплуатации при­нципов живучести и безопасной повреждаемости, реализация кото­рых невозможна без постоянного контроля состояния конструкции и анализа результатов такого контроля;

^ существенным разбросом в техническом состоянии конструк­ции отдельных экземпляров, обусловленным различиями в условиях эксплуатации и уровне технического обслуживания.

Своевременное выявление в процессе мониторинга технического состояния дефекта, анализ и внедрение разработчиком адекватных мероприятий на данном экземпляре и при необходимости на всем парке обеспечивает безопасность дальнейшей эксплуатации.

Мониторинг технического состояния конструкции осуществля­ется специалистами ОКБ путем анализа получаемых от эксплуатан­тов и из центров ТОиР данных о дефектах, выявленных в процессе эксплуатации и при проведении предусмотренных РЭ углубленных исследований технического состояния каждого экземпляра, а также данных о выполненных ремонтах и доработках конструкции, дан­ных заводов-изготовителей о допущенных в процессе производства отклонениях от КД, материалов авторского надзора, отчетов заводов- изготовителей о проводимом ими мониторинге и т.д. (рис. 2.38).

Рис. 2.38. Мониторинг технического состояния

ОКБ совместно с ГосНИИ ГА разрабатывает современные методы и средства получения максимально полной и объективной информа­ции о техническом состоянии эксплуатирующихся самолетов (сис­тема фотодокументирования критических мест конструкции в про­цессе исследования технического состояния, совершенствование неразрушающего контроля, разработка автоматизированных систем и каналов передачи информации о техническом состоянии самоле­тов от эксплуатантов).

Однако следует признать, что механизм своевременного получе­ния разработчиком объективной и полной информации о техничес­ком состоянии эксплуатирующихся самолетов является наиболее слабым звеном в действующей системе мониторинга эксплуатации. В полном объеме эта задача может быть решена только в масштабах отрасли в рамках создания с использованием современных техноло­гий единого информационного пространства, объединяющего раз­работчиков основного и комплектующих изделий, эксплуатантов, заводов-изготовителей, центров ТОиР и авиационные власти.

Важным инструментом мониторинга технического состояния конструкции являются методы и средства инструментального неразрушающего контроля, без применения которых невозможно реализовать принцип обеспечения безопасности эксплуатации по живучести.

При проектировании разработчик стремится обеспечить такие характеристики эксплуатационной живучести (скорости роста тре­щин и их критические размеры) и такой уровень контролепригод­ности, которые позволяли бы надежно обнаруживать возможные повреждения в процессе обычного технического обслуживания визу­ально, без применения специальных технических средств. Однако на практике такой уровень живучести удается обеспечить далеко не всегда. Для выявления скрытых дефектов, трещин малой крити­ческой длины в эксплуатации широко используются разнообразные методы инструментального неразрушающего контроля - вихретоко­вый, ультразвуковой, импедансный, тепловизионный и др.

Совершенствование и развитие этих методов и реализующих их средств неразрушающего контроля является необходимой компонен­той развития всей системы поддержания летной годности (рис. 2.39).

Рис. 2.39. Работы КБ «Туполев» по совершенствованию контроля технического состояния конструкции самолета Ту-204

Полученные тем или иным способом данные об условиях эксплу­атации и техническом состоянии самолетов необходимо системати­зировать и хранить в удобном для оперативного доступа и анализа виде. При этом для принятия тех или иных решений, связанных с поддержанием летной годности, данные эксплуатации необходимо анализировать совместно с результатами всего ранее выполненного комплекса расчетно-экспериментальных работ.

Для обеспечения возможности такого анализа разработана и внед­рена в практику работы ОКБ специализированная база данных ресур­сного анализа (СБД), являющаяся важнейшим элементом выстроен­ной ОАО «Туполев» системы мониторинга эксплуатации (рис. 2.40).

СБД представляет собой диалоговую систему мониторинга конс­трукции, предназначенную для сбора, хранения и анализа на эта­пах проектирования, испытаний, производства и эксплуатации всей информации, определяющей ресурс силовой конструкции самолета.

Аккумулируя данные о результатах проведенных ресурсных испы­таний и расчетов, результаты мониторинга условий эксплуатации и технического состояния конструкции СБД предоставляют разработ­чику практически всю информацию, необходимую для анализа и принятия обоснованных решений по поддержанию летной годности по условиям прочности.

По результатам анализа данных мониторинга условий эксплуа­тации и технического состояния разработчиком в случае необходи­мости оперативно корректируется конструкторская и эксплуатаци­онная документация. Эти же данные лежат в основе обоснования возможности увеличения величин максимальных допустимых нара­боток (продлении ресурсов и сроков службы).

Рис. 2.40. Интерактивная база данных ресурсного анализа