1939

отличие реальных размеров от заданных в чертежах, отличие реальных вероятностных характеристик сортамента от тех, которые приняты в расчетах на этапе проектирования, качество контроля готовой продукции и т.д.

Обеспечение надежности на этапе экспериментальной отработки

Достижение заданной надежности ЛА на этапе экспериментальной отработкиответственный этап создания самолета. Проводится работа по выявлению дефектов, имеющихся после проектирования, конструирования и изготовления, предлагаются мер по устранению выявляемых дефектов во всех изготовленных ЛА с предложениями о внесении изменений в рабочие чертежи для серийного изготовления изделий.

В процессе доводки конструкции, ее испытывают, нагружая статическими нагрузками и доводя до разрушения или доводя нагрузки до какого-то процента от разрушающих. Второй экземпляр конструкций подвергается динамическим и вибрационным нагрузкам. Дальнейшая отработка конструкции выполняется при летных испытаниях ЛА.

ПОНЯТИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

В процессе эксплуатации самолет проходит разные виды периодического технического обслуживания и капитальный ремонт.

Простота и удобство проведения осмотров, регулировок работ по замене двигателей, узлов и агрегатов и, как следствие этого, продолжительность технического обслуживания и ремонта, зависят прежде всего от того, в какой мере конструкция самолета приспособлена к проведению профилактических и ремонтных работ в процессе эксплуатации.

70

В настоящее время приспособленность отдельных конструкций для технического обслуживания и ремонта находится еще не на высоком уровне. Трудность выполнения многих работ, предусматриваемых технологией, объясняется часто неудобством доступа к узлам, деталям и агрегатам, трудным их демонтажем и монтажом, неудовлетворительной взаимозаменяемостью и пр.

Конструкция изделия и технология его технического обслуживания и ремонта должны быть взаимосогласованы. При выполнении регламентных и ремонтных работ на самолете технологичность проявляется в том числе как свойство самой конструкции.

Содержание технологии технического обслуживания и ремонта во многом определяется сроками службы деталей, узлов и агрегатов между текущими осмотрами и ремонтами. Следовательно, конструкцию самолета для того, чтобы она была наиболее простой и удобной при техническом обслуживании и ремонте, нужно разрабатывать с учетом меж осмотровых и межремонтных сроков службы того съемного и несъемного оборудования, которое предполагается устанавливать на машину. Агрегаты, узлы и детали, не требующие в процессе эксплуатации частой проверки и замены, должны устанавливаться в любом месте. Однако те узлы, детали и агрегаты, которые нуждаются в частых контрольных осмотрах, регулировании, ремонте и замене, необходимо размещать в местах, к которым имеется свободный доступ; они должны быть легкосъемными и полностью взаимозаменяемыми. Для соблюдения этого правила конструктору на первом же этапе проектирования самолета необходимо знать, что и когда нужно проверять, регулировать и демонтировать на самолете и в какой очередности. Только при этих условиях конструкция самолета и технология его технического обслуживания и ремонта будут взаимосогласованы.

71

Таким образом, под эксплуатационной технологичностью самолета понимается совокупность свойств конструкции, определяющих ее приспособленность для технического обслуживания и ремонта в процессе эксплуатации при наименьших производственных циклах, затратах труда и материалов на 1 час налета.

Эксплуатационная технологичность является одной из основных характеристик конструкции самолета, от которой в значительной мере зависят эффективность использования самолета и его экономичность.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ

Эксплуатационная технологичность определяется следующими факторами: удобством доступа к объектам обслуживания, легкосъемностью агрегатов, узлов и деталей, степенью их взаимозаменяемости, состоянием унификации систем, узлов, агрегатов, крепёжных деталей, преемственностью наземного оборудования для технического обслуживания и др.

Удобство доступа к объекту обслуживания. Этот фактор имеет большое значение для сокращения времени и трудовых затрат на техническое обслуживание и устранение дефектов.

Увеличение скоростей полета и уменьшение лобового сопротивления, совершенствование аэродинамических форм самолета оказывают обычно отрицательное влияние на удобство доступа к узлам для их обслуживания и ремонта. Однако это влияние можно уменьшить «путем группирования агрегатов самолетных систем на специальных (желательно съемных) панелях, размещения агрегатов и их коммуникаций в отсеках снаружи планера и обеспечения доступа к каждой группе агрегатов через легко открывающиеся люки больших размеров. В условиях эксплуатации удобный доступ также

72

необходим к ответственным узлам планера и трущимся деталям самолета, нуждающимся в частом осмотре, смазке и регулировании.

Панели люков должны открываться без применения специального инструмента и должны обеспечивать многократное открывание и закрывание (на самолетах, эксплуатирующийся на коротких линиях, количество открываний и закрываний люков в течение срока службы самолета составляет более 20 тыс. раз).

Необходимо правильно размещать на самолете все штуцеры для подсоединения к наземному оборудованию, чтобы избежать чрезмерного скопления этого оборудования в одном месте. Штуцеры следует размещать возможно дальше от входных дверей и загрузочных люков.

Легкосъемность агрегатов, узлов и деталей. Этот фактор не следует смешивать с удобством доступа. Па самолётах встречаются такие детали, к которым доступ очень хороший, но замена их в условиях эксплуатации затруднена. Легкосъемность означает пригодность узла, агрегата или детали к быстрой замене с минимальными затратами времени и труда. А так как обычным способом устранения дефектов в эксплуатации является замена неисправного агрегата, то требование легкосъемности имеет важное значение.

Необходимо, чтобы система крепления узлов и агрегатов, заменяемых в условиях эксплуатации, позволяла свести к минимуму трудоемкость крепежных работ. Все детали, подвергающиеся изнашиванию, должны быть съемными.

В ряде мест следует более широко применять быстроразъемные соединения вместо обычных болтов и гаек. Если болты необходимы, то они должны иметь закладные головки или анкерные гайки, особенно для болтов, проходящих через глухие перегородки. Это во многих случаях позволит сократить технический персонал при замене агрегата или проверке момента затяжки гаек с двух человек до одного.

73

Следует избегать контровки обычных гаек при помощи разрезных шплинтов. На заводе разрезные шплинты можно поставить легко, но при техническом обслуживании самолета вне ангара особенно при плохой погоде и в ночное время снять эти шплинты бывает очень трудно и на это уходит много времени.

Взаимозаменяемость агрегатов, узлов и деталей. Под взаимозаменяемостью понимают такое свойство детали (агрегата), при котором из множества одноименных деталей (агрегатов) можно без выбора взять любую и без подгонки (допускается регулирование узлов при помощи технологических компенсаторов) установить на самолете.

В зависимости от объема подгоночных работ устанавливается соответствующая степень взаимозаменяемости агрегатов, узлов и деталей. Чем меньше объем подгоночных работ при замене агрегатов, узлов и деталей, тем выше степень их взаимозаменяемости.

Фактор взаимозаменяемости, так же как и два предыдущие, имеет большое значение для сокращения затрат труда, материалов и простоев самолетов при техническом обслуживании и ремонте. От этого фактора в первую очередь зависит успешное внедрение агрегатно-узлового метода ремонта, при котором необходимые ремонтные работы и замена отработавших ресурс агрегатов и узлов легко и быстро выполняются в процессе эксплуатации при проведении периодического технического обслуживания.

Преемственность наземного оборудования для технического обслуживания. Под преемственностью наземного оборудования понимается возможность использования уже существующих в аэропортах средств механизации и оборудования для технического обслуживания внедряемого в эксплуатацию нового типа самолета. Чем больше средств механизации и оборудования из числа имеющихся в эксплуатационных подразделениях будут удовлетворять требованиям технического обслуживания

74

нового типа самолета, тем выше эксплуатационная технологичность этого самолета в отношении преемственности наземного оборудования.

Этот фактор оказывает значительное влияние на организацию рабочего места персонала, сроки и себестоимость технического обслёживания. Желательно, чтобы большее количество имеющихся в ГВФ высокопроизводительных образцов наземного оборудования удовлетворяло требованиям технического обслуживания новых типов самолетов.

Унификация систем, узлов и агрегатов. Этот фактор весьма важен не только для повышения эксплуатационной технологичности, но и при решении проблемы рациональной эксплуатации самолетов в целом. Сокращение количества типов применяемых на самолетах агрегатов и узлов одного и того же назначения намного упрощает и удешевляет техническое обслуживание и ремонт и уменьшает номенклатуру запасных частей на складах эксплуатационных и ремонтных предприятий.

Унификация крепежных деталей. Значительное влияние на эксплуатационную технологичность оказывает количество типоразмеров крепежных деталей, используемых на самолетах. Количество типоразмеров крепежных деталей должно быть минимальным. Это позволит сократить количество потребного инструмента и снизить трудоемкость технического обслуживания и ремонта самолетов

Эксплуатационная надежность и эксплуатационная технологичность

Под эксплуатационной надежностью изделия (самолета, узла, агрегата) понимается его способность безотказно работать заданный срок службы в определенных условиях эксплуатации при сохранении основных его характеристик в заранее установленных пределах.

75

Неравнопрочность и неравномерность износа детален узлов и агрегатов являются причинами выхода изделия из строя раньше установленного для него срока службы.

Эксплуатационная надежность самолета, как и всякой машины, достигается рядом мероприятий, из которых основными считаются:

—повышение надежности отдельных элементов, узлов и агрегатов конструкции путем сообщения им необходимой по испытываемым нагрузкам прочности, износостойкости, рациональных кинематических связей и пр.;

—использование рациональных режимов эксплуатации (в полете, на взлете и посадке) и нагрузок самолета;

—назначение периодических осмотров и регламентных работ для поддержания конструкции в необходимом техническом состоянии;

—своевременное выполнение работ по текущему и капитальному ремонту

Эксплуатационная надежность оценивается рядом показателей. Рассмотрим некоторые из них.

Для количественной оценки надежности различных экземпляров одного и того же агрегата пользуются понятием «средняя наработка на отказ». Под отказом понимается такая неисправность, без устранения которой невозможно дальнейшее выполнение агрегатом всех или хотя бы одной из его основных функций.

Средняя наработка на один отказ определяется как отношение суммарного времени наработки агрегатов до возникновения в каждом из них первого отказа к общему числу рассматриваемых агрегатов

=∑ ,

где — время наработки i-го агрегата до возникновения отказа в час;

N—общее число однотипных агрегатов.

76

Важнейшей характеристикой эксплуатационной надежности агрегата является интенсивность отказов.

промежутка, на ∆

λ=∆ *∆t .

Влитературе кривую интенсивности отказов часто называют λ - характеристикой.

Основным и наиболее полным показателем надежности является вероятность безотказной работы. Под вероятностью безотказной работы агрегата понимается вероятность того, что в течение определенного отрезка времени и в определенных условиях эксплуатации не произойдет ни одного отказа.

Для некоторых систем (агрегатов) самолета интенсивность отказов практически можно рассматривать как простейший поток, подчиняющийся экспоненциальному закону Пуассона. В этом случае выражение для расчета вероятности безотказной работы агрегата может быть записано следующим образом

=,

где −вероятность безотказной работы; е—основание натуральных логарифмов;

—период времени, в течение которого агрегат должен работать исправно, в час.

77

Для случая, когда λ=const и является обратной величиной средней наработки на отказ λ= , экспоненциальный закон имеет вид

=.

Из формулы следует, что вероятность безотказной работы агрегата с течением времени убывает по

Это означает, что из 100 агрегатов определенного типа за время, равное средней наработке на один отказ, безотказно проработают в среднем только 37 агрегатов.

Для достижения вероятности безотказной работы агрегата порядка 90% необходимо, чтобы средняя его наработка на один отказ была не менее чем в 10 раз больше того времени, в течение которого агрегат должен работать исправно.

Считают, что вероятность безотказной работы более полно характеризует эксплуатационную надежность агрегата, чем средняя наработка на отказ. Вместе с тем вероятность безотказной работы агрегата не дает еще развернутой характеристики его эксплуатационной надежности, так как не учитывает еще одного весьма важного показателя, а именно

— приспособленности конструкции к работам по обнаружению неисправностей, замене или ремонту агрегатов в процессе эксплуатации, т. е. эксплуатационной технологичности конструкции самолета.

Следовательно, показатель эксплуатационной технологичности, наряду со средней наработкой на отказ и вероятностью безотказной работы должен быть использован для более полной характеристики эксплуатационной

78

надежности как отдельных агрегатов, гак и самолета в целом. Поясним значение этого показателя на конкретном примере.

Допустим, что мы имеем два типа самолета. Оба они имеют одинаковую среднюю наработку на отказ, предположим 500 час, т. е. время их исправной работы между двумя смежными отказами равно 500 час.

По этому показателю оба самолета по эксплуатационной на-должности одинаковы. Однако в процессе эксплуатации этих самолетов выявилось, что:

на одном из них вследствие неудовлетворительной эксплуатационной технологичности конструкции на обнаружение и устранение причин каждого отказа затрачивалось в среднем 10 человеко-часов;

на другом, у которого конструкция обеспечивает более свободный доступ для осмотра и замены агрегатов, узлов и деталей, на устранение каждого отказа затрачивалось в среднем 5 человеко-часов. При учете таких дополнительных данных эксплуатационная надежность самолета с более высокой эксплуатационной технологичностью будет выше.

Эксплуатационную надежность самолета с учетом эксплуатационной технологичности его конструкции можно оценить коэффициентом трудоемкости

следовательно, более высокой будет эксплуатационная надежность самолета.

79