Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Михайлов Б.А. Авиационные радиоэлектронные комплексы и их эксплуатация

.pdf
Скачиваний:
34
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
6.78 Mб
Скачать

Этой же цели служат й такие мероприятия, как тренировка, "жестчение" и испытания радиоламп в ламповых лабораториях частей перед установкой их в радиоаппаратуру и т .д .

Второй путь, связанный с периодическим или неперио­ дическим восстановлением ресурса радиоаппаратуры, исполь­ зуется преимущественно на таком этапе эксплуатации, где наблюдается повышение интенсивности отказов вследствие износа деталей и старения материалов. Практическая реа­ лизация этого пути достигается простой периодической или непериодической профилактической заменой частично изношен­ ных или постаревших элементов точно такими же новыми или менее изношенными элементами в ходе выполнения регламент­ ных работ и профилактического ремонта.

Следует отметить, что простая профилактическая заме­ на новыми элементами тех из них, которые обнаруживают де­ фекты в периоде приработки, не только восполняет ресурс ап­ паратуры, но и способствует повышению надежности, так как в

этом случае из аппаратуры изымаются заведомо неисправные де­ тали. Все это указывает на то, что первый и второй пути про­ филактики радиоэлектронной аппаратуры взаимно дополняют друг друга и обычно используются совместно.

Высокую надежность вновь создаваемого радиоэлектрон­ ного комплекса летательного аппарата, рассчитанного на длительную эксплуатацию, трудно, а нередко и просто невоз­ можно обеспечить только методами проектирования и произ­ водства. Это означает, что расчет надежности проектируемой аппаратуры следует производить в неразрывной связи с выбо­ ром схемы и расчетом системы профилактического обслуживания.

При эксплуатации летательных аппаратов ВВС наибольшее распространение получили две основные схемы построения системы профилактического обслуживания.

Первая из этих схем состоит в том, что через опреде­ ленное время налета летательного аппарата в последний ставится на профилактику, в ходе которой элементы данной группы профилактики (например, 50т 100-часовых или иных регламентных работ) подвергаются контролю состояния и при

120

необходимости - восстановлению. Расчет такой системы про­ филактического обслуживания заключается в отыскании объема (состава элементов) каждой из групп профилактических работ и времени налета, через которое следует проводить профилак­ тику.на элементах соответствующей группы. Объем профилакти­ ки и время налета В , через которое он реализуется, приня­ то называть основными параметрами системы профилактического обслуживания.

При построении системы профилактического обслуживания в соответствии со второй схемой, решение о необходимости проведения профилактических работ на данном элементе РЭК принимается не по времени налета летательного аппарата, как это было в первом случае, а исходя из текущего технического состояния элемента. С этой целью обычно производится перио­ дический профилактический контроль состояния элемента РЭК. По результатам контроля делается заключение о необходимости проведения профилактики в момент контроля. Реализация всего объема профилактических работ производится так же, как и в первой схеме профилактики.

Вторая схема в определенных условиях обеспечивает бо­ лее высокую эффективность профилактики. Однако при ее широ­ ком использовании затрудняется планирование отхода авиаци­ онной техники на выполнение профилактических работ (регла­ ментных работ) и равномерная загрузка ТЭЧ. Поэтому при построении системы профилактического обслуживания использу­

ется

как первая, так и вторая

схема.

 

В настоящее время система профилактического обслужива­

ния

строится преимущественно

по первой схеме, однако 'по мере

внедрения средств автоматизированного контроля более широкое применение может найти и вторая схема.

I. Расчет_системы_профилактического_обслуживания,

воснову_которой_положено время налета летательного_аппарата

Определение основных параметров системы профилактичес­ кого обслуживания, необходимых для ее синтеза, производится

121

после завершения разработки и электрического расчета прин­ ципиальной схемы РЭК летательного аппарата. На этой стадии проектирования становятся известными режимы работы деталей и узлов радиоаппаратуры и, следовательно, появляется воз­ можность для расчета надежности элементов и систем, вхо­ дящих в РЭК.

На основе анализа степени взаимной связи различных элементов радиоаппаратуры.. РЭК разбивается на совокупность

N

элементов, отказы которых можно рассматривать

как со­

бытия независимые.

Для каждого из этих элементов,

опираясь

на методы расчета

надежности, определяются интенсивности

отказов

XN(t). Будем полагать, далее,

что в

ходе

профилактики

у каждого элемента РЭК выявляются детали

и узлы, параметры которых вышли за границы допусков и заме­ няются новыми или ремонтируются. Глубина контроля и степень восстановления выбираются такими, чтобы после их реализации эффект последействия можно было считать снятым (элемент обновлен). Для такой глубины (объема) профилактики элемен­

та, зная

характер

контрольно-измерительной аппаратуры и

используя

опытные данные

по восстановлению радиоаппаратуры,

можно найти необходимые

трудозатраты mv тг , . . mN на од­

ну профилактику соответствующего элемента РЭК.

Интенсивности отказов

A2(t),..., \ N (t) и трудоза­

траты

 

являются необходимыми исходными дан­

ными для расчета системы профилактики.

В зависимости

от критерия,

относительно которого тре­

буется оптимизировать систему профилактики РЭК, методика определения ее основных параметров будет различной. В связи с этим рассмотрим несколько случаев оптимизации системы профилактики РЭК.

Оптимизация системы профилактического обслуживания по_критерию надежности

Синтез системы профилактического обслуживания в этом случае сводится к отысканию таких ее параметров, при кото-

122

рых обеспечивается заданная надежность РЭК ценою минималь­ ных трудозатрат в течение длительного периода эксплуатации летательного аппарата, характеризуемого суммарным временем налета t3 . Для решения этой задачи найдем соотношение, связывающее вероятность безотказной работы РЭК в течение наиболее продолжительного полета tg , характерного для дан­ ного типа летательного аппарата, и трудозатраты Мк , выде­ ленные на профилактику РЭК, при обеспечении времени налета

t3 . С этой целью первоначально определим вероятность Pgjitg) безотказной работы j -того элемента в конце последнего меж­ профилактического интервала при условии,, что на каждом элементе РЭК через равные неслучайные отрезки времени на­ работки Qj проводится профилактика полного объема (фиг.2.4)

Ф и г . 2. 4

Поскольку в ходе профилактики элементы РЭК восстанав­ ливаются настолько, что эффектом последействия можно пре­ небречь, то

(2.8)

где Bj - период профилактики j -того элемента РЭК;

123

Zj - число .профилактик, проводимых на j -том

элемен­

те за

время t3 .

 

Теперь легко

определить вероятность безотказной

работы

РЭК по формуле умножения вероятностей независимых событий: .

 

 

 

N

-J

Ы *) **

 

 

Рк (в-) = Пехр

(2.9)

 

 

'

)=1

* г ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из (2 .9)

видно, что

с уменьшением периода профилактики

Bj

надежность РЭК увеличивается вследствие снижения интен­

сивности отказов. Вместе с тем наблюдается и рост трудоза­

трат на профилактику каждого элемента

 

 

мг гп = ^ - т' ) ■

 

 

(2 М

 

Если теперь ограничить возможную величину трудозатрат

на профилактику всего РЭК значением

Мк , то нетрудно видеть,

что существует такая совокупность zу , которая дает макси­

мальное значение Рк (tg)

при

затратах на профилактику М34 Мн .

Иначе говоря, совокупность Zy является точкой условного

экстремума функции (2 .9)

при

условии

 

 

 

 

j Z d j - O ^ j

4

Мк

,

 

(2.11)

где

( Ij - 1)

-

число профилактик,

проводимых на у

-том

 

 

 

элементе.

 

 

 

 

 

 

 

Для отыскания всей совокупности

-z1t Иг ,...,ъ ы

вос­

пользуемся методом неопределенных множителей Лагранжа. В со­ ответствии с этим методом в точке экстремума справедливо равенство:

Г±3_

д

N

 

rzi

N

 

 

П ехр

7

J

- / , Z (zr <)n,j = 0 ,

(2 .12)

д21

[ м

. гэ _ f

 

 

 

 

*i

4

 

 

где fl - неопределенный множитель Лагранжа.

124

После дифференцирования и соответствующих преобразо­ ваний получаем алгебраическое уравнение с неизвестными Zy

и J3

 

 

 

 

 

 

 

—г^ -

-

О,

(2.13)

где

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в = - 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соотношения ( 2 .I I )

и

(2.13У

составляют

систему

{ N +1)

уравнений, из которых могут быть

найдены

уз

и ‘Zy . Раз­

решим уравнение (2 .13)

относительно zy

и подставим их в

(2 .1 1 ).

Число и характер решений

для

Zy

в

значительной

мере зависят от вида функции

Aj (t) .

Если (2.13) имеет

несколько решений,

то методом анализа и сравнения находят

то из них, которое

дает

наибольшее значение

PK (tg) \

 

Пусть корни уравнения (2.13) найдены и представлены

как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш/

=

F (fo>

т/ )

 

 

 

 

(2.И)

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя (2 .14)

в

( 2 .I I ) ,

получаем

уравнение,

из

которого возможно

определить

J50

 

 

 

 

 

 

 

 

|

у [ F ( p 0^ j ) - ^ \ m} - ^ K

= 0.

 

(2.15)

Определив J30

из (2.15) и подставив его

в

(2 .1 3 ), по­

лучаем

уравнение,

из которого

определяются

йу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'fi° mL - - 0 .

(2.16)

Зная совокупность Zy , легко определить оптимальные периоды профилактики каждого элемента РЭК

^ и

(2.17)

в; = 1 Г = П м« У

125

Система профилактического обслуживания, при которой профилактические мероприятия проводятся через определенное время налета летательного аппарата, обычно строится с учетом всего оборудования летательного аппарата в целом. При этом в зависимости от особенностей летательного аппарата данного типа для него устанавливается некоторая периодичность в0 , с которой на нем выполняются профилактические работы раз­ личного объема. В настоящее время, например, при выполнении регламентных работ период принимается равным 25 или 50 ча­ сам налета летательного аппарата.

Наличие определенной периодичности выполнения профи­ лактических работ облегчает планирование отхода техники на

профилактику и обеспечивает равномерную загрузку ТЭЧ.

Учи­

тывая это_обстоятельство,

потребуем, чтобы периоды профи­

лактики

 

6j удовлетворяли

равенству

 

 

 

 

 

ку = K j В 0

,

( 2. 18)

где

Kj

- целые, неотрицательные числа.

 

 

 

Однако значения Kj ,

полученные на

основании формул

(2.17)

и

(2 .1 8 ), могут быть любыми числами (целыми или

 

дробными). В связи с этим

среди

целых чисел, отличающихся

от

Kj

не

более, чем на единицу,

следует

выбрать такие

Kj ,

которые по сравнению с другими возможными системами целых чисел удовлетворяли бы условиям

Если несколько

систем

 

дают одинаковый минимум (.2.19),

то среди них следует

выбрать

такую, что

 

 

— 2

(2.20)

 

I \ ( Hj ~ Kj) = мин

Поскольку

Zy являются

функциями

Мк , то, подстав­

126

ляя выражения для Zy в ( 2 . 9 ) . , получим искомую зависи­ мость

Мк = <р(Рк)

С2.20

Функциональная связь Af и Рк позволяет предъявить требования к производительности ТЭЧ, потребной для профи­ лактики РЭК одного летательного аппарата. Действительно, пусть требуется обеспечить для всего t3 надежность РЭК, равную Р0 . Идя этого потребуется вложить в систему про­ филактики трудозатраты

Мк =<р (Р0) .

(2.22)

Для окончательного решения задачи остается сделать последний шаг - синтезировать состав групп профилактики. С этой целью отложим моменты профилактики Bj каждого из элементов профилактики на оси времени налета летательного аппарата, (фиг. 2. 5). Так как периоды профилактики Bj со-

Ф и г . 2.5

держат целое число в0 , то по мере увеличения времени налета будет наблюдаться группирование, объединение эле­ ментов в группы профилактики. Таким образом, для оконча­ тельного решения задачи остается записать номера элемен­ тов, входящих в каждую группу, и соответствующие им момен­ ты профилактики Вгр^, Вг р 2 6грп .

127

Проведенный расчет основных параметров системы профи­ лактического обслуживания показывает, что его практическая реализация в значительной мере зависит от вида функций-

(t) . Если профилактические мероприятия проводятся через определенное время налета летательного аппарата, то в общем случае интенсивности отказов профи­ лактикопригодных элементов могут быть любыми неубывающими функциями времени налета. Для осуществления практических расчетов системы профилактики, при проектировании новой аппаратуры, в качестве первого приближения интенсивности

отказа элементов РЭК могут быть

представлены функциями

вида:

 

 

A j(t)=A 0 +AAt или

*j(t)= a je bit,

(2.23)

где а- = const и bj = con st.

 

 

А. Определение основных_параметров системы профилшстики_при_ ^ Ш = h)j_

В этом случае уравнение (2.13) приобретает вид

/

^

-

j -

mi

= 0 .

(2.24)

AA.ts

L

Ну

>

 

ъ 3

 

 

Разрешим это уравнение

относительно н,-

 

 

= ± г ^

 

 

АЛ:

(2.25)

I

 

 

/ 77У,

-1

L

 

 

 

Учитывая, что число профилактик не может быть отри­

цательным, принимаем

 

 

 

 

1

 

 

_ /

Г , .

 

 

/

АЛ; 17

(2.26)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставим выражение для

Zy

в

уравнение

(2.15)

Реш им э т о у р а в н е н и е о т н о с и т е л ь н о j} i

J

 

 

 

 

Ъ Axt-mf .

 

 

 

 

 

(2.28)

 

Mf+MH j=1

J

J

 

 

 

 

 

 

 

Подставим выражение для

±

в

(2.26)

и разделим ле­

j3z

вую и правую части

равенства на

t3

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

t Q

 

/ ГП: '

N

±

 

±

 

 

в;=

= — - —

 

л/—

 

• 2

т ?

ААг. .

 

(2.29)

/

 

Z;

 

М4 +Мк

У АЯу

/=1

I

I '

 

 

 

Пользуясь

выражениями

(2 .9 )

и (2 .2 9 ),

легко

получить

формулу для вероятности

безотказной

работы РЭК

 

 

р"

 

(м«)

= ехР ( с< -

м ^1Гк )

 

 

 

(2.30)

 

 

 

 

 

где

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AAj

tg

2^

Agj

Const >

 

 

 

 

с4 ~ £

^5

 

 

 

 

 

 

^. N

±

Us.2

 

 

 

 

 

 

 

C2 ~

*3 (■ -{ mj

AAj

)

=

Const .

 

 

 

 

 

Формула (2 .30) позволяет определить трудозатраты, по­

требные дай профилактики РЭК.

 

 

 

 

 

 

 

Действительно, если требуется обеспечить

надежность

РЭК на уровне

 

Р0 , то необходимо

потребовать,

чтобы

вы­

полнялось равенство:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р° = ехр ( с< -

 

 

 

 

 

(2.30

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение (2 .31) имеет одно неизвестное

Мк

,

отно­

сительно которого

оно может быть разрешено

 

 

 

 

 

 

М

с,

сг

 

Р0

-

М,

 

 

 

(2.32)

 

 

к

 

In

 

 

 

 

 

 

 

9 .И зд.А °4884

1 2 9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ