6.6. Методы повышения надежности приборов

Под надежностью понимают способность какого-либо элемента или системы выполнять свои функции с заданными эксплуатационными показателями в определенных условиях и в данное время.

Для повышения надежности приборов используют конструктивно-технологи­ческие методы, направленные на улучшение качества проектирования и изготов­ления отдельных элементов приборов и систем; методы автоматического и полуав­томатического контроля исправности приборов.

Надежность приборов и систем существенно повы­шается при использовании метода функциональной из­быточности, при котором структура прибора выбира­ется таким образом, чтобы выход из строя некоторого количества элементов при­бора, или даже целого при­бора системы не повлек .-;а собой отказа и не дал ощу­тимого снижения качества работы прибора или сис­темы.

Введение функциональ­ной избыточности в приборы и системы, возможно не­сколькими способами, основ­ными из которых являются комплексирование по мультимодальному принципу и резервирование.

Мультимодальный принцип комплексирования основывается на том, что одна и та же физическая величина измеряется несколькими измерите­лями, использующими различные физические принципы измерения, а сигналы из­мерителей обрабатываются таким образом, чтобы получить наиболее достовер­ный результат. Так, например, в курсовых системах для измерения курса само­лета используются магнитные, гироскопические, астрономические, радиотехниче­ские датчики курса и выход из строя одного из них не означает отказ всей системы в целом Резервирование возможно на различных уровнях. Можно резервиро­вать и отдельные простейшие элементы (резисторы, конденсаторы, контакты, токотодводы и т. д.) или отдельные узлы: потенциометры, двигатели, реле, но можно резервировать и целиком отдельные приборы или даже системы

Для использования преимуществ, которые дает резервирование, необходи­мы устройства контроля, которые могли бы своевременно определять неисправ­ный прибор и выдавать соответствующий сигнал, либо осуществлять автомати­ческое отключение неисправного прибора и использование резервного. В таких системах контроля часто используют метод «голосования». Так, например, если имеется три одинаковых устройства, то логично считать, что вероятность отказа одного из них больше, чем вероятность отказа остальных двух. Поэтому можно считать отказавшим тот прибор, в которой выходной сигнал отличается от сигналов двух других приборов на величину, превышающую допуск на точность работы. При этом резервирование должно быть таким, чтобы общее число ре­зервных каналов было нечетным.

По такому принципу устроен блок сравнения гировертикалей (БСГ-2П), используемый на самолетах гражданской авиации (рис. 6.8).

Рис 6.8. упрощенная схема БСГ-2П

В этом блоке контролируется исправная работа трех гировертикалей, при­чем на рисунке показана часть блока, контролирующая работу ЦГВ по крену; по тангажу схема аналогична. При исправной работе гировертикалей сигналы крена, снимаемые с них, не должны отличаться более чем на 4° и в этом случае магнитные усилители У₄, У₂, У₃, осуществляющие соответственно по парное срав­нение сигналов гировертикалей 1—2, 2—3, 1—3, не приводят к переключению парных контактов 1—2, что, в свою очередь, не приводило к срабатыванию реле P₁, Р₂, Р₃. Система не выдает сигнала отказа. Если же одна из ЦГВ будет выда­вать сигнал, отличающийся от сигналов двух других больше чем на 4°, то магнит­ный усилитель заставит переключиться контакты 1—2; так, при неисправной работе ЦВГ-2 работают усилители У₄ и У₂ и своими контактами снимут питание с реле Р₂ и система выдает сигнал «Отказ ЦГВ-Й». При этом реле P₁ и Рз не сработают, так как каждое из реле питается через контакты двух релейных магнитных усилителей.

Сигнал об отказе может быть использован для отключения неисправной ЦГВ и для информирования экипажа об этом.