6.Пример расчета параметров надежности.

1. Расчет режима работы и нагрузок блоков радиостанции и радиостанции в целом

Расчет коэффициентов режимов эксплуатации блоков определим по формуле:

К i = П К i , i = 1 - 6 (1)

Например, для первого блока Кi = 0,8 · 1,0 · 1,0 · 1,2 = 0,96 (см. первую строку табл.2). Аналогично рассчитаем остальные коэффициенты при i = 2 - 6. Результаты расчета интегральных коэффициентов режимов блоков отражены в последнем столбце табл.2. Звездочкой отмечен наиболее нагруженный блок- усилитель мощности. Коэффициент режима эксплуатации всей радиостанции определим как среднее значение коэффициентов режимов блоков (см. седьмую строку табл.2)

Ко =

Следовательно, радиостанция работает в перенапряженном режиме, особого внимания при обеспечении надежности заслуживает облегчение режимов работы усилителя мощности, приемовозбудителя и блока питания.

2. Расчет интенсивностей отказов блоков с учетом их режимов работы

Расчет интенсивностей отказов ٨ ip блоков с учетом их режимов работы выполняют по общей формуле:

٨ _{i p} = ٨ _{i о} · Кi ; где i = 1- 6 (2)

где ٨ iо - интенсивность отказов блоков в номинальном режиме (см. данные табл.1). Например, для i = 1

٨ _{i p} = ٨ _{i о} · К_i = 5,433 · 10^-6 · 0,96 ≈ 5,22 · 10^-6, 1/ч

Аналогично рассчитываем остальные интенсивности при i = 2 - 6, результаты сведем в таблицу 4.

3. Расчет интенсивности отказов и наработки на отказ радиостанции с учетом режимов работы блоков.

Выполним расчет по формуле

(3)

Результат расчета отобразим в последней строке табл.4.

4. Определим интенсивность отказов радиостанции в номинальном режиме работы блоков.

(4)

Таблица 4. Результаты расчета интенсивностей отказов ٨ i p и коэффициентов влияния gi блоков с учетом режимов их эксплуатации

	٨ i p = ٨ i о · Кi · 10 - 6, 1/ч	g i = ٨ i о/ ٨ р
1	5,22	0,1077
2	10,1	0,2084
3	13,21	0,2726*
4	4,21	0,0869
5	9,74	0,2011
6	5,976	0,1233
Радиостанция

5. Определим коэффициент режима работы радиостанции по увеличению интенсивности отказов по сравнению с номинальной.

(5)

Так как К л ≈ К о, можно считать, что оценка напряженности режима работы радиостанции по К л достаточно точно отражает режим работы радиостанции как перенапряженный.

6. Определим среднюю наработку на отказ радиостанции

ч. (6)

7. Расчет коэффициентов влияния g₁ надежности блоков на надежность радиостанций

gi = ; где i = 1- 6 (7)

Результаты расчетов отобразим в третьем столбце Табл.4. Например, при i = 1

gi = (8)

Аналогично рассчитаем g i при i = 2- 6, (см. вторую-шестую строки Табл.4). Коэффициенты влияния подчиняются условию нормировки

(9)

и могут рассматриваться как условные вероятности отказа i - го блока при условии, что произошел отказ радиостанции.

8. Расчет соответствующих Тio среднего времени восстановления Тов радиостанции и удельных весов gi этих составляющих

Составляющие Тio рассчитаем по формуле

Тio = g i · Тi, i = 1 - 6 (10)

Например, при i = 1

Тio = gi · Тi = 0,1077 · 2,0 = 0,215,ч

Аналогично рассчитаем Тiо, при i = 2 - 6

Звездочкой обозначен блок – усилитель мощности – который обладает наихудшей относительной восстанавливаемостью, его «вклад» в Тов составляет 25%

9.Определим среднее время восстановления работоспособности отказавшей радиостанции

(11)

Удельные веса gi, которые характеризуют относительную эксплуатационную технологичность блоков, рассчитаем по формуле

(12)

Результаты расчета сведем в табл.5

Таблица 5. Результаты расчета

i	Tij = gi ·Ti, ч	gi = Tio/Toв
1	0,215	0,0783
2	0,625	0,2276
3	0,681	0,2480
4	0,304	0,1107
5	0,502	0,1828
6	0,419	0,1526
Среднее время восстановления радиостанции

10.Расчет эксплуатационных коэффициентов Кп и Кг для радиостанции

Коэффициент простоя радиостанции

(13)

Коэффициент готовности радиостанции

(14)

Следовательно, Кг =0,999

11.Определим вероятность безотказной работы радиостанции за время типового полета t _П

Предположим, что радиостанция предназначена для средне- магистрального самолета, тогда можно предположить, что t _П = 3 ч.

Так как ٨р · t _П << 1, то для приближенной оценки вероятности отказа радиостанции в полете можно использовать разложение показателей функции в ряде Маклорена с оставлением двух членов ряда

Р(t _П ) = е ^{-λр · tп} ≈ 1 - λр · tп ≈ 1 – Q(t _П ) (15)

Следовательно, вероятность отказа в полете радиостанции при Кг=1

Q(tп) ≈ λр · tп ≈ 48,46 · 10^-6 · 3 ч. ≈ 1,4538 · 10 ^{- 4} ≈ 0,00014538 (16)

Вероятность безотказной работы радиостанции в полете при условии, что Кг=1

Р(tп) ≈ 1- Q(tп) ≈1 - 1,4538 · 10 ^{- 4} ≈ 0,9998 (17)

Следовательно, Р(tп) =0,9998

12.Определим коэффициент оперативной готовности радиостанции за время типового полета t п

Коr (tп) = Кr · Р(tп) ≈ 0,999 · 0,9998 =0,9988 (18)

13. Вероятность отказа в полете радиостанции, которая имеет перед вылетом Коr

Q_З(t _П ) ≈ 1 - Р _З(tп) = 1 - [ Р_ОВ ( Т_ОВ ) + Р (t п) ] = 1 - [ λ _р ( Т_ОВ + t _П ) ] ≈ 1 - [ 48,46 · 10^-6 · ( 2,746 +3) ] ≈ 2,7868 · 10 ^{- 4} (19)

где, Р _З(tп) - вероятность безотказной работы в полете радиостанции, которая имеет перед вылетом Коr

Р_ОВ (Т_ОВ) - вероятность восстановления радиостанции, имеющей перед вылетом Коr ;

Р (t п) - вероятность безотказной работы радиостанции в полете при условии, что Кг =1

14. Сравнение Qз (t_п) с допустимым Q_ДОП (t_п)

Предположим, что общее число Nо видов РЭО (наземного и бортового), участвующего в обеспечении безопасности полетов по эксплуатационной схеме основного соединения задано и Nо = 2( безопасность полетов обеспечивается за счет исправности двух изделий - рассчитываемой радиостанции на ВС и наземной радиостанции.) Тогда, допустимая вероятность отказа в полете :

Q доп ≤ = 0,5 · 10 ^{- 6} (20)

где Q _О - вероятность отказа оборудования по требованиям ИКАО .

Сравним Q _ДОП и Q з (t_п)

Q з (t_п) 2,7868 · 10 ^{- 4}

Wg = ‾‾‾‾‾‾‾‾‾ = ‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾ = 553 (21)

Q _ДОП 0,5 · 10 ^{- 6}

ВЫВОДЫ: Требования ИКАО по обеспечению БП не соблюдаются, необходимо разрабатывать и проводить мероприятия по повышению надежности радиостанции.