Надежности аппаратуры

Альтернативой к установке дополнительных резервных агрегатов является улучшение показателей надежности и обслуживания ГПА. Обобщенными показателями служат параметры "у и т. В графе 7 табл. 8.8 указаны значения показателя у> достижение которых обеспечит такое же снижение потерь, что и установка дополнительных агрегатов. Из таблицы следует, что для эквивалентного снижения потерь подачи газа необходимо улучшить показатели надежности агрегатов ГТК-25 примерно на 80%, ГТК-16 — на 65, ГТК-10 -на 30%.

Улучшения показателя у можно достичь либо за счет уменьшения количества отказов ГПА, либо за счет сокращения среднего времени простоя в аварийных и плановых ремонтах. Уменьшения количества отказов можно добиться главным образом путем улучшения конструкции и качества изготовления основных узлов ГПА. Среднее время ремонтов можно сократить за счет улучшения организации и устранения простоев по причине отсутствия запасных частей и деталей. Улучшение показателей надежности агрегатов ГТК-25, ГТК-16 на 80 и 65% практически нереализуемо, так как это потребует либо снижения примерно в 2 раза времени вынужденных простоев при одновременном увеличении в 2 раза наработки ГПА, либо при той же наработке сокращения примерно в 4 раза времени вынужденных простоев. Для агрегатов типа ГТК-10 варианты улучшения показателей надежности и обслуживания ГПА вполне конкурируют с ва-

Строгое решение задачи вычисления вероятностей состояний системы с учетом того, что в различных интервалах А Гп;- состав агрегатов, определяемый множествами п.-, различен, приводит к необходимости исследования сложного нестационарного процесса функционирования восстанавливаемой системы. Если еще учесть, что характеристики надежности агрегатов системы различны, то данная задача становится практически неразрешимой.

Повышение рабочих давлений, температур окружающей среды и скоростей движения гидроагрегатов повлекло за собой использование при изготовлении уплотнений более пригодных для этих условий материалов. Эти материалы должны обладать отличными уплотнительными и герметизирующими свойствами. Такими материалами являются полимеры. Однако практическое применение в машинах с пневматическими и гидравлическими системами управления нашли только те полимеры, которые обладают достаточно высокими показателями прочности. Для повышения надежности уплотнители из полимеров используются в сочетании с традиционными материалами (резина, бронза, сталь). Например, эффективным средством повышения надежности агрегатов в пневмогидравлических системах высокого давления явилось использование полимерных уплотнений клапанного типа. Как показали исследования, более долговечными и надежными являются металлопластмассовые клапаны, т. е. клапаны, в которых полимерные уплотнители упрочнены металлическим корпусом.

Большое влияние на надежность механизмов оказывает темп их работы. Совершенно очевидно, что на линии завода Сибсельмаш невозможно было бы достигнуть темпа в 8,5 сек без применения гидравлических тормозных устройств во всех механизмах с пневматическим приводом. В противном случае возникли бы высокие динамические нагрузки, которые привели бы к снижению механической надежности агрегатов и увеличению брака отливок.

Таблица 2 Показатели надежности агрегатов Т-3560

Для определения необходимого резервирования и доказательства выполнения требований по надежности на самых ранних этапах проектирования был использован математический аппарат теории надежности и теории вероятностей. С помощью построения логической модели функционирования системы в зависимости от состояния входящих агрегатов и на основе использования статистического материала по характеристикам надежности отдельных агрегатов системы расчетным путем были определены характеристики надежности всей системы. Как показали расчеты, для такой высокоответственной системы, как продольное управление самолетом, при существующем уровне надежности агрегатов достаточным является трехкратное резервирование.

Количественные характеристики надежности агрегатов, систем и самолета в целом устанавливаются на базе статистического материала по отказам и неисправностям, полученным в ходе испытаний или эксплуатации. При этом следует заметить, что чем выше характеристики надежности, тем больший период наблюдений должен быть охвачен для подтверждения более высокого уровня надежности.

Для определения характеристик надежности агрегатов и систем самолета по результатам испытаний и эксплуатации создана подсистема оценки достигнутого уровня надежности "СОДУН". Эта подсистема имеет

Подсистема "СОДУН" предназначена для обработки статистической информации по отказам авиатехники, отслеживания проектного уровня надежности и динамики изменения характеристик надежности в процессе испытаний и эксплуатации, накопления данных о характеристиках надежности агрегатов и систем, обеспечения необходимой информацией о характеристиках надежности руководства конструкторского бюро и конструкторских подразделений, а также выдачи необходимой информации в подсистемы "Проектирование" и "Доработка".

Подсистема "СОДУН" использует информацию: с карточек учета отказов и неисправностей авиационной техники, поступающих со стендовых, летных испытаний и из эксплуатирующих подразделений; о налетах самолетов; о контрольных уровнях надежности агрегатов, являющейся выходной информацией подсистемы "Проектирование".

81. КозловБ., Ушаков И. Справочник но расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М., «Сов. радио», 1975. 471 с.

48. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Сов. радио, 1975.

В настоящее время надежность является одной из самых актуальных проблем современной техники и имеет общегосударственное значение. Поэтому в решениях сентябрьского (1965 г.) Пленума ЦК КПСС указывалось на необходимость дальнейшего повышения ка-чества и надежности аппаратуры. Важность функций, выполняемых различными системами, агрегатами, аппаратурой, и растущая с каждым днем стоимость их эксплуатации заставляют разработчиков заранее, априори предусмотреть все необходимые меры обеспечения безотказной работы и определить оптимальные режимы эксплуатации.

В предлагаемой книге рассматривается такой инженерный метод оценки надежности аппаратуры. В основе этого метода лежит идея статистического моделирования процесса функционирования изучаемой системы на универсальной цифровой вычислительной машине (УЦВМ). Книга имеет целью не только познакомить читателей с применением метода статистического моделирования для решения задач надежности, но, главным образом, научить их практически владеть этим мощным инженерным инструментом. Поэтому в книге имеется большое число программ, графиков, формул, что позволяет провести всесторонний анализ надежности систем. Для такого анализа необходимо знать критерии надежности и их количественное выражение — характеристики надежности, с помощью которых оценивается аппаратура.

Резервированием называется способ повышения надежности аппаратуры включением резерва, предусмотренного при разработке конструкции или в процессе ее эксплуатации. Применяя этот способ, можно из ненадежных элементов конструировать весьма надежную аппаратуру [52].

Таким образом, надежность, заложенная в аппаратуру систем при ее проектировании и изготовлении, расходуется в процессе ее функционирования. Для поддержания надежности аппаратуры систем на требуемом уровне при эксплуатации последних проводятся профилактические и ремонтные мероприятия. Целью таких мероприятий является быстрое и эффективное восстановление работоспособности отказавшей аппаратуры. Невозможность быстро и эффективно восстановить

1. Б ер дичевски и Б. Е., Оценка надежности аппаратуры автоматики, изд-во «Машиностроение», 1966

Все возрастающая жесткость требований к надежности аппаратуры военного назначения приводит к необходимости нового подхода к применению аналитических методов расчета. При анализе

При исследовании надежности аппаратуры возникает необходимость в наблюдениях и регистрации данных. Так как в большинстве случаев невозможно получить сведения о всей совокупности, то отбирают и анализируют только часть ее. Если данные представляют всю совокупность, они носят исчерпывающий характер. Для выборки как части совокупности данные не только являются исчерпывающими для элементов выборки, но и в достаточной мере характеризуют элементы всей совокупности. Имеется много типов выборки, но среди них наиболее предпочтительна случайная.

Д. Среднее время между отказами. Этот показатель обычно применяется при оценке надежности аппаратуры. Он отражает среднее время между отказами для периода нормальной эксплуатации, когда действует экспоненциальный закон распределения времени безотказной работы и еще не наступило предельное состояние, определяющее долговечность. (См. гл. 3 и 4, в которых обсуждаются понятия ресурса элемента и долговечности.) При использовании рассматриваемого показателя существует опасность истолкования его в качестве постоянной характеристики аппаратуры, что не соответствует действительности. Несмотря на то что после разработки и изготовления аппаратура имеет период постоянной интенсивности отказов, предшествующий предельному состоянию, определяющему дол-говечность, любая оценка среднего времени между отказами справедлива только для того периода, для которого она проведена. Для других периодов времени возможны другие оценки. Даже если кривая изменения интенсивности отказов аппаратуры полностью известна и среднее время между отказами определено, полученное значение этого показателя справедливо лишь для периода нормальной эксплуатации. Эту характеристику можно использовать для приемочных испытаний аппаратуры только вместе с оценками других характеристик, например долговечности.

Прежде всего следует уточнить, почему показателем надежности аппаратуры служит среднее время между отказами, а не коэффициент доверия. Коэффициент доверия связан лишь с оценкой результатов испытаний. Нельзя потребовать, чтобы аппаратура имела заранее заданное среднее время между отказами с заданным коэффициентом доверия. Можно потребовать, чтобы испытания гарантировали определенное минимальное среднее время между отказами с заданным коэффициентом доверия.