ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

1.1. Проблема надежности

Создание современных летательных аппаратов с высоки­ми летно-тактическими показателями объективно сопровожда — еіси усложнением их конструкции, что, в первую очередь, выражается в увеличении числа устройств автоматического управления бортовыми системами летательных аппаратов, Функционально связанных между собою.

Автоматическое взаимодействие между функционально t пи кипівши частями летательного аппарата обусловило зна — ■іиіельиое увеличение различных агрегатов и повысило сте­пень заполнения внутренних объемов.

Одновременно с усложнением авиационной техники идет процесс совершенствования ее конструкции, улучше­ние качества изготовления, разработка и внедрение научно пбоепоп. ііііПіїх методов ‘-жеплуатации и ремонта. Однако если і imeupeMciino не буду г приняты специальные меры, то этот ||[п>иеп будет oivi. in. nb or роета сложности современных ле — 1.11 ел мі 1.1 ainupainn и возможны отказы авиационной техни­ки и чи к ‘іуч. пі длиtелиного ремонта. Поэтому несмотря на то, •ио Н1ШЛЦИОШЫН техника имеет высокие показатели надеж — ііогііі и ip. ишемии с техникой наземного применения, было бы пеиермым предполагать, что ее отдельные агрегаты, узлы и ісгдли вообще безотказны.

Опыт массовой эксплуатации и специальные исследования показали, что не все бортовые системы еще удовлетворяют і см требованиям надежности, которые предъявляются к ним. Даже в облегченных условиях мирного времени, когда откло­нения в работе авиационной техники от расчетных условий носят лишь эпизодический характер, полностью не исключены отказы в полете.

С другой стороны, значимость успешного выполнения по­летного задания, опасные последствия отказов авиационной техники в полете, колоссальные потери из-за ненадежности, сильное влияние надежности на боеготовность и эффектив­ность заставляют предъявлять все более высокие требования к безотказной работе авиационной техники в полете. В этом, собственно, существо проблемы надежности, которая значи­тельно выходит за границы научно-технической проблемы.

В нашей стране работы по решению проблемы надежности техники в последние годы получили государственный размах. По вопросам надежности техники имеется специальное поста­новление ЦК КПСС. Решением этой проблемы занимаются Академия наук СССР и Государственный Комитет Совета Министров по координации научно-исследовательских работ в СССР. При многих заводах и конструкторских бюро созда­ны специальные лаборатории надежности.

До недавнего времени анализ надежности давал возмож­ность оценить лишь качественную характеристику технических устройств. Предпринятые за последние годы исследования вопросов надежности с привлечением к этой работе извест­ных математиков, физиков и инженеров позволили найти ее количественное выражение и подходить к оценке надежности как к объективному техническому параметру.

Сложность современных и перспективных самолетов, их разнообразие и широкий диапазон режимов полета, быстрая смена морально устаревших образцов новыми — все это обу­словливает необходимость общетеоретического подхода к по­вышению надежности авиационной техники независимо от ее устройства и условий эксплуатации.

Начало изучения надежности на математической основе было положено в радиоэлектронной технике. Однако посте­пенно выяснилось, что основные положения и закономерности безотказной работы и процессов восстановления неисправных электронных устройств носят общий характер и применимы к различным механическим, гидравлическим, пневматическим и другим устройствам, независимо от особенностей их конст­рукций и принципов функционирования, и могут составить са­мостоятельную область науки, получившую название теории надежности.

Предметом теории надежности является изучение неисп­равностей технических устройств, причин и времени их появ­ления, методов их выявления, устранения и предупреждения.

По лому эта теория занимается решением следующих инже­нерных задач:

— разработкой методов определения и сравнительной «щепки надежности технических устройств;

анализом факторов, влияющих на надежность техники; поиском путей повышения надежности техники при ее проектировании и изготовлении, а также поддерживанием на­ружности техники на заданном (расчетном) уровне при ее імчілуатации;

обоснованием тактико-технических требований на Ha­lt кность.

Теория надежности молодая, только формирующаяся нау — ,.i, поэтому центральной ее задачей является создание теоре — ичсскнх основ повышения и поддержания надежности. Вы — I гуняя на Всесоюзном совещании научных работников в Кремле в мае 1961 г., президент Академии наук СССР акаде­мик Р. В. Келдыш говорил, что «… при все возрастающей и и ж ности функции, выполняемых автоматическими системами п >лсктронными приборами, остро встает проблема их надеж­ности. Недопустимо, чтобы в технических устройствах, насчи — іииающіїх многие тысячи электронных и механических эле — мгпкж, выход из строя одного или даже нескольких элемен — Iон вызывал нарушение процесса работы. Это ставит серьез­ные задачи по повышению надежности элементов. Но еще более важно создавать такие методы построения сложных «истом, которые обеспечивали бы надежную работу даже при яычодс отдельных элементов, подобно тому, как отдельные повреждения в живом организме не нарушают его нормаль­ной деятельности».

Методы теории надежности с успехом применяются во всех on исключения отраслях проектирования, производства и іксилуатации технических устройств. В числе первых ими жн пользовались и в области авиационной техники с учетом особенностей и специфики ее конструкций и условий функцио­нировании. Специфика конструкций и условий эксплуатации ІІІІІІ1ЩІ10ІІІІОІІ техники состоит в том, что, с одной стороны, ни дня каких транспортных машин (автомобиль, электровоз, теп­лоход н г. д.) отказы в период использования их по назначе­нию не чреваты такими опасными последствиями, как отка — п>1 авиационной техники в полете.

С другой стороны, ни в одной из транспортных машин (не­посредственно управляемых человеком) в период их функ — шюнирования не создается таких благоприятных условий для появления отказов, как в полете летательного аппарата. Дета’ ли конструкции в этом случае должны выдерживать ударные нагрузки и вибрации в широком диапазоне частот, а также воз­действия кинетического нагрева и реактивных струй авиаци­онных двигателей очень высокого уровня. Все эти возмущения сплошь и рядом носят случайный характер и могут вызвать внезапные концентрации сверх расчетных нагрузок, приводя­щие к отказам самолета в любой момент полета. Следова­тельно, угроза отказа в полете и обусловливает специфиче­ский подход в решении проблемы надежности самолетных систем. К этому следует также добавить разрушающее дейст­вие солнечной радиации, влажности, колебания температур и давлений окружающего воздуха на хранящиеся под откры­тым небом самолеты.

Кроме чисто технических трудностей в обеспечении требуе­мой надежности авиационной техники, дополнительно имеют­ся и специфические для этих типов технических устройств трудности. К ним в первую очередь следует отнести следую­щие:

— конструкции летательных аппаратов создаются в корот­кие сроки и быстро морально стареют, что создает ряд труд­ностей при проектировании, изготовлении и эксплуатации;

— трудность в получении рабочей информации о всех слу­чаях и характере нарушения расчетных условий и режимов, имеющих место в процессе эксплуатации и хранения авиаци­онной техники;

— ограниченность информации о причинах отказов в по­лете. Известно, как нелегко поддаются анализу причины отка­зов не только на серийных, но и на опытных образцах авиа­ционной техники.

Таким образом, задача обеспечения требуемой надежнос­ти, гарантирующая полную безопасность полета с сохранени­ем заданных характеристик готовности и эффективности, мо­жет быть выполнена только совместными усилиями конструк­торов, производственников и эксплуатационников.

Усилия конструкторов и производственников при проекти­ровании и изготовлении должны быть направлены на созда­ние таких систем, отказы отдельных частей которых, во-пер­вых, не вызывают отказа всей системы и, во-вторых, эти отказы могут быть быстро выявлены и устранены силами и средствами, имеющимися в распоряжении эксплуатационни — м*и, не давая им развиваться в отказ всей системы, кроме мого, от эксплуатационников требуется систематическая ин­формация изготовителей о всех неисправностях и условиях, в мморых эти неисправности появились. Тогда изготовители і могут своевременно принимать меры по недопущенню появ — іеіііія подобных неисправностей.