Система и элемент
Под эксплуатацией технических устройств понимается нх использование по назначению. Однако для авиационной техники в понятие эксплуатации вкладывается более широкий і мысл. Оно включает:
технически правильное использование авиационной техники в полете;
подготовку авиационной техники к полету; выполнение регламентных работ и производство ремон — i. i неисправной авиационной техники;
систематическую проверку технического состояния пиицнонной техники;
хранение авиационной техники между полетами с целью сохранения ее летно-тактических н технических харак — itpneniK в течение установленного ресурса;
соблюдение норм и правил обслуживания и нспользо — и. иши авиационной техники;
сбережение и правильное использование средств эксплуатации и ремонта.
Олово ресурс (ресурсы) в русском языке означает «запас», і lo’iiому понятие ресурса технического устройства можно определи гь как запас работоспособности или запас сохраняемос — |и при условии эксплуатации устройства на расчетных режимах.
Дли авиационной техники ресурс есть суммарная, допустимая наработка или продолжительность хранения технического [роїіпва, выраженная в принятой для него мере (часы на — ‘Ц їм, тды хранения, циклы срабатывания, число выстрелов, ‘тело посадок и т. д.), установленные техническими условиями и качеств параметра работоспособности, сохраняемости или г, Ірані пн периода работоспособности.
Обычно предельные значения наработки самолета и времени сю хранения оговариваются в технической документации. В соответствии с этим различают назначенный (или технический) ресурс, межремонтный ресурс и гарантийный срок.
Под назначенным (техническим) ресурсом понимается допустимая наработка или продолжительность хранения авиационной техники, в течение которой обеспечивается ее безотказная работа при соблюдении установленных правил эксплуатации, ремонта и хранения. Назначенный (технический) ресурс можно представить себе как запас безотказности технического устройства, который закладывается при проектировании, подтверждается при производстве и расходуется при его эксплуатации.
Расход изнашивающейся системой заложенной безотказности подобен истечению жидкости из резервуара, объем которого является моделью технического ресурса. Причем время истечения, т. е. срок службы системы, зависит от величины проходного отверстия крана, в свою очередь являющегося моделью интенсивности эксплуатационного воздействия, воспринимаемого системой.
Назначенный (технический) ресурс является техническим параметром, установленным из опыта эксплуатации или на основании результатов специальных испытаний в реальных или в лабораторных условиях, близких к реальным.
Под Межремонтным ресурсом понимается допустимая наработка или продолжительность хранения авиационной техники до очередного капитального ремонта. Авиационная техника, выработавшая ресурс, направляется в ремонт или списывается с эксплуатации.
Технический и межремонтный ресурсы авиационной техники, а также объем ремонта после выработки межремонтного ресурса устанавливаются соответствующими организациями на основании действующих положений и технических условий.
В понятие «наработка» входят часы налета, число выстрелов, число посадок, число циклов срабатывания и т. д. Наработка и расход ресурса — это понятия односмысловые. Для самолетов и планеров в наработку засчитывается только их работа в полете, а для вертолетов — вся работа в полете (100%) плюс одна пятая часть от работы несущей системы на земле (20%). Например, если какой-то вертолет налетал 81 час, а его несущая система наработала на земле (подготовка к полету, опробование двигателя, дежурство и т. д.) всего 60 час, то наработка такого вертолета составляет 93 час.
.-)ш и понятно, так как на самолет при подготовке его к no — нету, при опробовании двигателя действуют соизмеримо не — нычительные по величине силы, в то время как вертолет при работе несущей системы на земле воспринимает значительные усилия.
Га кая же картина наблюдается при работе авиационных щшглтелей и воздушных винтов. Поэтому для них также наработка определяется как сумма всей работы в полете (100%) и одной пятой части от их работы на земле (20%).
Для бортовых систем, проверка которых на земле производится в условиях, приближенных к полетным, в наработку інсчіпивают всю работу на земле (100%), суммируя ее с работой в полете.
Кроме наработки, мерилом расхода ресурса служит также при іолжительность хранения. Это связано с тем, что свыше ЛП Об % срока службы самолетов приходится на их хранение ин аэродромах и только около 5—10% на полеты [19].
11од продолжительностью хранения понимается календар — п«время в годах, в течение которого система может эксплу — л троїться с момента выпуска ее с завода-изготовителя и нрін’м. і («о представителем заказчика и до момента ее полного фн шческого износа или старения. Естественно, что в продол — ’hiiH’in. Einrih хранения включается и время полетов.
І. і р. і її і и и и ы її срок работоспособности или сохранности — пи суммарная наработка или продолжительность хранения, и и pi* н-п и юмором завод-изготовитель или ремонтное пред — npmmie lure г ма icpii. uiwiyio н юридическую ответственность і р и Ом о из іогоґн юс и. ныл у щей ной ими авиационной техники, Ін Міс ЧІЮ При V’l ЛОННИ І обліодепші ЛЄІ ПО- ГЄХІІНЧССКНМ И ИНЖЄ-
інііі »і ■ и іааом принин жеплуагацпп.
І >і і ■ и и 111(1111.111 «рок гівнацпошіоії техники — это параметр
am. юріишчесіиїй, о котором имеется договоренность меж — «V и и о шніцелем и заказчиком. Он является не всегда рас — ICIIH. IM И пределах гарантийного срока предъявляются прети ши и материальные иски заказчиком к изготовителю в свя — «II е преждевременным выходом нз строя авиационной техники но конструктивно-производственным причинам.
Порядок предъявления претензий (рекламаций), а также сроки и порядок восстановления отказавшей техники внутри гарантийного срока определяются основными условиями поставки продукции для заказчика н отдельными соглашениями между поставщиками авиационной техники и заказчиком.
Порядок предъявления рекламаций на преждевременный выход из строя авиационной техники по отказам вследствие некачественного ее ремонта в авиационных ремонтных предприятиях определяется соответствующими организациями.
Для авиационной техники могут быть различные случаи, связанные с установлением пределов ее эксплуатации. Перечислим наиболее важные из них.
1. Если назначенный (технический) ресурс и гарантийный срок, установленные для данного вида авиационной техники, неодинаковы, то эксплуатация ее производится в пределах технического ресурса.
2. Эксплуатация авиационной техники сверх установленного назначенного (технического) ресурса запрещается.
3. Если назначенный (технический) ресурс по каким-либо причинам еще не установлен, то эксплуатация производится в пределах гарантийного срока, по истечении которого авиационная техника отправляется или в капитальный ремонт, или на специальное обследование.
Система есть совокупность совместно действующих технических объектов, предназначенных для самостоятельного выполнения определенной практической задачи. В состав сложной системы могут входить более простые системы, так называемые подсистемы.
Под элементом будем понимать часть системы, которая не предназначается для самостоятельного практического применения. Следуя этому определению, современный летательный аппарат представляет собой сложную систему, в которой силовая установка, шасси, гидросистема, радиотехническое оборудование и т. д. являются отдельными элементами.
Если с точки зрения конструкции элемент есть конструктивно-самостоятельная часть системы, имеющая определенные функции, то при исследовании надежности выбор границ элемента зависит от характера решаемой задачи. Каждый из перечисленных элементов современного летательного аппарата при исследованиях надежности может выступать и как система, состоящая, в свою очередь, из большого количества подсистем и элементов. Каждый элемент должен обладать способностью выполнять определенные функции в системе. При исследовании надежности элемент не подлежит расчленению.
П I. Ilil КО НІЧ’ же можно ввести понятие первичный элемент как ііг’ИЧМімлн совокупность деталей (одна деталь), предназначенная для простейшего преобразования физических величин м'<-|1но11о|)шснь, золотник, насос, обратный клапан). Это опре — іпиіг нс исключает возможности рассматривать в качестве і.’П’Мспкш целые сложные механизмы, приборы и устройства, пмпример, как мы это сделали выше, приняв авиационный ммм. цель за элемент в общей самолетной системе.
‘Золотнил Сервопор-
ШЄНА
Пружины
Обратные
клапана
Рис. 1.1. К определению понятий «система», «элемент»
На рис. 1.1 дана иллюстрация понятий «система» и «эле-
МІ’ІІІ».
Все элементы, составляющие какие-либо системы, можно pa «делить на три группы:
активные, участвующие в рабочем процессе системы посредством функционирования под нагрузкой (в основном но нагрузками электрической, механической или обеими имеете);
— базовые, составляющие основу для правильного взаимного расположения и взаимодействия активных элементов (р. іми, кронштейны, контейнеры, шасси и т. д.);
— вспомогательные, которые служат для создания нормального функционирования активных и базовых элементов (нее разновидности контровок и Т — д.).
Элементы каждой группы подвержены уірате работоспо — < оОпости из-за различных видов отказов, но активные элемен — lu относятся к наиболее изнашивающимся, поэтому оценка падеж пости элементов и систем в основном зависит от пока — ы гелей безотказности и восстанавливаемости именно этнх >ле ментов.
В качестве примера системы можно привести систему питания авиадвигателя топливом, практическим назначением которой является размещение необходимого количества топ — лива и бесперебойная подача его к форсункам камер сгорания на всех режимах полета в необходимых количествах и код необходимым давлением. В этой системе можно выделить в качестве подсистем: питание двигателей основным топливом, питание двигателей пусковым топливом, автоматику управления расходом и измерения количества топлива, дренажирования баков, централизованной заправки и т. д.
Элементами такой системы являются баки, подкачивающие насосы, трубопроводы, датчики-сигнализаторы давления, основные насосы, фильтры и т. п. Некоторые из этих элементов, как, например, основной насос, могут, в свою очередь, рассматриваться как система, состоящая из автомата запуска, автомата приемистости и других подсистем, каждая из которых состоит из таких элементов, как золотники, тяги, дроссельные пакеты, сервопоршни и др.
При расчете надежности систем соединения между элементами (сварные, штуцерные и фланцевые соединения трубопроводов, клеевые и паяные соединения электропроводов) могут являться источниками отказов, т. е. обладать собственной ненадежностью и учитываются как первичные элементы.
Надежность системы зависит от надежности элементов, их количества и способа соединения между собой. В ряде случаев недостаточную надежность элементов компенсируют структурными методами, т. е. изменением способа соединений, обеспечивая необходимый уровень надежности системы в целом. Это означает, что наряду с основными элементами, выполняющими определенную функцию, в систему включаются резервные элементы, которые не являются функционально необходимыми, а предназначены для замены отказавших основных элементов.
В теории надежности различают два способа соединения элементов в системах. Эти способы часто называют последовательными її параллельными соединениями. Одиако, во избежание путаницы с электротехническими понятиями (поскольку аналогия здесь сугубо только внешняя) и следуя общепринятой терминологии [5], будем подразделять виды соединений между элементами в системах на одиночные и резервные.
. Следует также подчеркнуть и своеобразие термина соединение, так как здесь речь идет не о физическом соединении
П
‘ігмі’іііои, л о функциональных связях между ними в системе її’мі пі іч» пределами.
Функциональными связями мы будем называть такие свя — щ между элементами внутри системы, когда отказ одного
cMciii. i способствует повышению нагрузки на другой зленім, не обязательно физически с ним связанный, и, посколь — . , надежность есть функция режима работы, вероятность от — * и їм последнего возрастет. Так, например, «зависание» золотников ннгомата запуска в крайнем положении приводит к по — иі. ііиешіому температурному режиму работы лопаток турбины, шорце не имеют никакого физического соединения с золотий КИМ. ш томата запуска насоса регулятора турбореактивного пни. целя.
Другой пример функциональных связей между системами ІІО связь через внешние условия н среду. Возникновение вибрационных режимов во время полета самолета, вызываемых работой двигателя, может одновременно повлиять на in iipjiiHiocTb элементов системы управления самолетом неза — ІИІІ и мо от того, соединены между собой двигатель и система управления самолетом или нет. К такого рода функциональным связям (через внешнюю среду) может быть отнесено также влияние нарушения соконусности лопастей несущего винта шрют’га на снижение надежности агрегатов бортовой гндро — | пск’мы или влияние кинетического нагрева конструкции пла — III рп ил работу топливной системы самолета (возникновение к іинтаціш насосов).