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.

Подпись: ' Компрессор Планер Турбины Камеры сгорания йбига- ^ тель~*~ Топливная авто** натила РЭО Реактивное сопло ПО Управление Подпись: (ітплетПодпись:‘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).