Одна из характерных черт научно-технической револю­ции — создание и применение сложных систем. Эффективность та­ких систем, т. е. способность выполнять поставленные перед ними задачи, во многом определяется их надежностью, т. е. способностью изделия работать без отказов в течение требуемых сроков при за­данных условиях

Отказы техники вызывают большие потери средств, сил и времени из-за разрушения изделий, необходимости проведения вос­становительных работ и связанных с ними простоев оборудования, ущерба от невыполнения определенных задач. Кроме того, недоста­точная надежность технических устройств сказывается на безопас­ности их эксплуатации. Человечество во все времена так или иначе решало вопросы, связанные с обеспечением надежности техники, но только в последние несколько десятилетий окончательно офор­мились математические методы, позволяющие определять количе­ственные показатели этого важнейшего свойства изделия.

Проблема надежности по своей сути является технической, так как она непосредственно связана с процессами проектирования, опытной отработки, производства и использования продукции. Совокупность общих методов, позволяющих создавать технические устройства с высокой надежностью и рассчитывать ее количествен­ные показатели, составляет основу теории надежности.

Таким образом, условно в проблеме надежности можно выде­лить два направления: обеспечение надежности и ее расчет (конт­роль). Если первое направление основывается на решении тради­ционных конструкторских и технологических задач по созданию высококачественных изделий и правильной их эксплуатации, то второе связано в основном с применением специальных математи­ческих методов.

В начальный период развития теории надежности возникли тен­денции противопоставления этих двух направлений, что объективно было вызвано, в частности, особенностями подготовки специалис­тов, занимающихся надежностью. Конструкторы и технологи, глу­боко понимающие пути и возможности создания высококачествен­ной техники, но недостаточно хорошо владеющие математическими методами теории надежности, считали бесполезными расчеты ко­личественных показателей безотказности выпускаемой ими продук­ции. Специалисты же по прикладным методам теории вероятностей п математической статистики, разрабатывающие аппарат теории

надежности, недостаточно ясно представляли себе специфику тех­нических задач и порой переоценивали роль количественных мето­дов в обеспечении высокого качества изделий. Некоторая недооцен­ка расчетных методов была связана и с тем, что для повышения надежности выпускаемой продукции необходимы дополнительные вложения средств, говоря проще, за надежность нужно платить. Желательно обеспечивать высокую надежность изделия на ранних этапах его создания. Так, устранение тех или иных конструктор­ских просчетов, снижающих надежность изделия, на этапе опытной отработки обычно требует на порядок больших затрат, чем при проектировании, а при доработке серийных образцов в условиях эксплуатации расходы возрастают на два-три порядка. Сложность психологической перестройки, связанной с выделением дополни­тельных ассигнований на выпуск продукции в том же количестве, но с более высокой надежностью, а также трудности подтвержде­ния и контроля надежности больших систем в известной мере тор­мозили внедрение количественных методов.

‘ В последнее десятилетие повышению надежности промышлен­ной продукции придается огромное значение, что подчеркнуто в ре­шениях XXIV съезда КПСС. Одно из направлений решения этой проблемы—подготовка специалистов, владеющих методами тео­рии надежности и умеющих их использовать при решении инже­нерных задач.

В последние годы появилось много книг, посвященных различ­ным аспектам теории надежности и ее приложениям к технике.

В данной книге рассматриваются вопросы надежности, в основ­ном применительно к беспилотным управляемым летательным ап­паратам с реактивными двигателями (ЛА), однако значительная часть излагаемых методов носит достаточно общий характер и мо­жет использоваться в различных отраслях техники. При этом пред­полагается, что читатель знаком с основами теории вероятностей и математической статистики в объеме курса, читаемого в техниче­ских вузах.

В книге большое внимание уделяется комплексному решению вопросов разработки требований, обеспечения и контроля надеж­ности ЛА на различных этапах его создания и эксплуатации, зада­чам обеспечения и контроля надежности ЛА при проектировании и опытной отработке. Значительное место занимают вопросы опти­мизации требований к надежности ЛА с учетом экономических за­трат и эффективности использования, а также оптимизации планов разработки новых образцов. При изложении материала тесно увя­зываются физические и статистические аспекты расчетов надежно­сти ЛА. Современный летательный аппарат — довольно сложная система, включающая в себя механические, пневмогидравлические, электрические, радиоэлектронные и другие подсистемы или основ­ные элементы. В книге большое внимание уделяется безотказности механических элементов и конструкции ЛА, поскольку вопросы на­дежности электронной аппаратуры значительно подробнее освеще­ны в литературе.

Книга состоит из шести глав и приложения.

В гл. I применительно к летательному аппарату кратко изло­жены некоторые общие вопросы теории надежности. В основу рас­четов надежности ЛА на этапе проектирования положены два принципа: структурный (анализ ЛА как сложной системы, харак­теристики надежности составляющих элементов которой известны) и параметрический (изучение стохастических процессов функцио­нирования агрегатов и систем ЛА в условиях возмущений, анализ физических причин возникновения отказов).

Гл. II посвящена расчетам надежности элементов несущих кон­струкций ЛА в условиях статического и динамического нагруже­ний. Рассмотрены возможные постановки задачи определения веро­ятности нёразрушеиия конструкций в зависимости от исходных данных, которыми располагает конструктор. Дан качественный обзор возмущающих параметров, обусловливающих стохастиче­скую природу действующих нагрузок и несущей способности кон­струкции; приведены количественные характеристики некоторых из них.

В гл. III рассмотрены специфические, с точки зрения надежно­сти, особенности устройства и функционирования основных борто­вых систем ЛА: двигателей, систем управления, питания, разделе­ния. Изложены инженерные методы расчета структурной и пара­метрической надежности этих систем.

В гл. IV изложены задачи и принципы организации наземной и летной отработки ЛА, показаны роль и место опытной отработки в процессе создания нового образца. Раскрыта структура экономи­ческих затрат, необходимых для создания летательного аппарата с заданными характеристиками.

В гл. V приведен математический аппарат, позволяющий опи­сывать изменение надежности в процессе создания ЛА, рассчиты­вать показатели надежности по результатам испытаний, в ходе которых проводятся доработки, и объединять при оценке надеж­ности статистическую информацию, полученную в результате раз­нородных испытаний. Большое внимание уделено вопросам теории и практического применения моделей роста надежности сложных систем, что дает возможность рассматривать надежность ЛА как функцию, характеризующую процесс его создания.

Гл. VI посвящена задачам оптимизации по экономическому критерию требований к надежности ЛА и его основных элементов (двигателей, систем управления, питания, разделения и др.) с уче­том эффективности применения. Даны методы разработки опти­мального плана наземной и летной отработки новых образцов ле­тательных аппаратов.

Предлагаемые в книге методы расчетов иллюстрируются чис­ленными примерами. Приложение, включающее таблицы и спра­вочные материалы, позволяет, без привлечения дополнительных источников, вести инженерные расчеты надежности, характерные для этапов проектирования и опытной отработки ЛА. Приведенные в конце каждой главы контрольные вопросы и задачи дают воз­

можность проверить усвоение основных теоретических положений, а также практические навыки и умение вести основные расчеты на­дежности.

Материал между авторами распределяется следующим образом: введение, гл. IV, V и VI написаны докт. техн. паук, ироф. Л. И. Вол­ковым, гл. I, II и III — канд. техн. наук, доц. А. М. Шишкевичем. Большой труд по оформлению рукописи проделан М. 3. Баскиной.

Авторы благодарны рецензентам докт. техн. наук И. Н. Садов­скому и коллективу кафедры Московского авиационного института, возглавляемой проф. А. П. Абрамовым, за ряд ценных замечаний, которые учтены при окончательной редакции.

Книга, естественно, не лишена недостатков, и авторы с благо­дарностью примут все критические замечания.

Авторы Март 1973