КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗДЕЛИЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ В СИСТЕМЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Основными характеристиками изделий авиационной техники в системе ТЭ ВС являются уровни их эксплуатационной и ремонтной технологичности, кото­рые определяют их приспособленность к технической эксплуатации. С другой стороны, потребность изделия АТ в работах ТОиР характеризуется видом изде­лия (восстанавливаемое и невосстанавливаемое, обслуживаемое и необслужи­ваемое, ремонтируемое и неремонтируемое) и определяется в комплексе с пара­метрами надежности. Очевидно, что приспособленность изделия АТ к выполне­нию работ ТОиР в системе ТЭ ВС должна определяться потребностью каждого изделия в выполнении этих работ. Приведенная в разделе 2.1. классификация работ ТОиР позволяет дать следующие уточнения понятий и определений экс­плуатационных качеств изделий в системе ТЭ ВС [7]:

— эксплуатационная технологичность (ЭТ) — технологичность конструкции из­делия авиационной техники к выполнению работ технологического обслу­живания;

— ремонтная технологичность (РТ) — технологичность конструкции изделия авиационной техники к выполнению при техническом обслуживании (ре­монте) работ по поддержанию и (или) восстановлению надежности;

— контролепригодность (КП) — свойство изделия авиационной техники, харак­теризующее его приспособленность к проведению работ по контролю (диаг­ностированию) технического состояния заданными средствами.

Данные определения стандартизованы в отрасли ГА, не противоречат стан­дартам общего машиностроения и ставят каждое понятие в соответствие одному виду работ, что определяет конкретное место и роль указанных понятий в сис­теме ТЭ. Понятие «ремонтопригодность» исключается, т. к. его функции полно­стью входят в определения РТ и КП.

Соответственно данным определениям изменяются и определения видов из­делий:

■ обслуживаемое изделие — объект, имеющий потребность в работах техноло­гического обслуживания в ожидаемых условиях эксплуатации;

■ необслуживаемое изделие — объект, не имеющий потребности в работах тех­нологического обслуживания в ожидаемых условиях эксплуатации;

■ восстанавливаемое изделие — объект, для которого потребность в работах по поддержанию и восстановлению надежности установлена в эксплуатацион­ной и (или) ремонтной документации для ожидаемых условий эксплуатации;

■ невосстанавливаемое изделие — объект, для которого потребность в работах по поддержанию и восстановлению надежности не установлена в эксплуата­ционной и (или) ремонтной документации для ожидаемых условий эксплуа­тации.

Данные определения ставят вид изделия в соответствие одному виду целе­вых работ, а понятия «ремонтируемое изделие» и «неремонтируемое изделие» не имеют самостоятельного значения, т. к. относительно вида работ они полно­стью входят в понятия «восстанавливаемое» и «невосстанавливаемое», согласно которым ремонтные работы не выделены в самостоятельный вид.

Применение указанных определений позволяет классифицировать изделия относительно видов целевых работ ТОиР и планового или внепланового прин­ципов назначения их к выполнению.

Понятие «обслуживаемость» увязано только с работами технологического обслуживания, поэтому только обслуживаемое изделие должно обладать каче­ствами эксплуатационной технологичности, которые определяют приспособ­ленность ВС к ожидаемым условиям эксплуатации и не связаны с летной годно­стью и исправностью ВС. Свойства ЭТ вводятся в систему ТЭ ВС директивно в виде ограничений, которые определяют техническое совершенство ВС относи­тельно ожидаемых условий его эксплуатации и соответствие ожидаемых и ре­альных условий эксплуатации ВС. При их несоответствии у необслуживаемого изделия может появиться потребность в работах технологического обслужива­ния, и чтобы избежать этого, на этапах проектирования и изготовления ВС тре­буется обоснованная и достоверная оценка ожидаемых условий эксплуатации.

Понятие «восстанавливаемость» увязано только с работами по поддержанию и восстановлению надежности, поэтому только восстанавливаемое изделие должно обладать качествами ремонтной технологичности, которые определяют приспособленность изделия как составной части ВС к выполнению этих работ в ожидаемых условиях эксплуатации ВС, что также требует качественной и коли­чественной оценки влияния этих условий эксплуатации на техническое состоя­ние изделий. Свойства РТ вводятся в систему ТЭ ВС в виде ограничений на лет­ную годность ВС в процессе его эксплуатации до списания.

Понятие «контролепригодность» увязано только с работами по контролю технического состояния, которые являются общими для всех изделий АТ. По­требность изделий в этих работах определяется требованиями к летной годности ВС в процессе эксплуатации, которые, в зависимости от характеристик надеж­ности изделий и последствий отказов, формируют требования к контролю по глубине, достоверности, режимам, методам и технологиям. Согласно действую­щим нормативам ВС, допускаемое к полету, должно быть полностью исправно или при наличии отказов и неисправностей они должны входить в перечень до­пустимых отказов и неисправностей (MMEL/MEL), но в обоих случаях для при­нятия решения о допуске ВС к полету требуется информация о техническом со­стоянии ВС, получаемая по результатам контроля.

Комплекс указанных определений с единых методических позиций позволя­ет формировать потребность изделий АТ в работах ТОиР. С этих позиций ВС в целом рассматривается как объект эксплуатации, летная годность и готовность которого к применению обеспечивается выполнением работ ТОиР на отдельных его элементах (системах, изделиях, узлах, деталях). В ВС как объекте ТОиР вы­делены две группы элементов: конструктивные и неконструктивные [11]:

1. Конструктивный элемент (Е) — отдельное, входящее в состав ВС изделие (агрегат, блок, узел, деталь), представленное физически отделяемыми образцами.

2. Неконструктивный элемент (G) — физически не отделяемые элементы, обеспечивающие необходимую активную связь или функционирование конст­руктивных элементов и представленные в виде распространенной материальной сущности или зафиксированного труда.

Очевидно, что элементы любой группы могут быть как обслуживаемые, так и необслуживаемые, но относительно потребности в работах по поддержанию и восстановлению надежности в каждой группе могут быть выделены следующие категории:

Ei — невосстанавливаемые, несменяемые элементы, которые с заданной веро­ятностью отработают ресурс (срок службы) до списания ВС;

Ei — невосстанавливаемые, сменяемые элементы, которые с заданной вероят­ностью потребуют периодической замены при отработке ресурса (срока службы) до списания ВС;

Еу — восстанавливаемые, несменяемые элементы, которые с заданной вероят­ностью отработают ресурс (срок службы) до списания ВС при условии периодического восстановления;

Ец — восстанавливаемые, сменяемые элементы, которые с заданной вероятно­стью потребуют периодического восстановления и периодической замены при отработке ресурса (срока службы) до списания ВС;

G| — невосстанавливаемые элементы, которые с заданной вероятностью сохра­нят свои свойства при отработке ресурса (срока службы) до списания ВС;

G2 — восстанавливаемые элементы, которые с заданной вероятностью потре­буют полного возобновления своих свойств при отработке ресурса (срока службы) до списания ВС;

G3 — восстанавливаемые элементы, которые с заданной вероятностью потре­буют частичного возобновления своих свойств при отработке ресурса (срока службы) до списания ВС;

G4 — восстанавливаемые элементы, которые с заданной вероятностью потре­буют периодического частичного возобновления и периодического пол­ного возобновления своих свойств при отработке ресурса (срока службы) до списания ВС.

Для конструктивных элементов критерием их годности к применению явля­ется нормативное значение функции надежности (Рн)> которая в общем случае монотонно убывает при увеличении наработки. Годность неконструктивных элементов, характеризуется нормативным значением параметра качества (77н), зависимость которого от наработки в общем случае, может быть произвольного вида.

Классификация конструкции, изделий и оборудования современных типов ВС гражданской авиации, находящихся в эксплуатации и на этапах разработки, приводится в табл. 2.2 и 2.3.

Из приведенных определений и классификации элементов формулируются следующие заключения.

Элементы Е, не имеют потребности к восстановлению и соответственно не нуждаются в свойствах РТ. Отказ таких элементов должен классифицироваться

как событие крайне маловероятное (Х = 1(Г7 -10"9 1/ч полета), и при отработке ресурса (срока службы) до списания ВС функция надежности этих элементов с заданной доверительной вероятностью должна быть не менее заданного норма­тивного значения (рис. 2.1, а). Однако элементы Е являются основными в кон­струкции ВС и его систем, и случайный отказ таких элементов наиболее опасен по возможным последствиям, поэтому в процессе эксплуатации допустим кон­троль работоспособности или исправности элементов Е с целью выявления возможных конструктивных и производственных недостатков или случайных повреждений при нарушении ожидаемых условий эксплуатации.

Элементы Е2 имеют потребность в периодической замене, которая может выполняться как плановая через интервалы наработки, так и внеплановая по ре­зультатам контроля состояния. Замена элементов Е2 восстанавливает летную годность ВС, поэтому РТ не определяет эксплуатационных качеств таких эле­ментов. После замены элементы Е2 могут восстанавливаться или списываться, что определяется только по экономическим и организационным соображениям. В эксплуатации должны контролироваться наработка или состояние элементов Е2 для определения моментов замены, а также может выполняться контроль ис­правности (работоспособности) для выявления случайных отклонений в техни­ческом состоянии. При отработке ресурса до списания (7н) ВС і — е элементы Е2 ( / ) заменяются ( Пу — 1) раз на новые (рис. 2.1, б).

Элементы Ei периодически восстанавливаются, поэтому должны обладать свойствами РТ, показатели которой определяют эксплуатационные качества этих элементов в системе ТОиР ВС. Восстановление этих элементов может вы­полняться планово или внепланово, поэтому в процессе эксплуатации должны контролироваться их наработка или техническое состояние для определения моментов замены и может проводиться контроль исправности (работоспособно­сти) для выявления случайных отклонений в техническом состоянии. Восста­новление безотказности ВС при восстановлении элементов Е3 на протяжении Тн показано на рис. 2.1, в, г. В варианте в полагается, что в моменты tt производит­ся частичное восстановление элемента Е3 таким образом, чтобы после (и,- — 1)-го восстановления на интервале ( Гн — tt; Тн ) обеспечивалось с требуемой довери­тельной вероятностью условие Р( t < Гн) > Рн.

Элементы £4 являются наиболее слабыми по долговечности и стабильности эксплуатационных качеств и имеют потребность в периодическом восстановле­нии каждого (л, — 1) раз и замене при и,, — м восстановлении на новое. Эти эле­менты должны обладать высоким уровнем РТ, обеспечивающим выполнение работ по восстановлению и замене. Восстановление летной годности ВС при восстановлении £4 показано на рис. 2.1, д, е для вариантов полного и неполного восстановления через интервалы t] с заменой через • п(, что аналогично изло­женному для элементов Е2 и Е3.

Для определения моментов восстановления и замены элементов £4 необхо­дим контроль наработки или технического состояния, а также допустим кон­троль исправности (работоспособности) для выявления случайных отклонений в техническом состоянии.

Значение функции P(t) в произвольный момент времени для элементов груп­пы Е определяется законом и параметрами распределения случайных величин, определяющих реализацию случайной наработки элемента Е до первого от­каза, но во всех случаях функция P(t) определяет надежность «стареющих» эле­ментов Е согласно их моделям надежности. Экспоненциальное распределение

соответствует смыслу рис. 2.1, а для элементов Е с постоянной интенсивно­стью отказов при X <10~9 1/ч, однако модель «стареющего» изделия может быть получена также и сложением экспоненциальных распределений для всех его элементов Е.

Характеристики элементов группы G в целом аналогичны соответствующим элементам группы Е, что показано на рис. 2.2 для случая монотонно убывающе­го по наработке параметра качества П.

При монотонно возрастающем параметре качества П схема сохраняется пе­рестановкой начального и нормативного значений П с отсчетом наработки от Гн. Постоянное по наработке значение П соответствует смыслу рис. 2.2, а, а дис­кретное, периодическое или ступенчатое изменение среднего значения П свиде­тельствует о конструктивной ошибке или производственном недостатке данного элемента G.

Рис. 2.1. Изменение надежности конструктивных элементов в процессе эксплуатации ВС

Элементы Gi имеют потребность только в работах по контролю исправности для выявления нерасчетных изменений состояния. РТ элементов G2 должна

68

обеспечивать возможность полного восстановления их качеств, что соответству­ет замене, для чего необходим контроль наработки и исправности. РТ элементов G3 должна обеспечивать частичное возобновление их качеств, для чего необхо­димы работы по контролю наработки и (или) исправности, по результатам которых через интервалы t. выполняются восстановления (рис. 2.2, в).

П G2

п Gi

 

б

а п G3 1 Ч0з2 ч G3m-‘ П„ — 0 ti h tm-1 T„ в

Рис. 2.2. Изменение параметров качества неконструктивных элементов в процессе эксплуатации ВС

РТ элементов G4 как наиболее нестабильных по сохранению эксплуатаци­онных качеств должна обеспечивать частичное и полное возобновление их ка­честв, для чего необходимы работы по контролю наработки, исправности или работоспособности, по результатам которых выполняется восстановление (рис. 2.2, г).

Глубина членения систем, изделий и оборудования ВС на категории элемен­тов Е и G определяется той задачей, которая решается на конкретном этапе формирования системы ТЭ ВС. На этапе проектирования ВС, элементы не­обходимо рассматривать на уровне деталей, их соединений и покрытий, что по­зволяет избежать ошибок в определении требуемых характеристик ЭТ, РТ и КП На этапе изготовления и испытаний ВС достаточен уровень сборочных единиц

(узлов, блоков, агрегатов), их соединений и функциональных параметров, что позволяет оценить обоснованность конструктивных решений в реальных усло­виях эксплуатации.

Укрупненная классификация изделий и оборудования ВС
по категориям конструктивных элементов

Таблица 2.2 Эле­ мент Изделия, агрегаты, узлы и детали конструкции планера, систем и оборудования ВС Е Базисные элементы конструкции планера (лонжероны, балки, силовые шпангоуты и нервюры, силовые элементы центроплана, кессоны крыла, узлы стыковки крыла, киля, стабилизатора с фюзеляжем и т. д.). Несъемное оборудование систем ВС (кронштейны, трубы, качалки, фитинги). Несъемное оборудование АиРЭО (жгуты электропроводки, монтажные жгуты, антенны и т. д.) Е2 Неремонтопригодные элементы планера с ограниченным ресурсом (направляющие, съемные кронштейны, фитинги, подшипники, узлы навески крышек люков). Неремон­топригодные агрегаты систем (штуцера, горловины, датчики, тросы, тяги, короба, кон­цевые выключатели, клапана и т. д.). Неремонтопригодные изделия АиРЭО (реле, кон­такторы, переключатели, преобразователи, антенные блоки, индикаторы, датчики, АЗС и т. д.), остекление Ег Несиловые элементы планера (обшивки негерметичных частей, зашивки, зализы, за — концовки); ремонтопригодные агрегаты систем (трубы СКВ, СРД, ПОС, распредели­тельные устройства электрические разъемы и т. д.) Ел Ремонтопригодные изделия и агрегаты систем (насосы, приводы, краны, агрегаты шас­си); ремонтопригодное оборудование АиРЭО (комплексы, передатчики, приемники, РЛС, антенны), бытовое оборудование, светотехническое оборудование, двигатель

Укрупненная классификация соединений, сборок, рабочих тел и покрытий ВС
по категориям неконструктивных элементов

Таблица 2.3 Эле­ мент Соединения, сборки, рабочие тела и покрытия изделий, систем и оборудования ВС С Стыковые соединения силовых элементов планера (центроплана с фюзеляжем, крыла киля и стабилизатора), стенки с полками лонжероноа балок, шпангоутов, заклепочные швы герметичных частей фюзеляжа и киля, узлы крепления несъемного оборудования систем ВС (шасси, управления, СКВ, СРД, ПОС, ПОЖ, бытового, грузового и т. д.), оборудования АиРЭО (жгутов, антенн, приборов) на планере Сг Ремонтопригодные стыковые соединения силовых элементов конструкции планера полностью заменяемая смазка в изделиях самолетных систем и оборудования, бытовое оборудование (облицовка салонов, крепления коробоа панелей), полностью восстанав­ливаемые защитные, лакокрасочные покрытия и герметики, ремонтные регулировки изделий и оборудования

Эле­ мент	Соединения, сборки, рабочие тела и покрытия изделий, систем и оборудования ВС
Оз	Подтяжка заклепочных швов конструкции планера, выборка люфтов соединений эле­ментов конструкции, подкраска, восстановление покрытий в местах коррозии, восста­новление герметизации соединений, регулировка в узлах управления, крепления в лю­ках, створках
G,	Рабочая жидкость гидросистемы и маслосистемы силовой установки, спецжидкости и газы, винтовые соединения в съемных элементах планера (зашивки, зализы, законцов — ки), регулировки заменяемых или снимаемых с ВС изделий и оборудования самолет­ных систем н АиРЭО, мягкий инвентарь бытового оборудования, все виды соединений, стыковок и крепления съемных агрегатов и изделий самолетных систем, АиРЭО, пла­нера

Таблица 2.4

Классификация элементов по приспособленности к целевым работам ТОиР Кате­ гории эле­ мен­ тов Вид элемента Приспособленность к работам Характеристики ПО восста нов- лению по заме­ не по контролю ЭТ РТ КП нара­ ботки исправ­ ности работо­ способ­ ности £. обслуживае­ мый — — — + — + — + El необслужи­ ваемый — — — — — — Ег обслуживае­ мый — + + + + +- — + необслужи­ ваемый — + + + + — — + Еъ обслуживае­ мый + — + + — + + + необслужи­ ваемый + — + — + — + Еі обслуживае­ мый + + + + + + + + необслужи­ ваемый + + + + + — + + Gi обслуживае­ мый — — — + — — — необслужи­ ваемый — — — + — — — + Gi обслуживае­ мый + + + + + + необслужи­ ваемый + + + + + — + +

Кате­ гории элеме НТО в	Вид элемента	Приспособленность к работам	Характеристики
ПО восста нов- лению	по заме­ не	по контролю	ЭТ	РТ	КП
нара­ ботки	исправ­ ности	работо­ способ­ ности
Сз	обслуживае­ мый	+	—	+	+	—	+-	+	+
необслужи­ ваемый		—	+	—	+	—	+-	+
	обслуживае­ мый	+	+	+	+	+	+	+	+
необслужи­ ваемый	+	+	+-	—	+-	—	+-	+

На этапе эксплуатации ВС категории элементов определяются на уровне сменных блоков, восстанавливаемых деталей, эксплуатационных и технологиче­ских разъемов, узлов стыковки и крепления, а также входных и выходных пара­метров функционирования (регулируемых и нерегулируемых) систем и изделий, что позволяет адаптировать фактическую потребность ВС в работах ТОиР к ре­альным условиям их эксплуатации и производственной деятельности авиапред­приятий.

Обобщенная классификация элементов Е и G по их потребности в работах ТОиР и соответствующие требования по обеспечению характеристик ЭТ, РТ и КП этих элементов приведены в табл. 2.4, согласно которой априорно могут быть заданы исходные эксплуатационные качества элементов на этапе проекти­рования ВС.

Например, обслуживаемые элементы Е не имеют потребности в целевых работах по восстановлению и замене, но мшуг иметь потребность в работах по контролю исправности, соответственно должны быть обеспечены качества ЭТ и КП этих элементов. Обслуживаемый элемент Ег. имеет потребность во всех ви­дах целевых работ и должен обладать хорошими характеристиками ЭТ, РТ и КП, а необслуживаемый элемент Е4 в характеристиках ЭТ не нуждается и т. д.

Применение данной классификации обеспечивает ранжирование требований к изделиям АТ как объектам ТОиР по видам, группам и категориям элементов, которые определяют потребность в выполнении различных видов целевых работ ТОиР и соответственно формируют требования по приспособленности ВС к этим работам. Определив категорию элемента на любом этапе проектирования, изготовления, испытаний и эксплуатации АТ, можно сформулировать требова­ния к эксплуатационным качествам этого элемента в системе ТЭ ВС и оценить выполнение этих требований. Но формулировка и оценка требований к эксплуа­тационным качествам элементов требует нормативной базы для их расчета, т. к. в общем случае требования каждого элемента моїуг быть удовлетворены полно­стью, однако эффективность эксплуатационных качеств ВС в целом как объекта в системе ТЭ может быть реализована при этом на различных уровнях.