ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОТКАЗОВ
Вероятность возникновения ФО определяется на основании выявленных причин их возникновения. В качестве причин рассматриваются отказы элементов, агрегатов и подсистем, принадлежащих анализируемой системы. В состав каждой системы входят компоненты, которые необходимы для выполнения предписанных функций, начиная от агрегатов включения (управления) до исполнительных органов, а также агрегаты, обеспечивающие контроль параметров системы и их отображение экипажу. В анализируемой системе могут быть ФО, которые обусловлены отказами и неисправностями в других системах. Однако при анализе отдельных функциональных систем эти отказы в качестве причин рассматриваемого ФО не учитываются. Подобные отказы должны быть рассмотрены при анализе взаимовлияния систем. В качестве исходных данных для определения вероятности возникновения ФО используются количественные характеристики надежности агрегатов. Эти данные получают по материалам организации-поставщиков, по результатам обработки статистики об отказах, полученной в результате эксплуатации агрегатов или их аналогов, и на основе справочных данных поставщиков комплектующих изделий. Для агрегатов и подсистем циклического действия вероятность отказа определяется за один цикл, приведенный к 1 ч полета. Для агрегатов и подсистем непрерывного действия вероятность отказа определяется за 1 ч полета. То же самое относится и к определению вероятности возникновения ФО.
При определении вероятности ФО следует иметь в виду, что практически любой ФО в зависимости от участка траектории, на котором он произошел, может дать разные последствия. В связи с этим вероятность такого ФО рассматривается по участкам с одинаковыми последствиями с учетом времени пребывания самолета на каждом участке. Расчет вероятности возникновения ФО ведется в предположении, что все агрегаты перед вылетом исправны. Для систем, в которых возможно накопление отказов, расчет ведется на время между проверками, после которых накопление отказов может быть устранено. Для вероятности возникновения ФО широкое распространение получили методы [2] структурных и логических схем, а также табличный метод и др.
Выбор того или иного конкретного метода расчета зависит от многих факторов и прежде всего от сложности изделия. Самым простым является метод структурных схем, заключающийся в том, что рассматриваемое изделие представляется в виде структурной схемы, состоящей из суммы параллельных и последовательных звеньев. Метод структурных схем применим только при условиях, когда события независимы; в структурной схеме не должно быть событий, среди которых одно событие является отрицанием другого.
Метод логических схем применяется в том случае, если отказы элементов системы независимы и работоспособность системы не зависит от последовательности возникновения во времени отказов ее элементов.
Расчет показателей безотказности проводится в следующем порядке:
• составляются логические условия и логическая схема безотказной работы системы;
• составляется алгебраическое уравнение безотказной работы и определяется функция безотказности системы;
• вычисляется вероятность безотказной работы системы по заданным показателям безотказности элементов и функции безотказности.
Табличный метод применяется в случае, если процесс переходов системы из одного состояния в другое вследствие возникновения отказов ее элементов можно считать Марковским однородным процессом. Табличный метод позволяет учесть виды, последовательность возникновения во времени и зависимость отказов элементов. При использовании данного метода обеспечивается полнота выявления видов и причин отказов системы для заданного варианта видов отказов элементов. Наиболее трудоемкой частью количественного анализа безотказности с помощью табличного метода является составление таблицы несовместных состояний. Данная работа, как правило, требует большого объема инженерного анализа при оценке влияния отказов отдельных элементов и их комбинаций на работоспособность системы в целом.
На практике, учитывая высокую надежность изделий авиационной техники, при расчете вероятности ФО используют следующий подход: если ФО возможен из-за единичных, двойных, тройных и т. д. отказов, то можно рассматривать только единичные, не учитывая двойные, тройные и т. д., так как их вероятность значительно меньше рассмотренных. Если какой-либо ФО возможен из-за двойных, тройных и т. д, отказов, то в качестве причин ФО могут быть рассмотрены только двойные отказы (тройные не рассматриваются) и т. д. Необходимо отметить, что такой подход допустим в том случае, если показатели
надежности рассматриваемых компонентов системы отличаются друг от друга не более чем на 1-2 порядка.
Для многих функциональных систем характерен случай, когда отказ одного агрегата (элемента) создает два и более ФО, т. е. ФО являются зависимыми. В этом случае при определении вероятности единичных ФО в каждом из зависимых ФО учитывается общая причина. Вероятность сочетаний ФО определяется с учетом их зависимости друг от друга.