Восстанавливаемость (ремонтопригодность) авиационной техники

Продолжительность восстановления работоспособности авиационной техники определяется следующими эксплуата­ционными и конструктивно-производственными факторами:

— возможностью быстрого и полного предупреждения, вы­явления и устранения отказов элементов в бортовых си­стемах;

— возможностью применения средств автоматического контроля технического состояния и средств механизации про­цесса технического обслуживания;

— надежностью н простотой обслуживания аэродромной контрольно-проверочной аппаратуры и средств .механизации;

— возможностью контроля определяющих характеристик м всех составляющих ее элементов без съемки их с борта ле­тательного аппарата только средствами бортовой контрольцо — проверочной аппаратуры;

— возможностью эксплуатационного контроля до любой требуемой глубины (т. е. до первичных элементов съемных агрегатов и узлов);

— доступностью подхода к узлам и элементам авиацион­ной техники без необходимости съема, демонтажа или отклю­чения находящихся рядом узлов и элементов;

— выбором удобных размеров узлов и деталей, так как для заворачивания или отворачивания такой небольшой дета ли, как гайка, может потребоваться гораздо больше работы, чем для более крупной по размеру детали;

— различаемостью узлов и деталей;

— заменяемостью н взаимозаменяемостью смежных узлов и деталей;

— возможностью замены отдельных систем с отказавши­ми элементами на работоспособные системы без поиска отка­завших элементов в самолетной компоновке;

— опытом, квалификацией инженерно-технического соста­ва, обслуживающего авиационную технику;

— своевременностью и объективностью информации о тру­дозатратах, потребных на восстановление неисправной авиа­ционной техники;

— состоянием технического обеспечения запасными дета­лями и расходными материалами;

— организацией восстановления отказавшей авиационной техники.

Таким образом, наряду с чисто техническими факторами, обусловленными эксплуатационным совершенством авиацион­ной техники, на продолжительность восстановления также влияют квалификация обслуживающего персонала, уровень технической оснащенности и принятая система организация восстановления. Рассмотрим подробно каждый из этих фаь торов.

Восстанавливаемость (ремонтопригодность) характеризуем эксплуатационное совершенство каждой конструкции, в том числе и авиационной техники. Восстанавливаемость так же, как н безотказность, «закладывается» в конструкцию борто­вой системы прн ее проектировании. В эксплуатации свойство плохой восстанавливаемости может компенсироваться только за счет увеличения времени восстановления, снижения готов­ности, перенапряжения в работе инженерно-технического со­става и некоторыми организационными мероприятиями. Как было определено ранее, восстанавливаемость — это свойство приспособленности авиационной техники к выявлению, устра­нению и предупреждению отказов силами н средствами лет­ных частей за время, равное нли меньшее, чем предельно до­пустимое время восстановления оп.

В этом определении восстанавливаемости подчеркивается, во-первых, что устранение и предупреждение отказов произ­водится силами летной части; во-вторых, что время восста­новления не может быть более допустимого, назначенного из условнй готовности авиационной техники к полету; в-третьих, что это определение относится, что очень важно, не только к проведенню капитального ремонта, а главным образом к про­ведению систем этического обслуживания в период межрегла — ыентного ресурса, так как авиационная техника не всегда пре­кращает выполнять свои функции нз-за отказов, требующих проведения капитального ремонта.

Таким образом, определение восстанавливаемости, данное б такой формулировке, позволяет прн известных силах и сред­ствах и принятой организации восстановления оценить восста­навливаемость как свойство авиационной техники, «заложен­ное» в нее еще на этапе проектирования.

Среднее время тср и средние трудозатраты Тя, потребные на выполнения тех нли иных работ, являются характеристи­ками восстанавливаемости авиационной техники. Удобство оценки восстанавливаемости в человеко-часах, потребных на восстановление Т„, состоит в том, что их можно преобразо­вать в полное время в часах в соответствии с располагаемыми силами н средствами, находящимися в данный момент в рас­поряжении инженера летной части. Можно решить и обрат­ную задачу. По известному среднему времени, потребному на т
восстановление, и фронту предполагаемых работ можно оп­ределить трудозатраты, потребные для восстановления той или иной бортовой системы.

Для этого введем следующие обозначения:

Т„— средние трудозатраты, потребные на восстановление отказавшего элемента нли системы:

Тр— средние трудозатраты, которыми располагает инже­нер части или инженер подразделения; tcp/ — среднее время, потребное па восстановление отказав­шего элемента;

~рр— среднее время, потребное на выполнение регламент­ных работ:

— среднее время, потребное на выявление, устранение внезапных отказов;

d— фронт работ при восстановлении; ав — параметр потока отказов;

Гпоя — суммарное время работы систем (время полета, на­работка);

tcр— наработка на отказ;

^рр— межрегламентный ресурс эксплуатации (через 100 час, 200 час и т. д.).

Далее и везде индексы «р р» будут означать «регламент­ные работы», «в» — выявление и устранение внезапных отка­зов.

Для каждого интервала эксплуатации t будет иметь место t

среднее число — г — отказов системы, и, следовательно, имеется

*ср

t „

среднее число —j оослужнванин по выявлению и устранению

*ср

внезапных отказов. Число человеко-часов, необходимых для восстановления, зависит в этом случае от числа отказавших

>лементов на рассматриваемом интервале /. Значение мо-

*ср

ti t

жет оыть разложено на —, у-, -—, . н т. д., т. е. на

*ср! Гер, Сщ.

число мероприятий по выявлению и устранению внезапных от­казов элементов. Общее среднее число таких мероприятий, очевидно, определяется как

(5.1)

195

Если известно, что затраты в человеко-часах, потребные на восстановление системы при отказе элемента «1» (со сред ней наработкой tCVi), равны Тп,, а для элемента «2» затра­ты равны Т«г и т. д., то общее среднее число человеко-часов Тпс для каждой наработки t системы составляет

Так же можно поступить и для определения трудозатрат, по­требных для выполнения регламентных работ. Очевидно, что

Таким образом, суммарные трудозатраты, потребные на вы­явление, устранение внезапных отказов и предупреждение износовых. отказов, характеризующие восстанавливаемость авиационной техники, будут равны

T„ = 4, + Tv (5-3)

Формула (5.3) характеризует только восстанавливаемость (ремонтопригодность) системы как ее эксплуатационное со­вершенство, т. е. приспособленность к выявлению, устранению и предупреждению отказов силами и средствами, которыми располагает летная часть. Эта формула может быть исполь­зована для сравнения только в том случае, если *ггр/ и Т„ вы­браны из условия, что работы выполняются специалистами средней квалификации относительно квалификации специа­листов летных частей. н Т„ значительно увеличиваются, если восстановление выполняется неопытным и плохо знаю­щим авиационную технику личным составом подразделений регламентных работ н технического обслуживания. В работе таких исполнителей не только создается задержка в устране­нии отказов, но вследствие медлительности в их действиях отвлекаются от выполнения своих обязанностей более квали­фицированные исполнители и тем самым снижается качество выполнения работ. По этой причине опытные специалисты, хо­рошо знающие авиационную технику, обладающие развитой интуицией по поиску и устранению отказов, участвуют в раз­работке специальных инструкций по технологии выявления,

устранения и предупреждения отказов. 3 условиях работылет — ной части с малоквалифицированными специалистами по вос­становлению работоспособности авиационной техники значе — ние Т„ в формуле (5.3) следует умножить на некоторый ко­эффициент, больший единицы. Этот коэффициент можно опре — челить из статистических данных фактического разброса вре­мени обслуживания специалистами данной летной части относительно его среднего значения.

Если в каждом конкретном случае Тл преобразовать в полное время в часах тср в ^соответствии с располагаемыми летной частью силами и средствами Тр, то получим полное время восстановления системы которое затрачивается на / час работы системы в данной летной части:

тф “ р "Н V (5.4)

В практике работы летных частей возможны случаи, когда ‘Гр < Тл, поэтому формула (5.3) уже будет характеризовать не только восстанавливаемость системы, но н влияние уров­ней квалификации личного состава, организации восстановле­ния и оснащенности средствами восстановления именно в ус­ловиях данной летной группы.

Величина Тф представляет собой функциональное время Простоя системы. С. учетом Времени общего простоя ^прості в которое входят планируемые периоды простоя, например административное время, время отдыха личного состава и т. д., получаем коэффициент использования системы К

+ тпрост + t ‘

Числитель формулы (5.5) представляет собой ожидаемое время работы авиационной техники из общего календарного времени трр ~Ь т,, — р ~Vp0CT — р1, которое состоит в знаменателе. В качестве общего календарного времени выбирают один год или 8760 час.

Функциональное время простоя наиболее полно определя­ет максимально возможное использование системы по назна­чению. Следовательно, максимально возможный коэффициент использования системы равен

К„„с = ■ (5-6)

ьф +£

Для увеличения этого коэффициента как на этапе ироек — тировання авиационной техники, так и на этапе ее эксплуата­ции предусматривают уменьшение н Тл, особенно для эле­ментов с наименьшей наработкой на отказ /Ср^ Уменьшение Т„ в условиях эксплуатации по-разному влияет на безопас­ность полета н готовность авиационной техники к полету. В этой связи требуются оптимальные решения, которые можно получить, если найти взаимозависимость между безотказ­ностью и восстанавливаемостью.

7

Восстанавливаемость — это свойство, которое может про­являться только тогда, когда работа закончена и работоспо­собность восстановлена. Поэтому, если момент окончания ра­боты за случайное время нанести на ось времени і (рис. 5.4), то этот момент разделит ось времени на два вре­менных участка: участок н участок Участки можно рассматривать как несовместимые события, образующие пол­ную группу.

Событие «работа выполнена» может быть описано равен­ством-неравенством а событие «работа не выполне­

на» — неравенством vj > t. Следовательно, закон распреде­ления случайной величины времени восстановлення vj можно представить как вероятность равенства-неравенства

F{t)^G(t)^G{vt<t). (5.7)

Функция G(t) является неубывающей функцией времени восстановления, она может изменяться от G(0) = 0 до G{ со) ■= 1. Поскольку процесс восстановлення утерянной рабо­тоспособности представляет собой совокупность последова­тельных и параллельных работ по проверке работоспособнос­ти системы, поиску отказавших элементов, замене илн ремон­ту отказавших элементов н т. д., то восстановление сводится к ряду «попыток», каждая из которых приводит к необходимо­му результату с какой-то вероятностью. При таких условиях

і. іучайная величина имеет показательное распределение и формула для определения восстанавливаемости имеет сле­дующий вид:

G(0 = (5.8)

с плотностью распределения g(t) = G’ (/) — где G(t)—

вероятность восстановления системы за время t t — кален­дарное время восстановлення; р — интенсивность восстанови ления — величина, обратная среднему времени восстановле­ния.

Подставляя и = ~ в формулу (5.8), получаем

Чр

_1

С/ (0 « ~е *ср. (5.9)

Зная фронт работ d (число специалистов, одновременно выполняющих одну работу) н среднее время, потребное для выполнения работы, можно тср преобразовать в средние тру­дозатраты, потребные для выполнения работы Т„: (5.10) Тогда формула (5.9) принимает вид fi(i) = l-e * . (5.11)

Из рнс. 5.4 видно, что формулы (5.8), (5.9), (5.11) пред­ставляют собой вероятность выполнения работы, связанной с устранением одного отказа за фиксированное время /. Если время t является предельно допустимым временем выполне­ния работ, выбранным из условия готовности, то время ^тдоп является допустимым интервалом времени проведення восстановлення. Число таких интервалов времени восстанов­ления при суммарном налете группы самолетов t — tnол час будет равно числу отказавших элементов, требующих для вос­становления их работоспособности определенных затрат вре­мени. Таким образом, если среднее число отказов при суммар­ном налете группы самолетов £пол есть Я (/) = Хй /гол, то чис­ло отказов, которые не могут быть устранены за время %0П,

будет равно tnone Аоп, а число отказов, которые могут быть устранены, будет равно >^пол(1 — е Д0П).

К естественно, что выражение

1 _ (5.12)

есть вероятность устранения одного отказа за время ^Д01|. Как обычно, смысл этой вероятности состоит в том, что она характеризует долю (процент) оконченных восстановлений. По этой причине функция G(tдол) является полной характе­ристикой восстанавливаемости авиационной техники: чем больше будет число восстановлений работоспособности в тече­ние интервала ^д0||, гем лучше будет восстанавливаемость. Формулы (5.9), (5.10), (5.11) позволяют проверить это заклю­чение аналогичным образом: чем меньше среднее время одно­го восстановления, тем лучше восстанавливаемость и, нако­нец, чем меньше потребные трудозатраты или больше возмож­ный фронт работ при устранении отказа, тем лучше восста­навливаемость.

Длительность времени восстановления — доп определяется как время, достаточное для устранения всех отказов, которые могут появиться в течение суммарного времени эксплуатации £пол. Иными словами, для того чтобы планируемые летные задания были успешно выполнены, необходимо, чтобы время, потребное для устранения появившихся за время Люл отка­зов, не превышало времени тдоп, отведенного для устране­ния отказов. Эти требования всегда могут быть совместимы с соображениями готовности авиационной техники к полету, по­скольку хорошая восстанавливаемость связана с уменьшени­ем тдоп, а следовательно, связана с заменой целых агрегатов вместо ремонта отдельных отказавших элементов этих агре­гатов. Так, например, отказ в работе автомата запуска насо­са — регулятора можно устранить двумя способами: или отре­монтировать автомат запуска, не снимая насоса с двигателя (восстановление медленное, но дешевое), или заменить отка­завший насос на новый насос (восстановление быстрое, но дорогое). Однако замена отказавшего насоса на новый рабо­тоспособный повышает готовность летательного аппарата в целом к полету.

Б случаях, когда готовность авиационной техники не имеет первостепенного значения, в интересах экономии достигнуть требуемой восстанавливаемости можно за счет увеличения допустимого времени !]. Такой подход может быть исполь­зован при выполнении отдельных задач в условиях обучения и тренировки летного состава, но он, как очевидно, приведет к увеличению времени функционального простоя.

Из уравнений (5.9), (5.10), (5.11) следует, что восстанав­ливаемость постоянна при конкретных значениях t и р; это щет возможность правильно оценить вероятность восстанов­ления работоспособности элемента (системы) в течение за­данного предельного времени. Такое понимание предельного времени важно для планирования инженерно-авиационного обеспечения полетов, так как имеется вполне определенный интервал времени і — тяоп, в течение которого часть отказав­ших элементов может быть восстановлена собственными си­лами.

Если желательно поддержать значение восстанавливаемос­ти G(() постоянным, то произведение it должно быть также постоянным. Это означает, что при уменьшении t, что может быть необходимым по условиям выполнения летного задания, р должно быть увеличено в соответствии с уменьшением /. Если величину р t приравнять постоянной С, то уравнение (5.8) можно записать в следующем виде:

G = — е~с (5.15)

Запись восстанавливаемости в виде (5.13) позволяет, во — первых, оценивать G при сокращенных директивных сроках восстановления и определять дополнительные силы и сред­ства, необходимые для выполнения задания; во-вторых, более удобно прогнозировать готовность авиационной техники к по­лету.