ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

Формирование ЭТХ ВС в системе ТЭ требует формирования условий экс­плуатации ВС как составной части системы ТЭ. С учетом требований норм лет­ной годности для оценки условий эксплуатации необходима их классификация по роли и месту в системе ТЭ типа ВС для выделения основных и второстепен­ных условий и формирования требований по сертификации только основных ус­ловий эксплуатации, как требуется по НЛГ. Составленная на основе работ [3, 16, 17] классификация условий эксплуатации приводится ниже.

Любые функциональные, надежностные, конструктивные и технологические качества ВС ГА как объектов эксплуатации закладываются при проектировании, обеспечиваются при изготовлении, подтверждаются при испытаниях и реализу­ются в процессе эксплуатации, представляющей «стадию жизненного цикла из­делия, на которой реализуется, поддерживается и восстанавливается его качест­во»[1]. Формирование системы ТЭ, основной задачей которой «является поддер­жание и восстановление летной годности АТ и ее подготовка к использованию по назначению при обеспечении требуемых уровней надежности и готовности АТ к полетам с минимальными трудовыми и материальными затратами на ТО — иР», должно производиться при действующих в эксплуатации ограничениях. Такие ограничения устанавливаются условиями эксплуатации, представляющи­ми «совокупность факторов, действующих на изделие при его эксплуатации».

Полная и объективная качественная и количественная характеристика усло­вий эксплуатации ВС обеспечивает формирование эффективной системы ТЭ, и напротив, неполная или неправильная оценка условий эксплуатации может при­вести к полному или частичному невыполнению основной задачи системы ТЭ типа ВС.

По этапам жизненного цикла изделий АТ условия эксплуатации характери­зуются последовательной сменой состава и значений эксплуатационных факто­ров в их совокупности и могут быть разделены на:

■ расчетные условия эксплуатации — совокупность факторов, учитываемых при проектировании, изготовлении и испытаниях изделий;

■ ожидаемые условия эксплуатации — совокупность факторов, признанных до­пустимыми при эксплуатации изделий;

■ реальные условия эксплуатации — совокупность факторов, действующих на

изделие в сложившихся в эксплуатирующей организации условиях.

В каждом виде условий эксплуатации вьщеляются типовые условия — «сово­купность наиболее вероятных значений эксплуатационных факторов» на данном этапе жизненного цикла изделий.

Адекватность расчетных, ожидаемых и реальных условий эксплуатации обеспечивает качество эксплуатации изделий и характеризует неизменность действующих в системе ТЭ типа ВС ограничений по этапам жизненного цикла изделий. Несовпадение этих условий приводит к изменению качества эксплуа­тации изделий и эффективности системы ТЭ, вплоть до невозможности нор­мальной эксплуатации и прекращения использования изделия АТ по назначе­нию.

Это обусловлено требованиями норм летной годности ВС к безопасности полетов, которые должны выполняться во всех указанных условиях эксплуата­ции таким образом, чтобы вероятность появления особой ситуации в полете (ус­ложнение условий полета, опасная, аварийная и катастрофическая ситуации) в результате отказов и неисправностей, воздействия условий эксплуатации, конст­руктивных и функциональных особенностей ВС, ошибок и нарушений исполни­телями правил эксплуатации не превышала установленной нормативной вели­чины.

Выделяя долю ТОиР в обеспечении безопасности полетов ВС, можно ска­зать, что доля безопасности полетов по безотказности ВС в целом поддержива­ется и восстанавливается системой ТЭ в реальных условиях эксплуатации каж­дого экземпляра данного типа ВС.

В связи с тем, что нормативные документы регламентируют требования к безотказности раздельно по функциональным системам (ФС) ВС, представляю­щим «совокупность конструктивных элементов и агрегатов, предназначенных для выполнения определенных функций, связанных с полетом», целесообразно характеризовать условия эксплуатации ВС относительно функциональных сис­тем ВС.

Тогда обобщенное воздействие j-x условий эксплуатации ВС на надежность его 1-й ФС проявляется через воздействие отдельных эксплуатационных факто­ров и может быть представлено функционалом вида

И

Pij(t)=р, о(ОПф-Х^-.Л, (зі)

i=i

где Pi/t) — функция надежности і — й ФС в j-x условиях эксплуатации;

Ptoft) ~ функция надежности і — й ФС в типовых условиях;

— относительные функции связи надежности і’-й ФС с у-м экс­плуатационным фактором.

Реальные эксплуатационные факторы, характеризующие воздействие на на­дежность ФС, в эксплуатации могут быть разделены по общности действия на

три группы: функциональные, региональные и технические. Функциональные факторы связаны с выполнением функций систем при использовании ВС по на­значению, региональные факторы связаны с воздействием на ВС внешней сре­ды, а технические факторы связаны с процессами в системе ТЭ. Общими для всех ФС ВС являются следующие виды факторов:

Функциональные факторы: параметры летной эксплуатации (высота, ско­рость, продолжительность полета, полетные массы и нагрузки и т. д.), условия полетов (качество ВПП, аэродромные условия, турбулентность), режимы работы изделий и агрегатов, наработка, действия экипажа.

Региональные факторы: климатические условия (температура, влажность, давление и т. д.), коррозионная активность среды, календарный срок эксплуата­ции.

Технические факторы: режимы ТОиР, технология ТОиР, организация ТОиР, квалификация исполнителей, средства ТОиР и документация.

В соответствии с Нормами летной годности ВС (Авиационные правила: 23, 25,27, 29) ожидаемые условия эксплуатации могут включать в себя [18]:

а) параметры состояния и факторы воздействия на ВС внешней среды:

■ барометрическое давление, плотность, температура и влажность воздуха;

■ направление и скорость ветра, горизонтальные и вертикальные порывы воз­духа и их градиенты;

■ воздействие атмосферного электричества, обледенения; град, снег, дождь, птицы;

б) эксплуатационные факторы;

■ состав экипажа ВС;

■ класс и категория аэродрома, параметры и состояние ВПП;

■ вес и центровка для всех предусмотренных конфигураций ВС;

■ режимы работы двигателей и продолжительность их работы на определен­ных режимах;

■ возможные конфигурации — варианты геометрических форм ВС, соответст­вующие различным этапам и режимам полета (взлету, набору высоты, крей­серскому полету, снижению, экстренному снижению, заходу на посадку и посадке, уходу на второй круг);

■ характеристики воздушных трасс, линий и маршрутов;

■ состав и характеристики наземных средств обеспечения полета;

■ минимумы погоды при взлете и посадке;

■ применяемые топлива, масла, присадки и другие расходуемые технические жидкости и газы;

■ периодичность и виды технического обслуживания, назначенный ресурс, срок службы ВС и его функциональных систем;

в) параметры (режимы) полета:

■ высота полета;

■ горизонтальные и вертикальные скорости;

■ перегрузки;

■ углы атаки, скольжения, крена и тангажа;

■ сочетания этих параметров для предусмотренных конфигураций ВС.

В необходимых случаях в ожидаемые условия эксплуатации включаются и другие данные, определяемые особенностями применения конкретного типа ВС. Ожидаемые условия эксплуатации входят в качестве ограничений, условий и методов эксплуатации ВС в его эксплуатационную документацию.

Эксплуатационные ограничения должны быть указаны в соответствующих разделах эксплуатационной документации (РЛЭ, РЭ, РО) в виде, обеспечиваю­щем возможность контроля со стороны летного и наземного персонала.

Требования НЛГ определяют способность ВС совершать безопасный полет во всем диапазоне установленных для него ожидаемых условий эксплуатации при условии, что остальные компоненты авиационной транспортной системы функционируют нормально, а эксплуатация объекта осуществляется в пределах назначенного ресурса и в соответствии с установленными сроками и порядком технического обслуживания.

Эксплуатационная документация по номенклатуре, оформлению и содержа­нию должна соответствовать типу ВС и документам общего назначения, опреде­ляющим правила технической эксплуатации [19].

Таким образом, ожидаемые условия эксплуатации, устанавливаемые НЛГ, в целом также распределяются на три группы, но не по общности их воздействия на техническое состояние ВС, а относительно использования ВС по назначению. Поэтому далее рассмотрены условия эксплуатации ВС относительно их роли в системе ТЭ.

Каждый у’-й эксплуатационный фактор может быть определен непрерывно или дискретно в некоторой ограниченной области Dj, причем каждый после­дующий этап жизненного цикла изделия включает полностью области опреде­ления эксплуатационных факторов на всех предыдущих этапах.

Тогда с учетом классификации факторов на три группы надежность /-й функциональной системы ВС в у-х условиях эксплуатации может быть пред­ставлена в виде

Pij(t)=PiO{t)fl /( Дх, у)П Ф.№)П е,‘(до*). (3.2)

7=I 7=1 7=1

где Py(t) — надежность z’-й ФС в у-х условиях эксплуатации ВС;

— относительные функции связи надежности 1-й ФС с функцио­нальными, региональными и техническими факторами эксплуатации, соответст­венно;

xij, kij, Oij — функциональные, региональные и технические факторы, дейст­вующие на 1-ю ФС в у-х условиях;

п, т, I — количество учитываемых факторов по г-й ФС в у-х условиях экс­плуатации ВС.

Надежность PiO(t) функциональной системы ВС в расчетных условиях экс­плуатации определяется известными методами теории надежности. Относитель­

на

ные функции связи f, фі, 0і определяются по данным эксплуатации, испытаний и исследований на основе известных математических методов планирования эксперимента и рассмотрены ниже.

Обобщенная качественная характеристика каждой из трех групп эксплуата­ционных факторов по их воздействию на надежность функциональных систем ВС следующая.

Группа технических факторов по своему воздействию на надежность объек­та эксплуатации является поддерживающей и восстановительной. Режимы ТОиР назначаются с целью обеспечения использования объекта эксплуатации по на­значению, контроля состояния, поддержания и восстановления его надежности до необходимых или требуемых уровней. Технология ТОиР определяет качество работ и соответственно достижение целей, обусловленных назначенными режи­мами ТОиР. Такую же роль выполняет и фактор квалификации исполнителей.

Факторы организации ТОиР являются вспомогательными по отношению к вышеуказанным, непосредственно с надежностью объекта не связаны и обеспе­чивают возможность реализации воздействия технических факторов на объект эксплуатации. Все технические факторы имеют директивно заданные уровни, однородные для всех ВС данного типа. Однородность уровней обеспечивается применением единых документации, технологий, квалификации, исполнителей и организации ТОиР с контролем представителей Государственного органа управления воздушным транспортом (ГОУВТ), разработчика и изготовителя ВС за соблюдением установленных правил ТОиР, при изменении которых уровни факторов изменяются дискретно. Ограничения на области определений техниче­ских факторов определяются потребностью объектов эксплуатации в работах ТОиР, приспособленностью ВС к их выполнению и совершенством процессов их выполнения и организации. Корректировка уровней технических факторов производится директивно, по результатам исследований, испытаний и опыта эксплуатации ВС с целью обеспечения максимального соответствия фактиче­ского уровня воздействия на объект эксплуатации технически обоснованному и минимально необходимому уровню для поддержания и восстановления надеж­ности объекта эксплуатации. Определение необходимых уровней технических факторов и составляет предмет оптимизации системы ТЭ. За период эксплуата­ции ВС каждого типа уровни технических факторов в допустимой области могут изменяться в 2-3 и более раз (табл. 4.9) [4].

Указанные характеристики технических факторов обеспечивают их оценку и оптимизацию статистическими методами.

Г руппа функциональных факторов определяет все виды нагружений и сило­вых воздействий на объект эксплуатации и его элементы при использовании по назначению, что вызывает изменение состояния объекта и соответственно отра­жается на надежности.

Параметры летной эксплуатации ВС определяют нагруженность элементов конструкции планера и внешние нагрузки на элементы систем и оборудования в зависимости от высоты полета, скорости, массы ВС и других факторов, посто-

янно действующих в полете. Условия полетов характеризуют аналогичное воз­действие на планер ВС и элементы систем, связанное с особенностями исполь­зования ВС по назначению в конкретных условиях, и отражают переменную со­ставляющую нагруженности планера и внешних нагрузок на элементы систем и оборудования, соответствующую различиям в условиях полетов каждого ВС парка. Режимы работы изделий и агрегатов определяют уровни их внутренних структурных нагрузок и воздействий на элементы изделий и агрегатов в процес­се выполнения системами ВС заданных функций по обеспечению полета ВС. Режимы работы систем, изделий и оборудования, как правило, функционально связаны с параметрами летной эксплуатации и условиями полета ВС в целом. Действия экипажа в полете определяют различия в уровнях всех реально дейст­вующих нагрузок на ВС, изделия и оборудование относительно таких воздейст­вий в типовых условиях эксплуатации. Наработка ВС, его систем и оборудова­ния определяет продолжительность действия всех указанных выше функцио­нальных факторов и соответственно безотказность и долговечность изделий АТ в процессе эксплуатации. Функциональные факторы определены непрерывно, а область их определения имеет ограничения, обусловленные требованиями безо­пасности полетов и установленные директивно по результатам испытаний. В пределах установленных ограничений воздействие этих факторов на конкретные ВС парка является неоднородным и может различаться по уровню в 3—5 и более раз (рис. 3.1 — 3.4; табл. 3.1 — 3.3).

При общей неоднородности значений этих факторов для ВС парка они ста­тически устойчивы и однородны для ВС каждого авиапредприятия, что объясня­ется следующим:

1. Полеты каждого ВС данного авиапредприятия осуществляются случайным образом по ограниченному количеству маршрутов ограниченным количест­вом экипажей.

2. Условия и параметры полетов по маршрутам заданы и фактически располо­жены в узком интервале возможных значений, что подтверждено результа­тами многих исследований.

Достоверная оценка и прогнозирование реальных значений функциональных факторов обеспечивают эквивалентность расчетных, ожидаемых и реальных воздействий на ВС и обоснованность режимов ТОиР для любого ВС парка. Не­однородность воздействия функциональных факторов на ВС разных авиапред­приятий обеспечивает неоднородность процессов изменения состояния ВС, что необходимо учитывать при исследованиях этих процессов статистическими ме­тодами оценки и моделирования.

Параметры «типовых» полетов основных типов отечественных самолетов гражданской авиации Значения параметров по типам самолетов Таблица 3.1 № п/п Параметр, обозначение и размерность Як-40 (1997 г.) Ан-24 (2000 г.) Ту-134(1999 г.) Як-42 (1984-1986 г.) Ту-154 (1998 г.) Ил-62(М) (1986 г.) Ил-86 (1985 г.) Модифика­ ции Модифи­ кации Ил-62 Ил-62М с усил. крылом Ил-62М Внут- ри- союз- ные линии Между­ на­ родные линии Средние значения парамет­ ра Казах­ ское УГА Б РВ БиМ МТУ, УЗТУ ЦУМВС, ДВУ МТУ, ЦУМВС 1 Продолжитель- 1,69 1,15 1,54 1,65 1,96 2,38 6,7 5,0 7,1 2,33 2,65 2,42 3,9 ность полета т„,ч 3,8 7,1 5,2 2 Масса ВС при 15,96 20,00 20,15 45,3 52,3 85,22 150 133,9 149,2 191,5 192,8 191,8 204,0 взлете, т 131,1 149,4 136,8 3 Масса ВС при 40,1 47,1 70,7 96,9 97,7 98,8 165,6 162,5 164,7 161,0 посадке, т 100,3 97,8 99,1 4 Масса топлива 3,63 2,85 3,81 9,8 10,15 24,14 65,0 50,4 62,6 43,1 50,2 45,0 57,9 при взлете, т 44,3 64,1 52,0 5 Масса топлива 1,61 1,25 1,48 4,55 4,90 8,89 11,9 14,2 12,3 17,4 19,9 18,0 14,8 при посадке, т 13,5 12,5 14,2 б Масса коммерче- 1,74 2,08 1,42 6,4 9,33 9,50 13,9 11,2 13,5 29,43 22,46 27,6 29,3 ской нагрузки, т 15,7 14,2 11,0 7 Средняя высота 6,8 5,33 5,11 8,64 10,6 9,5 10,2 9,3 9,7 полета, км 10,2 9,8 10,2

Таблица 3.2.

о 00

Интенсивность эксплуатации отечественных и зарубежных самолетов

№ п/п Отечественные самолеты Зарубежные самолеты Тип самолета Средняя продол — житель — ность полета, ч Суточный налет (1987 г.),ч Годовой налет, ч Тип самолета Средняя продолжи — тельность полета, ч Средний налет (1987 г.), ч Авиакомпа­ ния средний макси­ маль­ ный средний (1987 г.) макси­мальный (1987 г.) средний (1998 г.) суточный годовой 1 Ан-12 2,65 3,3 12,3 1200 1830 321 Ы00-20 2 Ан-24 1,29 3,6 14,7 1604 2043 397 F-27 2,85 1075 По парку 3 Ил-76 2,5 13,8 934 1798 438 С-141В 4 Ил-86 2,51 3,3 14,9 1482 2900 843 L-1011 2,6 7,6 2793 По парку 5 Ил-62 4,91 6,7 10,3 2365 3496 877 В-707- 320В 3,4 6,9 2512 «American airlines» 6 Ил-96 7,3 6,2 (1999 г.) 16,6 (1999 г.) — 3859 (1999 г.) 2285 DC-10 5,2 12,6 4600 ((Swissair» 7 Ту-154 2,65 5,4 13,4 1778 2889 865 В-727- 200А 1,2 6,4 2320 «Lufthansa» 8 Ту-134 1,6 4,7 12,8 17,81 2800 753 В-737- 200 1,0 6,6 2409 9 Як-42 1,54 4,4 14,8 1573 2043 745 MD-80 1,4 9,2 3360 «Aeromexi- СО» 10 Як-40 1,18 3,5 11,0 1120 2400 258 F-30 1,2 5,9 2160 По парку 11 Ту-204 2,3 (1998 г.) 2,2 (1998 г.) 10 (1998 г.) — 1635 (1998 г.) 804 В-767 11,5 4200 «British Airways»

 

Рнс. 3.1. Вероятностные характеристики параметров эксплуатации самолетов Як-40 основного парка (—- 1979г.;————— 1999г.)

Рис. 3.2. Распределение парка самолетов Як-40 и Ан-24 по наработке с начала эксплуатации, % к парку

-4- ч, 1983 г.

пос., 1983 г. — А — ч, 1999 г. пос., 1999 г.

НРР — 30 000 ч КРФ — 30 000 ч

-Ф — 4,1983 г. *■” noc., 1983 r. — A — 4,1999 r. noc., 1999 r

HPP- 30 000 ч НРФ — 30 000 ч

Таблица 3.3 Данные о средних и максимальных годовых налетах и средней продолжительности полета самолетов Ил-86 по годам эксплуатации и аэропортам базирования Аэропорт базирования Среднегодовой налет на 1 самолет по годам экс­плуатации, ч Число са­молетов с налетом более 2000 ч/год в 1989 г., % Продолжительность полета, ч Максималь­ный налет самолетов за год, ч (11.11.88 10.11.89) За пери- 1984 1985 1986 1987 оде 11.11.88 по 10.11.89 с начала эксплуата­ции на 01.01.87/на 10.11.89 за период с 11.11.88 по 10.11.89 Внуково 884 1158 1180 1293 1498 18,20 2,1/2,2 2,4 1. -2456 2. — 2364 3. — 2333 Шереметьево 884 1215 1354 1736 2082 62,50 2,7/3,1 3,2 1. -2909 2. — 2868 3.-2689 Ташкент 1100 1192 1283 1417 1833 44,40 3,1/3,2 3,2 1. — 2479 2. -2415 Пулково 798 1203 1267 1548 1469 8,33 2,4/2,4 2,4 1. -2171 2. -1932 Алма-Ата — 967 1170 1578 1686 14,30 3,3/3,1 2,8 1. -2141 2. -1965 В целом по парку 899 1174 1257 1482 1705 30,30 2,4/2,6 2,7

Группа региональных факторов определяет все виды несиловых внешних воздействий окружающей среды на объект эксплуатации и его элементы на про­тяжении срока службы изделий с момента их изготовления и до списания. Уро­вень воздействия этих факторов определяется параметрами окружающей среды, временным интервалом эксплуатации и защитными свойствами элементов кон­струкции и изделий. Аналогично функциональным факторам значения регио­нальных факторов однородны для ВС каждого авиапредприятия и неоднородны для ВС всего парка.

Исследованиями показана статистическая неустойчивость взаимосвязи уров­ней воздействия региональных факторов на техническое состояние изделий и обобщенных значений уровней региональных факторов. Защитные свойства элементов изделий обусловлены их физико-химическими свойствами, которые функционально связаны с составом, материалами и технологией изготовления деталей. Это определяет внутреннюю неоднородность статистических данных о воздействии региональных факторов на состояние изделий и приводит к неадек­
ватности результатов статистических методов исследований реальным физиче­ским и химическим процессам изменения состояния каждой отдельно взятой де­тали изделия. Поэтому роль региональных факторов эксплуатации в системе ТЭ типа ВС целесообразно оценивать не статистическими методами, а методами эмпирического анализа результатов эксплуатации аналогов в конкретных региональ­ных условиях с построением, при необходимости, статистических моделей для кон­кретных деталей изделий в реальных региональных условиях эксплуатации.

Преобладающее воздействие на элементы конструкции ВС оказывают сле­дующие региональные факторы: температура и влажность воздуха; солнечная активность и инсоляция; атмосферные осадки, их вид и количество; прочность и состав грунта; запыленность; засоленность грунта и воды; биологические факторы; ветер, количество и состав химических примесей в атмосфере и грунте и т. д.

Воздействие региональных факторов на элементы конструкции планера ВС проявляется в разрушении лакокрасочных и защитных покрытий и появлении очагов коррозии. Наибольшее влияние на снижение надежности планера и меха­нических систем оказывает коррозия (снижение статической прочности, нару­шение герметичности, ухудшение чистоты поверхности). Качественная оценка факторов развития коррозии при формировании режимов ТОиР ВС дана в рабо­те [17], основные заключения которой следующие. На скорость развития корро­зии металлов в атмосфере больше всего влияют следующие факторы: влажность воздуха; степень загрязненности воздуха газами, парами кислот, частицами со­лей; длительность контакта электролита с металлической, поверхностью, темпе­ратура воздуха и др., т. е. множество факторов в их сочетании. Роль некоторых факторов иллюстрируется известными графиками на рис. 3.5 и рис. 3.6 [20].

Рис. 3.6. Изменение предела прочности
образцов из алюминиевых сплавов вслед-
ствие коррозии во времени в различных
атмосферах;

а) — сельская; б) — промышленная; в) —
морская атмосфера; 1 — ДІ6 неплакирован-
ный; 2 — АВ; 3,5- А2; 4 — ДІ6 плакиро-
ванный.

Толщина образцов — 0,9 мм

Так, из приведенных на рис.3.5 зависимостей скорости развития коррозии от относительной влажности воздуха и его состава следует, что при наличии в воз­духе 1% S02 и С12 скорость развития коррозии алюминиевых сплавов увеличи­вается в четыре-восемь раз и резко возрастает при относительной влажности воздуха 66-75%. Рис. 3.6 иллюстрирует зависимость снижения предела прочно­сти алюминиевых сплавов из-за коррозии от загрязненности воздуха во времени. Для листового материала толщиной 1,5-2 мм за период 15-20 лет (что равно или менее срока эксплуатации ВС) снижение статической прочности достигает 40%.

При возникновении очагов коррозии резко ухудшаются усталостные харак­теристики конструктивных элементов ВС в условиях их циклического нагруже­ния. Очаги точечной коррозии, являясь концентраторами напряжений, иниции­руют возникновение усталостных повреждений. При поверхностной атмосфер­ной коррозии, чаще всего возникающей на алюминиевых сплавах, ухудшается чистота поверхности, что может снижать усталостную прочность до 40%. В мес­тах соединения элементов вследствие ухудшения чистоты поверхности увели­чивается контактное трение, что способствует развитию коррозии трения. Каса­тельные напряжения в области контакта элементов являются причиной зарож­дения трещин, которые, достигнув критической величины, развиваются дальше уже под действием общих напряжений в элементе. Совместное воздействие кор­розионных и усталостных процессов на элемент конструкции может приводить к снижению усталостной прочности алюминиевых сплавов на 50-80% [21, 22].

Опыт эксплуатации ВС различных типов показывает, что какой-либо фактор, ранее не учитывавшийся, может оказать решающее влияние на развитие корро­зии на элементах конструкции планера и систем ВС.

Кроме того конструктивное исполнение некоторых зон в современных ВС способствует возникновению и развитию коррозии. К таким зонам относятся:

■ подпольная часть гермофюзеляжа и элементы по стыку с ней (вследствие скопления конденсата, образующегося при перепаде температур);

■ зона несливаемого остатка топлива в кессонах крыла (вследствие скопления воды при отстое топлива);

■ стыки панелей обшивки по нервюрам и лонжеронам крыла (вследствие кон­денсации атмосферной влаги или ее попадания во время осадков);

■ зона установки аккумуляторов (вследствие попадания электролита);

■ зона санузла (вследствие попадания спецжидкостей на элементы конструк­ции);

■ негерметичные части крыла и фюзеляжа (вследствие попадания атмосфер­ных осадков через стыки или технологические люки).

Поэтому оценить воздействие всего многообразия региональных факторов на различные элементы конструкций транспортных ВС с помощью статистиче­ских методов довольно сложно. Необходимо изучение конкретных факторов, способствующих развитию коррозии на конкретных элементах конструкции ВС с учетом материалов, используемых для их изготовления. Таким образом, задача оценки, контроля и борьбы с коррозией является самостоятельной задачей обес­печения длительной эксплуатации ВС, которая решается в рамках специальных программ (для зарубежных типов ВС — программы РСРС — программы контроля и профилактики коррозии). Однако с помощью экспертного качественного ана­лиза условий эксплуатации можно сформулировать обобщенные рекомендации по оценке коррозионной активности среды в зоне базирования ВС. Появление коррозии наиболее вероятно на ВС, эксплуатирующихся в базовых аэропортах, где:

— большое количество солей и примесей в воздухе;

— большое количество дней в году с относительной влажностью более 75%;

— большое количество дней в году с возможной конденсацией атмосферной

влаги на элементы конструкции (выпадение росы);

— высокая среднегодовая температура воздуха.

Применение указанных рекомендаций при формировании групп ВС для про­ведения на них исследования с целью оптимизации режимов ТОиР повышает вероятность своевременного обнаружения атмосферной коррозии на элементах конструкции. Необходимо отметить, что широко используемые методы оптими­зации режимов ТОиР на основе статистических данных о наработке и отказах и неисправностях, выявленных на ВС в процессе эксплуатации, неприемлемы для оценки закономерностей возникновения и развития коррозионных повреждений, т. к. статистические методы не учитывают региональные факторы, а только на­работку ВС (изделия).

Из табл. 3.4, в которой приводятся климатические характеристики некото­рых аэропортов базирования отечественных типов ВС, следует, что наиболее коррозионно-активные условия эксплуатации в аэропорту Баку. Обобщение опыта эксплуатации самолетов типа Як-40, Ту-134 и других показало, что корро­зионные повреждения элементов конструкции этих самолетов появляются, в ос­новном, на ВС, базирующихся в аэропорту Баку.

Это подтверждает обоснованность качественных рекомендаций по оценке региональных условий эксплуатации ВС различных типов.

Качественная оценка условий эксплуатации ВС возможна только во взаимо­связи с отказами и неисправностями, появляющимися под воздействием этих эксплуатационных факторов, что требует некоторой классификации отказов и неисправностей в системе ТЭ типа ВС, рассматриваемой ниже.

Под воздействием функциональных и региональных факторов в процессе эксплуатации ВС в изделиях и элементах ФС появляются и накапливаются отка­зы и неисправности, которые должны предупреждаться или устраняться воздей­ствием технических факторов в системе ТЭ.

Таблица 3.4 Климатические характеристики некоторых аэропортов базирования ВС отечественного производства Город Среднегодовая относитель­ная влаж­ность возду­ха, % Среднегодо­вая темпера­тура воздуха, °С Количест­во солей в осадках, г/м3 Кол-во дней в году с влажностью > 80%, % Кол-во дней в году с вы­падением росы Баку 74,8 13,7 100 — 200 43,4 167 Рига 80,5 5,4 64,6 107 Одесса 78,1 9,9 40-50 47,2 104 Минск 80,3 5,2 63,5 81 Свердловск 72,2 0,5 50- 100 31,3 76 Ташкент 52,9 14,6 6,9 71 Москва 71,5 5,1 32,3 54 Владивосток 71,8 3,2 34,4 45

По физической сущности и характеру проявления неисправности отказы элементов ФС классифицируются по группам [3]:

а) для конструктивных элементов (Е):

■ трещины, деформации и разрушения от повторяющихся нагрузок;

■ механический износ;

■ разрушения и деформации от разовых нерасчетных нагружений или режи­мов работы;

■ старение (потеря физических или химических свойств материалов);

■ механические повреждения при ТОиР;

■ коррозия материалов;

б) для неконструктивных элементов (G):

■ ослабление соединений;

■ потеря свойств смазок и спецжидкостей;

■ разрушение ЛКП и других защитных покрытий;

■ нарушение регулировок;

■ нарушение контактов в электроцепях и приборах.

В каждой группе возможна конкретизация отказов и неисправностей до уровня изделий и элементов ФС по различным признакам (конструктивным, технологическим, функциональным и т. д.) при сохранении приведенной выше общности группового признака.

Появление и развитие каждой группы неисправностей, как правило, обу­словлено воздействием нескольких эксплуатационных факторов (региональных и функциональных) в комплексе. С другой стороны, действие одного эксплуата­ционного фактора может приводить к появлению различных по характеру неис­правностей в разных элементах ФС. Появление неисправности или отказа одно­го вида может инициировать развитие другой. Так, механические повреждения, износ или разрушение защитных покрытий металлических деталей способству­ют появлению очагов коррозии, наличие которых, в свою очередь, ускоряет раз­витие механических повреждений. Примерная схема взаимосвязи эксплуатаци­онных факторов (функциональных и региональных) с видами неисправностей и отказов изделий, агрегатов и оборудования ВС приведена на рис. 3.7.

Проведение качественного анализа условий эксплуатации ВС обеспечивает сокращение объема работ по последующему количественному анализу условий эксплуатации, необходимому при выборе конкретных инженерно-конструк­торских решений и эксплуатационных ограничений при формировании системы ТЭ типа ВС в целом или отдельных его элементов.