НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Перечень регламентных работ и периодичность их выполнения составляют режим технического обслуживания самолета, содержа­ние и состав которого обусловливается необходимым уровнем без­отказности основных систем и агрегатов летательного аппарата, опытом его эксплуатации, условиями и интенсивностью использо­вания.

При выборе оптимальных режимов технического обслуживания летательных аппаратов возникают три группы задач:

определение перечня работ по техническому обслуживанию комплектующих изделий;

определение периодичности проведения каждой из назначен­ных работ;

группировка работ по техническому обслуживанию в оптималь­ные формы регламента для летательного аппарата в целом

Установленные режимы технического обслуживания являют­ся основой для организации производства выполнения работ, включающих в себя планирование и управление рассматриваемы­ми процессами.

Формирование перечня регламентных работ проводится с уче­том следующих факторов: частоты (повторяемости) ‘появления, рассматриваемой работы на аналогичных объектах обслуживания, особенностей конструкции и перспектив развития летательного ап­парата, влияния включаемых в перечень работ па безопасность полетов.

Кроме типовых работ в регламент должны записываться рабо­ты, являющиеся специфическими для данного типа самолета (системы, агрегата).

При назначении периодичности проведения технического об­служивания изделий и систем авиационной техники могут исполь­зоваться два подхода: индивидуальный и групповой. Первый зак­лючается в индивидуальном анализе и прогнозировании каждой неисправности. Этот подход применяют при исследовании опасных неисправностей и отказов, п, ри установлении ресурса агрегатам, а также для случаев, когда агрегат подвержен в основном только одному повреждению. Второй подход заключается в групповом анализе и прогнозировании нескольких неисправностей Объектом изучения здесь являются обычно сразу несколько конструктивных

элементов, которые располагаются рядом, требуют для своего об­служивания проведения одного комплекса подготовительно-за­ключительных работ и в общем должны обслуживаться Одновре — менно. Такои подход наиболее целесообразен для смотровых работ, при которых внешнему осмотру подвергается сразу много объек­тов обслуживания (например, осмотр внешней части силовой ус­тановки, шасси и т. д), а также для неопасных и мелких неисправ­ностей (вмятины, потертости, ослабление контровки и т. д.).

При определении оптимальной периодичности обслуживания могут использоваться различные критерии. Наиболее общими кри­териями эффективности регламентов являются экономические критерии. Для применения таких критериев необходимо уметь оце­нивать экономические последствия отказа, который может бы гь предотвращен более частым проведением обслуживании. На ави­ационном транспорте этот подход применим только для объектов, не влияющих на безопасность полетов.

Один из методов определения периодичности обслуживания со­стоит в следующем. Предположим, на основании некоторых доку­ментов определен требуемый уровень надежности авиационной техники (заданная вероятность безотказной работы, максимально допустимое число неисправностей или отказов, приходящихся .на 1000 ч налета илы в. межрегламентный период, и т. Д-). Требуемый уровень надежности должен быть обеспечен определенным режи­мом профилактики.

При таком подходе основная трудность заключается в уста­новлении нормативов надежности. Некоторые разработки в этой области уже имеются.

В качестве допустимого уровня отказов гидравлической системы сачолега Дс 8 принято четыре отказа. на 10 000 ч налета. Для силовых установок. по на­циональным нормалі летной годности США допуокается — в среднем три выключе­ния двигателя. в полете на 10000 ч их работы

Поскольку целью регламентных работ является предотвращение и устранение неисправностей, то целесообразно назначать перио­дичность в такие сроки, при которых не исключается пояиление неисправностей, ,но отказы еще іне должны наступать. Можно, на­пример, предположить, что появление более двух неисправностей на агрегате (в системе) является опасным. Тогда находится такая периодичность, при которой появление двух неисправностей не пре­высит заданного допустимого уровня.

Анализ неисправностей и отказов авиационной техники в период ее эксплуатации показывает, что они носят случайный и внезапный характер. Процесс их появления можно рассматривать как. про­стейший поток однородных событий, характеризующийся ординар­ностью, стационарностью и отсутствием последействия Простейший поток событий обладает тем свойством, что отказы, образующие его, распределены. по закону Пуассона.

В рассматриваемом случае вероятность того, что за данный межрегламентнын период tp возникает /г неисправностей определяется по формуле

по

*1

где со — параметр потока не­исправностей (дли данного распределения «= ?.).

На рис. 6 1 нредста клены результаты расчета для агре­гата КТА-5Ф вероятностей без­отказной работы Po(t), воз­никновения одной неисправно­сти Л (/), Двух Р2(0, трех Р3(/). Здесь параметр потока неисправностей to = 1 -10-3 1/ч.

Если принять, что появление па КТА-5Ф двух и более не­исправностей является опас­ным, то при допустимом уров­не вероятности появления та­ких ситуаций (Pfe(<) =0,05) .периодичность обслуживания агрегата, как видно из графика, не должна превышать 350 ч При этом ве­роятность того, что при указанной периодичности обслуживания на агрегате не возникнут неисправности, составит 70%

Аналогичным является метод оптимизации сроков проведения обслуживаний исходя из условий развития отказа агрегатов Суть его состоит в том, что при оптимальных сроках выполнения профи — лактик максимизируется вероятность совместного события — воз­никновения неисправности и непоявления отказа РИоти(<) Пред­полагается, что с устранением неисправностей в установленные сроки предупреждается возникновение отказов

Процесс развития отказа агрегата, когда при его работе возни­кает неисправность, можно представить следующим образом С на­чала эксплуатации <=0 начинает развиваться неисправность, ко­торая появляется в случайный момент времени /]. С этого момента времени начинается вторая стадия развития отказа, которая про­должается до случайного момента времени h. Отказ элемента воз­никает в момент времени t=ti + h.

Когда неисправность предшествует отказу, между значениями времен возникновения неисправностей и отказов существует веро­ятностная или функциональная зависимость

Вероятность возникновения неисправности за малый отрезок времени (т, т+Дт), предшествующий началу проведения техниче­ского обслуживания, равна fi(x)dx, где /(т) —плотность распреде­ления наработки до возникновения неисправности.

Вероятность того, что от момента времени т до начала прове­дения обслуживания tp в техническом устройстве не возникает от­каза, равна —F2(tf—x), где F2(tp—x)=Pm(fp—x)— вероят­ность возникновения отказа за врем и (?р—т).

П

Вероятность события, заключающегося в том, что изделие про­работает безотказно в течение времени /р, если в момент т возник­ла неисправность, равна

Но неисправность может возникнуть в любой момент в проме­жутке (0, tp). Поэтому вероятность того, что за время /Р возникает неисправность, но отказа «е будет, Рп! м(1) можно. найти, просум­мировав выражение (61) по всем элементарным промежуткам, т е.

(6.2)

Ниже приводятся формулы для оптимизации сроков выполне­ния технического обслуживания при условии, что время возникно­вения неисправностей — f, и отказов — (2 независимы и имеют экс­поненциальные распределения с параметрами Яі и соответст­венно

Заметим, что использование других законов распределения прак­тически не влияет на окончательный результат (отличие в сроках обслуживания составляет 10—15%).

А __ ІП — I П *2 *Opt

Выражение (6.2) при экспоненциальных распределениях вре­мени возникновения неисправностей и отказов запишется следую­щим образом:

Пример По данным стендовых испытаний агрегатов выявлено — интенсив — I гость возникновения неисправностей Xi = l,59 10~г, а интенсивность отказов >.2 -0,4 10** 1/ч Необходимо определить оптимальную периодичность проводе тгя регламентных работ.

По формуле (6-5) нахшшга:

Практически можно принять периодичность обслуживания равной 100 ч

В общем случае оптимальным критерием для регламента яв­ляется такой, который обеспечивает максимальную надежность работы агрегата в межрегла’ментный период P(t) при минималь­ном значении трудовых затрат на техническое обслуживание Тто (на выполнение регламентных работ Трр и устранение отка­зов Т(лк) .

Оптимальную периодичность технического обслуживания для отдельных агрегатов 4pt в рассматриваемом случае можно опре­делить из условия достижения максимального значения отношения

П—maxi ■ , *■■’} (метод предложен В. В. Лысовым):

I Тт. о 1

В ряде случаев максимальное значение этого отношения может определяться при изложении некоторых ограничений. Например, минимальной трудоемкости при заданном уровне надежности:

^то—min; P(t)=P{t)3ax,

или максимальной надежности при заданном уровне тр)доемко — сти. Р(/р) = шах; Гт и=Тт. о3^.

В расчетах значение t0pt получают путем построения графиков зависимости Р(1)> 7т о, П от времени I (рис. 6.3).

Рассчитанная периодичность обслуживания отдельных агрегатов должка рассматриваться как желаемая периодичность, так как при

ИЗ

группировке работ в формы регламента для летательного аппарата в целом она может изменяться

Все работы по обслуживанию можно разделить «а две группы. В первую группу относятся работы, от своевременного выполнения которых зависят надежность н безопасность полетов, «о второй группе относятся работы, изменение в сроках выполнения которых непосредственно не влияет па безопаоиость полетов.

Практически группировку работ по трудоемким формам регла­мента проводят двумя способами. По первому способу перио­дичность форм является заданной (она может быть указана в тех­нических требованиях к данному летательному аппарату). В этом случае каждая работа первой группы относится к форме регламен­та, периодичность которой меньше желаемой периодичности выпол­нения данной работы н ближе ж ней, чем все другие периодичности. Периодичности второй группы работ формируются с учетом эконо­мических критериев.

По второму способу периодичность различных форм рег­ламента заранее не задается. В этом случае число форм обслужи­вании, объем и первоначальная периодичность работ по каждой форме назначается из обеспечения минимальных трудозатрат по техническому обслуживанию, приходящихся на летный час, прн ус­ловии обеспечения заданных показателей надежности. Использова­ние для этих целей электронно-вычислительных машин значительно облегчит работу но оптимизации регламента.