СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТРАТЕГИИ И РЕЖИМОВ ТО И Р СИСТЕМ

Инвариантность стратегий ТО и Р функциональных систем. Стратегия ТО и Р представляет собой совокупность правил,, обеспечивающих управление техническим состоянием изделия в процессе ТО и Р [22]. При этом различают стратегии ТО и Р по наработке й состоянию. При использовании первой из на­званных стратегий фиксированные объемы работ выполняют че­рез заранее запланированные интервалы времени. Ресурс уста­навливается независимо от фактического состояния элементов системы. Стратегия ТО и Р по состоянию подразумевает исполь­зование двух методов: с контролем параметров, когда решение о сроке и объеме профилактических работ принимается по ре­зультатам проверки (контроля) технического состояния изде­лия, и с контролем уровня надежности, когда изделия эксплуа­тируются до тех пор, пока фактический уровень безотказности (для совокупности однотипных изделий) ниже заданного.

Существуют различные варианты использования стратегий ТО и Р для тех или иных элементов и ФС. Принять заранее один из вариантов без исследования конструктивно-эксплуата­ционных свойств элементов и ФС не представляется возмож­ным. Этому препятствуют различия условий эксплуатации и сам принцип поиска наилучшего варианта стратегий ТО и Р, как наиболее рационального сочетания объемов и периодичности работ по ТО и Р. Поэтому желательно для каждого элемента иметь несколько вариантов стратегий ТО и Р, соответствующих роли элемента, принципам его проектирования, использования и условиям эксплуатации. Так, если для системы в целом при­нята стратегия по наработке, то и для всех элементов системы используется стратегия по наработке.

Если в состав системы входят элементы, допускающие ис-т пользование методов ТО и Р с контролем параметров и с конт7 ролей уровня надежности, то для системы можно принять стра,- тегию ТО и Р по состоянию, сохранив для некоторых элементов стратегию ТО и Р по наработке. , —

Совершенствование конструктивно-эксплуатационных свойств. ФС путем повышения ее надежности, разработки средств диаг­ностики позволяет в процессе эксплуатации постоянно совершен­ствовать стратегии ТО и Р. — и

Формирование объемов работ по ТО и Р функциональкбйг. систем. Постановка задачи формулируется следующим образом: определить такие объемы работ по ТО и Р, при которых ФС сохраняла бы свою работоспособность в течение заданного пё^ риода, а ее готовность и надежность были бы не менее требуе­мых при минимальных затратах на контроль состояния элёмён1 тов, их профилактическую замену, восстановление после отка — 5* :Ш зов, ремонт и доработки в течение всего срока отработки на­значенного ресурса.

Существующая в ГА система ТО и Р предусматривает вы­полнение оперативных и периодических форм ТО, содержащих­ся в регламенте для данного типа самолета (ФС), и проведение •форм ремонта (Р), содержание которых определяется програм­мой ремонта (планового или внепланового).

Рассмотрим классификацию работ, выполняемых при ТО. Используя. предложенный в (23] подход, все регламентные, ра­боты можно разделить на типовые и нетиповые. К типовым сле­дует относить также работы, которые характерны для большин­ства ФС данного типа (например, для топливных систем), к нетиповым — работы, которые рекомендуется выполнять лишь для конкретной ФС конкретного типа самолета. Эти работы оп­ределяются особенностями конструкции или условиями эксплу­атации. Далее в соответствии с классификацией все работы по ТО делятся на пять видов: дефектация, восстановление, заправ­ка и смазка, очистка и промывка, вспомогательные операции для обеспечения возможности проведения ТО.

Анализ показывает, что наибольшие трудности при выборе объемов работ по ТО и их корректировке в процессе эксплуата­ции возникают при нетиповых работах, связанных с дефекта­цией и восстановлением. Приведенная классификация (табл. 3.1) свидетельствует о необходимости соблюдения следующей после­довательности формирования объемов работ: выявляют элемен­ты, требующие ТО; определяют цели и причины проведения ра­бот; задают параметры и характеристики, требующие проверки и восстановления; определяют затраты (трудовые и материаль­ные) на выполнение каждой работы и квалификацию исполни­теля.

Проблема выбора состава работ для проведения ремонта ФС является весьма сложной, и ее необходимо решать с учетом объема работ по ТО на основе комплексного учета анализа тех­нического состояния ФС, предшествующих условий ее эксплуа­тации и результатов ресурсных испытаний.

Объем и глубина контроля и восстановления при ремонте значительно больше, чем при ТО. Так, контроль состояния эле­ментов ФС при ремонте проводится с использованием широкого арсенала средств неразрушающего контроля, контролепровероч — ;н@й аппаратуры и специальных стендов [14, 28]. Восстановление различными методами поврежденных деталей ФС, в условиях ремонтных предприятий используется также более широко, чем при ТО [1, 23].

Установление и увеличение периодичности ТО и Р. При лю­бых стратегиях и системах ТО и Р должны быть надежно обос­нованы периодичности выполнения регламентных работ и про­ведения ремонтов. Для выбора периодичности ТО и Р прежде всего необходима информация о ресурсах ФС, агрегатов и эле — @8

ментов. Основой для оценки необходимых ограничений ресурса отдельного элемента или ФС в целом (в том числе межремонт­ного ресурса) является расчетная долговечность. Как отмеча­лось в гл. 2, прочностные расчеты по определению долговечно­сти элементов должны проводиться с возможно более полным учетом ожидаемых в эксплуатации условий. Для получения экс­периментальных обоснований ограничений по наработке прово­дятся различные виды испытаний (усталостные, эквивалентные, ускоренные и т. д.) i[16, 18, 26].

Важная для оценки долговечности информация может быть получена при анализе технического состояния элементов прото­типов. Обычно наибольшей ценностью обладает информация, полученная в процессе эксплуатации рассматриваемой ФС. Не рассматривая здесь методы установления ресурсов, отметим лишь, что изменение ресурсов непосредственно влияет на уста­новление (увеличение или уменьшение) периодичности форм ТО и Р. Характер системы установления ресурса (рис. 3.3) яв­ляется основой для выбора принципов определения периодично­сти форм ТО и Р.

Наибольший интерес на современном этапе развития АТ представляет система, позволяющая снять ограничения по меж­ремонтному ресурсу. При этом на начальных этапах эксплуата­ции возможно использование фиксированных и дифференциро­ванных ресурсов для лидерной группы самолетов. На последу­ющих этапах возможен переход к индивидуальному определе — 70

нию условий эксплуатации и контролю технического состояния каждого экземпляра самолета.

Результаты анализа ресурсов на уровнях от агрегатов — до самолета позволяют перейти к рассмотрению структуры задач установления и увеличения периодичности форм ТО и Р. Первая задача (нижнего иерархического уровня) — выбор периодично­стей ТО и Р отдельных агрегатов [16, 1, 32]. Вторая задача (бо­лее высокого уровня) — группировка периодичностей ТО и Р агрегатов для определения периодичности ТО и Р отдельной <РС [14, 4]. Третья задача (высшего уровня) — оптимизация периодичности ТО и Р самолета [6, 8, 23, 27]. Уровень безопас­ности полета зависит от правильности решений каждой из этих задач.

Используя положения § 1.3, рассмотрим некоторые общие принципы выбора периодичности ТО и Р, не делая различия между профилактическими (плановыми) и восстановительными (внеплановыми) работами. Эти работы имеют одну цель — ■обеспечение работоспособного состояния агрегата или (и) ФС. Чтобы не упрощать задачу выбора периодичности ТО и Р толь­ко моделями изделий с работоспособными и неработоспособны­ми состояниями, воспользуемся подходом, изложенным в [4, 22], и введем промежуточные состояния работоспособности, опреде­ляемые значением упреждающего допуска на контролируемый параметр.

Пусть заданы предельный уровень определяющего парамет­ра Ккр, предкритический уровень этого параметра К„кр и по результатам статистического исследования известно формаль­ное описание случайной функции K{t), соответствующей конт­ролируемому параметру. Упреждающий допуск определяется как интервал А К = Ккр— Кп. пр (рис. 3.4). Имеем три области состояний изделия: 1 — исправное (область 0, К„.кр); 2 — про­филактической замены (область /(п. гр, Ккр); 3 — неработоспособ­ное (область /<кр, оо). Изделие, имеющее наработку ^=0 с веро­ятностью Р= 1, находится в исправном состоянии. В момент t= = Т выполняется контроль технического состояния.

Задача заключается в определении связи периодичности кон­троля АТ = Ті+і — Ті и упреждающего допуска АК на контро­лируемый параметр ^Кр — Кп. кр = f{AT) при обеспечении задан­ного уровня безопасности. Момент контроля следует выбирать таким образом, чтобы выполнялось условие

Кп. кр <1 К(Т) < /’Скр. (3.1)

Решение задачи в такой постановке приведено в работах [23, 22], где используется доказательство теоремы следующего содержания: для случайной монотонной функции K{t) с задан­ными Т1 — моментом времени проведения первого контроля и

Дкр очередной момент контроля Ті и значение Жл. кр удовлетво­ряют уравнению

Т$ Ккр

f f(ti, Kn*i>)dt = J ф(/С T2)dK — — (3.2).

Т1 ^(п. кр

Математическую модель, определяемую уравнением (3.2),,. называют моделью экранов. Физический смысл теоремы и мо­дели можно пояснить путем вертикальных Ті (Гь Тг, Тп) ж горизонтальных Кі (Кп. кр, Ккр) экранов.

Модели рис. 3.4, а и б отражают метод замены изделий пос­ле отработки ресурса (/(п. кР = 0) и метод замены после отказа: (Дп. кр = Ккр), модели рис. 3.4,е и г отражают метод замены по-, техническому состоянию при непрерывном и дискретном конт­роле соответственно. Эти модели позволяют не только опреде­лять — периодичность контроля изделия, но корректировать ее (увеличивать, оптимизировать). Оптимизация заключается ® учете того факта, что, чём больше значения Л К и АТ, тем мень­ше затраты на контроль и больше затраты на замену и ремонт.

Задача группировки рассчитанных ранее периодичностей контроля отдельных изделий в базовые формы ТО и Р для ФС в целом заключается в том, чтобы сформировать такой вариант

^регламента, при котором был бы обеспечен минимум затрат на ТО и Р с учетом убытков от простоев самолета при обеспечении.•заданного уровня надежности. Такая группировка осуществима при известных затратах на ТО и Р. Первая группа — работы по ‘ТО и Р, периодичность которых назначается исходя из условий предотвращения опасных отказов. Вторая группа работ ТО и Р ^выполняется при наличии функциональных зависимостей удель­ных затрат на ТО и Р от периодичности ТО и Р для агрегатов, шериодичность ТО и Р которых назначена исходя из условий минимума затрат.

В тех случаях, когда эти совокупности или зависимости не шзвестны, задачи группировки решаются методами линейного. программирования в соответствии с подходами, изложенными, например, в |[6].