Определение показателей безотказности ФС (подсистемы)

Определение показателей безотказности отдельных изделий

Определяется вероятность безотказной работы каждого изделия из предположения стационарного потока отказов:

(3.1)

для t = t_Б.П; t = t_Ф1; t = t_Ф2; t = t_Ф3,

где _Б.П - средняя длительность беспосадочного полёта (Приложение 4);

t_Ф1, t_Ф2, t_Ф3 - периодичность выполнения 1, 2, 3-ей форм регламента для типа ЛА (Приложение 4);

- параметр потока отказов изделия (Приложение 3).

- параметр потока неисправностей изделия (Приложение 3).

Анализ и оценка безотказности ФС проводится с целью ответа на вопрос: влияют ли отказы изделий ФС на безопасность полетов?

Для определения показателей безотказности ФС (вероятности безотказной работы за t = _Б.П, t_Ф1, t_Ф2, t_Ф3) используется метод структурных схем с учетом последовательного и параллельного соединения изделий ФС. Исходной информацией для построения структурной схемы является краткое описание функционирования ФС, ее принципиальная схема и перечень типовых отказов изделий, при которых они не выполняют своих функциональных задач.

В результате построения структурной схемы выделяются изделия, отказы которых не влияют на безопасность полетов (параллельное соединение) и изделия, отказы которых влияют на безопасность полетов (последовательное соединение).

Для расчета вероятности безотказной работы ФС P(t) используются выражения, представленные в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Оценка P(t) ФС методом структурных схем

Элемент структурной схемы	Вероятность безотказной работы	Примечания
Соедине-ние	Графическое изображение
Последо-вательное     Парал-лельное	1 2... m         е		вероятность безотказной работы j-го изделия. количество изделий, соединенных последовательно. количество изделий, соединенных параллельно.

Рассмотрим в качестве примера топливную систему самолета Ту-154М, принципиальная схема которой приведена на рис.3.1. Топливная система состоит из:

	Топливный бак	Б1, Б2 (Л, П), Б3 (Л, П), Б4
	Насос подкачки ЭЦН-325	НП8 – НП11
	Перекрывной клапан	ПК
	Центробежный насос	ДЦН
	Насос регулятор	HP
	Порционер	П
	Фильтр	Ф
	Трубопроводы	Тр
	Насос перекачки ЭЦН-323	НП1 – НП7, НП12 – НП16
	Расходомер	Р

После краткого описания работы топливной системы анализируются отказы изделий, при которых они не выполняют своих функций, и последствия отказов с учетом последовательного и параллельного соединения.

Например, в насосе перекачки НП3 может отказать электрическая и механическая части. Оба этих отказа приводят к отказу насоса. Отказ насоса приведет к тому, что на больших высотах нарушится бесперебойная подача топлива от топливного бака Б3 к насосу двигателя ДЦН. Это означает, что в структурной схеме насос НП3 и бак Б3 должны быть соединены последовательно. Отказ насоса перекачки НП3 приводит к отказу одной ветви системы питания от Б3. Однако подачу топлива будут обеспечивать насосы НП1 и НП2. Отсюда следует, что в структурной схеме НП1, НП2, НП3 должны быть соединены параллельно.

Для упрощения расчета систему рекомендуется разбить на блоки I-VIII. Блоки целесообразно составлять из элементов, имеющих функциональную связь (рис. 3.2).

Далее определяется вероятность безотказной работы для каждого блока.

В рассмотренном примере имеем:

1) для блока I: P_I=P_{Б ЗЛ}[1-(1-P_НП1 ·P_ОК1)·(1-P_НП2 ·P_ОК2)·(1-P_НП3 ·P_ОК3)]

2) для блока II: P_I=P_Б2л[1-(1-P_НП4 ·P_ОК4)·(1-P_НП5 ·P_ОК5)]

3) для блока III:P_III=P_Б4[1-(1-P_НП6 ·P_ОК6)·(1-P_НП7 ·P_ОК7)]

4) для блока IV:P_IV=P_Б2п[1-(1-P_НП12 ·P_ОК12)·(1-P_НП13 ·P_ОК13)]

5) для блока V:P_V=P_Б3п[1-(1-P_НП14 ·P_ОК14)·(1-P_НП15 ·P_ОК15)·(1-P_НП16 ·P_ОК16)]

6) для блока VI:P_VI=P_П ·P_Б1

7) для блока VII:P_VII=1-(1-P_НП8 ·P_ОК8)·(1-P_НП9 ·P_ОК9)·(1-P_НП10 ·P_ОК10)·(1-P_НП11 ·P_ОК11)

8) для блока VIII:P_VIII=(Рпк·Рр·Рдцн·Рф·Рнр·Ртр)³

В блоке VIII условно представлены все три двигателя, соединенных последовательно.

Рис.3.1. Принципиальная схема топливной системы самолета Ту-154М

Рис. 3.2. Детализированная структурная схема системы

Строим укрупненную структурную схему ФС (рис. 3.3).

I

II

III VI VII VIII

IV

V

Рис. 3.3. Укрупненная структурная схема системы

Из схемы следует, что вероятность безотказной работы топливной системы будет равна:

P_ФС=[1-(1-P_I)·(1-P_II)·(1-P_III)·(1-P_IV)·(1-P_V)]·P_VI ·P_VII ·P_VIII

Расчет доводится до числовой оценки, подстановкой значений вероятности безотказной работы блоков и изделий в соответствии с табл. 3.1 и выполняется для t =_Б.П, t_Ф1, t_Ф2, t_Ф3

Результаты определения показателей безотказности ФС и ее изделий представляются в форме табл. 3.2.

Таблица 3.2

Результаты определения показателей безотказности отдельных изделий, блоков и ФС в целом

Объект	Вероятн. безотказной работы объекта для наработки	Влияние отказа изделия на безопасность полёта.
Наименов.	Обозн. по схеме	`tБ.П	tФ1	t Ф2	tФ3	да	нет
Из-дел.	Топл. бак	Б1
	Насос	НП
	подк.
	…	…
Блоки	I
	II
	…
Функцио-нал. система	ФС

По результатам расчетов, проведенных в данном разделе (на основании информации, представленной в табл. 3.2) необходимо:

1) проанализировать значения показателей безотказности изделий,

блоков и ФС в целом и динамику их изменения от наработки;

2) выделить наименее надежные изделия и блоки и дать предложения

по повышению безотказности ФС;

3) выделить изделия, отказы которых влияют на безопасность полётов, отметив их знаком + в графе 8 табл. 3.2.

Дата добавления: 2014-10-15