Вопрос 1. Информация для оценки надежности АТ

Лекция 13.Статистический анализ надежности авиационной техники

Определение качественных и количественных характеристик надежности осуществляется на основе обработки информации об от­казах и неисправностях авиационной техники, возникающих в про­цессе эксплуатации значительного парка летательных аппаратов. В сборе, обработке и анализе этой информации участвуют эксплу­атационные предприятия, авиационные заводы, научно-исследова­тельские организации гражданской авиации, ОКБ и заводы-постав­щики авиационной техники.

Работу по сбору, обработке и анализу информации о надежно­сти объектов проводят путем заполнения соответствующих типовых форм-носителей информации, пересылки этих документов в орга­низации, которые занимаются проведением статистической обработ­ки и анализом, подготовкой рекомендаций по повышению надежности и последующим доведением этих рекомендаций до предприятий промышленности.

В гражданской авиации предусмотрена единая система сбора, учета и обработки информации об отказах и неисправностях во всех эксплуатационных и ремонтных предприятиях. Первичным доку­ментом информации для анализа надежности авиационной техники является карточка учета неисправностей, которую заполняют на все отказы и неисправности авиационной техники, выявленные в процессе эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и дли­тельного хранения на складах. Карточки заполняют на основании технической документации, где приводятся первоначальные записи об отказах и неисправностях (карты-наряды на техническое обслу­живание, ведомости дефектации, бортовой журнал). Полностью оформленные карточки учета высылают из авиационных предприятий НИИ, где производятся их анализ и обработка.

Статистическое определение показателей надежности показывает, что истинное значение их может быть опреде­лено лишь при очень большом числе экспериментов. Практически же объем наблюдений (испытаний или эксплуатации) всегда ограничен. Конечная совокупность случайных чисел, полученных в результате наблюдений называется выборкой.

Вычисленные показатели надежности или другие численные ха­рактеристики (выборочные характеристики) являются оценкой истин­ного значения. Оценка обычно обозначается "крышечкой" или волни­стой линией над обозначением, например: , , .

Основными выборочными характеристиками являются:

выборочная средняя наработка до отказа

выборочное среднее число отказов

выборочное среднеквадратическое отклонение наработки до от­каза

выборочное среднеквадратическое отклонение числа отказов

где — объем выборки (число наблюдаемых величин).

Эти оценки называются точечными, они дают приближенное зна­чение истинной характеристики случайной величины (в частности, показателя надежности — средней наработки до отказа). Чем больше объем выборки ti) тем точнее будет оценка истинного значения.

Если случайным образом выбрать несколько разных выборок из ряда случайных чисел (например, наработок до отказа изделия в экс­плуатации), то по каждой из них можно вычислить свою случайную выборочную характеристику U.

С некоторой вероятностью значения случайной выборочной характеристики попадут в интервал вокруг истинного значения :

Правомерна постановка обратной задачи: если по данной кон­кретной выборке вычислена выборочная характеристика , то можно определить интервал вокруг нее, который накроет истинное значение эгой характеристики с вероятностью :

.

В данном случае интервал от до имеет случай­ные концы и носит название доверительного интервала, а веро­ятность называется доверительной вероятностью. Иными сло­вами, и есть доверительные границы, определяющие интервал, в котором с достаточно высокой вероятностью должно находится неизвестное истинное значение характеристики случайной величины. Например, при оценке среднего значения наработки на от­каз (рис.5.1,а), т.е. в случае, когда и , с вероятностью значение находится в интервале от до

.

Оценка истинного значения характеристики случайной величины с помощью доверительных границ называется интервальной оцен­кой.

Рис.5.1. К определению доверительных границ для значение случайной величины:

— доверительный интервал при оценке ; б - верхняя и нижняя доверительные границы

Чаще всего практически наиболее важное значение имеет одна из доверительных границ, в зависимости от показателей надежности. Для показателей, ограниченных снизу (вероятность безотказной ра­боты P(t), средняя наработка до и на отказ и т.д.) более важное зна­чение имеет правильное определение нижней доверительной границы (НДГ). Для показателей, ограниченных сверху (вероятность отказа Q(t), интенсивность отказов , параметр потока отказов ) более важ­ное значение приобретает верхняя доверительная граница (ВДГ). Поэтому на практике часто применяют односторонние доверительные границы.

Доверительные границы определяются законом распределения оцениваемой величины (наработки до отказа или числа отказов) и опытного значения выборочной характеристики.

Взаимосвязь между односторонними и двусторонними доверительными границами определяется

Вопрос 2. Анализ информации о надежности АТ

Анализ информации о надежности рекомендуется проводить по объектам обслуживания. В качестве примера в табл. 2.1 приведены характерные отказы и неисправности для некоторых агрегатов си­ловой установки.

Располагая такой информацией об отказах и неисправностях по объектам обслуживания, можно провести ее качественный и количественный анализ.

Качественный анализ информации о надежности позволяет ус­тановить степень влияния различных отказов и неисправностей на работоспособность отдельных агрегатов или систем в целом, оце­нить последствия, к которым может привести появление тех или иных неисправностей, выявить основные конструктивно-производ­ственные недостатки, недостатки эксплуатации и ремонта.

Путем качественного анализа выявляют наименее надежные узлы и агрегаты авиационной техники. Намечают мероприятия, ко­торые необходимо провести для обеспечения работоспособности си­стем в случае появления неисправностей. В зависимости от степени опасности неисправностей в одних случаях может потребоваться немедленное проведение работ по их устранению, в других — ра­боты могут быть отсрочены до возвращения летательного аппарата в базовый аэропорт или до очередной формы периодического обслу­живания.

Таблица 2.1

Перечень неисправностей, выявленных в процессе эксплуатации

Объект обслуживания	Неисправность	Кол-во	Параметр потока отказов
Маслорадиатор     Топливный насос высокого давления   Створка масло- ра­диатора с электро-механизмом управле­ния	Течь масла из сот радиатора Течь из-под пробки слива масла из маслорадиатора Слабая затяжка лент крепления маслорадиатора Течь масла из-под обечайки   Трещина корпуса насоса Течь топлива по разъему кор­пуса Заедание ротора насоса Течь топлива из дренажной трубки   Порыв чехла на штоке электро­механизма Люфт в узлах крепления створ­ки Обрыв металлизации на шарни­ре створки Трещины створки Обрыв заклепок на створке Трещина в узле крепления створки масло радиатор а МВР-2В Ослабление затяжки гайки крепления маслорадиатора МВР-2В в верхнем узле Зазор при закрытом положении створки между створкой и обшив­кой тоннеля маслорадиатора не соответствует техническим усло­виям		0,050 0,030   0,030   0,080   0,012 0,036 0,012 0,024   0,320   0,580 0,110   0,190 0,030 0,020   0,090   0,030

В результате качественного анализа можно сделать предвари­тельные выводы о возможности изменения периодичности обслужи­вания объектов и определить в некоторых случаях основные направ­ления экспериментальных и теоретических исследований по повы­шению надежности изделий.

Количественный анализ информации о надежности позволяет определить фактический уровень надежности авиационной техники,, оценка которого производится с помощью показателей, получаемых по определенным математическим зависимостям. При оценке коли­чественных показателей надежности основными величинами, ис­пользуемыми в расчетах, являются число отказов или неисправно­стей и величина наработки (часы, посадки, циклы и т. д.). Расчет­ные показатели надежности сравниваются с нормативными и используются для их уточнения.

Известно, что нормативные показатели надежности обычно за­даются при проектировании изделия, когда еще недостаточно ясны все вопросы, связанные с конструкцией, условиями эксплуатации, режимами обслуживания и т.д. Поэтому при установлении норм надежности используются соответствующие характеристики уже существующих аналогичных объектов с учетом характеристик про­ектируемого изделия, технического прогресса за время проектиро­вания и изготовления, а также изменения условий эксплуатации, последствия отказов и т.д.

Литература

1. Пугачев

2. Когге

Дата добавления: 2014-12-16