Тема 2. Резервирование, как средство повышения безотказности 10 страница

o наука и власть • свобода или ответственность ü относительная свобода творца, но также безответственность (запад) ü СССР: власть обеспечивает ученым крайне скромное содержание, а ученые получают возможность не нести никакой ответственности за состояние дел в стране • государственное регулирование развития науки и техники • поиск оптимума: ü этика науки ü ответственность ученого и инженера перед обществом ü социально-ориентированная научно-техническая экспертиза направлений исследований и проектов = Этика научно-технической деятельности и ее философские основания = Экологическая и социально-гуманитарная экспертиза научно-технических проектов o научно-техническая экспертиза (внутренняя) o государственная экспертиза = Проблема оценки техники o когда влияние инженерной деятельности становится глобальным, ее решения перестают быть узко профессиональным делом, становятся предметом всеобщего обсуждения, а иногда и осуждения. • и хотя научно-техническая разработка остается делом специалистов • принятие решения по такого рода проектам – прерогатива общества ü открытое обсуждение, разъяснение достоинств и недостатков, конструктивная и объективная критика в широкой печати, ü социальная экспертиза, выдвижение альтернативных проектов и планов ü это - важнейший атрибут современной жизни, неизбежное условие и следствие ее демократизации • невнимание к проблемам последствий внедрения новой техники и технологии может привести к необратимым негативным результатам для всей цивилизации и земной биосферы Тема 39. Техническая теория 39.1. Теоретические схемы и абстрактные объекты технической теории = способ представления теоретической модели объекта "Фарадеевы линии силы занимают в науке об электромагнитизме такое же положение, как пучки линий в геометрии положения. Они позволяют нам воспроизвести точный образ предмета, о котором мы рассуждаем". Максвелл Д.К. Речи и статьи. М., 1967. с. 69. o Теоретические схемы выражают особое видение мира под определенным углом зрения, заданным в данной теории • отражают интересующие данную теорию свойства и стороны реальных объектов, • являются ее оперативными средствами для идеализированного представления этих объектов, • может быть практически реализовано в эксперименте путем устранения побочных влияний техническим путем. Галилей, проверяя закон свободного падения тел, выбрал для бросаемого шарика очень твердый материал, что позволяло практически пренебречь его деформацией. Стремясь устранить трение на наклонной плоскости, он оклеил ее отполированным пергаментом. В качестве теоретической схемы подобным образом технически изготовленный объект представлял собой наклонную плоскость, т.е. абстрактный объект, соответствующий некоторому классу реальных объектов, для которых можно пренебречь трением и упругой деформацией. Одновременно он представлял собой объект оперирования, замещающий в определенном отношении реальный объект, с которым осуществлялись различные математические действия и преобразования. Использование для описания электродинамических процессов теоретических схем оптики и акустики позволило Герцу не только применить ряд таких понятий, как угол падения, показатель преломления, фокальная линия и т.п., но и осуществить над электромагнитными колебаниями ряд классических оптических опытов (по регистрации прямолинейного распространения, интерференции и преломления электромагнитных волн и т.п.). Теоретическая схема естественного процесса распространения электромагнитных волн (Герц называл ее "картиной поля", "картиной электрических волн") позволила транслировать и соответствующую математическую схему, а именно - геометрическое изображение стоячей волны, которое дает возможность четко определять узловые точки, пучности, период, фазу и длину волны. = абстрактные объекты технической теории обладают. o " однородностью " - они собраны с помощью: • фиксированного набора элементов • ограниченного и заданного набора операций их сборки. Рело построил представление о кинематической паре, а составляющие ее тела он называл элементами пары. С помощью двух таких элементов можно осуществлять различные движения. Несколько кинематических пар образуют кинематическое звено, несколько звеньев - кинематическую цепь. Механизм является замкнутой кинематической цепью принужденного движения, одно из звеньев которой закреплено. Поэтому из одной цепи можно получить столько механизмов, сколько она имеет звеньев. o иерархической организацией - любые механизмы можно собрать из стандартных цепей, звеньев, пар и элементов. Это обеспечивает: • соответствие абстрактных объектов конструктивным элементам реальных технических систем • возможность их дедуктивного преобразования на теоретическом уровне = правила соответствия - способ перехода от одних модельных уровней к другим = задача реализации - способ интерпретации и эмпирического обоснования в технической науке 39.2. Эмпирический уровень в технической теории образуют = конструктивно-технические и технологические знания, являющиеся результатом обобщения практического опыта при проектировании, изготовлении, отладке и т.д. технических систем (инженерной работы) o это - эвристические методы и приемы: • разработанные в самой инженерной практике • рассмотренные в качестве эмпирического базиса технической теории o конструктивно-технические знания • преимущественно ориентированы на описание строения (или конструкции) технических систем, представляющих собой совокупность элементов, имеющих определенную форму, свойства и способ соединения. • включают также знания о технических процессах и параметрах функционирования этих систем o технологические знания • фиксируют методы создания технических систем и принципы их использования. = практико-методические знания – это практические рекомендации по применению научных знаний: o полученных • в технической теории, • в практике инженерного проектирования o являющиеся: • продуктом теоретической деятельности в области технической науки • сформулированы для еще неосуществленной инженерной деятельности 39.3. Теоретический уровень научно-технического знания = включает в себя три основные уровня, или слоя, теоретических схем = Функциональная схема (ФС): o общая для целого класса технических систем o фиксирует общее представление о технической системе, независимо от способа ее реализации, o является результатом идеализации технической системы на основе принципов определенной технической теории. o с её помощью строится алгоритм функционирования системы и выбирается ее конфигурация (внутренняя структура) o блоки схемы (модели): • это совокупность важных свойств элементов, рассмотренных обособлено от тех нежелательных свойств, которые привносит с собой элемент в систему • замещают функциональные элементы системы и фиксируют те их свойства, ради которых они включены в ТС • выражают обобщенные математические операции o функциональные связи, или отношения, между блоками выражают определенные математические зависимости Функциональные схемы, например, в теории электрических цепей представляют собой графическую форму математического описания состояния электрической цепи. Каждому функциональному элементу такой схемы соответствует определенное математическое соотношение, - скажем, между силой тока и напряжением на некотором участке цепи или вполне определенная математическая операция (дифференцирование, интегрирование и т.п.). Порядок расположения и характеристики функциональных элементов адекватны электрической схеме. o ФС в классической технической науке • всегда привязаны к определенному типу физического процесса, т.е. к определенному режиму функционирования технического устройства • всегда могут быть отождествлены с какой-либо математической схемой или уравнением. o ФС могут быть и не замкнуты на конкретный математический аппарат. • в этом случае они выражаются в виде простой декомпозиции взаимосвязанных функций, направленных на выполнение общей цели, предписанной данной технической системе. = Поточная схема (ПС), или схема функционирования o описывает естественные процессы, протекающие в технической системе и связывающие ее элементы в единое целое o блоки отражают различные действия, выполняемые над естественным процессом элементами технической системы в ходе ее функционирования o строятся исходя из естественнонаучных (например, физических) представлений Теория электрических цепей, к примеру, имеет дело не с огромным разнообразием конструктивных элементов электротехнической системы, отличающихся своими характеристиками, принципом действия, конструктивным оформлением и т.д., а со сравнительно небольшим количеством идеальных элементов и их соединений, представляющих эти идеальные элементы на теоретическом уровне. К таким элементам относятся, прежде всего, емкость, индуктивность, сопротивление, источники тока и напряжения. Для применения математического аппарата требуется дальнейшая идеализация: каждый из перечисленных выше элементов может быть рассмотрен как активный (идеальные источники тока или напряжения) или пассивный (комплексное - линейное омическое и нелинейные индуктивное и емкостное - сопротивления) двухполюсник, т.е. участок цепи с двумя полюсами, к которым приложена разность потенциалов и через которую течет электрический ток. Все элементы электрической цепи должны быть приведены к указанному виду. Причем в зависимости от режима функционирования технической системы одна и та же схема может принять различный вид. o режим функционирования технической системы определяется, прежде всего, тем, какой естественный (например, физический) процесс через нее протекает • при постоянном токе индуктивность представляется идеальным омическим сопротивлением, • при переменном токе низкой частоты - последовательно соединенными идеальными омическим сопротивлением и индуктивностью (индуктивным сопротивлением), • при переменном токе высокой частоты ее поточная схема дополняется параллельно присоединяемым идеальным элементом емкости (емкостным сопротивлением). • для разных режимов функционирования технической системы может быть построено несколько поточных и функциональных схем o для каждого вида естественного (физического) процесса применяется наиболее адекватный ему математический аппарат, призванный обеспечить эффективный анализ поточной схемы технической системы в данном режиме ее функционирования. o в предельно общем случае поточные схемы отображают не только естественные процессы, но и вообще любые потоки субстанции (вещества, энергии, информации) = Структурная схема (СС)технической системы o фиксирует те узловые точки, на которые замыкаются потоки (процессы функционирования). Это могут быть единицы оборудования, детали или даже целые технические комплексы, представляющие собой конструктивные элементы различного уровня, входящие в данную техническую систему, которые могут отличаться по принципу действия, техническому исполнению и ряду других характеристик. Такие элементы обладают кроме функциональных свойств свойствами второго порядка, т.е. теми, которые привносят с собой в систему определенным образом реализованные элементы, в том числе и нежелательными (например, усилитель - искажения усиливаемого сигнала). o фиксирует конструктивное расположение элементов и связей (т.е. структуру) данной технической системы и уже предполагает определенный способ ее реализации o является теоретической схемой технической системы с целью ее теоретического расчета и поиска возможностей для усовершенствования (или разработки на ее основе новой системы). Уже структурные схемы теории электрических цепей представляют собой идеализированное изображение электрической цепи, поскольку в них абстрагируются от многих частных характеристик электротехнического устройства (габаритов, веса, способов монтажа и т.д.). Эти характеристики учитывают в процессе проектирования и изготовления, т.е. в самой инженерной деятельности. На структурных схемах указываются обобщенные конструктивно-технические и технологические параметры стандартизированных конструктивных элементов (резисторов, катушек индуктивности, батарей и т.д.), необходимые для проведения дальнейших расчетов: их тип и размерность в соответствии с инженерными каталогами, рабочее напряжение, способы наилучшего расположения и соединения, экранировка. o в классических технических науках СС • отображают в технической теории именно конструкцию технической системы и ее технические характеристики • позволяют перейти от естественного модуса рассмотрения технической системы, который фиксируется в его поточной схеме (в частности физического процесса), к искусственному модусу. • в идеализированной форме отображает техническую реализацию физического процесса в контексте определенного типа инженерной деятельности и вида производства. o в современных человеко-машинных системах • такая реализация может быть самой различной, в том числе и нетехнической. В этом случае термины "технические параметры", "конструкция" и т.п. не годятся. • речь идет о конфигурации системы, их обобщенной структуре Семинар по темам раздела 7 Методологический Семинар 7: Практическая работа. Методологический анализ познавательной ситуации

Рис. 17 Сферы и структура человеческого общества

Приложение 1.

Тур Хейердал

"Аку-Аку".

Подъему древней статуи бога шириной почти в три метра и весом в двадцать пять – тридцать тонн предшествовали ритуальные песни и пляски. Затем староста деревни начал организовывать работу одиннадцати человек.

«Единственными их орудиями были три круглые ваги – деревянные бревна, число которых впоследствии сократилось до двух, и множество собранных вокруг валунов и камней... Лицо фигуры было зарыто в землю, но людям старосты удалось подвести под него концы бревен. Три-четыре человека повисли на других их концах, а староста лег плашмя на живот и стал засовывать под голову маленькие камешки. Когда одиннадцать парней с силой нагружали на концы бревен, нам казалось, что фигура немного дрожит или чуть-чуть двигается, но вообще-то ничего как будто не менялось, только камешки становились крупнее... Когда наступил вечер, голова великана приподнялась над землей на целый метр, а образовавшееся пространство было плотно набито камнями... На девятый день работы гигант лежал на животе на верхушке тщательно выложенной башни, высота которой достигала трех с половиной метров от земли... На одиннадцатый день они начали переводить великана в стоячее положение, для чего вновь стали наращивать каменную горку, на этот раз под лицом, подбородком и грудью... На семнадцатый день среди длинноухих появилась старая морщинистая женщина. Вместе со старостой она выложила перед статуей на огромной плите, где предстояло воздвигнуться гиганту, полукруг из мелких камней. Это была чистая магия... староста обвязал вокруг лба гиганта веревку и привязал ее растяжками к кольям, вбитым в землю с четырех сторон. И вот наступил восемнадцатый день работы. Одни начали тянуть веревку к берегу, часть людей притормаживала за другую, третьи осторожно подталкивали фигуру бревном. Внезапно гигант начал явно шевелиться. Прозвучала команда: "Держи крепче! Крепче держи!" Гигант поднялся во весь свой могучий рост и начал опрокидываться, башня осталась без противовеса, камни и огромные глыбы с шумом посыпались вниз... Но колосс спокойно покачался в стоячем положении и так и остался стоять...”.

Интересно также, каким образом староста узнал о данной технике подъема? Староста рассказывал:

«Сеньор, когда я был маленьким-маленьким мальчиком, мне приходилось подолгу сидеть на полу перед дедом и его старым зятем Пороту. Точно так же как сейчас учат в школе, они учили меня разным вещам. Я многое тогда узнал. Они заставляли меня повторять все снова и снова, пока я не запомнил каждое слово. Я выучил также и песни».

Древняя технология, описанная Т.Хейердалом, весьма характерна для анимистических техник. Она включает серию подсмотренных и отобранных в практике эффективных операций, обязательно предполагает ритуальные процедуры, передается в устной традиции из поколения в поколение. Спрашивается: какую роль здесь играли ритуальные процедуры, без которых в архаической культуре не осуществлялось ни одно из серьезных практических дел, а также как могли архаические люди понимать (осознавать) свои технологии? Когда Тур Хейердал спрашивал старосту, сохранившего по наследству от своего деда секрет подъема и передвижения гигантских статуй, как статуи доставлялись из карьера и поднимались, то он обычно получал такой ответ: " Фигуры двигались сами", они сами вставали.

Тур Хейердал отнес это объяснение на счет магии.

Приложение 2.

Аркадий и Борис Стругацкие

Трудно быть богом

. .. Но что же вы все-таки посоветовали бы всемогущему? Что, по-вашему, следовало бы сделать всемогущему, чтобы вы сказали: вот теперь мир добр и хорош?.. Будах, одобрительно улыбаясь, откинулся на спинку кресла и сложил руки на животе. То ж, - сказал он, - извольте. Я сказал бы всемогущему: " Создатель, я не знаю твоих планов, может быть, ты и не собираешься делать людей добрыми и счастливыми. Захоти этого! Так просто этого достигнуть! Дай людям вволю хлеба, мяса и вина, дай им кров и одежду. Пусть исчезнут голод и нужда, а вместе с тем и все, что разделяет людей ".И это все? - спросил Румата. Вам кажется, что этого мало? Румата покачал головой. Бог ответил бы вам: " Не пойдет это на пользу людям. Ибо сильные вашего мира отберут у слабых то, что я дал им, и слабые по-прежнему останутся нищими ".Я бы попросил бога оградить слабых, "Вразуми жестоких правителей", сказал бы я.Жестокость есть сила. Утратив жестокость, правители потеряют силу, и другие жестокие заменят их. Будах перестал улыбаться. Накажи жестоких, - твердо сказал он, - чтобы неповадно было сильным проявлять жестокость к слабым.Человек рождается слабым. Сильным он становится, когда нет вокруг никого сильнее его. Когда будут наказаны жестокие из сильных, их место займут сильные из слабых. Тоже жестокие. Так придется карать всех, а я не хочу этого.Тебе виднее, всемогущий. Сделай тогда просто так, чтобы люди получили все и не отбирали друг у друга то, что ты дал им.И это не пойдет людям на пользу, - вздохнул Румата, - ибо когда получат они все даром, без трудов, из рук моих, то забудут труд, потеряют вкус к жизни и обратятся в моих домашних животных, которых я вынужден буду впредь кормить и одевать вечно.Не давай им всего сразу! - горячо сказал Будах. - Давай понемногу, постепенно!Постепенно люди и сами возьмут все, что им понадобится. Будах неловко засмеялся. Да, я вижу, это не так просто, - сказал он. - Я как-то не думал раньше о таких вещах... Кажется, мы с вами перебрали все. Впрочем, - он подался вперед, - есть еще одна возможность. Сделай так, чтобы больше всего люди любили труд и знание, чтобы труд и знание стали единственным смыслом их жизни! Да, это мы тоже намеревались попробовать, подумал Румата. Массовая гипноиндукция, позитивная реморализация. Гипноизлучатели на трех экваториальных спутниках... Я мог бы сделать и это, - сказал он. - Но стоит ли лишать человечество его истории? Стоит ли подменять одно человечество другим? Не будет ли это то же самое, что стереть это человечество с лица земли и создать на его месте новое? Будах, сморщив лоб, молчал обдумывая. Румата ждал. За окном снова тоскливо заскрипели подводы. Будах тихо проговорил: Тогда, господи, сотри нас с лица земли и создай заново более совершенными... или еще лучше, оставь нас и дай нам идти своей дорогой.Сердце мое полно жалости, - медленно сказал Румата. - Я не могу этого сделать.

Зависимость вероятности возникновения отказа (F), вероятности безотказной работы (Р), плотности вероятности возникновения отказов, интенсивности отказов (λ) при экспоненциальном законе распределения от времени (t).

Поток событий (отказов) называется потоком без последствий, если вероятность попадания к событий на интервал времени (t, t+t) не зависит от количества и моментов времени появления событий (отказов) на других интервала времени. Ординарный без последствий поток отказов образует пуассоновский поток. При этом количество событий, происходящих на интервале (t, t+t), распределено по закону редких событий (закон Пуассона), а вероятность того, что случайная величина х (количество событий) в интервале (t, t+t), принимающая значения 0,1,2,3... m, выражается формулой P = Bep(x = m) = . (1.4)

Здесь - математическое ожидание количества событий, называемое параметром закона Пуассона,

l(t) - интенсивность отказов, или - характеристика. Это основной показатель безотказности приводов и их элементов.

Интенсивностью отказов (Failure rate) называется условная плотность возникновения отказа невосстанавливаемого элемента, определяемая до рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента времени отказа не было. На основании статистического анализа отказов приводов в эксплуатации и на испытаниях интенсивность отказов определяется следующим образом:

, (1.5)

где N(t), N(t+ - количество однотипных элементов приводов работоспособных до моментов времени (t, t+t) соответственно; - малый промежуток времени.

Из определения интенсивности отказов следует вероятностная форма ее выражения:

, (1.6)

где f(t) плотность вероятностей возникновения отказа f(t)=F`(t); F(t) вероятность возникновения отказа за время полёта t.

Средняя наработка за отказ (Mean time between failures).

Пусть за время t в процессе эксплуатации множества однотипных систем приводов на различных самолетах (не обязательно одинаковых) наработка до отказа приводов составила . Тогда средняя наработка типового привода на отказ

. (1.7)

Важным для практики случаем является работа изделия (привода или его составной части) при постоянной интенсивности отказов (). Закон распределения отказов при этом - экспоненциальный. При экспоненциальном законе распределения отказов вероятность безотказной работы описывается выражением

P(t) = , (1.8)

а средняя наработка за отказ Т0 равна:

T= . (1.9)

Отсюда следует, что при экспоненциальном законе распределения отказов средняя наработка на отказ равна:

. (1.10)

Зависимость указанных выше показателей надежности от времени, и их взаимосвязь определяется законами распределения наработки до отказа. Эти распределения являются непрерывными.

В теории надежности используются распределения отказов [2]: экспоненциальное, нормальное и логарифмически нормальное.

Наиболее широко для оценок надежности систем приводов используется экспоненциальное распределение. Это однопараметрическое распределение, которое характеризуется, как было показано выше, постоянным значением интенсивности отказов (). Плотность вероятности для этого закона имеет вид:

. (1.11)

При помощи функции f(t) можно найти вероятность попадания случайной величины P(t) в интервал (a, b):

(1.12)

Для систем рулевых приводов самолетов при сравнительно небольшом времени полета и общим высоким уровнем надежности систем авиационной техники можно считать, что

Тогда для таких приводов функция распределения отказов имеет вид

(1.13)

а функция надежности (безопасной работы привода)

(1.14)

При малых значениях и t законы распределения F(t) и P(t) графически приближенно представляются линейными функциями, которые показаны пунктирными линиями 1 и 2 на рис.1.1. Эти линии аппроксимируют начальные отрезки соответствующих кривых, (экспонент). Ошибка при использовании этих приближенных формул не превышает величины [2, 3].

Можно привести три основных характеристики распределения отказов: математическое ожидание ; среднеквадратическое отклонение , характеризующее рассеяние оценок квадратов относительно М(t), или дисперсия и коэффициент вариации v(t). Для экспоненциального распределения эти оценки имеют вид:

(1.15)

Вероятность отказа при экспоненциальном распределении на данном интервале времени (t, t+t) зависит только от длины интервала и не зависит от времени предшествующей работы (t), т.е. будущее поведение изделия не зависит от прошлого, если в данный момент времени изделие исправно (т.е. отсутствует последствие). Для систем рулевых приводов самолетов так же, как и для большинства других технических систем, зависимость интенсивности отказов () от времени имеет «ваннообразный» характер и состоит из трех последовательных участков (рис 1.2).

Первый участок изменения этой кривой соответствует этапу приработки приводов, он характеризуется монотонно уменьшающейся интенсивностью отказов, по мере выявления и устранения скрытых дефектов в конструкции привода не выявленных при заводских испытаниях приводов.

Зависимость интенсивности отказов (λ) от времени эксплуатации системы приводов (t).

Второй участок соответствует нормальной работе привода на изделии в процессе эксплуатации. На этом участке интенсивность отказов практически не изменяется: l(t)=const.

Третий участок соответствует этапу эксплуатации, на котором начинается износ деталей и узлов, начинает проявляться старение материалов (в первую очередь эластомерных, например, уплотнительных узлов в гидравлических и пневматических приводах). Интенсивность отказов при этом возрастает.

Длительность первого участка можно уменьшить более тщательным конструированием, моделированием привода с учётом коструктивно-технологических факторов и реальных условий эксплуатации, повышением требований к контролю деталей, узлов и ужесточением режимов стендовых испытаний и натурных испытаний. Естественно, что установленная предприятием-изготовителем привода длительность работы привода (его ресурс) не должна выходить за рамки второго участка.

Для оценки надёжности, и в частности безотказности, систем приводов следует использовать второй участок с l(t)=const. На этом участке допустимо и целесообразно применять экспоненциальное распределение отказов для оценки безотказности приводов. λ

Потеря работоспособности изделия может происходить вследствие следующих событий:

1. Выхода какого-либо параметра привода или его характеристики за допустимые пределы.

2. Нарушения функционирования системы привода или её элементов, например, обрыв электрических цепей, потеря или отключение источников энергии, разрушение конструкции.

Таким образом, все возможные отказы условно можно разделить на параметрические и функциональные отказы.

К параметрическим отказам могут приводить необратимые изменения, связанные с износом, старением и т.п. процессами, например, изменение индуктивности магнитных зазоров в электромеханических узлах, износ гидрораспределителей, засорение фильтров, увеличение вследствие износа механических зазоров. К внезапным параметрическим отказам и функциональным отказам могут приводить накопления повреждений и изменений характеристик элементов привода, например, частичное или полное засорение дросселей в гидроприводах или уже упоминавшееся изменение проводимости магнитного зазора в электромагнитных системах вследствие засорения зазоров металлическими продуктами износа деталей. Вероятность безотказной работы привода P(t) в предположении, что отказы различных видов независимы, определяются выражением

(1.16)

гдевероятность отсутствия функционального отказа i-го элемента привода; вероятность сохранения j-го параметра привода, характеризующего его работоспособность, в допустимых пределах.

Интенсивность отказов каждого из элементов или устройств определяется приближенно как сумма интенсивностей отказов входящих в них элементов:

(1.17)

где интенсивность отказа элемента.

Суммарная оценка интенсивности отказов привода в целом определяется по выражению

(1.18)

В этом выражении слагаемые в квадратных скобках представляют собой оценки интенсивностей отказов соответственно: электромеханических элементов (эм), электрогидравлических элементов (эг), механических элементов (мех), электронных устройств (эл).

Вероятность появления отказа одного привода в целом за время полета определяется выражением

(1.19)

а вероятность безотказной работы привода в полете продолжительностью

(1.20)

Для авиационных приводов гражданских самолетов показатели безотказности регламентируются нормами летной годности. В России это Авиационные правила АП – 25, в США – FAR, в Великобритании – BCAR.

В российских Авиационных правилах даются следующие нормы лётной годности систем [4]:

1. Каждое отказное состояние, приводящее к катастрофической ситуации должно оцениваться, как практически невероятное событие. Это событие не должно возникать вследствие единичного отказа одного из элементов системы. (Вероятность появления такого события менее 10^-9, 10^-10 на один час полета).

2. Суммарная вероятность аварийной ситуации, вызванной функциональными отказами, для самолёта в целом не должна превышать 10^-6на один час полета. При этом рекомендуется, чтобы любой функциональный отказ, приводящий к аварийной ситуации, оценивалось бы, как событие не более частое, чем крайне маловероятное 10^-8 на один час полета.

3. Суммарная вероятность возникновения сложной ситуации не должна превышать 10^-4 на один час полета. При этом любой функциональный отказ, приводящий к такой ситуации должен оцениваться, как событие не более частое, чем маловероятное 10^-6 на один час полета.

Получить экспериментальное подтверждение соответствия приводов столь высоким требованиям к их надёжности практически невозможно. Этот показатель безотказности привода примерно соответствует показателю безотказности механического привода рулевой поверхности (Рис.1.3.1) сравнительно лёгкого дозвукового самолёта (F(t)_оп»10^-7) времён второй мировой войны, по которым имеется вполне убедительная статистика отказов приводов десятков тысяч самолётов. (Механический привод рулевой поверхности состоит из штурвала, системы рычагов и тросов, преобразующих движения штурвала в отклонение рулевой поверхности).

Опасным отказом такого привода может быть либо заклинение элементов кинематической передачи, либо её разрушение и разъединение.

Более «лёгкой» характеристикой безотказности привода, оценки которой могут быть получены в процессе эксплуатации партии самолётов, является время досрочного съёма привода (Т_дс) из-за его неисправности. Для современных авиационных приводов подтверждённая оценка Т_дс составляет Т_дс» (40¸100)×10³ лётных часов. В то же время в состав современных авиационных приводов входят сложные энергоёмкие электро- и гидромашины, электронные блоки управления, датчики, преобразователи и другие компоненты, показатели надёжности которых гораздо хуже, чем требуемые показатели всего привода. А так как отказ любого из указанных компонентов приводит к отказу всего привода, то общий показатель безотказности привода, состоящего из минимально необходимого для выполнения функций управления набора элементов привода, много хуже требуемого показателя надёжности. В качестве примера можно привести следующие оценки показателей безотказности относительно крупных единиц рулевых авиационных приводов и взаимодействующих с ним устройств [5].

Вероятность отказа за один час полёта:

¾ электронные блоки формирования сигналов управления приводом (с вычислителями) l₁=(1.5 – 2)×10^-4 на один час полета;

¾ электрогидравлический усилитель мощности l₂=(0.07 – 2)×10^-6 на один час полета;

- гидродвигатель – 0.001 10^-6 на один час полета

Некоторые оценки безотказности гидравлических элементов приведены в таблице 1.

Таблица 1.[5]

Показатели безотказности элементов авиационных гидроприводов.

Элементы.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: