Общая характеристика САУ ЛА

· Влияние условий эксплуатации на функционирование САУ ЛА.

Свойства ЭС полностью проявляются в реальных в условиях эксплуатации. Снижение надежности функционирования ЭС возможно под влиянием двух групп факторов: субъективных (к ним относятся конструкторские, технологические и эксплуатационные ошибки и недоработки) и объективных (к ним относятся внешние воздействия и собственные дестабилизирующие факторы). При длительной эксплуатации происходит также физический износ деталей и протекают необратимые процессы старения материалов.

К внешним воздействиям относят: механические, климатические и радиационные. К собственным дестабилизирующим факторам относят взаимное влияние электрических, магнитных и тепловым полей, создаваемых элементами ЭС, а также собственные вибрации, вызываемые работающими электромеханическими устройствами электронных систем.

Схема воздействия дестабилизирующих факторов: воздействие фактора → изменение параметров элементов (ФЭ, ЛС, КЭ) → изменение параметров (состояния) ЭС.

Механические воздействия подразделяются на статические и динамические. Из них наибольшую опасность представляют динамические механические воздействия, включающие: вибрации, удары, линейные ускорения, акустические удары.

В процессе транспортирования и эксплуатации любое ЭС подвергается тому или иному виду механических воздействий (а порой и нескольким).

Вибрации представляют собой сложные колебания, которые возникают при контакте конструктивных элементов с источником колебаний. Каждая точка конструкции характеризуется своей собственной колебаний. В тех точках, в которых частота собственных колебаний приближается к частоте внешнего источника, возникает явление механического резонанса, приводящего к разрушениям. Поэтому таких ситуаций следует избегать. Вибрации характеризуются частотой, амплитудой и ускорением. 

Удары подразделяются на одиночные и многократные и характеризуются длительностью ударного импульса, перемещением соударяющихся тел, ускорением. В момент удара происходит колебание системы на вынужденной частоте, определяемой параметрами воздействия, а после него – на собственной частоте конструкции.

Линейные ускорения характеризуются ускорением (в единицах g) и длительностью воздействия.

Акустические шумы проявляются в транспортируемых ЭС, устанавливаемых вблизи работающих двигателей (ракет, самолетов, кораблей и т.д.). Характеризуются давлением звука, мощностью колебаний источника звука, силой звука, спектром звуковых частот.

Под воздействием вибраций и ударных нагрузок в элементах ЭС возникают статические и динамические деформации (нарушение герметичности, обрыв монтажных связей, отрыв навесных компонентов, разрушение хрупких материалов и т.д.), а также изменения параметров ФЭ (изменение вольт-амперных характеристик, снижение чувствительности и смещение частотных диапазонов, короткие замыкания и т.д.). Ударно-вибрационные нагрузки воздействуют на элементы конструкции ЭС через их точки крепления. Поэтому эффективность такого воздействия определяется также положением элементов относительно его направленности. Детали крепления элементов в определенной мере являются своего рода демпферами, ослабляющими действие источника вибраций. 

Акустический шум подвергает механическим нагрузкам практически в равной степени все элементы конструкции. Поэтому в некоторых случаях его действие может быть более разрушительным, чем действие ударно-вибрационных нагрузок.

Климатические воздействия определяются климатической зоной, в которой ЭС эксплуатируется. К климатическим факторам относят: 

Воздействие температуры может изменить параметры как конструкционных материалов (тепловое старение материалов), так и электрические характеристики ФЭ и ЛС;

Тепловые удары способствуют образованию микротрещин конструкционных

материалов и появлению прочих дефектов;

Влажность окружающей среды представляет собой один из наиболее агрессивных для ЭС внешних факторов; влага содержится в любой атмосфере и ее воздействие проявляется в ускорении коррозии металлических деталей и покрытий

Пониженное и повышенное давление влияют на отвод тепла, сопротивление

изоляции воздуха, оказывают механическое воздействие на элементы ЭС и т.д.;

Грибковые образования (плесень) являются источником органических кислот,

способствующих коррозии и ухудшению диэлектрических свойств; 

Пыль и песок оседают на поверхности элементов ЭС; в состав пыли входят органические и минеральные соединения; действие органических компонентов аналогично действию плесени, а минеральные частицы, как и песок, могут вывести из строя электромеханические устройства

К радиационным факторам относят: космическую радиацию, ядерную радиацию (от реакторов, атомных двигателей, радиационно-опасных ситуаций), облучение потоком гамма-фотонов, нейтронов, бета- и др. частиц.

· Надежность САУ ЛА

НАДЕЖНОСТЬ ЭС

В процессе эксплуатации ЭС могут находиться в работоспособном или неработоспособном состоянии. Переход в неработоспособное состояние обычно происходит по причине отказа одного или нескольких элементов, программного обеспечения и т.д. Отказы подразделяют на: внезапный и постепенный, явный и скрытый, зависимый и независимый, конструктивный, производственный, эксплуатационный и т.д.

Для количественной оценки надежности чаще всего используют функцию интенсивности отказов λ(t), часто называемой λ – характеристикой. Интенсивность отказов λ(t) является критерием, наиболее полно определяющим надежность неремонтируемых ЭС, а также составляющих их элементов и компонентов (резисторов, конденсаторов, ИС, печатных плат, соединений сваркой, пайкой и т.д.).

Идеализированный вариант функции λ(t) приведен на рис. 1.

 

 

Рисунок 1. График функции λ(t)

 

Область 1 называют временем приработки. Объекты, претерпевшие отказы на этом участке, как правило, имеют недостаточную электрическую и механическую прочность. Область 2, для которой λ(t) ≈ λ и имеет минимальное значение, соответствует нормальному периоду работы ЭС. В области 3 интенсивность отказов растет, что обусловлено старением материалов и износом деталей.

Оценка надежности многоэлементных ЭС производится обычно при следующих допущениях:

- отказы независимы;

- с точки зрения надежности элементы (ЭРЭ, ИС, паяные или сварные соединения и т.д.) соединены последовательно, т.е. выход из строя любого элемента приводит к отказу изделия в целом;

- закон распределения экспоненциальный. 

Если расчеты показывают недостаточную надежность, то принимают меры для ее повышения. Основные способы повышения надежности ЭС: использование элементов и компонентов с более высокими показателями надежности, снижение влияния внешних и внутренних дестабилизирующих факторов, снижение электрической и механической нагрузки на элементы, использование резервирования. В последнем случае надежность повышается за счет использования избыточных элементов и компонентов.