Обоснование инженерной методики предупредительных замен стареющих элементов радиоэлектронного оборудования воздушных судов Гражданской авиации

• Автор: Карпин, Николай Борисович
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с.

СОДЕРЖАНИЕ
1. ПРОБЛЕМА ПРОДЛЕНИЯ РЕСУРСОВ БОРТОВОГО И НАЗЕМНОГО
РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
1.1 Актуальность проблемы
1.2. Краткий обзор литературы по проблеме оценки и продления ресурса технических систем
1.3. Описание задач исследования
1.4. Выводы
2. ОБОСНОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО ПОДХОДА К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ИНТЕРВАЛОВ ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫХ ЗАМЕН СТАРЕЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ РЭО
2.1. Приближенное решение уравнения (1.9)
2.2 Определение необходимого запасного комплекта при эксплуатации по ресурсу
2.3. Инженерный подход к определению функции А(т) для "стареющих" элементов
2.4. Расчет интервалов предупредительных замен "стареющих" элементов РЭО самолета ТУ-154
2.5. Оценка точности первого приближения к оптимальному интервалу предупредительных замен
2.6. Статистическая оценка интервалов предупредительных замен при ограниченной исходной информации
2.7. Предложения к методике продления ресурса РЭО ВС ГА
2.8 Выводы
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ НА ПОДДЕРЖАНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ БОРТОВОГО И НАЗЕМНОГО РЭО ГА
3.1 Вводные замечания
3.2 Оптимальное управление системой с доходами
3.3 Описание программы
3.4 Оптимизация эксплуатационных расходов для комплекса бортового и наземного радиотехнического оборудования
3.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
В настоящее время примерно 25-30% объектов бортового радиоэлектронного оборудования воздушных судов Г ражданской Авиации работают за пределами установленных ресурсов. Среди наземных радиотехнических систем положение еще хуже: более 80% таких систем имеют просроченный ресурс.
К сожалению, законченных теоретических исследований по обоснованию продления ресурса систем радиоэлектронного типа пока нет, но есть исследования по оценке остаточного ресурса, которые могут быть использованы для обоснования продления срока эксплуатации объектов радиоэлектронного оборудования в целом.
Однако применительно к бортовым и наземным авиационным радиоэлектронным системам, с учетом их спецификации, в данной диссертации предложен новый более простой метод продления ресурса. Суть его состоит в том, что, как показывает опыт изделий бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) самолетов Гражданской Авиации (ГА) [1], в каждом объекте РЭО имеется примерно 1-3% элементов от общего их числа, интенсивность отказов которых возрастает во времени. В литературе по надежности такие элементы принято называть "стареющими". Эти элементы в объектах РЭО, как правило, сильно нагружены как электрически, так и механически и являются наиболее важными в плане влияния на общую надежность объектов РЭО. "Стареющие" элементы дают от 20 до 60 % всех внезапных отказов БРЭО [1]. К числу таких элементов относятся, например, интегральные микросхемы.
В аппаратуре РЭО ранних выпусков к таким элементам относились: магнитроны, некоторые типы трансформаторов, нагруженных механических узлов и др. По этим элементам имеется достаточная статистика, позволяющая довольно обоснованно определять законы распределения времени до отказа. Названные элементы имеют времена безотказной работы, распределенные по нормальному закону (чаще всего), по логарифмически-нормальному закону, по законам Стьюдента и Вейбулла.
Для всех этих законов характерно одно: для каждого из них интенсивность отказов возрастает во времени. Именно это обстоятельство было положено в основу разработки инженерного метода предупредительных замен всех "стареющих" элементов авиационных (бортовых и наземных) РЭО в процессе их длительной эксплуатации.
Так как остальные 97-99% элементов РЭО "живут" по экспоненциальному (не стареющему) закону распределения, то организованная, рациональная, а в некоторых случаях, оптимальная или квазиоптимальная, по гостовскому критерию оперативной готовности,

замена "стареющих" элементов рассматриваемого оборудования по существу решает и проблему ресурса объектов в целом, т.е. объекты РЭО практически при таких заменах могут работать до окончания морального срока службы. Приемлемая процедура таких замен и предложена в данной диссертации.
В принципе может оказаться, что некоторая часть "нестареющих" элементов РЭО со временем может перейти в категорию "стареющих". Это обстоятельство должно быть выявлено существующим в гражданской авиации (ГА) методом контроля уровня надежности. Для вновь появившихся элементов с возрастающей интенсивностью отказов необходимо вновь применить предложенный в диссертации метод предупредительных замен.
По мере совершенствования технологии производства элементов РЭО может появиться необходимость в процессе длительной эксплуатации того или иного объекта РЭО в замене ряда элементов и с постоянной интенсивностью отказов.
В этом случае значение интенсивности отказов у вновь поставленного в объект РЭО элемента будет существенно снижено.
В условиях перехода к рынку проводить такую модернизацию объектов авиационного РЭО должна позволить прибыль, полученная при эксплуатации воздушных судов (ВС) ГА. Этот вопрос также рассматривается в данной диссертации.
Таким образом, на защиту выносятся следующие вопросы.
1. Обоснования и разработка инженерной методики замен "стареющих" элементов авиационного РЭО.
2. Учет особенностей применения метода замен при ограниченной исходной статистической информации.
3. Обоснование необходимости замен с учетом прибыли от функционирования ВС ГА.
4. Разработка пакета прикладных типовых программ.

fprintf(f," %s n",el_n);
fprintf(f,"| TO = %3.2f ====> ) |n",T0);
fprintf(f,"J A = %2.3e ( F(t) = At+b;) |n",A);
fprintf (f, " ]
fprintf (f, " I
fprintf (f, " |
n= (int) (0. 85/0.05)-1; ~
i=0;
for(j=0,zam[i]=0; j <=(int)T__max;j + + ) if(tau_m[j] < 0.05*(i+1)); else
{zam[i]=j;//if(zam[i]==0) {zam[i] = T_max; break;} fprintf(f,"| %f | %4i
In",0.05*(i+1),zam[i]+1);
i++; zam[i]=0;} fprintf (f, " | | n") ;
if((!f)||fclose(f)){warn("Write error");return 0;} return 1; }

int save_lf(PRM prm[])
{int i,n,r;FILE *f; char f_name[13]="my_file.txt",
el_n[40]="aircraft";
for(n=0;prm[n],p;n++);
r=getstr("File name (<8); ",f_name);
if(!r && (f=fopen(f_name,"w+t") ) )
{getstr("Element name (<40): ", el_n);
fprintf(f," %sn",el_n);
for(i=0;i {fprintf(f,"%s ",prm[i].n);
if(prm[i].f)fprintf(f,"%.4gn",*((float*)(prm[i].p)));
else
fprintf(f,"%in",*((int*)(prm[i].p)));

if((!f) I Ifclose(f) ) {warn("Write error");return 0;}

return 1;}

float integ(float hrg, float a, float dx)
{float x,sl=0.,tl=l.,t2=0.,k=-0.5*a; for(x=dx; x<=hrg; x+=dx)
{t2=exp(k*x*x);sl+=(tl+t2);tl=t2;} sl=sl*dx/2.; return si;}

int fi(float q)
{ int i, time=0;
float ttl=Tl, tt2=T2, xx=X, hirg=T_max; float q_t=0., porog=ttl/(tt2+xx), tau=0.; for(i=0,tau=0.; tau<=hirg; tau+=l.,i++)