автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Эксплуатационные нагрузки и надежность агрегатов и функциональных систем самолетов гражданской авиации

□□3165367

На правах рукописи

ЗОСИМОВ АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ НАГРУЗКИ И НАДЕЖНОСТЬ АГРЕГАТОВ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ САМОЛЕТОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Специальность 05 07.02 - Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск 2008 г. 1

003165367

Работа выполнена на кафедре «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М Ф Решетнева» (СибГАУ)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Шаймарданов Лев Гайнуллович

Официальные оппоненты. доктор технических наук, профессор

Лаптенок Валерий Дмитриевич

кандидат технических наук Левандовский Иван Альфонсович

Ведущая организация Иркутский государственный технический университет

Защита состоится «4» апреля 2008 г в 14-00 часов на заседании диссертационного совета ДС 212 023.01 при Сибирском государственном аэрокосмическом университете им академика М. Ф Решетнева

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного аэрокосмического университета им академика М Ф. Решетнева. Ваш отзыв, заверенный печатью, просим выслать по адресу. 660014, г Красноярск, а/я 486, СибГАУ, ученому секретарю диссертационного совета

Автореферат разослан «28» февраля 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, д. т н , профессор

А Е. Михеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Основой безопасности полетов самолета - надежность его функциональных систем и агрегатов Она во многом определяется действующими нагрузками их силовой, циклической и временной составляющими Нагрузки определяются и учитываются при проектировании разработчиком самолета Для силовых элементов конструкции планера они четко структурированы в виде расчетных случаев, определенных Нормами летной годности самолетов (НЛГ) Для функциональных систем и их агрегатов нагрузки столь четко в руководящих документах не определены В эксплуатации это проявляется в виде статистической неоднородности отказов агрегатов в отдельных подсистемах функциональных систем Так в гидросистеме самолета Ил-86, имеющей 4-х кратное общее резервирование, в подсистеме № 3 гидронасосы отказывают в 5 раз чаще, чем в остальных подсистемах Система кондиционирования воздуха Ил-86 также имеет 4-х кратное общее резервирование При этом, по статистическим материалам эксплуатанта, в подсистеме № 1 наблюдаются отказы у 4-х агрегатов, в подсистеме № 2 у 3-х, в подсистеме № 3 у 2-х, а в подсистеме № 4 отказывает только 1 агрегат

Поскольку временная и циклическая нагруженность оказывают существенное влияние на безотказность агрегатов и систем самолетов разработка методов их определения и учета влияния на надежность, методов расчета и анализа надежности при обеспечении стратегий и режимов технического обслуживания, представляется актуальной проблемой в поддержании надежности и летной годности эксплуатирующейся авиационной техники.

Целью работы является разработка научно обоснованных методов оценки временных, циклических нагрузок и оценок их влияния на надежности агрегатов и функциональных систем самолетов

Задачи исследования:

1 На примере агрегатов системы управления и механизации планера самолета Ту-154М и Б разработать методику оценки соотношения временных и циклических нагрузок, действующих на агрегаты самолета в эксплуатации

2 Рассмотреть условия временного нагружения топливных насосов самолета Ту-134 и разработать методику оценки отработки ресурсов насосами в функции налета планера

3 Выполнить адаптацию методики анализа функциональных отказов систем самолета в процессе проектирования к условиям ее использования эксплуатантами авиационной техники

4 Выполнить анализ функциональных отказов систем самолета Ту-154М по статистическим материалам эксплуатантов

Объектом исследования являются функциональные системы самолета их агрегаты и комплектующие изделия

Предмет исследования включает условия нагружения агрегатов функциональных систем, их влияния на надежность и стратегии технического обслуживания

Методы исследования основаны на применении математической статистики, теории вероятности, теории надежности и системного анализа

Научная новизна состоит в том, что впервые

1 Разработана методика оценки соотношения между временной и циклической составляющей нагрузок агрегатов системы управления и механизации планера самолета. Показано, что налет на посадку самолетов гражданской авиации может быть представлен распределением с равномерной плотностью вероятности В частности для самолета Ту-154М и Б с равной вероятностью он может составлять от 1 до 3,5 часов

2 Разработана методика оценки временного нагружения агрегатов систем самолета Показано, что в зависимости от места установки (группы баков) топливные насосы самолета Ту-134 вырабатывают 100 %, 57 % и 12 % собственных ресурсов устанавливаемых по налету планера и с недоиспользованными ресурсами направляются в ремонт

3 Выполнен анализ отраслевого стандарта «Методы оценки надежности функциональных систем при проектировании самолетов» Показана неприемлемость ее использования эксплуатантами авиационной техники

4 Выполнена адаптация методики анализа функциональных отказов систем самолетов, созданной в Авиационном комплексе имени С В Ильюшина, для ее использования эксплуатантами авиационной техники

5 По статистическим материалам авиакомпании «Красавиа» выполнен анализ функциональных отказов систем самолета Тэ154М Показана их высокая надежность и возможность изменения стратегий и режимов технического обслуживания агрегатов

Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные методики оценки нагружения агрегатов систем самолетов, совместно с оценками надежности, даваемыми адаптированной методикой анализа функциональных отказов, обеспечивают возможность разработки технически обоснованных предложений по изменению стратегии и режимов технического обслуживания для уменьшении затрат

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на заседании кафедры «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей» Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М Ф Решетнева в 2001-2007 годах, на конференциях проводимых в рамках международного авиакосмического салона САКС в 2002, 2004 и 2006 годах, на международных конференциях «Ре-шетневкие чтения» в 2003 г

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 7 статьях, из них 6 статей в изданиях рекомендованных ВАК

Структура и объем. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста и состоит из 4-х глав, заключения, библиографического описания и приложения Работа иллюстрирована 30 рисунками и 25 таблицами Библиографическое описание содержит 93 наименований источников, приложение на 34 страницах

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрено состояние вопросов обеспечения надежности и безопасности полетов самолетов гражданской авиации Показано, что в области самолего и двигателестроения выполнено достаточно много серьезных научных исследований по проблемам обеспечения надежности Исследованию надежности функциональных систем уделено существенно меньше внимания, в частности, из-за отсутствия крупных центров науки в этом направлении и разрозненности научных сил

Надежность систем самолетов и целесообразность назначения тех либо иных стратегий технического обслуживания в существенной степени зависит от условий нагружения агрегатов и требует оценки надежности функциональных систем в показателях определенных Нормами летной годности

Во второй главе рассмотрены условия нагружения и надежность рулевых приводов и агрегатов самолета Ту-154М и Б В исследовании использованы статистические материалы авиакомпаний эксплуатирующих 34 экземпляра самолета Показано, что в любых равных интервалах налета часов на 1 посадку в диапазоне от 1 часа до 3,5 часов количество самолетов в интервалах остается неизменным как при расчете налета на посадку после последнего ремонта показанном на рисунке 1, так и при расчете часов на посадку с начала эксплуатации самолетов приведенном на рисунке 2 Линейность зависимостей приведенных на рисунках 1 и 2 дает основание считать, что число часов налета на посадку подчинено закону равно-

мерной плотности вероятности. Рисунки 1 и 2 построены по статистическим материалам трех авиакомпаний. Линейный характер зависимостей сохраняется и с переходом к единичным авиакомпаниям эксплуатирующим существенно меньшее количество экземпляров самолетов представленных на рисунках 3 и 4..

Вероятность Р реализации того либо иного налета на посадку для рассматриваемой группы численностью N в зафиксированном интервале полета на посадку At обратно пропорциональна численности N.

Так для большой группы самолетов эта вероятность равна 0,029, для самолетов авиакомпании № 1 она составит 0,055 и для авиакомпании № 2 - 0,083. Очевидно, что для авиакомпании эксплуатирующей 2 самолета вероятность будет равной 0,5. эта вероятность может быть прогнозирована в авиакомпании, как и диапазон налетов на посадку, только в случае если на несколько лет вперед известны маршруты полетов.

На рассматриваемом этапе важно показать, что налет на посадку величина случайная и необоснованно назначение рулевым приводам ресурса в летных часах.

Налет на посадку ч/п

3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5

012345678 9 1011 12131415161718192021 22232425262728293031 32333435363738

Порядковый № ВС

Рисунок 1 - Налет на посадку после последнего ремонта

Налёт на посадку

Порядковый № ВС

Рисунок 2 - Налет на посадку с начала эксплуатации

Всем рулевым приводам и агрегатам самолета Ту-154М и Б межремонтный ресурс установлен в летных часах. Большая часть рулевых приводов обеспечивают управление средствами механизации планера самолета и работают циклически как шасси на взлете и на посадке. При заданном им межремонтном ресурсе в 12000 часов и равномерной вероятности реализации налета на посадку в пределах от 1 до 3,5 часов, число циклов срабатывания приводов может с равной вероятностью составить как 12000, так и 3000 часов. В этих условиях назначение рулевым приводам ресурсов в летных часах трудно признать оправданным.

Налёт на посадку ч/л

4----

2 - ■ ----------

1,5' ;

0,6 ] ] О I . ■ --- ■ . . I . ■ . --] . ----- - ■ --1-.

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 16 19

Порядковый № ВС

Рисунок 3 - Налёт на посадку самолётов авиакомпании № 1

Налёт на посадку ч/п

2,5

2

1,5

0,5

0

О

2 3 4 5 6 7

8

9 10 11 12 13

Порядковый № ВС

Рисунок 4 - Налёт на посадку самолётов авиакомпания № 2

За весь период эксплуатации самолетов Ту-154М и Б в авиакомпа- . нии «Красавиа» отказов рулевых приводов не было. Досрочные съемы обуславливались неисправностями не влияющими на безопасность полетов. При отсутствии отказов верхнюю доверительную границу вероятности их реализации можно определить по известном}' выражению

где п - число опытов; (3 = 0,95 - доверительная вероятность.

В рассматриваемый период в авиакомпании эксплуатировались 15 самолетов Ту-154М и Б. На каждом установлено 24 рулевых привода и агрегата. Их суммарный налет составил 2919244 часа. При этом верхняя доверительная граница вероятности отказа на 1 час налета, с учетом трехкратного резервирования, оценивается как 1,949 • 10"13. Это значение на 4 порядков превышает требования Норм летной годности к вероятности отказа системы. В диссертации показана возможность и целесообразность перевода технической эксплуатации рулевых приводов и агрегатов до пред отказного состояния и технического обслуживания с контролем параметров.

Рассмотренная задача относится к классу задач определения соотношения временного и циклического нагружения. ниже, на примере анализа условий работы топливных насосов самолета Ту-134А, рассмотрена задача определения условий временного нагружения агрегатов самолета.

О)

На самолете в трех группах бакол установлено 12 топливных насосов ЭЦН-91С эксплуатирующихся с межремонтным ресурсом 6000 летных часов

Особенностью учета временного нагружения (наработки часов) яв-_ ляется отсчет наработки насосом по налету планера самолета Вместе с этим работа автоматики выработки топлива предусматривает включение и выключение насосов в соответствии с программой расхода топлива Фактическое время работы насосов может быть существенно меньше наработки планера засчитываемого в качестве наработки насосов

Анализ порядка работы насосов и схемы выработки топлива дал возможность построить методику расчета времени работы насосов за типовой полет Она основывается на том, что в любой промежуток времени остаток топлива на самолете М, определяется его заправкой Мт и расходом О,

М, = Мг - (2, (2)

Здесь С?, в свою очередь является функцией часового расхода топлива двигателями т. е режима их работы на этапах полета приведенных в табл 1 и времени работы на этих этапах

Д = (3)

о

Выражения (2 и 3) совместно со схемой работы насосов по выработке топлива (рис 5), при известной продолжительности этапов типового полета дали возможность определить в диссертации наработку насосов баков № 1, 2 и 3

В соответствии с ней установлено, что насосы баков № 1 отрабатывают число часов равное налету планера, наработка насосов баков № 2 составляет 57 % учитываемой наработки, а баков № 3 — только 12 %

Таблица 1 - Порядок работы топливных насосов

Работа топливной автоматики Остаток топлива Остаток топлива на самолете

Бак№ I и 1а Бак № 2 Бак № 3

Включение I очереди 2x4530 2x1750 2x920 14400

Включение IIA очереди 2x4530 2x1750 2x320 13200

Включение I очереди 2x4430 2x1750 0 12360

Включение III очереди 2x2580 2x1750 0 8660

Включение III очереди 2x1200 0 0 2400

Таким образом показано, что насосы баков № 2 отправляют в ремонт с недоиспользованием 43 % назначенных им ресурсов, а насосы ба-

ков № 3 с 88 %-й недоработкой ресурсов Самолет Ту-134А находится в эксплуатации более 30 лет Трудно представить величину материального ущерба нанесенного авиакомпаниям и авиапредприятиям отправляющим в ремонт дорогостоящие агрегаты отработавшие только 12 % своих ресурсов Топливные насосы являются паспортизированными агрегатами и, используя разработанную методику, эксплуатанты вполне в состоянии ввести учет фактической отработки часов насосами, обеспечивая полную выработку их ресурсов

В третьей главе рассмотрены возможности использования стандартных методов расчета для оценки надежности функциональных систем эксплуатантами авиационной техники Здесь следует прежде всего обратиться к ОСТ100132-84 к «Отраслевому стандарту надежность изделий авиационной техники Методика количественного анализа безотказности функциональных систем при проектировании самолетов и вертолетов» Стандарт введен в действие от 26 октября 1984 г № 298-65.

насосы бакэв № 3 насосы багов № 2

1 | I - „ ,

■ насосы оаюв Л° 1

---

01000 5000 ЮООО 13200 м теплит кг

и 2400 8600 12360 14400 м топлива, кг

Рисунок 5 - Схема выработки топлива насосами баков № 1, № 2, № 3

Количественный анализ безотказности, в соответствии с ОСТ, при создании авиационной техники предусматривает определение возможных видов отказов системы, причин и вероятностей их возникновения

В качестве причин отказа системы рассматриваются отказы и совокупности отказов элементов, а также отказы систем, функционально связанных с данной системой

Количественными характеристиками безотказности системы являются значения вероятностей возникновения видов отказов системы по этапам полета и за весь полет

Определение видов и причин отказов системы выполняется табличным методом или методом логических схем

Табличный метод дает возможность учесть виды, последовательность возникновения и взаимозависимость отказов экземпляров Табличный метод заключается в составлении таблицы несовместимых состояний системы и анализа совокупности выходных характеристик системы при этих состояниях Таблица несовместимых состояний составляется путем систематизированного перебора отказов элементов по одному, по два, , по г'. При этом состояния системы Н2 различаются видами и последовательностью отказов элементов Для каждого состояния системы Н2 определяются значения ее выходных характеристик

Метод логических схем предусматривает определение причин возникновения определенного вида отказа системы, словесном описании э^их причин и последующем формализованном представлении этого описания, как функции алгебры логики

Методика изложенная в ОСТ безусловно весьма трудоемка, но она вполне приемлема для ОКБ Разработчика и обеспечивает возможность глубокого и подробного анализа безотказности функциональных систем

Опыт эксплуатации самолетов гражданской авиации отечественного и зарубежного производства показал, что агрегаты систем, существенно влияющих на безопасность полетов, обладают высокой надежностью и реализация отказа одновременно двух и более агрегатов является событием более чем практически невероятным, тес вероятностью менее 10"9 на 1 час полета В соответствии с НЛГ такие события принимаются несовместимыми Это существенно облегчает задачу, но и заставляет отказаться от использования для разработки методики анализа надежности экс-плуатантами процедур, изложенных в ОСТ

В диссертации рассмотрен метод, разработанный в Авиационном Комплексе имени С В Ильюшина Он, так же как и ОСТ разработан применительно к анализу надежности систем самолета на этапах проектирования постройки и испытаний

Анализ выполняется применительно к отдельным функциональным отказам, на которые накладывается ряд ограничений

Исследуются независимые отказы, не имеющие общих причин Общие причины рассматриваются при исследовании взаимовлияния систем

Если функциональный отказ является событием практически невероятным, то с точки зрения соответствия требованиям НЛГ (АП25, АО и АП25 1209) добавление к нему каких либо других событий, отказов либо неблагоприятных внешних условий, для совместного анализа последствий, не требуется Практически невероятным считается событие, вероятность которого не более чем 10~9

Если сочетание отказов практически невероятно, то оно не рассматривается Если возникновение тех или иных ожидаемых условий полета носит вероятностный характер, то из рассмотрения исключаются ожидаемые условия эксплуатации, для которых совместная вероятность возникновения отказа и этих условий менее 10~9 Подобный подход сохраняется и относительно возможности реализации отказа на различных участках полета По каждому отказу составляется таблица анализа функционального отказа

В четвертой главе выполнена адаптация методики разработчика к условиям эксплуатации Одной из основных проблем анализа надежности систем на стадии проектирования является обеспечение полноты перечня функциональных отказов и анализа их последствий Разработчик обязан рассмотреть влияние на надежность всех возможных в будущем отказов Это трудоемкая задача посильна только разработчику У эксплуатанта этой проблемы нет. Перечень отказов агрегатов систем и их последствий известен из его статистических материалов за рассматриваемый период времени

Другой проблемой разработчика является определение вероятности возникновения того либо иного вида отказа агрегата По статистическим материалам эксплуатанта для агрегатов легко определяется параметр потока отказов (о Его значение может быть принято постоянным Это подтверждается опытом эксплуатации отечественных и зарубежных самолетов и согласуется с постоянством контрольных значений числа отказов на 1000 часов налета Кюоо задаваемых эксплуатантам разработчиками Оно поддерживается выполнением технического обслуживания и ремонта чистки, смазки, регулировки, замены по неисправностям и отработке ресурсов В ОСТ для вероятности отказа q высоконадежных агрегатов рекомендовано заменить экспоненциальное распределение распределением равномерной плотности вероятности

q(t) = cot (4)

Наши исследования подтверждают такую возможность в диапазоне вероятностей отказа характерном для изделий авиационной техники

Плотность вероятности

определяет вероятность отказа на бесконечно малом отрезке времени dt Величина плотности f(t) - величина угла наклона касательной к q(t)

Величина вероятности отказа на 1 час полета qt(t) определяется углом наклона секущей к q(t) в окрестности рассматриваемой точки

По сравнению с исследуемым диапазоном налета агрегата (тысячи и десятки тысяч часов) Д1 = 1 часу весьма малая величина и может быть приятым

Тогда для распределения с равномерной плотностью вероятностей

q] = ю = const

По адаптированной методике с учетом последнего равенства в диссертации выполнен анализ функциональных отказов гидравлической, топливной и системы управления самолета Ту-154 по статистическим материалам авиакомпании «Красноярские авиалинии» В качестве примера в таблицах 2-4 приведены таблицы анализа функциональных отказов системе влияющих на безопасность полетов, приводящих к усложненным условиям полета и к сложной ситуации

В таблице 2 рассматривается функциональный отказ топливной системы самолета вызванный отказом порционера Он приводит к отказу автоматической выработке топлива из баков самолета Бортинженер обеспечивает перекачку топлива в ручном режиме, т е включает и выключает насосы Отказ не оказывает влияния на безопасность полетов

Отказ гидронасоса НП-89Д в виде внутреннего разрушения насоса, приводит к функциональному отказу в виде отказа 1-ой гидросистемы Этот отказ существенно серьезнее, он связан с необходимостью посадки без средних и внутренних интерцепторов и выполнением торможения на пробеге от аварийной системы. Отказ интерцепторов затрудняет выдерживание глиссады снижения при посадке Отказ классифицируется как усложненные условия полета

В таблице 4 приведен анализ функционального отказа вызванного разрушением корпуса насоса НП-89Д Он связан с большими неприятностями Гидросистемы № 1 и № 2, в одной из которых находится этот насос, имеют общий гидробак Разрушение корпуса насоса сопровождается с потерей гидрожидкости обеими системами Работоспособной остается только система № 3 На ней установлен один гидронасос НП-89Д продублированный насосной станцией НС-46 Ее включают для увеличения про-

(6)

f(t) = qi(t)

(4)

иоводительности На посадке не могут быть выпущены закрылки Это существенно увеличит скорость приземления Торможение осуществляется от аварийной системы Функциональный отказ приводит к к возникновению сложной ситуации

Вероятности реализации функциональных отказов на 1 час полета приведенные в п 14 анализа функциональных отказов соответствуют требованиям Норм летной годности и оценивают надежность функциональных систем самолета Ту154М как достаточно высокую

Таблица 2 - Анализ отказа порционера

ТИП САМОЛЕТА Ту-154«

АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОТКАЗОВ

порционер

1 2

3

4

5

6 ЖУ

КОД ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ОТКАЗА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ОТКАЗ ЭТАП ПОЛЕТА

РЕЖИМ УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТОМ РЕЖИМ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ИНФОРМАЦИЯ, ОТОБРАЖАЕМАЯ ЭКИПА-

7 СРЕДСТВА ПРИВЛЕЧЕНИЯ ВНИМАНИЯ

8 ДРУГИЕ ПРИЗНАКИ

9 ПРОЯВЛЕНИЕ ФО НА УРОВНЕ СИСТЕМЫ

10 ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ САМОЛЕТА

И ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА

12 ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА ПО ПРОДОЛЖЕНИЮ ПОЛЕТА

13 СТЕПЕНЬ ОПАСНОСТИ ФО

14 ВЕРОЯТНОСТЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ФО

006145

Отказ порционера эшелон

Автоматический Автоматический

Понижение уровня топлива в расходном баке ниже 3150 кг, свето-сигнализаторы насосов перекачки горят Нет

Отсутствуют

Проявление соответствуют ФО автоматической перекачки топлива в расходный бак

Последствия для самолета отсутствуют

перекачивание топлива в расходный бак в ручном режиме

Включить порционер выключателем ПРИНУД ВКЛ ПОРЦ Если порционер не включается выключателем ПРИНУД ВКЛ ПОРЦ, то поддерживать необходимый уровень топлива в расходном баке периодической установкой выключателя КРАНЫ РЕЗЕРВНОЙ ПЕРЕКАЧКИ В БАК №1 в положение ОТКРЫТЫ, ЗАКРЫТЫ БП

7 42*10л-6

_Таблица 3 - Анализ внутреннего разрушения насоса НП-89Д

ТИП САМОЛЕТА Ту-154 М АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ

Борт 85489 ОТКАЗОВ

Дата 11 марта 2000 года

029 Гидравлическая система

1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ОТКАЗ

2 ПРИЧИНА ОТКАЗА

3 ЭТАП ПОЛЕТА

4 РЕЖИМ УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТОМ

5 РЕЖИМ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ

6 ИНФОРМАЦИЯ, ОТОБРАЖАЕМАЯ ЭКИПАЖУ

7 СРЕДСТВА ПРИВЛЕЧЕНИЯ ВНИМАНИЯ

8 ДРУГИЕ ПРИЗНАКИ

9 ПРОЯВЛЕНИЕ ФО НА УРОВНЕ СИСТЕМЫ

10 ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ САМОЛЕТА И ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА

12 ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА ПО ПРОДОЛЖЕНИЮ ПОЛЕТА

13 СТЕПЕНЬ ОПАСНОСТИ ФО

14 ВЕРОЯТНОСТЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ФО

Через 1ч 20 мин полйта сработала сигнализация Падение давления" 1-ой гидросистемы, по манометру Р<100 кг/см2, уровень масла < 24 л Еще через час давление упало до ' 0" Уход гидрожидкости через дренаж насоса НП-89Д (Н401Н30), внутреннее разрушение насоса НП-89Д (КУ-НАТ№000217) ЭШЕЛОН

АВТОМАТИЧЕСКИЙ И ШТУРВАЛЬНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ

Срабатывание красного светового сигнализатора 'Падение давления в ГС №1 ниже 100 кг/см2', сопровождаемое падением давзения по индикатору ИД 2-240 Нет

Отсутствуют

Проявление соответствует функциональному отказу 1 -ой гидросистемы Посадка без средних и внутренних интерцепторов

Испочьзовать информацию о соответствующем параметре от других систем

Выключить канал 1 РА-56 курса, крена, тангажа, если уровень АМГ-10 не<26 л (отказ насосов) включается НС-46 2-й ГС перед выпуском шасси Выпуск закрылков от 2-й ГС за время 46 секунд выпуск шасси от 2-й ГС Посадка без средних и внутренних интерцегггоров Торможение аварийное и реверсом двигателя Система разворота работает

Усложнение условий полйта (УПП)

7,281*10"5

Таблица 4 - Аьализ разрушения корпуса насоса НП-89Д

ТИП САМОЛЕТА Ту-154 М АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ

Борт 85678 ОТКАЗОВ

Дата 22 мая 2001 года

029 Гидравлическая система

1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ОТКАЗ

2 ПРИЧИНА ОТКАЗА

3 ЭТАП ПОЛЕТА

4 РЕЖИМ УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТОМ

5 РЕЖИМ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ

6 ИНФОРМАЦИЯ ОТОБРАЖАЕМАЯ ЭКИПАЖУ

7 СРЕДСТВА ПРИВЛЕЧЕНИЯ ВНИМАНИЯ

8 ДРУГИЕ ПРИЗНАКИ

9 ПРОЯВЛЕНИЕ ФО НА УРОВНЕ СИСТЕМЫ

10 ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ САМОЛЕТА

11 ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА

12 ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА ПО ПРОДОЛЖЕНИЮ ПОЛЕТА

13 СТЕПЕНЬ ОПАСНОСТИ ФО

14 ВЕРОЯТНОСТЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ФО

В полете уход гидрожидкости из гидробака 1,2 гидросистемы, падение давления, отказ 1-ой и 2-ой гидросистем

1 Наличие стружки в анализе гидрожидкости, масленое' голодание (КУ-НАТ №000642)

2 Разрушение корпуса НП-89Д (Н005К221) (КУНАТ №000661 ) ЭШЕЛОН

АВТОМАТИЧЕСКИЙ И ШТУРВАЛЬНЫЙ

АВТОМАТИЧЕСКИЙ

Срабатывание красного светового сигнализатора 'Падение давления ниже 100 м/см2 в ГС №1 и №2 ", сопровождаемое падением давления по индикатору ИД 2240

Нет

Отсутствуют

Проявление соответствует функциональному отказу гидросистем № 1 и № 2 Использование резервных источников давления (НС-46)

Решение о посадке без выработки топлива

Включить НС-46 3-й ГС , выключить все каналы РА-56 1, 2, 3 При уровне АМГ-10 в баке 1, 2 ГС в норме (>26 л) полет до ближайшего А/П Перед посадкой включить НС-46 2-й ГС, выпуск закрылков в автомате до 46 секунд, разворот П О Ш работает При уровне АМГ-10< 26 л управление стабилизатором, предкрылками в ручном режиме Закрылки, разворот, интерцепторы, основные тормоза не работают Выпуск шасси от 3-й ГС

Сложная ситуация(СС)

8,551*10'3____

Основные результаты и выводы по работе

1 Разработана методика анализа нагружения рулевых приводов и агрегатов самолета Впервые показано, что распределение вероятности налета часов на одну посадку описывается распределением с равномерной плотностью вероятности При этом с равной вероятностью налет на посадку самолета, например Т-154М, изменяется в пределах от 1-го до 3,5 часов

В связи с этим назначение ресурса рулевым приводам и агрегатам в летных часах не оправданно.

2 Выполнен анализ надежности рулевых приводов и агрегатов и показана возможность изменения стратегии их технической эксплуатации.

3 Впервые разработана методика и выполнен анализ нагруженности топливных насосов самолетов

Установлено, что, при учете наработки насосов по наработке планера самолета, часть насосов снимают и направляют в ремонт с невырабо-танными ресурсами

Так, например, у самолета Ту-134 насосы направляют в ремонт по отработке частью из них 100 % ресурса, частью при отработке 57 % ресурса и часть отработавших только 12 % собственного ресурса

4 Выполнен анализ принятых в настоящее время методик расчета надежности функциональных систем Показано, что методика анализа функциональных отказов используемая в Авиационном Комплексе имени С В Ильюшина может быть адаптирована для использования в условиях эксплуатантов авиационной техники

5 В результате адаптации методики АК им С В Ильюшина, впервые получена методика анализа функциональных отказов систем самолетов приемлемая для оценки надежности функциональных систем в условиях эксплуатантов

6 Выполнена апробация методики на примере оценки надежности функциональных систем самолета Ту-154М Показано, что надежность систем самолета Ту-154М соответствует требованиям Норм летной годности

Вскрыт механизм влияния функциональных отказов на загруженность экипажа при отказах не влияющих на безопасность полета, отказах приводящих к усложненным условиям полета и сложной ситуации

Основные положения диссертации опубликованы в научных журналах и изданиях определенных ВАК РФ

1 Зосимов, А Г Марковские модели анализа и синтеза систем технического обслуживания / А Г Зосимов. JI Г Шаймарданов // Красноярск, С АКС-2001 -С 119-121

2 Зосимов, А Г Анализ системы оперативного технического обслуживания самолетов в авиакомпании / А Г Зосимов, В Г Бондаренко, J1 Г Шаймарданов // Вестник СибГАУ им акад Решетнева / СибГАУ Вып 5 - Красноярск, 2004 - С 149-154

3 Зосимов, А Г Оптимизация сроков профилактических замен агрегатов функциональных систем самолетов гражданской авиации / А Г Зосимов, В Г Бондаренко, J1 Г Шаймарданов // Вестник СибГАУ им акад Решетнева / СибГАУ Вып 5 - Красноярск, 2004 - С 127-131

*4 Зосимов, А Г Надежность и стратегии технической эксплуатации функциональных систем самолетов гражданской авиации / А Г Зосимов, О Г Бойко, JI Г Шаймарданов // Решетневские чтения Мат IX Междунар науч конф / СибГАУ - Красноярск, 2005 - 102с

*5 Зосимов, А Г Проблемы и возможности изменения стратегий технической эксплуатации агрегатов самолетов гражданской авиации / А Г Зосимов, О Г Бойко, JI Г Шаймарданов // Вестник СибГАУ им акад Решетнева/СибГАУ Вып 5 (12) - Красноярск, 2006 - С 30-33

*6 Зосимов, А Г Методика оценки надежности функциональных систем самолетов гражданской авиации по статистическим материалам эксплуатанта / А Г Зосимов, В J1 Медведев, О Г Бойко, JI Г Шаймарданов // Вестник СибГАУ им акад Решетнева / СибГАУ Вып 5 (12) — Красноярск, 2006 - С 159-164

*7 Зосимов, А Г Проблемы мониторинга надежности функциональных систем самолетов гражданской авиации / А Г Зосимов, Е А Нартов, JI Г Шаймарданов // Вестник СибГАУ им акад Решетнева / СибГАУ Вып 3 (10) - Красноярск, 2006 - С 47-48

*8 Зосимов, А Г Анализ стандартных методов оценки надежности функциональных систем самолетов гражданской авиации и возможности их применения эксплуатантами /А Г Зосимов, // Вестник СибГАУ им акад Решетнева / СибГАУ Вып 4 (17) - Красноярск, 2007 -С 73-75

*9 Зосимов, А Г Метод расчета надежности функциональных систем самолетов гражданской авиации по статистическим материалам экс-плуатантов / А Г Зосимов, О Г Бойко, JI Г Шаймарданов // Вестник СибГАУ им акад Решетнева / СибГАУ Вып 4 (17) - Красноярск, 2007 -

С 118-119_

* работы, опубликованные в ведущих рецензируемых н рекомендованных ВАК

Подписано в печать_ Формат 60x84/16

Объем 1 п.л Тираж ЮОэкз Заказ № ^^ Отпечатано в отделе копировально-множительной техники СибГАУ 660014, г Красноярск, пр им газ «Красноярский рабочий», 31

Введение.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ И ПОДДЕРЖАНИЯ ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ САМОЛЕТОВ ГРАЖДАСКОЙ АВИАЦИИ.

1.1 Основные понятия и определения. ,1.2 j Анализ влияния надежности авиационной техники на безопасность полетов.

1.3 Современный уровень безопасности полета и надежности авиационной техники.

1.4 Требования по надежности и безопасности полетов для вновь создаваемых самолетов.

1.5 Требования по безотказности функциональных систем и агрегатов.

1.6 Отечественный и зарубежный опыт обеспечения и поддержания летной годности самолетов гражданской авиации.

1.7 Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2 НАГРУЗКИ, НАДЕЖНОСТЬ И СТРАТЕГИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ АГРЕГАТОВ И СИСТЕМ САМОЛЕТОВ.

2.1 Общие замечания.

2.2 общие сведения о системе механизации самолета Ту-154М.

2.2.1 Система управления закрылками.

2.2.2 Система управления предкрылками.

2.2.3 Система управления стабилизатором.

2.2.4 Система управления средними интерцепторами.

2.2.5 Гидросистема управления внутренними интерцепторами

2.3 Статистический анализ наработки циклов рулевыми приводами по налету часов самолетов Ту-154М и Б.

2.4 Статистический анализ неисправностей и отказов рулевых приводов ВС Ту-154М и Б.

2.4.1 Рулевой привод РП-55-2А.

2.4.2 Рулевой привод РП-56-2А.

2.4.3 Рулевой агрегат РА-56В-1.

2.4.4 Рулевой привод РП-57.

2.4.5 Рулевой привод РП-58.

2.4.6 Рулевой привод РП-59.

2.4.7 Рулевой привод РП-60-1.

2.4.8 Механизм управления стабилизатором МУС-ЗПТВ.

2.4.9 Привод предкрылков ЭПВ-8ПМ.

2.4.10 Распределение числа неисправностей и дефектов по приводам системы управления.

2.5 Анализ надежности рулевых приводов.

2.6 Методология индивидуального продления ресурсов агрегатам самолетов гражданской авиации.

Основой безопасности полетов самолетов гражданской авиации является надежность их функциональных систем и агрегатов. Она во многом определяется действующими нагрузками их силовой, циклической и временной составляющими. Нагрузки определяются и учитываются при проектировании разработчиком самолета. Для силовых элементов планера они четко структурированы в виде расчетных случаев определенных Нормами летной годности самолетов. Для функциональных систем и их агрегатов столь четкого определения нагрузок в руководящих документов нет. В эксплуатации это проявляется в статистической неоднородности отказов агрегатов в отдельных подсистемах функциональных систем. Так в гидросистеме самолета Ил-86, имеющего 4-х кратное общее резервирование, в подсистеме № 3 гидронасосы отказывают в 5 раз чаще, чем в остальных подсистемах. Система кондиционирования воздуха Ил-86 также имеет 4-х кратное общее резервирование. При этом, в соответствии со статистическим материалами эксплуатанта, в подсистеме № 1 наблюдаются отказы у 4 агрегатов, в подсистеме № 2 у 3-х, в подсистеме № 3 у 2-х и в подсистеме № 4 только у 1-го агрегата. Конструкционно подсистемы идентичны.

Поскольку, временная и циклическая нагруженность оказывают существенное влияние на безотказность агрегатов и систем самолетов разработка методов их определения и учета влияния на надежность, а также собственно методов оценки надежности, при обосновании стратегии и режимов технического обслуживания, представляется актуальной проблемой в поддержании надежности и летной годности эксплуатирующейся авиационной техники.

Целью диссертационной работы является разработка научно обоснованных методов оценки временных, циклических нагрузок и методов оценок их влияния на надежность агрегатов функциональных систем самолетов.

Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи:

1 На примере агрегатов системы управления и механизации планера самолета Ту-154М и Б рассматривается задача и разрабатывается методика оценки соотношения временных и циклических нагрузок, действующих на агрегаты самолета в эксплуатации.

2 Рассматриваются условия временного нагружения топливных насосов самолета Ту-134 и разрабатывается методика оценки отработки ресурсов насосами в функции налета планера.

3 Задачи адаптации методики анализа функциональных отказов систем самолета в процессе проектирования к условиям ее использования эксплуа тантами авиационной техники.

4 Выполнить анализ функциональных отказов гидросистемы, топливной системы и системы управления и механизации самолета Ту-154М по статистическим материалам эксплуатантов.

Объект исследования: функциональные системы самолетов гражданской авиации.

Предмет исследования: установление влияния временных и циклических параметров нагружения агрегатов систем на надежность агрегатов и систем в целом.

Методы исследования основаны на применении математической статистики, теории вероятности, теории надежности и системного анализа.

Научная новизна состоит в том, что впервые:

1 Разработана методика оценки соотношения между временной и циклической составляющей нагрузок агрегатов системы управления и механизации планера самолета. Показано, что налет на посадку самолетов гражданской авиации может быть представлен распределением с равномерной плотностью вероятности. В частности для самолета Ту-154М и Б с равной вероятностью он может составлять от 1 до 3,5 часов.

2 Разработана методика оценки временного нагружения агрегатов систем самолета. Показано, что в зависимости от места установки (группы баков) топливные насосы самолета Ту-134 вырабатывают 100 %, 57 % и 12 % собственных ресурсов и поскольку их ресурс устанавливается по налету планера и с недоиспользованными ресурсами направляются в ремонт.

3 Выполнен анализ отраслевого стандарта «Методы оценки надежности функциональных систем при проектировании самолетов». Показана нецелесообразность использования его положений эксплуатантами авиационной техники.

4 Выполнена адаптация методики анализа функциональных отказов систем самолетов, созданной в Авиационном Комплексе имени С. В. Ильюшина, для ее использования эксплуатантами авиационной техники.

5 По статистическим материалам эксплуатанта выполнен анализ функциональных отказов систем самолета Тэ154М. Показана их высокая надежность и возможность изменения стратегий и режимов технического обслуживания агрегатов.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные методики оценки нагружения агрегатов систем самолетов, совместно с оценками надежности, даваемыми адаптированной методикой анализа функциональных отказов, обеспечивают возможность разработки технически обоснованных предложений по изменению стратегии и режимов технического обслуживания при уменьшении затрат.

2.7 Заключение и выводы по главе

Выполненные исследования надежности, стратегий и режимов технического обслуживания рулевых приводов и агрегатов самолета Ту-154М и топливных насосов самолета Ту-134Адают основание сделать следующие заключения:

1 Разработана методика анализа цикличности нагружения рулевых приводов и агрегатов средств механизации планера самолета Ту-154М. Впервые показано, что распределение вероятности налета часов на одну посадку описывается распределением с равномерной плотностью вероятности. При этом с равной вероятностью налет на посадку может быть любым в диапазоне от 1 до 3,5 часов.

2 Впервые показано, что назначение стратегии технической эксплуатации рулевых приводов и агрегатов до выработки ресурса и назначение ресурса в летных часах не отражает действительных условий по цикличности их нагружения и приводит к досрочному снятия агрегатов и направлению их ремонт. Так, при эксплуатации парка в 15 самолетов Ту-154М и годовом налете самолета 3000 часов, что сопряжено с серьезными и неоправданными затратами со стороны авиакомпании.

3 Поскольку отказов рулевых приводов и агрегатов не наблюдалось, а снятие сопряжено с дефектами не влияющими на безопасность полетов и надежно выявляемыми действующими методами технического обслуживания, а так же учитывая высокую надежность и резервирование, рекомендовано перевести рулевые привода и агрегаты на стратегию технической эксплуатации до предотказного состояния. В качестве контролируемых параметров использовать внешнюю и внутреннюю негерметичность.

4 Впервые разработана методика оценки нагруженности насосов топливной системы самолета при отработке ими межремонтного ресурса.

Установлено, что часть насосов отрабатывают ресурс на 100%, другая часть на 57% и третья часть только на 12%. Показана необходимость пересчета наработки планера в наработку насосов в зависимости от мест их установки и программы выработки топлива.

5 В целом в главе впервые показано, что нагруженность по часам и циклам работы агрегатов самолетов, определяемая нормативно-технической документацией, далеко не всегда объективно отражает их действительные условия нагружения и обеспечивает возможность использования полного запаса по надежности, что приводит к неоправданным затратам.

ГЛАВА 3

АНАЛИЗ НОРМАТИВНЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ САМОЛЕТОВ

Ранее мы уже отмечали, в отрасли гражданской авиации используются косвенные показатели надежности,, такие как число отказов на 1000 часов налета (КюооХ наработка на отказ, наработка на отказ, .приводящий к тем либо другим негативным последствиям. Эти оценки используются при контроле надежности отдельных типов агрегатов, функциональных систем и самолета в целом. Однако, даже если в них и отражены требования НЛГ, эксплуатант неосведомлен в том в какой степени отражена и какие использованы, коэффициенты запаса относительно норм НЛГ.

В этих условиях эксплуатант фактически не владеет информацией о надежности эксплуатируемой им авиационной техники в прямых показателях НЛГ.-Естественно, что в таких условиях он не в состоянии разрабатывать ответственные предложения по изменению стратегий и режимов технического обслуживания авиационной техникиш выходить с такими инициативами для одобрения Федеральными авиационными властями.

Поскольку эксплуатант это не ОКБ разработчик и его группа надежности малочисленна и не столь квалифицированна как отделы надежности ОКБ, целесообразно разработать методику оценки надежности агрегатов и систем в критериях НЛГ доступную эксплуатантам. В данной главе диссертации выполнен анализ существующих нормативных методик и дана оценка возможности их использования для оценки надежности функциональных систем эксплуатантами авиационной техники.

3.1 Анализ положений отраслевого стандарта разработчика

Рассматривается отраслевой стандарт OGT1 00 132-84 «Надежность изделий авиационной техники. Методы количественного анализа безопасности функциональных систем при проектировании самолетов и вертолетов» [87].

Количественный анализ безотказности при создании системы предусматривает определение возможных видов отказов системы, причин и вероятностей их возникновения.

Под видом отказа системы понимается событие, которое заключается в переходе системы в неработоспособное состояние определенного вида, характеризуемое конкретным нарушением требованием нормативных документов. При этом рассматриваются полностью или частично неработоспособные состояния.

В качестве причин отказа системы рассматриваются отказы и совокупности отказов элементов, а также отказы систем, функционально связанных с данной системой.

Количественными характеристиками безотказности системы являются расчетные значения вероятностей возникновения видов отказов системы по-этапам полета и за весь полет.

Определение видов и причин отказов системы выполняется табличным методом или методом логических схем.

Табличный метод дает возможность учесть виды, последовательность возникновения и взаимозависимость отказов элементов. Табличный метод заключатся в составлении таблицы несовместных состояний системы и анализа совокупности выходных характеристик системы при этих состояниях. Таблица несовместных состояний составляется путем систематизированного перебора отказов элементов по одному, по два, .-.,. по г'. При этом состояния системы Н2 различаются видами и последовательностью отказов элементов, которая обозначается индексом z.

Для каждого из рассмотренных состояний системы Hz, путем анализа системы, определяются значения ее выходных характеристик.

Метод логических схем заключается в определении причин возникновения определенного вида отказа системы, словесном описании этих причин и последующем формализованном представлении данного описания, т. е. представлении события, состоящего в возникновении в полете отказа определенного вида как функции алгебры логики от некоторых «простых» событий.

В качестве «простых» рассматриваются события S=, заключающиеся в возникновении совокупности z отказавших элементов с учетом видов их отказов.

В ОСТ [87] рекомендовано для расчета вероятности отказа q в функции времени t использовать для высоконадежных элементов распределение с равномерной" плотностью вероятности

О, q = со t. (3.1)

Методика рекомендованная ОСТ безусловно весьма трудоемка, но она вполне приемлема для ОКБ разработчика и обеспечивает возможность глубокого и подробного анализа безотказности функциональных систем самолетов и вертолетов.

Опыт эксплуатации самолетов гражданской авиации отечественного и зарубежного производства показал, что агрегаты функциональных систем, существенно влияющих на безопасность полетов, обладают высокой надежностью (10"5 -г 10"7) и вероятность реализации отказа одновременно двух и более агрегатов является событием более чем практически невероятным, т. е. с вероятностью менее чем 10"9 на 1 час полета. В связи с этим и в соответствии с НЛГ такие события являются несовместными.

Это существенно облегчает задачу анализа надежности, но и заставляет отказаться от использования для разработки методики анализа надежности эксплуатантами процедур изложенных в ОСТ.

3.2 Анализ основных положений метода оценки надежности авиационной техники разработанного в Авиационном Комплексе им. С. В. Ильюшина

Метод разработан применительно к анализу и обеспечению надежности самолета и всех его систем на стадии проектирования, постройки и испытаний [88]. В данном разделе весьма кратко изложены основные идеи и положения-метода необходимые для построения его адаптации применительно к оценке надежности функциональных систем по статистическим материалам эксплуатантов авиационной техники.

Параметры потока отказов по функциональным системам широкофюзеляжных самолетов находятся в настоящее время в пределах от 10'" до 2,5 ■ 10"4. Среднее время восстановления отказа составляет 0,5-^-3 часа. Для отдельных агрегатов и съемных блоков параметр потока отказов лежит в пределах от 2 • 10"4 до 10"7, а среднее время замены агрегатов и съемных блоков составляет 0,5-г5 часов.

ОКБ разработчик самолетов гражданской авиации выполняет большой комплекс работ по обеспечению их надежности. На стадии аванпроекта определяются основные характеристики, облик и перечень функциональных систем самолета. Для каждой функциональной системы устанавливается перечень выполняемых функций. Исходя из этого перечня определяются все возможные функциональные отказы и вызываемые ими последствия для самолета. Для каждого последствия, вызываемого функциональным отказом, устанавливается степень его опасности по классификации в соответствии с НЛГ. В зависимости от степени опасности отказа устанавливается допустимая НЛГ вероятность его появления, а конструкторами задаются требования по обеспечению надежности в виде введения резервирования или защитных устройств уменьшающих степень опасности функционального отказа.

На основе перечня функций, выполняемых каждой системой, степени опасности функциональных отказов конструкторы создают принципиальную схему системы, которая должна давать полное представление о составе агрегатов системы, их резервировании, принципе их действия, установке защитных устройств, устройств управления и предоставления экипажу информации о работоспособности или техническом состоянии системы.

На этапе эскизного проектирования выполняется анализ надежности системы и влияния ее отказов на создание особых ситуаций и регулярность полета самолета. В задачу анализа входит уточнение перечня функциональных отказов и их причин, определение вероятностей возникновения. Уточняется объем необходимой информации экипажу об отказе и порядок действия экипажа по парированию отказа. На основании анализа надежности системы осуществляется контроль требований по вероятностям возникновения особых ситуаций. На основании анализа надежности отдельных функциональных систем выполняется анализ надежности самолета в целом. Рассматривав ются возможные негативные взаимовлияния систем.

На стадии рабочего проектирования анализ надежности корректируется с учетом всех изменений в схемах функциональных систем и конструкциях агрегатов.

Принципиальным отличием метода анализа функциональных отказов' систем используемого фирмой имени С. В. Ильюшина от подхода изложенного в отраслевом стандарте заключается, прежде всего, в отказе от расчетов и анализа надежности систем при большой совокупности отказов. Здесь следует пояснить, что при подобных расчетах надежности понимается расчет вероятности отказа функциональной системы в целом. В расчетную схему системы выстроенную по схеме последовательного и параллельного соединения агрегатов закладываются значения вероятностей отказа либо безотказной работы агрегатов в функции времени полета, или налета самолета, рассчитывается вероятность отказа системы. Методика АК имени С. В. Ильюшина дает возможность существенно упростить задачу и избавится от сомнительных некорректностей связанных с переходом от текущего значения времени к определению вероятностей отказа системы на 1 час полета.

Анализ выполняется применительно к отдельным функциональным отказам. На рассматриваемые отказы накладывается ряд ограничений. Исследуются независимые отказы, не имеющие общих причин. Общие причины рассматриваются при исследовании взаимовлияния систем.

Если функциональный отказ является событием практическим невероятным, то с точки зрения оценки соответствия требованиям НЛГ (АП25.АО и АП25.1309) добавление к нему каких-либо событий (других отказов или неблагоприятных внешних условий) для совместного анализа последствий не требуется. Практически невероятным (ПН) является событие вероятности которого не более 10"9.

Независимые функциональные отказы внутри одной системы или разных систем рассматриваются совместно только в случае, если такое сочетание не является ПН и последствия этих отказов не могут рассматриваться независимо.

Если сочетания функциональных отказов является практически невероятным, то оно не рассматривается. Если возникновение тех или иных ожидаемых условий носит вероятностный характер, то из рассмотрения могут быть исключены параметры ожидаемых условий эксплуатации, для которых совместная вероятность возникновения отказа и этих условий менее 10"9.

При определении вероятности функционального отказа следует иметь в виду, что практически любой функциональный отказ в зависимости от участка полета, на котором он произошел, может дать различные последствия. В связи с этим вероятность такого отказа рассматривается по участкам с одинаковыми последствиями, с учетом времени пребывания самолета на каждом участке за типовой полет. По каждому возможному функциональному отказу составляется таблица 3.1 анализа функциональных отказов в которой графа 1 - код ФО, первые две цифры порядковый номер, вторые две — код этапа полета, далее — обозначение режима управления самолетом и последнее - обозначение режима управления системой; графа 2 - формулировка ФО, отражающая нарушение конкретной функции системы; графа 3 - этап полета, на котором рассматривается ФО; графа 4 - режим управления самолетом (атоматический, штурвальный или смешанный); графа 5 - режим управления системой (источник управляющего сигнала для выходных агрегатов системы); графа 6 - информация об отказе, отображаемая экипажу (световая, речевая, т.е. сигнальные табло, лампы, подписи на экранах, речевые сообщения); графа 7 - средства привлечения внимания экипажа к факту возникновения отказа (звуковая — гонг, звонок, сирена; световая — центральная система оповещения (ЦСО), тактильная сигнализация - вибрация штурвала и т. п.); графа 8 - косвенные признаки возникновения отказа (изменения в ощущениях пилотирования, различные показания одних и тех же параметров на разных приборах и т. д.); графа 9 - изменения в работе системы, возникшие в результате отказа; графа 10 - изменения в условиях полета самолета с точки зрения изменения плана полета самолета, условий работы экипажа и жизнеобеспечения пассажиров; графа 11 - действия экипажа по парированию последствий ФО; графа 12 - действия экипажа по продолжению и завершению полета в связи с ФО (изменение плана и профиля полета, изменение категории посадки, введение дополнительных ограничений на параметры систем и самолета и т.п.); графа 13 - классификация ситуации в соответствии с HJITC; графа 14 - вероятность возникновения ФО по наиболее неблагоприятному случаю; графа 15 - логическая цепь событий отказов агрегатов системы, приводящая к рассматриваемому ФО.

1. АП-26. Авиационные правила. Нормы летной годности. —М: МАК, 1989 г.

2. Летная годность воздушных судов. Приложение 8 к Конвенции о гражданской авиации. ИКАО, 1983 г.

3. ГОСТ 18675-79. Документация эксплуатационная и ремонтная на авиационную технику и покупные изделия для нее. -М: Издательство стандартов, 1985 г.

4. ГОСТ В20436-88. Изделия авиационной техники. Общие требования к комплексным программам обеспечения безопасности полетов, надежности, контролепригодности и эксплуатационной технологичности. -М: Издательство стандартов, 1988 г.

5. Наставление по технической эксплуатации и ремонту авиационной техники в гражданской авиации России (НТЭРАТ ГА-93) -М: Воздушный транспорт, 1994, С.

6. ФАП-145Р. Организации по ремонту авиационной техники. Требования и сертификация. Утв. ФАС России 31.03.97 г. № 60.

7. ФАП-132. Экземпляр ЛА. Требования и процедуры сертификации. Утверждены приказом МТ РФ № 132 от 16.05.03 г.

8. Технологическая инструкция по ведению паспорта коррозионного состояния самолета (вертолета). Утв. Нач. УПЛГ ФСВТ РФ 2.01.98 г.

9. Типовые руководства по сбору, обработке и использованию информации о неисправностях авиатехники в авиапредприятиях. Утв. УТЭРАТ ФАС РФ 01.06.97 г.

10. Временные требования и процедуры сертификации экземпляра воздушного судна гражданской авиации. УТВ. Нач. УПЛГ ФСВТ РФ 01.10.99 г.

11. Информационно-справочные и аналитические материалы по основным вопросам в области поддержания летной годности гражданских воздушных судов. -М: УПЛГ ФАС России. 1998 г. 137 с.

12. Рекомендации по построению системы нормативно-технической документации по технической эксплуатации авиационной техники в новых хозяйственных условиях. Утв. ОТЭРАТ ДВТ России 10.06.92 г. № 25.1.7-2.

13. Типовой договор на поставку гражданского воздушного судна и взаимные обязательства Поставщика и Эксплуатанта на весь период эксплуатации по поддержанию летной годности. Утв. ФАС России, 03.12.97 г. №61/у.

14. Методика статистического регулирования надежности изделий авиационной техники при управлении эффективностью процесса технической эксплуатации самолетов в эксплуатационном авиапредприятии. Утв. Нач. ГУЭРАТ МГА 28.06.84 г.

15. Общие требования к программе технического обслуживания и ремонта самолетов ГА. Утв. МАП МГА 16.01.85 г. -М: ГосНИИ ГА, 1985 г. 21 с.

16. Положение об увеличении ресурсов газотурбинных двигателей гражданской авиации, их агрегатов и комплектующих изделий. 3-е изд. Утв. ДВТ России 04.10.94 г.

17. ОСТ 54 30054-88. Система технического обслуживания и ремонта авиационной техники. Регламент технического обслуживания самолета (вертолета). -М: Издательство стандартов, 1988 г. 64 с.

18. Методические рекомендации по разработке и содержанию «Руководства по деятельности организаций по техническому обслуживанию и ремонту ВС». Утв. ОТЭРАТ ДВТ 30.03.94 г. № 25.1.5-11.

19. Сертифицированные требования к российским внешним линейным станциям технического обслуживания ВС. Утв. ДВТ 01.12.94 г. № ДВ-6.1-103.

20. Общие требования к содержанию, порядку заключения и организационному обеспечению договоров на техническое обслуживание ВС. Утв. ДВТ 17.09.93 г.№ ДВ-1.50-51.

21. Требования к метрологическому обеспечению технического обслуживания и ремонта авиационной техники. Утв. ДВТ 06.03.96 г. № ДВ-6.8-21.

22. Руководство по оценке соответствия нормативным требованиям подразделений, осуществляющих сбор, обработку и анализ полетной информации авиапредприятий РФ. Утв. ФСВТ России 17.08.99 г. № 33.

23. О поддержании летной годности и переоснащении парка ВС авиакомпаний России. Постановление Коллегии ВАС России от 23.03.98 г.

24. Анализ надежности авиационной техники в авиакомпании «Красноярские авиалинии» за 2006 год, Красноярск, 2006 г. 36 с.

25. Анализ инженерно-авиационного обеспечения безопасности полетов авиапредприятиях Красноярского МТУ ВТ МТ РФ за 2006 год, Красноярск, 2006 г. 24 с.

26. Анализ инженерно-авиационного обеспечения полетов в авиапредприятиях Красноярского МТУ ВТ МТ РФ за первое полугодие 2005 года, Красноярск, 2005 г. 20 с.

27. Анализ безопасности полетов в гражданской авиации Красноярского МТУ ВТ МТ РФ за первое полугодие 2005 года, Красноярск 2005 г. 28 с.

28. Анализ влияния надежности авиационной техники на безопасности полетов за 2006 год, Минтранс России. Москва, 2006 г. 102 с.

29. Анализ влияния надежности авиационной техники на безопасности полетов за 2006 год. (Приложение). Минтранс России. Москва, 2006 г. 86 с.

30. Оценка влияния надежности авиационной техники на безопасность полетов за 1 полугодие 2006 года, Минтранс России. Москва, 2006 г. 62 с.

31. Оценка влияния надежности авиационной техники на безопасность полетов за 1 полугодие 2007 года, Минтранс России. Москва, 2007 г. 50 с.

32. ФАП-132. Экземпляр ЛА. Требования и процедуры сертификации. Утверждены приказом МТ РФ № 132 от 16.05.03 г.

33. Анализ надежности самолетов Ту-154 М и Б за 2006 год, Красноярск, а/к «Красноярские авиалинии», 2006 г.

34. Адлер, Ю. П. Управление качеством: статистический подход / Ю. П. Адлер. -М: Знание. 1979 г., 49 с.

35. Чинючин, Ю. М. Принципы построения новой системы нормативно-технической документации по технической эксплуатации ЛА / Ю. М. Чинючин, Н. Н. Смирнов. // Тезисы докладов на Международной НТК. -М: МГТУ ГА, 1996 г. 7 с.

36. Чинючин, Ю. М. Совершенствование нормативно-правовой базы поддержания летной годности ВС. Современные научно-технические проблемы / Ю. М. Чинючин, С. Г. Гипич. // Тезисы докладов на Международной НТК. -М: МГТУ ГА, 1996 г. 8 с.

37. Конвенция о международной гражданской авиации. Чикаго. 1944 г.

38. Техническое руководство по летной годности. Док. 0151. ИКАО 2-е издание, 1987 г.

39. Шор, Я. Б. Прикладные вопросы теории надежности. Знание, 1966 г.

40. Хевиленд, Р. Инженерная надежность и расчет на долговечность. / Р Хевиленд-М.: Энергия, 1966 г.

41. Авчинников, Н. Н. Расчет усталостной прочности и оптимальных режимов упрочнения деталей авиационных конструкций / Н. Н. Авчинников. Докторская диссертация, 1968 г.

42. Бойцов, Б. В. Особенности распределения спектра амплитуд нагрузок, действующих на шасси тяжелого транспортного самолета / Б. В. Бойцов, Я. Б. Шор, И. В. Якобсон. Труды ГосНИИ ГА, 1970 г.

43. Фресин, Б. С. Ускоренные испытания и оценка усталостной долговечности элементов авиационных конструкций / Б. С. Фресин. Кандидатская диссертация, 1967 г.

44. Француз, Т. А. Методы определения срока службы самолета от действия повторяющихся в эксплуатации нагрузок / Т. А. Француз, В. JI. Райхер. Труды ЦАГИ, Воен. 727, 1958 г.

45. Якобсон, И. В. Исследование выносливости и долговечности шарнирных соединений самолетных конструкции / И. В. Якобсон. Кандидатская диссертация, 1960 г.

46. Тюветская, В. Н. Техническое обслуживание и ремонт мирового парка стареющих самолетов / В. Н. Тюветская. Техническая информация ЦАГИ. Серия: авиационная и ракетная техника, № 6, 1992, 1-14 с.

47. Куранов, В. Т. Проблемы старения самолетов Техническая информация ЦАГИ. / В. Т. Куранов, В. Н. Тюветская. Серия: авиационная и ракетная техника, № 8, 1991, 13-25 с.

48. Дубитский, В. В. Проблемы коррозии в авиации. Техническая информация ЦАГИ / В. В. Дубитский. Серия: авиационная и ракетная техника, № 6, 1992, 32-43 с.

49. Методические рекомендации по оценке коррозионного состоянияIсамолетов и вертолетов ГА. Москва, ДВТ МТ РФ, 1992, 12 с.

50. Защита от коррозии, старения и биоповреждение машин, оборудования и сооружений.: Справочник в 2-ч т./ Под. ред. А. А. Герасименко. -М: Машиностроение, 1987. 688 с.

51. Методические рекомендации по оценке коррозионного состяния самолетов и вертолетов ГА. ГосНИИ ЭР AT ГА. -М: Воздушный транспорт, 1979.-34 с.

52. Программа предупреждения и контроля коррозии стареющего самолета модели 737-100/200. Фирма Боинг, 1989. 220 с.

53. Исследование влияния коррозионных повреждений элементов авиаконструкций на усталостную долговечности и остаточную прочность //Отчет по НИР 05-93. Научные руководители С. П. Борисов, С П. Шапкин (1-5 этапы). -М: МГТУ ГА. 1993-1994.

54. Исследование коррозионной повреждаемости типичных элементов крыла самолетов Ту-134, Ту-154 по методике ускоренных испытаний с определением остаточной долговечности //Отчет по НИР 34-Х78, КИИГА, № госрегистрации 79063016, 1980. 89 с.

55. Смирнов, Н. Н., Эксплуатационная надежность и режимы технического обслуживания самолетов / Н. Н. Смирнов, А. М. Андронов, Н. И. Владимиров, Ю. И. Лемин. -М: Транспорт, 1974. 304 с.

56. Шапкин, В. С. Расчетно-экспериментальная оценка длительности развития усталостных трещин в тонкостенных элементах авиаконструкций при нерегулярном нагружении / В. С. Шапкин. Дис. канд. техн. наук. —М: 1989,-202 с.

57. Ормоцадзе, А. Р. Совершенствование технологического процесса ремонта агрегатов планера самолетов гражданской авиации с эксплуатационными повреждениями / А. Р. Ормоцадзе. Дис. канд. техн. наук. -М: 1997, -422 с.

58. Борисов, С. П. Прогнозирование эксплуатационной цикличности повреждаемости легких сплавов в элементах конструкции воздушных судов / С. П. Борисов. Дис. канд. техн. наук. -М: 1998 512 с.

59. Шаймарданов, J1. Г. Методология анализа и синтеза систем обеспечения безопасности полетов/ JI. Г. Шаймарданов // Вестник СибГАУ им. акад. Решетнева / СибГАУ. Вып. 1. Красноярск, 2000. — С. 21 — 27

60. Артеменко, В. П. Проблемы оценки надежности систем воздушных судов по статистическим материалам авиакомпании/ В. П. Артеменко, JI. Г. Шаймарданов//Красноярск, САКС-2001. С. 141 - 142.

61. Бондаренко, В. Г. Оценка надежности систем автоматического самолетовождения самолета Ил-76Д(Т)/ В. Г. Бондаренко, О. Г. Бойко, В. Б. Краснопеев // Красноярск, САКС-2004. С. 14 - 15.

62. Бондаренко, В. Г. Оценка надежности функциональных систем самолета Ту-154М/ В. Г. Бондаренко, JI. Г. Шаймарданов// Красноярск, САКС-2004. С. 16-17.

63. Бондаренко, В. Г. Анализ отработки ресурсов системы автоматического самолетовождения при длительной эксплуатации самолета Ту-154М/ В.

64. Г. Бондаренко, О. Г. Бойко, В. Б. Краснопеев // Красноярск, САКС-2004. С. 18-19.

65. Нартов, Е. А. К вопросу о стареющем парке самолетов гражданской авиации/ Е. А. Нартов, JI. Г. Шаймарданов// Красноярск, САКС-2004. С. 20 -21.

66. Гмурман, В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике / В. Е. Гмурман М.: Высшая школа. 1979.-400 с.

67. Бондаренко, В. Г. Вопросы методологии обеспечения надежности, летной годности и безопасности полетов самолетов гражданской авиации/ В. Г. Бондаренко// Вестник СибГАУ им. акад. Решетнева / СибГАУ. Вып.6. -Красноярск, 2005. С. 109 - 113.

68. Краснопеев, В. Б. Надежность системы электронной индикации самолета Ту-204/В. Б. Краснопеев, О. Г. Бойко// Вестник СибГАУ йм. акад. Решетнева / СибГАУ. Вып.2(15). Красноярск, 2007. - С. 58 - 59.

69. Краснопеев, В. Б. Анализ отработки ресурсов системами самолета Ту-154М при длительной эксплуатации/ В. Б. Краснопеев, О. Г. Бойко// Вестник СибГАУ им. акад. Решетнева / СибГАУ. Вып.4(17). Красноярск, 2007. - С. 62 - 64.

70. Правила расследования авиационных происшествий и инцидентов с гражданскими воздушными судами в Российской Федерации. Утверждены Правительством РФ от 18.06.98 г. № 609.

71. Венцель, Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Венцель. Государственное изд. Ф-М. литературы -М. 1962, 563 с.

72. Бойко, О. Г. Надежность и стратегии технической эксплуатации функциональной систем самолетов гражданской авиации/ О. Г. Бойко, А. Г.

73. Зосимов, Jl. Г. Шаймарданов// Решетневские чтения: Мат. IX Междупар. науч. конф. / СибГАУ Красноярск, 2005. - С. 102 -103.

74. Зубков, Б. В. Методология расследования авиационных происшествий и инцидентов/ Б. В. Зубков, А. В. Майоров/ Научн. вестник Моск. Гос. тех. ун-та гражд. авиации. 2004. № 9(75). С. 10-19.

75. Зосимов, А. Г. Марковские модели анализа и синтеза систем технического обслуживания / А. Г. Зосимов, Л. Г. Шаймарданов // Красноярск, САКС-2001. С. 119-121.

76. Зосимов, А. Г. Анализ системы оперативного технического обслуживания самолетов в авиакомпании / А. Г. Зосимов, В. Г. Бондаренко, Л. Г. Шаймарданов // Вестник СибГАУ им. акад. Решетнева / СибГАУ. Вып.5. — Красноярск, 2004. С. 149 - 154.

77. Распределение агрегатов и комплектующих изделий самолета Ту-154 по методам эксплуатации с установленным контрольным уровнем надежности. Введена в действие Решением ДПЛГ ГВС и ТРГА МТ РФ № 24.933 ГА от 04.09.2002 г.

78. Руководство для конструкторов и эксплуатантов по разработке и сертификации программ технического обслуживания и ремонта функциональных систем ВС (РДКЭ). -М: ЛИИ им. Громова, 1993 г.

79. ОСТ 1 00132-84. Надежность изделий авиационной техники. Методы количественного анализа безотказности функциональных систем при проектировании самолетов и вертолетов.

80. Новожилов, Г. В. Безопасность полета самолета. Концепция и технология./ Г. В. Новожилов, М. С. Неймарк, JI. Г. Цесарский, М.: Машиностроение, 2003. - 143 с.

81. Сугак, Е. В., Надежность технических систем / Е. В. Сугак, Н. В. Василенко, Г. Г. Назаров, А. Б. Паныпин. МПГ «Раско», Красноярск, 2001 г., 608 с.

82. Воробьев, В. Г. Надежность и эффективность авиационного оборудования/В. Г. Воробьев, В. Д. Константинов. М.: Транспорт. 1995. 143 с.

83. Шаймарданов, Л. Г. Особенности анализа надежности функциональных систем самолетов гражданской авиации/ Л. Г. Шаймарданов, О. Г. Бойко/ Вестник СибГАУ им. акад. Решетнева / СибГАУ. Вып.2. (15) Красноярск, 2007. - С. 63 - 68.

84. Бойко, О. Г. Методологические особенности расчетов надежности функциональных систем самолетов гражданской авиации/ О. Г. Бойко, Л. Г. Шаймарданов/ Вестник СибГАУ им. акад. Решетнева / СибГАУ. Вып.4. (17) Красноярск, 2007. - С. 120 - 124.