Курсовая работа (т): Разработка алгоритма технического обслуживания комплекса авиационного вооружения при применении стратегии технической эксплуатации по состоянию

Разработка алгоритма технического обслуживания комплекса авиационного вооружения при применении стратегии технической эксплуатации по состоянию

Список сокращений

НТД - нормативно-технической документации

АСК - автоматизированные средства контроля и диагностирования

ДЛ - должностного лица

БИ - блок обработки информации

БП - блок памяти

БО - оперативный блок

ВГР - верхняя граница регулирования

КАВ - комплекс авиационного вооружения

ПТЭ - процесс технической эксплуатации

ТС - техническое состояние

ТО - техническое обслуживание

ТЭ - техническая эксплуатация

ОУ - объект управления

ОЭ - объект эксплуатации

ЭВМ - электронное - вычислительная машина

ВС - воздушного судна

ЭТХ - эксплуатационно-технических характеристик

ФБА - фронтовую бомбардировочную авиацию

ПВО - противовоздушную оборону - радиолокационные станции

ПУ - пунктов управления

РУК - разведывательно-ударных комплексов

ВПП - взлетно-посадочные полосы

АЧ - авиационной части

РЭБ - радиоэлектронной борьбы

ТС - техническое состояние

ДА - дальняя авиация

АВ - авиационное вооружение

ИТС - инженерно-технический состав

ТВД - театр военных действий

Введение

Жизненный цикл боевого воздушного судна (ВС) включает в себя этапы разработки, производства и эксплуатации. Этап эксплуатации является наиболее продолжительным этапом жизни ВС, для современных самолетов и вертолетов он составляет две трети и более всей продолжительности жизненного цикла. На этапе эксплуатации реализуются боевые и эксплуатационные свойства ВС и его подсистем, заложенные в процессе разработки и производства. Пригодность ВС к эксплуатации определяется совокупностью эксплуатационно-технических характеристик (ЭТХ), таких как: безотказность, долговечность, сохраняемость, контролепригодность и ремонтопригодность, эксплуатационная технологичность. В зависимости от уровня реализации этих характеристик в процессе разработки и производства определяется облик системы эксплуатации ВС, т. е. принятые в ней принципы и процедуры контроля технического состояния (ТС), методы и средства поддержания безотказности, долговечности и сохраняемости, средства и технологии подготовки ВС к полетам, технического обслуживания (ТО) и ремонта.

Соответствие системы эксплуатации реализованным в ВС ЭТХ является определяющим условием эффективной эксплуатации ВС, когда минимальные затраты на поддержание его надежности и боеготовности гарантированно обеспечивают требуемую эффективность применения ВС. Поэтому первой и важной составляющей профессиональной подготовки военного инженера является глубокое понимание сущности эксплуатационных свойств ВС, их влияния на боевые возможности ВС и знание механизмов реализации этих возможностей в процессе эксплуатации.

Как известно, современные ВС военного назначения представляют собой сложные авиационные боевые комплексы, оснащенные системами артиллерийского, ракетного и бомбардировочного вооружения, а также средствами обеспечения их боевого применения. Функциональное и конструктивное объединение этих систем образует комплекс авиационного вооружения (КАВ). Именно характеристики КАВ в значительной степени определяют боевые возможности и эффективность боевого применение ВС. Поэтому знание боевых и эксплуатационных характеристик КАВ, их влияние на систему эксплуатации ВС является второй базовой составляющей профессиональной подготовки военного инженера.

Знание методов, технологий и средств поддержания тактико-технических и эксплуатационных характеристик ВС и его КАВ, умение их использовать на практике является третьей составляющей профессиональной подготовки военного инженера и, в частности, инженера по авиационному вооружению.

Анализ опыта локальных войн и военных конфликтов последних лет показал, что существующие КАВ, разработанные двадцать и более лет назад, не отвечают современным требованиям к КАВ, то есть требуется модернизация уже существующих или разработка новых систем.

В этих условиях наиболее приемлемым выходом является точное определение периодичности проверок систем, с целью приведения их в соответствие с требованиями.

Кроме этого на современном этапе требуемая периодичность проведения ТО комплекса КАВ не соответствует реальному проведению ТО техники. Поэтому в последнее время все большие требования предъявляются к определению вероятности безотказной работы техники и периодичности проведения ТО.

Необходимо создание автоматизированных систем определения и оптимизации периодичности проверок техники с целью поддержания работоспособного состояния КАВ.

1. Тактико-техническое обоснование необходимости разработки алгоритма технического обслуживания комплекса авиационного вооружения при применении стратегии технической эксплуатации по состоянию

.1 Назначение и задачи, решаемые дальней авиацией

Дальняя авиация - составная часть российских Военно-Воздушных Сил, - пройдя славный путь развития и становления, явилась в нашем Отечестве основой развития самолетостроения, разработки теории стратегической воздушной операции, началом развития современной триады стратегических ядерных сил бывшего СССР и его преемника - России. Дальняя авиация была, есть и будет основным средством решительного огневого поражения важных объектов в глубоком тылу противника в обычной войне; одним из самых универсальных, мобильных и дальнобойных средств ядерного сдерживания в современном многополярном мире.

Присущие этому роду воздушному судну (ВС) большая глубина действий, скорость, боевая мощь, универсальность, способность в короткое время совершить широкий маневр есть важнейшие оперативно-стратегические свойства. Умелое и своевременное их использование - одно из средств обеспечения национальной безопасности России в военной сфере как в современных условиях, так и в обозримом будущем… Дальняя авиация ВВС России является одной из важнейших составляющих стратегической безопасности России, обеспечения ее суверенитета и территориальной целостности. В современной войне Дальней авиации отводилась одна из самых важнейших ролей, учитывая ее универсальность, которая заключается в возможности нанесения ударов по стационарным подвижным объектам противника на всю оперативно-стратегическую глубину расположения ВС агрессора с применением обычного и ядерного оружия как на континентальных, так и на океанских (морских) театрах военных действий. Современная военно-политическая ситуация, складывающаяся в мире, ставит перед Дальней авиацией новые задачи. Первая - традиционная - нанесение массированного удара по стратегическим объектам вероятного противника на всю оперативно-стратегическую глубину расположения ВС агрессора с применением обычного и ядерного оружия. Для этого предназначены принятые в последнее время на вооружение новые малозаметные крылатые ракеты, способные нести как обычный, так и ядерный заряд на расстояние до 5 тысяч километров, успешно обходя систему ПВО противника.

Вторая задача, которая недавно была поставлена перед Дальней авиацией - это достойный ответ на террористические вызовы, брошенные нашей стране. Для решения этой задачи на вооружение самолетов ДА была принята принципиально новая крылатая ракета, которая должна обладать дальностью, превышающей 5000 км, иметь эффективную поверхность рассеивания, соизмеримую с сотыми долями метра и коэффициент вероятного отклонения порядка 5-6 м (образно говоря, ракета должна иметь возможность влететь в футбольные ворота). Летные испытания такой ракеты начались в 2000 г. Вторая задача, стоящая на этом направлении развития ДА - это участие в разработке перспективного авиакомлекса Дальней авиации.

Основными задачами дальней авиации являются поражение:

авианосных многоцелевых групп

соединений (групп) кораблей-носителей морского базирования в океане

основных авиационных группировок в удаленных районах ТВД и на отдаленных стратегических направлениях

оперативно-стратегических ракетных комплексов и складов ядерного оружия

важных военных, военно-промышленных и энергетических объектов

центров государственного и высшего военного управления в удаленных районах ТВД

стратегических и оперативных резервов, задержка их выдвижения

морских десантов в районах формирования и при переходе морем

Важное значение приобретает задержка выдвижения наиболее опасных соединений оперативных и стратегических резервов противника при отражении агрессии. Эта задача ограниченным составом ДА с наибольшей эффективностью может быть решена путем применения современных авиационных к рылатых ракет (КР) по главным узлам маршрутов выдвижения резервов (мостам, железнодорожным станциям, переправам и т.п.) с целью срыва планов агрессора по вводу резервов в бой

.2 Анализ изменения технического состояния комплекса авиационного вооружения самолета Ту-95МС в процессе эксплуатации

Являясь сложной динамической технической системой КАВ самолета Ту-95МС эксплуатируется в воздухе (летная эксплуатация) и на земле (техническая эксплуатация). В воздухе КАВ эксплуатируется при полетах на боевое применение только лицами летного состава, на земле лицами инженерно-технического состава (ИТС) авиационных и авиационно-технических частей.

В процессе эксплуатации наблюдается изменение свойств систем КАВ переходы из исправного в работоспособное и из работоспособного в неработоспособное виды ТС посредством таких событий, как повреждение и отказ.

Причинами отказов систем КАВ самолета являются, как правило, различного рода дефекты. Дефект определяется как любое несоответствие того или иного объекта требованиям, установленным нормативно-технической документации (НТД). При этом дефект интерпретируется как некоторый изъян (недостаток) системы, являющийся результатом воздействия конструктивно-технологических, внешних факторов, а также субъективного (человеческого) фактора.

Влияние конструктивно-технологических факторов определяется состоянием фундаментальных теоретических знаний, которые положены в основу эксплуатации систем КАВ самолета Ту-95МС, степенью обобщения опыта эксплуатации аналогичных разработок (систем КАВ самолета Ту-95МС), теоретических направлений, качеством, совершенством технологии и оборудования эксплуатации.

Влияние внешних факторов обусловлено различными видами энергии и климатическими условиями эксплуатации, оказывающими влияние на свойства рассматриваемой динамической системы.

Механическая энергия является наиболее распространённым видом энергии, которая передаётся в виде статических и динамических нагрузок. Тепловая энергия действует на системы при превышении температурных режимов его работы. Вследствие нагрева смещаются уровни настройки, дает сбой электроника, возникает опасность заклинивания толкателей в направляющих и т. д.

Химическая энергия в виде агрессивных сред является основным источником коррозии систем авиационного вооружения (АВ).

Электромагнитная энергия в виде радиоволн (электромагнитных колебаний) оказывает влияние в первую очередь на электронные блоки авиационной прицельной системы, вызывая сбои элементов и погрешности сигналов.

Таким образом, все виды энергии, воздействуя на системы АВ самолета, вызывают ряд нежелательных процессов, создают условия ухудшения их технических характеристик и появления отказов.

К климатическим условиям относят влажность, иней, росу, пыль, повышение и понижение давления, плесневые грибки и т. д. При длительном нахождении элементов в условиях повышенной влажности или пыли постепенно ухудшаются прочностные характеристики систем, в частности, нарушается их герметичность. Окружающая среда получает доступ к активным областям, в результате чего постепенно изменяются параметры, что, в конечном счете, приводит к отказам и потере работоспособности.

По скорости протекания все процессы, действующие на системы КАВ, можно поделить на быстро протекающие, средней скорости и медленно протекающие.

Быстро протекающие процессы имеют периодичность изменения, измеряемую обычно долями секунды. К таким процессам относятся ведение объекта в заданное НТД состояние с помощью управляющих воздействий.

Процессы средней скорости связаны с периодом непрерывной работы системы. К этой категории относятся, например, изменения температуры, изнашивание наконечников и базовых поверхностей элементов системы управления оружием и т. д. По длительности эти процессы обычно измеряются в минутах или часах.

Медленно протекающие процессы происходят за время работы систем КАВ в период между профилактическими осмотрами или ремонтами. Поэтому их длительность намного больше, чем у предыдущих групп процессов, они, как правило, длятся часами, днями, месяцами и т. д. К этим процессам относятся, например, изнашивание основных механизмов, перераспределение внутренних напряжений в материале, ползучесть материалов балочных держателей, загрязнение их поверхностей, коррозия и др.

Условно дефекты в зависимости от размеров и возможности обнаружения делят на грубые, или макроскопические, и мелкие, или микроскопические, которые зачастую еще называют случайными. Большинство микроскопических дефектов не поддаются обнаружению и присутствие их в объектах неизбежно. Поэтому необходимо рассматривать КАВ самолета Ту-95МС как структуру, находящуюся в неравновесном состоянии из-за присутствующих в нем микроскопических дефектов. Последние, в свою очередь, случайным образом распределены в генеральной совокупности элементов систем.

Многообразие и стохастический характер воздействия эксплуатационных факторов на объекты ВС приводят к тому, что при одной и той же наработке или продолжительности эксплуатации объекты имеют различное фактическое ТС. В связи с этим наработка или календарный срок службы не характеризуют однозначно ТС объекта в процессе эксплуатации.

Для примера рассмотрим изменение ТС КАВ самолета Ту-95МС в процессе эксплуатации.

Для множества однотипных изделий реализации n(t) изменения параметра n во времени образуют случайную функцию n(t).

Отказ объекта происходит в момент T пересечения реализацией процесса n(t) предельного уровня n. Тогда вероятность отказа Q(t) за время t будет равна вероятности того, что n(T)

           (1.2.1)

А вероятность безотказной работы за время

          (1.2.2)

Для плотности распределения времени безотказной работы f(t), допустимой вероятности отказа QД ресурс до ремонта Tр определяется из выражения

    (1.2.3)

Тогда средняя наработка М до замены объекта после отработки ресурса с учетом замены отказавших объектов

         (1.2.4)

При замене после отказа всех объектов средняя наработка (средний ресурс)

    (1.2.5)

Следовательно, абсолютная величина среднего времени недоиспользования ресурса при замене объекта после отработки ресурсов

     (1.2.6)

При этом относительная величина среднего времени недоиспользования ресурсов

                  (1.2.7)

Воспользовавшись известными из теории вероятностей характеристиками случайных величин

(1.2.8)

где среднее квадратическое отклонение; v = - коэффициент вариации;  - квантиль вариации.