Дипломная (вкр): Техническая эксплуатация авиадвигателей в степени простых аппаратов

Обозначим на некоторой плоскости все элементы множества V вершин графа G, предполагая это множество конечным, и i-ю вершину из V соединим с k-н вершиной того же множества ребром Е == {jk), если элемент (j,k) в Р равен единице. Ориентацию ребер выполним в направлении от j-и вершины к k-и. Если же элементы j, k и k, j существуют одновременно, то будем изображать на плоскости два ориентированных ребра между соответствующими вершинами. В результате такого построения получим неразмеченный граф G процесса технической эксплуатации ЛА (рис.7.1).

Разметка ребер и вершин графа G выполняется с помощью матрицы вероятностей переходов Р = ||Рjk|| и вектора-строки стационарных вероятностей p.

.2 Характеристика отдельных состояний процесса технической эксплуатации

В зависимости от поставленных задач исследования процесс технической эксплуатации ЛА можно представить сколь угодно большим числом состояний. Все множество этих состояний, за исключением состояния "полет", можно разделить на несколько групп: состояния ожидания начала обслуживания и ремонта; непосредственного обслуживания и ремонта; готовности и др.

Состояние "полет". Время, которое проводит ЛА в полете по маршруту, определяется характеристиками: воздушной трассы (ее протяженностью, топологией, радиообеспечением, метеоусловиями и др.), аэропортов вылета и посадки (расписанием полетов, пропускной способностью и др.), ЛА (режимом полета, величиной коммерческой загрузки, запасом топлива и др.).

Воздействие указанных факторов на продолжительность полета в значительной мере случайно. В связи с этим время в полете Xi есть величина случайная. Результаты обработки статистических данных показывают, что распределение времени полета Xi по форме близко к нормальному с различными параметрами для разных маршрутов и типов ЛА.

Из физических предпосылок относительно свойств рассматриваемого состояния становится ясно, что среднее значение продолжительности полета по данному маршруту и дисперсия этого времени будут определяться значением скорости и условиями полета.

Состояния ожидания начала обслуживания. Простои ЛА в состоянии ожидания начала технического обслуживания объясняются многими причинами и прежде всего отсутствием свободных обслуживающих бригад, недостатками в организации работ, изменениями планов воздушного движения и т. п. В этом случае вновь прибывший ЛА становится в очередь на обслуживание и находится в данном состоянии случайное время Х1, которое отсчитывается от момента посадки ЛА до начала его обслуживания освободившейся бригадой.

Результаты статистического анализа времени безусловного (независимого от видов и форм технического обслуживания) ожидания начала обслуживания ЛА показывают, что оно распределено по логарифмически нормальному закону с различными параметрами для разных типов ЛА.

Состояния оперативного обслуживания. Под оперативным техническим обслуживанием понимается обслуживание предполетное, послеполетное и при кратковременной стоянке. Состояния оперативного обслуживания являются наиболее часто посещаемыми состояниями процесса технической эксплуатации ЛА. Случайная величина времени обслуживания Хз, отсчитываемая между моментами начала и окончания обслуживания, содержит в себе постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая определяется объемами стандартных регламентных работ, выполняемых на каждом ЛА, переменная объемами работ по поиску и устранению повреждений и отказов элементов систем ЛА, возникших в полете. Естественно, что переменная составляющая характеризуется заметным непостоянством объемов работ, а следовательно, и продолжительности их выполнения на том или ином ЛА.

Примеры распределения продолжительности периодического технического обслуживания ЛА: а - по форме 1; б - по форме 2; 1 - экспериментальные; 2 - теоретические

Результаты обработки статистических данных о продолжительности предполетного, послеполетного обслуживания, а также обслуживания при кратковременной стоянке показывают, что экспериментальные данные хорошо аппроксимируются альфа-распределением с различными параметрами для разных форм технического обслуживания и типов ЛА.

Состояния периодического обслуживания. При периодическом обслуживании на ЛА выполняется комплекс обязательных работ, связанных с дефектацией элементов конструкции планера, силовых установок и шасси, а также с осмотром и определением работоспособности функциональных систем и изделий. Кроме того, на ЛА выполняются работы по поиску и устранению обнаруженных отказов и повреждений изделий и элементов конструкции. Здесь так же, как и при оперативном обслуживании, налицо две составляющие объема работ - постоянная и переменная. Но в отличие от оперативного обслуживания доля переменной составляющей в общем объеме периодического обслуживания заметно падает. Постоянная составляющая определяется перечнем обязательных регламентных работ, выполняемых при той или иной форме обслуживания, оснащенностью АТБ средствами механизации, организацией выполнения работ, квалификацией персонала.

Статистической моделью распределения случайной величины X4 в состояниях периодического обслуживания по формам регламента может быть принято логарифмически нормальное распределение. Примеры распределения величины Х4 приведены на рис. 7.2. Согласие между теоретическим и экспериментальным распределениями остается намного выше, чем для конкурирующего нормального распределения.

Состояния ремонта. Капитальный ремонт или ремонтные формы характеризуются еще большим, чем при периодическом обслуживании, проникновением работ в конструкцию и системы ЛА. Все работы, начиная с обязательного демонтажа значительной части оборудования, выполняются по стандартным технологиям. При этом удельный вес работ, выполняемых по дефектации, в сравнении с периодическим обслуживанием существенно уменьшается. Обработка статистических данных о продолжительности выполнения ремонтных форм (ремонта) Х5 показывает, что лучшей статистической моделью данной группы состояний процесса технической эксплуатации является гамма-распределение.

Учитывая, что среднее квадратическое отклонение случайной величины Х5 по сравнению со средним значением невелико, можно пользоваться и другими законами распределения, в частности логарифмически нормальным. Однако гамма-распределение дает наиболее высокое согласие с экспериментальными данными.

Состояния готовности к полетам. После выполнения оперативного обслуживания ЛА в соответствии с матрицей переходов переводится либо в состояние полета, либо готовности.

В состояние готовности переводятся, как правило, все ЛА, на которых выполнялось периодическое обслуживание или ремонт. Результаты анализа свидетельствуют о том, что лучшей статистической моделью распределения случайной величины X6, характеризующей продолжительность готовности после оперативного обслуживания, является распределение Вейбулла.

Случайная величина Х7, характеризующая продолжительность готовности после периодического обслуживания и ремонтных форм, наилучшим образом аппроксимируется гамма-распределением. Получены виды распределения продолжительности пребывания ЛА и в других состояниях, в частности в состояниях "отсутствие запасных частей" и "задержка вылета". Для этих состояний наиболее подходящей статистической моделью является экспоненциальное распределение.

Глава 8.        Стратегия технического обслуживания и ремонта авиационной техники

.1 Классификация стратегий

В общем случае стратегия представляет собой совокупность правил и управляющих воздействий, объединенных общей целью при решении задач крупной народнохозяйственной проблемы. Стратегия должна отражать прежде всего идеологическую направленность действий и принятую при этом концепцию. Исходя из этого применительно к понятию ТОиР AT термин стратегия в самом общем виде может быть определен следующим образом.

Стратегия - совокупность принятых принципов, правил и управляющих воздействий, определяющих комплексное развитие эксплуатационных свойств конструкции AT, методов организации и производственно-технической базы ее ТОиР. Данное определение стратегии отражает необходимость системного подхода к решению проблемы повышения эффективности ТОиР, нацеливает на совместные согласованные действия в рамках единой программы всех организаций и предприятий, создающих, эксплуатирующих и ремонтирующих AT.

В соответствии с действующими стандартами различают следующие стратегии:

технического обслуживания по наработке, при которой перечень и периодичность выполнения операций определяются значением наработки изделия с начала эксплуатации или после капитального (среднего) ремонта;

технического обслуживания по состоянию, при которой перечень и периодичность выполнения операций определяются фактическим техническим состоянием изделия в момент начала технического обслуживания;

ремонта по наработке, при которой объем разборки изделия и дефектации его составных частей назначается единым для парка однотипных изделий в зависимости от наработки с начала эксплуатации и (или) после капитального (среднего) ремонта, а перечень операций восстановления определяется с учетом результатов дефектации составных частей изделия;

ремонта по техническому состоянию, при которой перечень операций, в том числе разборки, определяется по результатам диагностирования изделия в момент начала ремонта, а также по данным о надежности этого изделия и однотипных изделий.

В качестве основного признака, характеризующего стратегии ТОиР объектов, целесообразно принять характер информации об их надежности и техническом состоянии, которая используется при назначении периодичности объема регламентных работ. Эту информацию можно разделить: по времени получения и использования на априорную (полученную до опыта) и апостериорную (полученную при проведении опыта); по источникам получения на информацию о совокупности объектов и об отдельном объекте. При этом под опытом понимается серийная эксплуатация объекта. Сочетания этих видов информации образуют четыре стратегии ТОиР.

Стратегии ТОиР по состоянию (стратегии по состоянию) существенно отличаются от стратегий обслуживания и ремонта по наработке (стратегии по наработке). Они заключаются не только в самом характере технологических процессов ТОиР, но и в распределении ресурсов, потребных на развитие производственно-технической базы, соответствующей требованиям той или иной стратегии. А требования эти к раз-витию базы разные.

Стратегия по состоянию предполагает обеспечение высокого уровня эксплуатационно-ремонтной технологичности конструкций, создание в достаточных объемах эффективных средств диагностирования и неразрушающего контроля, развитие производственно-технической и экспериментальной базы эксплуатационных и ремонтных предприятий гражданской авиации. Стратегия же по наработке предполагает развитие экспериментальной базы предприятий промышленности и обеспечение на этой основе обоснованных ресурсов до ремонта для каждой совокупности однотипных объектов. От своевременного выбора соответствующей стратегии в решающей мере зависит своевременность и правильность выбора требуемой технической политики развития инженерно-авиационной службы отрасли на многие годы.

В зависимости от имеющихся возможностей определения предельного состояния работоспособности изделий в процессе эксплуатации и от принятого критерия для установления сроков их замен на ЛА различают следующие стратегии эксплуатации (использования): до выработки ресурса (срока службы); до отказа; до предотказового состояния.

Стратегии обслуживания и ремонта, естественно, связаны со стратегиями эксплуатации (использования) изделий AT. Для каждой из стратегий эксплуатации можно выбрать вполне определенные, отличающиеся наибольшей эффективностью стратегии ТОиР (обозначены знаком + ).

Из таблицы следует, что для стратегии эксплуатации изделий до выработки ресурса (срока службы) наиболее эффективной стратегией технического обслуживания будет, естественно, стратегия по наработке. При ремонте изделий возможны стратегии по наработке и по техническому состоянию, что зависит от вида изделий и уровня его контролепригодности при ремонте.

Если же для изделия принята стратегия эксплуатации до предотказового состояния, то необходимым и обязательным условием ее осуществления на практике является принятие стратегии обслуживания данного изделия по состоянию с контролем параметров и стратегии ремонта по техническому состоянию. Если же, наоборот, то или иное изделие обслуживается и ремонтируется с контролем параметров, то наиболее эффективной стратегией эксплуатации (использования) такого изделия окажется стратегия до предотказового состояния.

Соответственно для изделий, эксплуатируемых по стратегии до отказа, наиболее эффективными стратегиями ТОиР будут: при обслуживании - стратегия по состоянию с контролем уровня надежности, при ремонте возможны стратегии по наработке и техническому состоянию. Отсюда следует, что отдельные изделия, установленные на современных самолетах, можно эксплуатировать, обслуживать и ремонтировать, как правило, только по одной из указанных стратегий. Для функциональных систем и самолета в целом наиболее вероятно применение всех, указанных в табл. стратегий эксплуатации или так называемой смешанной стратегии.

Таблица 8.1. Стратегии ТОиР

.2 Классификация технического обслуживания по состоянию с контролем уровня надежности

Таблица 8.2

К характерным особенностям стратегии обслуживания с контролем уровня надежности можно отнести следующие. Каждое из изделий при этой стратегии эксплуатируется (используется) до отказа. Межремонтных ресурсов для этих изделий не устанавливается. Техническое обслуживание каждого конкретного изделия заключается в выполнении необходимого объема работ по регулировке, калибровке, обнаружению возникших отказов и неисправностей и их устранению. Для конструктивно сложных изделий может оказаться целесообразным выполнять замену некоторых из их составных частей по наработке, если она возможна без необходимости разборки изделия в стационарных условиях. Применительно ко всему парку однотипных изделий осуществляется контроль уровня надежности. В случаях когда фактический уровень надежности того или иного типа изделий ниже нормативного, проводится тщательный анализ причин отклонения и осуществляются мероприятия по его повышению.

Внедрение технического обслуживания изделий с контролем уровня надежности предполагает решение ряда организационных и технических задач, в том числе: организацию оперативного сбора и обработки информации о надежности, позволяющую определять фактические уровни надежности эксплуатируемых типов изделий; разработку метода установления нормативных значений уровней надежности для каждого типа изделий; организацию оперативного сравнения фактического уровня надежности с нормативным и выполнение анализа возможных последствий; создание комиссии для принятия решений о возможности продолжения эксплуатации изделий того или иного типа до отказа и разработки мероприятий по поддержанию уровня их надежности. Такими мероприятиями могут явиться: назначение дополнительных работ по ТОиР; изменение периодичности контроля надежности; изменение условий или режимов эксплуатации; выполнение конструкторских доработок; переход на стратегию ТОиР по наработке.

Важной особенностью стратегии обслуживания с контролем уровня надежности является ее исследовательская направленность, ориентирующая авиапредприятия на регулярную оценку пригодности самолета к безопасной и экономичной эксплуатации. На основании полученных оценок осуществляется единственный для этой стратегии способ управления надежностью путем реализации мероприятий, оказывающих воздействие на весь парк эксплуатируемых изделий данного типа.