Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Различия и сходства в подходах эксплуатации самолетов гражданской и военной авиации
1.1 Классификация авиации
1.2 Документы, регламентирующие деятельность в вопросах эксплуатации гражданской и военной авиации
1.3 Принципиальные различия в вопросах технической эксплуатации воздушных судов гражданской и военной авиации 12
1.3.1 Требования к воздушным судам при технической эксплуатации авиационной техники
1.3.2 Виды выполняемых работ на авиационной технике
1.3.2.1 Виды выполняемых работ в гражданской авиации...
1.3.2.2 Виды выполняемых работ в военной авиации
1.4 Состояние проблемы обеспечения безопасности полетов и поддержания летной годности воздушных судов
1.5 Современный уровень безопасности полетов и надежности авиационной техники
1.5.1 Классификация авиационных событий -50
1.5.2 Показатели безопасности полетов 4l
1.5.3 Анализ аварийности авиации
1.6 Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2 Анализ отработки ресурсов агрегатов функциональных систем самолетов МиГ 31
2.1 Взаимосвязь долговечности, сохраняемости и надежности самолетов
2.2 Показатели долговечности -3
2.2.1 Методы определения значения ресурса и срока служб 60
2.3 Анализ процесса старения (отработки ресурса и срока службы) агрегатов функциональных систем самолетов МиГ-31 и гражданской авиации 62
2.3.1 Анализ отработки ресурсов агрегатами пневматической (газовой) системы 65
2.3.2 Анализ отработки ресурсов агрегатами системы управления самолетом 70
2.3.3 Анализ отработки ресурсов агрегатами системы жидкостного охлаждения и наддува блоков РЭО 73
2.3.4 Анализ отработки ресурсов агрегатами шасси 77
2.3.5 Старение однотипных систем самолетов гражданской и военной авиации 80
2.4 Сравнение процессов старения заданных конструктором самолета и реализуемых в эксплуатации 84
2.5 Результаты и выводы по главе 90
ГЛАВА 3 Анализ надежности агрегатов и функциональных систем самолетов МиГ-31 91
3.1 Нормирование безотказности воздушных судов 91
3.1.1 Поддержание летной годности воздушных судов 91
3.1.2 Контрольные оценки надежности агрегатов и функциональных систем 93
3.2 Оценка надежности агрегатов и функциональных систем самолетов МиГ-31 по традиционному методу 96
3.2.1 Система электроснабжения переменного трехфазного тока постоянной частоты 98
3.2.2 Шасси 106
3.2.2.1 Основные опоры шасси и створки 107
3.2.2.2 Передняя опора и створки 114
3.2.3 Гидравлическая система 122
3.3 Результаты и выводы по главе 140
Общие результаты и выводы 141
Список использованных источников 143
- Принципиальные различия в вопросах технической эксплуатации воздушных судов гражданской и военной авиации
- Состояние проблемы обеспечения безопасности полетов и поддержания летной годности воздушных судов
- Анализ отработки ресурсов агрегатами системы жидкостного охлаждения и наддува блоков РЭО
- Система электроснабжения переменного трехфазного тока постоянной частоты
Введение к работе
Актуальность проблемы. На сегодняшний день, ввиду хронического недофинансирования на протяжении длительного периода времени как гражданской, так и государственной авиации, не удается в полном объеме реализовать программу по обновлению и модернизации парка самолетов, что приводит к существенному старению авиационной техники.
Следовательно, в целях обеспечения надежности, повышения безопасности и регулярности полетов, снижения затрат на техническую эксплуатацию, необходимо внедрение новых принципов технического обслуживания и ремонта (ТОиР), ориентированных на максимальное использование фактической надежности авиационной техники (AT). Одним из эффективных принципов ТОиР является переход на технологию эксплуатации AT «по состоянию».
Основными проблемами, тормозящими использование технологии «по состоянию» являются:
- отсутствие в эксплуатирующих организациях методов для оценки
и проведения анализа процессов старения и изношенности
функциональных систем самолетов, с целью выбора оптимального
интервала наблюдения. Вместо малоэффективной практики
выполнения работ по календарным срокам или наработке
использовать только показатели фактической надежности (т.е.
исключить ограничения по сроку службы или ресурсу);
- отсутствие у эксплуатантов методики для оценки надежности
функциональных систем самолетов в прямых показателях, задаваемых
Нормами летной годности самолетов (НЛГС).
В настоящее время, для оценки надежности авиационной техники в процессе эксплуатации используются косвенные показатели надежности. В гражданской авиации к таким показателям относят среднюю наработку на отказ, количество отказов на 1000 часов налета {К10оо), налет на отказ, приводящий к авиационным событиям (инцидент, серьезный авиационный инцидент, авиационное происшествие). Надежность авиационной техники в государственной авиации оценивается следующими показателями: средний налет на неисправность, обнаруженную в полете и приведшую к невыполнению полетного задания, Тт; средний налет на неисправность, обнаруженную в полете и не повлекшую невыполнение задания, Т„; средний налет на отказ и повреждение Тс.
Показатели надежности самолетов задаются
государственными требованиями не в косвенных, а в прямых показателях, которые установлены НЛГС. В НЛГС требования к
надежности определены в виде допустимых значение вероятностей отказов систем на 1 час налета, приводящих к возникновению в полете особых ситуаций, классифицирующихся как сложная, аварийная, катастрофическая ситуация.
Необходимо заметить, что при расчете надежности функциональных систем и оборудования самолетов, определяются вероятности безотказной работы P(t) и вероятности отказа Q{t) в функции от налета. При этом, нормируемая вероятность отказа на 1 час налета, при рассматриваемом интервале времени, согласно общепринятым в теории надежности методам, часто определяет результаты, противоречащие здравому смыслу и практике эксплуатации авиационной техники.
Функциональные системы самолетов государственной авиации существенно отличаются от систем самолетов гражданской авиации по структуре, по методам технического обслуживания и по ресурсам агрегатов. В связи с этим, исследование надежности и процессов старения систем самолетов государственной авиации при длительной серийной эксплуатации и разработка обоснования по переводу эксплуатации агрегатов таких систем на стратегию по фактическому техническому состоянию представляется актуальной задачей диссертационного исследования.
Целью диссертационной работы является: Обоснование возможности перевода агрегатов функциональных систем самолета МиГ-31 на техническое обслуживание по состоянию.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
Выполнен анализ особенностей структуры и опыта технической эксплуатации авиационной техники в гражданской и истребительной авиации.
Исследованы особенности технического обслуживания самолетов государственной авиации, и их влияние на процессы старения функциональных систем на примере процессов старения функциональных систем самолета МиГ-31 при длительной эксплуатации,.
Выполнен расчетный анализ надежности функциональных систем самолета МиГ-31 по традиционной и альтернативной методике, разработанной в СибГАУ.
Научно обоснована возможность перевода агрегатов функциональных систем самолета МиГ-31 на стратегию эксплуатации по фактическому состоянию.
Объектом исследования в диссертационной работе являются функциональные системы самолета МиГ-31 истребительной авиации.
Предмет исследования: исследование процессов старения и надежности функциональных систем самолета МиГ-31 для обоснования возможности перевода на техническое обслуживание по состоянию.
Методы исследования: основаны на применении математического аппарата теории вероятностей, математической статистики, теории надежности и системного анализа.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые:
1 Показано, с использованием статистических данных
серийной эксплуатации, что функциональные системы самолета МиГ-
31 стареют так же как и планер самолета. В отношении к старению,
функциональные системы МиГ-31 существенно отличаются от систем
самолетов гражданской авиации, что является следствием отличия их
структур и процессов технического обслуживания.
2 Установлено, что вероятность отказа за 1 час полета
функциональных систем самолета МиГ-31 рассчитанная по
традиционному методу расчета, в зависимости от структуры систем,
может быть постоянной, возрастающей либо убывающей функцией
времени. Это противоречит оценкам надежности агрегатов систем
полученным в результате длительной серийной эксплуатации.
3 Расчетный анализ надежности систем самолета МиГ-31
выполненный по альтернативному методу и статистическим
материалам, полученным при серийной эксплуатации, показал
независимость от времени вероятностей отказа систем за 1 час полета,
что обеспечивает возможность перевода их эксплуатации на
стратегию по состоянию с контролем уровня надежности.
Установлены контрольные уровни надежности.
Практическая значимость работы заключается в том, что: 1 Показано, что вследствие крайне незначительного влияния замен агрегатов в эксплуатации по их отказам и неисправностям, процессы старения функциональных систем не стабилизируются в функции налета часов, как это характерно для самолетов гражданской авиации. А поскольку ресурсы агрегатов систем установлены близкими к ресурсам планера самолета, функциональные системы стареют также как и планер.
В этих условиях, постоянное поддержание малых значений параметров потоков отказов агрегатов и высокой надежности систем самолетов государственной авиации определяется:
- с одной стороны, высокой надежностью агрегатов в пределах
малых (в сравнении с самолетами гражданской авиации) ресурсов;
- с другой стороны, системой технического обслуживания
авиационной техники, реализуемой в государственной авиации.
2 Результаты исследования надежности и старения самолета
МиГ-31, позволяют научно обоснованно рекомендовать перевод его
функциональных систем на эксплуатацию по состоянию с контролем
уровня надежности, существенно увеличить срок службы самолетов
истребительной авиации и повысить эксплуатационную надежность.
3 Результаты диссертационной работы использованы при
проведении лекционных и практических занятий с летным и
инженерно-техническим составом.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Всероссийской конференции «Актуальные проблемы авиации и космонавтики», Красноярск, 2009, 2010г.г.; XIII, XIV Международной научной конференции «Решетневские чтения», Красноярск, 2009, 2010 г.г., научно-методических семинарах кафедры «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей» института гражданской авиации.
Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 7 печатных работ, из них 4 работы в изданиях, рекомендованных в перечне ВАК. Список опубликованных работ приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 146 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников из 56 наименований.
Принципиальные различия в вопросах технической эксплуатации воздушных судов гражданской и военной авиации
Летная годность - характеристика самолета, определяемая реализованными в его конструкции принципами, конструктивными и технологическими решениями, обеспечивающая безопасность полётов в ожидаемых условиях при установленных методах эксплуатации [27].
Летная годность предъявляет к самолету широкий спектр требований, определяющих возможность совершения безопасных полетов.
Под «сохранением летной годности» понимается комплекс мероприятий гарантирующих, что, в любой момент срока службы, самолет соответствует действующим требованиям летной годности и его состояние обеспечивает безопасную эксплуатацию [27], [28].
В настоящее время, в практике эксплуатации авиационной техники в замен термина и понятия «сохранения летной годности» введен термин «поддержание» летной годности. «Поддержание» летной годности понятие более активное. Оно определяет активную позицию эксплуатанта (авиакомпании, авиапредприятия) в вопросах обеспечения соответствия самолета требованиям НЛГ. В процессе использования самолета по назначению его летная годность имеет тенденцию к ухудшению. Эксплуатант выполнением профилактических работ (регулировки, замены смазки и т.п.) и ремонтно-восстановительных работ (замены агрегатов и комплектующих изделий) поддерживает летную годность самолета. Фактически, эксплуатант поддерживает надежность самолета на уровне, соответствующем требованиям Нормам летной годности.
Безопасность полетов — совокупность свойств авиационной системы, характеризующих ее способность к функционированию (выполнение полетов) без авиационных происшествий [29].
Это свойство характеризуется уровнем безопасности полетов, который определяется вероятностью того, что в полете не возникнет катастрофическая ситуация. Принятый в Нормах показатель вероятности катастрофической ситуации в авиации оценивается для самолетов конкретного типа в среднем по всему парку и количеству катастрофических ситуаций, приходящихся на один час полета. В действительности, на некоторых типах самолетов, катастрофических ситуаций не было за все время их эксплуатации. Поэтому, принято считать целесообразным оценивать уровень безопасности полетов по всем особым ситуациям, имевшим место при эксплуатации самолетов рассматриваемого типа. По степени опасности особые ситуации различаются на усложненные условия полета (УУП), сложную ситуацию (СС), аварийную ситуацию (АС) и катастрофическую (КС). В соответствии с НЛГ для магистральных самолетов приняты следующие допустимые значения вероятностей реализации особых ситуаций для самолета в целом: - для КС принято значение Q = 10" на один час полета; - для АС принято значение Q = 10"6 на один час полета; - для СС принято значение Q = 10"4 на один час полета; - для УУП принято значение Q = 10"3 на один час полета. В авиации России выполняется анализ влияния надежности авиационной техники на безопасность полетов. В гражданской авиации анализ надежности выполняется два раза в год на уровне авиапредприятия [30], межрегионального территориального управления воздушного транспорта [31-33] и на отраслевом уровне [34-37]. В государственной авиации анализ надежности проводится не реже одного раза в квартал в строевых частях, и в вышестоящих штабах не реже одного раза в полугодие [26]. Анализ причин неисправностей AT должен включать: - изучение обстоятельств появления неисправностей AT и условий ее работы с использованием зафиксированных показаний приборов бортовых и наземных средств контроля; - проверку правильности эксплуатации и ремонта; - подбор и изучение статистических материалов по аналогичным неисправностям; - определение характера неисправности по внешним признакам и оценку возможности ее обнаружения с помощью КПА; - установление причины неисправности и отработку мероприятий по ее устранению и предупреждению. Структурный анализ надежности в военной авиации, выполняемый в частях, содержит следующие разделы: 1 Перечень и анализ причин отказов, угрожающих безопасности полетов, а также приведших к невыполнению полетного задания, который в свою очередь разбит на подразделы: 1.1 анализ инцидентов: 1.1.1 инциденты из-за ошибок летного состава в эксплуатации AT; 1.1.2 инциденты из-за недостатков в инженерно — авиационном обеспечение полетов; 1.1.3 инциденты из-за недостатков в аэродромно — техническом обеспечение полетов; 1.1.4 инциденты из-за воздействия внешних непрогнозируемых факторов; 1.1.5 инциденты из-за конструктивно - производственных недостатков; 1.1.6 инциденты из-за недостатков ремонта на авиаремонтных предприятиях; 1.1.7 инциденты, причина которых не установлена. 1.2 анализ отказов авиационной техники на земле и в полете по видам работ и подготовок. 2 Качество работ ИТС частей и личного состава подразделений тыла по обеспечению надежности AT и безопасности полетов. 2.1 оценка эффективности контроля состояния авиационной техники; 2.2 оценка эффективности проведенных доработок по бюллетеням промышленности; 2.3 изменение параметров, условий работы и нагрузок AT. 3 Приложений в виде таблиц: - таблица №1 Распределение инцидентов по виновности и системам; - таблица №2 Показатели состояния AT и качества ее эксплуатации; - таблица №3 Распределение отказов по видам подготовки и виновности; - таблица №4 Распределение отказов по системам. Поскольку в работе рассматриваются вопросы надежности функциональных систем самолета МиГ-31 эксплуатирующегося в государственной авиации, обратимся к анализу влияния надежности авиационной техники на безопасность полетов и рассмотрим только разделы по данному самолету. Прежде всего, следует отметить, что с 2005 года по данным «Периодического анализа надежности авиационной техники по самолету и двигателю» авиационные происшествия, вызванные отказами авиационной техники, не зафиксированы.
Состояние проблемы обеспечения безопасности полетов и поддержания летной годности воздушных судов
В зависимости от степени тяжести последствий все авиационные происшествия подразделяются на катастрофы и аварии. Авария — это авиационное происшествие без человеческих жертв. Катастрофа — это авиационное происшествие с человеческими жертвами. Необходимо отметить, что несмотря на максимальное приближение рассмотренных выше терминов и понятий к терминологии ИКАО, в других странах существует несколько иная классификация авиационных происшествий [29]. Например, в авиации США с 1977 г. все авиационные происшествия подразделяются на четыре категории: А - тяжелая авария. Это событие, когда воздушное судно разрушено, а общая стоимость ущерба составляет более 200 000 долларов или же имеются человеческие жертвы; В — авария. Событие, при котором материальные потери от поломки воздушного судна оцениваются в размере от 10 000 до 200 000 долларов или кто-либо из людей (относящихся к экипажу, пассажирам, обслуживающему персоналу или сторонним лицам) получил ранения; С - происшествие. Такое событие характеризуется материальным ущербом в размере от 250 до 10 000 долларов или потерей каким-либо лицом хотя бы одного рабочего дня в результате ранения (болезни, связанной с происшествием); Д — повреждение. Это событие, характеризуемое материальным ущербом в размере менее 250 долларов, но которое привело к ограничению деятельности какого-либо человека по состоянию здоровья. У нас в стране события, аналогичные двум последним, принято называть авиационными инцидентами. Авиационный инцидент - событие, связанное с летной эксплуатацией воздушного судна, которое могло создать или создало угрозу целости воздушного судна и (или) жизни лиц, находящихся на его борту, но не закончилось авиационным происшествием. Авиационные инциденты в зависимости от степени их опасности и последствий подразделяются на авиационные инциденты, серьезные авиационные инциденты и серьезные авиационные инциденты с повреждением воздушного судна. Серьезный авиационный инцидент — авиационный инцидент, при котором здоровью хотя бы одного из лиц, находившихся на борту воздушного судна, причинен вред или обстоятельства которого указывают на то, что едва не имело место авиационное происшествие. Серьезный авиационный инцидент с повреждением воздушного судна — это авиационный инцидент, при котором восстановление воздушного судна, получившего повреждение, возможно и экономически целесообразно. К серьезным авиационным инцидентам с повреждением воздушного судна не относятся повреждения, устраняемые путем замены агрегатов и не требующие применения технологий, не предусмотренных руководством по технической эксплуатации воздушного судна. Чрезвычайное происшествие — это событие, связанное с эксплуатацией воздушного судна, но не относящееся к авиационному происшествию, при котором наступило одно из следующих последствий: - утрата воздушного судна или гибель людей, находившихся на его борту, во время боевого вылета, при совершении террористического акта, угона или попытки угона воздушного судна; - гибель людей, находившихся на борту воздушного судна, в результате неблагоприятных воздействий внешней среды (например, от холода, голода и т.п.) после вынужденной посадки вне аэродрома; - гибель людей или утрата воздушного судна, находившихся на земле (палубе корабля), в результате авиационного происшествия с другим ВС; - утрата воздушного судна или гибель людей, находившихся на нем, при выполнении специальных задач в зонах чрезвычайного положения. Наземное происшествие — это событие, связанное с обслуживанием, хранением или транспортировкой воздушного судна, при котором произошла его утрата (повреждение, после которого восстановление воздушного судна нецелесообразно или невозможно). Основными факторами (причинами) авиационных происшествий, согласно ПРАПИ-2000 [38], являются: I Нарушения (упущения) личного состава при организации, производстве, управлении или обеспечении полетов: 1 Нарушения (упущения) в организации полетов. 2 Нарушения (упущения) при управлении воздушным движением, руководстве полетами. 3 Нарушения (ошибки) членов экипажа воздушного судна. 4 Нарушения (упущения) в обеспечении полетов. II Отказы авиационной техники, не связанные с действиями личного состава, участвующего в производстве полетов: 1 Конструктивно-производственные недостатки AT. 2 Недостатки ремонта AT на авиаремонтных предприятиях. 3 Отказы AT, причины которых не установлены, но могут быть наиболее вероятными. III Другие причины: 1 Недостатки испытаний AT и регламентации летной работы. 2 Недостатки средств обеспечения полетов. 3 События, причины которых не установлены, но могут быть наиболее вероятными. 4 Воздействие внешних непрогнозируемых факторов.
В соответствии с данной классификацией, осуществляется сбор и анализ статистических данных по авиационным происшествиям и инцидентам в государственной авиации ВС РФ. Однако, такое деление и соответствующий анализ не стимулирует выявление истинных причин и разработку мероприятий по их устранению, а фактически ориентировано на поиск виновника авиационных происшествий. Из 11 перечисленных групп причин особое внимание представляют три группы (класса) причин авиационных происшествий, которые обусловлены недостаточной эффективностью функционирования одного из звеньев сложной человеко-машинной системы: экипаж, авиационная техника, условия полета. Именно эти три компонента стали предметом тщательного анализа с целью поиска эффективных средств автоматизированного контроля и своевременного выявления и устранения причин АИ или АП. В соответствии с этим, большинство исследователей-авариологов в качестве основных групп причин АП рассматривают: отказы техники (ОТ); ошибочные действия экипажа при отказах техники и комбинированные причины (КП), включающие влияние экстремальных факторов полета.
Очень важным критерием деления АП на различные классы, группы может быть такой простой признак, как наличие или отсутствие возможностей у ВС, как объекта управления, благополучно завершить выполнение полета. Так, если АП произошло по причинам, связанным с отказами AT, то считается, что у экипажа отсутствовали какие-либо возможности закончить полет благополучно. Если АП произошло по комбинированным причинам, то считается, что после отказа AT, повлекшего за собой существенное снижение возможностей ВС, экипаж не справился с управлением ВС. В том случае, если АП было вызвано ошибочными действиями экипажа на исправном самолете, то считается, что ВС обладал достаточными возможностями и имелись способы управления, приводящие к успешному завершению полета [39].
Анализ отработки ресурсов агрегатами системы жидкостного охлаждения и наддува блоков РЭО
Из сравнения относительных отработок ресурсов функциональных систем ВС, эксплуатирующихся в государственной авиации, с ВС гражданской авиации, видно, что наработки самолетов МиГ-31 значительно меньше наработок ВС гражданской авиации, и находится в небольшом диапазоне 250...450 часов. Для ВС эксплуатирующихся в гражданской авиации, для самолета Ан-24 наработки находятся в существенно большем диапазоне 35...55 тыс. летных часов, тогда как для Ту-154 в пределах 15...40 тыс. летных часов.
Существуют и принципиальные отличия в процессах старения функциональных систем ВС эксплуатирующихся в различных ведомствах. Так, функциональные системы самолета МиГ-31 имеют сравнительно небольшие значения относительной наработки агрегатов tcp по причине небольшого налета. Зависимости относительных наработок агрегатов функциональных систем, представленных на рисунках 2.4, 2.7, 2.10, 2.13 являются линейными. Это связано с тем, что ресурсы агрегатов функциональных систем приравнены к ресурсу планера и, в процессе эксплуатации, замен агрегатов по выработке ресурса или срока службы почти не производятся. Системы самолетов Миг-31 и их агрегаты имеют незначительное резервирование и практически отсутствуют замены из-за отказов. Также, необходимо отметить, что у самолетов эксплуатирующихся в гражданской авиации, подтверждается предположение о стабилизации процесса старения систем по налету самолетов [45,46].
При рассмотрении процесса старения функциональных систем ВС гражданской авиации Ан-24 и Ту-154 видно, что, несмотря на большой налет самолетов Ан-24, их топливные системы и шасси существенно моложе, чем у Ту-154, средние относительные отработки ресурсов меньше. Это обстоятельство объясняется тем, что топливная система Ан-24 оснащена насосами с коллекторными электродвигателями постоянного тока, ресурс которых меньше, чем у асинхронных трехфазных электродвигателей насосов Ту-154, и в процессе эксплуатации производится их частая замена. Ресурс шасси и замена агрегатов определяется по количеству посадок. Налет на посадку самолетов Ан-24 значительно меньше, чем у Ту-154. Частые посадки определяют и более частое обновление агрегатов шасси Ан-24 по налету самолета, и его шасси имеют меньшую отработку ресурса, чем у Ту-154 при большем налете.
Приведенные результаты показывают, что агрегаты функциональных систем самолетов МиГ-31 имеют относительную отработку ресурса не более 15-26%, которая продолжает рост при увеличении наработки. Отработка ресурсов агрегатов функциональных систем происходит одинаково с отработкой ресурса планера в целом, по причине приравнивания ресурса агрегатов к ресурсу планера и отсутствию отказов и замен агрегатов.
Агрегаты функциональных систем ВС гражданской авиации, рассматриваемых типов, имеют относительную отработку назначенного ресурса не более 50-60% и стабилизируются. Стабилизация относительной отработки ресурса происходит по причине обновления оборудования вследствие замен для ремонта и отработке ими назначенного ресурса.
Сравнение процессов старения систем заданных конструктором и реализуемых в эксплуатации выполнено на примере самолета МиГ-31, и для самолета Ту-154М, эксплуатирующегося в гражданской авиации, на примере основной системы электроснабжения переменным током СПЗСЗБ40 и радиодальномера СД-75 [46].
Процессы старения (отработки ресурса) функциональных систем для самолета МиГ-31 представлены на рисунках 2.4, 2.7, 2.10,23.13
Процессы старения (отработки ресурса) функциональных систем для самолета Ту-154М представлены на рисунках 2.18, 2. Из представленных зависимостей видно, что процесс старения (отработки ресурса) комплектующих изделий основной системы электроснабжения переменным током СПЗСЗБ40 и радиодальномера СД-75 самолета Ту-154М происходит аналогично процессу старения агрегатов гидросистемы, топливной системы и шасси самолетов Ту-154М и Ан-24.
Процесс старения комплектующих изделий основной системы электроснабжения переменным током СПЗСЗБ40 и радиодальномера СД-75 завершается при налете планера самолета 25-30 тыс. часов. Приведенные результаты показывают, что агрегаты, имеющие отказы и эксплуатирующиеся на рассматриваемый момент в парке самолетов, имеют относительную наработку назначенных полных ресурсов не более 45-55%. Стабилизация процесса старения агрегатов связана с заменой их по неисправностям и отказам.
При разработке нового самолета, конструктор задает расчетные показатели долговечности агрегатам и предусматривает их замену в процессе эксплуатации по выработке ресурса и срока службы, таким образом, задавая верхнюю границу процесса старения, которая не учитывает досрочные замены по отказам и неисправностям. Представляет интерес рассмотреть верхние границы процесса старения систем и сравнить их с эксплуатационными.
Система электроснабжения переменного трехфазного тока постоянной частоты
Блок трансформаторов тока вместе с трансформаторами тока обеспечиваю дифференциальную токовую защиту генератора и его фидера от всех видов коротких замыканий.
Блок состоит из трех трансформаторов тока, резисторов и диодов, размещенных в корпусе. Каждый трансформатор однофазный, состоит из тороидального магнитопровода, на котором расположены вторичная и контрольная обмотки. Первичной обмоткой трансформаторов является силовой привод (фидер генератора), проходящий через отверстия тороида.
Для ограничения величины напряжения, снимаемого с выхода блоков, параллельно рабочей обмотке каждой фазы трансформатора включено сопротивление, состоящее из двух параллельно включенных резисторов. По этим резисторам при нормальном режиме работы генератора течет только незначительный ток небаланса.
При коротких замыканиях в генераторе или его фидере возникает резкий небаланс токов между трансформаторами генератора и блока трансформаторов тока, под действием которого срабатывает исполнительный механизм, расположенный в блоке защиты и управления.
Система выполнена так, что при нормальной работе каждый канал питает свои шины, и следовательно, свою группу потребителей, подключенных к этим шинам. При этом в системе предусмотрена возможность взаимного резервирования (резервирование параллельное, с целой кратностью, постоянное) каждого из каналов, что позволяет при отказе или не включении любого из генераторов питать шины неработающего генератора от шины работающего генератора. Таким образом, при работе только одного из генераторов переменного тока обеспечивается питание всех потребителей (номинальная мощность генератора позволяет работать генератору в таком режиме). Переключение шин при этом происходит автоматически. Резервным источником электропитания переменного тока является преобразователь ПТО-1000/1500М, который предназначен для преобразования постоянного тока напряжением 27В в переменный трехфазный ток напряжением 36В и переменный однофазный ток напряжением 115В, частотой 400Гц. При выходе из строя одного из генераторов переменного тока его нагрузка автоматически переключается на исправный генератор переменного тока, а преобразователь запускается. В случае отказа обоих генераторов переменного тока жизненно важные потребители получают электропитание от преобразователя.
В эксплуатации под нашим наблюдением находится 46 генераторов переменного тока. За время эксплуатации было выявлено пять отказов. Четыре отказа генераторов расположенных на правом двигателе, и один отказ генератора расположенного на левом двигателе.
Данные по отказам генераторов, для примера, представлены в таблице 3.1 Основная и единственная причина выхода из строя генераторов, это разрушение подшипника передней опоры. По другим агрегатам системы электроснабжения отказов и повреждений не зафиксировано. В связи свыше сказанным, можно упростить структурную схему, смотри рисунок 3. Шасси самолета, паршютно-тормозная установка и закрылки представляют собой в комплексе взлетно-посадочные устройства, обеспечивающие взлет и посадку самолета с использованием как бетонированных, так и грунтовых аэродромов.
Шасси самолета выполнено по трехопорной схеме. Оно состоит из двух основных опор подкосного типа, каждая из которых оснащена двухколесной тележкой с независимой установкой тормозных колес, и передней опоры полурычажного типа с двумя тормозными колесами. Пневмогидравлические амортизаторы поглощают работу внешних сил на прямом и обратном ходе штоков. Уборка (выпуск) передней и основных опор шасси производится одновременно гидравлической энергией от общей гидросистемы самолета при переводе ручки переключателя крана на уборку (выпуск). Передняя опора убирается назад, по потоку, в негерметичный отсек носовой части фюзеляжа; основные опоры убираются вперед, против потока, в негерметичные боковые отсеки фюзеляжа. Ниши отсеков при убранных опорах закрываются створками и щитками. Аварийный выпуск производится аварийной системой, использующей энергию сжатого азота. Торможение колес шасси при побеге самолета, при рулении и на старте осуществляется основной пневмогидравлической тормозной системой. Система аварийного и транспортировочного торможения обеспечивает: - аварийное торможение колес основных опор шасси; - торможение колес основных опор шасси при буксировке самолета. Электросхема шасси обеспечивает: - включение и выключение крана шасси на уборку и выпуск; - включение и выключение крана тормозных щитков; - включение и выключение кранов механизма разворота передней опоры; - сигнализацию убранного и выпущенного положения шасси; - включение в работу системы автоматического растормаживания колес; - приведение в действие тормозной парашютной установки. Основные опоры шасси предназначены для поглощения удара при посадке самолета, а также для обеспечения разбега, пробега и руления п0 взлетно-посадочной полосе. Основная опора (рисунок 3.6, 3.7) состоит из стойки-цилиндра, подьсоса, двухколесной тележки, амортизатора основного, амортизатора пяточного, механизма разворота тележки, сигнализатора начала уборки шасси, механизма сигнализации необжатого положения основной опоры шасси. Уборка (выпуск) основной опоры производится поворотом относительно оси вращения стойки-цилиндра и осуществляется за счет изменения длины стойки-цилиндра при подаче в нее давления от гидросистемы. Во время уборки (выпуска) одновременно с поворотом опоры осуществляется разворот тележки относительно стойки-цилиндра с помощью механизма разворота. Для удержания самолета во время опробования двигателей, швартовки и буксировки на полувилках тележки имеются специальные проушины. В убранном положении опора удерживается замком убранного положения. На опоре имеется скоба под крюк замка убранного положения. При убранном шасси боковые отсеки основных опор закрываются каждый двумя сворками (рисунок 3.8) - передней и задней. Передняя часть каждого бокового отсека закрывается тормозным щитком, выполняющим в убранном положении роль створки.
