Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Контроль и поддержание надёжности изделий авиационной техники в эксплуатации
1.1 Функциональные задачи контроля надёжности изделий авиационной техники в эксплуатации 13
1.2 Особенности контроля надёжности изделий авиатехники при эксплуатации по техническому состоянию 32
1.3 Методы оценки показателей надёжности изделий авиатехники 52
ГЛАВА 2. Разработка и оценка условий и алгоритмов перевода изделий авиатехники на безресурсную эксплуатацию до безопасного отказа 62
2.1 Оценка эффективности безресурсной эксплуатации изделий авиатехники до безопасного отказа 62
2.2 Оценка параметров распределений изделий авиатехники по наработке в процессе эксплуатации парка воздушных судов 74
2.3 Алгоритмы выбора решений о методе и порядке эксплуатации изделий авиатехники 92
ГЛАВА 3. Контроль надёжности изделий авиатехники при безресурсной эксплуатации до безопасного отказа 107
3.1 Разработка методики контроля надёжности изделий авиатехники в эксплуатации 107
3.2 Разработка и корректировка контрольных уровней надёжности изделий авиатехники при безресурсной эксплуатации до безопасного отказа 115
ГЛАВА 4. Информационное обеспечение процессов и технологий контроля надёжности изделий авиатехники при безресурсной эксплуатации до безопасного отказа 126
4.1 Технологии контроля надёжности изделий авиатехники в процессе эксплуатации 126
4.2 Сбор и обработка информации о техническом состоянии изделий авиатехники в процессе эксплуатации 144
ГЛАВА 5. Организация работ, документация и результаты перевода изделий авиатехники на безресурсную эксплуатацию до безопасного отказа 150
5.1 Организация работ по переводу изделий авиатехники на эксплуатацию по техническому состоянию 150
5.2 Практические результаты перевода изделий авиатехники на безресурсную эксплуатацию до безопасного отказа 162
Заключение 172
Список использованных источников
- Особенности контроля надёжности изделий авиатехники при эксплуатации по техническому состоянию
- Оценка параметров распределений изделий авиатехники по наработке в процессе эксплуатации парка воздушных судов
- Разработка и корректировка контрольных уровней надёжности изделий авиатехники при безресурсной эксплуатации до безопасного отказа
- Практические результаты перевода изделий авиатехники на безресурсную эксплуатацию до безопасного отказа
Введение к работе
Безресурсная эксплуатация изделий авиационной техники (АТ) по техническому состоянию является одним из основных направлений повышения эффективности применения воздушных судов гражданской авиации (ВС ГА) при обеспечении необходимого уровня безопасности полётов.
Теоретические основы и практические методы применения ТЭС начали разрабатываться и внедряться за рубежом в 60-е годы XX века. В эти же годы начали проводиться аналогичные исследования и в отечественной авиапромышленности и гражданской авиации.
Основная идея безресурсной эксплуатации изделий АТ: им устанавливаются пределы по наработке, по достижению которых эксплуатация изделий должна прекращаться, а сами изделия, отправляются в ремонт или списываются, в соответствии с установленными в эксплуатационной и ремонтной документации правилами и процедурами. Величины ресурсов устанавливаются известными правилами, по результатам расчётов и испытаний изделий АТ, с учётом технологий изготовления, эксплуатации и ремонта этих изделий. Основное условие установления ресурсов - это обеспечение безопасности полётов и регулярности эксплуатации ВС ГА. Однако, развитие авиационной техники, в том числе принципов проектирования и технологий изготовления, привело к технической возможности реализации в эксплуатации больших, чем установленные ресурсы, наработок изделий АТ, при сохранении достигнутых уровней безопасности и регулярности полётов ВС в целом.
В этом и заключается эффективность эксплуатации АТ по техническому состоянию, а обоснование такой эффективности и обеспечения безопасности и регулярности полётов ВС ГА и составляет предмет научных исследований и практических испытаний в области применения безресурсной эксплуатации АТ.
Решению задач научного обоснования и практического применения безресурсной эксплуатации изделий AT посвящено множество работ отечественных и зарубежных авторов и результаты этих работ офомлены нормативными и методическими документами отрасли ГА и авиапромышленности и широко применяются в отечественной и зарубежной практике эксплуатации воздушного транспорта.
Большой вклад в науку об эксплуатации авиатехники по ТЭС внесли такие отечественные исследователи как Смирнов H.H., Барзилович Е.Ю., Ицкович A.A., Чинючин Ю.М., Майоров A.B., Деркач О .Я., Петров А.Н., Шапкин B.C., Дедков В.К. и др.
В результате этих исследований разработаны теоретические основы и практические методики применения методов ТЭС на отечественных типах ВС ГА как находящихся в эксплуатации Ил-86, Ил-96, ТУ-154, ТУ-204, Як- AI, Як-40, АН-124, АН-24 и др, так и вновь создаваемых: ТУ-334, Super Jet, МС-21 и др.
Следует отметить, что практическое внедрение ТЭС на отечественных типах ВС ГА началось только после перевода гражданской авиации России на экономические методы управления и развития. В условиях ранее действовавшей плановой экономики, когда авиационная техника и запчасти в плановом порядке и бесплатно поставлялись промышленностью эксплуатантам, которые в свою очередь отчисляли в бюджет установленные нормативы амортизационных отчислений и прибыли, авиапредприятия ГА не имели экономических стимулов сокращения затрат на эксплуатацию AT, соответственно не было и заинтересованности в переводе AT на ТЭС. Поэтому, внедрение ТЭС на отечественных типах ВС ГА носило экспериментальный характер и не имело широкого применения в авиапредприятиях ГА. При переводе на экономические рычаги управления, авиапредприятия, которые в большинстве преобразовались из государственных в коммерческие авиакомпании, стали заинтересованными в сокращении эксплуатационных затрат, в том числе на замену и ремонт изделий АТ по отработке ограниченных, т.е. меньших, чем ресурсы ВС в целом, ресурсов и сроков службы, при условии, что снятие ограничений обеспечивает безопасную эксплуатацию этих изделий АТ и ВС в целом при наработках, превышающих ранее установленных ограничений.
Внедрение ТЭС на отечественных типах ВС ГА выполнялось на различной методологической основе и практических методиках разработки ГосНИИ ГА, ЛИИ им М.М. Громова, НПО «Взлёт» и ОКБ-разработчиков ВС ГА, что привело к различным результатам и их трактовке по различным типам ВС ГА. С другой стороны, теория ТЭС не в полной мере учитывает практику эксплуатации отечественных типов ВС ГА в различных авиакомпания, а имеющиеся методики ТЭС достаточно сложны для практической реализации.
Обобщение практики внедрения ТЭС на отечественных типах ВС ГА показывает целесообразность комплексного решения практических задач применения ТЭС от формализации эксплуатационного контроля до организации и планирования работ и внедрения результатов с учётом и на основе действующих в ГА России норм и правил технической и лётной эксплуатации ВС ГА и зарубежной практики ТЭС.
Диссертационная работа посвящена комплексному решению практических аспектов применения ТЭО на отечественных типах ВС ГА, как совокупности методов и научно-технических решений применения ТЭС с единых позиций, определённых автором.
Работа базируется на практических результатах обобщения ТЭС и разработках автора, выполненных на основе результатов применения ТЭС на отечественных типах ВС ГА: Ту-154, Ил-86, Як-40, Як-42 и других типах в опытно-конструкторских бюро: Туполева, Яковлева, Антонова, Бериева, ГосНИИ ГА, ЛИИ им. М.М. Громова, ГосНИИ «Аэронавигации», на ремонтных заводах ГА и в отечественных и зарубежных авиакомпаниях ГА.
Цель работы и задачи исследования.
Целью работы является решение комплекса научно-технических задач обеспечивающих разработку, обоснование и практическое применение ТЭС для изделий АТ отечественного производства.
Достижение цели работы обеспечивается результатами исследований по следующим направлениям:
разработка методики контроля надёжности изделий АТ в эксплуатации;
разработка методов оценки эффективности применения ТЭО;
разработка методов оценки распределений изделий АТ по наработке в эксплуатации;
разработка формализованных процедур функционального контроля надёжности изделий АТ в эксплуатации;
разработка схем организации работ и функций исполнителей при проведении работ по переводу АТ на ТЭС.
Методы следований.
Решение научных задач диссертационной работы осуществлялось на основе комплексных методов исследований процессов эксплуатации изделий АТ, включая наблюдения, обобщения и анализ результатов и формирование моделей и заключений. В работе использованы методы математической статистики, теории надёжности, теории информатики, методы программно- целевого планирования и управления сложными системами, методы экологического анализа технических систем.
Научная новизна работы состоит в том, что: в комплексной взаимосвязи решены практические задачи применения метода ТЭО для изделий АТ, и разработаны:
формальные основы задач и принципов контроля состояния АТ в
эксплуатации;
практическая методика контроля безотказности изделий АТ в
эксплуатации;
модели оценки экономической эффективности применения метода ТЭО в зависимости от условий и этапов эксплуатации изделий АТ;
— модели оценки параметров распределений изделий АТ по наработке в эксплуатации при применении метода ТЭО;
организационная структура проведения работ по переводу изделий АТ на ТЭО;
технологии сбора и обработки информации о надёжности изделий АТ в эксплуатации.
Достоверность результатов исследований. Все полученные результаты исследований базируются на практических работах по внедрению методов ТЭС для изделий АТ, выполненных в ОКБ- разработчиках ВС, НИИ авиапромышленности и отрасли ГА, в том числе и с участием автора по самолётам типа Як-40 и Як-42. Разработанные математические модели проверены результатами наблюдений в эксплуатации и подтверждены практическими расчётами по конкретным типам изделий АТ и функциональных систем ВС.
Разработанные методы и математические модели проверены в реальных условиях эксплуатации отечественных типов ВС и отрасли ГА России.
Положения, выносимые на защиту. На защиту выносится комплекс научно-технических методов практического применения безресурсного метода эксплуатации изделий авиатехники до безопасного отказа с контролем их надёжности в эксплуатации, который включает следующие положения и методы:
методика контроля безотказности изделий АТ в эксплуатации;
методы оценки эффективности применения ТЭО в зависимости от условий эксплуатации изделий АТ;
метод оценки параметров распределений изделий АТ по наработке при переводе на ТЭО;
алгоритмы и технологии сбора и обработки информации о надёжности изделий АТ при эксплуатации по ТЭО.
Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные математические модели, практические методы, алгоритмы и технологии позволяют:
организовать и выполнять в эксплуатации работы по переводу на ТЭО конкретных изделий АТ на конкретных типах и экземплярах ВС;
проводить оценку и контроль надёжности изделий АТ при их переводе на ТЭО и дальнейшей эксплуатации;
принимать альтернативные решения по результатам контроля надёжности изделий АТ;
проводить экономическую оценку эффективности применения ТЭО для конкретных типов изделий АТ в зависимости от условий их эксплуатации и условий перевода на ТЭО;
определять наработку изделий АТ в эксплуатации при их переводе на ТЭО по наработке ВС;
проводить сбор и обработку информации о безотказности изделий АТ при их переводе на ТЭО и дальнейшей эксплуатации.
Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные методы и математические модели подтверждены практическими расчётами по фактическим эксплуатационным данным на примерах самолётов Як-40, Як-42, Ту-154 и др.
Разработана и утверждена ГосНИИ ГА «Методика контроля надёжности агрегатов и комплектующих изделий авиатехники, эксплуатирующихся по техническому состоянию методом ТЭО», 2008г.
Алгоритмы и технологии сбора и обработки информации о надёжности изделий АТ в эксплуатации применяются в работах ГосНИИ ГА и ОКБ- разаботчйков ВС при контроле надёжности изделий и агрегатов самолётов Як-42 и Як-40 при эксплуатации по ТЭО.
Апробация работы.
Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на научно- техническом семинаре кафедры АКПЛА МГТУ ГА с участием специалистов ГосНИИ ГА, авиапромышленности и эксплуатантов ВС ГА.
Результаты выполненной работы докладывались и получили положительную оценку:
на Международной научно-технической конференции посвященной 35-летию со дня основания МГТУ ГА 18-19 мая 2006года «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» (2 доклада);
на Международной научно-технической конференции в МГТУ ГА, посвященной 85-летию Гражданской авиации России «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» 22-23 апреля 2008 года (3 доклада).
Публикации:
По результатам диссертационной работы опубликовано 7 статей в рейтинговом «Научном вестнике МГТУ ГА» в 2006-2008гг.
Структура и объём диссертационной работы.
Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложения.
Основная часть работы изложена на 125 стр. машинописного текста и включает 29 рисунков, 33 таблицы и 52 библиографических названий (из них 1 на английском языке). Общий объём работы 179 страниц.
В главе 1 рассмотрены функциональные задачи контроля надёжности изделий AT в эксплуатации, формализованы требования к указанным задачам и показаны области применения этих задач к изделиям AT как объектам эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и контроля, что является исходной позицией автора при решении задач диссертационной работы. Показаны также особенности и практические условия контроля надёжности изделий AT при ТЭС. Здесь же рассмотрены некоторые методы оценки показателей надёжности (безотказности) и параметров их распределений, применяемые в практике ТЭС с анализом условий и ограничений их применения и формулировкой позиции автора к практической методике оценки показателей надёжности изделий АТ в эксплуатации.
В главе 2 рассмотрены и сформулированы условия перевода изделий АТ на ТЭС и разработаны модели оценки эффективности перевода изделий на ТЭС с учётом этих условий. Такой подход обеспечивает предварительную оценку эффективности ТЭС и определяет виды и типы изделий АТ для которых подтверждается целесообразность их перевода на ТЭС. В этой связи, разработан метод оценки параметров распределений изделий АТ при их переводе и дальнейшей эксплуатации по ТЭС, что необходимо как для оценки эффективности ТЭС, так и для последующей оценки надёжности этих изделий при эксплуатации по ТЭО. Здесь же разработаны алгоритмы принятия решений о порядке перевода, эксплуатации или прекращения эксплуатации по ТЭС.
В главе 3 рассматриваются фактические условия контроля надёжности изделий при ТЭО и разработана методика такого контроля, которая включает: условия и ограничения, математические модели расчётов, оценку результатов и их корректировку по отношению к контрольным уровням, рассчитываемым как гамма-процентные ресурсы изделий, эксплуатируемых по ТЭС на каждом этапе эксплуатации и контроля. В этой связи разработаны методы корректировки контрольных уровней надёжности изделий АТ по результатам оценки их эксплуатации по ТЭО и на основе результатов контроля их безотказности и долговечности.
В главе 4 разработаны практические технологии контроля надёжности изделий АТ в эксплуатации в виде алгоритмов, логических схем и маршрутных технологий контроля на основе информации о техническом состоянии изделий АТ в эксплуатации и их надёжности.
Для практического обеспечения таких технологий рассмотрены схемы и алгоритмы информационного обеспечения контроля надёжности изделий АТ в эксплуатации, включая формы носителей информации и технологии сбора и обработки этой информации с оценкой достоверности входных данных.
В главе 5 разработаны организационные условия проведения работ по переводу АТ на ТЭС, включая этапы и последовательность проведения таких работ, участников, распределение обязанностей, оценку результатов и их эффективности с оформлением необходимых нормативных и эксплуатационных итоговых документов. Здесь же рассмотрены и проанализированы практические'результаты работ по переводу изделий АТ на ТЭО как полученных применяемыми методами, так и их оценкой по предложенным методам, алгоритмам и методикам. Показаны как эффективность предлагаемых решений, так и условия их применения в конкретных авиапредприятиях ГА для конкретных типов изделий АТ на конкретных типах ВС и отдельных экземплярах.
В заключении даётся оценка результатов полученных автором решений и рекомендаций и условия по их применению и внедрению.
Работа базируется на результатах исследований выполненных автором в аспирантуре МГТУ ГА, на стажировке в ГосНИИ ГА и в период работы в а/к «Аэрофлот - Российские авиалинии». Для иллюстрации основных положений работы и обоснования полученных результатов, в работе использованы статистические материалы и другие данные из НИР и прикладных работ не являющихся предметом авторского права. Эти материалы приводятся со ссылкой на источник, если поданы в неизменном виде или являются исходными данными для последующей обработки автором предложенными методами и алгоритмами.
Особенности контроля надёжности изделий авиатехники при эксплуатации по техническому состоянию
Система кондиционирования включает в себя систему кондиционирования воздуха в герметической кабине и систему автоматического регулирования давления в герметической кабине.
Система кондиционирования (СКВ) в гермокабине предназначена для выполнения следующих задач: — обогрева, вентиляции и охлаждения кабины экипажа и пассажирского салона; — подачи воздуха для охлаждения оборудования; — подачи воздуха к стартерам при запуске двигателей; — подачи воздуха для наддува согласующего устройства станции Ядро 2; — подачи воздуха для наддува гидробака; — обогрева трубопроводов сливных насадков переднего и заднего туалетов. Система автоматического регулирования давления (САРД) в гермокабине обеспечивает: — автоматическое регулирование давления в гермокабине по заданной программе; — автоматическую защиту гермокабины от перенаддува, недопустимого обратного перепада давления и от разгерметизации; — принудительную разгерметизацию гермокабины на земле и в полете. Состав системы кондиционирования воздуха и её схема приводятся в табл. 1.6 и на рис. 1.2.
2. Теоретические основы перевода СКВ Як-42 на ТЭС.
При переводе СКВ Як-42 на ТЭС использовались положения раздела 1.1 и известные работы в этой области, в том числе [1,10,11,12,13] и др. на основе следующего постулата: — использование изделий авиационной техники по назначению основывается на применении комплекса методов эксплуатации, каждый из которых представляет совокупность определённых правил выбора критерия предельного технического состояния изделия, по достижении которого дальнейшая его эксплуатация прекращается или приостанавливается. Предельные состояния изделия могут быть обусловлены наработкой, снижением или полной потерей работоспособности, соответственно и методы эксплуатации определены до выработки ресурса, до предотказ- ного состояния, до отказа (ТЭР, ТЭП, ТЭО). Все методы эксплуатации могут применяться для всех типов изделий [5].
При переводе агрегатов СКВ Як-42 на ТЭС использовался комплект эксплуатационной документации самолёта Як-42 в соответствии с «Перечнем действующей типовой эксплуатационной документацией по самолёту Як-42» утверждённым Федеральной службой надзора в сфере транспорта (ФСНСТ) от 20.07.04г, а также отчёты ГосНИИ ГА по обобщению опыта эксплуатации самолётов Як-42 за 1999-2005гг и отчёты ОАО «ОКБ им. A.C. Яковлева» по анализу надёжности и безопасности полётов самолётов Як-42 за 1999-2006гг. Некоторые исходные данные приводятся в табл. 1.7-1.9 и на рис. 1.3, 1.4.
Тс пр - наработка на неисправность по производственным недостаткам; Тс к - наработка на неисправность по конструктивным недостаткам; Тс пки - наработка на неисправность по отказам покупных комплектующих изделий;
Тэ - наработка на неисправность по вине эксплуатации. 3. Анализ отказобезопасности изделий в системе СКВ
Оценка эксплуатационного уровня безопасности полётов, определяемого вероятностью возникновения особых ситуаций из-за отказа функциональных систем была выполнена ОКБ на основании анализа инцидентов по Як-42 за 1996-2001гг., а также анализа карточек учёта неисправностей (КУНАТ) за тот же период. За указанный период на самолётах не было выявлено полной потери работоспособности 2-х - 3-х кратно резервированных систем, к которым относится и СКВ. Контроль соответствия уровня безотказности Як-42 требованиям НЛГ проводился методом доверительных интервалов с расчётом верхней доверительной границы (ВДГ) видов отказов с односторонней доверительной вероятностью у = 0,9. Результаты расчётов приведены в таблице 1.10. Установлено, что ВДГ отказов, приводящих к СС, АС и КС фактически не ниже, чем нормируется «Основными принципами оценки соответствия самолёта Як-42 общим требованиям к лётной годности» принятым при сертификации Як-42.
Оценка параметров распределений изделий авиатехники по наработке в процессе эксплуатации парка воздушных судов
Оценка эффективности применения метода ТЭО для изделий АТ является достаточным условием для организации и проведения работ по переводу изделий АТ на ТЭО. Эта оценка может быть выполнена как предварительно на начальном этапе работ по обоснованию ТЭО, так и в процессе эксплуатации по ТЭО для подтверждения эффективности ТЭО.
Эффективность эксплуатации изделий авиатехники по техническому состоянию до безопасного отказа (ТЭО) определяется максимальной реализацией конструктивных качеств комплектующих изделий и ВС в целом в процессе их эксплуатации, при обеспечении заданных требований к безопасности и регулярности полётов.
Реальным эффектом внедрения ТЭО для изделий АТ в эксплуатации! является увеличение индивидуальной и средней наработки изделий, до их замены после отказа, относительно ранее действовавших ресурсов (назначенного и межремонтного) и сроков службы для этих изделий.
Так в работе [1] достаточное условие применения метода ТЭО для изделия АТ определяется эффективностью его эксплуатации относительно ТЭР из следующего выражения: СпС1тд[(Ъср/Тд -1]—АС гУд Т1ср 0, / где: С,- — выходной экономический эффект; С, шд— стоимость изделия; ЛСЬ — дополнительные (к ресурсной эксплуатации) удельные эксплуатационные затраты, т.е. затраты на 1 час налёта; 7}— установленный ресурс 1 — го типа изделия; Ticp — средний, фактически реализуемый ресурс изделия, а дополнительные удельные эксплуатационные затраты в общем виде определяются как: ЛСР;уд = (AdiTo-ACiTo) + (ACfip-AQp) + (ACfiKIuACiKnA) + (А С?hp А С1НР) (2.2) где: ACi и ACfi — удельные затраты при ресурсной и безресурсной эксплуатации i — го типа изделия; то, р, КПА, HP — затраты на ТО, ремонт, контрольно-проверочную аппаратуру, накладные расходы.
Далее, при необходимости, затраты по (2.2) можно разложить на j составные части эксплуатационных расходов.
Указанный подход применим для изделий переведённых на ТЭО с начала эксплуатации типа ВС и при условии (Of = const т.е. при установившемся параметре со, отказов приводящих к замене i - ых изделий по отказу, а также определяет финальный результат эксплуатации по ТЭО. Для оценки фактической эффективности ТЭО для i — го типа изделий необходимо учитывать условия перевода i — го типа изделий на ТЭО и этап жизненного цикла каждого экземпляра ВС в эксплуатации.
Для определения эффективности методов эксплуатации изделий по ТЭО на отечественных типах ВС ГА рассмотрим систему учёта прямых эксплуатационных расходов (ПЭР). Традиционная в гражданской авиации система учета прямых эксплуатационных расходов (ПЭР) предусматривает разбивку их по следующим статьям калькуляции: — авиационные горюче-смазочные материалы (авиа ГСМ); — амортизация самолетно-вертолетного парка (СВП); — текущий ремонт СВП; — отчисления на социальное страхование; — аэропортовые расходы.
Распределение затрат по этим статьям показано в таблице 2.1 [22].
Такая структура отличается от принятой в зарубежной практике и затрудняет анализ влияния системы ТОиР и, в том числе, методов эксплуатации изделий АТ на уровень эксплуатационных расходов. В определенной степени принятой системой учета эксплуатационных затрат объясняется то обстоятельство, что большинство экономико- математических моделей для прогнозирования себестоимости эксплуатации, построенных на базе такой системы, практически нечувствительны к изменению характеристик системы ТОиР и методов эксплуатации изделий АТ, прежде всего для вновь создаваемой авиационной техники. Проведенные ЛИИ им. М.М. Громова исследования позволили произвести перегруппировку затрат по видоизмененной структуре калькуляционных статей, более пригодной для анализа и учета влияния системы ТОиР на уровень расходов в эксплуатации. Эта структура включает следующие статьи калькуляции (в скобках указана средняя величина доли статьи в прямых эксплуатационных затратах) [22]: — авиа ГСМ (22,6%); — реновация СВП (17,7 %); — техническое обслуживание и ремонт (19,7 %); — заработная плата летного персонала с отчислениями на соцстрах (21,2%); — аэропортовые расходы (18,6 %).
Анализ этих статей расходов позволил установить, что влияние системы, ТОиР в основном сказывается на двух из них: реновации парка и техническом обслуживании и ремонте. Влияние на остальные ( расходы либо незначительно (авиа ГСМ), либо является косвенным и не зависит от разработчика и изготовителя. Так, например, в аэропортовых расходах часть затрат приходится на средства наземного обслуживания общего применения и эксплуатирующий их персонал, однако эксплуатирующие предприятия оснащаются этими средствами самостоятельно, поэтому нести ответствещюсть за уровень этих затрат поставщик ВС не может.
В свою очередь затраты на ТОиР могут быть представлены в виде следующих расходных статей: — заработная плата-основных производственных рабочих - 30%; — материальные затраты на закупку и ремонт запасных частей и агрегатов и на расходные материалы ТОиР - 58%- (в том числе на ремонт авиадвигателей — 23%); — накладные (цеховые и общезаводские) расходы - 12%.
Следует отметить, что разделение первых двух статей, относящихся к, прямым расходам на ТОиР, на заработную плату и материальные затраты, носит достаточно условный характер. В данном случае к материальным ч затратам отнесены все расходы на закупку и ремонт комплектующих изделий безотносительно к тому, выполняется ремонт силами эксплуатирующего подразделения, ремонтного предприятия или завода- изготовителя. Поэтому в эти расходы включены и затраты на заработную плату ремонтного персонала. Соответственно в статью «заработная плата основных производственных рабочих» эти затраты не включались, т.е. условно, прямые расходы на ТОиР разбиты на два уровня: уровень ВС и уровень его агрегатов (комплектующих изделий).
Разработка и корректировка контрольных уровней надёжности изделий авиатехники при безресурсной эксплуатации до безопасного отказа
При эксплуатации изделий авиатехники по техническому состоянию до безопасного отказа (ТЭО) необходимым условием является контроль их надёжности в эксплуатации. При этом, под контролем надёжности обычно понимается контроль безотказности изделий АТ в эксплуатации, что и рассматривается ниже.
Основные задачи контроля надёжности: — определение уровней надёжности агрегатов и КИ в эксплуатации; — оценка соответствия фактических и контрольных уровней надёжности агрегатов и КИ в эксплуатации; — исследование динамики показателей надёжности по годам эксплуатации ВС и наработке агрегатов и КИ; — выявление агрегатов и КИ, отказы которых снижают уровень надежности ВС; — разработка мероприятий с целью повышения надежности, агрегатов и КИ в эксплуатации; — уточнение контрольных уровней надежности; — уточнение перечней агрегатов и КИ эксплуатирующихся по техническому состоянию методом ТЭО; — принятие решений о порядке дальнейшей эксплуатации агрегатов и КИ по ТЭС методом ТЭО.
Контроль.надёжности изделий авиатехников эксплуатации в настоящее время проводится по различным практическим, методикам, например [10,12]. Результаты их применения позволяют ввести логические условия и ограничения на контроль надёжности изделий авиатехники в эксплуатации и на их основе предложить упрощённые процедуры и методы расчётов, изложенные в работах [40,41].
Основные условия и ограничения для расчёта показателей надёжности изделий авиатехники в эксплуатации:
1. Расчет показателей надежности производится по парку агрегатов (КИ) данного типа эксплуатирующихся на ВС данного типа в ГА РФ.
2. Расчетный период; для оценки показателей надежности за текущий календарный год составляет 12 месяцев, а именно: второе полугодие предыдущего года и первое полугодие текущего года:
3. Расчетным показателем надежности является показатель Тфир - средняя наработка ьго типа агрегата- (КИ) на отказ и повреждение или его обратная величина (1/Тс(ки) .
4 Контрольный уровень надежности каждого ьго типа агрегата (КИ) Тс(ки)1 задан Разработчиком ВС и введен в действие в ГА РФ в установленном порядке.
5. Если расчетный уровень надежности ТС(киу1 — 1-го типа агрегата (КИ) находится в интервале [(1/2) ; (2) »1 ] полагается, что надежность ьго типа агрегата (КИ) соответствует установленному контрольному уровню, в противном случае требуются: — корректировка контрольного уровня; — мероприятия по повышению надежности; —решение о дальнейшей эксплуатации на альтернативной основе.
6. Если за расчетный период эксплуатации на ьом типе агрегатов (КИ) не выявлено отказов и неисправностей; то расчеты надежности не производятся и полагается, что уровень надежности этих агрегатов (КИ) соответствует контрольному.
Для проведения расчётов; уровней надёжности основным первичным носителем информации о техническом состоянии ВС, его систем; изделий и оборудования в процессе эксплуатации является «Карточка учета неисправностей авиатехники» (КУН АТ) введенная приказом ФАС РФ №134 от 26.06.91т «О мерах по совершенствованию системы контроля за сохранением летной годности ВС на основе данных об отказах, неисправностях АТ и нарушений правил её эксплуатации».
Эксплуатант должен ежеквартально представлять данные об отказах и неисправностях всех агрегатов и КИ на приписном и арендованном парке ВС данного типа, в виде сводной таблицы установленной формы.
Предлагается следующая последовательность расчетов и анализа показателей надежности агрегатов и КИ эксплуатирующихся по техническому состоянию методом ТЭО: — расчет эксплуатационных значений ТС(ки)1 для каждого -го типа изделий; — сравнение эксплуатационных значений Тс(кф с их контрольными уровнями и анализ результатов; — определение параметров распределения и функции отказов для агрегатов и КИ; — проверка гипотез и анализ параметров распределения; — оформление результатов расчетов и анализа. Расчет эксплуатационных значений Тф для каждого -го типа изделий производится следующим образом: \ а) Если учет индивидуальной наработки -го типа КИ не производится или ведется по наработке ВС, то наработка на отказ — Тс(кии определяется как среднее: N Х яд- 1 ш (3.1) гпа где: Ьщ - наработка-го ВС за расчётный период; ./V - количество учитываемых ВС в эксплуатации; щ - количество 1-го типа КИ на каждом ВС; та — количество отказов и неисправностей выявленных на 1-ых изделиях за расчетный период, или:
Практические результаты перевода изделий авиатехники на безресурсную эксплуатацию до безопасного отказа
Рассмотрим практику реализации контроля надёжности изделий АТ при безресурсной эксплуатации до безопасного отказа с изложенных в данной работе положений, методов и технологий позиций.
Конструктивные качества изделий авиационной техники закладываются« при проектировании, обеспечиваются заводами-изготовителями и реализуются в процессе эксплуатации.
Конструктор-разработчик стремится вложить в него самые лучшие решения, использовать новейшие методы расчетов, применить современные материалы.
Завод-изготовитель обязан строго выдерживать предписанные конструктором параметры изготавливаемых деталей и узлов на основе прогрессивных технологических процессов, соблюдать правила сборки, доводки и испытаний изделий. Выполнение всех этих условий способствует передаче на эксплуатацию нового изделия, наиболее полно отвечающего замыслам конструктора и расчетным условиям использования этого изделия у заказчика (эксплуатанта). Таким образом, каждое новое изделие авиационной техники является совершенным в той же степени, в которой можно считать совершенными знания и умение разработчиков и изготовителей.
Разработчик самолета гражданской авиации (далее - воздушное судно - ВС) проектирует ВС таким образом, чтобы обеспечивалась безопасная эксплуатация ВС в течение заданного проектного ресурса с заданными показателями эффективности, основными из которых (как показывает \ практика) являются удельные затраты труда, времени и средств в эксплуатации, приходящиеся на единицу наработки (час полета) ВС.
Проектный ресурс, задаваемый разработчику ВС техническим заданием на разработку, в настоящее время составляет 30 — 60 тысяч летных часов и более. Безопасная отработка проектного ресурса обеспечивается применением следующих принципов проектирования конструкции систем и оборудования ВС: — безопасного ресурса; — безопасного повреждения; — конструктивного принципа.
Проектирование по принципу безопасного ресурса предполагает недопущение в эксплуатации повреждений конкретных элементов конструкции, изделий и оборудования ВС за счет повышенных запасов прочности и надежности элементов и ограничения их допускаемой наработки в эксплуатации, т.е. отказ этих изделий в эксплуатации не допускается с заданной вероятностью.
Проектирование изделий по принципу безопасного повреждения предполагает обеспечение заданной безопасности эксплуатации ВС в целом за счет повышенной их живучести при повреждениях и за счет резервирования функций изделий при повреждении или отказе одного из них.
Конструктивный принцип проектирования применяется для малоответственных изделий, повреждение и даже разрушение которых в процессе эксплуатации не влияет на лётную годность ВС в целом
Требования к надежности и безопасности ВС гражданской авиации устанавливаются действующими нормами летной годности воздушных судов [30-33], а требования и правила проектирования ВС устанавливаются Руководством для конструкторов (РДК).
Для существующих нормативов к безопасности полетов, ВС ГА выраженной через появление в эксплуатации особых ситуаций полета ВС, а именно: — катастрофическая ситуация 10"9 1/час налета; "у — аварийная ситуация 10" 1/час налета.
В практике применяется и дальнейшая числовая градация: — сложная ситуация 10"5 1/час налета; л — усложнение условий полета 10" 1/час налета.
Требования к обоснованию безопасного ресурса ВС являются очень жесткими, поэтому конструктора вводят ограничения по ресурсам для большинства изделий ВС, а также вводят многочисленные проверки контроля состояния изделий и элементов конструкции систем и оборудования ВС в процессе эксплуатации, что вызывает существенные затраты эксплуатантов ВС и снижает эффективность применения ВС данного типа.
Применение принципа безопасного повреждения широко применяется в отечественном и зарубежном авиастроении, регламентировано нормативными и методическими документами и НЛГ. Многие системы и изделия-ВС имеют 2-х и более кратное резервирование, что допускает их безопасную эксплуатацию при наличии повреждений и даже отказов отдельных элементов.
