RU2038991C1 - Method of estimation and maintenance of reliability of aircraft and their power plants during operation of aviation materiel - Google Patents
Method of estimation and maintenance of reliability of aircraft and their power plants during operation of aviation materiel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2038991C1 RU2038991C1 RU93054184A RU93054184A RU2038991C1 RU 2038991 C1 RU2038991 C1 RU 2038991C1 RU 93054184 A RU93054184 A RU 93054184A RU 93054184 A RU93054184 A RU 93054184A RU 2038991 C1 RU2038991 C1 RU 2038991C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reliability
- aircraft
- parameters
- probability
- failure
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 230000036541 health Effects 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к эксплуатации самолетов, например, типа Ту-154, может найти применение на предприятиях и в учреждениях гражданской авиации и в Военно-воздушных силах. The invention relates to the operation of aircraft, for example, type Tu-154, can find application in enterprises and civil aviation institutions and in the Air Force.
Под авиационной техникой здесь понимается все многообразие устройств летательных аппаратов, их отдельных самостоятельных узлов и систем, образующих авиационные комплексы и обеспечивающих их надежное функционирование. Here, aviation technology is understood as the entire variety of aircraft devices, their individual independent units and systems that form the aircraft systems and ensure their reliable operation.
Под эксплуатацией авиационной техники понимается использование ее по прямому назначению полеты для летательных аппаратов с учетом их особенностей и условий. Для двигателей их функционирование (наработка) в полете и на земле с учетом предельных рабочих режимов. Для органов приземления количество и характер посадок и т.д. The operation of aviation equipment is understood to mean its intended use for flights for aircraft, taking into account their features and conditions. For engines, their functioning (running hours) in flight and on the ground, taking into account the maximum operating conditions. For touchdown bodies, the number and nature of landings, etc.
Под техническим обслуживанием понимается весь комплекс работ и организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение заданного уровня надежности авиационной техники и безопасности полетов. Техническое обслуживание охватывает все виды подготовок к полетам, профилактические и регламентные работы, хранение, транспортировку, мелкие и средние ремонты в аэродромных условиях без снятия техники с эксплуатации и без отправки ее на авиапредприятия для капитального ремонта. Maintenance refers to the entire range of work and organizational and technical measures aimed at ensuring a given level of reliability of aviation equipment and flight safety. Maintenance includes all types of flight preparation, preventive and scheduled maintenance, storage, transportation, minor and medium repairs in airfield conditions without removing equipment from operation and without sending it to airlines for overhaul.
При эксплуатации и техническом обслуживании авиационной техники происходят изменения ее состояния, оказывающие в конечном счете влияние на надежность и безопасность полетов. При этом неизбежно имеют место два вида процессов. During the operation and maintenance of aircraft, changes in its condition occur, which ultimately affect the reliability and safety of flights. In this case, inevitably there are two kinds of processes.
Первый объективный процесс изменения состояния, зависящий от конструктивно совершенства техники, от влияния среды, времени, условий эксплуатации и технического обслуживания. Он определяется объективными процессами, протекающими в элементах техники и характеризуется переходом ее из исправного состояния в неисправное состояние. Этот переход проходит во времени и выражается в накоплении количественных изменений в деталях и узлах. Такие накапливающиеся во времени количественные изменения проявляются в износах рабочих поверхностей подвижных деталей, появлении трещин усталостного характера в крепежных элементах, в изменении эксплуатационных характеристик двигателей и т. п. При определенных условиях количественные изменения в элементах авиационной техники приводят к ее качественным изменениям появлению неисправностей и отказов. Эти неисправности и отказы носят вероятностный характер, а значит могут прогнозироваться. The first objective process of state change, depending on the structurally perfect technology, on the influence of the environment, time, operating conditions and maintenance. It is determined by objective processes occurring in the elements of technology and is characterized by its transition from a healthy state to a faulty state. This transition takes place over time and is expressed in the accumulation of quantitative changes in parts and assemblies. Such quantitative changes that accumulate over time are manifested in the wear of the working surfaces of moving parts, the appearance of fatigue cracks in the fasteners, in the change in the operational characteristics of engines, etc. Under certain conditions, quantitative changes in the elements of aircraft lead to qualitative changes in the appearance of malfunctions and failures. . These malfunctions and failures are probabilistic in nature, which means they can be predicted.
Второй субъективный процесс изменения состояния авиационной техники. Он также представляет собой последовательную смену состояния техники во времени в процессе ее эксплуатации и технического обслуживания, но состояний, зависящих от субъектов, использующих эту технику. Такой процесс зависит от технологии подготовки техники к полетам, от технологии ее обслуживания, от квалификации, опыта и состояния летного и технического состава, от организации работ в эксплуатационном подразделении. Этот процесс изменения состояния авиационной техники также носит вероятностный характер и подчиняется анализу с помощью теории вероятностных мететов. The second subjective process of changing the state of aviation technology. It also represents a sequential change in the state of technology over time during its operation and maintenance, but conditions that depend on entities using this technique. Such a process depends on the technology for preparing equipment for flights, on the technology for its maintenance, on the qualifications, experience and condition of the flight and technical personnel, on the organization of work in the operational unit. This process of changing the state of aviation technology is also probabilistic in nature and submits to analysis using the theory of probability metetas.
Оба процесса взаимосвязаны с взимообусловлены и вместе оказывают влияние на изменение состояния авиационной техники, определяя ее надежность. Вместе с тем, как следует из анализа опыта эксплуатации и технического обслуживания серийной авиационной техники основным процессом, определяющим надежность ее элементов, является первый объективный процесс изменения состояния. Both processes are interrelated with mutually conditioned and together have an impact on the change in the state of aviation equipment, determining its reliability. At the same time, as follows from an analysis of the operating and maintenance experience of serial aviation equipment, the main process that determines the reliability of its elements is the first objective process of state change.
Значение фактического состояния элементов летательного аппарата в каждый момент времени позволяет принимать решения с возможности выполнения полетов или прекращения эксплуатации. В этой связи контроль за состоянием летательного аппарата (планера), его силовой установки, различных систем, органов управления, приземления и др. является определяющим условием при оценке надежности и позволяет судить о безопасности полетов. The value of the actual state of the elements of the aircraft at each moment in time allows you to make decisions with the possibility of flying or terminating operation. In this regard, monitoring the state of the aircraft (glider), its power plant, various systems, controls, landing, etc. is a determining condition in assessing reliability and allows us to judge the safety of flights.
Эксплуатация отечественной авиационной техники осуществляется по так называемой ресурсной системе, когда поставщик, устанавливая регламентируемое время эксплуатации, гарантирует заданный уровень надежности. Эксплуатация авиационной техники сверх установленного ресурса не допускается. The operation of domestic aviation equipment is carried out according to the so-called resource system, when the supplier, by setting a regulated operating time, guarantees a predetermined level of reliability. Operation of aircraft in excess of the specified resource is not allowed.
Все виды ресурсов гарантийный межремонтный и технический или назначенный ресурс (полный срок службы) устанавливаются на основании расчетов, стендовых и других испытаний, статистических данных по эксплуатации аналогичных устройств и анализа уровня надежности в процессе его времени эксплуатации. All types of resources are guaranteed overhaul and technical or designated resources (full service life) are established on the basis of calculations, bench tests and other tests, statistics on the operation of similar devices and analysis of the level of reliability during its operation time.
После выработки межремонтного ресурса авиационная техника (самолет, двигатели, другие самостоятельные элементы) снимаются с эксплуатации и направляются в капитальный ремонт, после которого назначается новый межремонтный ресурс. Однако проведение капитального ремонта в условиях авиаремонтного предприятия связано со снятием техники с эксплуатации на длительный срок и большими затратами. After the development of the overhaul resource, aircraft equipment (aircraft, engines, other independent elements) are decommissioned and sent for overhaul, after which a new overhaul resource is assigned. However, the overhaul in the conditions of an aircraft repair enterprise is associated with the removal of equipment from service for a long period and at high cost.
При капитальном ремонте производится разборка, проверка и дефектация всех узлов и ответственных деталей конструкции, замена элементов новыми или прошедшими восстановительный ремонт, дополнительная проверка, сборка и испытание отдельных узлов и летательного аппарата в целом. During major repairs, all components and critical structural parts are disassembled, inspected and fault-tested, elements are replaced with new or reconstructed ones, additional verification, assembly and testing of individual units and the aircraft as a whole.
После капитального ремонта для летательного аппарата, его силовой установки (двигателя) и др. узлов устанавливается новый межремонтный ресурс, который обычно меньше, чем предыдущий. After major repairs for the aircraft, its power plant (engine) and other components, a new overhaul life is established, which is usually less than the previous one.
После выработки вновь установленного межремонтного ресурса летательный аппарат поступает во второй капитальный ремонт. Цикл капитальных ремонтов повторяется до выработки полного технического или назначенного ресурса. After the development of the newly installed overhaul resource, the aircraft enters the second overhaul. The overhaul cycle is repeated until a full technical or designated resource is developed.
Так как все виды ресурсов, особенно первый межремонтный ресурс это примерное, опытным путем установленное и назначенное время эксплуатации (наработки), что часто оказывается, что проведение капитального ремонта в целом по летательному аппарату, по отдельным его узлам, например по двигателю, бывает преждевременным и нецелесообразным. Проверка узлов, агрегатов и отдельных деталей при капитальном ремонте часто показывает их полную кондиционность и возможность дальнейшей эксплуатации до следующего капитального ремонта. В этом заключается главный недостаток эксплуатации авиационной техники по назначенному ресурсу, ведущему к большим затратам и именно этим порождается необходимость поиска путей более совершенных и более экономичных способов эксплуатации. Since all types of resources, especially the first overhaul resource, are approximate, experimentally set and assigned operating (operating hours) times, it often turns out that overhauling the aircraft as a whole, its individual components, for example, the engine, is premature and impractical. Inspection of units, assemblies and individual parts during overhaul often shows their full conditioning and the possibility of further operation until the next overhaul. This is the main drawback of operating aviation equipment for the designated resource, leading to high costs, and this is what necessitates the search for ways to more advanced and more economical methods of operation.
Известен способ эксплуатации летательных аппаратов по состоянию, когда процесс эксплуатации не ограничивается ресурсом, а длится либо до появления неисправности, либо до времени, когда по результатам постоянно проводимого объективного контроля и анализа состояния техники требуется прекращение ее эксплуатации и проведения капитального ремонта. There is a known method of operating aircraft in a state where the operation process is not limited by the resource, but lasts either until a malfunction occurs, or until the time when, based on the results of ongoing objective monitoring and analysis of the state of technology, it is necessary to terminate its operation and carry out major repairs.
Этот способ реализован рядом зарубежных авиакомпаний (см. Руководство для авиакомпаний и изготовителей по планированию программ технического обслуживания летательных аппаратов. Материалы конференции в Цюрихе, 1981). This method is implemented by a number of foreign airlines (see the Guide for Airlines and Manufacturers on Planning Aircraft Maintenance Programs. Conference Materials in Zurich, 1981).
Руководство для авиакомпаний содержит методики анализа состояния самолетных систем и силовых установок (раздел А) и методики анализа состояния элементов конструкции планера (раздел В). The Guide for Airlines contains techniques for analyzing the state of aircraft systems and power plants (Section A) and techniques for analyzing the state of structural elements of a glider (Section B).
Хотя способ эксплуатации по состоянию более прогрессивен, чем по фиксированному ресурсу (допускает производить мелкий и текущий ремонты без снятия летательного аппарата с эксплуатации на длительное время без проведения плавного капитального ремонта, который становится исключением, применяемым главным образом после повреждений), однако требует большого объема и высокой достоверности информации о состоянии элементов летательного аппарата для принятия обоснованного и правильного решения о дальнейшей эксплуатации или о проведении ремонта. Although the method of operation is more progressive as compared to a fixed resource (it allows minor and current repairs without taking the aircraft out of service for a long time without a smooth overhaul, which becomes an exception, which is used mainly after damage), but it requires a large amount and high reliability of information on the state of the elements of the aircraft for making an informed and correct decision on further operation or on rem ont.
Информация, получаемая в полете, регистрируемая системами, подобными МСРП, позволяет судить об уровне отдельных параметров самолета и двигателя, но не об уровнях их надежности. Нужна обобщенная информация, свидетельствующая не о появлении отказа, а о снижении уровня надежности, когда еще можно принять меры по предотвращению отказа. The information received during the flight, recorded by systems similar to MSRP, allows us to judge the level of individual parameters of the aircraft and engine, but not their reliability levels. We need generalized information that does not indicate a failure, but a decrease in the reliability level, when measures can still be taken to prevent a failure.
Такую обобщенную информацию можно получать о состоянии планера, силовой установки (в частности о состоянии двигателя), различных систем, органов управления, органов приземления и прочее, имея текущие значения контрольных параметров поузлового контроля, основанные на синтезе уже известных и применяемых в авиации способах измерения в полете. Such generalized information can be obtained about the state of the airframe, power plant (in particular, the state of the engine), various systems, controls, landing bodies, etc., having current values of the control parameters of the nodal control based on the synthesis of measurement methods already known and used in aviation flight.
Известны также способы прогнозирования изменения надежности авиационной техники (см. например, Андреев Н.Н. и др. Инженерно-авиационная служба и эксплуатация летательных аппаратов, под ред. Федяева Н.М. изд. ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1970, с. 190-194). There are also known methods for predicting changes in the reliability of aircraft (see, for example, Andreev N.N. et al. Engineering and aviation service and the operation of aircraft, edited by Fedyaev N.M., ed. VVIA named after N.E. Zhukovsky, 1970 , p. 190-194).
Они основаны либо на анализе изменения статистических характеристик надежности (λ-характеристик), либо на анализе изменения параметров конкретных элементов летательного аппарата. Для получения λ-характеристик нужен большой объем статистических данных по многим однотипным объектам, что, в свою очередь, связано с длительным временем накопления этих данных и не позволяет оценивать надежность одиночного объекта. Анализ изменения параметров конкретного элемента конструкции дает объективную оценку надежности на момент проведения контроля, но не говорит о своевременности такого контроля. Он может и опоздать. К тому же проверять силовые детали в условиях эксплуатации без необходимости трудно и экономически невыгодно. They are based either on the analysis of changes in the statistical characteristics of reliability (λ-characteristics), or on the analysis of changes in the parameters of specific elements of the aircraft. To obtain λ-characteristics, a large amount of statistical data is needed for many objects of the same type, which, in turn, is associated with the long accumulation time of these data and does not allow us to evaluate the reliability of a single object. Analysis of changes in the parameters of a particular structural element gives an objective assessment of reliability at the time of control, but does not indicate the timeliness of such control. He may be late. In addition, it is difficult and economically unprofitable to check power components under operating conditions without the need.
При эксплуатации авиационной техники по состоянию важно иметь информацию в начальный период появления неисправности задолго до появления отказа. При этом важно иметь такой параметр, который реагировал бы на любые изменения и аномалии в работе техники, вызываемые появлением неисправности, хотя в одном из конструкционных узлов. Должна быть также достаточно высокая достоверность такой информации. When operating aircraft, it is important to have information in the initial period of the occurrence of a malfunction long before a failure occurs. It is important to have a parameter that would respond to any changes and anomalies in the operation of the equipment caused by the appearance of a malfunction, although in one of the structural units. There should also be a sufficiently high reliability of such information.
Если получить из расчетов или экспериментально при стендовых испытаниях предельно допустимые значения каких-либо величин, характеризующих надежность (как вероятность безотказной работы) детали, узла или устройства в целом, или величин, характеризующих предельно-допустимые отклонения от расчетного значения, то, используя зависимости теории вероятности, можно получить способ оценки надежности авиационной техники при эксплуатации ее по состоянию. If we obtain from the calculations or experimentally during bench tests the maximum permissible values of any quantities characterizing the reliability (as the probability of failure-free operation) of a part, assembly or device as a whole, or values characterizing the maximum permissible deviations from the calculated value, then, using the theory probability, you can get a way to assess the reliability of aircraft when operating it as it is.
Предложенный способ позволяет вероятностным путем оценивать уровень надежности даже одиночного объекта авиационной техники в любой момент его эксплуатации. Основанный на использовании существующих и применяемых в настоящее время в эксплуатации способов и средств контроля, он позволяет оперативно определять запас работоспособности и устанавливать необходимость проведения профилактических мероприятий (целевых осмотров, проверок, мелкого и текущего ремонта) с целью поддержания заданного уровня надежности и обеспечения безопасности полетов. Именно эту цель, т.е. оперативную оценку уровня надежности деталей, узлов и систем и определение необходимости проведения профилактических мероприятий, и преследует предложенный способ. The proposed method allows a probabilistic way to assess the level of reliability of even a single object of aircraft at any time during its operation. Based on the use of existing methods and means of control currently in use in operation, it allows you to quickly determine the operating margin and establish the need for preventive measures (targeted inspections, inspections, minor and ongoing repairs) in order to maintain a given level of reliability and ensure flight safety. It is this goal, i.e. operational assessment of the reliability level of parts, components and systems and determining the need for preventive measures, and pursues the proposed method.
Предлагаемое техническое решение поясняется следующими графическими материалами, на которых на фиг. 1 представлен график плотности распределения значения х (функция f(x)); на фиг. 2 график плотности распределения значения у (функция f(y)); на фиг. 3 график плотности распределения значения z (функция f(z)); на фиг. 4 график зависимости допустимой величины отказа q(t)) и запаса работоспособности К; на фиг. 5 график определения минимального предельно-допустимого значения К при допустимой вероятности отказа q(t) 10-7.The proposed technical solution is illustrated by the following graphic materials, in which in FIG. 1 shows a graph of the distribution density of the value of x (function f (x)); in FIG. 2 graph of the distribution density of the value of y (function f (y)); in FIG. 3 graph of the distribution density of the value of z (function f (z)); in FIG. 4 is a graph of the allowable failure rate q (t)) and the health margin K; in FIG. 5 is a graph for determining the minimum maximum permissible value of K with an acceptable probability of failure q (t) 10 -7 .
Если предельное (предельно-допустимое) значение какого-либо контрольного параметра обозначить у, его действительное значение х, то запас прочности z y x. If the limit (maximum permissible) value of a control parameter is denoted by y, its actual value is x, then the safety factor is z y x.
В качестве контрольного параметра для самолета может быть число максимально допустимых перегрузок, количество случаев возникновения максимально допустимых уровней вибрации и др. As a control parameter for an airplane, there can be the number of maximum permissible overloads, the number of cases of occurrence of the maximum permissible vibration levels, etc.
Можно учитывать также число посадок. You can also take into account the number of landings.
Для двигателя можно использовать число выходов на взлетный режим и общую наработку на взлетном режиме. Можно использовать уровень снижения эксплуатационных параметров, например, снижение мощности свободной турбины и др. For the engine, you can use the number of exits to take-off mode and the total operating time in take-off mode. You can use the level of decrease in operational parameters, for example, reducing the power of a free turbine, etc.
Все эти контрольные параметры у, то есть их предельно-допустимые значения определяются заранее при отработке летательного аппарата или его узлов и используются затем для оценки состояния техники в условиях эксплуатации. All these control parameters y, that is, their maximum permissible values, are determined in advance during the development of the aircraft or its components and are then used to assess the state of technology in operating conditions.
Совершенно очевидно, что величины х и у являются величинами случайными. Из теории вероятностей известно, что случайные величины обычно характеризуются определенными законами распределения (См. Смирнов Н.В. и Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятности и математической статистики. М. Наука, 1965, с. 133-156). It is clear that the quantities x and y are random. From probability theory it is known that random variables are usually characterized by certain distribution laws (See Smirnov N.V. and Dunin-Barkovsky I.V. Course in probability theory and mathematical statistics. M. Nauka, 1965, pp. 133-156).
Чаще всего это нормальный закон распределения. Если принять, что х и у подчиняются нормальному закону распределения, то плотность распределения этих величин может быть выражена соответственно функциями f(x) и f(y) и предоставлена в виде графиков, показанных на фиг. 1 и фиг. 2, где и математические ожидания величин х и у.Most often, this is the normal distribution law. If we assume that x and y obey the normal distribution law, then the distribution density of these quantities can be expressed by the functions f (x) and f (y), respectively, and presented in the form of graphs shown in FIG. 1 and FIG. 2 where and mathematical expectations of x and y.
Так как и х и у величины случайные, то и величина z тоже будет величиной случайной и тоже подчиняющаяся нормальному закону распределения. Тогда можно представить и плотность вероятности величины z в виде графика функции f(x). Фиг.3. Since both the x and y values are random, then the value z will also be a random value and also obeying the normal distribution law. Then we can also represent the probability density of z in the form of a graph of the function f (x). Figure 3.
Здесь z запас работоспособности. Он должен быть больше нуля. Here z is the margin of health. It must be greater than zero.
математическое ожидание величины z. the mathematical expectation of z.
При z < 0 возможен отказ и заявленный уровень надежности не гарантируется. Можно установить и допустимый уровень запаса работоспособности. For z <0, a failure is possible and the declared level of reliability is not guaranteed. You can set an acceptable level of health margin.
Известно, что в случае нормального закона распределения плотность вероятности выражается зависимостью
f(z) ·l где dz дисперсия или среднее квадратичное отклонение величины z;
dx и dy средние квадратичные отклонения величины х и у соответственно.It is known that in the case of the normal distribution law, the probability density is expressed by the dependence
f (z) L where dz variance or standard deviation of z;
dx and dy are the mean square deviations of x and y, respectively.
Вероятность отказа, то есть вероятность того, что z будет меньше нуля (см.фиг.3) может быть выражена интегралом, определяющим заштрихованную зону, т.е. область отказов, т.е. The probability of failure, that is, the probability that z will be less than zero (see Fig. 3) can be expressed by the integral determining the shaded area, i.e. failure area, i.e.
q(t)f(z)dz ·ldz
Этот интервал по существу дает вероятность отказа, и если его вычислить, то легко определяется и величина надежности, т.е. вероятность безотказной работы P(t), так как
P(t) 1 q(t).q (t) f (z) dz L dz
This interval essentially gives the probability of failure, and if it is calculated, then the reliability value is easily determined, i.e. probability of uptime P (t), since
P (t) 1 q (t).
Однако этот интеграл неберущийся и его можно заменить функцией Лапласа, близкой по характеру к данному интегралу. However, this integral is non-tilting and can be replaced by the Laplace function, which is close in nature to this integral.
Функция Лапласа от плотности вероятности f(z) может быть представлена таким выражением:
= l dt
Эта функция имеет следующие особенности:
а) она четная, т.е.The Laplace function of the probability density f (z) can be represented by this expression:
= l dt
This feature has the following features:
a) it is even, i.e.
- = -
б) если аргумент этой функции стремиться к нулю, то сама функция стремиться к . - = -
b) if the argument to this function tend to zero, then the function itself strive to .
Используя функцию Лапласа, формулу для вероятности отказа можно запись в таком виде
q(t)
Функция Лапласа табулирована, ее значения даются в таблицах, то есть, зная величину аргумента ,можно из таблиц получить значение функцию Лапласа (см. упомянутый ранее курс теорию вероятности и математической статистики, с. 142-145 и с. 466-467).Using the Laplace function, the formula for the probability of failure can be written as
q (t)
The Laplace function is tabulated, its values are given in tables, that is, knowing the value of the argument , you can get the value of the Laplace function from the tables (see the previously mentioned course probability theory and mathematical statistics, pp. 142-145 and pp. 466-467).
Последняя формула вероятности отказа легко преобразуется и приводится к виду, удобному к применению. The last formula for the probability of failure is easily converted and reduced to a form that is convenient for use.
Аргумент функции Лапласа преобразуется так:
-1= β(k-1) Тогда
q(t) Φ [β(k-1)] здесь β по существу является коэффициентом качества процессов и определяется рассеивание случайных величин;
K характеризует запас работоспособности устройства или его элементов.The argument of the Laplace function is converted as follows:
-1 = β (k-1) Then
q (t) Φ [β (k-1)] here β it is essentially a quality factor of processes and the dispersion of random variables is determined;
K characterizes the health margin of the device or its elements.
Например. При контрольных статических испытаниях несколько одинаковых деталей, например, узлов крепления консолей крыла или узлов подвески двигателя, обнаруживаются признаки остаточной деформации лишь при нагрузке, многократно повторяющейся и превышающей расчетную. Известно, что остаточная деформация в эксплуатации недопустима. При увеличении нагрузки признаки остаточной деформации обнаруживаются при меньшем числе нагружений. Это дает возможность определить математическое ожидание Y и дисперсию dY допустимого числа нагружений при различных нагрузках и получить исходные данные для оценки запаса работоспособности элемента конструкции. Здесь может быть использован табличный или графический метод обработки. В последнем случае по оси ординат откладывается произведение nY, а по оси абсцисс Y, где n коэффициент кратности расчетной нагрузки (n 1,2,3,), а Y число нагружений, при которых обнаруживаются признаки остаточной деформации. For example. During control static tests, several identical parts, for example, attachment points of wing consoles or engine mounts, show signs of permanent deformation only at a load that is many times repeated and exceeds the calculated one. It is known that permanent deformation in operation is unacceptable. With an increase in load, signs of permanent deformation are detected with fewer loads. This makes it possible to determine the mathematical expectation Y and the variance dY of the permissible number of loads at various loads and obtain the initial data for assessing the operational margin of the structural element. A tabular or graphical processing method can be used here. In the latter case, the product nY is plotted along the ordinate axis, and the product Y along the abscissa axis, where n is the coefficient of multiplicity of the calculated load (
Перегрузки, случайно возникающие при полетах в неспокойной атмосфере, при грубых посадках и пр. могут превосходить допустимые перегрузки в условиях эксплуатации, но при малом их числе не всегда приводят к появлению остаточных деформаций. Это учитывается в предложенном способе. Overloads that accidentally occur during flights in a turbulent atmosphere, during rough landings, etc., may exceed the allowable overloads in operating conditions, but with a small number of them they do not always lead to the appearance of residual deformations. This is taken into account in the proposed method.
Учитываются все перегрузки, зафиксированные в каждом полете. Далее используются табличный или графический метод обработки. В последнем случае по оси ординат откладывается произведение вертикальной перегрузки nу на число нагружений Х (т.е. nyX), а по оси абсцисс число нагружений Х. Это позволяет получить в любой момент эксплуатации математическое ожидание Х и дисперсию dx возможного появления остаточной деформации и оценить вероятность отказа
q(t) 0,5 Φ(/dz)
Эта зависимость, как уже указывалось, легко приводится к виду, удобному для вычислений с использованием таблиц функции Лапласа, то есть:
q(t) 0,5 Φ[β (k-1)]
где β= /dz; K= /; dz
Наконец, уровень надежности определяется как
P(t) 1 q(t).All overloads recorded in each flight are taken into account. The following is a table or graphical processing method. In the latter case, the product of vertical overload n y by the number of loads X (i.e., n y X) and the number of loads X by the abscissa axis are plotted along the ordinate axis. This allows us to obtain the mathematical expectation X and the variance dx of a possible residual deformations and evaluate the probability of failure
q (t) 0.5 Φ ( / dz)
This dependence, as already indicated, is easily reduced to a form convenient for calculations using tables of the Laplace function, that is:
q (t) 0.5 Φ [β (k-1)]
where β = / dz; K = / ; dz
Finally, the level of reliability is defined as
P (t) 1 q (t).
Если это значение надежности меньше установленного, то это сигнал к проверке возможного появления остаточных деформаций упомянутых деталей и возможной их замене. If this reliability value is less than the established value, then this is a signal to check for the possible occurrence of residual deformations of the parts mentioned and their possible replacement.
Аналогичным путем можно оценить работоспособность и других элементов самолета. При этом возможности и эффективность способа будут повышаться при увеличении числа контролируемых параметров, а его оперативность от степени использования ЭВМ. In a similar way, you can evaluate the performance of other elements of the aircraft. In this case, the capabilities and effectiveness of the method will increase with an increase in the number of controlled parameters, and its efficiency depends on the degree of computer use.
При β const можно, задаваясь различными значениями (К) от 1 (когда q(t) ) до некоторых значений, которые должны быть больше единицы, используя таблицы функции Лапласа и принимая допустимые значения вероятностей отказов, строят такой график (см.фиг.4): q(t) Φ (k, β).For β const, it is possible, given various values (K) of 1 (when q (t) ) to some values, which should be greater than unity, using the tables of the Laplace function and taking the acceptable values of the failure probabilities, construct such a graph (see Fig. 4): q (t) Φ (k, β).
При этом удобно функцию q(t) строить в логарифмическом масштабе. In this case, it is convenient to construct the function q (t) on a logarithmic scale.
Имея такой график, можно воспользоваться им для оценки надежности устройства: P(t) 1 q(t). Having such a schedule, you can use it to assess the reliability of the device: P (t) 1 q (t).
Пусть, например, задается допустимая вероятность отказа qдоп(t) 10-7, тогда, зная условия работы устройства, его элемента или, наконец, одной наиболее ответственной детали, определяют ее коэффициент качества β′ .Let, for example, let the admissible probability of failure q add (t) 10 -7 be specified, then, knowing the operating conditions of the device, its element or, finally, one of the most critical part, determine its quality factor β ′ .
Из теории вероятности и практики оценки надежности известно, что коэффициент качества β должен быть не менее 6, тогда удовлетворяется требование достаточно высокого уровня надежности. It is known from the theory of probability and the practice of assessing reliability that the quality factor β must be at least 6, then the requirement of a sufficiently high level of reliability is satisfied.
Далее по известному графику (см.фиг.5) находят значение K'необх.Further, according to the well-known schedule (see Fig. 5), the value K ' required is found .
Это минимальное предельно-допустимое значение К, характеризующее запас работоспособности. This is the minimum maximum permissible value of K, characterizing the margin of health.
Всякое изменение К это следствие изменения текущего значения контролируемого параметра х, и если оно приводит к значению К << К'необх, то вероятность отказа qдоп(t) становится выше предельно-допустимой.Any change in K is a consequence of a change in the current value of the controlled parameter x, and if it leads to the value K << K 'is necessary , then the probability of failure q dop (t) becomes higher than the maximum permissible.
Отказ еще не наступил, но, чем больше вероятность его наступления, тем более срочными должны быть меры по устранению причин снижения надежности. Failure has not yet occurred, but the greater the likelihood of its occurrence, the more urgent measures must be taken to eliminate the causes of a decrease in reliability.
Итак, предлагаемый способ оценки надежности, опирающийся на приведенные выше выкладки, предполагает сохранение всех существующих подтвержденных опытом эксплуатации стандартизированных контрольных операций, связанных с эксплуатацией и техническим обслуживанием авиационной техники, но дает возможность отказаться от крайне невыгодного трудоемкого дорогостоящего и, главное, не всегда необходимого планового капитального ремонта. So, the proposed method for assessing reliability, based on the above calculations, preserves all existing standardized control operations confirmed by operating experience associated with the operation and maintenance of aircraft, but makes it possible to abandon the extremely disadvantageous, time-consuming, expensive and, most importantly, not always necessary planned overhaul.
Предлагаемый способ дает возможность своевременно, заранее до наступления отказа, обнаружить снижение надежности отдельных элементов или летательного аппарата в целом и принять меры, обеспечивающие безопасность полетов. В отдельных случаях по причинам субъективного характера или при наступлении естественного снижения надежности по объективным причинам авиационная техника должна направляться в капитальный ремонт, но это не плановый ремонт после выработки ресурса, а неизбежный ремонт по необходимости. The proposed method makes it possible in a timely manner, in advance of failure, to detect a decrease in the reliability of individual elements or the aircraft as a whole and take measures to ensure flight safety. In some cases, for reasons of a subjective nature or when there is a natural decrease in reliability for objective reasons, aircraft should be sent for major repairs, but this is not a scheduled repair after the resource has been exhausted, but the inevitable repair if necessary.
Таким образом, это не сравнение реально замеренной величины с эталонной, а сравнение вероятностей появления таких величин. Thus, this is not a comparison of a real measured value with a reference value, but a comparison of the probabilities of occurrence of such values.
Предложенный способ может найти применение и при эксплуатации самолетов по ресурсу, но он приобретает особую ценность при эксплуатации по состоянию. The proposed method can find application in the operation of aircraft for a resource, but it acquires special value in the operation of the state.
Claims (1)
q(t) = 0,5-Φ[β(K-1)],
где Φ[...] функция Лапласа;
математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение допустимого значения контролируемого параметра;
математическое ожидание и среднее квадратичное отклонение действительного значения контролируемого параметра;
dz среднеквадратичное отклонение запаса работоспособности Z,
оценивают уровень надежности D(t) 1 q(t) и в случае снижения ее ниже установленного уровня принимают меры по восстановлению надежности.METHOD FOR ASSESSING AND MAINTAINING THE RELIABILITY OF AIRCRAFT AND THEIR POWER INSTALLATIONS WHEN OPERATING THE AERONAUTICAL TECHNIQUES AS CONDITION, including statistical accounting and system analysis of changes in the controlled parameters, characterized in that among the controlled parameters, those parameters that directly affect the reliability of the parameters that have a direct impact on reliability structural elements, in a probabilistic way, using the Laplace function tables, determine the health reserves Z of these elements as the difference of the admissible Y and current X values of the controlled parameter, the probability of failure q (t) is estimated, while the probability of failure q (t) is determined by the dependence:
q (t) = 0.5-Φ [β (K-1)],
where Φ [...] is the Laplace function;
mathematical expectation and standard deviation of the permissible value of the controlled parameter;
mathematical expectation and standard deviation of the actual value of the controlled parameter;
dz standard deviation of the safety margin Z,
assess the reliability level D (t) 1 q (t) and, if it falls below the established level, take measures to restore reliability.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93054184A RU2038991C1 (en) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Method of estimation and maintenance of reliability of aircraft and their power plants during operation of aviation materiel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93054184A RU2038991C1 (en) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Method of estimation and maintenance of reliability of aircraft and their power plants during operation of aviation materiel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93054184A RU93054184A (en) | 1995-06-19 |
RU2038991C1 true RU2038991C1 (en) | 1995-07-09 |
Family
ID=20149926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93054184A RU2038991C1 (en) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Method of estimation and maintenance of reliability of aircraft and their power plants during operation of aviation materiel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2038991C1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2181334C1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-04-20 | Владимиров Игорь Михайлович | Method of estimation of technical state of helicopter rotor system for prolongation of its service life |
RU2308069C2 (en) * | 2005-06-30 | 2007-10-10 | Валентин Афанасьевич Сухолитко | Method of integrated logistic support of flying vehicle operational monitoring |
RU2318703C2 (en) * | 2004-08-25 | 2008-03-10 | Владимир Васильевич Ерегин | Method of and device for operation of aircraft equipment depending on its state |
RU2339550C2 (en) * | 2004-07-01 | 2008-11-27 | Владимир Васильевич Ерегин | Method for aircraft technical service |
RU2589369C1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-07-10 | Акционерное общество "Научный Испытательно-Диагностический Центр"(АО "НИДЦ") | Method of evaluating physical wear of aviation equipment |
RU2655564C1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-05-28 | Александр Иванович Ильин | Method of multi-parameter automatic control of the technical condition of unmanned vehicles |
RU2678182C2 (en) * | 2017-12-20 | 2019-01-23 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | System of ensuring aircraft operation |
RU2689090C2 (en) * | 2016-12-29 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for estimating level of safety of complex technical system |
RU2707681C2 (en) * | 2015-02-23 | 2019-11-28 | Сафран Эркрафт Энджинз | Method and device for remote inspection of aircraft engine condition |
RU2733105C1 (en) * | 2019-11-20 | 2020-09-29 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Method of determining residual life of machine parts |
CN117436195A (en) * | 2023-12-21 | 2024-01-23 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | Aviation product reliability minimum acceptable value determining method and device |
-
1993
- 1993-12-09 RU RU93054184A patent/RU2038991C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Андреев Н.Н. и др. Инженерно-авиационная служба и эксплуатация летательных аппаратов под ред. Н.М.Федяева, Изд. ВВИА им.проф.Н.Е.Жуковского, 1970 г., с.190-194. * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2181334C1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-04-20 | Владимиров Игорь Михайлович | Method of estimation of technical state of helicopter rotor system for prolongation of its service life |
RU2339550C2 (en) * | 2004-07-01 | 2008-11-27 | Владимир Васильевич Ерегин | Method for aircraft technical service |
RU2318703C2 (en) * | 2004-08-25 | 2008-03-10 | Владимир Васильевич Ерегин | Method of and device for operation of aircraft equipment depending on its state |
RU2308069C2 (en) * | 2005-06-30 | 2007-10-10 | Валентин Афанасьевич Сухолитко | Method of integrated logistic support of flying vehicle operational monitoring |
RU2707681C2 (en) * | 2015-02-23 | 2019-11-28 | Сафран Эркрафт Энджинз | Method and device for remote inspection of aircraft engine condition |
RU2589369C1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-07-10 | Акционерное общество "Научный Испытательно-Диагностический Центр"(АО "НИДЦ") | Method of evaluating physical wear of aviation equipment |
RU2689090C2 (en) * | 2016-12-29 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for estimating level of safety of complex technical system |
RU2655564C1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-05-28 | Александр Иванович Ильин | Method of multi-parameter automatic control of the technical condition of unmanned vehicles |
RU2678182C2 (en) * | 2017-12-20 | 2019-01-23 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | System of ensuring aircraft operation |
RU2733105C1 (en) * | 2019-11-20 | 2020-09-29 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Method of determining residual life of machine parts |
CN117436195A (en) * | 2023-12-21 | 2024-01-23 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | Aviation product reliability minimum acceptable value determining method and device |
CN117436195B (en) * | 2023-12-21 | 2024-04-09 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | Aviation product reliability minimum acceptable value determining method and device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2038991C1 (en) | Method of estimation and maintenance of reliability of aircraft and their power plants during operation of aviation materiel | |
Brauer et al. | Reliability-centered maintenance | |
CN106295897A (en) | Aircaft configuration based on risk with cost analysis checks mission planning method | |
Dupuy et al. | Airline fleet maintenance: Trade-off analysis of alternate aircraft maintenance approaches | |
Ghosh et al. | Reduction of life cycle costs for a contemporary helicopter through improvement of reliability and maintainability parameters | |
CN110705787A (en) | An optimization method for aircraft maintenance tasks | |
CN113158140A (en) | Aircraft structure maintenance project selection and maintenance interval analysis method based on multi-source information fusion | |
Guo et al. | Probabilistic risk assessment of civil aircraft associated failures under condition-based maintenance | |
Zhang et al. | A risk assessment method of aircraft structure damage maintenance interval considering fatigue crack growth and detection rate | |
Shanmuganathan et al. | Condition monitoring maintenance of aero-engines through LUMS–A method for the implementation of Lean tools | |
Haider | Overview of prognostics and health management for landing gear maintenance | |
Fornlöf et al. | RUL estimation and maintenance optimization for aircraft engines: a system of system approach | |
Atmaji et al. | Implementation of maintenance scenario for critical subsystem in aircraft engine: Case study NTP CT7 Engine | |
Mu¨ ller et al. | Probabilistic engine maintenance modeling for varying environmental and operating conditions | |
US10628621B2 (en) | Component lifing | |
Vidyasagar | Optimization of aeroengine utilization through improved estimation of remaining useful life (RUL) of on condition (OC) parts | |
Marušić et al. | Maintenance reliability program as essential prerequisite of flight safety | |
Goranson et al. | Long-life damage tolerant jet transport structures | |
Atmaji et al. | Implementation Of Maintenance Scenario For Critical Subsystem In Aircraft Engine Case study: NTP CT7 engine | |
Guðmundsdóttir | Reliability analysis of the electrical system in Boeing 757-200 aircraft and RB211-535 engines | |
Grooteman | Probabilistic Fail-Safe structural risk analyses | |
Tozan et al. | Failure distribution modeling for planned replacement of aircraft auxiliary power unit oil pumps | |
Goranson et al. | Airworthiness of long-life jet transport structures | |
Pulido et al. | Life data analysis with applications to aircraft modeling | |
Tozan et al. | Failure data analysis for aircraft maintenance planning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HK4A | Changes in a published invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121210 |
|
QB4A | License on use of patent |
Effective date: 20100322 Free format text: LICENCE |