Пример оценки безотказности ФС (подсистемы)

Рассмотрим в качестве примера топливную систему самолета Ту-154М, принципиальная схема которой приведена на рис.1. Топливная система состоит из:

1 Топливный бак Б1, Б2 (Л, П), Б3 (Л, П), Б4

2 Насос подкачки ЭЦН-325 НП8 – НП11

3 Перекрывной клапан ПК

4 Центробежный насос ДЦН

5 Насос регулятор HP

6 Порционер П

7 Фильтр Ф

8 Трубопроводы Тр

9 Насос перекачки ЭЦН-323 НП1 – НП7, НП12 – НП16

10 Расходомер Р

После краткого описания работы топливной системы анализируются отказы изделий, при которых они не выполняют своих функций, и последствия отказов с учетом последовательного и параллельного соединения.

Например, в насосе перекачки НП3 может отказать электрическая и механическая части. Оба этих отказа приводят к отказу насоса. Отказ насоса приведет к тому, что на больших высотах нарушится бесперебойная подача топлива от топливного бака Б3 к насосу двигателя ДЦН. Это означает, что в структурной схеме насос НП3 и бак Б3 должны быть соединены последовательно. Отказ насоса перекачки НП3 приводит к отказу одной ветви системы питания от Б3. Однако подачу топлива будут обеспечивать насосы НП1 и НП2. Отсюда следует, что в структурной схеме НП1, НП2, НП3 должны быть соединены параллельно.

Рис. 1 Принципиальная схема топливной системы Ту-154М

Для упрощения расчета систему рекомендуется разбить на блоки I-VIII. Блоки целесообразно составлять из элементов, имеющих функциональную связь (рис. 2).

Далее определяется вероятность безотказной работы для каждого блока.

В рассмотренном примере имеем:

1) для блока I: P_I=P_{Б ЗЛ}[1-(1-P_НП1·P_ОК1)·(1-P_НП2·P_ОК2)·(1-P_НП3·P_ОК3)]

2) для блока II: P_II=P_Б2л[1-(1-P_НП4·P_ОК4)·(1-P_НП5·P_ОК5)]

3) для блока III:P_III=P_Б4[1-(1-P_НП6·P_ОК6)·(1-P_НП7·P_ОК7)]

4) для блока IV:P_IV=P_Б2п[1-(1-P_НП12·P_ОК12)·(1-P_НП13·P_ОК13)]

5) для блока V:P_V=P_Б3п[1-(1-P_НП14·P_ОК14)·(1-P_НП15·P_ОК15)·(1-P_НП16·P_ОК16)]

6) для блока VI:P_VI=P_П·P_Б1

7) для блока VII:P_VII=1-(1-P_НП8·P_ОК8)·(1-P_НП9·P_ОК9)·(1-P_НП10·P_ОК10)·(1-P_НП11·P_ОК11)

8) для блока VIII:P_VIII=Рпк·Рр·Рдцн·Рф·Рнр·Ртр

В блоке VIII условно представлены все три двигателя

Рис. 2 Детализированная структурная схема надежности

топливной системы самолета Ту-154

Строим укрупненную структурную схему надежности ФС (рис. 3).

Из схемы следует, что вероятность безотказной работы топливной системы будет равна:

P_ФС=[1-(1-P_I)·(1-P_II)·(1-P_III)·(1-P_IV)·(1-P_V)]·P_VI ·P_VII ·P_VIII

Расчет доводится до числовой оценки, подстановкой значений вероятности безотказной работы блоков и изделий в соответствии с табл. 1 и выполняется для t = t_Б.П, τ_Ф1, τ_Ф2, τ_Ф3.

Результаты определения показателей безотказности ФС и ее изделий представляются в форме табл. 2.

Рис. 3 Укрупненная структурная схема системы

Задание для самостоятельной проработки

Для выполнения лабораторной работы студенты изучают методические указания (п.2 Пособия), получают от преподавателя вариант задания (табл.3) и решают задачу определения и анализа безотказности ФС (подсистемы) и её изделий на примере участков гидросистемы различных типов ЛА.

Таблица 3

Варианты задания

В приложении 1 представлены детализированные структурные схемы надёжности участков гидросистемы для различных типов ЛА. Номер схемы соответствует номеру рисунка в приложении 1.

В приложении 2 представлены значения параметра потока отказов ω₀ для изделий гидросистемы. Номер варианта для выбора значений ω₀ определяется по табл.3 в соответствии с вариантом задания.

В приложении 3 представлены эксплуатационно-технические характеристики для типа ЛА (средняя длительность беспосадочного полёта, периодичность выполнения форм ТО - τ_ф1, τ_ф2, τ_ф3).

Для полученного варианта задания и с использованием исходных данных приложений 1,2,3 студенту требуется:

1) построить укрупненную структурную схему надёжности, состоящую из блоков;

2) определить вероятность безотказность работы изделий и участка гидросистемы ЛА в целом для

t = t_Б.П, τ_ф1, τ_ф2, τ_ф3;

3) проанализировать влияние отказа каждого изделия на безопасность полётов ЛА;

4) сформулировать рекомендации по повышению безотказности участка гидросистемы ЛА.

• ⇐ Назад
• 123
• Далее ⇒