МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ ПО ИХ ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ
Метод ТЭР со стратегией ТОиР по наработке не всегда обеспечивает возрастающие требования к системе технической эксплуатации в отношении безопасности и регулярности полетов, к экономической эффективности эксплуатации АТ. Поэтому в настоящее время все более широкое применение находят методы технической эксплуатации по состоянию изделий ТЭП и ТЭО.
4.1. Особенности применения метода ТЭО
При методе ТЭО изделие эксплуатируется до отказа, после чего оно ремонтируется в АТБ или снимается с эксплуатации для заводского ремонта или списания. В процессе эксплуатации контролируется только работоспособность изделия и ликвидируются устранимые в условиях АТБ отказы.
В структурной схеме управления техническим состоянием объекта эксплуатации при методе ТЭО (рис. 4.1), как и при методе ТЭР, отсутствует жесткая отрицательная обратная связь выходного параметра каждого изделия с процессом ТОиР. Статистическая обратная связь осуществляется здесь лишь по уровню надежности изделия.
Характеристика надежности ω(t) изделий сравнивается с заданной нормой ωз(t). В результате вырабатывается управляющее воздействие εω(t) на процесс ТОиР, что в свою очередь определяет корректирующее воздействие
R(t) на объект эксплуатации. Запаздывание τ в действии обратной связи определяется временем сбора и обработки статистики, а также тем, что все изделия парка имеют неодинаковые наработки и для получения более достоверной статистики необходимо определенное календарное время эксплуатации этого парка.
Если уровень надежности изделия снижается до минимально допустимого значения, то управляющими воздействиями могут быть замена изделий новыми, доработка изделий, изменение стратегии ТОиР.
При методе ТЭО исключаются стандартные работы ТО. В результате уменьшаются стоимость технического обслуживания и эксплуатации в целом. Однако это является справедливым, если при заданном методе не снижается безопасность и регулярность полетов.
Таким образом, условиями применения метода ТЭО являются: отсутствие уменьшения безопасности и регулярности полетов при отказах изделий; четкая организация оперативного сбора и электронной обработки информации о надежности изделий; установление нижнего допустимого уровня надежности; наличие индикации отказов и высокая эксплуатационная технологичность изделий.
Контроль уровня надежности. Под уровнем надежности изделия понимается значение той или иной характеристики надежности как функции времени t от его наработки. Такими характеристиками могут быть интенсивность отказов λ(t), параметр потока отказов ω(t), среднее время наработки на отказ Тс(t), вероятность безотказной работы p(t), вероятность отказа q(t) и др. Существуют также характеристики, определяющие общий уровень надежности всего парка изделий данного типа независимо от их наработки. Однако такие характеристики не могут использоваться для решения задач, определяемых стратегиями ТО по состоянию.
Для контроля уровня надежности, а также оценки экономической целесообразности применения метода ТЭО необходимо систематически получать и обрабатывать следующую информацию: число эксплуатируемых изделий данного типа; значение наработки каждого изделия; наработки, при которых произошли отказы изделия; последствия отказов; стоимость замены и ремонта отказавшего изделия.
В процессе эксплуатации парка изделий осуществляется дискретная оценка характеристик надежности. Интервал дискретности наработки изделий должен включать не менее 3-4 отказов в парке наблюдаемых изделий (с увеличением контролируемого парка изделий интервал дискретности наработки может уменьшаться).
Вопрос о назначении нижних границ надежности изделий очень сложный и пока не имеет однозначного решения. При этом необходимо учитывать влияние на безопасность и регулярность полетов, а также затраты на повышение уровня надежности изделий.
Для изделий, которые имеют постоянную или уменьшающуюся во времени интенсивность (параметр потока) отказов, целесообразно и необходимо осуществлять контроль ее значения с возрастанием наработки, так как вполне возможно, что эта интенсивность (параметр потока) отказов начнет возрастать. Начало такого возрастания необходимо зафиксировать для принятия соответствующих мер. В случае возрастающих функций интенсивности или параметра потока отказов необходим ввод ограничений, например, по экономическим соображениям.
Многие наиболее важные изделия, от работы которых зависит безопасность полетов, имеют трехкратное и четырехкратное резервирование. При трехкратном резервировании безопасным является отказ одного изделия из трех. Отказ двух из трех таких изделий можно принять за событие достижения границы безопасности, являющейся предпосылкой к летному происшествию (ЛП).
Установив допустимое значение вероятности предпосылки к ЛП по вине рассматриваемого изделия, можно определить максимально допустимое значение параметра (интенсивности) потока отказов изделия. Для установления допустимого значения вероятности предпосылки к ЛП могут быть использованы нормы ИКАО для предпосылок к летным происшествиям (ПЛП) или установившиеся в нашей стране уровни ПЛП по техническим причинам.
4.2. Метод технической эксплуатации до предотказового состояния
В случае применения метода технической эксплуатации до предотказового состояния (ТЭП) задача технического обслуживания сводится к управлению техническим состоянием каждого конкретного объекта. При этом осуществляется непрерывный или периодический контроль параметров, определяющих техническое состояние объекта. По результатам контроля принимается решение о продолжении эксплуатации до момента следующего контроля, или о проведении восстановительных профилактических работ, или о замене объекта и отправке его в ремонт.
Структурная схема взаимосвязи ТОиР с выходными характеристиками X(t) при методе ТЭП приведена на рис. 4.2. Здесь основным контуром обратной связи является жесткая отрицательная обратная связь между выходным управляющим параметром X(t) и управлением процессом ТОиР. Она обеспечивает немедленную коррекцию управления при появлении отклонения εy(t) выходного параметра X(t) от его заданного значения Xо(t). Под параметром X(t) может пониматься и совокупность нескольких определяющих параметров.
Как и в рассмотренных выше случаях, при методе ТЭП на управление программой ТОиР воздействует также статистическая обратная связь ω(t-τ) по надежности объекта. Кроме того, программа ТОиР зависит от особенностей процесса ТОиР, что показано связью Z1(t).
Из условий обеспечения безотказности работы авиационного оборудования контроль его параметров желательно проводить непрерывно в процессе полета. Однако в настоящее время для многих агрегатов и систем это осуществить невозможно, и в полете приходится ограничиваться только контролем работоспособности этих изделий.
Выполнять контроль параметров объекта в процессе оперативного ТО экономически нецелесообразно, поскольку нет достаточно приспособленных
для этих целей средств контроля не демонтированного оборудования. Отсюда следует необходимость назначения периодического контроля параметров изделий. Для каждого изделия существует своя оптимальная периодичность контроля. Однако с целью обеспечения минимальных простоев ВС на техническом обслуживании для всего его оборудования устанавливаются единые сроки периодических работ по контролю параметров и выполнению соответствующих восстановительных работ ( в зависимости от результатов контроля).
Таким образом, при методе ТЭП стратегии ТО являются планово-предупредительными. При этом планируются периодичность и объем работ по техническому диагностированию. Предупредительный характер стратегий обеспечивается регулярным наблюдением за техническим состоянием объекта с целью своевременного выявления его предотказового состояния. Это состояние характеризуется тем, что определяющий параметр приблизился к границе поля допусков, а скорость его изменения такова, что за время до момента очередного контроля вероятность выхода параметра за границу поля допусков недопустимо велика.
Для выявления предотказового состояния объекта обычно используется принцип назначения упреждающих допусков на определяющие (диагностические) параметры (рис. 4.3).
Здесь поле допусков определяющего параметра x расположено между границами xmin и xmax. Выход параметра за пределы этих границ является отказом. Границы xун и хув определяют границы упреждающих допусков. При пересечении параметром этих границ принимается решение о проведении восстановительных работ. Величина упреждения Δ допуска назначается с учетом скорости ухода параметра, длительности межконтрольного периода, допустимой вероятности достижения параметром границ хmах и хmin. Установление упреждающих допусков – очень важная и ответственная задача, которая до сих пор не имеет полного решения.
Контроль параметров авиационного оборудования производится с помощью наземных средств диагностирования (контрольно-измерительной аппаратуры) или на борту ВС, или же в лаборатории АиРЭО АТБ. В последнем случае объект контроля демонтируется с борта ВС и после контроля и выполнения необходимых восстановительных работ снова устанавливается на борт. Если по результатам контроля нет необходимости в проведении восстановительных работ (регулировки, настройки, чистки, изолирования, пайки и т.д.), то трудоемкость монтажно-демонтажных работ по контролируемому объекту добавляется к трудоемкости контроля. Если же в результате контроля возникает необходимость в проведении восстановительных работ, то монтажно-демонтажные работы относятся к трудоемкости восстановительных работ. Указанные отношения трудоемкости имеют значения для определения некоторых характеристик эксплутационной технологичности изделий. Однако в любом случае монтажно-демонтажные работы с авиационным оборудованием выполняются в цехах периодического ТО, а работы по контролю и восстановлению – в лаборатории АиРЭО АТБ.
Характерной особенностью применения метода ТЭП является отсутствие определенного межремонтного ресурса для изделия. Устанавливаются только гарантийный и назначенный ресурсы. Однако установление назначенного ресурса изделию является следствием традиций и нерешительности в осуществлении полного перехода к прогрессивным методам технической эксплуатации и стратегиям ТОиР, в соответствии с которыми ресурс изделия должен определяться его реальным техническим состоянием.
Информационной основой применения метода ТЭП служит совокупность: результатов исследования изделий как объектов контроля для выявления определяющих диагностических параметров; результатов статистической обработки данных по надежности объектов; трудоемкости и стоимости ТОиР; накопленных текущих значений диагностических параметров каждого эксплуатируемого изделия. Особо важное значение для прогнозирования технического состояния изделий имеет получение характеристик определяющих диагностических параметров как функций времени.
Таким образом, условиями применения метода ТЭП являются: знание состава определяющих диагностических параметров изделий; возможность обнаружения неисправностей на ранних стадиях их развития; приспособленность изделий к глубокому контролю и прогнозированию их технического состояния; установление упреждающих допусков на определяющие диагностические параметры; тщательный сбор и обработка в электронном виде данных об изменениях определяющих диагностических параметров, о надежности изделий; развитие и широкое использование прогрессивных методов и средств технического диагностирования.
Как следует из структурных схем рассмотренных методов технической эксплуатации, всем им присущ контур статистической обратной связи (по надежности). Это значит, что контроль уровня надежности всегда осуществляется при любом методе технической эксплуатации. Однако для метода ТЭО контроль уровня надежности имеет наиболее существенное значение.