CC BY
12
УДК 629.7.063.6
АНАЛИЗ ОТКАЗОВ И НЕИСПРАВНОСТЕЙ, РАСЧЕТЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ФАКТИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ВЕРТОЛЕТА Ми-8
С. И. Меркулов Научный руководитель - В. В. Лукасов
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: Stephensonmusic@yandex.ru
Рассчитана и определена фактическая надежность топливной системы вертолета Ми-8 на основе статистических данных.
Ключевые слова: надежность, топливная система, Ми-8
ANALYSIS OF FAILURES AND MALFUNCTIONS, CALCULATIONS
AND DETERMINATION OF THE ACTUAL RELIABILITY OF THE FUEL SYSTEM
OF THE Mi-8 HELICOPTER
S. I. Merkulov Scientific supervisor - V. V. Lukasov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: Stephensonmusic@yandex.ru
The actual reliability of the fuel system of the Mi-8 helicopter is calculated and determined on the basis of statistical data.
Keywords: reliability, fuel system, Mi-8
Авиационная техника является опасным транспортным средством. За период с 1992г. по 2001г. по сравнению с 1982г. по 1991г. безопасность полетов в России снизилась примерно вдвое. Снижение безопасности полетов обусловлено несовпадением интересов коммерции и безопасности полетов, дезорганизация системы государственного регулирования авиационной деятельности, бурным ростом чартерных перевозок, увеличение количества небольших авиакомпаний, не имеющим достаточного опыта и соответствующей материально-технической базы.
В период с 2001г. по 2005г. уровень безопасности полетов немного стабилизировался, но с 2007г. наблюдается ухудшение состояния безопасности. В 2007 году произошло 4 авиационных происшествия, 2 катастрофы, 368 авиационных инцидентов, 28 повреждений воздушных судов на земле. В 2008 году показатели безопасности полетов ухудшились. Количество авиационных происшествий в коммерческой авиации увеличилось на 20%. В этот период произошли катастрофы на иностранной технике. В период с 2007 года по настоящее время характеризуется освоение иностранных воздушных судов. В период освоения новой авиационной техники сопровождается снижением уровня безопасности авиационных полетов, т.е. эта реальность является объективной закономерностью дальнейшего снижения уровня безопасности полетов, обусловленной освоением новых типов ВС иностранного производства с двумя членами экипажа без первичного бортового
инженера. Одной из главных систем является топливная. Надежность работы системы обеспечивается за счет бесперебойной подачи топлива к основным и вспомогательным двигателям.
Топливная система вертолета предназначена для размещения запаса топлива и бесперебойной подачи его к двигателям под необходимым давлением на всех режимах и высотах полета.
К применяемым маркам топлива относится Т-1, ТС-1, РТ. Так же в топливе применяются противокристализационные присадки: жидкость «И», ТГФ, ТГФ-И [1].
На рисунке 1 представлена принципиальная схема топливной системы вертолета Ми-8.
Рис. 1. Принципиальная схема топливной системы
Топливная система состоит из 120 элементов, из них отказными, в данной статье являются: основные ПТБ (7); сливной краны ПТБ (3); перекачивающий насос ЭЦН-75Б (9); грибковый клапан;(поплавковый клапан) (2); подкачивающий насос ЭЦН-40 (9); пожарный кран (3); блок топливных фильтров (2); переключателя топливомера (4);
Исходные значения, для определения надёжности топливной системы, были взяты из статистических данных «АК» Ямал». Статистические данные собраны по топливной системе вертолета Ми-8 в авиакомпании «ЯМАЛ» за период с 01.01.2017 года по 31.12.2017 года, в количестве 41 отказ и неисправностей. Данный вид воздушного судна эксплуатируется в природно-климатических условиях района крайнего севера и приближённого к нему северных широтах. Эти данные преобразуем в обобщенную таблицу отказов и неисправностей (Таблица 1), которая является основной для выполнения расчета.
Таблица 1
Статистические данные по отказам и неисп
Элемент Количество отказов Наработка на отказ
Подкачивающий насос ЭЦН-40 9 17791
Перекачивающий насос ЭЦН-75Б 9 18796
Блок топливных фильтров 2 27229
Поплавковый клапан 2 5009
Основной подвесной топливный бак 7 22908
Сливной кран подвесного топливного бака 3 10325
Датчик топливомера 1 18906
Топливный трубопровод 1 7869
Переключатель топливомера 4 18557
Пожарный кран 1 21867
Определение надежности топливной системы выполняем на основании вероятностного метода структурных схем, который предполагает преобразование принципиальной схемы в структурную (Рисунок 2) в которой выделяем отказные элементы: основной ПТБ, сливной кран, перекачивающий насос ЭЦН-75Б, грибковый клапан, подкачивающий насос ЭЦН-40, пожарный кран, переключатель топливомера и блок топливных фильтров. Далее, для расчётов, преобразуем структурную схему в блочную, которая имеет блоки, подблоки, элементы (пример: блок1 имеет 3 подблока и 4 элемента).
Рис. 2. Структурная (слева) и блочная схемы топливной системы Ми-8
Для выполнения расчета надежности ТС в соответствии с методом структурных схем используем формулы надежности:
- Вероятность безотказной работы Р(1) для каждого отказного элемента: =
- Интенсивность отказов Х(1:): Я(0 = —
' ср
- Средняя наработка на отказ Тср: Тср =
Где, 1:2, ..., 1п - наработки на отказ каждого элемента, п - количество отказов каждого элемента.
В соответствии с блочной схемой и указанными формулами надежности, соблюдая параллельное и последовательное соединения, производим математические расчёты по формулам последовательного и параллельного соединения:
При последовательном соединении элементов блочной схемы для расчета надежности используется следующая формула: Р(1) = Р1(1) * Р2(1)*.*Рп(1)
При параллельном соединении элементов блочной схемы для расчета надежности используется следующая формула: Р(1) = 1 - (1 - Р1(1)) * (1 - Р2О) *.* (1 - Рп(0)
Получив математическое выражение для каждого отказного элемента, рассчитываем математическое выражение подблоков, блоков, а затем определяем математическое выражение безотказной работы всей системы [2].
Полученные, по математическим расчётам данные, сводим в таблицу (таблица 2)
Таблица 2
Значение вероятности безотказной работы топливной системы вертолета Ми-8 и ее элементов
п/п Элемент, Блок, Система Вероятность безотказной работы Р (t)
1 Перекачивающий топливный насос ЭЦН-75Б 0, 99995
2 Подкачивающий топливный насос ЭЦН - 40 0,99994
3 Пожарный кран 0, 99995
4 Сливной кран подвесного топливного бака 0, 9999
5 Поплавковый клапан 0,9998
6 Основной подвесной топливный бак 0,99996
7 Датчик топливомера СКЭС-2027Б 0,99995
8 Блок топливных фильтров 0,99996
9 Топливный трубопровод 0,9999
10 Блок - I 0,9998
11 Блок - II 1
12 Блок - III 0,9997
13 Блок - IV 0,9999
Проанализировав топливную систему вертолета Ми-8, в период 1 января 2017 по 31 декабря 2017 года, в природных условиях приближенных к Крайнему северу и условиях Крайнего севера, авиакомпании «Ямал», в условиях летной и технической эксплуатации, сделан вывод, что вероятность безотказной работы топливной системы вертолета Ми-8 = 0,9994, что соответствует требованиям норм летной годности и обеспечивает безопасность полетов [3].
В данной статье произведен анализ работы и определение надежности топливной системы вертолета Ми-8, а также влияние отдельных элементов системы на возникновения отказов и неисправностей. В данной работе были рассмотрены общие сведения и основные данные топливной системы вертолета Ми-8, основные технические характеристики, принципиальная схема. Также были рассмотрены агрегаты, их конструкция и принцип работы. Подробно была изучена теория анализа надежности функциональных систем методом структурных схем.
По результатам расчета были выявлены элементы системы наиболее и наименее надежные элементы. В результате расчета было выявлено, что надежность топливной системы является достаточно высокой.
Поддержание высокой надежности топливной системы вертолета Ми-8 производится также за счет своевременного обслуживания и ремонта всего воздушного парка авиакомпании «Ямал». Что поддерживает высокий уровень летной эксплуатации соответственно и прибыль авиакомпании.
Библиографические ссылки
1 Конструкция и прочность Ми - 8/ В.В. Тополев - г. Тюмень НП «Центр подготовки персонала» 2007г. - 237стр.
2 Лукасов, В.В. Надежность летательных аппаратов и авиационных двигателей: учеб. пособие / В.В. Лукасов. - Красноярск: СибГАУ, 2003. - 150 с.
3 Шайморданов, Л.Г. Основы формирования системы ТО и Р ВС ГА: Тексты лекций / Л. Г. Шайморданов- Красноярск: СибГАУ, 2003.-100 с
© Меркулов С. И., 2022
