CC BY
132
УДК 629.735.083(083.96)
КОРРЕКТИРОВКА ПЕРИОДИЧНОСТИ РЕГЛАМЕНТНЫХ РАБОТ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ГРАЖДАНСКОЙ авиации
с.с. ДАЛЕЦКИЙ
Статья представлена доктором технических наук Г ипичем Г.Н.
Рассмотрены методы корректировки периодичности регламентных работ по данным эксплуатации с применением MSG - анализа.
Ключевые слова: воздушное судно, регламентные работы, MSG-анализ.
В соответствии с [1] регламент технического обслуживания (РО) - это "Документ, устанавливающий режимы технического обслуживания летательного аппарата данного типа". Режим технического обслуживания ремонта изделия авиационной техники (режим ТОиР) - это "Условия выполнения технического обслуживания или ремонта авиационной техники, включающие перечень и периодичность выполнения работ и, при необходимости, значения эксплуатационных характеристик применяемых средств".
Формирование перечня регламентных работ и их обоснование для нового типа ВС достаточно подробно изложены в документах [2, 3], а также в руководстве для конструкторов (РДК-Э). Выбор периодичности регламентных работ рассмотрен в [2], однако эта методология не увязана с процедурой MSG-3 [3]. В данной работе предлагается процедура корректировки периодичности регламентных работ по опыту эксплуатации типа ВС и с учётом положений MSG-3.
В процессе эксплуатации ВС выявляются отказы и неисправности, которые MSG-3 классифицирует на 3 группы:
а) случайные повреждения (AD);
в) повреждения в результате воздействия окружающей среды (ED);
с) усталостные повреждения (FD).
Более детальную классификацию по физической сущности и характеру проявления отказов и неисправностей устанавливает [4]:
- трещины, деформации и разрушения от повторяющихся нагрузок;
- механический износ;
- старение (потеря физических или химических свойств материалов);
- механические повреждения;
- коррозия металлов;
- ослабление соединений;
- потеря свойств смазок и спецжидкостей;
- разрушение лакокрасочных и других защитных покрытий;
- нарушение регулировок;
- нарушение контактов в электроцепях и приборах.
Данные виды отказов и неисправностей ВС легко объединяются в 3 группы по MSG-3, однако более подробная классификация позволяет более обоснованно формировать периодичность регламентных работ.
По влиянию отказов и неисправностей на безопасность полётов и экономичность эксплуатации ВС MSG-3 выделяет пять категорий: а) очевидная безопасность (5); в) очевидная операционная (6); с) очевидная экономическая (7); d) скрытая безопасность (8); е) скрытая небезопасность (9). При очевидной безопасности должна быть регламентная работа, устраняющая
возможность появления такого отказа или продолжение эксплуатации ВС. При очевидной операционной эксплуатации должна быть регламентная работа, понижающая риск эксплуатации ВС с этим отказом до приемлемого уровня лётной годности. При очевидной экономической должна быть регламентная работа, затраты на которую меньше, чем риск экономических потерь при эксплуатации ВС с этим отказом. При скрытой безопасности должна быть регламентная работа, устраняющая возможность появления скрытого отказа или снижающая риск его появления для избежания снижения лётной годности ВС или повышения экономических затрат. При скрытой небезопасности должна быть регламентная работа, обеспечивающая избежание экономических потерь из-за неготовности ВС к эксплуатации.
В процессе эксплуатации типа ВС производится сбор, обработка и анализ данных об отказах и неисправностях АТ в порядке, установленном нормативными документами отрасли ГА и стандартами (например ОСТ100497. Надёжность изделий авиационной техники. Методы оценки и анализа показателей надёжности самолётов (вертолётов) при их эксплуатации).
Для формирования процедуры корректировки периодичности регламентных работ предлагается оценку параметров распределения и потока отказов производить в следующем порядке [5]:
- статистическая информация об отказах изделий в эксплуатации записывается вариационным рядом раздельно по каждому учитываемому виду наработки;
- средняя наработка до отказа среди отказавших изделий /-го типа
"а
_ .'=■ . (1) где - средняя наработка на отказ отказавших изделий /-го типа; М,-, - суммарное количество отказов /-х изделий за период наблюдений; ; - наработка до отказа ¡-го изделия /-го типа.
Тогда среднее квадратичное отклонение наработки изделий /-го типа при отказе
—Г 1 Мс/ — „
З = 77 - Ь )2. (2)
MCi } =1
Определяющим видом наработки будет тот, у которого дисперсия минимальна, т.е.
_ Л
^ik-100%®min
(3)
где к=1 (часы), к=2 (полёты) и т.д., а изменение параметра потока отказов w ¡(t) от наработки представляется линейной зависимостью
W i(t) = a+pti , (4)
где а и в находятся по методу наименьших квадратов.
При a»pt ш ,(t) ~ const, т.е. имеют место случайные отказы, а при ш ,(t,+At,)> ш ,(t,) есть зависимость отказов от наработки, что следует учитывать при корректировке периодичности регламентных работ.
Вероятность отказа функциональной системы при наличии дублирующих изделий в системе
F ft-) = 1 -П [1 - F ft)] . (5)
i=1
где Fn - функция распределения отказов i-го изделия; п - количество параллельных i-х изделий в системе, учитывая, что последовательно одинаковые изделия в системах ВС, как правило, не устанавливаются.
В процессе эксплуатации ВС выполняются следующие виды регламентных работ [4]:
- контроль состояния;
- технологическое обслуживание;
- поддержание и восстановление надёжности, которые классифицируются в MSG-3 на группы: смазка/обслуживание - (LU/SV); операционный/визуальный контроль - (OP/VC); осмотр/функциональный контроль - (IN/FC); восстановление - (RS) и удаление - (DS).
Работы по контролю состояния OP, VC, IN, FC обусловлены ограничениями по безопасности полётов и лётной годностью ВС, определяющими вероятность отправки неисправного самолёта в рейс с отказами, не входящими в типовой минимальный перечень оборудования (ТМПО), или действия экипажа в полёте при появлении функционального отказа. Выполнение регламентных работ по контролю состояния восстанавливает информацию о техническом состоянии контролируемого объекта, что обеспечивает заданную вероятность отправки в рейс исправного ВС. Выполнение работ по контролю состояния не изменяет значений параметра ¿(t), а изменяет значение вероятности безотказной работы P;(t;) контролируемого объекта непосредственно после момента контроля. Характер изменения P;(t;) после контроля по-прежнему определяется 'яг ,(t).
Работы технологического обслуживания (LU/SV) не связаны с изменениями технического состояния ВС в процессе эксплуатации. Эти работы определяют комплекс операций по подготовке ВС к использованию по назначению, хранению и транспортированию и приведению его в исходное состояние после этих процессов, не связанных с поддержанием надёжности изделия [1]. Соответственно и периодичность этих работ определяется только условиями эксплуатации ВС.
Работы по поддержанию и восстановлению надёжности ВС направлены на разрежение потока отказов (иг ) и устранение накопившихся отказов и неисправностей из ТМПО. В регламент включаются только те работы, которые обусловлены постепенно развивающимися неисправностями, а при случайных отказах выполняются нерегламентные работы по результатам регламентного контроля состояния или замечаниям экипажа.
Учитывая эти три вида регламентных работ и на основе рекомендаций [2], которые устанавливают, что в оперативном ТО не должно быть регламентных работ, связанных с поддержанием и восстановлением надёжности систем и изделий, корректировка периодичности регламентных работ в процессе эксплуатации ВС может проводиться только для периодического ТО и работ по контролю и профилактике коррозии по программе СРСР.
Соответственно работы LU по смазке агрегатов, замене масел и смазок, очистке и промывке выполняются на периодическом ТО с периодичностью, определяемой изготовителем ВС, который, в свою очередь, руководствуется рекомендациями изготовителей изделий и поставщиков смазок с учётом условий эксплуатации данного типа ВС.
Работы по контролю состояния (OP, VC, IN, FC) выполняются с периодичностью, определяемой видом отказа системы или изделия, его последствиями и характером проявления:
а) для случайных j-х видов отказов ¿-х изделий, не влияющих на безопасность полёта и действия экипажа:
с открытой функцией отказа экипажу регламентные работы по контролю не назначаются, а восстановление проводится по замечаниям экипажа;
со скрытой функцией отказа экипажу периодичность определяется средним временем наработки на отказ[5]
где ^вс: - наработка /-го ВС за расчётный период; N - количество учитываемых ВС в эксплуатации; п г - количество 7-х изделий на ВС; т с. - количество отказов 7-х изделий за расчётный период.
Расчётный период берётся таким образом, чтобы количество наблюдаемых отказов /-го изделия было не менее 30^50, что обеспечивает достоверность результатов.
(6)
Со скрытой функцией отказа экипажу и влияющего на безопасность полётов MSG-3 периодичность регламентной работы назначается таким образом, чтобы вероятность отправки ВС в рейс с г-м не выявленным отказом, не входящим в ТМПО, была не ниже заданной величины
н
>р
Ч
и
О СО
(7)
где "я^- норматив надёжности /-го изделия по /-му виду отказа; Р:; - достоверность выявления
у-го отказа /-го изделия; X - искомая периодичность по /-му виду отказа; иг ¡¡ш - по (4); К - коэффициент отношения отказавших г-х изделий за период наблюдений к их общему количеству в эксплуатации;
б) для постепенныху-х видов отказов г-х изделий.
С открытой функцией отказа экипажу регламентные работы по контролю состояния г-х изделий, не влияющих на безопасность полётов, не планируются, а восстановление проводится по замечаниям экипажа.
Со скрытой функцией ]-го отказа г-го изделия экипажу периодичность определяется временем появления неисправности и её развитием в отказ
т _ Р (8)
л1-лг
где ^1 - интенсивность появления у-х неисправностей г-х изделий; Л-з - интенсивность появления у-х отказов г-х изделий.
Со скрытой функцией у-го отказа г-го изделия экипажу и влияющего на безопасность полётов (MSG-3) периодичность регламентной работы по контролю состояния назначается таким образом, чтобы вероятность развития у-й неисправности в отказ г-го изделия на период до следующей проверки не превышала заданной величины. Для возрастающей функции интенсивности отказов (ВФИ) или возрастающей в среднем (ФСФИ) [4]
- . (9)
где 9:_/Ю - плотность распределения.
По (9) определяется интервал до первой проверки и далее рекуррентно.
Функциональная система рассматривается как совокупность г-х изделий, в которых появляются независимые у-е неисправности, образующие пуассоновский поток
и
г-1
= П Ри 2 77 7=1 7=1у'
(10)
где - параметр потока по (4); п- количество г-х изделий в К-й системе; т - у-я неисправ-
ность, появление которой рассматривается как отказ.
По (10) определяется интервал (О, Ху) до первой проверки и далее рекуррентно. При развитии каждой у-й неисправности в отказ
п г г V
ркя„ = Пр^ 2 ехР "Г^у (*/ - . (11)
У А. А £ I I
;=1 j-l 1
Работы по поддержанию и восстановлению надёжности изделий в эксплуатации обеспечивают разрежение потока отказов во всех случаях. Если норматив Ргн на безотказность г-го изделия в эксплуатации не задан, то периодичность регулировочной работы № определяется, например, из условий минимизации стоимости работ за регламентный цикл [4]
(12)
где - наименьшее значение периодичности удовлетворяющее условию
К* = шт(^ -1;[0] +1)
при МгуСудгЫуХ=ттМгуСудгЫгу ,
С
(1 - у )>- ас-) ■ (13)
где Сг - стоимость г-й регулировочной работы; Судг - удельная стоимость г-й работы; [У] - наибольшее значение кратное базовой периодичности регламентных работ; Аг - штраф за выход Ру <РгуКН; Ку - м.о. наработки г-х изделий до отказа.
Периодичность регламентных работ по устранению и предупреждению постепенно развивающихся г-х неисправностей определяется условиями управления монотонно возрастающей интенсивностью появления Ху неисправностей из выражения
= С (14)
/ НМ)
где Я(¡0 = Р{У < £}, =Н =-—^ - функция восстановления; плот-
ность восстановления; С - константа.
Регламентные работы по устранению и предупреждению развивающихся неисправностей могут назначаться:
- через интервалы наработки (времени);
- по результатам регламентных работ по контролю состояния (8-11).
В первом случае значение С в (14) может быть определено из условия
К (0 = Р„ (?/)+£' На (!,,-ХЩ (X) (15)
Г'т
СО = Г.-СО - I
-Го '
Во втором случае, искомая периодичность Х; / -й работы для /-х изделий определится как
р[1 - ъ.
(16)
где Т"с:; = + ^гп[;■ Г*,,- и т,,,- трудоёмкость / -й регламентной работы, неплановой и
плановой для /-го типа изделий; - средняя удельная трудоёмкость ТО при простое ВС по
/-й неисправности; ^вц - средняя продолжительность Т -й неплановой работы.
Значение С из (14) определяется условием
Л0С£;) Г П}$ЬГ)йЬ > (17)
¿л 11-.
Условия расчёта и ограничения на константу С рассмотрены в [4] и могут быть при-
менены при оценке периодичности регламентных работ по поддержанию и восстановлению надёжности систем и изделий авиатехники в эксплуатации.
Таким образом, по данным об отказах и неисправностях изделий авиатехники в эксплуатации может быть скорректирована периодичность регламентных работ по контролю состояния, поддержанию и восстановлению надёжности, технологическому обслуживанию ВС. Применяя методологию MSG-3, корректировка периодичности работ, отмеченных в отчёте МЯВ звездой (*), может быть выполнена только по согласованию с органом по сертификации ВС. Работы отмеченные двумя звёздами (**) могут быть скорректированы по периодичности авиакомпанией по согласованию с авиационными властями, а все другие регламентные работы корректируются по периодичности самостоятельно эксплуатантом с уведомлением авиационных властей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Инструкция 54-300-025-89 Система технического обслуживания и ремонта авиационной техники. Термины и определения. МГА СССР. - М.: ЦНТИ ГА, 1990.
2. Методика формирования регламента технического обслуживания самолётов гражданской авиации с применением прогрессивных методов эксплуатации утв. ГУЭРАТ МГА. - М.: ЦНТИ ГА, 1985.
3. MSG-3. Revision 2. Maintenance program development document. ATA, 1993.
4. Далецкий С.В. Формирование эксплуатационно-технических характеристик воздушных судов гражданской авиации // Воздушный транспорт, 2005.
5. Далецкий Е.С., Далецкий С.С. Контроль надёжности изделий авиатехники при эксплуатации до безопасного отказа // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2008. - № 130. - С. 187-191.
CORRECTION OF SCHEDULED MAINTENANCE ITEMS LIST DURING CIVIL AIRCRAFT OPERATION
Daletskiy S.S.
It is considered scheduled maintenance list correction methods using MSG-3 analyses.
Key words: aircraft, scheduled maintenance, MSG-analyses.
Сведения об авторе
Далецкий Станислав Станиславович, 1970 г.р., окончил МГТУ ГА (2005), научный сотрудник ГосНИИ ГА, автор 7 научных работ, область научных интересов - техническая эксплуатация воздушного транспорта и совершенствование эксплуатационной документации воздушных судов.
