CC BY
101
УДК 629.735.017
В. Б. Краснопеев, О. Г. Бойко НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНДИКАЦИИ САМОЛЕТА ТУ-204
По статистическим материалам авиакомпании выполнена оценка надежности системы электронной индикации самолета Ту-204.
Надежность самолета определяется надежностью планера, силовой установки и функциональных систем. Функциональные системы можно разделить на две большие группы: системы, непосредственно влияющие на обеспечение возможности полета, и системы, оказывающие косвенные влияния. К первой группе следует отнести топливную систему, гидравлическую, систему управления полетом и средствами механизации планера, электросистему. При отказе этих систем полет не возможен. Косвенное влияние на безопасность полетов оказывает система кондиционирования воздуха, системы навигационного комплекса, радиосвязное оборудование, система электронной индикации и т. п. Степень влияния этих систем на безопасность полета различна и зависит от условий и этапа полета. Например, отказ системы кондиционирования после взлета на малых высотах не может привести к тяжелым последствиям и будет классифицирован как инцидент, связанный с посадкой на аэродром вылета. Отказ на эшелоне полета 10 000_11 000м может привес-
ти к крайне тяжелым последствиям. Отказ пилотажнонавигационного комплекса при хорошей видимости, в том числе и земли - это одна ситуация, а при заходе на посадку в сложных метеоусловиях - совсем другая.
В работе рассмотрена надежность системы электронной индикации (СЭИ-85) самолета Ту-204. Система служит для приема, преобразования и отображения пилотажно-навигационной информации на экранах многофункциональных индикаторов (ИМ). Она входит в структуру пилотажно-навигационного комплекса самолета. Функциональная схема СЭИ-85 приведена на рис. 1.
ИМ 1 ИМ 2 ИМ 3 ИМ 4
КПИ 1 КИНО 1 КПИ 2 КИНО 2
її
ПУ СЭИ 1 ПУ СЭИ 2
її
ЇТ тт
СЭИ-85 (рис. 2) учитывающую влияние отказов блоков системы на ее работоспособность.
Характеристики надежности блоков СЭИ-85 определены по статистическим материалам авиакомпании, в которой налет парка самолетов Ту-204 составил 95 922 ч. (см. таблицу).
Рис. 2. Структурная модель надежности СЭИ-85
Расчет вероятности отказа блоков в функции времени полета выполнен по рекомендованному В. Г. Воробьевым и В. Д. Константиновым [1] выражению
Q (' ) = 1 - ^“'.
Результаты оформлены в виде графиков (рис. 3).
Рис. 1. Функциональная схема СЭИ-85
Для расчета надежности системы построена структурная схема надежности, представляющая собой схему
ИМ БВФ ПУ СЭИ
Рис. 3. Вероятность отказа блоков СЭИ-85
Характеристики надежности блоков СЭИ-85
Блоки Число отказов Количество блоков на самолете Средний налет на отказ, ч Параметр потока отказов ю,1/ч
ИМ 131 4 2 928,9 3,41 ■ 10 4
БВФ 68 3 4 231,8 2,36 ■ 10 4
ПУСЭИ 18 2 10 658 0,94 ■ 10 4
Сравнение приведенных показателей надежности блоков СЭИ-85 с показателями надежности [2; 3] агрегатов систем, оказывающих непосредственное влияние на безопасность полетов, таких как гидронасосы, топливные насосы, рулевые привода, говорит о том, что они существенно ниже.
Для повышения надежности в СЭИ-85 применено резервирование (рис. 2). Пульт управление резервирован однократно, блок вычисления и формирования команд -двукратно, а многофункциональный индикатор имеет трехкратное резервирование.
Вероятность отказа СЭИ-85 в целом в соответствии со структурной моделью (рис. 2), определяется в виде
1 -( 1 -РБ Ри )
p 1 *{1 -p • {1 -(-Р и ) ]} '
где РП, РБ, РИ - вероятности безотказной работы блоков ПУ СЭИ, БВФ и ИМ соответственно.
В практике расчетов на надежность подобные выражения часто называют математической моделью надежности системы.
Расчет Q(t) выполнен при использовании рекомендованного [1] экспоненциального закона распределения вероятностей и значений параметра потока отказов (см. таблицу). Зависимость Q(t) от наработки приведена на рис. 4.
Рис. 4. Вероятность отказа системы СЭИ-85
В Нормах летной годности самолетов гражданской авиации [4] требования к надежности заданы в вероятности отказа на 1ч полета, приводящей к последствиям различной степени тяжести. Для СЭИ-85 она определена как зависимость приращения ЛQ(t) при приращении Дt равном 1 ч. Поскольку Q(t) имеет S-образный вид, вероят-
ность отказа д(^ на 1ч полета имеет ярко выраженный максимум (рис. 5).
Отказы СЭИ-85 далеко не всегда связаны с тяжелыми последствиями. Многое в последствиях отказа этой системы определяется этапом полета и внешними условиями. Реализаций этапов полета и внешних условий являются также случайными величинами. Отказ СЭИ-85 станет опасным только на той части часов налета самолетов, когда он проявится на опасном этапе и при опасных внешних условиях. Изучение распределений этих факторов составляет предмет отдельного исследования. Его результаты совместно с приведенными в данной работе дадут возможность ответить на вопрос о достаточности надежности СЭИ-85.
Библиографический список
1. Воробьев, В. Г. Надежность и эффективность авиационного оборудования / В. Г. Воробьев, В. Д. Константинов. М. : Транспорт, 1995. 248 с.
2. Шаймарданов, Л. Г. Анализ стратегии технического обслуживания рулевых приводов самолета Ту-154М / Л. Г. Шаймарданов, Е. А. Нартов // Вестник Сиб. гос. аэро-космич. ун-та им. акад. М. Ф. Решетнева : сб науч. тр. / под ред. Г. П. Белякова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. Вып. 6. С. 179-182.
3. Шаймарданов, Л. Г. Надежность функциональных систем длительно эксплуатирующихся самолетов гражданской авиации / Л. Г. Шаймарданов, В. Л. Медведев, А. Г. Зосимов // Вестник Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та им. акад. М. Ф. Решетнева : сб науч. тр. / под ред. Г. П. Белякова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск. 2006. С. 96 - 103
4. Авиационные правила : ч. 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. М. : МАК, 1994.
V B. Krasnopeev, O. G. Boyko THE TU-204 AIRCRAFT INDICATION ELECTRONIC SYSTEM RELIABILITY
By the statistic data the aircompany made estimation of reliability of indication system of Tu-204.
