CC BY
73
2008
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Аэромеханика и прочность, поддержания летной годности ВС
№ 130
УДК 629.735.017
ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ АГРЕГАТОВ АВИАТЕХНИКИ ПО НАРАБОТКЕ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ПАРКА ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
Е.С. ДАЛЕЦКИЙ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Шапкиным В.С.
Исследуются условия и методы оценки параметров распределений изделий авиатехники по наработке при переводе на безресурсную эксплуатацию по техническому состоянию.
Для оценки и контроля параметров надежности агрегатов и КИ в эксплуатации большое значение имеют оценки параметров их распределений по наработке, позволяющие интерпретировать результаты контроля во взаимосвязи с наработкой агрегатов и КИ, определять эмпирические и теоретические законы распределений безотказности различных типов агрегатов и КИ в эксплуатации и на их основе устанавливать и корректировать контрольные уровни надежности.
Учет наработки агрегатов и КИ комплектации ВС ГА производится, в основном, по наработке ВС, на котором они установлены и только для отдельных типов агрегатов и КИ производится индивидуальный учет их наработки (двигатели, агрегаты шасси, блоки автопилота и т.д.) таким образом, оценки параметров распределений ВС по наработке, в целом обеспечивают и оценку параметров распределений по наработке большинства агрегатов и КИ для данного типа ВС.
На любой заданный момент времени, эмпирическое распределение по наработке парка ВС данного типа легко определится по формулярным данным каждого экземпляра ВС или на основе базы данных по наработке типа ВС как в целом по парку, так и раздельно по странам, регионам или авиакомпаниям.
На рис. 1 приводятся распределения по наработке (в летных часах) с начала эксплуатации самолетов Ту-154 Б - средний магистральный самолет, Як-42 - ближний магистральный самолет и Як-40 - самолет местных воздушных линий, эксплуатирующихся в ГА России.
Эти типы ВС сняты с производства, отдельные экземпляры имеют большую наработку и перевод агрегатов и КИ на ТЭС для этих ВС наиболее актуален.
Распределения по наработке в посадках и годах эксплуатации указанных типов ВС имеют аналогичный характер. Для других типов ВС, как показывает практика, распределения по наработкам имеют подобный вид.
В табл. 1 приводятся данные по годовой наработке некоторых типов ВС, отечественных и зарубежных, эксплуатирующихся в ГА России и за рубежом. Анализ приведенных распределений и практика эксплуатации ВС ГА показывают, что ежегодно, распределения по наработке парка ВС (рис. 1) сдвигаются вправо на величину средней наработки на списочный ВС парка, при этом распределения растягиваются вдоль оси абсцисс за счет более и менее интенсивно эксплуатирующихся экземпляров ВС данного типа, т. е. увеличивается дисперсия параметров распределений, кроме наработки в годах эксплуатации для снятых с производства типов ВС.
Таблица 1
Интенсивность эксплуатации отечественных и зарубежных самолетов ГА
Отечественные самолеты Зарубежные самолеты
Тип самолета Годовой налет, средний, л.ч Тип самолета Г одовой налет, средний, л.ч
1987г. 1993г. 2002г. 1987г. 2002г.
АН-24 1604 1019 578 В-737 2409 3300
ИЛ-76 934 792 382 В-767 - 4723
ИЛ-86 1482 946 697 Б-27 1075 237
ИЛ-96 - 833 2076 В-777 - 4975
ТУ-154Б 1778 1194 629 МД-80 3360 -
ТУ-134 1781 1016 931 А-310 - 3557
ЯК-42 1573 1232 872
ЯК-40 1120 667 332
Сравнение результатов наблюдений приводит к заключению о том, что для всех типов ВС распределения по наработке являются полимодальными, изменяются по годам эксплуатации, что не позволяет заменить эмпирические распределения их теоретическими законами, даже с малой степенью точности.
С позиций обеспечения безопасности полетов и в соответствии с действующими нормами летной годности ВС ГА все агрегаты и КИ ВС можно разделить на следующие группы:
1) эксплуатирующиеся по ресурсам и срокам службы ВС;
2) эксплуатирующиеся с ограниченными (т.е. меньшими чем для ВС) ресурсами и сроками службы;
3) эксплуатирующиеся по техническому состоянию до безопасного отказа (ТЭО);
4) эксплуатирующиеся по техническому состоянию с контролем параметров (ТЭП).
С другой стороны, по срокам внедрения эксплуатации по техническому состоянию (ТЭС) возможны следующие варианты:
ТЭС внедряется с начала эксплуатации типа ВС;
ТЭС внедряется в процессе эксплуатации и серийного производства типа ВС;
ТЭС внедряется в процессе эксплуатации после окончания серийного производства типа
ВС.
По условиям внедрения эксплуатации по ТЭС для 1-го типа изделий возможны варианты:
перевод на ТЭС производится индивидуально каждого экземпляра 1-го типа изделий;
перевод на ТЭС производится одновременно по всему парку 1-го типа изделий.
При переводе на ТЭС индивидуально каждого экземпляра 1-го типа изделий фиксируется его наработка на момент перевода на ТЭС и наработка ВС, на котором установлено это изделие. Далее в любой момент времени наработка этого изделия определяется как сумма наработок этого изделия на момент перевода на ТЭС и приращение наработки ВС за истекший период.
При переводе на ТЭС парка 1-го типа изделий распределение по наработке определяется следующим образом.
При внедрении ТЭС с начала эксплуатации типа ВС все обоснования по безопасности и экономичности эксплуатации агрегатов и КИ по ТЭС выполняются на этапах разработки и испытаний, контрольные уровни надежности установлены разработчиком ВС и в процессе эксплуатации проводится только уточнение этих уровней, а также некоторое расширение номенклатуры агрегатов и КИ, эксплуатирующихся по ТЭС за счет сокращения номенклатуры агрегатов и КИ с ограниченными ресурсами, как правило, до отработки ими ранее установленных ресурсов.
Число ВС
Як-40
-06.2003 г —06.2005 г
Як-42
■06.2005г
О
Ой
о
с;
о
5
Т
Ту-154Б
•1999г —01.01.2005 г
О
03
о
п
V
8
5Ґ
Рис. 1. Распределение парка ВС по наработкам с начала эксплуатации, ч
В этом случае, распределение наработок агрегатов и КИ эксплуатирующихся по ТЭС практически полностью совпадает с распределением наработок ВС, при этом поток отказов агрегатов и КИ, приводящих к их замене не может быть, по условиям обеспечения безопасности и регулярности полетов, более 10-2 ^ 10-3 1/ч, т.е. (1-0,1)% по ВС в целом, что не меняет статистические параметры распределений агрегатов и КИ по наработке с начала эксплуатации относительно распределений ВС по наработке.
При внедрении ТЭС в процесс эксплуатации и серийного производства типа ВС, часть агрегатов и КИ с ограниченным назначенным ресурсом переводимых на ТЭС может уже отработать эти ресурсы и быть заменена, т.е. если Тщ - назначенный ресурс 1-го типа изделий и есть ]-е экземпляры ВС имеющие наработку 1] > Тщ, то на момент внедрения ТЭС в эксплуатации, распределение ВС по наработке для 1-го типа изделий усекается при наработке Тщ и правая часть распределения переносится в начало отчета. Совместное распределение левой части и перенесенной правой части распределения ВС по наработке с начала эксплуатации и дает распределение 1-го типа изделий по наработке на момент внедрения ТЭС. Далее это распределение ежегодно сдвигается вправо на величину средней наработки на ВС, а левая часть пополняется наработками вновь произведенных за год экземплярами ВС и, соответственно, наработками эксплуатирующихся на вновь произведенных ВС агрегатов и КИ переведенных на ТЭС.
При внедрении ТЭС в процессе эксплуатации после окончания серийного производства, а именно для этих типов ВС перевод на ТЭС агрегатов и КИ является наиболее актуальным, многие агрегаты и КИ уже отработали установленные им ранее ограниченные ресурсы или были отремонтированы вместе с ВС, если они эксплуатировались по ресурсам и срокам службы ВС. Аналогично предыдущему, распределение ВС по наработке усекается для 1-го типа изделия при наработках Тщ, 2Тщ и т.д. и каждая правая часть переносится в начало отсчета наработок и далее суммированием распределений получается фактическое распределение по наработке 1-го типа изделия. На момент внедрения ТЭС фактическая эксплуатация по ТЭС каждого ]-го экземпляра 1-го типа изделий начинается при достижении им наработки 1] > Тщ при условии, что действующая эксплуатационная документация при переводе на ТЭС для 1-го типа изделий останется без изменений.
Рассмотрим распределение по наработкам насосов НП-72М, эксплуатирующихся в гидросистеме самолетов Як-40, на момент внедрения ТЭС в 1999г. Распределение парка самолетов Як-40 на момент внедрения ТЭС показано на рис.2.
60
50
и
И
О
Ч
о
8
Т
40
30
20
10
п п
л
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000
Часы
0
Рис. 2. Распределение наработок парка ВС типа Як-40 СНЭ по наработкам в л. ч,
на 01.06.1999г.
Насос НП-72М имел ограниченный ресурс: назначенный - 10800 л.ч., 30 лет; межремонтный - 3600 л.ч., 15 лет; до 1-го ремонта - 3600 л.ч., 15 лет.
Таким образом, на момент внедрения ТЭС все насосы, установленные на самолетах Як-40, имеющих наработку с начала эксплуатации более 10800 л.ч., были заменены по отработке назначенного ресурса, а на самолетах Як-40, имеющих наработку соответственно более 21600 л.ч. и более 32400 л.ч., также заменялись при указанных наработках. Соответственно распределение насосов НП-72М по наработкам на момент перевода их на ТЭС, и с учетом, что на каждом экземпляре Як-40 эксплуатируются 2 насоса, будет следующим:
0-2000 л.ч. - 126шт; 6000-8000 л.ч. - 90шт;
2000-4000 л.ч. - 144шт; 8000-10000 л.ч. - 98шт;
4000-6000 л.ч. - 156шт; свыше 10000 л.ч. - 34шт.
Из приведенных данных следует, что на момент перевода на ТЭС в 1999г. ограничение по назначенному ресурсу снимается только для 34шт НП-72М из общего их количества в эксплуатации - 678 шт. При этом для 37 шт. НП-72М снимаются ограничения по ресурсам до 1-го ремонта и межремонтному.
По состоянию на 01.01.2007г на основе средних наработок на Як-40 за 2000-2006гг. имеем распределение парка НП-72М по наработкам:
0...2000 - нет; 6000-8000 ... 156 шт;
2000.. .4000 - 126 шт; 8000-10000 ... 90 шт;
4000.6000 - 144 шт; 10000-12000 ... 98 шт;
свыше 12000 ... 64шт.
Таким образом, через 7 лет эксплуатации по ТЭС эксплуатируются за пределами назначенного ресурса уже 114 шт. НП-72М и за пределами межремонтного (до 1-го ремонта) ресурсов -135 шт.
Очевидно, что технический и экономический эффект от перевода i-го типа изделий на ТЭС будет определяться только теми экземплярами i-го типа изделий, наработка которых превышает Тщ, а также экземплярами изделий эксплуатирующихся сверх ранее установленных межремонтных ресурсов.
Рассмотренные способы определения распределений изделий авиатехники по наработке
при переводе их на эксплуатацию по ТЭС и далее в процессе этой эксплуатации обеспечивают
решение задач контроля уровней надежности изделий во взаимосвязи с фактическим распределением этих изделий по наработке, что позволяет выявлять и устанавливать как закономерности изменения надежности изделий при их эксплуатации по ТЭС, так и тенденции этих изменений при прогнозировании надежности.
ESTIMATION OF PARAMETERS OF DISTRIBUTIONS OF UNITS AIRCRAFT TECHNICIANS ON THE OPERATING TIME WHILE IN SERVICE PARK OF AIR COURTS
Daletskiy E.S.
It is investing terms and methods of aeronautical component distribution parameters defends on flying house during changing of maintenance system in to operation “on condition”.
Сведения об авторе
Далецкий Евгений Станиславович, 1980г.р., окончил МАИ (2004), начальник отдела ОАО «МТС», автор 5 научных работ, область научных интересов - информационное обеспечение процессов эксплуатации ВС и контроль надежности авиатехники.
