CC BY
13
УДК 621.3 Доц., ст. наук. ствроб. А. О. Левченко, канд. техн. наук;
наук. ствроб. В.В. Хахула - АСВ м. гетьмана Петра Сагайдачного
П1ДХ1Д ДО ВИЗНАЧЕННЯ ВПЛИВУ ПОСТУПОВИХ В1ДМОВ КОНТРОЛЬНО-ПЕРЕВ1РОЧНО1 АПАРАТУРИ НА РЕЗУЛЬТАТИ СТАНУ ЕЛЕМЕНТ1В КОМПЛЕКС1В КЕРОВАНОГО ОЗБРОСННЯ ТАНК1В
Викладено загальнi принципи визначення структурних зв'язкiв мiж процесами взаемного впливу поступових (латентних) вiдмов контродьно-перев1рочно'1 апарату-ри на пiдсумки контролю танково'1 апаратури керованого озброення та однор1дно'1 партп однотипних протитанкових керованих ракет.
Ключое1 слова: контрольно-перевiрочна апаратура, комплекс керованого озброення танка, танкова апаратура керованого озброення, протитанкова керована ракета, експериментально-статистична перевiрка, поступовi (латентш) вщмови, контроль параметрiв, помилки контролю першого та другого роду.
Постановка проблеми. Переважну бшьшють парку основних бойових танюв, що е головною ударною силою шдроздшв та частин Сухо-путних вшськ Збройних сил Украiни, становлять танки Т-64, Т-80, Т-84, з комплексами керованого озброення (ККО) [1].
Значна частина елеменпв ККО 9К112 та 9К119, що встановлеш на основних бойових танках Збройних сил Украши Т-64Б та, практично, ус пострь ли керованими снарядами 9М112, 9М119, 9М120, 9М124 знаходяться в режим! тимчасового або тривалого збершання. Тому особливого значення набувають заходи обслуговування з визначенням реального техшчного стану ККО.
Головним елементом ККО, що призначений для контролю стану ш-ших його функцюнальних елеменлв, е контрольно-перев1рочна апаратура (КПА) контрольно-перев1рочних машин (КПМ) [2].
Своею чергою, КПА в Збройних Силах Украши визнано спещальним засобом вимiрювальноi техшки вшськового призначення. Тому набувае акту-альност питання з визначення впливу стану КПА як засобу контролю вищого ступеня iерархii на техшчний стан елементiв ККО нижчого ступеня iерархii.
Мета та умови дослвдження. Головною небезпекою, що потребуе дослiдження для врахування впливу стану КПА на техшчний стан танково!" апаратури керованого озброення (ТАКО) та партш протитанкових керованих ракет е збшьшення значення похибки вимiрювання за допомогою КПА (3ША) з перебшом часу. Як шдсумок, у мiжперевiрочний iнтервал похибка КПА до-сягае гранично допустимого значення, але КПА до чергового метролопчного обслуговування використовуеться в шдроздшах для контролю стану та регу-лювання ТАКО. Для засобiв вимiрювальноi технiки настання тако1' подii е поступовою (латентною) вщмовою, що досить докладно дослiджувалось в роботах В.О. Поджаренко, В.М. Чинкова, В.Ю. Камшського, М.Ю. Яковлева Однак питання впливу поступово1' (латентно1') вiдмови засобу контролю на об'екти контролю в багаторiвневих iерархiчних системах якими е ККО танюв [3] для надання науково обгрунтованих рекомендацш щодо експлуатацii цих комплекЫв, дослiджено недостатньо.
Метою роботи е виклад загальних принципiв визначення структурних зв'язюв мiж процесами взаемного впливу поступових (латентних) вщмов
КПА на шдсумки контролю ТАКО та однорщно! парти однотипних проти-танкових керованих ракет.
Перевiрка об'ективност та достовiрностi результатiв проводилась на прикладi КПА, що призначена для перевiрки ТАКО ККО танкiв Т-64БВ шд-роздшв, що включенi до об'еднаних сил швидкого реагування вiд 28 ОМбр.
Виклад основного матерiалу. Загальна схема експериментально-ста-тистично! перевiрки впливу поступових вщмов КПА на технiчний стан еле-ментiв ККО подiбна зi схемою спецiального дослiдження впливу метролопч-но! надiйностi вбудованих систем автоматизованого контролю зразкових за-собiв вимiрювання на стан пружинних вимiрювальних головок [4].
Для дослщження використаш вiдомостi про стан танкiв Т-64БВ двох груп по 32 машини (танки танкового батальйону бригади та танки танкових рот мехашзованих батальйошв) у 2002-2006 рр.
Кожна з груп машин експлуатувалась у штатному режимь Танки танкового батальйону шддавались позачерговому обслуговуванню з контролем тех-нiчного стану в обсязi ТО-2 кожен тиждень. Для оргашзаци обслуговування залучались сили та засоби полку танко-техшчного забезпечення бронетанково! служби лопстики Пiвденного оперативного командування в межах планово! фахово! пiдготовки особового складу полку. Т-64Б мехашзованих батальйошв обслуговувались раз на мюяць в обсязi ТО-2. Пiсля обслуговування машини продовжували експлуатуватись у штатному режимi в складi пiдроздiлiв.
Результати перевiрок, що зафiксованi в журналах техшчного обслуго-вування взводу обслуговування роти ремонту та обслуговування полку та протоколах вiддiлу обслуговування спещальних приладiв регюнально! бази вимiрювальноl техшки, дають змогу встановити загальний характер змши похибок КПА та моменти вщмови кожного з об'ек^в.
Аналiз вiдомостей показуе, що загальний процес змши похибок вимь рювань е нестацiонарним процесом iз значенням математичного очiкування близьким до нуля для випадкового вимiрювання усiх нормованих параметрiв. Загальний вигляд процесу наведено на рис. 1.
Рис. 1. Загальний вигляд процесу змши похибок вим1рювань
Розглянемо окремi перетини отримано! залежностi в моменти часу та отримаемо розподiл похибок контролю параметрiв в моменти часу
(1=0,1,2...). Розподiл при 1 к
i=0
будемо вважати таким, що вщповь
дае початковому розподшу параметрiв. Хоча в загальному випадку для такого припущення потрiбно мати вщомосп про вiдсутнiсть регулювань та ремонту ТАКО та КПА в моменти часу попереднього перюду експлуатаци машин. Можна побачити, що загальний характер розподiлу за виглядом схожий до нормального. Але, на вщмшу вщ [4], розподiли на рис. 1, а та 1, б мають тран-сформованi "хвости", цей факт пояснюеться проведенням регулювань пара-метрiв i вiдповiдае та шдтверджуеться висновками, що отриманi в [5, 6]. Од-нак проведенi дослщження [7, 8] спростовують твердження, як наведенi в [4], що характер цих розподшв можна вважати нормальним iз достатньою для практики точшстю. Дiйсно, математичне очiкування значень похибок у рiзних перерiзах близьке до 0, а розкид значень вимiрювань знаходиться в межах ±3 а, де а - середньоквадратичне вдаилення закону розподшу похибки вимь рювань параметра шд час контролю стану за допомогою вщповщно! КПА. Якщо позначити максимальне значення похибки параметра, що вимiрюеться при контролi з урахуванням знаку для кожного перерiзу в час 11 через 8похкоНтр\1, то повний розкид значень знаходиться в межах 2дпохконтрх1, але зас-тосування критерш %2 для перевiрки гiпотези про нормальний закон розподiлу чи шший дзвiноподiбний розподiл (Кошi, Лапласа) не надае можливост зупи-нитись на якшсь конкретнiй гiпотезi. Виходом iз ситуаци е моделювання розподшу у виглядi сумiшi [8] або кусково-лшшною апроксимацiею моделi розподшу [9], у цих випадках ршення приймаеться за типовими значеннями критерш, що вщповщае гiпотезi, яка перевiряеться, з точнiстю до сотих.
На рис. 2 наведено загальний вигляд ймовiрностi безвщмовно! роботи для КПМ 9В863, що призначена для перевiрки ТАКО ККО 9К112 танюв Т-64БВ за сукупнiстю параметрiв, якi контролюються.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 Рис. 2. Загальний вигляд ймовiрностi безвiдмовноiроботи КПА для перевiрки ТАКО 9К112 танмв Т-64БВ: I - допустиме зниження; II -реальне зниження
Дослщження впливу процесу змши похибок контролю параметрiв еле-менлв ККО за допомогою КПМ потребуе врахування того, що шд час контролю значень параметрiв ТАКО та бортового обладнання керованих ракет фжсуеться не абсолютне значення параметра, що вимiрюеться, а факт того, що цей параметр знаходиться в межах поля допусюв.
г
г
Розглянемо випадок, коли центр розподшу параметра збшаеться з центром поля допуску (цей випадок вщповщае вщновленню шляхом замши несправного елемента, коли вичерпано ресурс регулювальних параметрiв). 1снуе симетричний розподiл параметрiв на початку експлуатацй блокiв ТАКО, який складаеться за виробництва виробiв.
Цей розподш характеризуеться величинами /поч та дпоч, поля допуску з погляду математично! статистики характеризуються параметрами Апд, /пд, 5пд . Рис. 3 демонструе зв'язок розподiлiв вiдхилень параметрiв та похибок !х вимiрю-вань, звiдки по аналоги з [3] видно, що похибки вимiрювань КПА як зразкового засобу, впливають на результати контролю виключно тих параметрiв, значення яких знаходяться на "хвостах" початкового технолопчного розподiлу.
Для визначення ймовiрностей неправильного виявлення несправних Рт елеменпв ККО (об,ектiв контролю) та визнання несправними дшсно справних Рп з них використовуемо метод розроблений Б.А. Тайцем у робот [10]. У нш за допомогою розробленого методу дослщжено частковий випадок, коли по-хибка вимiрювання параметра зразковим засобом вимiрювання дорiвнюе гранично допустимому значенню 5гран. У [10] кшьюсть випадкiв помилок контролю першого та другого роду вважаеться таким, що залежить виключно вiд за-гально! кiлькостi об,ектiв контролю та не залежить вщ часу !х експлуатаци.
У дiйсностi помилки контролю першого та другого роду можливi не тiльки у випадку досягнення граничного значення похибки КПА. У реальному випадку значення ймовiрностей Рт та Рп - це зростаючi функцп часу [4]. Цей факт можна пояснити тим, що величина похибки вимiрювання параметра за допомогою КПА з часом зростають i таким чином збшьшуеться зона технолопчного розподшу цього параметра по полю допуску, що шдлягае тд вплив похибки (зона А на рис. 3).
гра и Зона А"
Д
8/ / а
Рис. 3. Загальний вигляд процесу змти похибок вим1рювань Скористаемось номограмами залежностей [4, 10], що дають змогу ощ-нювати значення Рт та Рп, залежно вiд спiввiдношень: ^пд/ та ^гран/ та
/ /поч / Апоч
замiсть 5гран в другому з них використаемо числовi значення для максималь-них значень (шах£г-) похибок вимiрювального контролю в момент Щ чис-ловi значення вiдповiдають значенням Si в перерiзах функцп, що описуе ди-намiку похибки в послщовних рiвнорозподiлених перерiзах. У цьому випадку
ми отримуемо вузли штерполяцп, за допомогою яких можна вщновити мо-дельний вигляд залежностей Pm(t) та Pn(t).
За умов отримання штерполяцшного виду модельних залежностей Pm (t) та Pn (t) загальну теоретичну юльюсть елеменлв ККО для яких неправильно визначено техшчний стан, унаслiдок чого вони не вилучеш з експлуатаци i не пiдлягали вiдновленню, можна визначити за сшввщношенням:
tk
M(t) = q J Pm(t)dt, (1)
0
де: q - загальна кiлькiсть елементiв ККО, що шддавалась контролю за штер-вал часу [0; tk] за допомогою наявного парку S зразюв КПА; S - загальна юль-кiсть титв КПА, що використовуеться для контролю вшх параметрiв елемен-тiв ККО.
Аналопчно спiввiдношення для вилучених з експлуатаци справних зразюв КПА мае вигляд:
tk
N(t) = q J Pn(t)dt. (2)
0
З урахуванням того, що в (1) та (2) використовуеться штерполяцшна модельна залежшсть для Pm (t) та Pn (t) для розв'язку цих залежностей в [4] рекомендовано використовувати формулу Омпсона. Але в нашому випадку, для побудови штерполяцшно! модельно! залежност Pm (t) та Pn (t) як базовий клас функцш використовуемо апроксимащю невiдомих функцiй структурова-них степеневим рядом. Як вузли штерполяцп отримуемо числовi значення пар (Pmi;ti) та (Pnt±).
Шдхщ, що пропонуеться, дае змогу виршувати завдання для загаль-них випадюв, що враховуе можливе змщення центру групування числових значень параметра, що контролюеться [5, 6] вщ центру поля допускiв, чим вiдрiзняеться вiд часткового випадку, розв'язок якого пропонуеться в [4].
Висновки. За шдсумками отриманих експериментальних значень контролю параметрiв ТАКО та бортового обладнання керованих ракет за допомогою КПА КПМ, узагальнено шдхщ до визначення впливу поступових (прихованих або латентних) вщмов КПА на результат контролю техшчного стану групи однотипних виробiв. У загальному випадку, саме цей вплив в iерархiчнiй системi експлуатаци [3] визначае перерозподш мiри справних об,ектiв у груш. Для танкового шдроздшу це означае - сюльки танкiв буде неправильно вилучено зi строю та буде ремонтуватись.
Запобшання цьому внаслщок завчасному попередженню негативного впливу об'ек^в контролю на засоби контролю дасть змогу бшьш якiсно орга-шзовувати заходи експлуатаци танкiв Т-64БВ у шдроздш та економити ресурс системи вщновлення (трудовитрати та запасш частини).
Л1тература
1. Хахула В.В. Задача ощнки ефективносп систем забезпечення експлуатаци для комплекав керовано! ракетно! збро! / В.В. Хахула // Зб1рник наукових праць Севастопольсь-кого ВМ1м. П.С. Наумова. - 2009. - № 1(16). - С. 71-77.
2. Левченко А.О. Анашз складу техшчних 3aco6iB системи техшчного обслуговування комплекав керовано! ракетно! збро! танюв / А.О. Левченко, В.В. Хахула // Системи озброення i вiйськовa технiкa. - 2009. - № 2(18). - С. 82-87.
3. Хахула В.В. Ieрaрхiчнa модель системи техшчного забезпечення експлуатацп комп-лексiв керовано! ракетно! збро! тaнкiв / В.В. Хахула // Системи озброення i вшськова технiкa. - 2010. - № 1(21). - С. 100-107.
4. Полетаев В.П. Моделирование влияния метрологической надёжности средств измерений на результаты контроля / В.П. Полетаев // Надёжность и контроль. - 1990. - № 4. -С. 29-34.
5. Михайлов А.В. Эксплуатационные допуски и надёжность в радиоэлектронной аппаратуре / А.В. Михайлов. - М. : Изд-во "Сов. Радио". - 1970. - 216 с.
6. Михайлов А.В. Точность радиоэлектронных устройств / А.В. Михайлов, С.К. Савин. - М. : Изд-во "Машиностроение". - 1976. - 213 с.
7. Левченко А.А. Алгоритм идентификации плотности распределения вероятностей случайного процесса дрейфа параметров в классе смесей распределений при не единственности компонента в смеси / А. А. Левченко // Вестник ХГПУ. - 1999. - Вып. 74. - Харьков : Вид-во ХГПУ. - С. 79-84.
8. Левченко А.О. Закожмрносп формування сум^ моделi розпод^ об'екпв розвщки з використанням процедур методу максимуму компактносп / А.О. Левченко, В.А. Бапнський // Системи нав^авд управлшня та зв'язку. - 2009. - № 3(11). - К. : Вид-во Мшпромполггики. -С. 115-120.
9. Левченко А.О. Побудова моделей щшьностей розпод^ ймовiрностей шляхом кусочно-лшшно! апроксимацп/ А.О. Левченко // Вшськово-техшчний збiрник АСВ. - 2010. -№ 1(3). - С. 53-57.
10. Марков Н.Н. Погрешность и выбор средств при линейных измерениях / Н.Н. Марков, Г.Б. Кайнер, П. А. Сацердотов. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1967. - 392 с.
11. Левченко А. О. Методы оценивания достоверности идентификации состояния информационных измерительных систем / А.О. Левченко, И.Л. Стадник // Труди Одеського Нащонального полггехшчного ушверситету. - 2006. - Вип. 1(20). - С. 133-136.
Левченко А. О., Хахула В.В. Подход к определению влияния постепенных отказов контрольно-проверочной аппаратуры на результаты определения состояния элементов комплексов управляемого вооружения танков
Изложены общие принципы определения структурных связей между процессами взаимного влияния метрологических отказов контрольно-проверочной аппаратуры на итоги контроля танковой аппаратуры управляемого вооружения и однородной партии однотипных противотанковых управляемых ракет.
Ключевые слова: контрольно-проверочная аппаратура, комплекс управляемого вооружения танка, танковая аппаратура управляемого вооружения, противотанковая управляемая ракета, экспериментально статистическая проверка, метрологические отказы, контроль параметров, ошибки контроля первого и второго рода.
LevchenkoA.A., Hahula V.V. Approach to the determination of influence of gradual failure of control-verification apparatus on results of determination of the condition of elements of complexes of the guided armament of tanks
In the article general principles of determination of structural connections are given between the processes of cross-coupling of metrology failure of control-verification apparatus on the results of control of tank apparatus of the guided armament and homogeneous party of the of the same type of anti-tank guided rockets.
Keywords: control-verification apparatus, complex of the guided armament of the tank, tank apparatus of the guided armament, anti-tank guided rocket, experimentally statistical verification, metrology failure, control of parameters, errors of control of the first and second types. _
