CC BY
83
УДК 681.518.5:68.513
В. А. МУНИН Г. Н. ЛОБОВА
Омский государственный технический университет
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И АВТОМАТИКИ БРОНЕТАНКОВОЙ ТЕХНИКИ НА ОСНОВЕ БАРТ-ТЕХНОЛОГИИ
В работе рассмотрены особенности технического диагностирования электрооборудования и автоматики бронетанковой техники и вооружения. Приведен порядок построения алгоритма диагностического обеспечения на основе ЗАОТ-технологии. Предложена модель процесса разработки системы диагностирования с помощью построения БАйТ-диаграммы. Рассмотрение данных вопросов особо актуально для ряда предприятий города Омска, получающих государственные заказы от Министерства обороны.
Ключевые слова: диагностика, эффективность, алгоритм, технология, система.
Современные объекты бронетанкового вооружения и военной техники (БТВТ) характеризуют значительным количеством автоматизированных и автоматических систем различного назначения. Эти системы включают в себя радиоэлектронное, электротехническое и оптическое (оптико-электронное) оборудование, которое объединяет в себе электрические машины, электрогидравлические, электронные, оптико-электронные, гироскопические и тому подобные элементы. Такие системы принято обозначать термином «электрооборудование (ЭО) и автоматика».
Состав электрооборудования и ав томатики представлен на рис. 1.
Ремонт ЭО и автоматики занимает значительное место в общем объеме работ но ремонту объектов БТВТ. Он составляет 8-10% общей трудоемкости среднего ремонта и достигает 14% трудоемкости капитального ремонта.
Особую сложность при ремонте ЭО и автоматики представляют работы, связанные с поиском неисправной сборочной единицы.
Как известно, при определении стратегии восстановления бронеобъекгов в боевых условиях используют принцип двойного приоритета, т.е. в первую очередь восстанавливают объек т с минимальным временем ремонта и наибольшей степени, повыше*
ющих боевую эффективность части, соединения [ 1).
. При ремонте ЭО на конкретном объекте руководствуются принципом частного приоритета, который заключается в последовательном восстановлении систем, обеспечивающих движение; огонь (основное вооружение и простейшие средства управления маневром и огнем); пассивную (броневую) защиту; автоматизированное управление огнем (маневром); активную защиту.
Поэтому системы ЭО также восстанавливают последовательно в два этапа. На первом этапе восста-навливают системы электроснабжения: сборочные единицы комплекса наблюдения и разведки целей, обеспечивающих функционирование основного вооружения на резервных (ручных) режимах; систему радиосвязи.
На втором этапе восстанавливают автоматические системы управления основным и дополнительным вооружением; автоматизированные системы, устройства управления движением и маневром; систему коллективной защиты. В зависимости от характера боевых действий последовательность восстановления систем ЭО может несколько изменится. Например, приведении боевых действий с применением ОМП сисгема коллек тивной защиты может восстанавливаться на первом этапе.
В общем случае технологический процесс ремонта ЭО и ав томатики включает следующие этапы: обна-
Рис. I.
213
ОМСХИЙ НАУЧНЫЙ ІЕСТНИК * 2 (90) 2010 РАДИОТЕХНИКА И СШк
РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ «СТНИК *2(90) 2010
| Обнаружение неисправности ] Устоансішс неисправности ІІШ Конттюль состояния, испытания I Поиск дефектов
70%
Рис. 2.
СI Т ребования технической документации
11 Задача
12 Ресурс
С2 Время
СЗ Условия обстановки
Разработать систему диагностирования
М1
Специалист
М2
Опыт
(обученность
экипажа)
С4 Требования эксплуатационной документации
О Система диагностирования
Рис. 3.
ружение (установление наличия) неисправности; поиск дефекта (отыскание неисправных сборочных единиц и элементов); устранение неисправности; контроль технического состояния; регулировочно-настроечные работы и испытания отремонтированной системы.
Примерное распределение общею фонда рабочего времени на выполнение различных этапов ремонта ЭО и автоматики объектов БТВТ представлено на рис. 2.
Ремонт ЭО и автоматики имеет существенные особенности по сравнению с ремонтом механических систем. Это обусловлено рядом различных факторов.
В объектах БТВТ имеется значительное количество сложных систем, объединенных в комплексы. Например, в современном танке имеются такие системы ЭО и автоматики, как прицелы-дальномеры, стабилизаторы танкового вооружения, автоматические системы заряжания, баллистические вычислители, системы управления ракетным и обычным вооружением тапка, дневные, ночные и комбинированные приборы наблюдения, тепловизоры, системы коллективной защиты, системы активной защиты, системы электроснабжения и пуска двигателя, бортовая сеть и т.д. Существует множество модификаций этих систем.
Как правило, системы ЭО и автоматики являются смешанными и состоят из совокупности различных технических устройств, включающих элементы автома тики, электроники, точной механики, оптики, гидравлики, электротехники и др.
Особую сложность при ремонте ЭО и автоматики вызывает решение вопросов определения неисправной сборочной единицы. Сборочные единицы систем ЭО и автоматики плотно скомпонованы в забронированном пространстве объектов, а внешние проявления их неисправностей имеет скрытый характер. Радиоэлектронные и электромеханические узлы,
составляющие системы ЭО и автоматики, имеют большое число разнообразных элементов и сборочных единиц, определяющих техническое состояние системы. Отказ или повреждение любого из них приводит к изменению выходных характеристик и, как результат, к потере работоспособности или значительному ухудшению качества функционирования всей системы. Обычно дефект, вызвавший отказ, неизвестен, а сам отказавший элемент часто ничем внешне не отличается от исправного.
В отличие от механических систем, выход из строя одного элемента электрической схемы может свидетельствовать о неисправности совершенно другого элемента. Например, перегорание предохранителя происходит вследствие короткого замыкания на любом участке данной электрической цепи.
В связи с этим возникает задача поиска дефектного элемента или сборочной единицы с возможно большей точностью. Это самый сложный и ответственный этап, который но продолжительности может составлять 60-80% всего времени устранения неисправности. Таким образом, особенностью ремонта ЭО и автоматики является наличие этапа поиска неисправности.
Содержание бронетанкового вооружения и техники в постоянной боевой готовности как в мирное, так и в военное время во многом зависит от степени приспособленности изделий и обслуживающего персонала к устранению отказов в кратчайшие сроки и с минимальными затратами сил и средств.
В настоящее время теория и практика поиска неисправностей в системах БТВТ изучены еще недостаточно, о чем свидетельствует анализ литературы (2,3).
Постоянная возрастающая сложность и необходимость повышения эффективности использо-
20%
С1 С2 СЭ С4
РИС. 4.
вания образцов вооружения в процессе их эксплуатации требуют разработки теории поиска неисправностей в технических системах.
Диагностирование обеспечивает систему технического обслуживания и ремонта необходимой информацией отехническом состоянии проверяемых машин, на основании которой уточняется действительно потребный объем работ по их техническому обслуживанию и ремонту.
Объектом технического диагностирования называют изделие, его составные части или заготовку, техническое состояние которых подлежит определению. Техническое диагностирование представляет собой процесс определения технического состояния объекта диагностирования с определенной точностью. Завершением процесса диагностирования является установление вида технического состояния. Различают следующие виды технической) состояния: исправность и неисправность; работоспособность и неработоспособность; правильное функционирование и неправильное функционирование.
Жизненный цикл любого объекта состоит из этапов производства и эксплуатации. На каждом из этих этапов к объекту предъявляют определенные технические требования. Объект всегда должен удовлетворять требованиям, установленным технической документацией. Возникающие в объекте дефекты нарушают это соответствие. Задача диагностирования состоит в том, чтобы своевременно обнаружить дефекты, найти места и причины их возникновения и, в конечном итоге, восстановить нарушенное дефектами соответствие объекта техническим требованиям.
В технической диагностике термин «неисправность» используют как название модели дефекта, а также для обозначения неисправного состояния объекта или его составной части.
Чтобы убедиться в том, что объект исправен (т. е. в нем нет ни одной неисправности), проводят проверку исправности объекта. На этапе производства такая проверка позволяет узнать, содержит ли созда1гный объект дефектные компоненты, а их монтаж—ошибки. На этапе эксплуатации проверяют; в условиях ремонта—все ли имевшиеся в об'ьек-те неисправности устранены; в условиях хранения
— не возникли ли какие-либо неисправности за время хранения объекта. При профилактике объекта перед применением его по назначению или после такого применения в ряде случаев необходимо установить,
в состоянии ли объект выполнить все функции, предусмотренные его рабочим алгоритмом функционирования. т. е. проверить работоспособность объекта. Проверка работоспособности может быть менее полной, чем проверка исправности, т. е. после проверки могут остаться необнаруженными неисправности, которые не препятствуют применению объекта по назначению. Например, резервированный объект может быть работоспособным, несмотря на наличие неисправностей в резервных компонентах или связях.
Техническое диагностирование с целью определения мести, при необходимости, причин и видов дефектов объекта называют поиском дефектов. Поиск дефектов необходим для выявления и замены дефектных компонентов или связей объекта, для устранения ошибок монтажа и т. и. После устранения дефектов объект становится исправным, работоспособным или правильно
функционирующим.
Система технического диагностирования представляет собой совокупность средств и объекта диагностирования и, при необходимости, исполнителей, подготовленная к диагностированию или осуществляющая его по правилам, установленным соответствующей документацией, что позволяет нам примени ть БАОТ—технологию и тем самым уменьшить количество дорогостоящих ошибок за счет структуризации на ранних этапах создания диагностирующей системы, улучшения контактов между пользователями и разработчиками и сглаживания перехода от анализа к разработке (41-
Смоделируем процесс разработки системы диагностирования с помощью построения БАЭТ диаграммы верхнего уровня [4| {рис. 3).
На вход системы поступает задача II на разработку системы. Для разработки необходим соответствующий ресурс 12 материально-технического обеспечения. Процесс разработки будет «запущен» благодаря деятельности специалиста М1, опирающегося на имеющийся опыт М2 и квалификацию. Выходом системы является система диагностирования О. Разработку системы диагностирования выполняют на основе соответствия требованиям технической документации С1, требованиям эксплуатационной документации С4 и условиям обстановки СЗ, которые в диаграмме верхнего уровня играют роль управления в системе. В управление также входит время — С 2,
*
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК И» 2 <90) 2010 РАДИОТЕХНИКА И СП»
РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ КСТНИК № 7 (90) 2010
т.к. разработка системы имеет временные ограничения.
Разработав диаграмму первого уровня обобщения, можно построить диаграмму второго уровня (рис. 4).
Анализ на данном этапе детализации системы уже дает возможность оценить необходимые этапы и условия по разработке системы диагностирования:
— изучить (исследовать) объект диагностирования, т.е. принципы его работы, структуру, конструкцию, выполняемые функции и др.: указать перечень или классы возможных (наиболее вероятных) дефектов объекта, условия и признаки их проявления, передачи (транспортировки) признаков в кош рольные точки и их обнаружения в этих точках: для малоизученных объектов может потребоваться физическое моделирование дефектов;
— при возможности или необходимости формализованного решения задач диагностирования выбрать известную или построить новую математическую модель объекта и соответствующие ей модели возможных дефектов;
— выбрать метод и составить алгоритм диагностирования; оценить качество полученного алгоритма диагностирования; для алгоритмов проверки исправности, работоспособности или правильности функционирования объекта основной характеристикой является полнота обнаружения возможных дефектов, для алгоритмов поиска дефектов — глубина поиска; если указанные характеристики не соответствуют требуемым, выполняют либо доработку полученного алгоритма, либо составляют новый алгоритм, воспользовавшись другим методом диагностирования или улучшив предварительно контролепригодность объекта;
— выбрать из известных или разработать новые подходящие средства диагностирования, которые реализуют алгоритм диагностирования, удовлетворяющий требованиям полноты обнаружения или глубины поиска возможных дефектов; оценить характеристики выбранных или разработанных средств диагностирования, например, их объем, массу, безотказность, достоверность работы и др.; если какие-либо характеристики не соответствуют требуемым, выполняют, либо доработку выбранных средств, либо подбирают или разрабатывают другие средства, не меняя полученный алгоритм диагности-роваиия; если указанные меры не дают нужных результатов, уменьшают полноту обнаружения или глубину поиска возможных дефектов с последующей
разработкой нового, алгоритма диагностирования и реализующих его средств;
— исследовать, в том числе экспериментально, систему диагностирования в целом.
Сложный объект практически всегда можно представить в виде некоторой иерархической структуры (функциональной, конструктивной, организационной), каждый уровень которой содержит одну или несколько составных частей. Объект диагностирования может быть разделен на составные части в том случае, если эти части разрабатывают и изготовляют разные исполнители, или в случае декомпозиции сложных задач диагностирования объекта в целом на более простые задачи диагностирования его составных частей.
Для правильной организации диагностического обеспечения проектируемый объект должен быть приспособлен к диагностированию его технического состояния с требуемой точностью, а средства диагностирования должны быть разработаны с учетом условий производства и эксплуатации объекта.
Библиографический список
1. Коптов, В. С. Ромо1ГТ электроспоцоборуловлния МАШИН / В. С. Кошев, — Омск : ОмПИ, 1991. - 108 с.
2. Технические условия на войсковой ремонт электрооборудования бронетанковой техники - М.: Воепиздвт, 1976. — 160 с.
3. Козий. В. Аппаратура диагностирования боевых машин: состояние, ироблемы, перспективы / В. Коиий // Техника и вооружение. — 1989. — N06. — С. 4-6.
4. Мунин. В. А. БАОТ-технология в проектировании РЭС / В. Л Мунин // Россия молодая: передовые технологии - в про-мытленность : материалы II Всероссийской молодежной научно-технической конференции - Омск:ОмГТУ, 2009. — Кн.1. - С. 197 — 202.
МУНИН Валерий Анатольевич, доцент учебного военного центра при ОмГТУ.
Адрес для переписки: e-mail: muninva@mail.ru ЛОБОВА Галина Николаевна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Конструирование и производство радиоаппаратуры».
Адрес для переписки: e-mail: lobova-galina@mail.ru
Статья поступила в редакцию 15.03.2010 г.
© В. А. Мунин, Г. Н. Лобова
Книжная полка
УДК 621.396/Р69
Ромашок, В. А. Основы радиосвязи [Тексті*, учеб. пособие / В. А- Романюк; Моск. гос. ин-т электрон, техники (техн. ун-т). - М.: Юрайт: Высш. образование, 2009. - 287, [I] с.: рис., табл. - (Основы наук). - Библиогр.: с. 288. - 18ВМ 978-5-9916-0129-0. - ISB^T 978-5-9692-0254-2.
В пособии изложены механизмы работы систем и устройств радиосвязи. Значительное внимание уделено радиоволнам - их генерированию, излучению, распространению в различных средах, линиях передачи и околоземном пространстве. Приведены основные характеристики и параметры антенн, передатчиков и приемников. Описаны процессы, происходящие в связных радиосистемах: генерирование электромагнитных колебаний, формирование радиосигналов, усиление их мощности, выделение слабых сигналов из помех, преобразование частоты, детектирование.
Приведены основные данные о радиосистемах, их дальности действия, помехоустойчивости, способах оптимального приема. В последней главе описаны современные системы и стандарты радиосвязи.
