CC BY
57УДК 351.814.2;656.7.08
РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ САМОЛЕТА ТУ-204
Д. С. Герасимова, А. А. Палухин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: pnk-sibsau@mail.ru
Было выполнено исследование надежности сигнализаторов дыма с использованием резервирования их внутреннего канала, для повышения надежности системы пожаротушения.
Ключевые слова: авиация, резервирование, безопасность полетов.
ELEMENT REDUNDANCY AS THE METHOD OF IMPROVING RELIABILITY OF FIRE-FIGHTING SYSTEM OF TU-204 AIRCRAFT
D. S. Gerasimova, A. A. Palukhin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: pnk-sibsau@mail.ru
The authors perform a study of the reliability of smoke detectors using the redundancy of their internal channel. This is to increase the reliability of the fire extinguishing system.
Keywords: aviation, redundancy, flight safety.
Для обеспечения безопасности полетов ВС необходимо поддерживать высокую надежность планера, двигателей и функциональных систем. Вследствие чего исследования в направлении повышения надежности, а также минимизации ложных срабатываний датчиков системы пожаротушения, в частности сигнализаторов дыма, становится актуальной задачей в наши дни.
На практике для повышения надежности, в функциональных системах применяют резервирование. Исследование надежности датчика дыма без резервных элементов и с резервированным каналом является целью данной работы [1]. Для ее решения были поставлены следующие задачи:
- расчет надежности для одноканальной системы индикации пожара;
- расчет надежности для двухканальной системы индикации пожара;
- анализ результатов.
В работе использовался датчик дыма ДС-3М2 самолета Ту-204.
Принцип работы детектора задымленности заключается в обнаружении возгораний, сопровождающихся появлением дыма, путем регистрации рассеянного частицами дыма оптического излучения [2]. Однако его внутренние элементы также могут выйти из строя: например, при отказе приемника или при несанкционированном излучении контрольной лампы может наблюдаться ложное срабатывание. Что бы этого избежать были резервированы имеющиеся в канале элементы.
В зависимости от схемы включения резервных агрегатов различают общее и раздельное резервиро-
вание. При общем резервировании функциональная система резервируется полностью. При раздельном -резервируются отдельные агрегаты либо группы агрегатов.
Традиционно моделирование надежности таких систем основывается на использовании теоремы умножения вероятностей. При последовательном соединении агрегатов в расчетной схеме перемножаются вероятности их безотказной работы, при параллельном - вероятности отказов.
Для того чтобы подсчитать вероятность безотказной работы всей системы разобьём ее на подсистемы. Подсистемы на блоки общего и индивидуального резервирования.
Рассмотрим систему сигнализации дыма багажно-грузовых отсеков на самолете Ту-204. На Рис.1 представленный датчик ДС-3М2 является одноканальным. Совершим расчет надежности системы данного датчика [3-5]. Рассмотрим подсистему «А», в нее входят элементы 1, 2 и 3.
Рассчитаем вероятность безотказной работы этой подсистемы:
Ра = р1 • р2 • рз или Ра = е~и.
Рассмотрим подсистему «Б», в ней расположены элементы 4, 5, 6, 7 и 8.
Рассчитаем вероятность безотказной работы подсистемы:
Рб = р4 • р5 • рб • р7 • р8 = е-'.
Рассмотрим систему «В». Она является совокупностью подсистем «А» и «Б», при этом они расположены параллельно относительно друг друга, поэтому для расчетов используем вероятность отказа.
Решетневскуе чтения. 2017
Рассчитаем вероятность отказа системы «В»:
бв = Ча • Чв = (1 - Ра) • (1 - Рб);
Рв = 1 - бв = 1 - ((1 - Ра) • (1 - Рб)). Теперь рассмотрим эту же систему датчиков ДС-3М2 в багажно-грузовых отсеках, но уже в двухка-нальном варианте датчиков, как показано на рис. 2.
Производим расчет надежности аналогично с од-ноканальной системой.
Получаем следующий результат:
бж = Чв • Че = (1 - Рв) • (1 - Ре);
Рж = 1 - бж = 1 - ((1 - Рв) • (1 - Ре)).
Подставив данные, получим: Надежность однока-нального датчика Р = 0,95.
Надежность двухканального датчика Р = 0,9975.
В ходе исследования показателей надежности сигнализаторов дыма ДС-3М2 с одним каналом и с резервированным каналом, было установлено, что последний имеет большую вероятность безотказной работы.
БГ01
[__________________]
Одноканальная система
Рис. 1. Расчетная схема с одноканальными датчиками дыма, разбитая на подсистемы
Рис. 2. Расчетная схема с двухканальными датчиками дыма, разбитая на подсистемы
Библиографические ссылки
1. Бойко О. Г. Надежность систем с индивидуальным резервированием // Наука. Промышленность. Оборона : тр. XII Всерос. науч.-техн. конф. (20-22 апреля 2011, г. Новосибирск). Новосибирск : НГТУ, 2011. С. 78-80.
2. Руководство по технической эксплуатации самолета Ту-204.
3. Воробьев В. Г., Константинов В. Д. Надежность и эффективность авиационного оборудования. М. : Транспорт, 1995. 245 с.
4. Сугак Е. В., Василенко Н. В., Назаров Г. Г. Надежность технических систем. Красноярск : МПГ «Раско», 2001. 608 с.
5. Рябинин И. А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем / С.-Петерб. ун-т. СПб., 2007. 276 с.
References
1. Boyko O. G. Nadezhnost' sistem s individual'nym rezervirovaniyem // Nauka. Promyshlennost'. Oborona : trudy XII Vseros. nauch.-tekhn. konf. (20-22 aprelya 2011, g. Novosibirsk). NGTU, 2011. P. 78-80.
2. Manual of technical operation of Tu-204.
3. Vorob'yev V. G., Konstantinov V. D. Nadezhnost' i effektivnost' aviatsionnogo oborudovaniya. M. : Transport, 1995. 245 p.
4. Sugak E. V., Vasilenko N. V., Nazarov G. G. Nadezhnost' tekhnicheskih system [The reliability of technical systems]. Krasnoyarsk : MPG "Rasko", 2001. 608 p.
5. Ryabinin I. A. Nadezhnost' i bezopasnost' struk-turno-slozhnyh system [The reliability and safety of structurally complex systems]. S.-Peterb. un-t. SPb., 2007. 276 p.
© Герасимова Д. С., Палухин А. А., 2017
