Техническое обслуживание авиационной техники

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

Техническое обслуживание АТ - это комплекс работ (операций), которые выполняются на ней для поддержки исправности, работоспособности и правильности функционирования при подготовке ВС к использованию по назначению, после полетов, при хранении и транспортировке.

В процессе эксплуатации ВС, их узлы, агрегаты и детали испытывают постоянное влияния ряда факторов, которые по-разному влияют на их техническое состояние, а значит и на их эксплуатационную надежность и работоспособность.

Выполнение курсовой работы является промежуточным этапом в изучении дисциплины «Основы теории эксплуатации АТ».

Цель курсовой работы - приобретение студентами навыков разработки эффективного процесса технической эксплуатации (ПТЭ) ЛА, включающего решение задач:

- определение показателей безотказности на примере одной из функциональных систем (ФС) или подсистем;

- определение обобщенных показателей эксплуатационной технологичности ЛА;

- выбора рациональных стратегий технического обслуживания (ТО) изделий ФС (подсистемы);

- формирования оптимального регламента ТО ФС (подсистемы);

- анализа и оценки эффективности проектируемого ПТЭ ЛА.

Определение показателей безотказности функциональной системы (подсистемы) ЛА

Определение показателей безотказности ФС и ее изделий выполняется с целью последующего выбора рациональных стратегии ТО, формирования оптимального регламента и проектирования эффективного ПТЭ ЛА.

Исходной информацией является: принципиальная схема ФС (справочный материал при необходимости выдается на кафедре); характеристики безотказности изделий ФС (параметры потока отказов щ0(t) и неисправностей щн(t) представлены в приложении 3 [9]).

Анализ и оценка безотказности ФС выполняется на основе функциональных задач, решаемых ФС (подсистемой) и основными ее изделиями.

Функциональные задачи, выполняемые ФС и каждым ее изделием, студент изучает по техническим описаниям и непосредственно при изучении конкретной техники. На основе полученной информации составляется краткое описание функционирования системы. Принципиальная схема ФС (подсистемы) со спецификацией должна быть представлена в записке на листе формата А4. Описывается назначение каждого изделия и приводятся типовые (возможные) отказы и повреждения как изделий, так и системы в целом. Материал оформляется самостоятельным подразделом в соответствии с предложенной структурой курсовой работы.

Описание функциональных задач, выполняемых ФС (подсистемой)

Гидравлическая система на самолёте Ил-76ТД предназначена для выполнения следующих работ:

- уборки и выпуска шасси;

- торможения колёс главных ног шасси;

- поворота колёс носовой ноги шасси;

- уборки и выпуска предкрылков и закрылков;

- управления спойлерами и тормозными щитками;

- открытия и закрытия входных дверей;

- управления рампой, гермостворкой и створками грузового люка;

- управления хвостовой опорой;

- управления стеклоочистителями.

Гидравлическая система самолёта делится на две самостоятельные, независимые одна от другой системы № 1 и 2.

Гидросистема № 1 обеспечивает:

- уборка и выпуск передних главных ног шасси;

- аварийный выпуск задних главных ног шасси и аварийное закрытие их створок;

- торможение колес передних главных ног шасси;

- поворот колес носовой ноги шасси;

- уборка и выпуск предкрылок и закрылок;

- управление внешними спойлерами и внешними тормозными щитками;

- управления рампой, гермостворок и створками грузового люка;

- открытие и закрытие входных дверей;

- управления хвостовой опорой;

- управления стеклоочистителями стекла левого пилота.

Гидросистема № 2 обеспечивает:

- уборку и выпуск носовой ноги шасси;

- уборку и выпуск задних главных ног шасси;

- аварийный выпуск передних главных ног шасси и аварийное закрытие их створок;

- торможение колёс задних главных ног шасси;

- поворот колёс носовой ноги шасси;

- уборку и выпуск предкрылок и закрылок;

- управление внутренними спойлерами и внутренними тормозными щитками;

- управление рампой, гермостворкой и створками грузового люка;

- открытие и закрытие входных дверей;

- управление стеклоочистителями стекла правого пилота.

Из рассмотрения назначений гидросистем № I и 2 следует, что многие потребители питаются одновременно от обеих гидросистем, получая, примерно, по 0,5 мощности от каждой. Это повышает надежность их работы, так как при выходе из строя одной из систем потребитель продолжает получать питание от другой системы.

Источниками давления в каждой гидросистеме являются два гидронасоса переменной производительности НП89, установленные на двигателях.

Насосы гидросистемы № I установлены на двигателях I и 2, а гидросистемы № 2 - на двигателях 3 и 4.

Для создания давления в гидросистеме на земле при неработающих двигателях и при отсутствии установки проверки гидросистем УПГ-300, а также в полете при отказе двигателей в гидросистемах № I и 2 имеется по одной насосной станции НС46-2, работающей на переменном токе.

Включение насосных станций осуществляется двумя переключателями, расположенными на левом борту кабины пилотов на щитке гидросистемы.

К линиям нагнетания гидронасосов и насосной станции подключены реле давления, которые позволяют контролировать их работу.

В линии нагнетания каждого насоса устанавливается обратный клапан, пропускающий кость под давлением только от насоса и не пропускающий ее в обратном направлении. При неработающем насосе давление жидкости от других насосов к нему не подводится.

Линии нагнетания гидросистем № I и 2 соединены между собой краном кольцевания КЭ36, который управляется выключателем, расположенным на щитке гидросистемы. При открытии крана кольцевания давление жидкости, создаваемое насосами одной системы, можно использовать для приведения в действие потребителей другой системы.

Определение показателей безотказности отдельных изделий

Определяется вероятность безотказной работы каждого изделия из предположения стационарного потока отказов:

P(t) = e-щt (1.1)

для t=tБ.П.; t=фФ1; t=фФ2; t=фФ3,

где tБ.П. - средняя длительность беспосадочного полета (Приложение 4 [9]);

фФ1, фФ2, фФ3 - периодичность выполнения 1, 2, 3-й форм регламента для типа ЛА (Приложение 4 [9]);

щ0(t) - параметр потока отказов изделия (Приложение 3 [9]);

щн(t) - параметр потока неисправностей изделия (Приложение 3 [9]).

Определение показателей безотказности ФС (подсистемы)

Анализ и оценка безотказности ФС проводится с целью ответа на вопрос: влияют ли отказы изделий ФС на безопасность полетов?

Для определения показателей безотказности ФС (вероятности безотказной работы за t=tБ.П., фФ1, фФ2, фФ3) используется метод структурных схем с учетом последовательного и параллельного соединения изделий ФС. Исходной информацией для построения структурной схемы является краткое описание функционирования ФС, ее принципиальная схема и перечень типовых отказов изделий, при которых они не выполняют своих функциональных задач. Следует иметь в виду, что для многофункциональных ФС структурная схема строится для каждой функции отдельно.

В результате построения структурной схемы выделяются изделия, отказы которых не влияют на безопасность полетов (параллельное соединение) и изделия, отказы которых влияют на безопасность полетов (последовательное соединение).

Для расчета вероятности безотказной работы ФС P(t) используются выражения, представленные в табл. 3.1 [9].

Гидравлическая система состоит из:

Кран кольцевания КК

Гидробак ГБ1 - ГБ2

Обратный клапан ОК1 - ОК2

Предохранительный клапан ПК1 - ПК4

Гидронасос ГН1 - ГН4

Насосная станция НС1 - НС2

Гидроаккумулятор ГА1 - ГА2

Фильтр Ф1 - Ф2

Реле давления РД1 - РД2

Кран электрогидравлический КЭ1 - КЭ2

Составляем структурную схему ГС. Для упрощения расчета систему рекомендуется разбить на блоки. Блоки целесообразно составлять из элементов, имеющих функциональную связь (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Структурная схема ГС самолета Ил-76

Определяется вероятность безотказной работы для каждого блока.

для блока I: РI = Ркк;

для блока II: PII = РОК1·РПК1·РГБ1;

для блока III: PIII = РОК2·РПК2·РГБ2;

для блока IV: PIV = [1-(1-РГН1·РГН2·РНС1)]·РГА1·РФ1·РРД1·РКЭ1·РПК3;

для блока V: PV = [1-(1-РГН3·РГН4·РНС2)]·РГА2·РФ2·РРД2·РКЭ2·РПК4;

Строим укрупненную структурную схему ФС (рис.1.2).

Рис. 1.2. Укрупненная структурная схема системы

Из схемы следует, что вероятность безотказной работы системы кондиционирования будет равна:

Рфс = PI·[1-(1-PIV)·(1-PV)]·PII·PIII

Расчет доводится до числовой оценки подстановкой значений вероятностей безотказной работы блоков и изделий в соответствии с табл. 3.1 [9] и выполняется для t=tБ.П., фФ1, фФ2, фФ3.

Результаты определения показателей безотказной работы ФС и ее изделий представляются в форме табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Результаты определения показателей безотказности отдельных изделий, блоков и ФС в целом

Объект	Вероятность безотказной работы объекта для наработки	Влияние отказа изделия на безопасность полета
Наименование	Обозначение на схеме	tБ.П.	фФ1	фФ2	фФ3	да	нет
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Изделие	Кран кольцевания	КК	0,999	0,997	0,994	0,988	+
	Обратный клапан	ОК1	0,999	0,998	0,992	0,983	+
	Обратный клапан	ОК2	0,999	0,998	0,992	0,983	+
	Предохран. клапан	ПК1	0,999	0,782	0,611	0,374	+
	Предохран. клапан	ПК2	0,999	0,782	0,611	0,374	+
	Предохран. клапан	ПК3	0,999	0,782	0,611	0,374	+
	Предохран. клапан	ПК4	0,999	0,782	0,611	0,374	+
	Гидробак	ГБ1	0,999	0,999	0,997	0,994		+
	Гидробак	ГБ2	0,999	0,999	0,997	0,994		+
	Гидронасос	ГН1	0,999	0,998	0,996	0,992	+
	Гидронасос	ГН2	0,999	0,998	0,996	0,992	+
	Гидронасос	ГН3	0,999	0,998	0,996	0,992	+
	Гидронасос	ГН4	0,999	0,998	0,996	0,992	+
	Насосная станция	НС1	0,999	0,998	0,996	0,992	+
	Насосная станция	НС2	0,999	0,998	0,996	0,992	+
	Гидроаккумулятор	ГА1	0,999	0,988	0,976	0,953		+
	Гидроаккумулятор	ГА2	0,999	0,988	0,976	0,953		+
	Фильтр	Ф1	0,999	0,763	0,583	0,34		+
	Фильтр	Ф2	0,999	0,763	0,583	0,34		+
	Реле давления	РД1	0,999	0,991	0,982	0,965	+
	Реле давления	РД2	0,999	0,991	0,982	0,965	+
	Кран электромагн.	КЭ1	0,999	0,782	0,611	0,374	+
	Кран электромагн.	КЭ2	0,999	0,782	0,611	0,374	+
Блоки	I	0,999	0,997	0,994	0,988
	II	0,997	0,78	0,604	0,365
	III	0,997	0,78	0,604	0,365
	IV	0,993	0,387	0,15	0,022
	V	0,993	0,387	0,15	0,022
Функциональная система	ФС	0,986	0,147	0,015	0,0001

Определение обобщенных показателей эксплуатационной технологичности ЛА

Эксплуатационная технологичность ЛА оценивается совокупностью обобщенных и единичных показателей. Обобщенные показатели характеризуют Э. Т. ЛА с точки зрения потребных затрат времени и труда на проведение ТОиР. Единичные показатели характеризуют лишь отдельные стороны Э.Т. Выбор состава обобщенных показателей Э. Т. осуществляется исходя из принятых структуры и совокупности показателей эффективности ПТЭ ЛА. Значения показателей Э. Т. определяются на основе использования данных по ТОиР, а также по действующим ресурсам самолетов, двигателей , комплектующих изделий.

В курсовой работе для заданного типа ЛА предлагается определить значения следующих обобщенных показателей Э. Т.:

а) Коп - удельная суммарная оперативная продолжительность ТОиР;

б) Кот - удельная суммарная оперативная трудоемкость ТОиР;

Определение показателя Коп.

Показатель «удельная суммарная оперативная продолжительность ТОиР Коп» определяется из выражения:

, (2.1)

где tоп, tп - суммарная оперативная продолжительность выполнения всех форм оперативного и периодического обслуживания соответственно за межремонтный ресурс (ремонтный цикл) самолета Трес.с, ч;

tрем.с - средняя оперативная продолжительность ремонта самолета или суммарная средняя оперативная продолжительность всех ремонтных форм за Трес.с, ч;

tсм - средняя оперативная продолжительность замены двигателя, ч;

Трес.д - межремонтный ресурс двигателя, ч;

Кд - коэффициент досрочных замен двигателей;

в - коэффициент, учитывающий количество замен двигателей, которые не совмещаются по времени с проведением периодических форм ТОиР на самолете.

Значения tоп и tп определяются исходя из принятых для каждого типа самолета форм технического обслуживания, периодичности и средних значений оперативной продолжительности их выполнения:

tоп = tА·nА+tБ·nБ, (2.2)

tп = tФ1·nФ1+tФ2·nФ2+tФ3·nФ3, (2.3)

где tА, tБ - средние значения оперативной продолжительности выполнения оперативных форм ТО самолета (форм А и Б);

nА, nБ - общее число соответствующих форм обслуживания за Трес.с;

tФ1, tФ2, tФ3 - средние значения оперативной продолжительности выполнения периодических форм ТО самолета (Ф-1, Ф-2, Ф-3);

nФ1, nФ2, nФ3 - общее число соответствующих форм обслуживания за Трес.с.

Общее число оперативных форм обслуживания за Трес.с рекомендуется определять из выражений:

, (2.4)

, (2.5)

где nп - суммарное число периодических форм ТО, выполняемых за Трес.с;

фФБ - периодичность выполнения формы Б в сутках (Приложение 4);

Тгсс - средний годовой налет на списочный самолет (Приложение 4).

Общее число периодических форм ТО nп за Трес.с определяется с использованием данных о периодичности выполнения форм Ф-1, Ф-2, Ф-3 для заданного типа самолета (Приложение 4). При этом используются следующие выражения: ; ; .

Необходимые для расчета исходные данные о Трес.с, Трес.д, Тгсс, tрем, tсм, в, Кд и другие содержатся в приложениях 4 и 5.

Результаты расчета представляются в форме табл. 2.1.

Таблица 2.1

Результаты расчета суммарной оперативной продолжительности ТОиР самолета (для первого члена выражения 2.1)

Формы ТОиР	Число обслуживаний за Трес.с	Оперативная продолжительность ТОиР, ч.
		одного обслуживания и ремонта	суммарная за Трес.с
А (предполетное и транзитное ТО)	4400	1,2	5280
Б (базовое ТО)	173,8	6,4	1112,3
Ф-1 (через 300 ч. налета)	20	15	300
Ф-2 (через 900 ч. налета)	6,7	32	214,4
Ф-3 (через 1800 ч. налета)	3,3	65	214,5
Ремонт (через…ч. налета)	1,7	12	20,4
		Итого: 7141,6

технический авиационный техника функциональный

Далее с использованием результатов расчета (табл.2,1) и других необходимых исходных данных по выражению (2.1) определяется искомое значение Коп.

Определение показателя Кот

Показатель «удельная суммарная оперативная трудоемкость ТОиР» определяется из выражения

, (2.6)

где Топ - суммарная оперативная трудоемкость всех форм оперативного технического обслуживания, включая работы по устранению отказов и повреждений за Трес.с., чел.-ч;

Тп - суммарная оперативная трудоемкость всех форм периодического обслуживания за Трес.с, чел.-ч;

Трем.с, Тред.д, Тремi - трудоемкость ремонта самолета, двигателя, i-го изделия соответственно, чел.-ч;

Тсм - трудоемкость замены двигателя, чел.-ч;

Трес.иi - межремонтный ресурс i-го изделия, ч;

Биi - коэффициент досрочных замен i-го изделия;

nд, nиi - число двигателей и изделий каждого типа на самолете, заменяемых в пределах Трес.д и Трес.с соответственно;

Nи - число типов изделий, заменяемых на самолете в пределах Трес.с.

Величины Топ и Тп определяются исходя из принятых для самолета форм ТО в пределах Трес.с., средних значений оперативной трудоемкости каждой из форм и их числа за Трес.с.

Число обслуживаний определяется по выражениям, приведенным выше (п. 2.1). Исходные данные для оперативной трудоемкости форм ТОиР приведены в Приложении 6. Результаты расчета представляются в форме табл. 2.2.

Таблица 2.2

Результаты расчета суммарной оперативной трудоемкости ТОиР самолета

Формы ТОиР	Число обслуживаний за Трес.с	Оперативная трудоемкость ТОиР, чел.-ч
		одного обслуживания и ремонта	Суммарная за Трес.с
А (предполетное и транзитное ТО)	4400	4,3	18920
Б (базовое ТО)	173,8	13	2259,4
Ф-1 (через 300 ч. налета)	20	210	4200
Ф-2 (через 900 ч. налета)	6,7	350	2345
Ф-3 (через 1800 ч. налета)	3,3	510	1683
Ремонт (через 3500 ч. налета)	1,7	36	6,1
		Итого: 29413,5

Необходимые исходные данные для определения значения второго члена выражения (2.6) содержатся в приложениях 4 и 6 [9].

Третий член выражения (2.6) из-за отсутствия полных и достоверных исходных данных при выполнении курсовой работы можно не рассчитывать, принять его равным 10% от удельной оперативной трудоемкости ТОиР самолета (первого члена выражения (2.6)).

Имея исходные данные для определения всех трех членов выражения (2.6), рассчитывается искомое значение показателя Кот для рассматриваемого типа самолета.

Выбор рациональных стратегий технического обслуживания изделий функциональной системы

В зависимости от имеющихся возможностей определения работоспособного состояния изделий в процессе эксплуатации и от принятого критерия для установления сроков их замен на самолете различают следующие стратегии эксплуатации (использования): до выработки ресурса (срока службы), до отказа, до предотказного состояния.

Выбор наиболее рациональной стратегии использования изделий производится в соответствии со схемами рис. 3.4 и 3.5 [9] с учетом результатов анализа, выполненного в предыдущих разделах курсовой работы.

Стратегии эксплуатации (использования) изделий ФС ЛА связаны со стратегиями ТО.

Различают стратегии: техническое обслуживание по наработке (ТОНАР); техническое обслуживание по состоянию с контролем параметров (ТОСКП); техническое обслуживание по состоянию с контролем уровня надежности (ТОСКУН).

При ТОНАР перечень и периодичность выполнения операций определяются значениями наработки изделия с начала эксплуатации или после капитального ремонта.

Техническое обслуживание по состоянию характеризуется тем, что перечень и периодичность выполнения операций определяются фактическим техническим состоянием изделия.

При ТОСКП изделие используется до предотказного состояния. Критерием технического состояния изделия является значение контролируемого параметра или совокупности параметров.

При ТОСКУН изделие используется до отказа, межремонтный ресурс не устанавливается, ТО содержит работы по регулировке, калибровке, обнаружению отказов и их устранению. Критерием технического состояния является уровень надежности совокупности однотипных изделий.

Для каждой стратегии эксплуатации (использования) можно выбрать вполне определенные, отличающиеся наибольшей эффективностью стратегии технического обслуживания (обозначены знаком «+» в табл. 3.5 [9]).

Результаты логического выбора стратегий использования изделий рассматриваемой ФС в соответствии со схемами, приведенными на рис. 3.4. и 3.5 [9], и последующее формирование рациональных стратегий ТО изделий, в соответствии с табл. 3.5 [9], должны быть обобщены и представлены по форме табл. 3.6.

Таблица 3.6. - Результаты выбора стратегий ТО изделий ФС

№ п/п	Наименование изделий (по табл. 1.2)	Влияет отказ изделия на безопасность полета?	Влияет отказ изделия на регулярность вылетов?	Возможно определение предотказного состояния?	Выбранная стратегия использования изделия	Рекомендуе-мая стратегия ТО изделия
1	2	3	4	5	6	7
1	Наддув гидробаков	да	да	нет	Использование до выработки ресурса	ТОНАР
2	Обратный клапан	да	да	нет	Использование до выработки ресурса	ТОНАР
3	Предохранительный клапан	да	да	нет	Использование до выработки ресурса	ТОНАР
4	Гидробак	нет	нет	да	Использование до отказа	ТОСКУН
5	Гидронасос	да	да	нет	Использование до предотказного состояния	ТОСКП
6	Насосная станция	да	да	нет	Использование до предотказного состояния	ТОСКП
7	Гидроаккумулятор	нет	нет	да	Использование до отказа	ТОСКУН
8	Фильтр	нет	нет	да	Использование до отказа	ТОСКУН
9	Реле давления	да	да	нет	Использование до выработки ресурса	ТОНАР
10	Кран электромагнитный	да	да	нет	Использование до выработки ресурса	ТОНАР

Формирование оптимального регламента технического обслуживания функциональной системы ЛА

Формирование оптимального регламента технического обслуживания функциональной системы ЛА выполняется в два этапа:

1 этап: определение оптимальной периодичности технического обслуживания изделий - tпр.опт.

2 этап: группировка работ по техническому обслуживанию изделий в оптимальные формы регламента ФС.

Определение периодичности технического обслуживания изделии ФС

Под периодичностью ТО изделий (tпр) понимается интервал времени или наработки между данным видом ТО и последующим таким же видом или другим большей сложности.

Назначение сроков проведения ТО подразумевает определение оптимальной периодичности выполнения работ по ТО (tпр.опт) для каждого изделия заданной ФС в соответствии с принципиальной схемой системы (см. раздел 1). В зависимости от эксплуатационно-технических характеристик изделий ФС определение tпр.опт производится различными методами (табл. 4.1) с использованием различных критериев оптимизации (табл. 4.2).

Выбор нужного критерия осуществляется в зависимости от:

- вида выполняемых на изделии регламентных работ в соответствии с принятым перечнем;

- условий поставленной задачи (что требуется получить: максимум безопасности, регулярности, исправности, экономической эффективности?).

В большинстве случаев для определения периодичности ТО отдельных изделий используются вероятностные методы.

При решении данной задачи студент определяет оптимальную периодичность ТО для каждого из изделий заданной ФС, подбирая для каждого из них «свой» критерий в соответствии с табл. 4.2.

Таблица 4.1.

Классификация методов определения tпр.опт для изделий ФС

№ п/п	Степень влияния отказа изделия на безопасность полетов	Рекомендованная стратегия ТО	Наименование метода
1	Отказ влияет на безопасность полетов	ТОНАР	Индивидуальный
2	Отказ не влияет на безопасность полетов	ТОСКУН	С учетом трудоемкости ТО и Р
3	Отказ влияет на безопасность полетов, возможно определить безотказное состояние	ТОСКП	С учетом развития неисправности в отказ

Таблица 4.2.

Математическое обеспечение и критерии оптимизации

№ п/п	Математическое обеспечение метода	Критерий оптимизации	Примечание
1		Р(tпр) ? Рнорм	Рнорм - задается из условия обеспечения безопасности полетов. Р(tпр) - вероятность безотказной работы за tпр. щ0 - параметр потока отказа
2		П(tпр) > max	ТТОиР - трудоемкость ТО и Р изделия, чел.-ч.
3		РН.О(tпр) > max	РН.О. - вероятность появления неисправности и непоявления отказа изделия за tпр. щ0, щН - параметр потока отказа и неисправностей соответственно.

Для изделий, влияющих на безопасность полетов, применяется метод, основанный на анализе закономерностей развития отказов. Предполагается, что с устранением неисправностей в установленные сроки предупреждается развитие отказов (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Модель развития отказа:

0-t1 - время развития неисправности;

t1 - момент появления неисправности;

t1-t2 - время развития отказа;

t2 - момент возникновения отказа.

Для оптимизации сроков выполнения ТОиР максимизируется вероятность совместного события - возникновение неисправности и не появление отказа РН.О.(t):

, (4.1)

tпр - периодичность ТО;

щн, щ0 - параметр потока неисправностей и отказов соответственно.

Необходимые для расчета исходные данные для тех, изделий периодичность которых определяется по критерию РН.О.(tпр) > max, (щн и щ0) можно получить из приложения 3 [9]. Результаты расчета представляются в форме табл. 4.3.

Таблица 4.3

Результаты расчета Рн(tпр), Р0(tпр), РН.О(tпр) и tпр.опт

№ п/п	tпр	Рн(tпр)	Р0(tпр)	РН.О(tпр)	tпр.опт
1	2	3	4	5	6
1	1	0,9986	0,1418	0,8782	48-50
2	10	0,6598	0,2497	0,9531
3	50	0,4074	0,4492	0,9892
4	100	0,2675	0,6628	0,9428
5	500	0,1876	0,9862	0,8496

В графе 2 задаются различные значения tпр. Определяются значения: ; ; РН.О(tпр) по выражению (4.1), а для одного из изделий дается графическое изображение зависимостей Рн(tпр), Р0(tпр) и РН.О(tпр) от tпр (рис 4.1).

Рис. 4.1. Характер изменения Рн(tпр), Р0(tпр), РН.О(tпр) в зависимости от tпр.

Оптимальные значения tпр.опт будут при максимальном значении РН.О(tпр)max.

Группировка операций технического обслуживания изделий в оптимальные формы регламента ФС

Задача группировки индивидуальной периодичности ТО изделий (tпр.опт) в оптимальные формы регламента заключается в том, чтобы определить число форм ТО и периодичности их выполнения для ФС в целом.

Один из подходов к задаче группировки операций ТО изделий состоит в том, что оптимальный вариант регламента выбирается по критерию минимума трудозатрат на ТОиР ФС.

Исходной информацией для решения задачи являются результаты расчетов, выполненных в подразделе 4.1. и представленных в табл. 4.3.

Все операции ТО изделий ФС разделяются на две группы: операции, связанные с предотвращением появления опасных с точки зрения безопасности полетов отказов изделий (I группа); операции, связанные с обеспечением работоспособности изделий, случайные отказы которых не оказывают влияния на безопасность полетов (II группа).

К I группе относятся изделия, tпр.опт которых определяется по критериям Р(tпр) ? Рнорм и РН.О(tпр) > max.

Ко II группе относятся изделия, tпр.опт которых определяется по критерию П(tпр) > max.

Схемы группировки операций ТО изделий в оптимальные формы регламента для каждой из групп представлены на рис. 4.2 и 4.3 соответственно.



Рис. 4.2. Схема группировки операции ТО изделий в оптимальные формы регламента ФС (для изделий I группы)

На схеме в качестве примера условно представлены значения tпр.опт (t1, t2, …t5) для пяти изделий ФС, отказы которых влияют на безопасность полетов, и трудоемкости операций ТО Ti (Т1, Т2, …Т5). Цифрами 1, 2, ..., 5 обозначены номера изделий ФС. Операции ТО таких изделий связаны с предотвращением появления опасных отказов и должны выполнятся с периодичностью, не превышающей tпр.опт (ti?tпр.опт) для каждого i-го изделия.

Рассмотрим случай группировки операций ТО изделий ФС с оптимальной для каждого из них периодичностью tпр.опт в заданные формы регламента для ЛА: Ф-1, Ф-2, Ф-3, выполняемых с периодичностью фф1, фф2, фф3 соответственно. Значения периодичности даны в приложении 4 [9].

Для i-го изделия потеря по наработке при группировке операций составит Дti. Тогда убытки по трудоемкости ТО для всей группы таких изделий (группа I) составят:

, [чел.-ч] (3.15)

где i - порядковый номер изделия;

nI - количество изделий в I-ой группе;

j - порядковый номер формы регламента ТО;

k - количество форм регламента.

Для рассматриваемого примера (рис. 3.10) имеем

.

На рис. 4.3 представлены периодичности tпр.опт и трудоемкости Ti технического обслуживания 4-х изделий ФС, отказы которых не влияют на безопасность полетов (II группа). Для группировки операций ТО в заданные формы регламента ЛА (Ф-1, Ф-2, Ф-3) с периодичностью фф1, фф2, фф3 используются критерий минимальных трудозатрат (min Ti).

Рис. 4.3. Схема группировки операций ТО изделий в оптимальные формы регламента ФС (для изделий II группы)

Чтобы обеспечить выполнение критерия min ДTi для каждого i-го изделия, необходимо построит зависимость Ti=f(tпр), сравнить убытки по трудоемкости ТО i-го изделия при условии выполнения операций на одной из двух соседних форм регламента (ДТij) и выбрать ДТijmin. Зависимости Тi=f(tпр) для рассматриваемых изделий можно построить с использованием данных, приведенных в табл. 3.10 (графы 2 и 6) [9], или с использованием формул 3.11-3.13 [9].

Величины ДТij вычисляются подстановкой tпр=ффj в расчетные формулы 3.11-3.13; ффj - периодичность выполнения j-ой формы регламент ЛА.

Убытки по трудоемкости ТО для всей группы таких изделий (группа II) рассчитываются по формуле:

, (3.16)

где ДТijmin - минимальные убытки по трудоемкости ТО i-го изделия на j-ой форме регламента;

i - порядковый номер изделия;

nII - количество изделий во II группе;

j - порядковый номер формы регламента ТО;

k - количество форм регламента.

Для рассматриваемого примера (рис. 3.11) имеем:

для изделия 1: ДТ11min=ДT11;

для изделия 2: ДТ21<ДT22; ДT21min=ДT21;

для изделия 3: ДТ32<ДT33; ДT32min=ДT32;

для изделия 4: ДТ43min=ДT43.

Следовательно:

ДТII = ДТ11+ДТ21+ДТ32+ДТ43.

Оптимальный вариант регламента с учетом двух групп изделий выбирается по критерию

ДТ=(ДТI+ДTII)min, (3.17)

В качестве основы для решения задачи группировки операций ТО изделий ФС в оптимальные формы регламента используются следующие варианты:

базовый, при котором для группировки принимается действующая периодичность форм регламента ЛА в соответствии с Приложением 4;

расчетный, при котором число форм регламента ФС и периодичность выполнения форм выбираются студентом самостоятельно на основе анализа материалов, полученных в подразделе 3.4.1, и в табл. 3.12.

Результаты расчетов для каждого варианта регламента по I и II группам изделий оформляются по форме табл. 4.4.

Таблица 4.4.

Выбор оптимального регламента ФС

Вариант регламента	Периодичность форм ТО ФС, ч.нар.	ДTI, чел.-ч.	ДТII, чел.-ч	ДТ, чел.-ч
	фф1	фф2	фф3
1	2	3	4	5	6	7
Базовый	300	900	1800	587	891	1478
Расчетный	256	879	1685	524	837	1361

В результате оценки убытков по трудоемкости ТО (формула 3.17) при реализации базового и расчетного вариантов из них выбирается наилучший:

при ДТбаз>ДТрасч - расчетный.

Построение модели процесса технической эксплуатации ЛА и расчет показателей по эффективности

Конечной целью курсовой работы является проектирование эффективного процесса технической эксплуатации (ПТЭ) ЛА в соответствии с заданными условиями эксплуатации (Приложение 7) [9].

ПТЭ ЛА представляет собой последовательную во времени смену состояний эксплуатации: полет, техническое обслуживание, ремонт, ожидание технического обслуживания, доработки, готовность и др. Для оценки эффективности ПТЭ применяется совокупность показателей, представленных в табл. 3.14 [9].

Обеспечение эффективности проектируемого ПТЭ ЛА производится по схеме, представленной на рис. 3.12 [9].

Оценка эффективности проектируемого ПТЭ конкретного типа ЛА производится сравнением рассчитанных показателей эффективности с их нормативными значениями. В случае, если расчетные значения показателей эффективности проектируемого ПТЭ превышают нормативные (Пнорм?Прасч) - цель достигнута, проектируемый ПТЭ действительно эффективен. В противном случае необходимо дополнительно разработать мероприятия, повышающие эффективность проектируемого ПТЭ, скорректировать его характеристики и заново рассчитать показатели. Задача считается выполненной при соблюдении условия Пнорм ? Прасч.

Построение модели процесса технической эксплуатации ЛА

Для оценки эффективности технической эксплуатации используются полумарковская модель ПТЭ. Состояния ПТЭ и последовательность переходов ЛА из состояния в состояние иллюстрируется графом. На рис. 3.13 [9] представлен примерный граф состояний и переходов ПТЭ ЛА. Перечень возможных состояний и их границы определены Инструкцией по почасовому учету исправности и использования самолетов (табл. 5.1). При построении модели проектируемого ПТЭ ЛА используются: примерный граф (рис. 3.13) [9]; перечень возможных состояний ПТЭ ЛА (табл. 5.1); заданные условия эксплуатации парка ЛА (приложение 7) [9], а также данные, полученные в предыдущих разделах курсовой работы.

Таблица 5.1

Перечень возможных состояний ПТЭ ЛА

Шифр состояния	Наименование состояния	Границы состояния
		начало	конец
1	2	3	4
П	Использование по назначению (полет)	взлет	посадка
Е	Подготовка к полету (Ф-А)	начало Ф-А	окончание Ф-А
Г	Неиспользованное время (готовность)	готовность	взлет
А	В резерве	назначение в резерв	снятие из резерва
Об	Ожидание Ф-Б	посадка	начало Ф-Б
Тб	Обслуживание по Ф-Б	начало Ф-Б	окончание Ф-Б
Опф	Ожидание периодического ТО	посадка	начало периодического ТО
Тп(Ф1)	Периодическое ТО (Ф1)	начало Ф1	окончание Ф1
Тп(Ф2)	Периодическое ТО (Ф2)	начало Ф2	окончание Ф2
Тп(Ф3)	Периодическое ТО (Ф3)	начало Ф3	окончание Ф3
У	Устранение неисправностей	окончание ТО	дата готовности
Ор	Ожидание отправки в ремонт	начало ожидания отправки в ремонт	отправка в ремонт
Р	Ремонт	отправка в ремонт	прибытие после ремонта
З	Отсутствие запчастей	окончание ТО	дата готовности
Дв	Ожидание поступления двигателей	окончание ТО	дата готовности
Д	Доработки по бюллетеням	начало доработок	окончание доработок
Ж	Рекламация промышленности	обнаружение неисправности	устранение неисправности
Зв	Задержка вылета	начало задержки	окончание задержки

Основными характеристиками модели являются: количество состояний проектируемого ПТЭ - N; количество попаданий ЛА в каждое из состояний - ni; относительная частота попаданий в состояний - рi; среднее время пребывания в состоянии - мi; средние трудозатраты в состояниях ТО и Р - фi.

Характеристики модели проектируемого ПТЭ: ni, рi, мi, фi, а также рi·мi, рi·фi определяются для каждого из состояний N (1, 2, …, i, …, N) за рассматриваемы период эксплуатации (1 год) всего парка ЛА с учетом условий их эксплуатации, заданных в Приложении 7.

Определение характеристик модели осуществляется с использованием данных табл. 3.16 [9].

Последовательно определяются характеристики: ni - по формулам табл. 3.16 [9]; ; ; фi (из приложения 8, 9) [9]; рi·мi; рi·фi.

Сформированные характеристики состояний ПТЭ ЛА должны быть оформлены по форме табл. 5.2.

Таблица 5.2.

Характеристики проектируемого ПТЭ ЛА

Состояния	ni	рi	ti	мi	фi	рi·мi	рi·фi
П	12000	0,396	18000	3	0	1,118	0
Е	13200	0,435	21120	1,6	6,5	0,696	2,827
Г	1800	0,059	10900	6,06	0	0,358	0
А	777,8	0,046	6600	5,31	0	0,437	0
Об	534	0,018	1100	2,06	0	0,037	0
Тб	534	0,018	4800	8,99	18	0,162	0,324
Тп(Ф1)	478	0,016	1400	2,93	320	0,047	5,12
Тп(Ф2)	316	0,1	810	2,56	517	0,256	51,7
Тп(Ф3)	262	0,009	900	3,44	730	0,031	6,57
У	600	0,02	2900	4,83	11,6	0,097	0,232
Ор	3	0,0001	1800	30	0	0,003	0
Р	3	0,0001	5500	1833,33	26260	0,183	2,626
З	11	0,0004	6570	597,63	0	0,102	0
Дв	11,3	0,002	1650	617,6	210	0,032	0
Д	3,4	0,0001	2900	672,95	0	0,067	0
Ж	388,9	0,0021	670	348,46	0	0,064	0
Зв	600	0,023	670	1,12	0	0,057	0

Расчет показателей и оценка уровня эффективности проектируемого ПТЭ ЛА

Расчет показателей эффективности ПТЭ ЛА выполняется по формулам табл. 5.3. Рассчитываются показатели эффективности проектируемого ПТЭ на основании разработанной модели и сформированных характеристик (табл. 5.2). Состояния, которые в проектируемом ПТЭ отсутствуют согласно заданному варианту (Приложение 7) [9], в расчете показателей не учитываются.

Таблица 5.3

Расчетные формулы для определения показателей

Показатель	Расчетная формула	Примечание
1	2	3
Р100ТП		nзв, nп - количество попаданий в состояния Зв и П.
Ки		рi, мi - характеристики i-го состояния ПТЭ. рп, мп - характеристики состояния П
Кир		рj, мj - характеристики состояний: Е, Об, Тб, Зв
Квир		рj, мj - характеристики состояний: Е, Об, Тб, Зв, А, Г
Кп		рj, мj - характеристики состояний: Оп, Ор, Ф1, Ф2, Ф3, У, Р, З, Д, Ж
Киспр		рj, мj - характеристики состояний: Оп, Ор, Ф1, Ф2, Ф3, У, Р, З, Д, Ж, Дв
Кт		рj, фj - характеристики состояний: Е, Тб, Ф1, Ф2, Ф3, Р, У, Д

Результаты расчета оформляются по табл. 5.4. Нормативные значения соответствующих показателей Пнорм для конкретных типов ЛА представлены в приложении 10 [9]. Оценка уровня эффективности проектируемого ПТЭ производится по критериям обеспечения регулярности, использования, исправности ЛА и экономичности ТОиР путем сравнения соответствующих показателей ПТЭ (расчетных Прасч и нормативных Пнорм).

Для оценки уровня эффективности используются относительные показатели

П = Прасч/Пнорм. (3.18)

По результатам оценки принимается решение о соответствии или несоответствии уровня эффективности проектируемого ПТЭ нормативам.

При условии:

П<1 - для Кп, Кт;

П>1 - для Р100ТП, Ки, Кир, Квир, Киспр.

проектируемый ПТЭ соответствует нормативам. При несоблюдении данного условия требуется разработка соответствующих предложений, направленных на повышение эффективности проектируемого ПТЭ ЛА.

Таблица 5.4.

Показатели эффективности ПТЭ и оценка уровня его эффективности

Критерий Показатели	Регулярн.	Использов.	Исправн.	Экономич
	Р100ТП	Ки	Кир	Квир	Кп	Киспр	Кт
Для проектируемого ПТЭ	Прасч	1,07	0,54	0,75	0,96	0,63	0,84	9,11
Нормативные	Пнорм	0,95	0,32	0,69	0,76	0,84	0,78	10
Относительные	П	1,13	1,69	1,09	1,26	0,75	1,08	0,91
Оценка	Соответствует(+) Несоответствует(-)	+	+	+	+	+	+	+

Разработка предложений по совершенствованию процесса ТО и улучшению эксплуатационной технологичности ЛА

В качестве основы для разработки предложений принимаются полученные характеристики проектируемого ПТЭ (табл. 3.16). Среди всех состояний ПТЭ, кроме состояния использования по значению «П» выделяются состояния я наибольшими значениями характеристик рi·мi и рi·фi (доминирующие состояния).

Предложения по совершенствованию ПТЭ должны быть разработаны с учетом результатов, полученных в предыдущих разделах курсовой работы, и направлены на уменьшение количества попаданий ЛА в выделенные доминирующие состояния ПТЭ, а также на сокращение времени пребывания и трудовых затрат в этих состояниях.

Предложения разрабатываются в двух направлениях: а) в направлении совершенствования процессов технического обслуживания ЛА; б) в направлении улучшения эксплуатационной технологичности конструкции ЛА.

Выполняется сравнение полученных в разделе 2 фактических значений обобщенных показателей ЭТ Коп и Кот с нормативными значениями этих показателей для ЛА подобного класса.

Для определения нормативных значений показателей Коп и Кот используются номограммы (Приложение 11) [9], полученные при исследовании большого объема наблюдений за эксплуатацией парка ЛА различных типов. Исходные данные, необходимые для решения этой задачи, приведены в соответствующих приложениях.

Так, исходными данными для определения нормативного значения показателя Коп для интересующего типа ЛА являются:

Тгсс - средний годовой налет на списочный самолет (Приложение 4) [9];

Ксез - коэффициент сезонности (Приложение 11) [9];

з1 - статистический коэффициент (Приложение 11) [9].

С помощью номограмм (Приложение 11, рис. П11.1 и П11.2) [9] определяются нормативные значения показателей:

Коп.о - для оперативного цикла эксплуатации;

Коп.п. - для цикла восстановления.

В сумме значения этих показателей дадут нормативное значение искомого показателя Коп - удельной суммарной оперативной продолжительности ТОиР ЛА.

Исходными данными для определения нормативного значен...