Повышение надежности РТС при воздействии источников оказывающих влияние на их техническое состояние в ходе эксплуатации

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГКВОУ ВО «Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны»

Повышение надежности РТС при воздействии источников оказывающих влияние на их техническое состояние в ходе эксплуатации

Костенко М.А., курсант

Осипов М.О., курсант

Попов А.Е., курсант

Россия, г. Ярославль

Аннотация

В статье рассмотрена проблема эксплуатации аппаратуры, связанная с воздействием различных факторов, вызывающих их преждевременный износ и старение. Проведен статистический анализ отказов, в зависимости от воздействия на них различных внешних источников, и предложено решение по замене используемых лакокрасочных покрытий материалов, а также использования пружинно-резиновых виброизоляторов для установки на них агрегатов.

Ключевые слова: эксплуатация, фактор, надёжность, отказ, воздействие, вибрация, температура, влажность, радиоаппаратура, радиоэлектронная техника, параметр.

Annotation

The article deals with the problem of the operation of the equipment associated with the effects of various factors causing their premature wear and aging. A statistical analysis of failures was carried out, depending on the impact on them of various external sources, and a solution was proposed for replacing the used paintwork materials, and the use of spring-rubber vibration isolators to install aggregates on them.

Key words: operation, factor, reliability. failure, impact, vibration, temperature, humidity radio equipment. radio electronic equipment, parameter.

Условия эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры и измерительно - вычислительных систем, особенно в геологии, имеют различную природу и изменяются в весьма широких пределах. Факторы, воздействующие на приборы и в определенной мере ограничивающие работоспособность аппаратуры, разделяют на климатические, механические и радиационные.

Эти факторы принято называть дестабилизирующими факторами. Каждый из них может проявлять себя и независимо от остальных, и в совместном действии с другими факторами той или другой группы.

Так как все эти факторы и источники оказывают воздействие на работоспособность, на техническое состояние и качество выполнения возлагаемых на РТС задач, необходимо их минимизировать, и свести к минимуму их влияние на работу систем.

Работа в данной области является актуальной в связи с тем, что в настоящее время осваивается все больше и больше новых мест, где разворачиваются силы и средства Вооруженных Сил, а в особенности подразделения войск ПВО. Большее внимание уделяется освоению Арктики, где очень сложные климатические условия для радиотехнических средств и радиоэлектронной аппаратуры. Не будем забывать и о военных базах в Сирии, в которых военная техника также подвергается сложным испытаниям. В связи с этим необходимо проведение работ в области снижения влияния внешних факторов на РТС для повышения их надежности, срока службы, долговечности, а также сохранении параметров РЭА.

Многочисленная статистика использования радиоэлектронных систем (РЭС), при транспортировке, хранении и эксплуатации радиоаппаратуры наибольшее действие оказывают следующие факторы:

Климатические факторы, связанные в основном с:

состоянием атмосферы;

температурой и ее цикличностью;

влажностью (дождь, иней, роса);

атмосферным давлением; солнечной радиацией; примесями в воздухе (пыль, соли, промышленные газы);

Биологические факторы (грибковая плесень и др.);

Механические, связанные с вибрационными и ударными нагрузками и звуковым давлением

Радиоаппаратура нередко подвергается одновременному воздействию нескольких механических и климатических факторов в различной комбинации, под влиянием которых происходит ухудшение ее электрических и механических параметров. Любое воздействие внешних факторов на радиоэлектронную аппаратуру сначала проявляется в процессе самого воздействия, вызывая неустойчивость и отказы в работе аппарата, а затем -- после него, способствуя старению аппаратуры[2].

На рисунке 1 представлена статистика отказов РТС при воздействии на них различных внешних источников.

Рисунок 1 - Статистика отказов РТС по причинам воздействия на них различных внешних источников

Так как основными факторами, оказывающими влияние на техническое состояние РТС, являются температура, влажность и вибрация именно на уменьшение их воздействия стоит обратить наибольшее внимание

Длительное воздействие повышенной температуры приводит к ускоренному старению материалов. Это сопровождается усадкой, снижением прочности, образованием трещин, деформацией, разрушением. Старение электроизоляционных материалов при повышении температуры на 10°С выше предельной сокращает их срок службы в 1,5 - 2 раза.

Пониженная температура, как правило, приводит к снижению эластичности, повышению хрупкости, растрескиванию и разрушению пластмасс и резины. При понижении температуры у всех материалов ухудшается пластичность, а при очень низкой температуре она практически исчезает -- металл становится хрупким. Смазка загустевает, что ухудшает работу подвижных соединений. Некоторые элементы радиоаппаратуры, в частности электролитические конденсаторы и химические источники питания, при низких температурах теряют свои свойства. Ухудшение параметров изоляционных материалов может привести к механическим повреждениям конструкции в целом[6].

Вибрации, ударные нагрузки, испытываемые РТС, можно рассматривать как действие на нее динамических кратковременных нагрузок, при которых вызываемые ими деформации, перемещения и усилия изменяются во времени непериодически.

Ударные нагрузки длительностью от малых долей секунд до нескольких секунд могут возникать, например, при взрывах, вращении антенной системы, порывистом давлении ветра на радиолокационные антенны и т.п.

Действующие нагрузки могут приводить к разрушению отдельных деталей и узлов радиоэлектроники (резисторов, конденсаторов, плат, плоских микромодулей и других деталей) либо к изменению радиотехнических параметров электрорадиоэлементов и узлов (разбалансировка контуров, микрофонный эффект и т.п.), что приводит к снижению точности работы аппаратуры и помехам в каналах передачи информации, либо к отказам изделий.

Предложение по решению данных проблем заключается в использовании специальных лакокрасочных покрытий, а также использование такого типа виброизолирующих устройств как виброизоляторы.

Улучшить сохраняемость состояния техники и ее параметров при воздействии сурового российского климата, в особенности в областях крайнего севера, где в настоящее время ведется разворачивание все новых и новых подразделений радиотехнических и зенитно ракетных войск, возможно за счет использования теплоизоляционной краски «ТЕПЛОМЕТТ НОРД» рисунок 2.

Рисунок 2 - Теплоизоляционная краска «ТЕПЛОМЕТТ НОРД»

Данная краска была разработана компанией «Коломенские краски» и была рассчитана на нанесение и эксплуатацию в условиях суровых российских зим. В отличие от других материалов аналогичного назначения ее можно наносить в зимнее время при температуре от -20°С.

«ТЕПЛОМЕТТ НОРД» позволяет быстро и надежно провести комплекс работ по утеплению объектов независимо от времени года. При этом наносится он также как и обычная краска кистью или методом распыления.

«ТЕПЛОМЕТТ НОРД» - это инновационная теплоизоляционная краска, цена которой делает ее доступной для применения. Она способна отражать до 95% попадающего на поверхность тепла, что делает ее эффективным средством для утепления самых разных объектов. Данная краска характеризуется хорошей адгезией к металлу и большинству других материалов.

«ТЕПЛОМЕТТ НОРД» - это универсальный материал. Его можно применять для утепления везде, где требуется качественная защитная и теплоизоляционная краска. Эффективность подобного способа утепления хорошо иллюстрируют две полученные опытным путем цифры. Благодаря высокому коэффициенту теплоотражения «ТЕПЛОМЕТТ НОРД» позволяет изменить в нужную сторону температуру внутри обработанного объекта на 3- 5°С. Это приводит к уменьшению затрат энергоресурсов минимум на 25% [13].

Учитывая достоинства и недостатки пружинных и резиновых амортизаторов, широкое применение на практике нашли комбинированные пружинно-резиновые виброизоляторы, которые представлены на рисунке 3[14].

Рисунок 3 - Пружинный и комбинированный виброизоляторы: а - цилиндрический пружинный амортизатор; б - пружинно-резиновый амортизатор

Пружина в комбинированных виброизоляторах обеспечивает их большую механическую прочность и осуществляет гашение низкочастотного спектра вибрации, а резиновая часть (стакан) улучшает изоляцию вибрации в области высоких частот и снижает шум.

Еще одним видом амортизаторов, которые так же подойдут для использования их в РЛС и других РТС - это амортизаторы АПН - 1 изображенные на рисунке 4. Амортизатор АПН-1 относятся к устройствам, которые отвечают за устойчивость приборов на плоскости и являются амортизационными системами пространственной нагрузки. Их основной задачей является защита электронной аппаратуры от вибрационных воздействий и ударов. Серия амортизаторов АПН позволяет эксплуатировать радиоэлектронное оборудование в тяжелых эксплуатационных условиях: повышенная радиация, запыленность рабочей зоны, наличие влаги в среде и пр.

Рисунок 4 - Вид амортизатора АПН - 1

Использование амортизаторов АПН-1 поможет решить[15]:

защищенность от вибрационных колебаний при амплитудах смещения;

защиту от ударной нагрузки длительностью до 40 мс и ускорении 12 г;

поддержку стабильности от воздействия линейного ускорения величиной до 25 г, которое действует перпендикулярно к оси амортизатора.

Амортизаторы АПН-1 могут успешно эксплуатироваться при температурах среды от -60°С до +150°С [16].

Предложенное покрытие является наиболее универсальным для использования РТС в различных климатических условия, как в условиях Арктики, так и в условиях пустынной и жаркой Сирии. Оно позволяет поддерживать оптимальную температуру для работы РЭА и работы боевого расчета РТС. износ старение резиновый виброизолятор

Внедрение данного покрытия является экономически эффективным, так как позволит избежать больших затрат на ремонт техники в ходе ее эксплуатации. Кроме того этот метод наименее трудоемок, не требующий много времени и затраты значительных сил.

Для снижения воздействия механических факторов предложено использовать амортизаторы нового типа, разработанных специально для снижения воздействия эффекта вибрации на чувствительную аппаратуру. Приведенные в работе виды данных амортизаторов наиболее подходят для применения в РТС, так как могут выдерживать большие приложенные на них нагрузки, при этом сохраняя все свои качества. Имея небольшую стоимость и легкость установки исследуемых амортизаторов, дает основание считать применение данного способа защиты наиболее эффективным, и что немаловажно, простым в реализации.

Список используемых источников

1. Лабковская Р.Я. Методы и устройства испытаний ЭВС. Часть 1. Учебное пособие. - СПб: Университет ИТМО, 2015. - 164 с.

2. Бондаренко В.В. Надежность технических систем и техногенный риск: курс лекций. - Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2014 - 116 с.

3. Журков С.Н. К вопросу о физической основе прочности // Физика твердого тела, 1970, т.22, вып. 11

4. Киреев В.А. Краткий курс физической химии. - Москва: Изд-во «ХИМИЯ», 1969

5. Голик А.М., Кондрашин В.А. Теория проектирования радиосистем. Часть III. Эксплуатация радиосистем. Учебное пособие. - СПб: ВАУ, 2000 - 106 с.

6. Условия эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры и приборов.

7. Условия эксплуатации и их воздействия на работу радиоаппаратуры. -: pereosnastka.ru/ articles/usloviya-ekspluatatsii-i-ikh-vozdeistvie-na-rabotu-

8. radioapparatury (дата обращения 01.06.2018)

9. Эксплуатация радиотехнических комплексов./Под ред. А.И.Александрова. М.: Сов. Радио, 1976. - 280 с.

10. Груничев А.С., Однодушнов А.В., Якимов П.Ф. Обеспечение надежности радиоэлектронной аппаратуры и комплектующих изделий при эксплуатации. Под ред. А.С. Груничева. М., Сов.радио, 1976, 240 с.

11. Физические основы проектирования РЭС: учеб.-метод. комплекс для студентов/ Т.В. Молодечкина, В.Ф. Алексеев, М.О. Молодечкин. - Новополоцк: ПГУ, 2013. - 204 с.

12. Моисеев С.А. Модель управлением техническим состоянием РЭА в процессе эксплуатации/С.А.Моисеев// Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2012.

13. Управление состоянием сложных радиолектроннных изделий, находящихся в эксплуатации: монография/ Б.Н. Тихонов, С.А. Моисеев, И.А. Ходшаев. Под ред. Б.Н. Тихонова - Орел: Академия ФСО России, 2010

14. Теплоизоляционная краска «ТЕПЛОМЕТТ НОРД».

15. ГОСТ 27.002 - 89. Надежность в технике. Основные понятия и определения. М.: Изд-во стандартов, 1990

16. Р.Г. Варламов. Краткий справочник конструктора радиолектронной аппаратуры. - Москва «СОВЕТСКОЕ РАДИО», 1972

17. ГОСТ 11679.1-76. Амортизаторы резинометаллические приборные. Технические условия. В.С. Юровский, Е.Е. Ковалева, А.А.Шляхман, Л.А. Толмачева, Т.В. Лабутина, Т.П. Федулова. М.: Изд-во стандартов, 1977

Размещено на Allbest.ru