Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки icon

Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки




Скачати 139.73 Kb.
НазваЯкісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки
Дата16.08.2012
Розмір139.73 Kb.
ТипДокументи



I SSN 1813–1166. Вісник НАУ. 2005. №1

УДК 629.735.083(045)

Боузаієнне Меккі бен Салем (Туніс)

ЯКІСНА ОЦІНКА УМОВ ЕКСПЛУАТАЦІЇ АВІАЦІЙНОЇ ТЕХНІКИ


Інститут ІСАО НАУ, e-mail: eduicao@nau.edu.ua

Розглянуто питання врахування умов експлуатації авіаційної техніки в авіакомпаніях під час формування та коригування планів з технічного обслуговування парку повітряних
кораблів.

Вступ

Формування системи технічного обслуговування і ремонту (ТОіР) потребує врахування умов експлуатації авіаційної техніки (АТ) як складової частини системи ТОіР.

Згідно з нормами льотної придатності для оцінки умов експлуатації необхідна їхня класифікація щодо ролі і місця в системі ТОіР для виділення основних і другорядних умов і формування вимог до сертифікації тільки основних умов експлуатації згідно з вимогами JAR.
^
Аналіз досліджень і публікацій

Будь-які функціональні, конструктивні й технологічні якості АТ як об’єкта експлуатації закладаються при проектуванні, забезпечуються при виготовленні, підтверджуються при випробуваннях і реалізуються в процесі експлуатації, що є стадією життєвого циклу виробу, на якій реалізується, підтримується і відновлюється його якість [1].

Формування системи ТОіР, основною задачею якої є підтримка і відновлення льотної придатності AT та її підготовка до використання за призначенням при забезпеченні необхідних рівнів надійності і готовності AT до польотів з мінімальними затратами праці і матеріальними витратами на ТОіР, має здійснюватися при діючих в експлуатації обмеженнях. Такі обмеження встановлюються умовами експлуатації, що являють собою сукупність факторів, які діють на виріб при його експлуатації [1].

Повна й об’єктивна якісна і кількісна характеристики умов експлуатації АТ забезпечують формування ефективної системи ТОіР, і, навпаки, неповна чи неправильна оцінка умов експлуатації може призвести до повного чи часткового невиконання основної задачі цієї системи [1– 3].
^
Постановка задачі

За етапами життєвого циклу виробів AT умови експлуатації характеризуються послідовною зміною складу і значень експлуатаційних факторів у їх сукупності та можуть бути розділені на такі:

  • розрахункові умови експлуатації (сукупність факторів, що враховуються при проектуванні, виготовленні та випробуваннях АТ);

  • очікувані умови експлуатації (сукупність факторів, визнаних припустимими при експлуатації АТ);

  • реальні умови експлуатації (сукупність факторів, які діють на АТ в умовах, які склалися в експлуатаційній організації).

У кожному виді умов експлуатації виділяються типові умови – сукупність найбільш імовірних значень експлуатаційних факторів на даному етапі життєвого циклу АТ.
^
Вирішення задачі

Адекватність розрахункових, очікуваних і реальних умов експлуатації забезпечує якість експлуатації АТ і характеризує незмінність діючих у системі ТОіР обмежень за етапами життєвого циклу. Розбіжність цих умов призводить до зміни якості експлуатації АТ і ефективності системи ТОіР аж до неможливості нормальної експлуатації і припинення використання AT за призначенням. Це обумовлено вимогами норм льотної придатності АТ до безпеки польотів (БП), які необхідно виконувати у всіх зазначених умовах експлуатації таким чином, щоб імовірність появи особливої ситуації в польоті (ускладнення умов польоту, небезпечна, аварійна і катастрофічна ситуації) у результаті відмов і несправностей, конструктивних і функціональних особливостей АТ, помилок і порушень виконавцями правил експлуатації не перевищувала встановленої нормативної величини.

Частка БП щодо безвідмовності АТ у цілому підтримується і відновлюється системою ТОіР у реальних умовах експлуатації АТ.

У зв’язку з тим, що нормативні документи регламентують вимоги до безвідмовності окремо за кожною функціональною системою (ФС) АТ, що являє собою сукупність конструктивних елементів і агрегатів, призначених для виконання визначених функцій, пов’язаних з польотом, доцільно характеризувати умови експлуатації щодо ФС АТ [2].

Тоді узагальнений вплив реальних умов експлуатації АТ на надійність його систем виявляється через вплив окремих експлуатаційних факторів і може бути подано функціоналом
вигляду:

,

де Pi(t) – функція надійності i-ї ФС у реальних умовах експлуатації; – функція надійності i-ї ФС у типових умовах; k(xk) – відносні функції зв’язку надійності з k-м реальним експлуатаційним фактором.

Реальні експлуатаційні фактори, які характеризують вплив на надійність ФС в експлуатації, можуть бути розділені за спільною дією на три групи:

– функціональні фактори: параметри льотної експлуатації (висота, швидкість, тривалість польоту, польотна маса, навантаження тощо), умови польотів (якість злітних смуг, аеродромні умови, турбулентність), режими роботи виробів і агрегатів, наробіток, дії екіпажу;

– регіональні фактори: кліматичні умови
(температура, вологість, тиск тощо), корозійна активність середовища, календарний термін експлуатації;

– технічні фактори: режими ТОіР, технологія ТОіР, організація ТОіР, кваліфікація виконавців, засоби ТОіР і документація.

Функціональні фактори пов’язані з виконанням функцій систем при використанні АТ за призначенням, регіональні – з впливом на АТ зовнішнього середовища, а технічні – з процесами в системі ТОіР.

Відповідно до вимог JAR 23, 25, 27, 29 очікувані умови експлуатації можуть містити в собі:

– параметри стану і фактори впливу на АТ зовнішнього середовища: барометричний тиск, щільність, температура і вологість повітря, напрямок і швидкість вітру, горизонтальні і вертикальні пориви повітря і їхні градієнти, ат-мосферна електрика, обледеніння, град, сніг, дощ, птахи;

– експлуатаційні фактори: склад екіпажу, клас і категорія аеродрому, параметри і стан злітної смуги, маса і центрування для всіх передбачених конфігурацій літака чи вертольота, режими роботи двигунів і тривалість їхньої роботи на визначених режимах, можливі конфігурації (варіанти геометричних форм, які відповідають різним етапам і режимам польоту – зльоту, набору висоти, крейсерському польоту, зниженню, екстреному зниженню, заходу на посадку і посадці, відходу на друге коло), ха-рактеристики повітряних трас, склад і характеристики наземних засобів забезпечення польоту, мінімуми погоди при зльоті і посадці, застосовуванні палива, мастила, присадки й інші технічні рідини і гази, періодичність і види ТОіР, призначений ресурс, термін служби АТ і їх ФС;

– параметри (режими) польоту: висота польоту, горизонтальні й вертикальні швид-кості, перевантаження, кути атаки, ковзання, крену і тангажа, поєднання цих параметрів для передбачених конфігурацій АТ;

– обумовлені особливостями застосування конкретного типу АТ.

Очікувані умови експлуатації входять як обмеження, умови і методи експлуатації АТ в експлуатаційну документацію.

Вимоги JAR визначають здатність АТ виконувати безпечний політ у всьому діапазоні встановлених для нього очікуваних умов експлуатації, якщо інші компоненти авіаційної транспортної системи функціонують нормально, а експлуатація об’єкта здійснюється в межах призначеного ресурсу і відповідно до встановлених термінів і порядку ТОіР.

Таким чином, очікувані умови експлуатації, встановлювані JAR, розподіляються на три групи, але не за спільною їхнєю дією на технічний стан АТ, а за призначенням їх використання. Тому розглянемо умови експлуатації АТ щодо їх ролі в системі ТОіР.

Кожен j-й експлуатаційний фактор може бути визначений неперервно чи дискретно в деякій обмеженій області Dj, причому кожен наступний етап життєвого циклу виробу включає повністю області визначення експлуатаційних факторів на всіх попередніх етапах. Тому з урахуванням класифікації факторів за трьома групами надійність ФС АТ в експлуатації може бути зображена у вигляді:

,

де Pij(t) – надійність i-ї ФС у j-х умовах експлуатації АТ; fi, i, i – відносні функції зв’язку надійності ФС із функціональними, регіональними і технічними факторами експлуатації відповідно; xij, kij, Oij – функціональні, регіональні і технічні фактори, які діють на i-ту ФС в j-х умовах; n, m, l – кількість факторів, які враховуються в j-х умовах експлуатації АТ.

Група технічних факторів за своїм впливом на надійність АТ є підтримуючою і відновлюючою.

Режими ТОіР призначаються з метою забезпечення використання об’єкта експлуатації за призначенням, контролю стану, підтримки і відновлення його надійності до необхідних рівнів. Технологія ТОіР визначає якість робіт і досягнення мети, обумовленої призначеними режимами ТОіР.

Таку саму роль виконує і фактор кваліфікації виконавців.

Фактори організації ТОіР є допоміжними, безпосередньо з надійністю АТ не пов’язані і забезпечують можливість реалізації впливу технічних факторів на об’єкт експлуатації.

Усі технічні фактори мають директивно задані рівні, однорідні для усіх виробів АТ даного типу. Однорідність рівнів забезпечується застосуванням єдиної документації, технологій, кваліфікації й організації ТОіР з контролем представників державної авіаційної адміністрації, розроблювача і виготовлювача АТ за дотриманням установлених правил ТОіР, при зміні яких рівні факторів змінюються дискретно.

Обмеження на область визначень технічних факторів пов’язані з потребою об’єктів експлуатації в роботах ТОіР, пристосованістю АТ до їх виконання і досконалістю процесів їх організації.

Коректування рівнів технічних факторів здійснюється директивно, за результатами досліджень, випробувань і досвіду експлуатації АТ з метою забезпечення максимально технічно обґрунтованого і мінімально необхідного рівня впливу факторів на об’єкт експлуатації для підтримки і відновлення його надійності.

Визначення необхідних рівнів технічних
факторів і є предметом оптимізації системи
ТОіР. За період експлуатації АТ кожного типу
рівні технічних факторів можуть змінюватися в два-три і більше разів [1].

Група функціональних факторів визначає всі види навантажень і силових впливів на АТ та її елементи при використанні за призначенням, що викликає зміну стану об’єкта і відбивається на надійності.

Параметри льотної експлуатації АТ визначають завантаженість елементів конструкції планера і зовнішні навантаження на елементи систем та обладнання залежно від висоти польоту, швидкості, маси літака (вертольота) й інших факторів, які постійно діють у польоті.

Умови польоту впливають на планер і елементи ФС, пов’язані з особливостями використання АТ за призначенням у конкретних умовах і відбивають змінну складову завантаженості планера і зовнішніх навантажень на елементи ФС та обладнання відповідно до розходжень в умовах польотів кожного літака (вертольота) окремо.

Режими роботи елементів і агрегатів АТ визначають рівні їх внутрішніх структурних навантажень і впливів на елементи й агрегати АТ у процесі виконання ФС заданих функцій із забезпечення польоту. Режими роботи систем і обладнання, як правило, функціонально пов’язані з параметрами льотної експлуатації й умовами польоту у цілому.

Дії екіпажу в польоті визначають роз-ходження в рівнях усіх реально діючих навантажень на АТ, системи й обладнання щодо таких впливів у типових умовах експлуатації. Наробіток АТ, його систем і обладнання визначає тривалість дії всіх зазначених функціональних факторів, безвідмовність і довговічність виробів AT у процесі експлуатації. Функціональні фактори визначені неперервно, а область їх визначення має обмеження, обумовлені вимогами БП і встановлені директивно за результатами випробувань.

При загальній неоднорідності значень цих факторів для парку АТ вони статично стійкі й однорідні для кожної авіакомпанії.

Польоти у кожній авіакомпанії здійснюються випадково за обмеженою кількістю маршрутів обмеженою кількістю екіпажів.

Умови і параметри польотів за маршрутами задані і фактично розташовані у вузькому інтервалі можливих значень.

Достовірна оцінка і прогнозування реальних значень функціональних факторів забезпечують еквівалентність розрахункових, очікуваних і реальних впливів на АТ і обґрунтованість режимів ТОіР для будь-якого парку АТ. Неоднорідність впливу функціональних факторів на АТ різних авіакомпаній забезпечує неоднорідність процесів зміни стану АТ, які необхідно враховувати при дослідженнях їх статистичними методами оцінки і моделюванні.

Група регіональних факторів визначає всі види несилових зовнішніх впливів навколишнього середовища на об’єкт експлуатації і його елементи протягом терміну служби АТ з мо-менту їх виготовлення і до списання. Рівень впливу цих факторів визначається параметрами навколишнього середовища, часовим інтервалом експлуатації, захисних властивостей елементів конструкції й обладнання. Аналогічно функціональним факторам значення регіональних факторів однорідні для АТ кожної авіакомпанії і неоднорідні для АТ усього парку [4].

Дослідження показали статистичну нестійкість взаємозв’язку рівнів впливу регіональних факторів на технічний стан АТ від узагальнених значень рівнів регіональних факторів[3; 4].

Захисні властивості елементів АТ обумовлені їх фізико-хімічними властивостями, які функціонально пов’язані зі складом, матеріалами і технологією виготовлення. Це визначає внутрішню неоднорідність статистичних даних про вплив регіональних факторів на стан АТ і призводить до неадекватності результатів статистичних методів досліджень реальним фізичним і хімічним процесам зміни стану кожного комплектуючого виробу. Тому роль регіональних факторів експлуатації в системі ТОіР АТ до-цільно оцінювати не статистичними методами, а методами емпіричного аналізу результатів експлуатації аналогів у конкретних регіональних умовах, з побудовою при необхідності статистичних моделей для конкретних комплектуючих виробів у реальних регіональних умовах експлуатації.

Переважно вплив на елементи конструкції АТ мають такі регіональні фактори: температура і вологість повітря, сонячна активність та інсоляція, атмосферні опади, їхній вид і кількість, міцність і склад ґрунту, запиленість, засоленість ґрунту і води, біологічні фактори, вітер, кількість і склад хімічних домішок в атмосфері і ґрунті тощо.

Вплив регіональних факторів на елементи конструкції планера виявляється в руйнуванні лакофарбових і захисних покрить і появі корозії.

Найбільший вплив на зниження надійності планера і механічних систем здійснює корозія (зниження статичної міцності, порушення герметичності, погіршення чистоти поверхні).

Якісну оцінку факторів розвитку корозії при формуванні режимів ТОіР АТ наведено в праці [2]. На швидкість розвитку корозії металів в атмосфері впливають безліч факторів у їхньому сполученні:

– вологість повітря;

– ступінь забруднення повітря газами, парами кислот, частками солей;

– тривалість контакту електроліту з металевою поверхнею;

– температура повітря.

У разі виникнення корозії різко погіршуються характеристики міцності конструктивних елементів АТ в умовах їх циклічного навантаження. Точкова корозія, будучи концентратором напруг, ініціює виникнення утомних пошкоджень.

При поверхневій атмосферній корозії, яка найчастіше виникає на алюмінієвих сплавах, погіршується чистота поверхні, що може знижувати міцність до 40 %.

У місцях з’єднання елементів унаслідок погіршення чистоти поверхні збільшується кон- тактне тертя, яке сприяє розвитку корозії тертя. Дотичні напруження в області контакту елементів є причиною зародження тріщин, які, до-сягши критичної величини, розвиваються далі вже під дією загальних напружень в елементі. Спільний вплив корозійних процесів і процесів утомленості на елемент конструкції може знизити міцність алюмінієвих сплавів на 50–80 %.

Крім того, конструктивне виконання деяких зон у сучасних літаках і вертольотах сприяє виникненню і розвитку корозії. До таких зон належать:

– підпільна частина гермофюзеляжу й елементи для стику з ним унаслідок конденсату, що утворюється при перепаді температур;

– зона залишку палива, що не зливається, у кесонах крила внаслідок накопичення води при відстої палива;

– стики панелей обшивки по нервюрах і лон- жеронах крила внаслідок конденсації атмос-ферної вологи чи її потрапляння під час опадів;

– зона установки акумуляторів унаслідок проливання електроліту;

– зона санвузла внаслідок потрапляння
спецрідин на елементи конструкції;

– негерметичні частини крила і фюзеляжу внаслідок потрапляння атмосферних опадів через стики чи технологічні люки.

Тому оцінити вплив усього різноманіття регіональних факторів на різні елементи конструкцій АТ за допомогою статистичних методів досить складно. Необхідно вивчення конкретних факторів, що сприяють розвитку корозії на конкретних елементах конструкції АТ, з урахуванням матеріалів, які використовуються для їх виготовлення. Таким чином, задача оцінки, контролю і боротьби з корозією є самостійною задачею забезпечення тривалої експлуатації АТ, яка вирішується в рамках спеціальних програм контролю і профілактики корозії. Однак за допомогою експертного якісного аналізу умов експлуатації можна сформулювати узагальнені рекомендації з оцінки корозійної активності середовища в зоні базування АТ.

Поява корозії найбільш імовірна на АТ, яка експлуатується в базових аеропортах, де багато солей і домішок у повітрі, велика кількість днів у році з відносною вологістю більш за 75 % із можливою конденсацією атмосферної вологи на елементи конструкції (випадання роси), висока середньорічна температура повітря.

Застосування зазначених рекомендацій при формуванні груп АТ, проведення досліджень з метою оптимізації режимів ТОіР відповідно до вимог JAR підвищує імовірність своєчасного виявлення атмосферної корозії на елементах конструкції. Методи оптимізації режимів ТОіР на основі статистичних даних про наробіток, відмови і пошкодження, виявлені на АТ у процесі експлуатації, неприйнятні для оцінки закономірностей виникнення і розвитку корозійних пошкоджень, оскільки статистичні методи враховують не регіональні фактори, а наробіток АТ (агрегату).

Якісна оцінка умов експлуатації АТ можлива тільки у взаємозв’язку з відмовами і пошкодженнями, які повторюються під впливом цих експлуатаційних факторів, що потребує деякої класифікації відмов і пошкоджень у системі ТОіР АТ.

Під впливом функціональних і регіональних факторів у процесі експлуатації АТ в елементах ФС з’являються і накопичуються відмови і пошкодження, які повинні попереджуватися чи усуватися впливом технічних факторів у системі ТОіР. За фізичною сутністю і характером прояву пошкодження і відмови елементів ФС класифікують на групи:

– для конструктивних елементів: тріщини, деформації і руйнування від повторюваних
навантажень, механічний знос; руйнування і деформації від разових нерозрахованих навантажень чи режимів роботи, старіння (втрата фізичних чи хімічних властивостей матеріалів), механічні пошкодження при ТОіР, корозія матеріалів;

– для неконструктивних елементів: ослаблення з’єднань, втрата властивостей мастил і спец рідин, руйнування захисних покрить, порушення регулювань і контактів в електромережах і приладах.

У кожній групі можлива конкретизація відмов і пошкоджень до рівня елементів ФС за різними ознаками (конструктивними, технологічними, функціональними тощо) при збереженні наведеної спільності групової ознаки.

Поява і розвиток кожної групи пошкоджень, як правило, обумовлено впливом декількох експлуатаційних факторів (регіональних і
функціональних) у комплексі.

Дія одного експлуатаційного фактора може приводити до появи різних за характером пошкоджень у різних елементах ФС. Поява пошкоджень чи відмов одного виду може ініціювати розвиток інших.

Так, механічні пошкодження, знос чи руйнування захисних покрить металевих деталей сприяють появі вогнищ корозії, наявність яких, у свою чергу, прискорює розвиток механічних пошкоджень.

Висновки


Проведення якісного аналізу умов експлуатації АТ забезпечує скорочення обсягу робіт з наступного кількісного аналізу умов експлуатації, необхідному при виборі конкретних інженерно-конструкторських рішень і експлуатаційних обмежень з формування системи ТОіР АТ у цілому чи окремих його елементах.
^

Список літератури


  1. Michael J. Kroes, William A. Watkins (Contributor), Frank Delp (Contributor) Aircraft Maintenance & Repair (Aviation Technology). – 6th ed. – Glencoe McGraw. – Hill, 1993. – 648 p.

  2. Douglas S. Carmody Airplane Maintenance and Repair: A Manual for Owners, Builders, Technicians, and Pilots. – 70 ed. – McGraw. – Hill, 1998. – 346 p.

  3. Dremer, Gilnami, Pasternac B.A. An EOQ model with substitutions between products //J. of Operat. Res. Soc. – 1995. – № 7. – P. 887–891.

  4. All Terrain Vehicle 1974 – 1987: Maintenance Manual (Atv Maintenance Manual). – 2nd ed. – Intertec Pub, 1988. – Vol. 001. – 432 p.

  5. Larry W. Reithmaier Aircraft Maintenance Chemicals and Materials AMS Handbook, 1997. – 724 p.

Стаття надійшла до редакції 01.02.05.

Боузаиенне Мекки бен Салем (Тунис)

Качественная оценка условий эксплуатации авиационной техники

Рассмотрен вопрос учета условий эксплуатации авиационной техники в авиакомпаниях
при формировании и корректировании планов по техническому обслуживанию парка воздушных судов.


Bouzaienne Makki ben Salem (Tunis)

Quality standard of aircraft maintenance

The question of the account of operation conditions of an aeronautical engineering in airlines is considered at formation and a correcting of plans on aircrafts park maintenance.

Схожі:

Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconУдк 621. 515-226. 2 В. М. Дихановський
Показано, що на основі теореми про газомеханічне регулювання кута атаки аеродинамічного профілю можна побудувати систему регулювання...
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconІ.І. Ліннік О. А. Тамаргазін, д-р техн наук оцінка ефективності функціональних систем авіаційної техніки
Розглянуто оцінку ефективності технічної системи при побудові поліструктурної моделі її надійності. Запропоновано алгоритм розкриття...
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconБонітетна і вартісна оцінка земель
Вступ. Предмет, зміст, методи, завдання і області практичного застосування бонітування ґрунтів, історія розвитку робіт з бонітування....
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconІі міжнародна науково-технічна конференція «Пошкодження матеріалів під час експлуатації, методи його діагностування І прогнозуваНня»
Упродовж експлуатації матеріали елементів конструкцій зазнають пошкодження, природа якого залежить від виду навантаження та умов...
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconІіі міжнародна науково-технічна конференція «Пошкодження матеріалів під час експлуатації, методи його діагностування І прогнозуваНня»
Упродовж експлуатації матеріали елементів конструкцій зазнають пошкодження, природа якого залежить від виду навантаження та умов...
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconНаціональний авіаційний університет
Проектування, виробництво, технічне обслуговування та діагностика авіаційної техніки І газотурбінних установок
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconУдк 621. 91. Лук’янов С. Т., Хороманська О. Г. (Україна) Деякі аспекти державного регулювання діяльності цивільної авіації за сучасних умов
Рення умов та використання повітряного простору людиною за допомогою повітряних суден. Діяльність цивільної авіації підлягає регулюванню...
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconПерелік міждержавних стандартів, що закріплені за технічним комітетом стандартизації України тк-26 „Експлуатація авіаційної техніки” (105 стандартів)
Таблица динамических давлений и температур торможения воздуха в зависимости от числа Маха и высоты полета
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconС. В. Іванов, д-р хім наук В. В. Трачевський
Показано можливість дослідження процесів прискореного старіння для прогнозування працездатності та терміну зберігання полімерних...
Якісна оцінка умов експлуатації авіаційної техніки iconПоложення про конкурсний відбір вступників на навчання за освітньо-професійними програмами підготовки фахівців освітньо-кваліфікаційних рівнів "Спеціаліст" ("Магістр") за спеціальністю
Завідувач випускової кафедри Збереження льотної придатності авіаційної техніки – член фахової атестаційної комісії
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи