Статья 16
УДК 629.735.017.1(075.8)
основные принципы эксплуатации транспортных машин по фактической надежности
В.В. Буланов, д. т. н., А.Г. Дибир, доцент, к. т. н., ХГАДТУ
Аннотация. Изложены основные принципы технического обслуживания и ремонта транспортных машин при их эксплуатации по фактической надежности. Рассмотрена схема логического анализа надежности систем и силовых установок.
Ключевые слова: анализ, фактическая надежность, функциональный отказ, эксплуатация.
Предварительные замечания
Надежность представляет собой некоторое комплексное свойство объекта, позволяющее ему выполнять заданные функции в течение заданного времени при заданных условиях без каких-либо нарушений. В этой связи можно рассматривать не только надежность технических устройств или каких-либо объектов, созданных человеком, но и надежность самого человека как специалиста, обслуживающего эти устройства (Комаров А. А., 1995). В настоящее время используются такие понятия, как «целевая надежность», «схемная надежность», «проектная надежность», «эксплуатационная надежность» и т. д.
Надежность изделия закладывается на этапе проектирования, обеспечивается на этапе производства, отработки и доработки и реализуется на этапе эксплуатации. Отметим, что обеспечение надежности конструкции, оборудования и систем транспортных машин заключается в своевременном обнаружении в материале или детали повреждений, которые могут стать причиной отказа, возникновения усталостной трещины, как в процессе производства, так и при эксплуатации изделия. Другим важным аспектом решаемой проблемы является задача технического обслуживания и эксплуатации техники и влияние «человеческого фактора» на этот процесс. Например, приблизительно 80% авиакатастроф есть следствие дефектов, внесенных в этот период техническим персоналом.
Эксплуатационная надежность
Рассмотрим некоторые вопросы эксплуатационной надежности. Первоначально проблема надежности решалась путем использования больших запасов прочности (до 18 для шатунов паровых машин на речном транспорте в середине XIX века), что увеличивало вес конструкции и оборудования, или за счет резервирования и дублирования агрегатов и систем, что также приводило к увеличению веса изделия.
Такой подход мог быть оправдан на каком-то этапе развития техники, для наземного и водного транспорта, но в авиации он совершенно неприемлем, так как существенно снижает летно-технические характеристики изделия и его конкурентоспособность на рынке. В настоящее время решить проблему безопасности эксплуатации невозможно, используя прежние подходы, так как они не могут в полной мере учесть все факторы, влияющие на безопасность. Необходимо было разработать и новую концепцию эксплуатации транспортных машин по фактической надежности. Впервые эта работа была проведена в авиации (Airline, 1980), так как при отказе оборудования, авария на земле не всегда может привести к катастрофе, то в воздухе авария практически всегда заканчивается катастрофой (табл.1).
Таблица 1 Усредненное отношение числа погибших к миллиону перевезенных пассажиров по СССР и России в конце 80-х – начале 90-х годов
|
Показатель
|
Вид транспорта
|
автомобильный
|
воздушный
|
речной
|
морской
|
железнодорожный
|
Отношение числа погибших к числу перевезенных
|
0,838
|
2,35
|
0,098
|
0,995
|
1,014
|
Существуют различные подходы решения проблемы эксплуатационной надежности: обеспечение надежности конструкции; обеспечение надежности оборудования и систем изделия. В первом случае, разрабатываются методы и реализующие их методики и устройства неразрушающего контроля и диагностики состояния элементов конструкций, позволяющие определить оптимальный интервал наблюдения между моментами контроля и оценить остаточную долговечность изделия. Во втором случае необходимо повсеместное внедрение принципов технического обслуживания и ремонта (ТОиР), ориентированных на максимальное использование фактической надежности авиационной техники. За рубежом подобные принципы были сформулированы в руководстве для промышленных фирм эксплуатирующих организаций – MSG-3 и применяются на практике с начала 80-х годов (Andrews R. A., 1988).
Одной из причин, тормозящий использование новых принципов ТОиР в Украине (как и в России) является ошибочное мнение о том, что они направлены главным образом на получение экономического эффекта , и не способствуют повышению безопасности, а в ряде случаев могут даже нанести ущерб безопасности эксплуатации летательных аппаратов. Вместе с тем новые принципы формирования программ ТОиР предусматривают:
-
максимальное использование всех видов информации о состоянии техники и потенциальных отказах для выработки эффективных мер, позволяющих предотвратить появление отказов;
-
использование систем контроля технического состояния для оценки остаточной долговечности и выбора оптимального интервала наблюдения вместо малоэффективной практики выполнения работ по календарным срокам или наработке;
-
сосредоточение внимания в процессе контроля только на тех элементах конструкции, которые играют важную роль для безопасности эксплуатации (теория «слабого звена»);
-
усиление взаимодействия фирм-изготови-телей и эксплуатирующих организаций в процессе разработки, производства и эксплуатации изделий;
-
использование схем логического анализа при выборе работ по ТОиР, позволяющих избавиться от малоэффективных плановых работ и сосредоточить усилия на выполнении работ, которые способствуют обеспечению безопасности эксплуатации авиационной техники;
-
принятие решения в качестве исходного критерия выбора работ по ТОиР степень влияния конкретного отказа (или повреждения) на безопасность эксплуатации.
Надежность систем и силовых установок
При выборе работ по ТОиР систем и силовых установок целесообразно применить схему логического анализа. Исходным моментом для правильного выбора работ следует считать степень влияния конкретного отказа на безопасность эксплуатации.
Первоначально при проверке функционирования системы отказ (функциональный) оценивается с позиции его возможных последствий, чтобы определить, к какой из двух категорий его следует отнести:
- к категории отказов, влияющих на безопасность, или
- категории отказов, не влияющих на безопасность эксплуатации, но влияющих на экономичность эксплуатации.
Далее функциональные отказы в системах и силовых установках классифицируют на отказы скрытые от эксплуатирующего экипажа (эксплуатирующий экипаж – квалифицированный персонал, обслуживающий кабину и салон самолета), и отказы, которые становятся очевидными в процессе выполнения экипажем своих прямых обязанностей.
Прежде чем приступить к анализу по предложенной логической схеме требуется определить системы и агрегаты, отказы которых:
-
могут влиять на безопасность и/или;
-
не могут быть обнаружены во время работы и/или;
-
могут быть обнаружены с малой вероятностью и/или; могут существенно повлиять на эксплуатацию и/или могут существенно повлиять на экономичность.
Следует отметить, что первоначальный перечень важных систем и агрегатов для ТОиР подготавливает фирма изготовитель. На каждое изделие, признанное важным для ТОиР, заполняется рабочая карта, которая считается неотъемлемой частью документации. В ней приводятся подробные сведения о выполняемой агрегатом функции, функциональном отказе, причине и последствиях отказа, а также любые другие дополнительные сведения. Эти сведения являются необходимым условием для правильного анализа каждого функционального отказа.
|
|
Рис.1.Схема определений категорий последствий функциональных отказов
|
Схема логического анализа систем и силовых установок предусматривает вначале определение категории отказа (рис.1). Дальнейший анализ функционального отказа ведется по схеме логического анализа для данной категории функционального отказа. Анализ имеет целью определить программу работ: плановых и внеплановых.
Плановые работы:
-
смазка (дозаправка);
-
проверка работоспособности (визуальная проверка);
-
осмотр (функциональная проверка);
-
восстановление;
-
списание.
Внеплановые работы выполняются по необходимости, в результате:
-
выполнения плановых работ;
-
информации, полученной от технического персонала или эксплуатирующих экипажей;
-
анализа информации, поступающей в ходе эксплуатации летательных аппаратов.
Как известно, целью внеплановых работ является восстановление техники до приемлемого уровня.
Приоритетность этих работ в схемах логического анализа подчеркивается очередностью их рассмотрения.
Заключение
1. Современные программы ТОиР для систем и
силовых установок следует формировать главным образом из плановых работ по контролю состояния.
2. Основные принципы эксплуатации авиационной техники по фактической надежности можно адаптировать и для других видов транспортных машин.
Литература
Комаров А. А. (1995). Надежность воздушных судов: Учебное пособие. – Киев: КМУГА. – 416 с.
Airline (1998). (Manufacturer Maintenance Program Development Document) Originally issued September 30, 1980, March 31, № 1. – 32 p.
Andrews R. A. (1980). New Concept in Contractor Support Assured System Availability // Air Force Journal & Logistic, Spring. – p. 17 – 29.
Рецензент: В.Н.Кобрин, профессор, д. т. н., ГАКУ «ХАИ».
Статья поступила в редакцию 23 января 2001 г.
Поделитесь с Вашими друзьями: |