Влияние условий базирования и технического обеспечения на уровень технической готовности кораблей с ГТЭУ



Рисунок 9 - Изменение коэффицента технического использования в зависимости от срока службы корабля.

Таким образом, коэффициент технического использования ГТЭУ может быть рассчитан с использованием логико-вероятностных методов по аналогии с определением коэффициента готовности ГТЭУ. В качестве исходных данных, в этом случае, подставляются расчетные значения коэффициентов использования элементов ГТЭУ Ктиi, вычисленные по выражению (34).

2.3 Влияние технического обеспечения и обеспеченности судоремонтом ГТЭУ на уровень технической готовности ГТЭУ

Эффективность использования кораблей зависит не только от технико-эксплуатационных характеристик, заложенных при их проектировании и изготовлении, но и от организации и порядка проведения работ по поддержанию и восстановлению их работоспособности, которое определяется принятой системой технического обслуживания и ремонта. ТО и ремонт производят по планово-предупредительной системе. Назначение системы - непрерывно в течение нормативных сроков службы поддерживать технику в работоспособном состоянии и восстанавливать ее эксплуатационно-технические характеристики. Основными требованиями, предъявляемыми к системе ТО кораблей являются обеспечение высокой степени готовности к выполнению кораблями своих функций, поддержание и восстановление технического состояния кораблей и их элементов до требуемого уровня при минимальных затратах времени, средств и материалов. Основными принципами планово-предупредительной системы являются:

плановость - заблаговременное установление состава, объемов периодичность проведения ТО конструкций и технических средств корабля на основании данных о ресурсе и скорости его расходования; профилактическая направленность - выполнение работ обеспечивающих поддержание требуемого уровня технического состояния на предстоящий период до очередного планового ремонта;

регламентность - осуществление ТО по регламенту. Регламентированный метод ТО предусматривает выполнение работ в объеме и с периодичностью установленными в технической документации независимо от технического состояния объекта в момент начала ТО.

В настоящее время при проведении ТО корабля, многообразия систем и механизмов, применяются различные методы, выбор которых в том или другом случае обусловлен многообразием различных факторов. ТО как и любая производственная деятельность неизбежно связано с расходами разных видов ресурсов (трудовых, материальных и т.д.). Эти расходы значительны и существенно влияют на основные показатели технической готовности флота. В перспективе это влияние из-за повышающейся энергоёмкости и технической оснащенности кораблей будет все более возрастать. Очевидно, что расходы ресурсов на ТО должны планироваться, учитываться, контролироваться и регулироваться. Потребность флота в ТО - это все виды ресурсов, необходимые для обеспечения исправного состояния и требуемой оперативно-тактической готовности кораблей. Следует иметь в виду, что привлечение СРЗ ко всем видам работ, включая такие, которые не требуют специального заводского оборудования, увеличивает затраты на ремонт и снижает эффективность судоремонтного производства. Такие работы, проводимые специализированными бригадами или корабельными экипажами, освоившими особенности технических средств корабля, выполняются, как правило, более быстро и без потерь эксплуатационного времени. Заводам следует поручать минимально необходимый объем работ, который в других условиях (вне СРЗ) технологически не может быть выполнен. Следовательно, перенесение части работ заводского ремонта на период эксплуатации является важным резервом не только сокращения продолжительности но и затрат на ремонт. Анализ ремонтных ведомостей показывает, что 30 - 40% объема ремонтных работ включаемых в ведомости заводского ремонта технологически выполнимы в процессе эксплуатации силами мастерских, а также специальных бригад. Необходимо подчеркнуть, что и в перспективе основным исполнителем работ по ТО остается личный состав корабля. Это вызвано главным образом большой продолжительностью плавания, длительной оторванностью кораблей от береговых баз и тяжелыми последствиями отказов технических средств, приводящих к аварийным ситуациям. Следовательно, несмотря на увеличение удельного веса работ береговых организаций в общем объеме ТО, поддержание всех его элементов в исправном состоянии остается одной из важнейших задач экипажа корабля. Причем актуальность этой задачи с усложнением кораблей и повышением интенсивности эксплуатации будет непрерывно возрастать. Следует отметить, что соотношение объемов и состава работ между основными частями корабля не являются стабильными и меняются под влияниями различных факторов, основные из которых: возраст корабля, принятая система ТО, условия эксплуатации. С увеличением срока службы в общих трудозатратах на ТО повышается относительный объем восстановительных работ. Это объясняется тем, что в период повышенного износа и старения возрастает потребность в замене и капитальном ремонте комплектов и узлов механизмов, оборудования и конструкций корпуса корабля. С наибольшей интенсивностью растет объем ремонтных работ по корпусной части корабля и системам. Большой объем работ, которые раньше выполнялись только в процессе заводских ремонтов, сейчас осуществляются без вывода корабля из эксплуатации корабельные экипажи или оперативные береговые подразделения (генераторов, ремонт вспомогательных механизмов и т.д.). Все это изменяет структуру ремонта, уменьшает потребность в заводском ремонте ряда вспомогательных и главных механизмов, и резко повышает необходимость ремонтных работ по корпусу, корабельным устройствам и системам.

Основным видом восстановления ТГ кораблей является межпоходовый ремонт. При межпоходовым ремонте, в соответствии с действующими инструкциями проводятся ППО и ППР, устраняются неисправности материольной части, а также регламентные работы, срок выполнения которых истек или истекает во время очередного нахождения корабля в море. Длительность МПР колеблется и составляет от 30 до 60 суток.

В настоящее время трудоемкость МПР определяется двумя методами:

по основным тактико-техническим данным корабля;

по основным нормативно-технической документации и требований инструкций по эксплуатации.

Данные методы расчета трудоемкости работ позволяют достаточно точно оценить объем работ по плановому техническому обслуживанию КТС, однако, практически не учитывают трудоемкость работ по устранению неисправностей и отказов. Трудоемкость работ по плановому техническому обслуживанию определяется перед выходом корабля на боевую службу с учетом предстоящей наработки технических средств. Она имеет определяющее значение при планировании предоставлении кораблю ППО и ППР. С учетом требований руководящих документов и состояния технических средств предоставляется необходимое время для проведения ТО. К основным работам по восстановлению ТС корабля будем относить минимально необходимые работы, которые проводятся на редукторах, , холодильных машинах, вспомогательных котлах, опреснительных установках т.е. на тех механизмах, которые в максимальной степени определяют техническую готовность корабля. Затраты труда на техническое обслуживание определены в технической документации на отдельные механизмы. К объективным входным показателям и характеристикам подсистемы ТО относятся:

оснащение средствами выполнения работ по ТО;

приспособленность корабля и его элементов к выполнению ТО;

возраст корабля и основных технических средств.

Подсистема ТО должна обеспечивать выполнение в процессе эксплуатации свыше 50% общего объема работ по ТО и ремонту кораблей (в перспективе от 70 - 80%). Эффективность функционирования подсистемы определяется внутрисистемными показателями, отражающими качество работы исполнителей и производственных подразделений, материально-технического снабжения, обеспечения трудовыми ресурсами.

Продолжительность ремонта зависит от большого числа факторов, которые могут быть разделены на две основные группы: конструктивно-технологические, эксплуатационные. К первой относятся: качество проекта и постройка судна, безотказность, долговечность, ремонтопригодность конструкций и технических средств корабля, тип и мощность КЭУ, качество технологической и эксплуатационной документации. Ко второй - условия и интенсивность эксплуатации корабельных элементов, район плавания, возраст корабля, уровень технического использования кораблей и корабельного оборудования (поддержание режимов работы, качество топлива и масел, водоподготовка, качество применяемых эксплуатационных материалов, своевременность полнота и качество выполнения технического обслуживания).

Для среднегодовой продолжительности ремонта в числе многочисленных факторов наибольшее значение имеет заложенные при проектировании и постройке надежность и возраст корабля, межремонтный период, объем ТО, осуществляемый в процессе эксплуатации, среднесуточная выработка судоремонтного предприятия при ремонте, интенсивность эксплуатации. Неотложность комплексного решения стоящих перед судоремонтом задач состоит в том, что многие мероприятия, существенно влияющие на сокращение потребности в ремонте, должны быть заложены еще в период проектирования и постройки корабля, а отдачу от них можно получить только через 10 - 12 лет после их внедрения. Это следующие мероприятия:

Ремонтопригодность. Задача состоит в том, чтоб разработать требования к уровню ремонтопригодности проектируемых кораблей и перевести эти требования в ранг обязательных на всех стадиях проектирования.

Укомплектование кораблей техникой, эксплуатирующейся весь срок службы корабля без ее замены из-за физического износа.

Модульное проектирование кораблей. Ряд систем и комплексов довольно быстро морально устаревает. Возникает необходимость замены их в период эксплуатации корабля. Если такая замена не предусмотрена в проекте, модернизация оборачивается значительными дополнительными затратами на переделку корпусных конструкций, перекомпоновку части оборудования, трубопроводов и электрических кабелей не нуждающихся в замене. Так, например, замена гидроакустического комплекса на новый, улучшенный конструкции совместно с текущим ремонтом привела к увеличению срока ремонта с 14 месяцев по плану до 26 месяцев.

Унификация судового оборудования. Она упрощает вопросы снабжения документацией и ЗИПом, обеспечения технического обслуживания и ремонта.

Внедрение средств безразборной диагностики. Эти средства позволяют значительно снизить объем ремонтных работ путем исключения операций по вскрытию механизмов и оборудования с целью определения их технического состояния составляет существенную часть трудоемкости технической эксплуатации кораблей. по данным ЦНИИМФ удельный вес работ по оценке технического состояния элементов корабля составляет 20 - 30% общей трудоемкости технического обслуживания и 5 - 10% трудоемкости заводского ремонта. Кроме того, ревизии механизмов с частичной или полной разборкой. Выполняемые для оц5енки технического состояния необходимость которых не вызывается их фактическим состоянием, увеличивают затраты и снижают надежность технических средств из-за нарушений взаимной приработки отдельных деталей.

Эффективность судоремонтных работ на предприятии во многом зависит от качества технической подготовки производства к ремонту и модернизации корабля. Подготовка производства в определенной степени затруднена из-за неопределенности объема ремонтных работ зависящего от различных факторов эксплуатации корабля.

Немаловажное влияние на замедленное выполнение ремонтных работ оказывают причины организационно-технического характера. Это, во-первых, длительная подготовка производства, недостаточно четко организованная предремонтная деффектация кораблей, приводящая к неоправданным затратам времени как на подготовку так и на работу. Требует учета и качество ремонтной документации. Необходимо сократить ее объем без ущерба информативности именно для производства ремонта. Содержащаяся в ней информация должна быть приспособлена для обработки на ЭВМ без дополнительной переработки.

Для повышения эффективности использования кораблей, повышения КТГ за счет сокращения продолжительности ремонта необходимо:

повышать надежность и ремонтопригодность корабельных технических средств и корабельных конструкций в процессе проектирования и строительства;

максимально увеличивать объем работ, выполняемых в процессе эксплуатации, широко используя средства малой механизации, расширяя номенклатуру эффективных приспособлений специальной оснастки;

обеспечить корабли приборами диагностики состояния механизмов и оборудования для перехода к ремонту по фактическому состоянию, что позволит корабельному составу качественно выполнять ТО;

изучать и внедрять передовые методы ремонта наиболее трудоемких и сложных в технологическом отношении узлов;

развитие подводной очистки и подводного освидетельствования, совершенствование системы непрерывного технического обслуживания, организации и технологии судоремонта позволяет улучшить показатели эффективности использования корабля.

2.4 Обоснование потребностей кораблей с ГТЭУ в обеспечении техническим и шкиперским имуществом

В соответствии с нормативно-техническими документами любая поставка образца ВТ Заказчику осуществляется с комплектом запасных деталей, инструментов и приборов (ЗИП).

Объем и номенклатура ЗИП образца ВТ определены разработчиком изделия, исходя, как правило, из назначенных показателей его долговечности, на основании расчетов длительной прочности и износостойкости узлов, а также инженерного анализа отказов и других нарушений работоспособности, зафиксированных в процессе отработки и испытаний образца, включая информацию об аналогах и прототипах.

Достоверность определения объемов ЗИП корабля, однако, весьма относительна; объясняется это тем, что разработчики и поставщики корабельной техники, определяя объемы комплектов ЗИП на стадии разработки проектных документов, лишены, как правило, возможности привлечь для решения этой задачи весь объем эксплуатационной информации о потоках отказов корабельной техники, находящейся в составе боевых сил флота. Последнее - не вдаваясь во все аспекты проблемы сбора, обработки и представления эксплуатационной информации - проистекает из-за того, что ведомствам Заказчика и промышленности так и не удалось создать эффективную систему сбора и обработки информации. В НИР , выполненной в/ч 27177 изложены существующие подходы к формированию потребного количества ЗИП. При формировании комплектов ЗИП в большинстве случаев исходят из следующих положений:

Объем ЗИП, с помощью которого представляется возможным восстанавливать отказавшие на узлы, полностью определяется случайной величиной , равной числу отказов корабельной системы, происшедших за время ; последнее представляет собой величину, равную

(35)

где --коэффициент технического обслуживания корабля, .

Нетрудно представить, что

(36) (30)

где , --наработки узлов между отказами.

Определение величины выполняется, исходя из заданной (обычно в Кон корабля) доверительной вероятности, равной обычно 0,95 или 0,99.

В сответствии с методикой прежде всего необходимо отметить, что величины , , одинаково распределены и имеют конечную дисперсию . Это означает, что при зафиксированных отказах:

 (36) (31)

где --средняя наработка между отказами, при дает случайную величину, распределение которой асимптотически нормально с нулевым средним и единичной дисперсией, что следует из центральной предельной теоремы Муавра-Лапласа, утверждающей, что суммы случайных величин с ростом числа слагаемых ведут себя асимптотически нормально.

Если число отказов, зафиксированных на , представить в виде,

(37) (32)

где --определяется таким образом, чтобы величина n была целой, то с помощью (36) и (37) зависимость (36) может быть представлена следующим образом:

(38) (33)

В случае предельного перехода из (38) находим,

(39) (34)

Учитывая сказанное в отношении (37), а также сделав замену

из (39) получим:

(40) (35)

Из (40) следует, что есть СВ, с асимптотически нормальным распределением, имеющим следующие параметры:

математическое ожидание

(41)

дисперсия:

(42) (36)

или

(43)

Из (41) и (42) находим вероятность того, что число отказов на [0,] находится в пределах, обозначенных неравенствами в фигурных скобках выражения (37), а именно:

(44) (37)

где --представляет собой названную выше доверительную вероятность, а и являются соответствующими квантилями кривой Гаусса. Зависимость (37) следует из того, что заменив в (35) значение “” на “”, просто получить:

(45) (38)

Объединяя же (40) и (45) в одно неравенство, получим зависимость (44), где левая часть неравенства, стоящая в фигурных скобках, дает нижнюю доверительную границу числа отказов, а правая часть --верхнюю границу.

В оценках объема ЗИП интерес представляет обычно только правая доверительная граница и в этом случае она называется односторонней оценкой, т.е.

(46) (39)

где определяется решением интегрального уравнения (т.е. по таблицам),

(47) (40)

Учитывая особенность нормального распределения, заключающуюся в том, что если нормально распределены со средним и дисперсией , то

 (48)

и весьма точная оценка в соответствии с (36) и (47) дает

(49) (41)

Полученная оценка соответствует практически достоверному результату, ибо при . Если же , то ; если же , то .

Для практических оценок достаточно, как правило, брать , т.е. с достоверной вероятностью , равной 0,95. В таком случае объем ЗИП корабля определяется в соответствии с зависимостью,

(50) (42)

Таким образом, для формирования названного объема ЗИП необходимо в соответствии с (50) располагать информацией о средней наработке на отказ соответствующего объекта --узла, системы или корабля в целом и о дисперсии наработок .

В (42) представленные параметры являются отражением обобщенного потока отказов анализируемого объекта. Этот факт делает актуальной задачу изучения причин фиксируемых отказов, что позволяет оценить не только качество проектирования и технологии изготовления подконтрольной техники, но выявить структуру потока таких отказов, т.е. решить вопрос являются ли отказы простейшими --с законом распределения времени между ними в виде экспоненты с постоянным параметром , либо постепенными, с законом распределения в виде кривой Гаусса или близкой к таковой. В первом случае отказы являются внезапными и их причины заключаются в несовершенстве технологии изготовления и изъянах неразрушающего контроля качества, во-втором --износовыми, связанными с достижениями в узлах предельных состояний, а их причины являются следствием просчетов при разработке оборудования.

Ввиду того, однако, что при обработке эксплуатационной информации принимается, как правило, гипотеза о простейшем потоке отказов (т.е. пуассоновском, с постоянным параметром, ), обычным законом распределения времени между отказами образцов корабельной техники является экспоненциальный, для которого, как известно

(51) (43)

Подставив (51) в (50), получим

(52) (44)

Зависимость (52) является окончательной для оценки объема ЗИП. Необходимо иметь в виду, однако, что обычным при обработке эксплуатационной информации о безотказности корабельных систем является определение интенсивности отказов конкретного оборудования, т.е. образцов ВТ, а не отдельных деталей этих образцов; речь идет о величине ,

где , - _й образец системы;

, - _ая система корабля.

При этом

(53) (45)

где --_й узел _го образца _ой системы;

-- интенсивность отказов этого узла, 1/ч.

Интенсивность же отказов всего оборудования корабля соответственно,

(54) (46)

, -- _ая система корабля.

-- соответственно, количество систем корабля, количество образцов ВТ, комплектующих _ую систему, и, наконец, количество узлов, комплектующих _й образец.

С учетом (53) и (54) количество (здесь, объем) ЗИП _го образца _ой системы определится в виде

(55) (47)

Из (55) ясно, что номенклатура запасных узлов (деталей) _го типа формируется как

(56) (48)

В свою очередь, ЗИП _ой системы корабля находится как

(57) (49)

Суммарная интенсивность отказов оборудования БЧ_5 корабля I ранга равна 1/ч (один отказ в 50 часов непрерывного использования корабля). Номенклатура конкретных запасных деталей для образцов техники, комплектующих корабельных систем определяется при этом путем инженерного анализа структуры соответствующих потоков, т.е. оценкой величин . Последние, впрочем, могут быть оценены и априори, при определении величин образцов ВТ. Исходя из возможности выделения из общего потока отказов корабельной техники двух типов --как внезапного, так и постепенного отказа, - функция надежности соответствующих объектов может быть записана в виде:

(58) (50)

где - вероятность отсутствия на внезапного отказа (экспоненциальный закон);

- то же, постепенного (нормальный закон);

-функция надежности объекта или вероятность его безотказной работы на ;

- интенсивность внезапных отказов, 1/ч;

- среднее время между износовыми отказами, ч;

- среднее квадратическое отклонение наработок между износовыми отказами, ч.

Исходя из (58), наработка объекта на отказ произвольного типа (как математическое ожидание) должна быть определена следующим образом,

(59) (51)

Производя замену переменных, , а также учитывая, что

(60)

Зависимость (51) интегрированием по частям приводится к виду,

(61) (52)

В соответствии с фактическими данными об опыте эксплуатации корабельной техники, допустимо принять условие о том, что . Последнее же позволяет, принимая во внимание, что

(63)

из (61) окончательно получить,

(64) (53)

Уместно, очевидно, отметить, что при интегрировании (59) также было принято условие

Подставляя (64) в (59) объем ЗИП выразится:

(65)

или, раскладывая экспоненту в ряд, окончательно получим:

(66) (54)

Таким образом, зависимость (66) позволяет оценить потребность в ЗИП объекта (узла, образца ВТ, корабельной системы или корабля в целом) при наличии информации не только о безотказности этого объекта, т.е. о величине параметра потока его отказов , но и о долговечности его, т.е. о параметрах потока отказов, вызванных достижением предельного состояния объекта -- средней наработке между такими состояниями, , ч, и СКО наработок, .

Необходимо отметить, что полученные зависимости позволяют определить объем ЗИП только в условиях отсутствия ограничений на его закупку, т.е. при отсутствии стоимостных ограничений, сложившихся в настоящее время не учитывают влияние вероятности неудовлетворения спроса на параметр потока отказов, а следовательно и на величину потребного объема ЗИП. Целесообразно при определении номенклатуры ЗИП рассматривать не только вышеперечисленные параметры, но и увязать их с ресурсными (финансовыми) ограничениями, что позволило бы корректировать объемы ЗИП при минимальном риске снижения технической готовности корабля.

При создании оптимальной модели использования кораблей проекта 1155 целесообразно, основываясь на опыт эксплуатации, предусмотреть создание запасов ТШИ, которые имеют первостепенное значение в вопросе обеспечения их технической готовности. В последние годы практически не поставляются инструмент и расходные материалы для обеспечения работы механических мастерских, газов для обеспечения проведения сварочных работ, бланков технической документации.

Всё это не способствует обеспечению технической готовности кораблей и требует первостепенного решения в процессе оптимизации процесса использования кораблей.

Выводы по второй главе

Разработанная математическая модель по оценке влияния условий базирования на уровень технической готовности корабельных ГТЭУ позволяет количественно оценить такие показатели, определяющие уровень технической готовности ЭУ, как коэффициент готовности, коэффициент оперативной готовности и коэффициент технического использования корабельных ГТЭУ. Получаемые при этом данные позволяют решать два вида задач:

- прямая задача - получение количественных значений показателей технической готовности ГТЭУ для различных условий базирования;

- обратная задача - обоснование потребной инфраструктуры системы базирования для обеспечения заданного уровня технической готовности корабельных ГТЭУ.

3. Анализ влияния уловий базирования на уровень технической готовности кораблей с ГТЭУ

3.1 Анализ влияния условий базирования и обеспечения техническим имуществом на уровень технической готовности кораблей с ГТЭУ

Ниже, на рисунке 3.1 показаны расчетные значения изменения коэффициента технической готовности ГТЭУ для различных условий базирования.

Рисунок 9 - расчетные значения изменения коэффициента технической готовности ГТЭУ для различных условий базирования.

Расчеты производились для четырех условных уровней базирования и обеспечения техническим имуществом:

1-й уровень - идеальные условия базирования (обеспечена стоянка корабля в базе у причальной стенки и имеются все виды обеспечения: электроэнергия, вода, пар, воздух высокого давления);

2-й уровень - в целом удовлетворительные условия базирования. Обеспечена стоянка корабля у причальной стенки, на 70% удовлетворяются потребности корабля в электроэнергии, на 100 % в паре и пресной воде, на 50% в питательной воде);

3-й уровень - удовлетворительные условия бвзирования. Обеспечена стоянка корабля у причальной стенки, на 50% удовлетворяются потребности корабля в электроэнергии, на 50% в пресной воде. Не оборудована подпча пара с берега, питательной воды и воздуха высокого давления);

4-й уровень - крайне неудовлетворительные условия базирования. Обеспечена стоянка корабля у причальной стенки, на 30% удовлетворяются потребности корабля в электроэнергии и пресной воде. Не оборудована подпча пара с берега, питательной воды и воздуха высокого давления.

Из анализа рисунка 9 видно, что для различных условий базирования коэффициент готовности корабля с течением времени уменьшается, и это уменьшение более стремительно для худших условий базирования и обеспечения. Следует напомнить, что физический смысл коэффициента готовности - вероятность застать ГТЭУ в работоспособном состоянии в любой, произвольно взытый момент времени. Мы видим, что в первые годы исполльзования корабля эта вероятность достаточно высокая, т.к. интесивность отказов в этот период незначительная. Затем, с течением времени указанная вероятность снижается, но для хороших условий базирования она значительно выше, нежели чем у кораблей с неудовлетворительными условиями базирования. Мы также видим, что, например через 10 лет эксплуатации корабля, вероятность застать ГТЭУ в работоспособном состоянии для неудовлетворительных условий базирования значительно ниже, нежели вероятность застать ГТЭУ в неработоспособном состоянии.

Влияние условий базированаия и обеспечения техническим имуществом кораблей на изменение коэффициента оперетивной готовности проявляется аналогичным образом, как и влияние на коэффициент готовности. Это связано с тем, что в формулу коэффициента оперативной готовности входит произведение коэффициента готовности на вероятность безотказной работы ГТЭУ в течение заданного промежутка времени. Физический смысл коэффициента оперативной готовности - это, во-первых, вероятность застать ГТЭУ в работоспособном состоянии в любой произвольно взятый момент времени и, во-вторых, что ГТЭУ безотказно (не имея ни одного отказа) проработает в течение интересующего нас промежутка времени, например 1000 часов. Влияние условий базирования на первую составляющую вышеприведенной формулы очевидно и рассмотрено в предыдущем примере. На вторую составляющую это влияние не так очевидно, т.к. казалось бы, что вероятность безотказной работы ГТЭУ имеет внутреннюю сущность проявления, связанную лишь с безотказностью элементов установки и ни как не связанную с условиями базирования. На самом деле это не совсем так. При неудовлетворительных условиях базирования отдельные механизмы ГТЭУ будут более ускоренно вырабатывать свой ресурс, следовательно с увеличением возраста корабля наработка основных механизмов ГТЭУ при неудовлетворительных условиях базирования будет выше нежели наработка этих механизмов при хороших условиях базирования. Следовательно, интенсивность отказов ГТЭУ для плохих условий базирования будет выше (т.к. механизмы более интенсивно вырабатывают свой ресурс), чем для корабля с хорошими условиями базирования. А это значит, что и вероятность того, что установка безотказно проработает на интересующем нас временном промежутке будет меньшей для корабля с плохими условиями базирования.

Ниже, на рисунке 10 представлено изменение коэффициента оперативной готовности ГТЭУ в зависимости от времени нерпрерывной работы или наработки основных механизмов для вышеуказанных 4-х уровней базирования.

Из анализа представленных зависимостей следует, что условия базирования также оказывают значительное влияние и на коэффициент оперативной готовности ГТЭУ. Для хороших условий базирования вероятность того, что ГТЭУ в произвольно взятый момент времени будет находится в работоспособном состоянии и проработает безотказно в течение определенного времени значительно выше, чем для неблагоприятных условий базирования.

Влияние условий базированаия и обеспечения техническим имуществом кораблей на изменение коэффициента технического использования

(67)

проявляется аналогичным образом, как и на изменение коэффициента готовности. В выражение (67) входят среднее время безотказной работы и среднее время восстановления , входящие в формулу для определения коэффициента готовности.

Рисунок 9 - Изменение коэффициента оперативной гоотвности ГТЭУ в зависимости от времени ее непрерывной работы или наработки для различных условий базирования корабля.

Однако, коэффициент технического использования, кроме того, учитывает время технического обслуживания ГТЭУ и время ожидания восстановления ГТЭУ , когда в силу отсутствия либо ЗИП, либо специальной оснастки, либо очереди для постановки в завод ГТЭУ должна находится в состоянии ожидания ремонта. С этой точки зрения коэффициент технического использования более полно учитывает всю специфику эксплуатации корабля и ГТЭУ. Влияния условий базирования и снабжения техническим имуществом напрямую сказывается на величины и . Дело в том, что при благоприятных условиях базирования техническое обслуживание ГТЭУ может производится для обоих эшелонов одновременно, т.к. нет необходимости, например в работе одного эшелона для обеспечения повседневных потребностей корабля, что свойственно при неудовлетворительных условиях базирования. Поэтому время проведения технического обслуживания будет значительно меньше для хороших условий базирования. Кроме того, при хорошо налаженном обеспечении техническим имуществом корабля, время ожидания восстановления технической готовности ГТЭУ также будет значительно меньшим, чем при неблагоприятном техническом обеспечении. В этом смыле, влияние условий базирования и технического обеспечения на изменение коэффициента технического использования проявляется еще в большей степени, нежели влияние на коэффициент готовности.

Ниже, на рис. 3.3 представлены кривые изменения коэффициента технического использования ГТЭУ в зависимости от срока службы корабля для различных условий базирования и обеспечения техническим имуществом.

Из анализа представленных зависимостей, с учетом того, что физическим смыслом коэффициента технического использования является доля времени нахождения ГТЭУ в работоспособном состоянии по отношении ко всему временному интервалу нахождения корабля в эксплуатации, с учетом технического обслуживания и простоев, вызванных ожиданием ремонтов, следует:

- в начальный период эксплуатации корабля эта доля времени для любых условий базирования является довольно высокой;

- при увеличении времени эксплуатации корабля доля времени нахождения ГТЭУ в работовсособном состоянии начинает снижаться, причем это снижение тем стремительнее, чем хуже условия базирования и обеспечения техническим имуществом. Таким образом, в результате анализа установлено, что корабли с ГТЭУ весьма в занчительной степени подвержены влиянию условий базирования и технического обеспечения в плане поддержания их технической готовности. При неудовлетворительных условиях базирования уровень технической готовности ГТЭУ кораблей будет стремительно снижаться, и начиная со 2-го или 3-го

Рисунок 10 - Влияние условий базирования и обеспечения техническим имуществом на коэффициент технического использования ГТЭУ.

года эксплуатации корабли не смогут выполнять возложенные на них задачи из-за низкой технической готовности ГТЭУ.

3.2 Анализ влияния обеспечения энергосредами с берега на уровень технической готовности ГТЭУ

Для анализа влияния энергообеспечения с берега, при стоянке корабля пр.1155 в базе с различными уровнями обеспечения, рассмотрим три условных уровня базирования:

- первый уровень - идеальные условия, корабль получает электроэнергию с берега требуемого качества и в количестве достаточном для обеспечения жизнедеятельности.

- второй уровень - удовлетворительные условия, электроэнергия подается с перебоями, с берега корабль обеспечивается питанием лишь 50% всего времени стоянки в базе.

- третий условный уровень - неудовлетворительные условия когда на корабль не подается электроэнергия вообще.

Произведем расчет расходования ресурса ГТГ-1250 корабля пр.1155 для трех условных уровней базирования, с учетом несения кораблем боевых служб в течение 5 месяцев за год и необходимости проведения ежедневного осмотра и проверки оружия и технических средств. Суммарная наработка всех ГТГ за боевые службы составляет приблизительно 3648 часов по 1824 часа на на каждый ГТГ, т.к. на каждой электростанции постоянно работает один ГТГ. Для обеспечения ежедневного осмотра и проверки оружия и технмческих средств при стоянке в базе необходимо приблизительно 211 часов работы всех ГТГ. Ресурс ГТГ-1250 до заводского ремонта составляет 20000 часов. Приблизительное время стоянки корабля в базе 211 суток.

1. Расчет расходования ресурса для идеальных условий базирования

Суммарная наработка всех ГТГ для обеспечения осмотра и проверки оружия и технических средств составляет примерно 211 часов (по 52 часа на каждый).

1824+52=1876 - часов суммарная наработка каждого ГТГ за год, с учетом стоянки корабля в идеальных условиях базирования.

20000/1876=10,5 - лет приблизительное время за которое выработают ресурс до заводского ремонта все ГТГ и кораблю необходима постановка в ремонт.

Показателем эффективности эксплуатации ГТГ в базе является коэффицент использования генераторов в базе (отношение соммарной наработки всех генераторов при стоянке корабля у стенки в базе к общему числу суток стоянки корабля у стенки)

(68)

Для идеальных условий базирования:

2. Расчет расходования ресурса для удовлетворительных условий базирования

Суммарная наработка всех ГТГ для обеспечения жизнедеятельности при стоянке в базе составляет 2532 часа (по 633 часа на каждый).

Суммарная наработка всех ГТГ для обеспечения осмотра, проверки оружия и технических средств составляет примерно 211 часов (по 52 часов на каждый).

1824+52+633=2509 часов - суммарная наработка каждого ГТГ за год, с учетом стоянки корабля в удовлетворительных условиях базирования.

20000/2509=8 лет - приблизительное время за которое выработают ресурс до заводского ремонта все ГТГ и кораблю необходима постановка в ремонт.

коэффицент использования генераторов в базе для удовлетворительных условий базирования :

3. Расчет расходования ресурса для неудовлетворительных условий базирования

Суммарная наработка всех ГТГ для обеспечения жизнедеятельности при стоянке в базе составляет 5064 часа (по 1266 часа на каждый).

Суммарная наработка всех ГТГ для обеспечения осмотра, проверки оружия и технических средств составляет примерно 211 часов (по 52 часов на каждый).

1824+52+1266=3142 часов - суммарная наработка каждого ГТГ за год, с учетом стоянки корабля в неудовлетворительных условиях базирования.

20000/3142=6,5 лет - приблизительное время за которое выработают ресурс до заводского ремонта все ГТГ и кораблю необходима постановка в ремонт.

коэффицент использования генераторов в базе для удовлетворительных условий базирования :



Рисунок 11 - Влияние условий базирования и обеспечения энергосредами на срок службы корабельных ГТГ.

Выводы по третьей главе

В результате анализа установлено, что боевые НК с ГТЭУ весьма в значительной степени подвержены влиянию условий базирования и технического обеспечения. В случае отличия условий базирования от регламентированных руководящими документами происходит снижение всех показателей отражающих уровень технической готовности.

В наибольшей степени в корабельных ГТЭУ подвержены влиянию условий базирования такие элементы установок, как газотурбогенераторы. Выше показаны основные зависимости отражающие выработку ресурса газотурбогенераторов, которые свидетельствуют о том, что ресурс до заводского ремонта может быть выдержан только для регламентированных условий базирования.

Заключение

В результате проведенной работы произведен анализ влияния условий базирования кораблей с ГТЭУ на уровень их технической готовности, а также анализ современных организационно-технических принципов исполъзования кораблей с ГТЭУ, разработана модель их использования в течение их жизненного цикла, произведён анализ эффективности рекомендованных организационно-технических принципов использования кораблей.

1. Следует отметить, что принципы использования надводных кораблей с ГТЭУ, складывающиеся в реальных условиях эксплуатации значительно отличаются от требований руководящих документов ВМФ РФ. В частности, не удалось реализовать принцип цикличного использования, а также в значительной степени не выдерживаются нормативные межремонтные сроки и продолжительность ремонта кораблей.

2. В результате неблагоприятного влияния современных экономических условий на реализацию организационно-технических принципов использования кораблей в последние годы значительно сократился срок службы кораблей до вывода из состава ВМФ. На преждевременное старение кораблей влияет их длительное нахождение в состояние технического обслуживания, особенно, их нахождение в состоянии ремонта у стенки СРЗ.

З. В сложившихся условиях особую актуальность получил вопрос сохранения корабельного состава ВМФ при одновременном сокращении затрат на их содержание.

4. Установлено, что корабли с ГТЭУ весьма в занчительной степени подвержены влиянию условий базирования и технического обеспечения в плане поддержания их технической готовности. При неудовлетворительных условиях базирования уровень технической готовности ГТЭУ кораблей будет снижаться.

5. Разработана модель использовя кораблей с ГТЭУс учётом технического обеспечения и обеспечения судорентом в современных экономических условиях с жёсткими ресурсными и финансовыми ограничениями, в результате чего разработан вариант рационального полного цикла продолжительностью 12 лет. Вместо текущего ремонта предлагается проведение технического обслуживания с усилием его пропорционально увеличению срока службы корабля в пунктах постояннго базирования без вывода корабля из состава сил ПГ. Основной принцип организации технического обслуживания -- по техническому состоянию.

6. Произведён анализ уровня технической готовности кораблей с ГТЭУ, эффективности затрат на их содержание и ремонт в течение их жизненного цикла, а также продолжительность жизненных циклов кораблей в современных условиях жёстких ресурсных и финансовых ограничений.

7. В результате анализа установлено, что в наибольшей степени в корабельных ГТЭУ подвержены влиянию условий базирования такие элементы установок, как газотурбогенераторы. Выше показаны основные зависимости отражающие выработку ресурса газотурбогенераторов, которые свидетельствуют о том, что ресурс до заводского ремонта может быть выдержан только для регламентированных условий базирования.

8. Выбранная модель испозования кораблей с ГТЭУ проекта 1155 может быть успешно применена и для других НКНК океанской зоны.

Требует также дальнейшго рассмотрения вопрос о методах и средствах сохранения кораблей в условиях длительного ожидания ремонта.

Используемые источники

1. ОСТ В5.0476 “Надежность корабля. Ремонтопригодность. Общие требования”.

2. ГОСТ 19.489-80 “Надежность в технике. Методы испытаний на ремонтопригодность. Общие положения”.

3. ГОСТ 22.952-78 “Система технического обслуживания и ремонта техники. Методы расчета показателей ремонтопригодности”.

4. ГОСТ В.24.228--80 «Установки корабля энергетические. Термины и определения».

5. ГОСТ В.25.883--83 “Эксплуатация и ремонт военной техники. Термины и определения.”

6. ГОСТ-27 .001-81 “Система стандартов “Надежность в технике” Основные положения”.

7. ГОСТ 27.002-89.”Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

8. ГОСТ-27.003-90 “Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности”.

9. ГОСТ-27.105-83 “Надежность в технике. Правила выбора показателей надежности”.

10. ГОСТ-27.202-83 “Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по параметрам качества изготовленной продукции”.

11 .ГОСТ-27.203-83 “Надежность в технике. Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности”.

12. ГОСТ-27 .209-85 “Надежность в технике. Технологические системы. Расчет надежности по параметрам производительности”.

13. ГОСТ-28.001-83 “Система стандартов “Система технического обслуживания и ремонта техники “Основные положения”.

14. ГОСТ-18322 -78 “Система технического обслуживания и ремонта. Общие понятия”.

15. ГОСТ-2 1623 -76 “Система технического обслуживания и ремонта техники. Показатели для оценки ремонтопригодности”.

16. ГОСТ-25 866 -83 “Эксплуатация техники . Термины и определения”.

19. Надежность технических систем. Справочник. (Ю.К.Беляев, В.А. Богатырев. В.В.Еолотин и др.) под редакцией И.А.Ушакова - М: Радио и связь. 1985 - 608 с.

21. “Терминология системы технического обеспечения кораблей и судов ВМФ”- Краткий словарь-справочник. М: ВМФ, 1986.- 135 с.

22. Надежность и эффективность в технике. Справочник. т. 1. - М. Машиностроение, 1988.

23. Надежность и эффективность в технике. Справочник. т. 2. - М. Машиностроение, 1988.

24. Надежность и эффективность в технике. Справочник. т. 3.
М.: Машиностроение, 1988.

25. Болотин В.В.. Беляев Ю.К.. Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности”- М: Наука, 1965.-524 с.

26. Можаев А.С..Светников Б.В.Власова Л.Д. “Процедура перехода от логических к вероятностным функциям надежности систем”.- Л: ВМА. 1986.-59с.

27. Можаев А.С. “Общий логико - вероятностный метод анализа надежности сложных систем”.- Л: ВМА,1986 -189 с.

28. Кузякин Ю. И. . Ончинников В. Л. Взаимосвязь свойств безопасности, живучести и надёжности в сложных системах. Тезисы доклада. Конф. энергия и безопасность.” Н. Новгород, 1993.

29. Четырнин Е.М.. Калихман ИЛ. “Вероятность и статистика” М: Финансы и статистика. 1982.

31. Рябинин И.А. Надежность, живучесть и безопасность кораблей. Морской сборник. 1987, № 8.

32. Архангельский Е.А. Методы оценки эффективности корабельных систем управления. Учебное пособие. - Л.: ВМА. 1985.

33. Болотин В.В. “ Прогнозирование ресурса машин и конструкций “.- М: Машиностроение. 1984 . -312 с.

35. ”Качество и стоимость судов” под редакцией И.А.Зайцева Л: ЦНИИ “Румб”, 1984.- 102 с.

36. Петухов Р.М.. Постнова Л.С. Экономика судостроительной
промышленности”.- Л: Судостроение,1984 . -326 с.

37. Львовский В .П.. Бютнер Г.Г. “Организация технического обслуживания судов при удлиненном межремонтном периоде”. М: Транспорт. 1978 - 188 с.

38. Подсушный А.М. “Восстановление эффективности судовых энергетических установок”. - Л: Судостроение, 1975. - 215 с.

39. Никифоров В.Г. “Судоремонтные предприятия.Экономика и управление “.- М: Транспорт. 1986 .-335 с.

40. Жаров Г.Г., Клименко Н.А., Николаев В.И., Венцюлис Л.С. ”Вопросы ремонтопригодности корабельных механических установок”.- Л: ВМА. 1971. - 93 с.

41. Барсков М. Н., Максимов С. Н. “Стратегия технического обслуживания кораблей”. - “Морской сборник” № 7. 1993.

42. Барсков М.Н., Мясников Ю.А. “К проблеме перевода флота на эксплуатацию по фактическому техническому состоянию”.- «Морской сборник» № 9, 1993.

43. Халлиулин Ю.И., Толосов А.П. Каким быть флотскому судоремонту?”. “Морской сборник” № 1, 1992.

45. Инструкция № 956 по планово-предупредительным осмотрам технических средств корабля. - М.: Воениздат, 1986.

50. Методика определения суточной стоимости эксплуатации боевого НК ВМФ в море и в базе М. 1997г. Угнерждено ГК ВМФ.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Номенклатура показателей эффективности использования ГТЭУ

N п/п	Требования к корабельным ГТЭУ (ОТТ)	Наименование показателей эффективности, вытекающих из ОТТ	Обозначения, размерность
1	К назначению	Маневренности: - максимально возможная скорость хода корабля; - время развития полного хо- да из холодного состояния; - время приготовления установки; - время реверса Экономичности: - удельный расход топлива; - часовой расход топлива; - расход топлива на милю; - дальность плавания корабля	Vмвх, узл tпч, мин tпр, мин tр, мин , [] Bч, т/ч S, миль
2	К надежности	Безотказности - вероятность безотказной работы; - гамма-процентная наработка на отказ; - средняя наработка до отказа; - средняя наработка на отказ - интенсивность отказов; - параметр потока отказов; - осредненный параметр потока отказов. Долговечности - гамма-процентный ресурс; - средний ресурс; - средний срок службы. Ремонтопригодности: - вероятность восстановления; - гамма-процентное время восстановления; - среднее время восстановления;	P(t) g Тср То m(t) m(t) tср Тп Тср Рв tпв tсрв
		- интенсивность восстановления; - средняя трудоемкость восстановления. Сохраняемости: - гамма-процентный срок сохраняемости; - средний срок сохраняемости Комплексные показатели надежности: - коэффициент готовности; - коэффициент оперативной готовности; - коэффициент технического использования; - коэффициент сохранения эффективности.	Tср Тg Тсрс Кг Ког Кти Кэ
3	К скрытности и маскировке	Теплового поля: - температура газового факела на срезе трубы; - интенсивность теплового излучения газового факела; - дальность захвата корабля ракетой с тепловой головкой самонаведения; - вероятность захвата корабля ракетой с тепловой головкой самонаведения. Гидроакустического поля: - уровень подводного акустического шума (звукового давления); - дальность обнаружения корабля по подводному шуму; - вероятность обнаружения корабля по подводному шуму	tф,оС Iт,Вт/см2 Sз,км Pз L,дБ Sпшо,км Pпшо
4	К живучести	Вероятность сохранения устойчивости КТЭУ после неблагоприятного воздействия. Вероятность поражения КТЭУ Математическое ожидание числа ударов (неблагоприятных воздействий), которое выдерживает КТЭУ.	Pс Qп w
5	К безопасности	Вероятность аварии (пожара, затопления, гибели корабля и т.п.). Математическое ожидание величины ущерба.	Pа Mу
6	По эргономике и технической эстетике.	Качества деятельности личного состава: - быстродействие; - надежность деятельности; - точность; - своевременность; - уровень профессиональной подготовленности. Обитаемости: а) микроклимата: - температура воздуха в помещениях; - относительная влажность воздуха; б) уровень акустического шума; в) вибрации: - амплитуда колебаний; - частота колебаний.	Т,сек Р g Рсв Рпг tв, оС W,% L,дБ a,мм f, Гц

Приложение 2

Схема функциональной целостности ГТЭУ корабля пр. 1155

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Allbest.ru