Техническая эксплуатация авиадвигателей в степени простых аппаратов

Экспериментальные исследования влияния внешней среды и условий эксплуатации наиболее полно проводятся в процессе летных испытаний. Оценка влияния на надежность таких факторов, как динамическое нагружение конструкции при рулении, взлете, посадке, а также вибрационное и акустическое нагружение, дается только по результатам летных испытаний.



Рис. 4.2. Содержание работ по комплексной программе обеспечения надежности на этапах проектирования и испытаний

4.3 Обеспечение надежности в процессе эксплуатации ЛА

Решение задач обеспечения надежности в процессе эксплуатации ЛА характеризуется там, что в данной работе участвуют не только эксплуатационные и ремонтные предприятия гражданской авиации, но и поставщики авиационной техники. Авторский надзор за надежностью ЛА, условиями его эксплуатации осуществляет организация-разработчик.

Работы, выполняемые в соответствии с комплексной программой обеспечения надежности на этапе эксплуатации ЛА (рис. 4.3.), направлены на поддержание заданного уровня надежности и работоспособности агрегатов планера и функциональных систем. Любые виды и формы ремонтов также направлены на обеспечение надежности и восстановление работоспособности ЛА в процессе их длительной эксплуатации.

Основные принципы поддержания уровня надежности, который заложен при проектировании ЛА, реализуются в программе ТОиР. Программа ТОиР корректируется в течение длительной эксплуатации и наилучшим образом учитывает изменения условий эксплуатации и технического состояния ЛА.

Тщательность выполнения технологии комплексной подготовки ЛА к полету, эффективный визуальный контроль состояния конструкции обеспечивают надежную эксплуатацию ЛА в полете. Эти работы являются простейшими, но от качества и добросовестности их выполнения во многом зависит безопасность каждого полета. Соблюдение режимов полета и летных ограничений также является непременным условием обеспечения надежной работы конструкции и систем ЛА.

Весьма важную роль в обеспечении безотказной работы выполняет комплекс применяемого при техническом обслуживании ЛА наземного оборудования. Средства механизации и автоматизации технического обслуживания не только снижают трудоемкость и облегчают выполнение регламентных работ, но и определяют качество работ.

Использование средств бортового контроля для анализа и прогнозирования технического состояния функциональных систем ЛА и двигателя в сочетании с применением средств неразрушающего контроля элементов конструкции планера определяет качество технической эксплуатации. По мере увеличения налета постоянно должна решаться задача продления ресурсов агрегатов, подтверждения назначенного ресурса ЛА. При этом должны своевременно и качественно выполняться доработки конструкции ЛА по бюллетеням промышленности.

Учитывая комплексный характер вопросов обеспечения надежности, программа предусматривает техническую и организационную подготовку и переподготовку ИТС и летного состава. При этом должно быть обращено внимание на изучение особенностей эксплуатации данного типа ЛА, создание при необходимости специальных макетов, стендов и тренажеров, обеспечение материальной заинтересованности в освоении новой техники, обеспечении уровня ее надежности и эффективности использования.

Таким образом, высокий уровень надежности обеспечивается неукоснительным соблюдением требований летной годности путем сохранения летно-технических характеристик ЛА на протяжении установленных ресурсов и сроков службы, предусматриваемых программой ТОиР. С этой целью в процессе эксплуатации реализуется комплекс задач по оценке и анализу уровня надежности ЛА, включающий: статистический и инженерный анализ надежности AT, находящейся в эксплуатации; разработку технических требований по надежности проектируемых изделий AT и оценку соответствия надежности изделий, поступающих в эксплуатацию, техническим условиям; обоснование и предъявление требований к промышленности по совершенствованию серийной AT, оценку эффективности ее доработок; изучение влияния условий и особенностей эксплуатации AT на показатели ее надежности, разработку и осуществление мероприятий по уменьшению отрицательного их воздействия на надежность AT; предъявление заводам рекламаций на низкое качество продукции и ремонта AT; подготовку обоснований для увеличения ресурсов AT, совершенствования эксплуатационно-технической документации.

При статистическом анализе проводится сравнение фактических значений показателей надежности с нормативными, включенными в эксплуатационную документацию, или контрольными, учитывающими конкретные условия эксплуатации. При этом определяются тенденции изменения значений показателей и степень влияния на них режимов и условий эксплуатации. Инженерный анализ надежности имеет целью определить причины отказов и повреждений, степень их влияния на работоспособность изделий и систем, а также последствия, к которым они могут приводить. На основе анализа определяют мероприятия по предупреждению отказов и повреждений AT.

Ответственность за проведение анализа надежности AT на предприятиях несут начальники АТБ и главный инженер, АТК НАК "Узбекистон хаво йуллари".



Рис. 4.3. Содержание работ по программе обеспечения надежности в эксплуатации

Глава 5. Структура и принципы построение системы технической эксплуатации

5.1 Система технической эксплуатации как часть авиационной транспортной системы

Гражданскую авиацию, предназначенную для осуществления воздушных перевозок и другой летной работы, можно представить в виде авиационной транспортной системы. Минимальной организационной структурной единицей гражданской авиации, сохраняющей все основные свойства и функции отрасли в целом, является эксплуатационное авиапредприятие, рассматриваемое во взаимодействии с авиаремонтным заводом.

Авиационная транспортная система представляет собой совокупность совместно действующих ЛА, комплекса наземных средств по подготовке и обеспечению полетов, личного состава, занятого эксплуатацией и ремонтом ЛА и наземных средств, и системы управления процессом эксплуатации. Она обладает всеми особенностями, присущими сложным техническим системам, а именно: наличием единой цели, управляемостью системы, взаимосвязью элементов, иерархической структурой. Авиационная транспортная система должна удовлетворять требованиям, совокупность которых направлена на выполнение в полном объеме задач, возлагаемых на рассматриваемую систему. К этим требованиям относятся обеспечение высокой безопасности и регулярности полетов и экономической эффективности эксплуатации ЛА.

Совокупность свойств авиационной транспортной системы, определяющих ее пригодность удовлетворять потребности народного хозяйства в воздушных перевозках и обеспечивать выполнение перечисленных выше требований, характеризует качество системы. Оно в свою очередь определяется совокупностью и сложной взаимосвязью качества ЛА, наземных средств и личного состава, занятого их эксплуатацией.

Авиационную транспортную систему можно разделить на ряд функциональных самостоятельных систем (рис. 5.1): летной эксплуатации; технической эксплуатации; управления воздушным движением; коммерческой эксплуатации; аэродромной эксплуатации.

Каждой из указанных систем соответствует свой процесс функционирования (рис. 5.2.): авиационной транспортной системе--эксплуатации; системе летной эксплуатации -- использования (ПИ); системе технической эксплуатации -- технической эксплуатации (ПТЭ); системе коммерческой эксплуатации -- коммерческой эксплуатации (ПКЭ); системе управления воздушным движением -- управления воздушным движением (ПУВД); системе аэродромной эксплуатации -- аэродромной эксплуатации (ПАЭ). Взаимосвязь этих процессов определяется общей целью и наличием одного объекта эксплуатации -- ЛА, который в каждой из названных функциональных систем представляется определенной совокупностью своих свойств.

Особое место в авиационной транспортной системе занимает система технической эксплуатации. Она представляет собой совокупность объектов технической эксплуатации, летного и инженерно-технического состава, системы управления процессом технической эксплуатации, взаимодействующих с целью поддержания и восстановления исправности или работоспособности и обеспечения летной годности ЛА.

Посредством мероприятий, проводимых в процессе технической эксплуатации, обеспечиваются безопасность и регулярность полетов, надежность и исправность ЛА, подготовка их к полетам, правильная летная эксплуатация. Техническая эксплуатация направлена на сохранение характеристик ЛА, их функциональных систем и изделий на протяжении установленных ресурсов и сроков службы в тех допусках, которые требуют нормы летной годности. Техническая эксплуатация обеспечивает также эффективное использование ЛА при экономных затратах трудовых, материальных и топливно-энергетических ресурсов.

Техническая эксплуатация представляет собой сложный динамический процесс, включающий: подготовку ЛА к полетам; управление работой функциональных систем; выбор и поддержание наивыгоднейших режимов работы двигателей в полете; техническое обслуживание и ремонт; хранение и транспортирование AT.

Система технической эксплуатации ЛА является по своей сути планово-предупредительной и строится на основе следующих принципов: соблюдения строгой плановости при проведении форм ТОиР: своевременного предупреждения отказов функциональных систем и их наиболее важных изделий; обеспечения экономичности технической эксплуатации. Под принципом плановости понимается соблюдение прежде всего установленной периодичности отхода ЛА на ту или иную форму ТОиР, а также объемов части стандартных регламентных операций и операций по техническому диагностированию и дефектации объектов ТОиР.

авиадвигатель контролепригодность летательный ремонт

Рис. 5.1. Укрупненная структура авиационной транспортной системы

Рис. 5.2. Схема процесса эксплуатации ЛА

5.2 Система технического обслуживания и ремонта

Техническое обслуживание -- это комплекс операций по поддержанию работоспособности, обеспечению исправности ЛА и готовности их к полетам. Ремонт -- комплекс операций по восстановлению работоспособности изделий функциональных систем ЛА или составных частей изделий.

Весь комплекс операций по ТОиР ЛА условно можно разделить на две группы: плановые профилактические работы, связанные в основном с предупреждением отказов и повреждений; работы по обнаружению и устранению уже имеющих место отказов и повреждений.

Между этими группами работ на практике могут существовать различные соотношения в зависимости от принятых критерия оптимальности и стратегии проведения ТОиР. Но в любом случае основное требование, предъявляемое к процессу технической эксплуатации в целом, состоит в том, чтобы при ограниченных затратах труда обеспечить наибольшую вероятность того, что в необходимый момент времени ЛА окажется работоспособным и выполнит поставленную задачу. Применительно к ЛА гражданской авиации при разработке программ ТОиР основное внимание уделяется плановым профилактическим работам.

Профилактические работы составляют наибольшую часть объема ТОиР ЛА. Они направлены на обеспечение безотказной эксплуатации ЛА в межпрофилактические периоды за счет предупреждения отказов и повреждений узлов и агрегатов и поддержания их технических характеристик в пределах установленных допусков.

Будучи правильно построенной, система ТОиР способствует уменьшению потока отказов и повреждений, увеличивает долговечность ЛА. Однако на проведение профилактических мероприятий и текущего ремонта затрачивается определенное время, в течение которого ЛА могли бы использовать по назначению. И чем оно больше, тем хуже показатели исправности и использования ЛА. Кроме того, для выполнения профилактики современных ЛА требуются большой штат специалистов, дорогое оборудование и контрольно-поверочная аппаратура, что в свою очередь увеличивает эксплуатационные расходы. Все это должно учитываться при разработке системы ТОиР.

Система ТОиР представляет собой совокупность взаимодействующих объектов и средств ТОиР, исполнителей, соответствующих программ и документации, (рис. 5.3). Цель системы ТОиР--управление техническим состоянием изделий в течение их срока службы или ресурса до списания, позволяющее обеспечить: заданный уровень готовности изделий к использованию по назначению и их работоспособность в процессе использования; минимальные затраты времени, труда и средств на выполнение ТОиР изделий.

К числу основных задач системы относятся: установление требований к программам ТОиР конкретных видов техники; обеспечение выполнения обслуживания и ремонта изделий с заданным качеством при минимальных затратах времени, труда и средств; подготовка и реализация технологических процессов обслуживания и ремонта изделий с заданным качеством; обеспечение условий для выполнения ТОиР, в том числе создание и оснащение подразделений необходимыми средствами, подготовка необходимых трудовых ресурсов; оптимизация размещения производственных баз и материальных ресурсов.

Эффективность системы ТОиР определяется степенью ее приспособленности к выполнению функций по управлению надежностью и техническим состоянием ЛА в процессе технической эксплуатации.

В приведенном выше определении системы ТОиР содержатся понятия "объект" и "программа". Раскроем определения этих понятий.

Объектом технического обслуживания (ремонта) являются изделия или их совокупность, характеризующаяся потребностью в определенных работах по поддержанию (восстановлению) исправности или работоспособности в том или ином состоянии технической эксплуатации и приспособленностью к выполнению данных работ. Используемые при этом средства ТОиР включают комплекс наземных сооружений, средств технологического оснащения и технического диагностирования, необходимых для поддержания исправности или работоспособности объектов ТОиР.

Рис. 5.3. Структура системы технического обслуживания и ремонта

5.3 Виды технического обслуживания и ремонта

Применительно к ЛА гражданской авиации установлены следующие виды технического обслуживания: оперативное, периодическое, сезонное, специальное, при хранении. Основными из перечисленных видов являются оперативное и периодическое. Каждый из видов технического обслуживания отличается объемом и сложностью работ, потребным временем и периодичностью их выполнения.

Оперативное техническое обслуживание выполняется непосредственно перед вылетом и после посадки ЛА в базовых, транзитных и конечных аэропортах. При этом выполняются следующие виды работ: по встрече ЛА, обеспечению стоянки, осмотру и обслуживанию, обеспечению вылета.

Основное назначение оперативного технического обслуживания-- устранение возникших в полете отказов и повреждений и подготовка ЛА к очередному вылету. При оперативном техническом обслуживании, как правило, не должно быть работ, необходимость выполнения которых определяется налетом (числом посадок) ЛА или индивидуальной наработкой его отдельных агрегатов и изделий. Необходимость, частота и последовательность выполнения оперативных форм обусловливаются характером и условиями использования ЛА по назначению. Работы по обеспечению вылета производятся непосредственно перед вылетом ЛА независимо от того, какая форма оперативного обслуживания выполнялась. Работы по обеспечению стоянки выполняются в случаях передачи ЛА от экипажа в АТБ.

Особое место в оперативном техническом обслуживании занимают работы по поиску и устранению отказов и повреждений элементов и изделий функциональных систем ЛА. Учитывая стохастическую природу отказов и повреждений, решение задач поиска их причин и своевременного устранения представляется весьма сложным делом, требующим от исполнителей глубоких знаний конструкции и эксплуатации тех или иных типов ЛА. Качество и своевременность решения этих задач при оперативном техническом обслуживании во многом определяют безотказность работы техники и регулярность полетов.

Периодическое техническое обслуживание выполняется через строго установленные интервалы, измеряемые числом часов налета ЛА, числом посадок или календарным временем.

Основное назначение периодического технического обслуживания -- выявление и устранение имеющих место отказов и повреждений элементов, изделий и агрегатов функциональных систем ЛА на ранних стадиях их развития, а также проведение профилактических мероприятий по предотвращению возникновения отказов и повреждений при дальнейшей эксплуатации ЛА: замена агрегатов, отработавших ресурс, смазка шарнирных соединений, регулировка изделий по результатам технического диагностирования и другие мероприятия. Выполнение периодических форм технического обслуживания обеспечивает поддержание работоспособности и требуемой исправности парка ЛА. Формы периодического технического обслуживания отличаются значительно большей трудоемкостью и строгой периодичностью выполнения.

Для большинства основных типов ЛА принята следующая периодичность выполнения форм технического обслуживания: форма 1 (Ф-1) -- через каждые (300±30) ч налета, форма 2 (Ф-2) -- через каждые (900±30) ч налета и форма 3 (Ф-3) -- через каждые (1800:4:30) ч налета.

Если ЛА по условиям эксплуатации имеет сравнительно малый налет, то его периодическое обслуживание выполняют по календарным срокам. Для самолета Ту-154, например, через каждые 4 мес±15 сут выполняется форма 1К, через (12:4:1) мес--форма 2К, через (24±1) мес -- форма ЗК. Если самолет такого же типа длительно выполняет учебно-тренировочные полеты, то техническое обслуживание шасси, закрылков, предкрылков, интерцепторов и системы управления стабилизатором выполняют по посадкам: через каждые (300:4:30) посадок в объеме формы 1, через (900:4:30) посадок--формы 2, через (1800±30) посадок -- формы 3.

Допуск на каждую форму по налету, посадкам, календарным срокам позволяет избежать неоправданных простоев ЛА в тех случаях, когда АТБ вследствие загруженности не может приступить к обслуживанию данного ЛА. Тогда эксплуатация этого ЛА продолжается за счет допуска, который позволяет также выполнить работы по данной форме раньше базового значения, если позволяют условия. Но с каким бы допуском не выполнялись работы по формам периодического технического обслуживания, отсчет всегда ведете'?? от базового значения.

Каждая последующая форма периодического технического обслуживания включает в себя работы, предусмотренные предыдущими формами, а также специфические работы, присущие только данной форме. Так, при выполнении работ по форме 2 производятся также работы по форме 1, при выполнении работ по форме 3 -- работы по формам 1 и 2. При замене двигателя по любой причине на ЛА выполняется та форма технического обслуживания, которая требуется по налету планера, производятся работы, непосредственно связанные с заменой двигателей и с осмотром элементов конструкции и систем, доступ к которым возможен только при снятом двигателе.

Каждая форма периодического обслуживания состоит из предварительных, основных (стандартных) и заключительных работ. Предварительные работы включают приемку ЛА, подготовку необходимого оборудования, инструмента, материалов для обслуживания, изучения задания и документации. Основные (стандартные) работы предусматривают, кроме осмотра, демонтаж ряда агрегатов, инструментальную проверку параметров систем и оборудования, замену смазки в шарнирах, выполнение регулировочных работ. Основные работы группируются по отдельным функциональным системам ЛА: силовая установка, шасси, планер, управление, гидравлическая система, система кондиционирования воздуха, система регулирования давления в кабинах, радиоэлектронное оборудование, приборное, электрическое, кислородное и бытовое оборудование и др. Заключительные работы--уборка рабочего места и передача ЛА в цех оперативного обслуживания для подготовки к полету и выполнения работ по обеспечению стоянки.

Сезонное техническое обслуживание проводится 2 раза в год при переходе к эксплуатации в осенне-зимний и весенне-летний периоды. Современные типы ЛА, как правило, не требуют больших затрат труда на выполнение сезонного обслуживания, поэтому оно проводится совместно с очередной формой периодического обслуживания. Сезонное обслуживание предусматривает дефектацию и полное восстановление защитных покрытий, устранение мелких повреждений и коррозии на деталях планера и шасси, регулировку натяжения троссовых проводок, проверку работоспособности противообледенительных систем и сигнализаторов обледенения, дефектацию и ремонт чехлов и заглушек и другие работы.

Специальное техническое обслуживание выполняется в случаях возникновения резких отклонений от условий нормальной эксплуатации. К ним относятся: грубая посадка, посадка до взлетно-посадочной полосы (ВПП), выкатывание ЛА за пределы ВПП, полет в турбулентной атмосфере, попадание в зону грозовой деятельности, попадание. молнии в ЛА, превышение перегрузок и т. п. После любого из перечисленных случаев на ЛА выполняется комплекс смотровых и стандартных работ, предусмотренный действующей документацией по техническому обслуживанию, для проверки состояния элементов определенных зон конструкции ЛА и принятия решения о возможности его дальнейшей эксплуатации.

Техническое обслуживание при хранении выполняется на ЛА, длительное время не совершающих полеты. Оно обеспечивает снижение вредного влияния атмосферных и других факторов и способствует наилучшему сохранению техники в данных условиях. Обслуживание при хранении выполняется через каждые 10 сут стоянки ЛА. По мере увеличения срока хранения усиливается вредное влияние атмосферных факторов, следовательно, увеличиваются и объемы работ. Поэтому различают работы, выполняемые на ЛА через каждые 10 сут, через каждые (30+3) сут и (90+9) сут.

Ремонт ЛА, как и периодическое техническое обслуживание, выполняется по истечении определенных интервалов, измеряемых числом часов налета, числом посадок или календарным временем.

Ремонтные операции на ЛА (за исключением текущего ремонта, который входит структурно в техническое обслуживание), могут выполняться или в виде капитального ремонта, или в виде так называемых ремонтных форм, похожих по принципу построения на формы периодического технического обслуживания. Однако капитальный ремонт в ряде случаев, согласно требованиям стандартов, может быть вынесен за рамки системы технической эксплуатации и рассматриваться как самостоятельный этап эксплуатации ЛА. Ремонт же, выполняемый в виде определенной совокупности ремонтных форм, совмещенных, как правило, с формами периодического технического обслуживания, естественно входит составной частью в систему технической эксплуатации.

Ремонтные формы в отличие от форм периодического технического обслуживания отличаются значительно большими интервалами времени и трудоемкостью работ. Их основное назначение и отличительная особенность состоят в том, чтобы оценить техническое состояние элементов и узлов конструкции в труднодоступных зонах, выявить и устранить отказы и повреждения на ранних стадиях их развития, восстановить поврежденные участки конструкции планера, лакокрасочное покрытие, бытовое оборудование ЛА, выполнить требуемые доработки конструкции по бюллетеням промышленности. В течение назначенного ресурса на ЛА последовательно выполняют несколько ремонтных форм: Р-1, Р-2, Р-3, Р-4 и другие, усложняющиеся по мере увеличения общего налета ЛА и числа посадок.

Глава 6 . Обеспечение эффективности использования летательных аппаратов

6.1 Основные составляющие годового фонда времени летательного аппарата

В годовом фонде времени ЛА Тг.ф наряду с налетом Тг значительную долю занимают простои по различным причинам. Для удобства анализа и разработки действенных мер по обеспечению эффективности использования ЛА все простои можно объединить в три группы. Это простои ЛА по техническим причинам Тп.т. по различным причинам в исправном состоянии Тп.и, а также в промежуточных и конечных аэропортах при выполнении рейсов Тпр (рис.6.1).

В простои ЛА по техническим причинам Тп.т входят затраты времени: на техническом обслуживании по периодическим формам регламента и в ремонте; на доработках ЛА по бюллетеням промышленности; на простои по рекламациям и в ожидании новых или отремонтированных двигателей и запасных частей, необходимых для установки на ЛА.

При необходимости каждый из видов простоев можно анализировать в отдельности.

Простои ЛА в исправном состоянии в аэропортах базирования Тп. и включают простои:

из-за отсутствия необходимых метеоусловий для выполнения полетов по расписанию;

в ночное время, не задействованное расписанием движения ЛА;

в резерве в соответствии с установленными нормативами;

из-за отсутствия загрузки, топлива и по другим причинам.

К простоям ЛА в промежуточных и конечных аэропортах при выполнении рейсов Тпр относятся затраты времени на выполнение оперативных форм технического обслуживания (предполетного, транзитного и послеполетного) в соответствии с технологическими графиками, а также простои по разным причинам в ожидании вылета.

Суммарные простои

Тсум = Тп.т + Тп.и + Тпр.

Принятое деление всех простоев ЛА при эксплуатации на указанные три группы намного облегчает решение задач анализа использования ЛА, поиска имеющихся резервов, определения показателей исправности и использования ЛА в рейсах.

При анализе использования ЛА по налету часов в качестве исходных принимаются следующие материалы: сводные отчетные данные о налете парка ЛА, расписание движения ЛА, диспетчерские графики авиационно-технических баз (АТБ) аэропортов, данные почасового учета исправности парка ЛА, отчеты авиационных предприятий о выполнении рейсов.

В результате можно получить распределение фонда времени ЛА по различным состояниям процесса эксплуатации.

Относительно большие простои ЛА в базовом аэропорту и других при выполнении рейсов вызываются главным образом следующими обстоятельствами:

незначительным использованием для рейсовых полетов ночного времени суток;

ограниченностью частоты вылетов и неравномерностью распределения выполняемых рейсов в течение суток, приводящих к необходимости ожидания очередного рейса ЛА, на котором закончено техническое обслуживание;

системой жесткого закрепления ЛА за экипажами только своего авиационного предприятия, что приводит в случаях использования экипажами суточной нормы налета к необходимости "ночевок" ЛА в конечных аэропортах;

невозможностью быстро переоборудовать пассажирские ЛА в грузовой вариант для использования их при необходимости для перевозки срочных грузов (в ночное время суток и при отсутствии пассажиров);

сравнительно большими объемами регламентных и ремонтных работ, а также доработок, которые требуется выполнять на ЛА для поддержания заданного уровня их надежности и обеспечения безопасности полетов;

вынужденными простоями из-за отсутствия в ряде случаев необходимых запасных частей, а также в ожидании начала технического обслуживания по трудоемким формам регламента.

Значения многих видов простоев ЛА непосредственно зависят от деятельности инженерно-авиационной службы (ИАС) аэропортов.

6.2 Нормирование показателей по техническим причинам исправности и простоев ЛА

В соответствии с установленным в гражданской авиации порядком для каждого типа ЛА утверждаются нормативные значения показателей исправности и простоев по техническим причинам (таблица 6.1, 6.2). Периодически, с учетом накопленного опыта эксплуатации, эти нормативы пересматриваются.

В последние годы в интересах эксплуатационных предприятий стали утверждаться сезонные нормативы исправности парка ЛА и их простоев по техническим причинам.

Таблица 6.1

Тип	Исправность	Простои на ТО	Использование исправности парка в %
	Норм.	Фактич.	Норм.	Фактич.
В-757	90	95,05	8	4,9	24,4
В-767	90	95,45	8	3,85	62,4
А-310	90	89,5	8	8,4	60,65
RJ-85	90	91,05	8	7,05	23,05
Ил-86	38	36,55	15	8,9	30,95
Ил-62М	68	58,55	13	10,2	38,65
Ту-154	53	33,05	15	8,45	39,9
Ту-154М	53	39,95	15	10,3	39,4
Ил-76	55	58,2	20	5,8	54,45
Ан-12	72	63,2	12	15,75	32,2
Як-40	72	70,4	12	13,3	54,25
Ан-24	72	42,8	10	6,1	45,3
Ил-114	72	7,8	10	7,65	25,6

Таблица 6.2

Тип	Причины снижения исправности	Самолета/часов	в %
RJ-85	на техобслуживании восстановление после повреждения отсутствие запасных частей	2037 733 288	7,8 2,8 1,1
Ил-86	на техобслуживании отсутствие запасных частей отсутствие авиадвигателей доработки по бюллетеням	4390 6385 51235 960	5,0 7,3 58,5 1,1
Ил-62 М	на техобслуживании в ремонте ожидание ремонта отсутствие запасных частей отсутствие авиадвигателей доработки по бюллетеням	5508 8880 792 8141 7632 227	7,9 12,7 1,1 11,6 10,9 0,3
Ту-154	на техобслуживании в ремонте ожидание ремонта восстановление после повреждения отсутствие запасных частей отсутствие авиадвигателей доработки по бюллетеням	7418 8808 4840 713 25631 35784 275	6,0 7,2 3,9 0,6 20,9 29,2 0,2
Ту-154М	на техобслуживании в ремонте ожидание ремонта отсутствие запасных частей отсутствие авиадвигателей доработки по бюллетеням	2484 744 1035 4758 13903 30	6,8 2,0 2,8 13,0 37,9 0,1
Ан-12	на техобслуживании ожидание ремонта отсутствие запасных частей отсутствие авиадвигателей доработки по бюллетеням рекламация в адрес промышленности	2031 408 1344 51 888 336	11,8 2,4 7,8 0,3 5,1 1,9
Як-40	на техобслуживании в ремонте ожидание ремонта восстановление после повреждения отсутствие запасных частей рекламация в адрес ремонтного завода	12265 7944 10560 1930 1453 1344	9,5 6,2 8,2 1,5 1,1 1,0
Ил-114	на техобслуживании доработки по бюллетеням рекламация в адрес ремонтного завода	652 2376 3292	8,8 32,1 44,5
Ан-24	на техобслуживании в ремонте ожидание ремонта восстановление после повреждения отсутствие запасных частей отсутствие авиадвигателей доработки по бюллетеням	5854 10944 18677 827 2330 15140 2644	6,1 11,4 19,4 0,9 2,4 15,7 2,7

Нормирование исправности парка каждого типа ЛА на прогнозируемый период ведется на основе анализа статистических данных за прошедший период исходя из требований обеспечения эффективности использования ЛА. Предприятия во что бы то ни стало стремятся достичь установленный сверху уровень исправности. В ряде случаев (особенно для зимнего периода года) этот уровень оказывается необоснованно завышенным. Для достижения его требуются дополнительные материальные и трудовые затраты.

В новых условиях хозяйствования требуется иной подход к решению задачи нормирования. Суть его заключается в том, что назначенный для того или иного предприятия норматив исправности парка ЛА определенного типа должен быть не выше уровня, потребного для надежного выполнения запланированного налета на определенный период времени (квартал, месяц, неделя) при наименьших материальных и трудовых затратах на ТОиР. Другими словами, нормативы должны быть дифференцированными, учитывающими сезонные изменения объемов летной работы и конкретные условия деятельности предприятий (таблица 6.3, 6.4).

Таблица 6.3. Нормативы сезонной исправности воздушных судов (проценты)

Тип воздушного судна	Месяцы	Среднегодовой процент исправности
	Январь, февраль, март, апрель, май, октябрь, ноябрь, декабрь	Июнь, июль, август, сентябрь
В-767 А-310 RJ-85 Ил-86 Ил-76 Ил-62 Ту-154 Ан-12 Ан-24 Як-40	90 90 90 40 55 65 50 70 70 70	90 90 90 35 55 75 60 75 75 75	90 90 90 38 55 68 53 72 72 72

Таблица 6.4. Нормативы нахождения воздушных судов на техническом обслуживании (в % от годового фонда времени)

Тип воздушного судна	Простой на техобслуживании на год в целом	Простой по другим причинам (отсутствие двигателей, запчастей, доработки) на год в целом	По месяцам года
			Январь, февраль, март, апрель, май, октябрь, ноябрь, декабрь	Июнь, июль, август, сентябрь
			На техническом обслуживании	Простой по другим техническим причинам (ОТДВ, ОТЗП, доработки)	На техническом обслуживании	Простой по другим причинам (ОТДВ, ОТЗП, доработки)
В-767 А-310 RJ-85 Ил-86 Ил-62 Ил-76 Ту-154 Ан-12 Ан-24 Як-40	8 8 8 15 13 20 15 12 10 12	2 2 2 47 19 25 32 16 18 16	8 8 8 16,5 13 20 15 12 10 12	2 2 2 43,5 22 25 35 18 20 18	8 8 8 12 13 20 15 12 10 12	2 2 2 53 12 25 25 13 15 13

Глава 7. Процесс технической эксплуатации летательного аппарата

7.1 Структура и модель процесса

Качество системы технической эксплуатации проявляется при ее функционировании. Функционирующая система представляет собой процесс технической эксплуатации ЛА, который удобно представить как последовательную во времени смену различных состояний эксплуатации в соответствии с принятой стратегией. К состояниям технической эксплуатации, через которые проходят ЛА, могут быть отнесены: использование по назначению (полет); различные виды и формы ТОиР; диагностирование; готовность к полетам; транспортирование; хранение и ожидание поступления ЛА в каждое из выделенных состояний эксплуатации.

Структура и характер процесса определяются принятой стратегией технической эксплуатации. В общем виде она представляет собой совокупность принципов и правил, обеспечивающих заданное управление процессом технической эксплуатации за счет поддержания наивыгоднейших режимов работы AT и назначения работ по ТОиР в соответствии с фактическим техническим состоянием ЛА.

Основные закономерности процесса технической эксплуатации ЛА могут быть выявлены на основе анализа статистической информации, собранной на эксплуатационных предприятиях (в частности, на основе диспетчерских графиков).

Обозначим через ti момент времени, соответствующий началу некоторого состояния процесса, и t2 -- его концу. Очевидно, что интервал х=t2-t1 есть характеристика состояния, определяющая его продолжительность. Непосредственными измерениями легко убедиться в том, что х -- случайная величина.

Весь процесс характеризуется конечным множеством своих состояний j, где j -- порядковый номер состояния. Условимся, что состояния j процесса технической эксплуатации ЛА возникают последовательно и непрерывно, т.е. моменты времени t1, t2, ..., tk, ..., tN "сшиваются", образуя процесс. В каждый из них ЛА переходит из одного состояния в другое. Такие переходы осуществляются мгновенно, поэтому в качестве количественной характеристики можно рассматривать не время перехода в соседнее (смежное) состояние, а относительные частоты Рjk переходов ЛА из j-го состояния в k-e, где k. Для этого на достаточно большом фиксированном промежутке времени наблюдения TH за процессом технической эксплуатации определим число nj попаданий процесса в j-e состояние и подсчитаем число непосредственных (прямых) переходов njk из j-го в k-e состояние. Тогда Рjk = njk/ nj .

Указанным образом можно подсчитать частоты Рjk для каждого из состояний j, k и составить матрицу частот переходов ||Рjk||= Р, которая будет определять структуру локального процесса технической эксплуатации ЛА. Для того чтобы эта матрица определяла структуру процесса парка ЛА, необходимо показать эргодичность данного процесса на участке времени наблюдения Тн. Известно, что стохастический процесс называется стационарным, если его вероятностные характеристики, в частности математическое ожидание, дисперсия и корреляционные моменты, не зависят от времени, в которое рассматривается этот процесс. Существенным условием стационарности при этом является независимость корреляционной функции В (t,t + )= В () от момента времени t.

Эргодическим называется стохастический процесс, для которого с вероятностью единица среднее по времени равно среднему по реализа-циям. Стационарный процесс считается Эргодическим, если при т нормированная корреляционная функция стремится к нулю.

Для процесса технической эксплуатации, обладающего свойствами эргодичности, в соответствии с матрицей ||Рjk|| = Р определяем абсолютные частоты л, попадания объекта в j-е состояние процесса за время Tн, j :

,

где N --общее число состояний, наблюдаемых в интервале TH.

Получив значения , для всех N состояний, можно составить одностроковую таблицу частот = (1, 2, ..., k, ..., N), которая называется вложенным вектором -- строкой частот состояний.

Совокупность матрицы Р и вектора л определяет так называемую вложенную цепь процесса технической эксплуатации. Совокупность множеств , {xj}, матрицы ||Рjk|| и вектора определяет весь рассматриваемый процесс технической эксплуатации ЛА и может служить его моделью. Работа модели представляется следующим образом. Первоначально процесс находится в некотором из состояний эксплуатации j D случайное время, распределенное по произвольному закону Fj (t), затем с вероятностью Рjk мгновенно переходит в состояние k D, из которого он по аналогичной схеме регенерирует в следующие состояния.

Процесс технической эксплуатации ЛА обладает свойствами полумарковских процессов, так как выполняются следующие необходимые условия:

Рис 7.1. График состояний и переходов процесса технической эксплуатации ЛА: 1 -- полет; 2 -- ожидание периодического обслуживания; 3 -- ожидание ремонта; 4, 5, 6, 7, 8 -- периодическое обслуживание no формам 1, 2, 3, 4, 5 соответственно; 9-- смена двигателей; 10, Ч, 12 -- оперативное обслуживание перед вылетом, после прилета. транзитное; 13 -- обеспечение вылета; 14, I5 -- ремонтные формы 1 и 2 соответственно; 16--доработки по бюллетеням; 17 -- устранение неисправностей; 18 -- ожидание запасных частей; 19, 20, 21 -- готовность после периодического обслуживания, оперативного обслуживания и ремонтных форм соответственно.

Матрица переходов Р удовлетворяет условиям стохастической или марковской матрицы, а вероятности Рjk зависят от состояний j и не зависят от более ранних состояний. Данная матрица -- квадратная. Она имеет конечный порядок, все ее элементы неотрицательны (Рjk О для всех j и k), а сумма элементов каждой ее строки равна единице:

Такая матрица удовлетворяет условиям марковской матрицы;

случайные величины хj, имеют произвольные функции распределения, используемые для описания процессов восстановления;

вектор имеет только стационарные составляющие, так как процесс является стационарным и эргодичным на отрезке времени ТH

Факт наличия полумарковости процесса технической эксплуатации дает основания при его исследовании использовать удобный для практики математический аппарат полумарковских процессов.

В работе удобно иметь дело с так называемым графом состояний и переходов G, который легко построить для каждого типа ЛА, воспользовавшись матрицей вероятностей переходов ||Рjk||. Идея построения заключается в предварительном преобразовании матрицы Р в матрицу Р смежности вершин некоторого графа путем замены ее ненулевых элементов единицами. Ребро графа G определяется как элемент декартова произведения V*V множества его вершин V и считается, что это произведение задано матрицей Р.

Обозначим на некоторой плоскости все элементы множества V вершин графа G, предполагая это множество конечным, и i-ю вершину из V соединим с k-н вершиной того же множества ребром Е == {jk), если элемент (j,k) в Р равен единице. Ориентацию ребер выполним в направлении от j-и вершины к k-и. Если же элементы j, k и k, j существуют одновременно, то будем изображать на плоскости два ориентированных ребра между соответствующими вершинами. В результате такого построения получим неразмеченный граф G процесса технической эксплуатации ЛА (рис.7.1).

Разметка ребер и вершин графа G выполняется с помощью матрицы вероятностей переходов Р = ||Рjk|| и вектора-строки стационарных вероятностей .

7.2 Характеристика отдельных состояний процесса технической эксплуатации

В зависимости от поставленных задач исследования процесс технической эксплуатации ЛА можно представить сколь угодно большим числом состояний. Все множество этих состояний, за исключением состояния "полет", можно разделить на несколько групп: состояния ожидания начала обслуживания и ремонта; непосредственного обслуживания и ремонта; готовности и др.

Состояние "полет". Время, которое проводит ЛА в полете по маршруту, определяется характеристиками: воздушной трассы (ее протяженностью, топологией, радиообеспечением, метеоусловиями и др.), аэропортов вылета и посадки (расписанием полетов, пропускной способностью и др.), ЛА (режимом полета, величиной коммерческой загрузки, запасом топлива и др.).

Воздействие указанных факторов на продолжительность полета в значительной мере случайно. В связи с этим время в полете Xi есть величина случайная. Результаты обработки статистических данных показывают, что распределение времени полета Xi по форме близко к нормальному с различными параметрами для разных маршрутов и типов ЛА.

Из физических предпосылок относительно свойств рассматриваемого состояния становится ясно, что среднее значение продолжительности полета по данному маршруту и дисперсия этого времени будут определяться значением скорости и условиями полета.

Состояния ожидания начала обслуживания. Простои ЛА в состоянии ожидания начала технического обслуживания объясняются многими причинами и прежде всего отсутствием свободных обслуживающих бригад, недостатками в организации работ, изменениями планов воздушного движения и т. п. В этом случае вновь прибывший ЛА становится в очередь на обслуживание и находится в данном состоянии случайное время Х1, которое отсчитывается от момента посадки ЛА до начала его обслуживания освободившейся бригадой.

Результаты статистического анализа времени безусловного (независимого от видов и форм технического обслуживания) ожидания начала обслуживания ЛА показывают, что оно распределено по логарифмически нормальному закону с различными параметрами для разных типов ЛА.

Состояния оперативного обслуживания. Под оперативным техническим обслуживанием понимается обслуживание предполетное, послеполетное и при кратковременной стоянке. Состояния оперативного обслуживания являются наиболее часто посещаемыми состояниями процесса технической эксплуатации ЛА. Случайная величина времени обслуживания Хз, отсчитываемая между моментами начала и окончания обслуживания, содержит в себе постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая определяется объемами стандартных регламентных работ, выполняемых на каждом ЛА, переменная объемами работ по поиску и устранению повреждений и отказов элементов систем ЛА, возникших в полете. Естественно, что переменная составляющая характеризуется заметным непостоянством объемов работ, а следовательно, и продолжительности их выполнения на том или ином ЛА.

Примеры распределения продолжительности периодического технического обслуживания ЛА: а -- по форме 1; б -- по форме 2; 1 -- экспериментальные; 2 -- теоретические

Результаты обработки статистических данных о продолжительности предполетного, послеполетного обслуживания, а также обслуживания при кратковременной стоянке показывают, что экспериментальные данные хорошо аппроксимируются альфа-распределением с различными параметрами для разных форм технического обслуживания и типов ЛА.

Состояния периодического обслуживания. При периодическом обслуживании на ЛА выполняется комплекс обязательных работ, связанных с дефектацией элементов конструкции планера, силовых установок и шасси, а также с осмотром и определением работоспособности функциональных систем и изделий. Кроме того, на ЛА выполняются работы по поиску и устранению обнаруженных отказов и повреждений изделий и элементов конструкции. Здесь так же, как и при оперативном обслуживании, налицо две составляющие объема работ -- постоянная и переменная. Но в отличие от оперативного обслуживания доля переменной составляющей в общем объеме периодического обслуживания заметно падает. Постоянная составляющая определяется перечнем обязательных регламентных работ, выполняемых при той или иной форме обслуживания, оснащенностью АТБ средствами механизации, организацией выполнения работ, квалификацией персонала.

Статистической моделью распределения случайной величины X4 в состояниях периодического обслуживания по формам регламента может быть принято логарифмически нормальное распределение. Примеры распределения величины Х4 приведены на рис. 7.2. Согласие между теоретическим и экспериментальным распределениями остается намного выше, чем для конкурирующего нормального распределения.

Состояния ремонта. Капитальный ремонт или ремонтные формы характеризуются еще большим, чем при периодическом обслуживании, проникновением работ в конструкцию и системы ЛА. Все работы, начиная с обязательного демонтажа значительной части оборудования, выполняются по стандартным технологиям. При этом удельный вес работ, выполняемых по дефектации, в сравнении с периодическим обслуживанием существенно уменьшается. Обработка статистических данных о продолжительности выполнения ремонтных форм (ремонта) Х5 показывает, что лучшей статистической моделью данной группы состояний процесса технической эксплуатации является гамма-распределение.

Учитывая, что среднее квадратическое отклонение случайной величины Х5 по сравнению со средним значением невелико, можно пользоваться и другими законами распределения, в частности логарифмически нормальным. Однако гамма-распределение дает наиболее высокое согласие с экспериментальными данными.

Состояния готовности к полетам. После выполнения оперативного обслуживания ЛА в соответствии с матрицей переходов переводится либо в состояние полета, либо готовности.

В состояние готовности переводятся, как правило, все ЛА, на которых выполнялось периодическое обслуживание или ремонт. Результаты анализа свидетельствуют о том, что лучшей статистической моделью распределения случайной величины X6, характеризующей продолжительность готовности после оперативного обслуживания, является распределение Вейбулла.

Случайная величина Х7, характеризующая продолжительность готовности после периодического обслуживания и ремонтных форм, наилучшим образом аппроксимируется гамма-распределением. Получены виды распределения продолжительности пребывания ЛА и в других состояниях, в частности в состояниях "отсутствие запасных частей" и "задержка вылета". Для этих состояний наиболее подходящей статистической моделью является экспоненциальное распределение.

Глава 8. Стратегия технического обслуживания и ремонта авиационной техники

8.1 Классификация стратегий

В общем случае стратегия представляет собой совокупность правил и управляющих воздействий, объединенных общей целью при решении задач крупной народнохозяйственной проблемы. Стратегия должна отражать прежде всего идеологическую направленность действий и принятую при этом концепцию. Исходя из этого применительно к понятию ТОиР AT термин стратегия в самом общем виде может быть определен следующим образом.

Стратегия -- совокупность принятых принципов, правил и управляющих воздействий, определяющих комплексное развитие эксплуатационных свойств конструкции AT, методов организации и производственно-технической базы ее ТОиР. Данное определение стратегии отражает необходимость системного подхода к решению проблемы повышения эффективности ТОиР, нацеливает на совместные согласованные действия в рамках единой программы всех организаций и предприятий, создающих, эксплуатирующих и ремонтирующих AT.

В соответствии с действующими стандартами различают следующие стратегии:

технического обслуживания по наработке, при которой перечень и периодичность выполнения операций определяются значением наработки изделия с начала эксплуатации или после капитального (среднего) ремонта;

технического обслуживания по состоянию, при которой перечень и периодичность выполнения операций определяются фактическим техническим состоянием изделия в момент начала технического обслуживания;

ремонта по наработке, при которой объем разборки изделия и дефектации его составных частей назначается единым для парка однотипных изделий в зависимости от наработки с начала эксплуатации и (или) после капитального (среднего) ремонта, а перечень операций восстановления определяется с учетом результатов дефектации составных частей изделия;

ремонта по техническому состоянию, при которой перечень операций, в том числе разборки, определяется по результатам диагностирования изделия в момент начала ремонта, а также по данным о надежности этого изделия и однотипных изделий.

В качестве основного признака, характеризующего стратегии ТОиР объектов, целесообразно принять характер информации об их надежности и техническом состоянии, которая используется при назначении периодичности объема регламентных работ. Эту информацию можно разделить: по времени получения и использования на априорную (полученную до опыта) и апостериорную (полученную при проведении опыта); по источникам получения на информацию о совокупности объектов и об отдельном объекте. При этом под опытом понимается серийная эксплуатация объекта. Сочетания этих видов информации образуют четыре стратегии ТОиР.

Стратегии ТОиР по состоянию (стратегии по состоянию) существенно отличаются от стратегий обслуживания и ремонта по наработке (стратегии по наработке). Они заключаются не только в самом характере технологических процессов ТОиР, но и в распределении ресурсов, потребных на развитие производственно-технической базы, соответствующей требованиям той или иной стратегии. А требования эти к раз-витию базы разные.

Стратегия по состоянию предполагает обеспечение высокого уровня эксплуатационно-ремонтной технологичности конструкций, создание в достаточных объемах эффективных средств диагностирования и неразрушающего контроля, развитие производственно-технической и экспериментальной базы эксплуатационных и ремонтных предприятий гражданской авиации. Стратегия же по наработке предполагает развитие экспериментальной базы предприятий промышленности и обеспечение на этой основе обоснованных ресурсов до ремонта для каждой совокупности однотипных объектов. От своевременного выбора соответствующей стратегии в решающей мере зависит своевременность и правильность выбора требуемой технической политики развития инженерно-авиационной службы отрасли на многие годы.

В зависимости от имеющихся возможностей определения предельного состояния работоспособности изделий в процессе эксплуатации и от принятого критерия для установления сроков их замен на ЛА различают следующие стратегии эксплуатации (использования): до выработки ресурса (срока службы); до отказа; до предотказового состояния.

Стратегии обслуживания и ремонта, естественно, связаны со стратегиями эксплуатации (использования) изделий AT. Для каждой из стратегий эксплуатации можно выбрать вполне определенные, отличающиеся наибольшей эффективностью стратегии ТОиР (обозначены знаком + ).

Из таблицы следует, что для стратегии эксплуатации изделий до выработки ресурса (срока службы) наиболее эффективной стратегией технического обслуживания будет, естественно, стратегия по наработке. При ремонте изделий возможны стратегии по наработке и по техническому состоянию, что зависит от вида изделий и уровня его контролепригодности при ремонте.

Если же для изделия принята стратегия эксплуатации до предотказового состояния, то необходимым и обязательным условием ее осуществления на практике является принятие стратегии обслуживания данного изделия по состоянию с контролем параметров и стратегии ремонта по техническому состоянию. Если же, наоборот, то или иное изделие обслуживается и ремонтируется с контролем параметров, то наиболее эффективной стратегией эксплуатации (использования) такого изделия окажется стратегия до предотказового состояния.