Характеристика отдельных состояний процесса технической эксплуатации

Процесс эксплуатации не лишен элементов случайности, что в свою очередь вызывает его усложнение. Последнее объясняется действием большого числа различных факторов в эксплуатации летательных аппаратов, в результате чего не всегда имеется возможность однозначно предсказать ход процесса во времени или характеристики того или иного состояния. Например, на выполнение полета существенное влияние оказывает состояние систем и агрегатов летательного аппарата, которые, находясь в работоспособном состоянии, могут в какой-то момент перейти в неработоспособное состояние, что может отразиться на выполнении полета.

К отказу систем и агрегатов, а в ряде случаев и к прекращению полета могут привести многие причины:

повышенные нагрузки;

неблагоприятные метеорологические условия;

недостаточная квалификация и подготовленность летного состава;

 конструктивно- производственные недостатки и другие причины.

Кроме того, фактическое время полета может в той или иной степени отличаться от запланированного и, таким образом, оказывается случайной величиной. Неизвестно также заранее, с какими неисправностями или отказами прибудет летательный аппарат к месту своего назначения и какова должна быть продолжительность его восстановления.

Следовательно, возникает возможность отклонения от запланированного времени пребывания летательного аппарата на различных формах технического обслуживания и ремонта, т. е. время пребывания в указанных выше состояниях оказывается случайной величиной, которая характеризуется соответствующим законом распределения. Вместе с тем необходимо учитывать и случайные факторы, зависящие от наличия и состояния наземных средств механизации технического обслуживания, наличия свободных бригад технического состава, степени обеспечения запасными частями, расходными материалами.

В общем случае любой летательный аппарат может находиться двух состояниях: исправном или неисправном. В последнем случае он не может быть использован по своему назначению и должен быть направлен на техническое обслуживание или ремонт.

Для того чтобы анализировать и изучать процессы эксплуатации, необходимо располагать законами распределения времени пребывания летательного аппарата в различных состояниях, знать их параметры. Это дает возможность целесообразно управлять процессами эксплуатации и повысить эффективность использования летательных аппаратов.

 

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 X₁ есть величина случайная. Результаты обработки статистических данных по­казывают, что распределение времени полета X₁ по форме близко к нор­мальному с различными параметрами для разных маршрутов и типов ЛА (Рис.13).

.       

Рис.13. Нормальный закон распределение времени полета

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 X₂, которое отсчитывается от момента посадки ЛА до начала eго 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 X₃, 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, а переменная — объемами работ по поиску и устранению неисправностей 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.

    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. Распределения величины X₄ приведены на рисунке (Рис.14). 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) X₅ пока­зывает, что лучшей статистической моделью данной группы состояний процесса технической эксплуатации является гамма-распределение.

 Рис. 14. Распределения продолжительности периодического техниче­ского обслуживания ЛА: α — по форме Ф- 1; б — по форме Ф- 2;

1— экспериментальные; 2 — теоретические

 

Учитывая, что среднее квадратическое отклонение случайной вели­чины X₅ 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 (Рис. 14).

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 (Рис. 15).

Случайная величина X₇, характеризующая продолжительность го­товности после периодического обслуживания и ремонтных форм, на­илучшим образом аппроксимируется гамма-распределением.           

Рис. 15. Распределение Вейбулла.

Распределениесостояния готовности к полетам

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.