Кількісний опис надійності ССА та її підсистем

 

 

Для кількісної оцінки надійності ССА та її підсистем використовується номенклатура показників надійності, до якої увійшли показники, що характеризують ССА та її підсистеми і як відновлювані, і як невідновлювані об'єкти під час використання за призначенням.

До неї входять наступні показники безвідмовності:

- імовірність безвідмовної роботи об'єкту за період часу використання, Р (t _вик);

- імовірність відмови об'єкту за період часу використання, Q (t _вик);

- середній наробіток об'єкту до відмови, Т ₀;

- середній календарний наробіток об'єкту на відмову, Т _0к.

 

Показники ремонтопридатності:

- середній час відновлення працездатного стану об'єкту, Т_в.

Комплексні показники надійності:

- нестаціонарний коефіцієнт готовності об'єкту, K _Г(t);

- коефіцієнт неготовності об'єкту, K _НГ(t).

Під терміном "об'єкт" може розумітися як ССА в цілому, так і будь-яка з її підсистем.

Початкові дані для розрахунку вказаних показників надійності ССА та її підсистем можна поділити на три основні групи:

Перша група включає:

- категорію ССА, підсистеми ССА;

- дані про склад та структуру підсистеми ССА;

- кількість аеродромних вогнів, у підсистемі, N _АВ;

- кількість кабельних ліній у підсистемі електропостачання аеродромних вогнів, N _КЛ;_.

Друга група включає дані про показники надійності елементів підсистеми ССА:

- середній наробіток до відмови кожного з елементів аеродромних вогнів, (джерела світла – Т _0ДС, оптичної системи – Т _0ОС, ізолювального трансформатору – Т _0ІТ);

- середній наробіток на відмову регулятора яскравості – Т _0РЯ, год;

- середній наробіток на відмову кабелю – Т _0К, год;

- середня тривалість відновлення ПЕАВ – Т_{В ПЕАВ}, год;

Третя група включає дані про критерії відмови підсистеми ССА:

- кількісна ознака критерію відмови ПССА - К _max;

- топологічна ознака критерію відмови ПССА - М _max.

Примітка. Вважається, що середній час наробітку до відмови (на відмову) та середній час (тривалість) відновлення всіх перелічених елементів підсистеми ССА розподілені за експоненціальнім законом.

Що стосується даних про режим функціонування підсистеми ССА то вважається, що середній сумарний час використання підсистеми ССА за призначенням на протязі однієї доби - t _вик, год.

 

Методика визначення показників надійності

Підсистем ССА

 

 

Як вже вказувалося раніше, підсистема ССА знаходиться у працездатному стані в тому випадку, коли підсистема електропостачання аеродромних вогнів і підсистема аеродромних вогнів знаходиться у працездатному стані.

Тоді імовірність безвідмовної роботи підсистеми ССА Р_ПССА (t _вик.) за час використання визначається за базовою формулою:

(9),

де: Р _ПЕАВ (t _вик.), Р _ПАВ (t _вик.) – імовірності безвідмовної роботи ПЕАВ та ПАВ відповідно.

Імовірність безвідмовної роботи Р _ПЕАВ (t _вик.) підсистеми ССА за час використання визначається за формулою:

(10),

де: N _КЛ – кількість кабельних ліній у підсистемі; Р _КЛ (t _вик.) - імовірність безвідмовної роботи кабельної лінії за час використання

Кабельна лінія знаходиться у працездатному стані в тому випадку, коли всі її елементи знаходяться у працездатному стані.

Імовірність безвідмовної роботи кабельної лінії за час використання Р _КЛ (t _вик.) визначається за формулою:

, (11)

де: Р _РЯ (t _вик.), Р _К (t _вик) – імовірності безвідмовної роботи регулятора яскравості (РЯ) та кабелю за час використання.

Враховуючи експоненціальній закон розподілу середнього часу наробітку до відмову елементів підсистем ССА, імовірності їх безвідмовної роботи за час використання визначаються за відповідними формулами:

; (12)

Беручи до уваги вирази (12), формулу (11) можна також переписати у більш зручному для розрахунку вигляді:

(13)

 

 

Імовірність відмови підсистеми електропостачання аеродромних вогнів Q _ПЕАВ(t _вик.) розраховується за формулою:

(14)

Перейдемо до розглядання підсистеми аеродромних вогнів.

Аеродромний вогонь знаходиться у працездатному стані в тому випадку, коли всі його елементи знаходяться у працездатному стані. Імовірність безвідмовної роботи аеродромного вогню Р _АВ (t _вик.) за час використання визначається за формулою:

(15)

де: Р _ДС (t _вик.), Р _ОС (t _вик.), Р _ІТ (t _вик.) – відповідно імовірності безвідмовної роботи джерела світла. Оптичної системи вогню та ізолювального трансформатору за час використання.

Значення ймовірностей безвідмовної роботи вищеозначених елементів аеродромного вогню визначаються аналогічно (5).

(16)

Беручи до уваги вираз (10), формулу (9) можна також переписати у більш зручному для розрахунку вигляді.

(17)

Імовірність безвідмовної роботи підсистеми аеродромних вогнів Р _ПАВ (t _вик.) за час використання при прийнятих критеріях відмови розраховується за формулами (4) та (6).

Після знаходження всіх згаданих вище значень остаточний розрахунок Р _ПССА(t _вик) виконується за формулою (9). Імовірність відмови підсистеми ССА - Q_ПССА(t_вик) за час використання розраховується за формулою:

Далі розраховується нестаціонарний коефіцієнт готовності ПЕАВ, як імовірність застати ПЕАВ в будь-який момент часу у працездатному стані.

, (18)

де l_i і m_i – інтенсивність відмов та інтенсивність відновлення i -ї КЛ.

 

Нестаціонарний коефіцієнт готовності підсистеми ССА K _{Г ПССА} (t) розраховується як імовірність того що підсистема електропостачання аеродромних вогнів у будь який момент часу t буде знаходитися у працездатному стані, а підсистема аеродромних вогнів безвідмовно пропрацює на інтервалі часу від початку використання до t. Формула має такий вигляд:

, (19)

Коефіцієнт неготовності ПССА визначається як

, (20)

Коефіцієнт вимушеного простою ПССА – імовірність застати ПССА у будь-який момент часу у стані “відмова КЛ, іде непланове відновлення працездатного стану ПССА”

(21)

Коефіцієнт аварійного використання ПССА - імовірність застати ПССА у будь-який момент часу у стані “відмова ПАВ, інформації про відмову немає”

(22)

8. Визначається середній час напрацювання між відмовами ПССА

(23)

9. Визначається середній час відновлення для відновлюваних об’єктів (КЛ ПЕАВ) за формулою

, , (24)

де Т _{В i} - середній час відновлення i -го елементу КЛ ПЕАВ, що відмовила.

Після визначенням показників надійності підсистеми ССА за обраною номенклатурою слід провести порівняльний аналіз отриманих результатів з нормованими значеннями показників надійності і зробити відповідальні висновки. В разі необхідності слід сформулювати організаційно-технічні пропозиції, щодо підвищення та забезпечення показників надійності підсистем ССА.

 

 

 

СПИСОК рекомендованої ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Методика визначення надійності світлосигнальних систем аеродромів: Методична розробка /Уклад. С.С. Девяткіна. – К.: НАУ, 2006. – 20с.

2. Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации. Аэродромы: [в 2т.]: Том І. Проектирование и эксплуатация аэродромов. – Монреаль, 2009. – 350 с. – (ИКАО. Международные стандарты и рекомендуемая практика).
http://www.aviadocs.net/icaodocs/Annexes/an14_v1_5ed_cons_ru.pdf

3. Руководство по проектированию аэродромов. Часть 4. Визуальные средства. Издание четвертое - 2004. Doc.9157, AN/901. – (ИКАО. Международные стандарты и рекомендуемая практика).

4. ДСТУ 2860 – 94 Надійність техніки. Терміни та визначення; Чин. від 01.01.96. – К.: Держстандарт України, 1996. – 92 с.

5. Системи світлосигнальні аеродромні: Термінол. словник. / Уклад. В.М. Азарсков, С.Г. Ванецян, С.С. Дев’яткіна. - К.: НАУ, 2002. - 44 с.

 

Додаток А

Вихідні дані щодо визначення підсистем ССА згідно номеру варіанта студента

 

Номер варіанту	Найменування категорій та підсистеми ССА
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів наближення світлосигнальної системи аеродрому І категорії за схемою ALPA-ATA.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів наближення світлосигнальної системи аеродрому І категорії за схемою Калверта.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вхідних вогнів злітно-посадкової смуги І категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вхідних вогнів злітно-посадкової смуги ІІ категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми обмежувальних вогнів злітно-посадкової смуги І категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми обмежувальних вогнів злітно-посадкової смуги ІІ категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми бічних вогнів злітно-посадкової смуги І категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми бічних вогнів злітно-посадкової смуги ІІ категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми осьових вогнів злітно-посадкової смуги ІІ категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми бічних вогнів наближення до злітно-посадкової смуги ІІ категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів зони приземлення злітно-посадкової смуги ІІ категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми бічних вогнів злітно-посадкової смуги ІІ категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів світлового горизонту світлосигнальної системи аеродрому І категорії за схемою ALPA-ATA.

 

Продовження Додатку А

Номер варіанту	Найменування категорій та підсистеми ССА
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів світлових горизонтів світлосигнальної системи аеродрому І категорії за схемою Калверта.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів наближення світлосигнальної системи аеродрому ІІ категорії за схемою ALPA-ATA.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів наближення світлосигнальної системи аеродрому ІІ категорії за схемою Калверта.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів світлових горизонтів світлосигнальної системи аеродрому ІІ категорії за схемою ALPA-ATA.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми вогнів світлових горизонтів світлосигнальної системи аеродрому ІІ категорії за схемою Калверта.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми бічних вогнів руліжних доріжок світлосигнальної системи аеродрому І категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми бічних вогнів руліжних доріжок світлосигнальної системи аеродрому ІІ категорії.
	Визначення та оцінка надійності підсистеми осьових вогнів руліжних доріжок світлосигнальної системи аеродрому ІІІ категорії.

 

Додаток Б

Критерії відмови підсистем ССА різних категорій згідно нормативно-технічних документів ІКАО

 

Таблиця 1. Критерії відмови підсистем ССА типу ВВІ-І згідно нормативно-технічних документів ІКАО

№ п/п	Назва підсистеми ССА	Критерій відмови за ІСАО K, %
	Вогні наближення центрального ряду, ПТ
	Вогні світлового горизонту, ПТ
	Вхідні вогні ЗПС, ПТ
	Обмежувальні вогні ЗПС, ПТ
	Бічні вогні ЗПС, ПТ

 

Таблиця 2. Критерії відмови підсистем ССА типу ВВІ-ІІ згідно нормативно-технічних документів ІКАО

№ п/п	Назва підсистеми ССА	Критерій відмови за ІКАО K, %
	Вогні наближення центрального ряду та світлового горизонту, ПТ	5/15 ^1
	Вхідні вогні ЗПС, ПТ
	Обмежувальні вогні ЗПС, ПТ
	Бічні вогні ЗПС, ПТ
	Бічні вогні наближення, ПТ
	Вогні ЗПС зони приземлення
	Осьові вогні ЗПС

 

Примітка: ¹ Критерій відмови ІКАО 5% – на ділянці 0-450 м від торця ЗПС, а 15% – на ділянці 450-900 метрів.