книги из ГПНТБ / Основы теории и конструкции контрольно-проверочной аппаратуры авиационных управляемых ракет учебник

УДК 629.7.05.054(075)

&Г - 72? ^

Вкниге излагаются общие вопросы контроля параметров авиационных управляемых ракет (основные понятия теории контроля, характеристики пара­ метров контроля, способы оценки средств контроля и их классификация), прин­ ципы построения и структуры автоматизированных средств контроля, а также элементы контрольно-проверочной аппаратуры. Приведены структура позиций предварительной подготовки ракет, сведения по эксплуатации контрольно-прове­ рочной аппаратуры и позиций подготовки ракет без рассмотрения конкретных образцов техники.

Учебник написан по материалам открытой отечественной и зарубежной печати.

Учебник предназначен для курсантов военных авиационно-технических учи­ лищ. Он может быть использован также инженерно-техническим составом строе­ вых частей ВВС и слушателями высших военных авиационных инженерных училищ.

**

*

Военйадат. 1974

ВВЕДЕНИЕ

Современные авиационные управляемые ракеты представляют собой совокупность радиотехнических, оптико-электронных, элект­ рических, пневматических и других средств. Анализ тенденций развития управляемых ракет показывает, что они становятся все более сложными, так как требования к условиям боевого примене­ ния ракет и вероятности пора-жения различных целей непрерывно повышаются.

Сложность управляемых ракет, тяжелые условия их работы (вибрации, большие ускорения и высокие температуры, обуслов­ ленные аэродинамическим нагревом при больших скоростях поле­ та) ведут к уменьшению надежности ракет, которая является од­ ним из главных критериев в оценке их эксплуатационных и боевых качеств. Чем надежнее аппаратура систем управления ракеты, тем меньше вероятность ее отказа во время боевого применения ра­ кеты, тем больше вероятность поражения цели. Чем ниже надеж­ ность системы управления, тем менее эффективно применение дан­ ного типа управляемой ракеты. Надежность влияет не только на боевые свойства, но и на эксплуатационные характеристики управ­ ляемой ракеты.

Надежность работы различных автоматических систем зависит от многих условий: выбора схемного решения, элементов, техноло­ гии производства, условий хранения и эксплуатации, степени под­ готовленности обслуживающего персонала, климатических условий. Задачей разработчиков является такое повышение надежности си­ стемы, которое диктуется назначением аппаратуры, условиями ее эксплуатации и боевого применения.

Обеспечение надежности управляемых ракет распадается на два круга вопросов. Первый затрагивает схемные и конструктив­ ные особенности, выбор и применение тех или иных элементов, меры, принятые конструкторами для повышения устойчивости к воздействию высоких температур, низких давлений, вибраций, влажности. Правильное решение этих вопросов понижает количе­ ство отказов ракет. Второй круг вопросов включает в себя тех­ нику и методику быстрого нахождения неисправных элементов и ремонта ракет в процессе их подготовки к боевому приме­ нению.

Повышению надежности-ракет способствует выработка соответ­ ствующих требований к их элементам, всесторонний контроль процесса изготовления, предварительные испытания отдельных бло­ ков и их станда!ртизация.

В процессе эксплуатации повышение надежности ракет дости­ гается использованием контрольно-проверочной аппаратуры (КПА), предназначенной для обнаружения мест отказов. Своевременное обнаружение отказов позволяет исключить возможность подвески под самолет неисправных ракет, а устранение отказов повышает надежность ракет и увеличивает вероятность поражения цели.

Зависимость вероятности исправного состояния аппаратуры от времени

За количественную оценку надежности ракет можно принять вероятность их исправного состояния (в процессе хранения и под­ готовки) или исправной работы (в процессе боевого применения). Под этой характеристикой понимают вероятность Ри того, что параметры ракеты сохраняются в заданных пределах в течение определенного промежутка времени и при определенных условиях эксплуатации (вероятность исправности).

Приведенный график поясняет изменение Ри во времени. При от­ правке ракет с завода-изготовителя значение Ри близко к единице (точка А). За время транспортировки ракет и их хранения на скла­ дах вероятность исправности снижается вследствие старения элементов, воздействия вибраций, ударов и ряда других факторов (точка В). После поступления ракет на позицию подготовки не­ обходимо проконтролировать их состояние, чтобы предотвратить возможность применения неисправных ракет. В результате устра­ нения обнаруженных отказов значение Ри повышается почти до того уровня, на котором она была до транспортировки и хранения (точка С),

4

Г Л А В А 1

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АВИАЦИОННЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ

§ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ КОНТРОЛЯ И ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

Основные понятия, определения и термины теории контроля и теории надежности предусмотрены проектом государственного стандарта ПГ 420-12—72 по автоматизированному контролю и приняты ГОСТ 13377—67 и ГОСТ 13216—66 по надежности аппа­ ратуры.

Изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Изде­ лием могут быть отдельные детали, блоки, узлы, агрегаты, при­ боры и их части, аппараты, машины и т. п.

Каждое изделие характеризуется совокупностью определенных свойств, которые могут иметь различную физическую природу (электрическую, магнитную, тепловую и т. д.)

Параметр изделия — это характеристика свойства изделия, ото­ бражаемая физической величиной, информация о которой переда­ ется сигналом или совокупностью сигналов. Например, резистор может характеризоваться сопротивлением электрическому току. О величине сопротивления можно судить по току, протекающему через сопротивление при определенном значении приложенного на­ пряжения. В данном примере сопротивление является параметром

физической величиной. Например, амплитуда сигнала, частота сиг­ нала, длительность импульса.

Значение параметра изделия (сигнала) — значение физической величины, соответствующей параметру изделия (сигнала). Приме­ ром могут служить величина сопротивления резистора в омах, зна­ чение амплитуды сигнала в вольтах и т. д.

Контроль параметра — процесс определения соответствия зна­ чения параметра изделия установленным требованиям. Процесс

7

контроля параметра состоит из двух последовательных

стадий:

— измерения физической величины, соответствующей данному параметру, или качественная оценка значения параметра;

— определения соответствия значения параметра установлен­ ным требованиям.

По ГОСТ 16263—70 и з м е р е н и е — это определение значе­ ния физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. При измерениях опытным путем получают численное отношение между измеряемой величиной и определен­ ным ее значением, принятым за единицу сравнения. Иногда про­ цесс получения информации о значении физической величины мо­ жет заключаться в качественной оценке нахождения физической величины в определенной допустимой области ее значения.

Для определения соответствия измеренного значения параметра установленному требованию значение параметра сравнивают с эта­ лонным значением. Полученное отклонение анализируется, после чего принимается решение о годности параметра.

Отказ — случайное событие, заключающееся в нарушении ра­ ботоспособности.

Техническое состояние изделия — проявление свойств изделия в заданный момент времени, характеризуемое совокупностью зна­ чений (областей значений) параметров изделия. Из определения следует, что у каждого изделия может быть множество состояний.

Различают следующие основные технические состояния изде­ лия:

—работоспособность;

—неработоспособность;

—неисправность;

—исправность;

Работоспособность — состояние изделия, при котором оно спо­ собно выполнять заданные функции с параметрами, установлен­ ными требованиями технической документации (стандартами, тех­ ническими условиями и т. д.).

В том случае, когда на изделиях наблюдаются изменения или качественные отклонения от установленных требований технической документации, при которых на определенном отрезке времени от­ казов не происходит (изделие способно выполнять заданные функ­ ции), такие отклонения называются неисправностями.

Неисправность — состояние изделия, при котором оно не соот­ ветствует хотя бы одному из требований технической докумен­ тации, например обрыв экранировки, подгорание резистора, кор­ розия винтов, отсутствие смазки в подшипнике и т. д.

Любой отказ переводит изделие в неисправное состояние, но не всякое неисправное состояние приводит к отказу.

Неисправности могут быть конструктивными и параметриче­ скими. К о н с т р у к т и в н ы е н е и с п р а в н о с т и вызываются ме­ ханическими и электрическими нарушениями изделий: вмятинами,

8

прогибами, нарушениями покрытий, коррозией, обрывами, корот­

кой конденсаторов, изменением параметров ламп И т. д. Неисправ­ ности, как правило, со временем развиваются, и надежность изде­ лий ухудшается.

По последствиям, к которым приводят те или иные неисправ­ ности, их разделяют на две группы: основные неисправности и вто­ ростепенные. Основные неисправности могут привести к отказу изделия при использовании его по прямому назначению. Второсте­ пенные неисправности не приводят к отказу изделия, однако они могут изменить в пределах допуска значения отдельных парамет­ ров изделия, создать неудобства в эксплуатации, значительно ухуд­ шить внешний вид изделия. К подобным неисправностям отно­ сятся всевозможные нарушения отделки и покраски изделий, пробоины в блоках электронной аппаратуры без повреждения мон­ тажа, уменьшение точности измерений приборов.

Существует несколько классификаций отказов. По характеру изменения параметра до момента возникновения отказы делятся на внезапные и постепенные. В н е з а п н ы м или мгновенным на­ зывается отказ, возникший в результате мгновенного изменения одного или нескольких параметров изделия. Внезапные отказы часто наступают в результате конструктивных неисправностей в различных деталях изделий и приводят к потере работоспособно­ сти изделия. П о с т е п е н н ы м о т к а з о м называется отказ, воз­ никший в результате постепенного изменения значений одного или нескольких основных параметров изделия.

Иногда в изделии возникает сразу несколько отказов, причем некоторые отказы появляются как следствие других. Поэтому от­ казы принято разделять по взаимосвязи между собой на незави­ симые, возникновение которых не связано с предшествующими отказами, и зависимые, которые происходят в результате пере­ грузок, связанных с предшествующими неисправностями в из­ делии.

По внешним проявлениям отказы делятся на явные и неявные. Явные отказы обнаруживаются при внешнем осмотре изделий, не­ явные — специальными измерениями.

Неработоспособность — состояние изделия, в котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего выполнение изде­ лием заданных функций, не соответствует требованиям техниче­ ской документации.

Неработоспособное изделие всегда находится в неисправном состоянии, но не всякая неисправность переводит изделие в нера­ ботоспособное состояние. Например, отсутствие смазки в подшип­ нике не сразу приводит к отказу, т. е. к нарушению работоспособ­ ности подшипника.

Исправность — состояние, при котором изделие соответствует всем требованиям технической документации. Исправное изделие

9

всегда работоспособно, однако при наличии неисправностей изде­ лие тоже может быть работоспособным.

Диагностирование изделия — процесс принятия решения о тех­ ническом состоянии изделия на заданный или упрежденный мо­ мент времени на основе анализа и обработки соответствующей со­ вокупности результатов контроля параметров.

Диагностирование на упрежденный момент времени следует по­ нимать как анализ накапливаемых с течением времени результа­ тов контроля соответствующей совокупности параметров в целях предсказания степени сохранения изделием состояния исправности (работоспособности).

Контроль изделия — процесс определения состояния изделия на заданный момент. Этот процесс состоит из двух последовательных стадий:

—процесса контроля параметров;

—процесса обработки результатов контроля параметров для

установления технического состояния изделия, т. е. диагностиро­

контролю. Контроль изделия производится средством контроля. Средство контроля — это совокупность технических средств,

обеспечивающих контроль.

Термин «средство контроля» является обобщающим. К средст­ вам контроля относятся как отдельные приборы, пульты, стенды, установки, так и системы контроля.

Информационная система контроля представляет систему взаи­ модействующих между собой объекта контроля, средства контроля и человека-оператора.

Важнейшим и центральным понятием в теории надежности яв­ ляется сам термин «надежность».

Надежность — свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой нара­ ботки. Одним из количественных показателей надежности явля­ ется интенсивность отказов.

Интенсивностью отказов в каждом временном интервале At на­ зывается отношение числа отказавших элементов в единицу вре­ мени к числу элементов, оказавшихся исправными к началу ин­ тервала Ati

10