Исследование возможности увеличения ресурсных показателей изделий АГБ-3К воздушных судов Ми-8

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования
«Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф.
Решетнева»
(СибГАУ)
ИНСТИТУТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ И ТАМОЖЕННОГО ДЕЛА
НАПРАВЛЕНИЕ 25.03.02 - ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
АВИАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОСИСТЕМ И ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННЫХ
КОМПЛЕКСОВ
КАФЕДРА ПНК
Выпускная квалификационная работа
«Исследование возможности увеличения ресурсных показателей изделий АГБ-3К
воздушных судов Ми-8»
Студент (Д. Е. Строков)
Руководитель (В. Н. Гейман)
Нормоконтроль (В. М. Мусонов)
Допускается к защите
Зав. кафедрой (А. В. Кацура)
Красноярск 2017
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования
«Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф.
Решетнева»
(СибГАУ)
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой______________
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы (ВКР)
Студенту Строкову Д. Е.группыБАП12-01направление 25.03.02
1. Тема ВКР: Исследование возможности увеличения ресурсных показателей изделий
АГБ-3К воздушных судов Ми-8
2. Утверждена приказом по университету № _____________ от «____» _____ 20___ г.
3. Срок сдачи студентом первого варианта проекта (работы) ________________________
4. Срок сдачи студентом законченного проекта (работы) ___________________________
5. Исходные данные к проекту: Произвести поиск возможных решений по продлению
ресурса и срока службы изделий АГБ-3К. Произвести необходимые анализ и расчет с
целью подтверждения высокой надежности АГБ-3К. Рассчитать экономический
эффект от продления ресурса и срока службы АГБ-3К.
6. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке
вопросов): 1. Анализ данных об имеющихся в ГП КК «КрасАвиа» изделиях АГБ-3К; 2.
Разработка рекомендаций по конкретным изделиям АГБ-3К вертолетного парка ГП КК
«КрасАвиа» для установки на подконтрольную эксплуатацию до отработки ресурса или
срока службы до первого ремонта или межремонтного 5000 л.ч 10 лет; 3.Расчеты
статистических параметров, определение функций распределения, построение графиков
функций распределения, расчеты вероятностей выхода параметров за допустимые
значения, анализ отказов изделий АГБ-3К по данным авиапредприятий.
7. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):
1. Графики плотностей вероятности для четырех выборок параметров; 2. Расчет
вероятностей выхода контролируемого параметра за границы допустимых значений; 3.
Эмпирическая и теоретическая кривые для выборки параметров из паспортов изделий; 4.
Эмпирическая и теоретическая кривые для изделия 0730710; 5. Эмпирическая и
теоретическая кривые для изделия 05088422; 6. Эмпирическая и теоретическая кривые
для изделий из протоколов проверки.
Нормоконтроль (В. М. Мусонов)
Дата выдачи задания «01» 09 2016 г.
Подпись научного руководителя _______________________
Задание принял к исполнению «_____» ______________ 20___ г.
Подпись студента ___________________
Календарный график работы над ВКР на весь период проектирования (с указанием
сроков выполнения и трудоемкости отдельных этапов)
№ Содержание этапов проектирования
1.
2.
3.
4.
5.
Подготовительная часть:
Сбор необходимой информации о вертолетном парке
ГП КК «КрасАвиа», установленных на вертолетах
авиагоризонтах АГБ-3К
Изучение условий установки АГБ-3К на
подконтрольную эксплуатацию
Разработка рекомендаций по установке конкретных
изделий на подконтрольную эксплуатацию
Проектная часть:
Расчеты статистических параметров, определение
функции распределения контролируемых параметров,
расчеты вероятностей выхода параметров за
допустимые границы, расчет экономического эффекта.
Оформление пояснительной записки
6. Оформление графической части и пояснительной
записки
7. Компоновка материала и запись на информационный
носитель
Трудоемкость Срок
в%
выполнения
20
01.09.2016 18.11.2016
10
23.11.2016 30.11.2016
01.12.2016 10.12.2016
10
20
12.12.2016 26.12.2016
15
26.12.2016 04.01.2017
05.01.2017 22.01.2017
23.01.2017 31.01.2017
20
5
Содержание







Список плакатов и чертежей
Список принятых сокращений
Введение
1. Общая часть
o 1.1.Термины и определения
o 1.2 Ресурсы и сроки службы авиационной техники
o 1.3 Установка изделий АиРЭО на ВС в рамках подконотрольной
эксплуатации
o 1.4 Показатели надежности восстанавливаемых изделий
o 1.5 Диагностические параметры изделий авиационной техники
2. Проектная часть
o 2.1 Конструкция и принцип действия авиагоризонта АГБ-3К
o 2.2 Эксплуатация АГБ-3К и его неисправности
o 2.3 Вертолетный парк ГП КК «КрасАвиа», ресурсы и сроки службы
авиагоризонтов АГБ-3К
o 2.4 Перевод АГБ-3К ГП КК «КрасАвиа» на подконтрольную
эксплуатацию
3. Специальная часть
o 3.1 Оборудование для лабораторных проверок изделий на соответствие НТП
o 3.2 Методика лабораторных проверок и контролируемые параметры
o 3.3 Предварительная обработка данных лабораторных проверок
o 3.4 Расчет статистических оценок параметров распределения
o 3.5 Построение графиков по данным лабораторных проверок и оценка
их отклонения от графиков нормального распределения
3.6 Использование критерия Пирсона для проверки гипотезы о
нормальном распределении выборки контролируемых параметров
o 3.7 Построение графиков плотности вероятности для четырех выборок
параметров
o 3.8 Анализ надежности авиагоризонта АГБ-3К по данным от отказах
o 3.9 Экономический эффект от продления ресурса АГБ-3К
Заключение
Библиографический список
Приложения
o





Список плакатов и чертежей
1. Графики плотностей вероятности для четырех выборок параметров;
2. Расчет вероятностей выхода контролируемого параметра за границы допустимых
значений;
3. Эмпирическая и теоретическая кривые для выборки параметров из паспортов изделий;
4. Эмпирическая и теоретическая кривые для изделия 0730710;
5. Эмпирическая и теоретическая кривые для изделия 05088422;
6. Эмпирическая и теоретическая кривые для изделий из протоколов проверки.
Список принятых сокращений
АиКИ - агрегаты и комплектующие изделия;
АиРЭО - авиационное и радиоэлектронное оборудование;
АК - авиакомпания;
АО - акционерное общество;
АРП - авиаремонтное предприятие;
АТ - авиационная техника;
ВС - воздушное судно;
ГА - гражданская авиация;
ГОУВТ - государственный орган управления воздушным транспортом;
ГП КК - государственное предприятие Красноярского края;
ИАС - инженерно-авиационная служба;
КПА - контрольно-проверочная аппаратура;
МВЗ - Московский вертолетный завод;
НИИ - научно-исследовательский институт;
НПЦ - научно-производственный центр;
НТП - нормы технических параметров;
ОКБ - опытно-конструкторское бюро;
ППР - после последнего ремонта;
РЭО - радиоэлектронное оборудование;
СНЭ - с начала эксплуатации;
ТО - техническое обслуживание;
УПЛГ - управление поддержания летной годности;
ФГУП - федеральное государственное унитарное предприятие.
Введение
Современная экономическая обстановка не могла не коснуться авиационной отрасли
России. Авиакомпании, а также организации по техническому обслуживанию вынуждены
искать новые, более оптимальные с экономической точки зрения пути решения вопросов,
возникающих при техническом обслуживании (ТО) воздушных судов (ВС). Особенно
подвержены влиянию текущей ситуации авиакомпании, арендующие ВС в целях
пассажирских или грузовых перевозок. Зачастую таким авиакомпаниям не выгодно
совершать перевозки по какому-либо направлению без государственного субсидирования.
Помимо этого, авиакомпании необходимо выделять значительные денежные средства на
ТО ВС.
Ситуация с обменными фондами также находится в затрудненномположении. Сроки
хранения изделий авиационного и радиоэлектронного оборудования (АиРЭО) подходят к
концу, однако пополнение фондов новыми изделиями затруднено из-за ряда факторов, в
том числе и политических. Примером этому могут служить ВС производства ОКБ имени
О. К. Антонова АН-24, АН-26, АН-32, и.т.д. Как известно, установка изделий АиРЭО с
истекшими сроками хранения запрещена.
Помимо приведенных выше статей расходов, значительные средства расходуются на
капитальный ремонт изделий АиРЭО по истечению межремонтных ресурсов и сроков
службы. Касаемо приборного оборудования, конкретно рассматриваемого в данной
выпускной квалификационной работе авиагоризонта АГБ-3К серии 3, капитальный
ремонт осуществляется на предприятии - АО «Уральский приборостроительный завод».
Таким образом, предприятие, осуществляющее ремонт приведенного прибора, фактически
является монополистом в данной области. С таким вопросом столкнулось
государственное предприятие Красноярского края (ГП КК) «КрасАвиа» - в парке
авиапредприятия имеются вертолеты МИ-8Т и МИ-8МТВ-1 с установленными на них
АГБ-3К серии 3.
Целью данной выпускной квалификационной работы является проведение
подконтрольной эксплуатации изделий АГБ-3К на вертолетах МИ-8 ГП КК «КрасАвиа», а
также расчет надежности изделия с использованием методов математической статистики
и расчет экономического эффекта от проведения подконтрольной эксплуатации до
отработки ресурса или срока службы изделий.
Актуальность работы обусловлена значительным сокращением расходов авиапредприятия
на ТО изделий АГБ-3К благодаря увеличению их ресурсов и сроков службы в рамках
подконтрольной эксплуатации.
Процедура перевода агрегатов на подконтрольную эксплуатацию предусматривает
следующие шаги:
1. Оценка технического состояния на соответствие нормам технических параметров
(НТП) в лаборатории изделий АГБ-3К;
2. Оформление по результатам проверок протоколов о допуске к подконтрольной
эксплуатации. Протоколы оформляются также при плановой проверке по регламенту ТО,
отработке планируемых ресурсов и сроков службы, при отказе контрольного изделия, при
снятии или перестановке изделия в связи с производственной необходимостью;
3. После установки на вертолет контрольного изделия проверка АГБ-3К и БСПК или БКК18 (при наличии на вертолете);
4. Результаты работ направляются ежеквартально в Филиал «НИИ Аэронавигации» ФГУП
ГосНИИ ГА.
Таким образом, перевод группы изделий на подконтрольную эксплуатацию в рамках
увеличенного ресурса и срока службы позволит не направлять авиагоризонты АГБ-3К, у
которых подходит к концу срок службы до первого капитального ремонта, на
капитальный ремонт, тем самым снизив затраты на их ТО.
1. Общая часть
В общей части приведены основные теоретические сведения, касающиеся ресурсов и
сроков службы авиационной техники, подконтрольной эксплуатации, надежности изделий
авиационной техники и их диагностических параметров.
1.1 Термины и определения
Изделие - единица промышленной продукции, которая может быть объектом
эксплуатации, технического обслуживания, ремонта, транспортирования, хранения.
Исправное состояние - состояние, при котором изделие соответствует всем требованиям,
установленным технической документацией.
Неисправное состояние - состояние, при котором изделие не соответствует хотя бы
одному из требований технической документации.
Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния изделия. При
отказе один или несколько основных параметров объекта выходят за границы полей
допусков.
Ресурс - суммарная наработка изделия от начала эксплуатации или ее возобновления
после ремонта до перехода в предельное состояние.
Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации изделия от начала
эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.
Назначенный ресурс (срок службы) - суммарная наработка (календарная
продолжительность эксплуатации), по достижении которых применение по назначению
должно быть прекращено, независимо от фактического технического состояния.
Прямые диагностические параметры непосредственно характеризуют техническое
состояние объекта. К ним относятся характеристики элементов электрических схем и
элементов конструкций объектов.
Косвенные параметры опосредованно характеризуют техническое состояние объекта. К
ним относятся характеристики протекающих в объектах процессов - электрические токи и
напряжения, температуры, давления жидкостей и газов.
Определяющие параметры используются для определения вида технического состояния
объекта. С их помощью множество технических состояний объекта разделяется на
множество работоспособных состояний и множество неработоспособных состояний.
Вспомогательные параметры используются для поиска места отказа. С их помощью из
множества неработоспособных состояний выделяется конкретное неработоспособное
состояние, то есть место отказа.
1.2 Ресурсы и сроки службы авиационной техники
Одной из важнейших задач инженерно-авиационной службы (ИАС) является содержание
авиационной техники в состоянии постоянной готовности к применению.
Готовность авиационной техники определяется:
1. Исправностью;
2. Запасом ресурса;
3. Временем, необходимым для подготовки самолетов к выполнению поставленных задач.
Исправность и запас ресурса являются основными показателями готовности, но высокая
степень исправности самолетного парка и большой запас ресурса еще не полностью
определяют готовность авиатехники. Самолеты должны находиться в таком состоянии,
чтобы в минимально короткие сроки могли выполнить поставленную задачу. Поэтому
термин «готовность» включает в себя и понятие времени, потребного для подготовки
летательного аппарата к выполнению поставленной задачи.
Предельное состояние изделия определяется невозможностью его дальнейшей
эксплуатации, обусловленной снижением эффективности либо требованиями
безопасности. Авиационной технике устанавливаются следующие ресурсы (сроки
службы):
- назначенный;
- межремонтный;
- срок гарантии.
Под назначенным (техническим) ресурсом понимается допустимая (предельная)
наработка авиационной техники, в течение которой обеспечивается ее надежная работа
при соблюдении правил эксплуатации, ремонта и хранения[1]. Таким образом,
назначенный ресурс - это такая наработка, при достижении которой эксплуатация
(применение по назначению) должна быть прекращена независимо от состояния изделия.
Технический ресурс назначается из соображений безопасности полетов, экономичности и
эффективности эксплуатации авиационной техники. Поэтому он и называется
назначенным.
Рисунок 1.2.1 Типовая схема установления ресурсов
Следует заметить, что назначенный (технический) ресурс устанавливается не сразу, а
многоступенчато (Рисунок 1.2.1).
Учет расхода ресурса РЭО осуществляется по налету самолета или по наработке его в
воздухе.
Под межремонтным ресурсом понимается наработка (срок службы) авиационной техники
до капитального ремонта.
Под сроком гарантии понимается наработка или время (срок службы или хранения), в
течение которых завод-изготовитель несет ответственность за безотказную работу
авиационной техники при условии соблюдения установленных правил ее эксплуатации,
транспортирования и хранения.
В течение срока гарантии авиационная техника ремонтируется:
- силами и средствами завода-изготовителя, если АТ новая;
- своими силами и средствами (частей), но за счет АРП, если АТ восстановлена
капитальным ремонтом.
Срок гарантии на отремонтированную авиационную технику (гарантийный срок)
устанавливается в АРП.
1.3 Установка изделий АиРЭО на ВС в рамках подконтрольной эксплуатации
В целях увеличения ресурсов и сроков службы изделий на АТ предусмотрена
возможность проведения подконтрольной эксплуатации [1].Для проведения контрольной
эксплуатации изделий АиРЭО необходимо соответствующее утверждение программы или
указания государственного органа управления воздушным транспортом (ГОУВТ)
согласованное с разработчиками и владельцами АТ.Во время проведения подконтрольной
эксплуатации какого-либо изделия АТ вся информация о работе изделия анализируется и
используется по двум направлениям:
- разрабатываются рекомендации и предложения по совершенствованию программ и
методик проведения подконтрольной эксплуатации, в том числе увеличению
эффективности профилактического ТО и обеспечению эксплуатационной надежности
изделий АиРЭО;
- рассматривается совместно информация о формировании предварительных перечней и о
ходе подконтрольной эксплуатации. Такое совместное рассмотрение обеспечивает
разработку мер по увеличению сохраняемости изделий АиРЭО.
На изделиях, находящихся на контрольной эксплуатации, выполняются работы по ТО в
соответствии с регламентом.
1.4 Показатели надежности восстанавливаемых изделий
Процесс функционирования восстанавливаемых изделий можно изобразить следующим
образом (рис. 1.4.1):
Рисунок 1.4.1 Процесс функционирования восстанавливаемых изделий[2]
По оси ординат отложен порядковый номер функционирующего изделия, по оси абсцисс его наработка. Каждая прямая - есть процесс наработки восстанавливаемого изделия.
Крестиками отмечены отказы изделий. В случае, если крестик расположен в конце прямой
наработки, это обозначает отказ изделия с его дальнейшим списанием. Наличие
нескольких крестиков свидетельствует о нескольких отказах изделий с последующим
ремонтом и дальнейшим вводом его в эксплуатацию.
В качестве характеристики надежности для восстанавливаемых изделий используется
параметр потока отказов щ. Параметр потока отказов - математическое ожидание числа
отказов в момент наработки t, приходящееся на 1 ч суммарной наработки стремящегося к
бесконечности числа изделий в момент t. Статистическое значение параметра потока
отказов определяется зависимостью:
(1)
где Дn(t, Дt) -общее число отказов во всем парке испытуемых изделий на достаточно
малом интервале времени Дt, примыкающем к t; ДtнУ(t, Дt) - суммарная наработка всех
Nизделий на интервале Дt.
Для восстанавливаемых изделий характеристикой надежности является также средняя
наработка на отказ. Она является обратной функцией параметра потока отказов:
(1.1)
Эта характеристика является функцией времени наработки. Она существует для каждой
точки оси времени t. Помимо средней наработки на отказ существует средняя наработка
на отказ одного изделия:
(1.2)
Значение Tc1получается тем точнее, чем больше N.
1.5 Диагностические параметры изделий авиационной техники
Получение информации о техническом состоянии объекта осуществляется путем
измерения диагностических параметров. В пункте 1.1 уже приводились такие понятия как
прямые и косвенные диагностические параметры. Резюмируя сказанное в п. 1.1,
косвенные параметры -есть некоторая обобщенная характеристика всех прямых
параметров одного изделия. Например, сопротивление каждого элемента цепи - прямой
параметр, а ток, протекающий через цепь - косвенный, таким образом, изменение любого
прямого параметра отразится на косвенном.
Помимо этого, параметры изделий разделяются на определяющие и вспомогательные.
Определяющие параметры используются для определения вида технического состояния
изделий. С их помощью множество технических состояний изделия разделяется на
множество работоспособных состояний и множество неработоспособных состояний.
Вспомогательные параметры используются для поиска места отказа. С их помощью из
множества неработоспособных состояний выделяется конкретное неработоспособное
состояние, то есть место отказа.
Определяющий параметр характеризует качество функционирования объекта.
Пусть качество функционирования изделияхарактеризуется функцией E(x), зависящей от
определяющего параметра xобъекта. Под этой функцией можно понимать эффективность
применения изделия - вероятность выполнения изделием поставленных задач в
зависимости от отклонения параметра xот его номинального значения (рис. 1.5.1).
Критические значения параметра xакр и xbкропределяют область функционирования
изделия Sф, в которой xакр<x<xbкр.
За пределами этой области функция качества изделия уменьшается настолько, что оно не
выполняет поставленных задач, а значит, согласно, определению в п.1, изделие приходит
в состояние отказа.
Рисунок 1.5.1 Зависимость функции качества объекта от определяющего параметра[3]
Выход параметра на границы xакри xbкр означает предельное состояние, когда дальнейшая
эксплуатация изделия невозможна ввиду снижения эффективности изделия либо по
требованиям безопасности полета. Поэтому назначается область Spработоспособных
состояний изделия, в которой параметр должен находиться в допустимых пределах
xар<x<xbр.
Это неравенство является условием работоспособности изделия, а диапазон приемлемых
значений параметра xbр- xар=2дxназывается полем допуска параметра x.
Однако в процессе эксплуатации выход параметра на границы работоспособности, т. е. на
границы xар и xbр, недопустим. Поэтому для параметра изделия устанавливается поле
упреждающих допусков Syс границами xаy и xby.При этом xbр- xby? 0; xaр- xay? 0.
Упреждающие допуски создают запас работоспособности, обеспечивающие при
периодическом контроле с профилактическими (восстановительными) работами
безотказную работу объекта до очередной проверки, а при непрерывном контроле - до
возможности выполнения восстановительных работ.
В зависимости от числа регламентируемых границ поля допусков параметра различают
двусторонние и односторонние поля. Для двусторонних полей допусков устанавливают
две границы. Примером двустороннего поля допуска может служить скорость прецессии
гироскопа рассматриваемого в данной работе авиагоризонта АГБ-3К.
Для односторонних полей допусков регламентируется только одна граница. Такие поля
устанавливают, когда значения параметров должны располагаться в одних случаях в зоне
от xa до ?, а в других - в зоне от 0 до xв. Например, для переходных сопротивлений
контактов задают лишь максимально допустимое значение: чем меньше оно в реальном
случае, тем лучше. Для сопротивления изоляции электрических проводов задают лишь
минимально допустимое значение: чем больше оно в реальном случае, тем лучше.
Рисунок 1.5.2. Поле допусков на параметр: а - одностороннее с верхней границей; б одностороннее с нижней границей; в - одностороннее с верхней и нижней границами. [3]
Виды расположений полей допусков изображены на рис. 1.5.2. Двусторонние поля могут
быть симметричными и несимметричными относительно номинального значения xн
параметра.
На разных этапах (производство, эксплуатация, ремонт) на изделие воздействуют
различные факторы, к нему предъявляются различные требования. Поэтому для каждого
этапа устанавливают различные допуски на параметры объекта: производственные,
эксплуатационные, ремонтные.
Производственные допуски назначаются разработчиком и заводом-изготовителем
объекта; эксплуатационные допуски - совместно с разработчиком, заводом-изготовителем
и заказчиком (эксплуатирующей организацией); ремонтные допуски - заводомизготовителем и заказчиком.
Обычно области производственных Sn, эксплуатационных Sэ и ремонтных Sрем допусков
характеризуются соотношением:Sn?Sрем?Sэ.
Графически это соотношение показано на рис 1.5.3 (а) (для двусторонних полей
допусков).
Рисунок 1.5.3: а - схема соотношений между полями допусков, б - график распределения
определяющего параметра [3]
Значения параметра xдля множества однотипных объектов являются случайными
величинами с плотностью распределения f(x) (рис. 1.5.3 (б)). На графике заштрихованные
участки qaи qbопределяют значения вероятностей выхода параметра за пределы нижней и
верхней границ допусков соответственно. Законы распределения f(x) могут быть
различными. В частности, для приборов АТ этот закон во многих случаях является
нормальным.
На заводе-изготовителе изделия, параметры которых выходят за пределы
производственных допусков, бракуют и приводят затем в соответствие с требованиями.
Поэтому, а также вследствие более широкого поля эксплуатационных допусков (рис 1.5.3
(а)) для новых изделий, выпускаемых заводом, участки qaи qb в графике плотности
распределения практически отсутствуют, т. е. вся кривая f(x) располагается в зоне поля
допусков с определенным запасом работоспособности.
Однако с течением времени эксплуатации (хранения) характеристики объекта
изменяются: изменениям могут быть подвержены математические ожидания xmи
дисперсия уxвыходного параметра. Зависимость от наработки (хранения) этих
характеристик xm(t)и уx(t)или одной из них - одно из условий возможности
прогнозирования технического состояния изделий АиРЭО.
2. Проектная часть
Проектная часть содержит основные сведения из теории гироскопических приборов,
принцип работы авиагоризонта АГБ-3К сер. 3. Приводятся сведения о всех изделиях АГБ3К сер. 3, установленных на вертолетах МИ-8 ГП КК «КрасАвиа» и перечни изделий,
рекомендованные для установки на подконтрольную эксплуатацию. Подробно
описывается процедура перевода на подконтрольную эксплуатацию.
2.1 Конструкция и принцип действия авиагоризонта АГБ-3К
Принцип действия гироскопических приборов основан на использовании свойства
трехстепенного гироскопа сохранять заданное направление кинетического момента
неизменным в пространстве. Углы крена г и тангажа ? самолета (рис. 2.1.1 (б)) измеряют с
помощью трехстепенного гироскопа (рис. 2.1.1 (а)), установленного на самолете.
Направление кинетического момента гироскопа совпадает с вертикалью места (ось OYд) ,
внешняя ось карданова подвеса совпадает с продольной осью самолета, а внутренняя направлена вдоль оси OZд, расположенной в горизонтальной плоскости. При появлении
угла тангажа внешняя ось подвеса поворачивается вместе с самолетом, а гироузел не
изменяет своего положения в пространстве. Вследствие этого угол поворота наружной
рамы относительно внутренней оси карданова подвеса равен углу тангажа. При
накренении самолета вместе с ним поворачивается основание, на котором закреплен
гироскоп. Наружная рама остается неподвижной. Угол поворота основания относительно
наружной рамы равен углу крена самолета.
Рисунок 2.1.1. Измерение углов крена и тангажа самолета: а - отклонение гиромотора; б эволюции ВС по углам крена и тангажа[4]
Особенностью трехстепенного гироскопа является то, что направление его кинетического
момента сохраняется неизменным в мировом пространстве, а не относительно Земли. В
связи с этим из-за собственного вращения Земли и перемещения самолета относительно
Земли вертикаль места будет отклоняться от направления кинетического момента
гироскопа [4].
Авиагоризонт АГБ-3К предназначен для обеспечения экипажа визуальной информацией
об углах крена и тангажа, а также для выдачи пропорциональных этим углам
электрических сигналов управляющей системе и другим потребителям самолета.
Основными узлами данного авиагоризонта являются (рис. 2.1.2):
-трехстепенной гироскоп;
-система маятниковой коррекции;
-указатель углов крена и тангажа;
-следящая система передачи угла тангажа на указатель;
-устройства съема результатов измерений;
- арретирующее устройство.
Трехстепенный гироскоп состоит из гироузла 9 и наружной рамы 11. Ось подвеса
наружной рамы направлена по продольной оси самолета. Направление кинетического
момента гироскопа в вертикальном положении удерживается системой маятниковой
коррекции.
Чувствительными элементами системы коррекции являются одно-координатные
жидкостные переключатели 10, а исполнительными элементами - коррекционные
двигатели переменного тока 7, 13. Для устранения погрешностей в показаниях
авиагоризонта, обусловленных действием ускорений на виражах, на вертолетах МИ-8
предусмотрено отключение продольной и поперечной коррекций с помощью
выключателя коррекции ВК-53РШ.
Рисунок 2.1.2. Электрокинематическая схема авиагоризонта АГБ-3К [4]
Визуальный съем показаний авиагоризонта производится с указателя углов крена и
тангажа. Указатель состоит из шкалы тангажа 2, шкалы крена 1 и стрелки-силуэта
самолета. При накренении самолета шкала 1, связанная с корпусом прибора,
поворачивается относительно стрелки-силуэта самолета, ось которой связана с осью
наружной рамы, и тем самым осуществляется отсчет углов тангажа. Шкала тангажа
следует за углами тангажа самолета благодаря следящей системе, в которую входят
сельсин-датчик 8, расположенный на оси подвеса гироузла, сельсин-приемник 4,
усилитель 6 и двигатель-генератор 5. Электрические сигналы, пропорциональные углам
крена и тангажа, снимаются с сельсин-датчиков 12 и 8, расположенных на осях карданова
подвеса.
Для арретированиягироузла в авиагоризонте предусмотрено механическое арретирующее
устройство. Оно состоит из кнопки, выведенной на лицевую панель прибора, системы
рычагов, толкателей и двух кулачков. При нажатии на кнопку арретированиягироузел
устанавливается в положение, перпендикулярное горизонтальному основанию прибора.
Рамки автоматически освобождаются от арретира при отпускании кнопки.
2.2 Эксплуатация АГБ-3К и его неисправности
При эксплуатации авиагоризонтов АГБ-3К следует исключать любые ударные и
вибрационные нагрузки на прибор. В случае, если оси гироузлов и рам заарретированы
при рулении ВС перед взлетом, то на них будут передаваться такого рода нагрузки[5]. Из
этого следует, что до начала выруливания ВС необходимо подать питание на приборы,
привести их в рабочее состояние и разарретировать.
ПриТО следует уделять внимание транспортировке прибора. Транспортировку
необходимо производить на специальных амортизационных рамах. Не допускается снятие
прибора с приборной доски до остановки гиромотора во избежание ударных нагрузок.
Помимо этого, следует обращать внимание на состояние амортизаторов гиродатчиков, так
как их повреждение резко ухудшает условия работы гиромоторов и приводит к отказу изза повреждения электрических цепей, деформации осей и увеличения моментов трения.
Касаемо неисправностей частей авиагоризонта, то им подвержены поворотные рамы и
гиромоторы. Также имеют место быть люфты в подшипниках, разбалансировка
гироузлов, неисправности арретирующего механизма, усилителей, электромеханических
передач, двигателей коррекции, пропадающий контакт в цепях сигнализации и др. [6].
Оперативное ТО авиагоризонта включает в себя его осмотр, проверку параметров
питающих напряжений, включение питания на щите АЗС и приборной доске и
арретирование. После включения и раскрутки гиромотора, авиагоризонт должен показать
стояночное положение ВС по крену и тангажу с некоторой погрешностью. Далее,
проверяется блок БКК-18 и сигнализатор неисправности питания СНП-1[5].
После монтажа авиагоризонтов на приборную доску, необходимо сверить их показания с
основными авиагоризонтами, разность показаний не должна быть более ±2°.
При периодическом ТО проверка соответствия авиагоризонтов НТП производится в
лаборатории АиРЭО. В лаборатории АиРЭО для имитации эволюций ВС используются
специальные поворотные платформы типа УПГ-48, УПГ-56 [5]. Подробные сведения об
используемом лабораторном оборудовании приведены в специальной части данной ВКР.
2.3 Вертолетный парк ГП КК «КрасАвиа», ресурсы и сроки службы авиагоризонтов
АГБ-3К
На сегодняшний день вертолетный парк ГП КК «КрасАвиа» насчитывает тридцать единиц
вертолетов МИ-8. Из них двадцать шесть - вертолеты модификации «Т», 3 единицы модификация «АМТ» и одна единица - «МТВ». Ниже приведена таблица со сводными
данными авиагоризонтов АГБ-3К, установленных на единицах вертолетного парка (табл.
2.3.1).
Таблица 2.3.1Сводные данные по изделиям АГБ-3К сер. 3, установленных на вертолетах
Ми-8Т (МТВ) в ГП КК «КрасАвиа»
№ № Вар- № Изд.
п/п та
1.
22680
2.
22736
3.
22760
4.
22901
5.
24021
6.
24031
7088662
12077821
1045591
8088693
05077022
08110996
04088259
08110986
08099195
08099165
08099169
Дата
вып.
01.09.08
29.12.07
19.02.04
01.09.08
21.06.07
30.08.11
30.04.08
30.08.11
31.08.09
31.08.09
31.08.09
Дата посл.
ремонта
14.11.13
16.06.11
26.04.11
-
Наработка в
л.ч
СНЭ
2766
3814
2339
2733
4165
1880
2848
1175
1224
1962
315
Срок службы
в годах
ППР
1209
1872
2199
-
СНЭ ППР
6л9м 7л3м 3г1м
3г04м 0л8м
6л9м 8л3м 4г5м
4г1м 6л8м 6л9м 4г7м 8л11м 0л11м
6л1м -
7.
24150
8.
24195
9
24414
10. 24473
11. 24529
12. 24549
13. 24677
14. 24695
15. 25327
16. 25367
17. 25378
18. 25383
19. 25389
20. 22566
08099202 31.08.09
04088222 18.04.08
04055854 26.04.05
04055849 26.04.05
2088082 29.02.08
8088691 01.09.08
08088751 01.09.08
03088131 20.03.08
05088422 29.05.08
04076942 08.05.07
06066304 23.06.06
02088059 29.02.08
09088787 30.09.08
08099176 31.08.09
04076882 23.04.07
05077017 21.06.07
08066403 31.08.06
03088132 20.03.08
04076944 08.05.07
03076796 23.03.07
09066435 29.09.06
12077832 29.12.07
08066404 31.08.06
06088500 21.08.08
07088648 26.08.08
047088621 26.08.08
03076805 23.03.07
08088722 01.09.08
08088763 01.04.08
28.03.13
25.03.13
13.11.13
17.10.14
20.10.14
10.10.13
20.09.13
22.09.10
11.07.12
13.02.12
31.03.14
18.03.14
04.07.12
14.06.12
25.12.12
25.12.12
28.08.12
04.10.12
08.10.12
-
315
1251
3123
3123
3586
2412
3132
3113
1973
2883
3464
3764
3704
2545
4877
4410
4891
3824
4680
4392
4159
4039
4447
2944
2944
2581
4349
3208
3014
978
978
633
132
132
896
896
2918
1877
2088
869
869
1763
1763
1159
1159
1499
1579
-
6л1м 6л9м 4г6м 2г5м
4г6м 2г6м
7л5м 3г1м
6л9м 7л1м 1г0м
7л6м 1г0м
6л8м 6л9м 7л10м 9л3м
7л7м 2г0м
7л0м 5л0м
8л11м 0л11м
8л5м 3г2м
8л3м 3г7м
5л11м 3г6м
7л5м 3г5м
6л7м 1г9м
6л5м 1г8м
6л0м 2г2м
7л3м 2г2м
9л1м 3г1м
6л9м 6л9м 7л11м 6л5м 2г0м
7л11м 0л1м
7л11м 0л1м
Ресурс АГБ-3К до первого капитального ремонта составляет 5000 ч налета в течение
срока службы 7 лет, в том числе срок хранения в складских помещениях 2 года. При
эксплуатации изделия на вертолетах ресурс изделия до первого капитального ремонта
составляет 3000 ч налета в течение срока службы 7 лет, в том числе срок хранения в
складских помещениях 2 года.
Межремонтный ресурс составляет 5000 ч налета в течение срока службы 5 лет. При
эксплуатации изделия на вертолетах межремонтный ресурс составляет 3000 ч налета в
течение срока службы 5 лет.
Назначенный ресурс АГБ-3К составляет 15000 ч налета при 3 ремонтах в течение
назначенного срока службы 20 лет. При эксплуатации изделия на вертолетах назначенный
ресурс составляет 9000 ч налета при 3 ремонтах в течение назначенного срока службы 15
лет[7].
Указанные ресурсы, сроки службы и срок хранения действительны при соблюдении
потребителем условий и правил хранения, транспортирования и эксплуатации,
установленных эксплуатационной документацией.
Из приведенной таблицы можно выделить группу авиагоризонтов, не проходивших
капитальный ремонт, и у которых срок службы до первого капитального ремонта и (или)
ресурс до первого капитального ремонта подходит(-ят) к концу. Заводские номера этих
изделий из таблицы 2.3.1 следующие: 04076942; 04088222; 04088259; 05088422; 06088500;
07088648; 07088662; 08088691; 08088693; 08110986. Большинство из выделенной группы
авиагоризонтов имеет подходящий к завершению срок службы до первого капитального
ремонта. Это свидетельствует о том, что маршруты полетов данных ВС не являются
протяженными в такой мере, чтобы первым к концу подошел срок службы до первого
ремонта, а не ресурс. Данная проблема является широко распространенной для
ближнемагистральных самолетов, а также вертолетов. Среди приведенных изделий также
имеются изделия, имеющие наработку 1175 ч, 1251 ч и 1973 ч. Такие изделия могли
находиться некоторое время на хранении, либо ВС, на которые они установлены, имеют
малую интенсивность полетов. Учитывая тот факт, что ресурс АГБ-3К до первого
капитального ремонта для вертолетной техники составляет 3000 ч, возникает вопрос о
целесообразности значительных затрат на капитальный ремонт. Как было сказано в
пункте 2.2, основными неисправностями авиагоризонта при эксплуатации являются
разбалансировка гироузлов, повреждения поворотных рам, выработка и люфты
подшипников, отказ усилителя и др. Таким образом, большинство неисправностей АГБ3К является следствием именно длительной эксплуатации прибора. Из этого следует, что
приборы с наработкой, не достигшей ресурса до первого капитального ремонта, но с
истекшим сроком службы по прибытию на АРП могут лишь пройти процедуру
дефектации без замены каких-либо неисправных частей, однако стоимость ремонта
приборов эксплуатант вынужден будет оплатить в полном объеме в соответствии с
договором.
2.4 Перевод АГБ-3К ГП КК «КрасАвиа» на подконтрольную эксплуатацию
Из опыта эксплуатации авиакомпаниями авиагоризонтов АГБ-3Кв соответствии с
приведенной в предыдущем пункте проблемой, касающейся ресурсов и сроков службы
данного изделия, а также в соответствии с директивными письмами УПЛГ ВС
РОСАВИАЦИИ № 03.9-241 от 25.10.11 г., № 03.9-118 от 25.12.12 г, № 03.10-71 от 31.10.13
г. и Дополнением к Программе «Проведения подконтрольной эксплуатации по
техническому состоянию агрегатов и комплектующих изделий функциональных систем
вертолетов типа МИ-8, МИ-8МТВ-1 (МИ-8АМТ)» от 30.12.11 г. в части изделий АГБ-3К
сер. 3 для ГП КК «КрасАвиа» были предложены следующие шаги для перевода изделий
(таблица 2.4.1, 2.4.2) на подконтрольную эксплуатацию.
Таблица 2.4.1 Перечень изделий АГБ-3К сер. 3,рекомендуемых для установки на
подконтрольную эксплуатацию для отработки увеличенного до 1-го ремонта ресурса
№ Паспорт Нарабо Остаток
п\ ные
тка и до
п данные срок
отработки
службы планируе
мого до 1
ремонта
ресурса и
срока
службы
5000л.ч.,
10лет
Тип ВС №
Дата
Действую Действую Дата Место СН Срок
издели изготовле щий
щий срок
устано Э в служ
я
ния
ресурс до службы
вки
л.ч. бы
1Р, л.ч.
до 1Р в
СНЭ
годах
в
годах
1 Ми-8Т 040769 08.05.07 3000
7
29.09. 24473 288 6,8
42
15
3
2 Ми040882 18.04.08 3000
7
29.09. 24031 125 6,8
8МТВ-1 22
15
1
3 Ми-8Т 040882 30.04.08 3000
7
29.09. 22901 284 6,7
59
15
8
4 Ми-8Т 050884 29.05.08 3000
7
29.09. 24473 197 6,8
22
15
3
5 Ми-8Т 060885 21.08.08 3000
7
29.09. 25383 294 6,8
00
15
4
6 Ми-8Т 070886 26.08.08 3000
7
29.09. 25383 294 6,8
48
15
4
7 Ми070886 01.09.08 3000
7
29.09. 22680 276 6,8
8МТВ-1 62
15
6
8 Ми-8Т 080886 01.09.08 3000
7
29.09. 24195 241 6,8
91
15
2
9 Ми-8Т 080886 01.09.08 3000
7
29.09. 22736 273 6,8
93
15
3
10 Ми-8Т 081109 30.04.08 3000
7
29.09. 22901 117 6,8
86
15
5
СН Срок
Э в служ
л.ч. бы
СНЭ
в
годах
211 3,2
7
374 3,2
9
215 3,3
2
302 3,2
7
205 3,2
6
205 3,2
6
223 3,2
4
258 3,2
8
226 3,2
7
382 3,2
5
Таблица 2.4.2 Перечень изделий АГБ-3К сер. 3,рекомендуемых для установки на
подконтрольную эксплуатацию для отработки увеличенного межремонтного ремонта
ресурса
№ Паспортны Наработк Остаток до
п\ е данные а и срок отработки
п
службы планируемого
межремонтно
го ресурса и
срока службы
5000л.ч.,
10лет
Тип ВС
№
Дата
Дата
изделия изготовл.
рем.
Дата
Мест СН Срок Срок в
в
о уст. Э в служ служ л.ч. года
л.ч. .
.
х
СНЭ ППР
в
в
года года
х
х
1 Ми-8Т
09088787 30.09.08
22.09.1 29.09.1 2454 370 7,0
0
5
9
4
5,0
208 5,0
2
Допустить к установке на подконтрольную эксплуатацию до отработки ресурса или срока
службы до первого ремонта или межремонтного 5000 л. ч. 10 лет на вертолетах МИ-8, с
установленными на борту изделиями АГБ-3К сер.
Подконтрольная эксплуатация АГБ-3К сер. 3 проводится на вертолетах типа МИ-8 в
комплектации двух или трех авиагоризонтов АГБ-3К сер. 3 (АГБ командира воздушного
судна, АГБ второго пилота, АГБ резервный), выключателя коррекции ВК-53 (один или
два) и блока БСПК (БКК-18).
На подконтрольную эксплуатацию допускается установка не более двух контрольных
АГБ-3К сер. 3 на место второго пилота и резервный.
На место командира воздушного судна должен быть установлен АГБ-3К сер. 3,
эксплуатация которого производится в соответствии с действующими ресурсами и
сроками службы.
Провести оценку технического состояния на соответствие НТП в лаборатории изделий
АГБ-3К сер. 3, устанавливаемых на подконтрольную эксплуатацию. По результатам
оформить протокол проверки и сделать запись в паспорте изделия: «Допущен к
подконтрольной эксплуатации до отработки ресурса или срока службы до первого
ремонта или межремонтного 5000 л.ч 10 лет в соответствии с директивными письмами
УПЛГ ВС РОСАВИАЦИИ № 03.9-241 от 25.10.11 г., № 03.9-118 от 25.12.12 г, № 03.10-71
от 31.10.13 г, и Дополнением к Программе от 23.10.13 г.-14.03.14г.».
Протоколы оформляются также при плановой проверке контрольного изделия по
Регламенту ТО через каждые 500 л.ч (МИ-8МТВ-1), 750 л.ч (МИ-8Т), отработке
планируемых ресурсов или сроков службы, при отказе контрольного изделия, при
перестановке изделия или снятии его по производственной необходимости.
После установки на вертолет контрольного изделия провести проверку АГБ-3К сер. 3 и
БСПК или БКК-16 (при наличии на вертолете) с помощью пульта ПП-БСПК согласно РО91 от 30.08.91 г. МИ-8Т, ПН-8 согласно РО МИ-8МТВ-1 от 14.12.94 г. По результатам
оформить протокол с указанием номера смежного АГБ-3К сер. 3, места установки их на
вертолете.
Результаты работ, выполненных ГП КК «КрасАвиа» ежеквартально направлять в Филиал
«НИИ Аэронавигации» ФГУП ГосНИИ ГА.
Работу проводить в соответствии с Дополнением к Программе «Проведения
подконтрольной эксплуатации по техническому состоянию агрегатов и комплектующих
изделий функциональных систем вертолетов типа МИ-8, МИ-8МТВ-1 (МИ-8АМТ)» от
30.12.11 г. в части изделий АГБ-3К сер. 3, эксплуатирующихся на вертолетах типа МИ-8.
В процессе эксплуатации вертолетов типа МИ-8 при необходимости (снятии контрольного
изделия с вертолета по отказу, отработке планируемых ресурсов, сроков службы или
производственной необходимости) контрольный авиагоризонт АГБ-3К сер. 3 заменяется
другим авиагоризонтом АГБ-3К сер. 3 из числа рекомендованных для подконтрольной
эксплуатации или имеющим действующие ресурсы и сроки службы.
При передаче вертолетов типа МИ-8 в аренду другомуэксплуатанту контрольные изделия
должны быть демонтированы.
Помимо приведенных в предыдущем пункте десяти изделий, не проходивших первого
капитального ремонта, также предлагается установить на подконтрольную эксплуатацию
изделие с заводским номером 09088787 (таблица 2.4.2) ввиду того, что у него истекают
межремонтные ресурс и календарный срок службы (таблица 2.3.1).
Таким образом, предлагается установить на подконтрольную эксплуатацию одиннадцать
авиагоризонтов АГБ-3К 3 сер., из них один авиагоризонт уже проходил капитальный
ремонт, остальные десять - ни разу не ремонтировались.
3. Специальная часть
В специальной части приведены оборудование и методика лабораторных проверок,
выдвинута гипотеза о виде распределения контролируемых параметров авиагоризонта,
произведены расчеты вероятностей попадания параметров за допуски. Помимо этого,
проведен анализ отказов авиагоризонтов АГБ-3К сер. 3, выполнен расчет экономического
эффекта от установки изделий на подконтрольную эксплуатацию
3.1 Оборудование для лабораторных проверок изделийна соответствие НТП
Для продления ресурса все авиагоризонты должны пройти лабораторные проверки. По
окончанию проверок все контролируемые параметры заносятся в протокол проверки.
Помимо этого, результаты контроля параметров заносятся в паспорт изделия. Причинами
лабораторных проверок могут быть приемо-сдаточные испытания, входной контроль,
работы по формам ТО, неисправность изделия.
В качестве средств контроля используются лабораторные установки УПГ-48, УПГ-56,
МПУ-1[8]. В данном исследовании использовалась установка УПГ-48. Она представляет
собой подвижную платформу, установленную на корпусе регулируемого привода. На
платформе установлены кронштейны для крепления авиагоризонта. Помимо УПГ-48
используются: установка 63689/033, вольтметр В3-2А, источник постоянного тока 27 В и
трехфазного тока 36 В 400 Гц,секундомер.
УПГ-48 обеспечивает: вращение объекта контроля в горизонтальной плоскости на
неограниченный угол в обе стороны с плавно изменяющимися угловыми скоростями от 0
до 18 ?/с; вращение в вертикальной плоскости с теми же скоростями при расположении
установки пультом управления вверх; периодические колебания относительно трех
ортогональных осей на угол до 10? при автома...