基于故障危害度的飛機(jī)電源系統(tǒng)可靠性評估分析

周欽 趙玉杰 李濤

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，飛機(jī)取得了長足的發(fā)展和進(jìn)步，并且已然成為人們?nèi)粘Ｉ畛鲂斜夭豢缮俚慕煌üぞ?。通常來講，要以全面解析飛機(jī)電源系統(tǒng)故障危害度為先決條件，判斷飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性，主要是由于飛機(jī)電源本身的安全經(jīng)濟(jì)性和效能性直接決定了其質(zhì)量的優(yōu)劣。在其中，效能評估中的核心點就是可靠性的指標(biāo)。本文主要是對基于故障危害度的飛機(jī)電源系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的適用措施，在故障危害度鑒別的基礎(chǔ)之上，提高其可靠性。

關(guān)鍵詞：故障危害度;飛機(jī)電源系統(tǒng);可靠性;評估

1可靠性概述

一般來說，飛機(jī)電源系統(tǒng)的效能、安全和經(jīng)濟(jì)性的綜合質(zhì)量代表了其自身的質(zhì)量水平。其中，電源系統(tǒng)的性能、可靠性和維修性是衡量效能的三要素。系統(tǒng)在一定時間內(nèi)和特定的條件下，完成一定功能的能力，稱之為系統(tǒng)的可靠性;性能是系統(tǒng)用途的表現(xiàn);當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障之后，其方便維修的能力，稱之為維修性，表示系統(tǒng)功能恢復(fù)如初能力的大小。上述三要素都屬于先天性的，是在設(shè)計階段完成的。在實際的工程當(dāng)中，引入可靠度、故障率、故障時間、使用周期等特定參數(shù)，以更好地表現(xiàn)可靠性的高低。除此之外，可用性和維修時間等可靠性特征量衡量可修復(fù)系統(tǒng)。作為判定飛機(jī)電源系統(tǒng)可靠性是否滿足設(shè)計時目標(biāo)和促進(jìn)其可靠性增長的重要手段，飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性評估目前的方法多種多樣，但尚未存在一種完美理想的方法，所以要科學(xué)合理地研究可靠性評估的方法。

2基于故障危害度的統(tǒng)計模型

2.1基于危害度的故障分類

一般來說，系統(tǒng)由于某些零部件的失效而出現(xiàn)故障，并不一定會導(dǎo)致致命的危害。所以，定量分析中的重要環(huán)節(jié)就是對于失效嚴(yán)重程度和失效幾率進(jìn)行確定。對于飛機(jī)電源系統(tǒng)來說，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，故障模式也多種多樣，不同的故障對于飛機(jī)電源系統(tǒng)的危害程度也不一樣?；谖：Χ葘︼w機(jī)電源系統(tǒng)故障進(jìn)行分類，能夠更科學(xué)、有效地評估飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性。飛機(jī)電源系統(tǒng)的故障根據(jù)其在運行過程中發(fā)生的大量故障數(shù)據(jù)，大致可以分為四類，主要是：第一，擊穿燒毀類。此類故障指的是在飛機(jī)電源系統(tǒng)運行的過程當(dāng)中，某些元器件被擊穿燒毀的故障，其后果是飛機(jī)電源系統(tǒng)停止供電或者任務(wù)無效，影響飛機(jī)的運行安全。第二，接觸不良。此類故障是指飛機(jī)電源系統(tǒng)中零部件接觸異常，斷斷續(xù)續(xù)，其后果是飛機(jī)不能繼續(xù)運行。第三，性能參數(shù)與額定值出現(xiàn)偏差。此類故障不會影響飛機(jī)的運行安全和任務(wù)的完成，只是表示飛機(jī)電源系統(tǒng)的性能參數(shù)與額定數(shù)值出現(xiàn)不同。第四，輕微性。此類故障比較容易排查，且受人為因素的影響，排查處理之后不會影響飛機(jī)電源系統(tǒng)的運行性能。

2.2各類危害度故障可靠性指標(biāo)評估

如果飛機(jī)電源系統(tǒng)的故障只存在單獨的故障形式，可以直接分布檢測和參數(shù)預(yù)估此類故障的模式，以對此類故障的可靠性指標(biāo)進(jìn)行明確。如果存在多種故障形式，就需要對其進(jìn)行分類處理，所分布的類型主要是以故障原理為依據(jù)，再分別分布檢測和參數(shù)預(yù)估每一類故障的模式，以對每類故障的可靠性指標(biāo)進(jìn)行明確。利用二次分布的方法，二次混合各種故障模式，對其進(jìn)行分布檢測和參數(shù)預(yù)估，以此對此類故障的可靠性指標(biāo)進(jìn)行明確。飛機(jī)電源系統(tǒng)的故障形式各式各樣，需要經(jīng)過分布的檢測試驗確定選取某種分布，用以描述某一具體的故障形式，比如，正態(tài)、指數(shù)、威布爾等多種檢驗方法。分布計算法第一步是統(tǒng)計分析飛機(jī)電源系統(tǒng)的各種故障信息，以求取故障的分布規(guī)律，比如，指數(shù)分布和正態(tài)分布等，再通過故障的分布規(guī)律對飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行計算。二次分布計算法是以分布計算法的原理為基礎(chǔ)，以失效的模式對故障進(jìn)行歸納分類，對同類故障模式的分布規(guī)律和可靠性指標(biāo)進(jìn)行分別計算，再二次混合故障模式，最后計算得出整體的故障分布規(guī)律和可靠性的指標(biāo)。

3飛機(jī)電源系統(tǒng)可靠性評估

評估飛機(jī)電源系統(tǒng)的平均無故障時間，所采用的數(shù)學(xué)平均值算法，是飛機(jī)電源系統(tǒng)的總運行時間除以飛機(jī)電源系統(tǒng)的總故障數(shù)量;整體混合分布計算方法是一次性混合全部的故障模式，對其進(jìn)行擬合檢驗，以對故障分布的模型進(jìn)行明確，再進(jìn)行平均無故障時間指標(biāo)的分析和評估。作為一種隨機(jī)可變的可變量，點估計值與母體的可靠性指標(biāo)實際值有可能相差無幾，也可能差之千里，也正是因為點估計值的可信度比較差，因此只能提供一個估計區(qū)間供母體可靠性指標(biāo)參數(shù)參考。置信下限是飛機(jī)電源系統(tǒng)平均無故障值的重點。在一定的置信度條件要求下，形狀的參數(shù)、特征參數(shù)和樣本的數(shù)量等都可以比較大地影響到指數(shù)分布壽命的置信下限系數(shù)。

飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性在不同時間段內(nèi)變化范圍比較大，隨著運行時間的增長，曲線的整體是向后緩慢移動的趨勢，表明飛機(jī)電源系統(tǒng)的故障在前期比較多，整體的平均無故障時間數(shù)值比較低。隨著運行時間的增加，飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性參數(shù)在穩(wěn)步提升，性能也逐漸趨于平穩(wěn);運行時間累加到一定數(shù)值以后，曲線又呈向上移動的趨勢，意味著飛機(jī)電源系統(tǒng)運行后期的故障比較多。需要指出的是，由于電源系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)尚未成熟，工作性能的穩(wěn)定性還有待提升，為此，不能采用飛機(jī)整體故障樣本來對其可靠性進(jìn)行相關(guān)分析和評估。由于故障樣本在分析中具有一定的時間效應(yīng)，為此，為了更精準(zhǔn)的反映出飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性在進(jìn)行評估過程中還要綜合考慮到樣本的時效性，進(jìn)而促進(jìn)飛機(jī)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

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