Параметры надежности радиоэлектронного устройства

Номер группы	Элементы
1 2 3 4 5 6	Транзисторы Резисторы Конденсаторы Катушки индуктивности Трансформаторы Реле	20 180 120 25 10 15	3, 3 0, 3 0, 54 1, 5 2, 15 5, 0	66, 0 54, 0 64, 8 37, 5 21, 5 75, 0

3. Вычислим интенсивность отказов и среднее время безотказной работы приемного устройства

 

 

Как показывают результаты расчетов, значения параметров надежности, рассчитанные по среднегрупповым значениям интенсивности отказов и коэффициентным методом, отличаются изначально.

Расчет надежности по интенсивностям отказов, определяемым по результатам эксплуатации аналогичных типов аппаратуры. Если при разработке электронной системы в эксплуатации имеется аналогичное оборудование с известным уровнем надежности, то данные по его надежности можно использовать для ориентировочного расчета надежности проектируемой системы. Расчеты по этому методу основаны на предположении, что интенсивность отказов элементов проектируемого и эксплуатируемого оборудования примерно одинакова. Исходными данными для такого расчета являются:

– среднее время безотказной работы эксплуатируемой системы T_0э;

– число элементов эксплуатируемой системы N _э;

– число элементов разрабатываемой системы N_p.

Среднее время безотказной работы эксплуатируемой системы определяется по результатам эксплуатации, число элементов проектируемой системы обычно известно уже на этапе эскизного проектирования.

Средняя интенсивность отказов элементов эксплуатируемой системы равна:

 

а проектируемой

Согласно сделанному выше предположению о равенстве интенсивности отказов проектируемой и эксплуатируемой систем, можно записать:

Это позволяет определить среднее время безотказной работы проектируемой системы по формуле:

Расчет остальных параметров надежности проектируемой системы производится на основе выражений, определяющих аналитические соотношения между ними.

Достоинством данного метода расчета является то, что он в некоторой степени учитывает реальные условия эксплуатации авиационного оборудования. Однако удовлетворительные по точности результаты могут быть получены только при условии, что проектируемая и эксплуатируемая системы аналогичны и условия эксплуатации проектируемой и эксплуатируемой систем совпадают. Очевидно, этот метод расчета применим в том случае, если в проектируемой и эксплуатируемой системах будут использоваться элементы с примерно одинаковыми значениями среднегрупповых интенсивностей отказов, и не нарушено соотношение между числом элементов в различных группах.

Приближенный расчет на заданную надежность. Расчет авиационного оборудования на заданную надежность обычно производится на этапе проектирования. Целью расчета является определение надежности отдельных элементов системы таким образом, чтобы надежность всей системы соответствовала заданному уровню. Другими словами, задача заключается в том, чтобы определить требуемую надежность элементов системы, если задана вероятность безотказной работы всей системы. На первоначальном этапе решения этой задачи элементом будем считать блоки, узлы, каналы системы. Например, для самолетной радиолокационной станции элементами являются блоки: приемник, передатчик, синхронизатор, индикатор и др.

Первоначально определим среднее время безотказной работы системы по заданной вероятности безотказной работы за время t. Логарифмируя выражение для вероятности безотказной работы, получим

 

 

Следовательно, задача заключается в том, чтобы по суммарной величине интенсивности отказов системы определить интенсивность отказов каждого блока.

Интенсивность отказов блоков можно определить, исходя из различных соображений, однако при этом следует учитывать сложность блока и ответственность тех функций, которые он выполняет.

Приведем методику решения задачи, исходя только из сложности блоков системы. В этом случае интенсивность отказов системы целесообразно распределить между блоками пропорционально количеству первичных элементов в них.

Средняя интенсивность отказов по всем группам элементов равна:

 

где N – общее число первичных элементов в системе.

Если в i-том блоке системы имеется N _i первичных элементов, то

 

 

где  – интенсивность отказов i-го блока.

Следовательно, , т. е. интенсивность отказов i-го блока системы равна:

Среднее время безотказной работы равно:

 

Таким образом, если интенсивность отказов блоков распределить пропорционально их сложности, т. е. пропорционально числу элементов, то общая интенсивность отказов системы будет обеспечивать заданное значение вероятности безотказной работы.

Приведенная методика расчета не учитывает степени важности отдельных блоков, то есть не учитывает влияния отказов блоков на эффективность авиационного оборудования. Степень влияния отдельных блоков на эффективность системы можно оценить при помощи коэффициента значимости K_знi, под которым понимают отношение числа невыполненных заданий вследствие отказов i-го блока к общему числу отказов данного блока:

 

 

Очевидно, надежность блока должна быть тем выше, чем большую роль он играет в выполнении оперативных задач, т. е. надежность должна возрастать для блоков с большими коэффициентами К_зні. Аналитически это учитывается тем, что в выражение (3.4) вводится значение К_зні

Величина интенсивности отказов і-го блока определяется по формуле:

 

 

Данная методика обоснования требуемой надежности может быть применена для определения уровня надежности первичных элементов, т. е. надежности конденсаторов, резисторов, реле и т. д. Для определения интенсивности отказов j-ой группы элементов (например, транзисторов) задаются допустимым уровнем отказов γ _j системы (или блока) за счет отказов элементов данной j-ой группы:

где λ _j – допустимая интенсивность отказов j-ой группы элементов; – число элементов данной группы.

Поскольку интенсивность отказов системы Λ известна, допустимая интенсивность отказов элементов j-ой группы определяется как

 

Пример3.3. Радиолокационная станция состоит из пяти блоков: передатчика, приемника, синхронизатора, индикатора и пульта управления. В блоках используются равнонадежные модули, количество которых приведено в табл. 2.4. Определить наработку на отказ каждого блока, чтобы обеспечить среднее время безотказной работы станции Т₀= 100 ч. Коэффициенты значимости блоков также приведены в табл. 2.4.

 

                                                                                         Таблица 3.4

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: