Структурные схемы надежности (ССН)

Для расчета надежности ЛА на этапе проектирования или стендовых испытаний необходимо представить его как систему, доводя деление на элементы по возможности до такого уровня, элементы которого являлись бы типовыми, комплектующими, а отказы элементов можно было бы считать независимыми. Выбранное деление системы на элементы и влияние отказов элементов на надежность системы отображаются структурной схемой надежности (ССН).

Структурная схема позволяет учесть надежность всех элементов и метод соединения элементов между собой при расчете надежности отсека.

В общем случае в системе наряду с параллельными могут быть и последовательные соединения элементов. Для оценки надежности такой системы следует условно расчленить ее на ряд узлов, содержащих только параллельные или только последовательные соединения. Затем условно выделить подсистемы, в которых узлы соединены последовательно или параллельно. Для каждого из узлов, а затем и подсистем найти надежность по соответствующим формулам в зависимости от порядка соединения элементов в узлах и узлов в подсистемах. Надежность системы определить в зависимости от соединения подсистем.

Пример. Система S состоит из 9 элементов Э₁, Э₂,…, Э₉, соединенных, как показано на рис. 1.23 а. Надежности элементов Р₁, Р₂, …, Р₉. Найти надежность системы S.

Р е ш е н и е. Условно выделяем узлы с последовательным соединением элементов. Такими будут II, IV, V узлы. Для них по формуле (1.30) находим надежности Р_II = Р₄Р₅; Р_IV = Р₆Р₇; Р_V = Р₈Р₉.

Узел I c параллельным соединением элементов Э₂ и Э₃ согласно формуле (1.36) имеет надежность: Р_I = 1 – (1 – Р₂)(1 – Р₃).

Подсистема III с последовательным соединением элемента Э1 и узлов I, II обладает надежностью: Р_III = Р₁Р_IР_II.

Подсистема VI с параллельным соединением узлов IV и V имеет надежность: Р_VI = 1 – (1 – P_IV)(1 – P_V).

Система S из параллельно соединенных узлов III и VI имеет надежность: Р = 1 – (1 – Р_III)(1 – P_VI).

Для иллюстрации рассмотренного подхода на рис.1.23 в. представлена ПГС и соответствующая ей структурная схема надежности ДУ разгонного блока «Аджена» [ 1 ]

Рис. 1.23 в Пневмогидравлическая схема и структурная схема надежности двигателя разгонного блока «Аджена».

(1- насос горючего (НГ), 2- насос окислителя (НО),

3, 8, 18- фильтры (Ф), 4- коробка передач (КП), 5-турбина(Т), 6- клапан окислителя (КО), 7, 13, 16- прорывные мембраны (М)

9- пироклапан (ПК), 10- реле давления (РД), 11- камера сгорания (КС), 12- клапан горючего (КГ), 14- газогенератор (ГГ), 15- пиростартер (ПС), 17- воспламенитель (ВС), 19,21- стабилизатор расхода (СТ), 20- клапан газогенератора (КГГ),

22- узел соединения (УС), 23- трубопровод (ТР)).

Как видно из структурной схемы, надежность может быть рассчитана как система с последовательным соединением элементов. Причем при расчете надежности отдельных элементов нужно учитывать возможность применения резервирования.