Надежность и экономическая эффективность

Любые выявленные неисправности, даже незначительные, требуют проведения каких-либо работ для их устранения и поэтому увеличива­ют трудоемкость обслуживания, а также затраты на эксплуатацию дви­гателя. Совершенно очевиден экономический ущерб, связанный с малой величиной ресурса или преждевременным выходом двигателя из строя. Таким образом экономическая эффективность двигателя неразрывно связана с надежностью и ресурсом. Практически всегда после освоения в эксплуатации первой модификации двигателя начинается новый цикл его совершенствования, имеющий целью повышение ресурса и надежности:

1) В исследовательских и конструкторских организациях соответствующие затраты связаны, главным образом, с разработкой, изготовлением и испытанием опытных образцов, на которых проверяются мероприятия, обеспечивающие высокую долговечность конструкции и ее надежность.

2) На серийных заводах затраты определяются изменением технологии, приобретением нового оборудования, использованием более высококачественных материалов и покупных изделий, повышением квалификации рабочих.

3) В эксплуатации требуется повышение квалификации обслужива­ющего персонала, внедрение более совершенной системы профилакти­ческих мероприятий обслуживания и ремонта.

С другой стороны, повышение ресурса и надежности приводит к высвобождению производственных мощностей и экономии материалов в связи с сокращением потребного количества выпускаемых двигателей и уменьшением стоимости каждого часа работы двигательной установки.

Поэтому задача определения экономического эффекта при увеличении ресурса и надежности является оптимизационной.

На начальном этапе развития газотурбинной техники, когда ис­ходный ресурс был невелик, дальнейшее его увеличение было целесообразно во всех случаях. Но чем выше ресурс и надежность, тем больше усилий и затрат требует от промышленности их дальнейшее повышение. При эксплуатации уже не удается получить столь же значительный экономический эффект, как на первых стадиях повышения ресурса.

На рис.5. приведен качественный график изменения затрат С, в зависимости от вероятности Р безотказной работы двигателя. Чем больше вероятность Р безотказной работы двигателя, тем затраты С-производственные на его разработку и изготовление выше; в то же время низкий уровень надежности создаваемого изделия определяет высокие значения эксплуатационных затрат.

Кривая С-суммарная определяет суммарные затраты промышленнос­ти и эксплуатирующих организаций.

Оптимальное значение вероятности безотказной работы двигателя наблюдается при минимальной величине С-суммарная.

Стоимость разработки двигателя удваивается каждые 7 - 8 лет. Возросли также расходы, связанные с эксплуатацией и ремонтом. Поэтому сокращение расходов на изготовление и эксплуатацию двигателей стало первостепенной экономической задачей в области двигателест­роения.

Важным резервом в решении этой проблемы является переход от эксплуатации двигателя с фиксированным ресурсом на эксплуатацию по фактическому состоянию.

На рис. 6 представлена типичная для авиационного двигателя зависимость изменения во времени уровня его надежности в процессе длительной эксплуатации с ремонтами. Из анализа гра­фиков следует, что в течение эксплуатации уровень надежности двигателя постепенно снижается от начальной величины до минимально допустимой величины . На первом этапе эксплуата­ции, когда текущий уровень надежности превышает , межремонтный срок равен . В момент времени , когда уровень надежности достигает , эксплуатация изделия прекращается, и оно направляется в ремонт. Количество агрегатов и узлов, замененных при первом ремонте, равно ; при этом уровень надеж­ности повышается до . Однако из-за снижения уровня надежнос­ти оставшихся основных узлов вероятность безотказной работы изделия меньше первоначальной величины . Изделие вновь поступает в эксплуатацию и используется до необходимости проведе­ния второго ремонта в период .