全動(dòng)飛行模擬機(jī)可靠性分析基礎(chǔ)研究

何元旭

摘要：飛機(jī)模擬機(jī)需要承載高強(qiáng)度高負(fù)荷的訓(xùn)練工作，受到不同強(qiáng)度交變載荷的沖擊，這對(duì)模擬機(jī)的可靠性提出了較高的要求。文章介紹了飛機(jī)模擬機(jī)可靠性研究過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題，說(shuō)明了數(shù)據(jù)的采集與處理過(guò)程，并闡述了穩(wěn)定性方案等內(nèi)容。模擬機(jī)的可靠性需要保證數(shù)據(jù)可靠，對(duì)工作環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)均有要求。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)模擬機(jī)；可靠性；穩(wěn)定性；飛行訓(xùn)練；維修方案；數(shù)據(jù)收集 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：V217 文章編號(hào)：1009-2374（2016）22-0015-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.008

目前，飛機(jī)模擬機(jī)是飛行員進(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練的主要設(shè)施裝備，飛機(jī)模擬機(jī)的可靠性越來(lái)越受到技術(shù)人員的關(guān)注。傳統(tǒng)修護(hù)過(guò)程主要是定期的進(jìn)行模擬機(jī)的安全檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后進(jìn)行補(bǔ)修，可能造成裝備在多次重復(fù)的裝拆過(guò)程中自身發(fā)生破損。對(duì)模擬機(jī)的安全評(píng)價(jià)和運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)是重要的過(guò)程，提高維修方案的時(shí)效性，不斷對(duì)比模擬機(jī)運(yùn)行的狀況與實(shí)際的維護(hù)成本需要進(jìn)行科學(xué)的可靠性分析方法，而不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的維護(hù)修復(fù)。這樣使得模擬機(jī)的破壞率增加，影響了正常工作。文章介紹了飛機(jī)模擬機(jī)可靠性研究時(shí)需要注意的基本問(wèn)題，然后針對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理進(jìn)行說(shuō)明，最后闡述了可靠性設(shè)計(jì)方案。

1 飛機(jī)模擬機(jī)可靠性研究應(yīng)注意的問(wèn)題

飛機(jī)模擬機(jī)的可靠性是指在模擬機(jī)在產(chǎn)品規(guī)定的時(shí)間里，可以完成特定的功能，并保證功能完整性的能力?？煽啃栽O(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括工作環(huán)境和條件、規(guī)定時(shí)間、指定的功能等。環(huán)境條件是指模擬機(jī)使用環(huán)境狀況包括溫度、氣壓以及適度等參數(shù)，在一定的相對(duì)溫度、氣壓等工作環(huán)境中，相同規(guī)格的模擬機(jī)應(yīng)該具有相同的使用壽命和可靠性。但是不同的工況條件，即使模擬機(jī)規(guī)格相同，可靠性也可能存在加大偏差。規(guī)定時(shí)間是指模擬機(jī)完成指定任務(wù)的時(shí)間，隨著飛機(jī)模擬機(jī)工作循環(huán)次數(shù)的增加、工作環(huán)境的變化、時(shí)間和任務(wù)量的增加，其發(fā)生故障的概率就增加，可靠性下降。一般而言，飛機(jī)模擬機(jī)在出場(chǎng)時(shí)都附有一定的技術(shù)指標(biāo)，而且在使用前需要進(jìn)行機(jī)器的校核檢驗(yàn)，對(duì)可靠性進(jìn)行合理評(píng)估。飛機(jī)模擬機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)需要徹底調(diào)查飛機(jī)的功能和性能界限，有利于故障的排查。

在對(duì)飛機(jī)模擬機(jī)進(jìn)行可靠性分析時(shí)需要采用適當(dāng)?shù)姆椒āＴ趯?duì)實(shí)際工程進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與分析的基礎(chǔ)上對(duì)分析的結(jié)果進(jìn)行判斷，為進(jìn)行飛機(jī)模擬機(jī)的可靠性分析，需要明確模擬機(jī)的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)打分，通過(guò)加權(quán)求和可以獲得總的可靠度得分。飛機(jī)模擬機(jī)的評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)包括機(jī)隊(duì)的可靠性、整機(jī)的可靠性、部件裝備的可靠性等多個(gè)指標(biāo)因素。模擬機(jī)可靠性評(píng)價(jià)的結(jié)果應(yīng)該是保持模擬機(jī)可靠性的總體方案，為下一階段可靠性方案的實(shí)施進(jìn)行合理規(guī)劃做出指導(dǎo)說(shuō)明，形成后續(xù)的可靠性管理體系。

2 數(shù)據(jù)可靠性收集與處理

飛機(jī)模擬機(jī)可靠性分析需要在一定的指標(biāo)作用下，充分收集數(shù)據(jù)，并深入研究數(shù)據(jù)內(nèi)部規(guī)律，挖掘數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，為可靠性分析提供有意義的數(shù)據(jù)原本。在數(shù)據(jù)的采集過(guò)程中需要建立具有數(shù)據(jù)收集、分析、后處理和反饋功能的總體系統(tǒng)，并針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)參數(shù)追蹤與控制。數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)需要協(xié)調(diào)每個(gè)環(huán)節(jié)工作特性，分析具體的數(shù)據(jù)變化區(qū)間。由于在飛機(jī)模擬機(jī)工作過(guò)程中環(huán)境參數(shù)變化大，需要檢測(cè)數(shù)據(jù)多，檢測(cè)人員需要做好記錄，并根據(jù)不同的工作時(shí)間對(duì)工作階段進(jìn)行合理劃分，保證數(shù)據(jù)可靠。

數(shù)據(jù)的預(yù)處理是重要的過(guò)程，一些具有時(shí)間序列特點(diǎn)的數(shù)據(jù)通常具有一定的動(dòng)態(tài)變化性，由于一些數(shù)據(jù)的使用對(duì)數(shù)據(jù)有較高的要求，直觀的數(shù)據(jù)并不能完成數(shù)據(jù)挖掘的開(kāi)展。機(jī)器工作狀況具有一定的閾值要求，需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性能的標(biāo)準(zhǔn)的分析方法，將采集到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)圖表等形式觀察變化趨勢(shì)，并通過(guò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定數(shù)據(jù)是否合理，通過(guò)與閾值比較確定模擬機(jī)的安全性能狀態(tài)。在數(shù)據(jù)的收集與處理過(guò)程中，系統(tǒng)需要收集的數(shù)據(jù)項(xiàng)目以及內(nèi)容如表1

所示：

數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目主要包括基本數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)，從表1中可以看出，模擬機(jī)的運(yùn)行時(shí)間是重要的數(shù)據(jù)關(guān)注對(duì)象。為了保證數(shù)據(jù)的可靠性，飛行訓(xùn)練部門(mén)需要建立一套完整的數(shù)據(jù)采集體系，根據(jù)工作流程以及實(shí)際工作狀況進(jìn)行詳細(xì)記錄，以此確定數(shù)據(jù)的采集可靠合理。另外，在一定的條件下，數(shù)據(jù)可以完成錄入與檢索功能。數(shù)據(jù)在分析前，管理部門(mén)需要建立一套可靠的管理機(jī)制，這個(gè)過(guò)程對(duì)于數(shù)據(jù)的審核和確認(rèn)是非常有利的。同時(shí)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、相關(guān)性方面需要進(jìn)行核實(shí)，減少大量的數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的降維，便于數(shù)據(jù)的記錄和數(shù)據(jù)材料的制定。在數(shù)據(jù)文件初步制定完成后，可靠性管理部門(mén)需要開(kāi)展會(huì)議調(diào)查，避免主觀的數(shù)據(jù)處理造成后續(xù)工作的偏差。根據(jù)規(guī)范的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，按照一定的時(shí)間周期對(duì)可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化的總結(jié)匯總。

對(duì)于一些沒(méi)有閾值控制的數(shù)據(jù)分析過(guò)程，分析人員需要進(jìn)行異常現(xiàn)象的檢查與控制，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣檢查，對(duì)缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行均值處理或其他數(shù)據(jù)處理辦法進(jìn)行補(bǔ)充。數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，可以采用一些輔助的統(tǒng)計(jì)方法，根據(jù)表1中的分析因素，進(jìn)行全面的可靠性分析。大數(shù)據(jù)通常滿足一定的分布規(guī)律，在概率統(tǒng)計(jì)中，大量數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布，這對(duì)于數(shù)據(jù)處理是有利的，數(shù)據(jù)的可靠程度對(duì)模擬機(jī)可靠性分析是非常重要的。

3 可靠性方案介紹

飛機(jī)模擬的可靠性方案的輸出是通過(guò)研究之后的，具有一定數(shù)據(jù)可靠性的設(shè)計(jì)方案形式。模擬機(jī)需要具有一整套的可靠性設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容包括方案應(yīng)用范圍、可靠性術(shù)語(yǔ)的介紹以及相關(guān)的組織機(jī)構(gòu)、維修管理方案、完整的控制方案等?？刂品桨赴▽?duì)模擬機(jī)的運(yùn)行原理、可靠穩(wěn)定的控制程序、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集過(guò)程、數(shù)據(jù)系統(tǒng)的說(shuō)明以及數(shù)據(jù)錯(cuò)誤糾正等方面的控制。數(shù)據(jù)的研究與分析處理后，根據(jù)目前的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的累計(jì)分析，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行文件固化等形式，形成可靠的研究成果并投入到實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中。

與飛機(jī)模擬機(jī)的可靠性研究緊密聯(lián)系的是運(yùn)行狀態(tài)判斷，飛機(jī)模擬機(jī)的整機(jī)具有龐大的系統(tǒng)，而且設(shè)備較多，每個(gè)設(shè)備的壽命和穩(wěn)定性均影響了整機(jī)的可靠性。飛機(jī)模擬機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量巨大，在進(jìn)行模擬機(jī)的維護(hù)工作時(shí)，根據(jù)合理的維修方案，做到高效、低成本。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案不斷鞏固現(xiàn)有的模擬機(jī)安全性水平，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)改進(jìn)方案措施，通過(guò)反饋信息優(yōu)化方案。在設(shè)計(jì)方案中需要加入標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)比，結(jié)合目前的使用經(jīng)驗(yàn)和可靠性分析情況，分別在生產(chǎn)廠商、飛行員訓(xùn)練中心以及管理部門(mén)形成可靠性管理文件。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的維修工作雖然可以保證模擬機(jī)的暫時(shí)使用，但是在某種程度上會(huì)給模擬機(jī)帶來(lái)?yè)p害，影響正常工作。可靠性高的飛機(jī)模擬機(jī)可以實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練的高效率與高質(zhì)量進(jìn)行，模擬機(jī)的維修概念也不僅是以前的定期故障檢查，而是采用了許多具有實(shí)時(shí)檢測(cè)功能和預(yù)防功能的維修方法，降低模擬機(jī)的故障率，減少破損后的修復(fù)

工作。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）