基于故障危害度的飛機電源系統可靠性評估分析

周欽 趙玉杰 李濤

摘 要：隨著經濟的發展和科學技術的進步，飛機取得了長足的發展和進步，并且已然成為人們日常生活出行必不可少的交通工具。通常來講，要以全面解析飛機電源系統故障危害度為先決條件，判斷飛機電源系統的可靠性，主要是由于飛機電源本身的安全經濟性和效能性直接決定了其質量的優劣。在其中，效能評估中的核心點就是可靠性的指標。本文主要是對基于故障危害度的飛機電源系統可靠性進行分析，提出相應的適用措施，在故障危害度鑒別的基礎之上，提高其可靠性。

關鍵詞：故障危害度;飛機電源系統;可靠性;評估

1可靠性概述

一般來說，飛機電源系統的效能、安全和經濟性的綜合質量代表了其自身的質量水平。其中，電源系統的性能、可靠性和維修性是衡量效能的三要素。系統在一定時間內和特定的條件下，完成一定功能的能力，稱之為系統的可靠性;性能是系統用途的表現;當系統發生故障之后，其方便維修的能力，稱之為維修性，表示系統功能恢復如初能力的大小。上述三要素都屬于先天性的，是在設計階段完成的。在實際的工程當中，引入可靠度、故障率、故障時間、使用周期等特定參數，以更好地表現可靠性的高低。除此之外，可用性和維修時間等可靠性特征量衡量可修復系統。作為判定飛機電源系統可靠性是否滿足設計時目標和促進其可靠性增長的重要手段，飛機電源系統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，所以要科學合理地研究可靠性評估的方法。

2基于故障危害度的統計模型

2.1基于危害度的故障分類

一般來說，系統由于某些零部件的失效而出現故障，并不一定會導致致命的危害。所以，定量分析中的重要環節就是對于失效嚴重程度和失效幾率進行確定。對于飛機電源系統來說，其系統結構非常復雜，故障模式也多種多樣，不同的故障對于飛機電源系統的危害程度也不一樣。基于危害度對飛機電源系統故障進行分類，能夠更科學、有效地評估飛機電源系統的可靠性。飛機電源系統的故障根據其在運行過程中發生的大量故障數據，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電源系統運行的過程當中，某些元器件被擊穿燒毀的故障，其后果是飛機電源系統停止供電或者任務無效，影響飛機的運行安全。第二，接觸不良。此類故障是指飛機電源系統中零部件接觸異常，斷斷續續，其后果是飛機不能繼續運行。第三，性能參數與額定值出現偏差。此類故障不會影響飛機的運行安全和任務的完成，只是表示飛機電源系統的性能參數與額定數值出現不同。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電源系統的運行性能。

2.2各類危害度故障可靠性指標評估

如果飛機電源系統的故障只存在單獨的故障形式，可以直接分布檢測和參數預估此類故障的模式，以對此類故障的可靠性指標進行明確。如果存在多種故障形式，就需要對其進行分類處理，所分布的類型主要是以故障原理為依據，再分別分布檢測和參數預估每一類故障的模式，以對每類故障的可靠性指標進行明確。利用二次分布的方法，二次混合各種故障模式，對其進行分布檢測和參數預估，以此對此類故障的可靠性指標進行明確。飛機電源系統的故障形式各式各樣，需要經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、指數、威布爾等多種檢驗方法。分布計算法第一步是統計分析飛機電源系統的各種故障信息，以求取故障的分布規律，比如，指數分布和正態分布等，再通過故障的分布規律對飛機電源系統的可靠性進行計算。二次分布計算法是以分布計算法的原理為基礎，以失效的模式對故障進行歸納分類，對同類故障模式的分布規律和可靠性指標進行分別計算，再二次混合故障模式，最后計算得出整體的故障分布規律和可靠性的指標。

3飛機電源系統可靠性評估

評估飛機電源系統的平均無故障時間，所采用的數學平均值算法，是飛機電源系統的總運行時間除以飛機電源系統的總故障數量;整體混合分布計算方法是一次性混合全部的故障模式，對其進行擬合檢驗，以對故障分布的模型進行明確，再進行平均無故障時間指標的分析和評估。作為一種隨機可變的可變量，點估計值與母體的可靠性指標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間供母體可靠性指標參數參考。置信下限是飛機電源系統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、特征參數和樣本的數量等都可以比較大地影響到指數分布壽命的置信下限系數。

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

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