ВОЕННОЕ КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
Рис. 3. Блок-схема алгоритма «Тренажер»
РЕКОМЕНДАЦИИ ОПЕРАТОРАМ ПО БОРЬБЕ ЗА ЖИВУЧЕСТЬ
Действия оператора ГЭУ
1. (Действие УЧТЕНО) Вышел из строя ГЦН. Пустить дизель №1 в режиме насоса забортной воды. Открыть клапан К-3, подать охлаждающую воду на СВО ТГ-1. Действия оператора ЭЭС
1. (Действие НЕ УЧТЕНО) Вышел из строя ГРЩ-2. Переключить ПС топливного насоса №1 на резерв от ГРЩ-1. Пустить насос.
2. (Действие УЧТЕНО)
Вышел из строя ГРЩ-1. Переключить ПС ГЦН на резерв от ГРЩ-2. Пустить насос.
Действия вахтенного группы КИПиА АВТ 1. (Действие УЧТЕНО) Вышла из строя САУ. ДОП-1 управляется с местного поста вручную по командам с пульта ЭЭС.
2. (Действие УЧТЕНО) Вышла из строя САУ. ГНЦ управляется с местного поста вручную по командам с пульта ГЭУ.
Сведения о перегрузках Перегрузок нет
Возможности движительного комплекса корабля Ограничений по использованию ГЭУ нет
Возможности по запасам топлива
Можно эксплуатировать ГЭУ без ограничений по мощности и ходу Перегрузки и общее состояние технической системы в результате Ваших действий
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2000
Сведения о перегрузках
Перегрузок нет
Возможности движительного комплекса корабля
Вышли из строя ГТЗА-1, ГТЗА-2. Ход корабля осуществляется от Д-1 и Д-2 не более 5 уз. Возможности по запасам топлива
Можно эксплуатировать ГЭУ без ограничений по мощности и ходу.
Из этого примера видно, что всего лишь одно неучтенное действие оператора ЭЭС привело к тому, что вышли из строя оба ГТЗА и ход корабля, вместо возможных 20 уз, снизился до 5 уз от резервных движителей.
Сравнивая эталонное общее состояние технических средств корабля с тем, которое получится в результате действий обучаемых, непосредственно «виновный» обучаемый видит, что не учтенные им необходимые эталонные действия приводят к ухудшению общего состояния технических средств корабля по каким-то параметрам. Это укажет обучаемому на те физические процессы между технологически взаимосвязанными системами и механизмами, которые он не учел в своем решении, и будет способствовать приобретению им новых знаний о технологических взаимозависимостях механизмов его заведования со всеми остальными механизмами и системами корабля. Это, безусловно, приведет к его более грамотным действиям при возможном фактическом процессе борьбы за живучесть оружия и технических средств корабля.
МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОРАБЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В. В. Антипов, канд. техн. наук, И. Г. Захаров, докт. техн. наук, В. М. Козлов, канд. техн. наук, С. Я. Травин, докт. техн. наук (1 ЦНИИ МО РФ) УДК 681.518.54:629.5
Корабельные системы (установки, агрегаты, комплексы и т. п.) представляют собой, по существу, сложные искусственные системы, способные развиваться во времени. Необходимость в базовом техническом обслуживании (ТО) таких многофункциональных и всережимных объектов объясняется двумя причинами. Во-первых, узлы этих систем в промежутках между периодами непрерывного использования кораб-
ля требуют воздействий превентивного характера; а во-вторых, около 6,5% всего объема отказов комплектующей техники, зафиксированных в море, «привозится» в базу, так как соответствующее оборудование по тем или иным причинам в море не восстанавливается. Базовое ТО, следовательно, — это комплекс восстановительных операций, проводимых при межпоходовом (межрейсовом) и доковом ремонтах, а также при до-
ковом осмотре, включая и восстановление в заводских условиях.
Целью превентивных воздействий являются: предупреждение деструктивных явлений, способных вызвать снижение эффективности использования либо постепенный (износовый) отказ образцов корабельной техники (внезапный отказ, как известно, не профилактирует-ся); проверка средств измерений, индикации и автоматики, включая различного рода блокировки и предохранительные устройства; прогнозирование процессов старения в узлах корабельных систем и комплексов путем аппаратурной реализации соответствующих алгоритмов, в том числе в составе береговых диагностических средств.
Уместно отметить, что ряд технических операций, традиционно относящихся к ТО, таковыми, в соответствии с ГОСТ 19439.1—74
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2000
военное КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
«Технические описания, инструкции по эксплуатации и вахтенные», не являются. В число названных операций, подлежащих выполнению при подготовке систем к работе или в процессе приготовления корабля к выходу в море, а не в процессе ТО, входят технические воздействия, связанные с заполнением систем рабочими средами (водой, маслом, газом), смазкой и обтиркой, проворачиванием (частично), проверкой сопротивления изоляции электросетей, внешним осмотром и регулированием оборудования, проверкой протекторной защиты и наличием всех видов питания электроэнергетических систем и комплектующих корабельные системы технических средств.
Трудоемкость таких операций составляет не менее 30% всей трудоемкости работ, проводимых в межпоходовом периоде. Весь объем фактического ТО, проводимого в условиях базы (включая и завод), можно разделить на две части: восстановление отказавших по разным причинам конструкций и проведение регламентного (по сути профилактического) объема операций для поддержания уровня надежности в пределах, гарантируемых поставочной документацией на эти конструкции.
Проведение второй части ТО возможно только в базовых условиях, так как в море такое обслуживание, в соответствии с требованиями заказчика, не должно иметь места. Вместе с тем, проводимое до сих пор регламентное ТО корабельной техники по наработке или, еще хуже, календарно исчерпало свои возможности, став совершенно не эффективным и не отвечающим современным требованиям как с точки зрения готовности корабля, так и затрат на обеспечение необходимого уровня этой готовности.
Альтернативой отмеченному может быть внедрение мониторинга, т. е. процедур анализа и прогнозирования технического состояния комплектующего корабельные системы оборудования путем бортовой и (или) базовой аппаратурной реализации этих процедур, основанной на использовании особенностей деструктивных процессов, протекающих в узлах механических, энергетических и электротехнических конструкций, которые могут быть описаны
достаточно простыми дифференциальными уравнениями с постоянными или переменными коэффициентами в виде
dE/dt + B = 0 ,
(1)
где В — величина, являющаяся либо функцией времени ^ если аргументом процесса разрушения является его скорость, и тогда В = к, /", п = 0, 1, 2..., либо функцией диагностического (структурного) параметра Е, в таком случае В = ^Е (здесь к, и ^ — коэффициенты).
Для различных узлов корабельных систем (роторных, теплообмен-ных, кинематических и т. д.) физический смысл величины Е существенно различен. Для насосов, компрессоров, турбогенераторов достаточно информативным в качестве величины Е является уровень излучаемой колебательной энергии (или мощности); для дизеля это могут быть коэффициенты разложения циклограмм индикаторной диаграммы в ряд Фурье, дискретные составляющие уровней вибрации или спектральный состав циркуляционного масла; для активной зоны ядерного реактора — это удельная активность Дд контура циркуляции энергоустановки; для сосудов давления, включая и трубопроводы, — размер трещин или характеристики вязкости разрушения, включая коэффициент интенсивности поля напряжений у вершины трещины; для изоляции электродвигателей — поры и другие нарушения сплошности изоляционного материала.
Интегрирование уравнения (1) для п = 0 в первом случае, т. е. для линейной модели, с учетом граничных условий (условий Коши первого рода), при t = 0, Е = Ео, при равенстве постоянных интегрирования соответственно Ео и !пЕо, дает:
Е = Е
kit
и, соответственно,
Е = Eoexp(-k2t) ,
излучаемой энергии или удельной активности и т. д.), в меньшей степени отвечает физике явлений — даже если оно было бы нелинейным, т. е. при п Ф 0, — чем уравнение (3), в котором фигурирует величина к2, являющаяся не скоростью процесса, а его интенсивностью, 1/ч. Последнее связано с тем, что величина к1 представляет собой локальную характеристику процесса, т. е. параметр, не зависящий от его предыстории; интенсивность же (величина к2), напротив, в какой бы момент времени ни определялась, всегда является кумулятивной характеристикой, отражающей всю предысторию процесса разрушения. И в этом смысле величина Ео характеризует пороговое значение процесса (критический размер трещины, предельную величину излучаемой колебательной энергии и т. д.), т. е. значение, по достижении которого в узле наступает предельное состояние или, другими словами, происходит износовый (постепенный) отказ соответствующей конструкции.
Исходя из сказанного, решение проблемы мониторинга технического состояния любого образца корабельной техники находится на пути систематического измерения величины к2 и определения (или предварительной оценки) максимально возможного параметра Е, т. е. величины Е .
Учитывая, как правило, стоха-стичность протекания деструктивных процессов в узлах корабельной техники, выборочное значение коэффициента к2 как интенсивности процесса разрушения может быть определено следующим образом:
(i) _Н
k2= 5E/(Eo- t SE.) Ах,
(4)
где Ео — максимально возможное значение параметра.
Результаты исследований свидетельствуют [1, 2], что уравнение (2), содержащее величину к1 как скорость деструктивного процесса (трещинообразования, нарастания
(2) где SEj — абсолютное нарастание диагностического или структурного параметра на j-м периоде наблюдения; Ат — период наблюдения (для
(3) удобства анализа эту величину следует поддерживать постоянной, j> 3, i = 1 2......••••)•
Если к2|)(т) = k2 = const, процесс разрушения характеризуется отсутствием последействия (процесс становится эргодичным), его протекание перестает зависеть от предыстории и статистически соответствующая ин-
ВОЕННОЕ КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2000
тенсивность может быть определена в виде
Ц = (1/n) Z5E/(E0- 1 5E,)Ax, (5)
где п — общее число наблюдений.
Анализ зависимости (3) позволяет сделать вывод, что величина Е/Ео представляет собой вероятность нена
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.