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        軍用直升機(jī)系統(tǒng)規(guī)范完整性要求的探討

        2013-09-18 02:46:20惲通世陳曉東
        關(guān)鍵詞:軍用使用壽命完整性

        惲通世 陳曉東

        (中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所,北京 100028)

        GJB 6387-2008《武器裝備研制項目專用規(guī)范編寫規(guī)定》(簡稱GJB 6387)是軍用直升機(jī)編寫系統(tǒng)和產(chǎn)品型號規(guī)范的依據(jù)。GJB 6387適用于航天、航空、艦船、核、兵器等5類武器裝備使用,主要規(guī)定5類武器裝備研制項目專用規(guī)范的通用要求,但是其中無完整性要求。軍用直升機(jī)系統(tǒng)“完整性”要求的目的是使系統(tǒng)在壽命期內(nèi)始終保持需求的安全性、適用性和效能等性能要求。為達(dá)到此目的,需要將導(dǎo)致系統(tǒng)安全性、適用性和效能等性能退化至不可接受最低值的因素,通過“完整性”過程來識別、消除、控制。本文主要探討完整性概念以及在軍用直升機(jī)系統(tǒng)規(guī)范中應(yīng)如何參考國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定完整性要求。

        1 系統(tǒng)完整性概念

        軍用直升機(jī)系統(tǒng)完整性要求是將一組緊密影響系統(tǒng)使用性能(安全性、適用性和效能)的因素(設(shè)計、材料、使用環(huán)境、使用方法、維修計劃等)完整地綜合在一起,在壽命周期的使用過程中(使用用法和使用環(huán)境條件下)確保性能退化保持在一定的期望水平(需求性能的持續(xù)時間)(見圖1, Tu1和Tu2)。完整性的目的很明確,要求系統(tǒng)考慮影響使用性能的諸多“完整”因素,通過研制過程的設(shè)計/試驗和使用過程維修計劃確保系統(tǒng)在使用條件下(使用環(huán)境、使用方法)達(dá)到規(guī)定的需求性能持續(xù)時間。因此,直升機(jī)系統(tǒng)完整性是存在于研制階段和使用階段的過程控制,綜合協(xié)調(diào)影響使用性能的諸多因素,確保在使用壽命期內(nèi)滿足OSS&E(使用安全性、適用性和效能)的需求性能。

        系統(tǒng)使用中由于設(shè)計、材料、使用用法、使用環(huán)境等因素的影響,性能特性隨使用時間的增長而退化,當(dāng)退化至不可接受時,需要通過維修才能恢復(fù)需求性能(見圖1,Tu1)。因此,為了使需求性能滿足規(guī)定的持續(xù)時間必須控制性能退化?!笆褂铆h(huán)境”和“使用方法”是影響性能退化的主要因素,而使用環(huán)境和使用方法是通過材料特性的改變或退化而影響系統(tǒng)性能退化,如結(jié)構(gòu)材料承受“低頻高溫”和“高頻振動”產(chǎn)生的疲勞應(yīng)力損傷,導(dǎo)致電子設(shè)備可靠性及性能降低;又如結(jié)構(gòu)材料承受重復(fù)工作產(chǎn)生的循環(huán)疲勞應(yīng)力損傷,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能退化(損傷容限裂紋擴(kuò)展、耐久性結(jié)構(gòu)裂縫)使系統(tǒng)安全性降低。“材料特性退化”是導(dǎo)致系統(tǒng)性能退化的主要因素,也是性能退化的內(nèi)在原因,對結(jié)構(gòu)的材料特性應(yīng)規(guī)定“退化”約束要求。因此從完整性概念出發(fā)控制結(jié)構(gòu)材料特性退化提出結(jié)構(gòu)完整性要求,如結(jié)構(gòu)耐久性、損傷容限、抗腐蝕以及耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命等。在完整性因素中“設(shè)計”是確定使用性能起點和退化速率的決定因素,設(shè)計應(yīng)考慮“使用環(huán)境”、“使用方法”、“材料特性”對性能退化的影響(如設(shè)計裕度、選用耐磨/抗腐材料等),確保性能退化滿足性能持續(xù)時間要求(見圖1,設(shè)計點性能Pm以及Tu點最低可接受性能Pr)。完整性因素中“維修計劃”是針對性能退化進(jìn)行檢查或監(jiān)控、實施性能恢復(fù),延長“需求性能持續(xù)時間”。當(dāng)性能退化至最低可接受性能時(見圖1,Pr),需要采取維修或更換措施使得性能恢復(fù),從而延長“需求性能持續(xù)時間”(見圖1,Tu2)。

        以上說明,直升機(jī)系統(tǒng)完整性是在研制階段和使用階段綜合協(xié)調(diào)使用條件(用法和環(huán)境)、材料特性、設(shè)計和維修計劃諸多因素,確保直升機(jī)系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)需求性能(OSS&E)達(dá)到預(yù)期的持續(xù)時間。為此必須控制系統(tǒng)性能的退化,性能退化到不可接受時就是“需求性能”持續(xù)時間的終點:如功能/性能下降至難以完成任務(wù)的最低值;安全風(fēng)險超出可接受水平;可靠性故障概率嚴(yán)重超標(biāo),影響飛行安全或任務(wù)完成;恢復(fù)系統(tǒng)性能的維修費用不經(jīng)濟(jì)等,這些都是性能退化到不可接受水平的度量。設(shè)計點性能為性能退化的起始點,設(shè)計中考慮性能退化需要留有設(shè)計余量,性能退化速率大要有大的余量,但成本高(如采用高磨損材料);性能退化速率小的可留有小的余量,成本低。因此承制方必須了解控制性能退化對設(shè)計的要求,以及權(quán)衡成本對設(shè)計的影響。

        圖1 性能退化與時間的關(guān)系

        2 軍用直升機(jī)系統(tǒng)、軍用直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)、發(fā)動機(jī)、航電分系統(tǒng)、子系統(tǒng)等規(guī)范“完整性”要求的探討

        2.1 軍用直升機(jī)系統(tǒng)規(guī)范完整性

        2.1.1 概述

        早期飛機(jī)的安全事故主要由于飛機(jī)的結(jié)構(gòu)破壞造成的,美國首先對飛機(jī)結(jié)構(gòu)提出了飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱,在20世紀(jì)70年代發(fā)布了MIL-STD-1530《飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱》,主要內(nèi)容為涉及承受結(jié)構(gòu)應(yīng)力的能力,如強(qiáng)度、剛度、損傷容限、耐久性、聲耐久性、振動、氣動彈性不穩(wěn)定性等結(jié)構(gòu)完整性要求。我國在1989年參照MIL-STD-1530A編制發(fā)布GJB 775.1-1989《軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱 飛機(jī)要求》。

        GJB 775.1-1989《軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱 飛機(jī)要求》第5.1.2“結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則”主要強(qiáng)調(diào)控制飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)損傷容限和耐久性,目的是使得結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展、疲勞開裂等材料特性的退化減至最小,確保機(jī)體結(jié)構(gòu)在使用壽命期內(nèi)具有良好的戰(zhàn)備狀態(tài)和低的使用維修費用。第5.1.5“設(shè)計使用壽命”也明確訂購方在新機(jī)研制合同中應(yīng)提出“設(shè)計使用壽命”,在壽命期間能夠滿足飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)損傷容限和耐久性要求。因此,軍用直升機(jī)系統(tǒng)規(guī)范主要應(yīng)規(guī)定使用壽命,由壽命期來約束材料特性退化,確保系統(tǒng)在使用壽命期內(nèi)滿足安全性、適用性和效能要求。至于軍用直升機(jī)機(jī)體的結(jié)構(gòu)完整性要求應(yīng)由軍用直升機(jī)結(jié)構(gòu)完整性要求單獨規(guī)定(見2.2)。

        2.1.2 軍用直升機(jī)系統(tǒng)規(guī)范完整性的典型要求

        2.1.2.1 使用壽命

        由具備操作資格的人員操作、保障資源滿足直升機(jī)系統(tǒng)的要求時,軍用直升機(jī)將提供不少于XX年的使用壽命。

        ● 使用壽命應(yīng)包括運輸、貯存、轉(zhuǎn)場、基地、作戰(zhàn)任務(wù)、訓(xùn)練、維修等占用的時間。

        ● 使用壽命指標(biāo)——XX年。

        ● 使用壽命需要的保證條件——操作人員應(yīng)經(jīng)過資格確認(rèn)、保障設(shè)備應(yīng)滿足技術(shù)要求、更換備件/修理零配件和消耗品應(yīng)滿足軍用直升機(jī)系統(tǒng)要求、維護(hù)應(yīng)按規(guī)定的操作程序進(jìn)行。

        2.1.2.2 損傷/故障容限

        在使用壽命期內(nèi)系統(tǒng)機(jī)械部件故障應(yīng)提供失效顯示,所有安全或任務(wù)關(guān)鍵機(jī)械部件都應(yīng)滿足損傷容限要求(規(guī)定定期檢查周期和允許裂紋擴(kuò)展量值)。

        2.2 軍用直升機(jī)結(jié)構(gòu)規(guī)范完整性要求

        2.2.1 概述

        軍用直升機(jī)結(jié)構(gòu)規(guī)范完整性要求主要考慮機(jī)體結(jié)構(gòu)在使用壽命期內(nèi)能夠承受載荷、抵抗損傷和降低結(jié)構(gòu)材料特性退化對結(jié)構(gòu)的影響,確保機(jī)體結(jié)構(gòu)不影響完成任務(wù)。軍用直升機(jī)的機(jī)體包括機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、操縱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件、雷達(dá)罩、天線、外掛架等結(jié)構(gòu)。參考GJB775.1-1989《軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱 飛機(jī)要求》、GJB2876-1997《飛機(jī)結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》,根據(jù)使用條件和維護(hù)需要規(guī)定直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)完整性要求。

        2.2.2 軍用直升機(jī)結(jié)構(gòu)規(guī)范完整性的典型要求

        2.2.2 軍用直升機(jī)結(jié)構(gòu)規(guī)范完整性的典型要求

        2.2.2.1 結(jié)構(gòu)受載——飛行載荷、地面載荷。

        2.2.2.2 強(qiáng)度——承受限制載荷不應(yīng)出現(xiàn)有害變形、承受極限載荷不應(yīng)發(fā)生結(jié)構(gòu)破裂或毀壞性破壞。

        2.2.2.3 損傷容限——在規(guī)定使用壽命期內(nèi),機(jī)體應(yīng)具有抵抗由于缺陷、裂紋或其他損傷引起破壞的能力,所有安全或任務(wù)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件都應(yīng)規(guī)定定期檢查周期和允許裂紋擴(kuò)展量值。

        2.2.2.4 耐久性——在規(guī)定使用壽命期內(nèi),機(jī)體應(yīng)具有抵抗疲勞開裂、腐蝕、磨損、外來物等損傷的能力。

        2.2.2.5 振動耐久性——機(jī)體應(yīng)具有抵抗旋翼振動源導(dǎo)致的疲勞開裂或結(jié)構(gòu)位移的能力。

        2.2.2.6 氣動彈性穩(wěn)定性——應(yīng)限制氣動彈性引起機(jī)體結(jié)構(gòu)“顫振”而導(dǎo)致功能的失效。

        2.2.2.7 抗墜毀——機(jī)體結(jié)構(gòu)應(yīng)承受軍用直升機(jī)撞毀著陸極限載荷而不應(yīng)妨礙乘員從機(jī)體離機(jī)。

        2.2.2.8 使用壽命——XX年。

        使用壽命需要的保證條件——操作人員應(yīng)經(jīng)過資格確認(rèn);保障設(shè)備應(yīng)滿足技術(shù)要求;更換備件、修理零配件和消耗品應(yīng)滿足直升機(jī)系統(tǒng)要求;維護(hù)應(yīng)按規(guī)定的操作程序進(jìn)行。

        2.2.3 關(guān)于結(jié)構(gòu)完整性強(qiáng)度、損傷容限、耐久性、氣動彈性穩(wěn)定性、抗墜毀的說明

        2.2.3.1 軍用直升機(jī)機(jī)體“強(qiáng)度”包括“靜強(qiáng)度”和“動強(qiáng)度”要求。強(qiáng)度主要考慮機(jī)體結(jié)構(gòu)對限制載荷和極限載荷的承受能力,限制載荷是地面和飛行中最大的組合載荷(如外掛構(gòu)型載荷、氣動力載荷的組合),極限載荷是限制載荷乘以安全系數(shù)。

        2.2.3.2 “損傷容限”要求是使得結(jié)構(gòu)在使用中能保持足夠的剩余強(qiáng)度(能承受預(yù)期的最大載荷而不損壞)。剩余強(qiáng)度應(yīng)由承制方驗證并在使用中檢查結(jié)構(gòu)允許的裂紋尺寸來保證。首先檢查結(jié)構(gòu)件切口或孔邊存在的缺陷,給出初始缺陷假設(shè)—初始裂紋尺寸。然后定期檢查裂紋擴(kuò)展尺寸,控制在安全極限之內(nèi),從而保持結(jié)構(gòu)件具有足夠的剩余強(qiáng)度。

        2.2.3.3 “耐久性”主要規(guī)定重復(fù)載荷結(jié)構(gòu)疲勞導(dǎo)致的開裂、層裂損傷以及結(jié)構(gòu)腐蝕導(dǎo)致的腐蝕坑、裂縫等造成的損傷等控制和防護(hù)要求。振動耐久性主要確保直升機(jī)機(jī)體在旋翼轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的振動環(huán)境中,不應(yīng)有疲勞開裂或?qū)е鹿δ苁У慕Y(jié)構(gòu)位移。需要時,應(yīng)采用阻尼或隔振等控制措施。

        2.2.3.4 “氣動彈性穩(wěn)定性”要求是限制“顫振”使其不能降低直升機(jī)的使用功能。當(dāng)軍用直升機(jī)機(jī)體在飛行中部件(如旋翼、軍用直升機(jī)外掛武器)氣動力和部件的慣性/彈性組合后導(dǎo)致的自激振動即“顫振”,“顫振”會導(dǎo)致災(zāi)難性的結(jié)構(gòu)破壞而影響飛行安全。

        2.2.3.5 “抗墜毀”主要規(guī)定軍用直升機(jī)在墜毀著陸時,機(jī)體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有抗撞毀著陸極限載荷的能力,應(yīng)能夠使得乘員安全撤離直升機(jī)。

        2.2.3.6 機(jī)體“使用壽命”和軍用直升機(jī)使用用法(飛行次數(shù)、飛行小時數(shù)、基地裝載、基地維護(hù)等,有不同的重復(fù)載荷源)有密切關(guān)系,也和修理經(jīng)濟(jì)性有關(guān)(當(dāng)出現(xiàn)廣泛的結(jié)構(gòu)損傷,不修理會引起功能失效,修理又不經(jīng)濟(jì),則“使用壽命”結(jié)束)。機(jī)體使用壽命和使用用法決定了耐久性和損傷容限應(yīng)承受的載荷譜和結(jié)構(gòu)損傷要求,機(jī)體的耐久性和損傷容限應(yīng)確保機(jī)體結(jié)構(gòu)在使用用法條件下滿足使用壽命的要求。

        2.3 軍用直升機(jī)發(fā)動機(jī)規(guī)范

        2.3.1 概述

        隨MIL-STD-1530《飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱》發(fā)布后,由于發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)不完善造成飛機(jī)事故增多,于是將飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性要求移植到發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)上,在1984年發(fā)布了MIL-STD-1783《發(fā)動機(jī)完整性大綱》(我國在1997年參照MIL-STD-1783編制發(fā)布GJB/Z101《航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)完整性指南》),主要內(nèi)容也是涉及承受結(jié)構(gòu)應(yīng)力的能力,如耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命、強(qiáng)度、損傷容限、蠕變、振動、噪聲、包容性等結(jié)構(gòu)完整性要求。

        2.3.2 軍用直升機(jī)發(fā)動機(jī)規(guī)范典型結(jié)構(gòu)完整性要求2.3.2.1 結(jié)構(gòu)完整性

        結(jié)構(gòu)完整性包括:設(shè)計使用壽命;強(qiáng)度—安全系數(shù)、包容性、轉(zhuǎn)子完整性、輪盤破裂轉(zhuǎn)速;損傷容限—剩余強(qiáng)度、裂紋尺寸、裂紋擴(kuò)展和檢查間隔;耐久性—高循環(huán)疲勞壽命、低循環(huán)疲勞壽命、蠕變;振動響應(yīng)—振動限制、臨界轉(zhuǎn)速;外來物損傷。

        2.3.2.2 機(jī)械設(shè)備完整性——強(qiáng)度、損傷容限(可參考MIL-HBDK-1798《機(jī)械設(shè)備和分系統(tǒng)完整性大綱》)。

        2.3.2.3 電子設(shè)備完整性——耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命(可參考GJB/Z133-2002《航空電子設(shè)備完整性手冊》)。

        2.3.2.4 軟件完整性——可參見RTCA/DO178B《機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備合格審定中的軟件考慮》相應(yīng)要求。

        2.4 軍用直升機(jī)航空電子分系統(tǒng)規(guī)范

        2.4.1 概述

        美國將行之有效的飛機(jī)/發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)完整性的概念移植到電子設(shè)備,于1986年發(fā)布MIL-A-87244《航空電子設(shè)備完整性大綱要求》(我國在2002年參照MIL-A-87244編制GJB/Z133《航空電子設(shè)備完整性手冊》),主要內(nèi)容為耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命、確定壽命指標(biāo)的使用條件(使用用法、使用環(huán)境)以及判斷壽命結(jié)束的性能、可靠性和保障性等最低可接受的基本特性要求。因此,電子設(shè)備的完整性基本定量要求要求是耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命,要求電子設(shè)備在壽命期內(nèi)保持性能、可靠性、保障性等基本特性在可接受范圍內(nèi)?;咎匦栽谑褂脳l件下隨時間增長而退化,退化的主要因素是材料特性退化。電子設(shè)備材料特性退化是造成故障的主要因素,并且受到電子設(shè)備的使用用法以及使用環(huán)境直接的影響,如低頻熱疲勞和高頻振動疲勞導(dǎo)致的機(jī)械故障以及電介質(zhì)老化或腐蝕導(dǎo)致的電氣故障。電子設(shè)備基本特性中可靠性主要指標(biāo)為平均故障間隔時間(其中故障指功能失效或性能下降至不可接受),當(dāng)平均故障間隔時間或故障維修不可接受時,耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命將結(jié)束。電子設(shè)備為了滿足耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)要求,就需要控制材料特性的退化,對電子元器件進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選、電子設(shè)備所采用的材料應(yīng)進(jìn)行裕度設(shè)計、安全關(guān)鍵或任務(wù)關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)采用預(yù)防性維修、壽命管理,對性能下降應(yīng)采取監(jiān)控以及定期檢查等措施。

        2.4.2 軍用直升機(jī)航空電子分系統(tǒng)規(guī)范典型結(jié)構(gòu)完整性要求

        參考GJB/Z133《航空電子設(shè)備完整性手冊》,軍用直升機(jī)航空電子分系統(tǒng)典型完整性要求為:“在規(guī)定的工作條件下(使用環(huán)境和使用用法)系統(tǒng)電子設(shè)備具有規(guī)定的性能、可靠性和保障性基本特性的耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命期應(yīng)大于X年”。

        2.4.2.1 系統(tǒng)耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo): X年。

        2.4.2.2 使用環(huán)境——典型的環(huán)境條件包括:“溫度、高溫(工作和不工作)、低溫(工作和不工作)、溫度沖擊、振動、加速度、沖擊、炮振、聽覺噪聲、濕度、低氣壓(高度)、太陽輻射、淋雨、霉菌、鹽霧、砂塵、爆炸性大氣、泄漏、結(jié)冰/凍雨、化學(xué)、污染、核、后勤環(huán)境?!?/p>

        2.4.2.3 使用用法——典型參數(shù)包括:“掛載剖面/飛行包絡(luò)、任務(wù)剖面、任務(wù)混合、氣候剖面、任務(wù)/出動架次、工作循環(huán)總數(shù)以及工作總小時數(shù)?!?/p>

        2.4.2.4 壽命結(jié)束準(zhǔn)則

        ● 性能特性——性能下降至不可接受水平。

        ● 任務(wù)可靠性——平均嚴(yán)重故障間隔時間低于最低可接受指標(biāo)。

        ● 固有可用度——低于最低可接受指標(biāo)。(固有可用度表示可執(zhí)行任務(wù)狀態(tài)的概率)注: Ai=MTBF/MTBF+MTTR ;

        式中:Ai—固有可用度,MTBF—平均故障間隔時間,MTTR——平均修復(fù)時間。

        ● 壽命管理——安全關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控、定期檢查、計劃更換。

        電子系統(tǒng)/設(shè)備完整性的“耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命”也適用于其他可修復(fù)、可更換的機(jī)電設(shè)備、機(jī)械設(shè)備。因為直升機(jī)分系統(tǒng)、子系統(tǒng)的電子/機(jī)電/機(jī)械設(shè)備都存在維修或更換事件?!澳途眯?經(jīng)濟(jì)壽命”的“耐久性”,是要求這些設(shè)備在規(guī)定工作條件下具有承受即時應(yīng)力或積累應(yīng)力的能力,是耐用的,而“經(jīng)濟(jì)”要求能夠進(jìn)行經(jīng)濟(jì)維修?!澳途眯?經(jīng)濟(jì)壽命”的壽命指標(biāo),要求承制方進(jìn)行“耐久性”分析、設(shè)計上采取控制措施和確保安全關(guān)鍵、任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)備在使用條件下具有足夠的“耐久性”裕度。

        2.5 軍用直升機(jī)子系統(tǒng)規(guī)范“完整性”要求

        2.5.1 概述

        軍用直升機(jī)子系統(tǒng)包括燃油子系統(tǒng)、液壓子系統(tǒng)、供電子系統(tǒng)、機(jī)械子系統(tǒng)等,不同的子系統(tǒng)可以由不同的機(jī)械設(shè)備、電子、電氣設(shè)備組成。子系統(tǒng)中電子/電氣設(shè)備完整性要求可參考GJB/Z133-2002《航空電子設(shè)備完整性手冊》要求。子系統(tǒng)中機(jī)械設(shè)備目前我國尚未編制相應(yīng)完整性標(biāo)準(zhǔn)。美國將飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性的概念應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備上,2001年發(fā)布了MIL-HDBK-1798A《機(jī)械設(shè)備和分系統(tǒng)完整性大綱》,其中設(shè)計和研制階段工作包括強(qiáng)度、耐久性和損傷容限等分析和試驗要求。因此軍用直升機(jī)子系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備完整性要求可參考MILHDBK-1798A《機(jī)械設(shè)備和分系統(tǒng)完整性大綱》以及GJB/Z133-2002《航空電子設(shè)備完整性手冊》。

        2.5.2 軍用直升機(jī)子系統(tǒng)規(guī)范典型完整性要求

        可根據(jù)具體類型子系統(tǒng)特殊性要求進(jìn)行剪裁。

        2.5.2.1 強(qiáng)度——子系統(tǒng)內(nèi)任何組件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)確保在飛行和地面載荷條件下不應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致功能下降的永久變形;遭受極端載荷時不應(yīng)導(dǎo)致災(zāi)難性事件。

        2.5.2.2 損傷容限——對安全或任務(wù)起到關(guān)鍵作用的子系統(tǒng)機(jī)械組件,應(yīng)規(guī)定損傷容限要求。為此安全或任務(wù)關(guān)鍵機(jī)械組件應(yīng)規(guī)定如下要求。

        ● 通過損傷容限設(shè)計確保子系統(tǒng)機(jī)械組件在出現(xiàn)損傷時能夠繼續(xù)發(fā)揮功能。

        ● 子系統(tǒng)安全和任務(wù)關(guān)鍵功能應(yīng)采取余度設(shè)計,組件應(yīng)給予標(biāo)識,組件的位置應(yīng)可以檢測到損傷容限。

        ● 對預(yù)計可能出現(xiàn)的最大缺陷(如材料退化、操作損傷)應(yīng)在使用壽命期間進(jìn)行定期檢驗,以維持合適的損傷容限水平。

        2.5.2.3 耐久性——子系統(tǒng)應(yīng)是耐久的,為此子系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求。

        ● 腐蝕—腐蝕不應(yīng)降低子系統(tǒng)的工作狀態(tài)或任務(wù)性能。應(yīng)采取防腐蝕措施,不同類金屬應(yīng)避免電偶腐蝕。

        ● 高頻疲勞——承受地面、飛行誘發(fā)高頻振動應(yīng)力時,子系統(tǒng)不應(yīng)發(fā)生故障。

        ● 低頻疲勞——承受低頻重復(fù)循環(huán)熱、機(jī)械啟動/停止或載荷等周期應(yīng)力時,子系統(tǒng)不應(yīng)發(fā)生故障。

        ● 絕緣材料——對承受高壓電的絕緣材料,不應(yīng)導(dǎo)致子系統(tǒng)發(fā)生故障。

        ● 蠕變——零件蠕變不應(yīng)影響拆卸、重新裝配或子系統(tǒng)的功能。

        2.5.2.4 耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命——子系統(tǒng)電子/機(jī)電/機(jī)械設(shè)備應(yīng)具有耐久性,在使用壽命期間具有經(jīng)濟(jì)的可維修性。使用壽命期內(nèi)的工作條件為使用用法和使用環(huán)境;壽命的結(jié)束準(zhǔn)則為子系統(tǒng)電子/機(jī)電/機(jī)械設(shè)工作狀態(tài)或任務(wù)性能降低至不可接受水平或維修不經(jīng)濟(jì)。確定壽命指標(biāo)的典型耐久性應(yīng)考慮以下要求。

        ● 安全關(guān)鍵、任務(wù)關(guān)鍵和耐久性關(guān)鍵的子系統(tǒng)具有足夠的耐久性裕度,足以保證壽命期內(nèi)不會發(fā)生結(jié)構(gòu)故障。

        ● 機(jī)械組件工作和維修使用期間的疲勞損傷(裂紋和脫層)、磨損和腐蝕不會降低耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)。

        ● 電氣組件工作和維修使用期間的高頻振動疲勞、低頻熱疲勞、電氣額定值降低、絕緣材料故障以及腐蝕不會降低耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)。

        ● 組件、元器件、密封件和主要支承面的磨損不會降低耐久性/經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)。

        3 結(jié)束語

        “軍用直升機(jī)系統(tǒng)完整性”目的是:“通過完整性過程使軍用直升機(jī)系統(tǒng)在其壽命期內(nèi)始終保持需求的系統(tǒng)使用性能(安全性、適用性和效能)?!避娪弥鄙龣C(jī)系統(tǒng)規(guī)范完整性要求就是將使用環(huán)境、使用用法、材料特性、設(shè)計和維修計劃綜合在一起,達(dá)到采購方“需求性能持續(xù)時間”的總體期望值。材料特性退化是性能退化的主要因素,GJB775.1-1989《軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱 飛機(jī)要求》、GJB/Z101-1997《航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)完整性指南》、GJB/Z133-2002《航空電子設(shè)備完整性手冊》以及MIL-HBDK-1798《機(jī)械設(shè)備和分系統(tǒng)完整性大綱》的完整性要求,均是對材料特性退化規(guī)定控制要求。

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