Для служебного пользования Экз. № .
ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ
НАДЕЖНОСТЬ
ИЗДЕЛИЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
Методы оценки безотказности и безопасности бортовых систем регулирования давления на этапе проектирования
ОКП 75 4320
ОСТ 1 00364-89
На 17 страницах
нв. № дубликата № мзм.
ив. № подлинника 1245 № ш
Дата введения 01.07.90
Настоящий стандарт распространяется на бортовые системы автоматического регулирования давления (САРД) воздуха в герметических кабинах пассажирских, транспортных и военно-транспортных самолетов (вертолетов).
Издание официальное
Перепечатка воспрещена
Инв. Ns дубликата . Nt изм.
Инв. Nt подлинника 124 5 Nt изв.
Стандарт устанавливает общие положения по оценке безотказности и безопасности систем регулирования давления на этапе проектирования, критерии отказа CARI, оценку безопасности при отказах САРД, оценку вероятностей появления отказов и безотказности САРД.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Работы по оценке и обеспечению безотказности и безопасности регулирования давления при проектировании проводятся в соответствии с ОСТ 1 00132 и настоящим стандартом.
Обоснование построения логических схем по оценке вероятностей появления ситуаций, определяющих безотказность системы и безопасность полета, устанавливается:
выявлением последствий отказов изделий и систем;
расчетом параметров давления в кабине при отказах изделий системы;
классификацией ситуаций, возникающих при отказах САРД в соответствии с * Ед иным и нормами летной годности самолетов* (ЕНЛГС) на основании расчетных уровней давления в кабине при отказах.
При проведении работ по оценке безотказности и безопасности САРД особое внимание должно уделяться анализу отказов элементов САРД (включая электросхему системы) и разработке рекомендаций и предложений по повышению надежности системы.
По результатам анализа технического задания (ТЗ) и технических требований на систему, а также анализа полноты и соответствия технических условий и программы испытаний изделий ожидаемым условиям эксплуатации в дополнение к отчету по опенке безотказности и безопасности разрабатываются мероприятия по обеспечению надежности (ресурса) изделий с обоснованием предложений по изменению состава и объема испытаний, необходимости совместных испытаний функционально взаимодействующих групп изделий, расширения характеристик испытательных режимов, выявления границ устойчивой работы изделия и др.
КРИТЕРИИ ОТКАЗА САРД
Критерии отказа САРД гражданских самолетов определяются отклонением давления в кабине от заданной программы до одного из уровней срабатывания сигнализаторов оповещения экипажа: 'Опасная высота в кабине* (*Разгерметизация*), *Перенаддув*, 'Опасный обратный перепад*.
Примечания:
Переключение на дублирующую систему (первую резервную программу) с сохранением параметров давления в кабине, соответствующих программе дублирующей системы (резервной программе), является неисправностью системы.
Превышение скорости изменения давления более 24,0 Па/с (0,18 мм рт.ст/с), но не превышающее 66,7 Па/с (0,50 мм рт.ст/с) и не сопровождающееся отклонением давления до уровней срабатывания сигнализаторов "Разгерметизация* или "Повышенный перепад", принимается за неисправность системы.
Для транспортных самолетов дополнительным критерием отказа, помимо указанных в п. 2.1, является невыполнение системой функции "Боевой режим' или отклонение давления в кабине от номинального уровня при переходе с нормального режима давления на 'Боевой режим" и обратно.
Если при анализе структуры САРД с учетом характера выполняемых функций, взаимосвязи САРД с другими системами конкретного самолета (вертолета) выявляется наличие отказов (кроме указанных в п. 2.1), снижающих уровень безопасности полета или эффективность использования самолета (вертолета), они должны быть уточнены при разработке дополнительных критериев отказа САРД данного самолета (вертолета). Такими критериями могут быть следующие отказы системы: отказ принудительной разгерметизации (аварийной или медленной), отказ герметизации каналов выпускных клапанов при приводнении самолета (вертолета), отказ при выравнивании давления между кабинами и др.
ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОТКАЗАХ САРД
При оценке безопасности при отказах САРД проводятся:
расчет значений давления в кабине при отказах агрегатов САРД;
оценка достаточности средств контроля и информации об отказах, поступающей экипажу;
определение действий экипажа по пармровешию последствий отказа;
классификация ситуации по ЄНЛГС с выявлением возможности продолжения и завершения полета с отказавшей системой, выполняемая разработчиком самолета (вертолета).
По результатам выполненных работ, перечисленных в п. 3.1, производится оценка соответствия безопасности САРД требованиям ЕНЛГС.
Значения давлений в кабине при отказах, приводящих к разгерметизации, повышенному перепаду и обратному перепаду, определяются по отказам в открытом и закрытом положении исполнительных устройств САРД (выпускные, предохранительные клапаны и пр.).
Значения давлений в кабине при отказах в открытом положении исполнительных устройств САРД определяются для высоты крейсерского режима полета. При расчете значений давления учитывается номинальное значение утечек воздуха из кабины.
Оценка влияния отказов выпускных клапанов САРД в открытом положении на безопасность полета приведена в приложении 1.О денка влияния отказов выпускных клапанов САРД в закрытом положении на безопасность полета приведена в приложении 2.
Значения перепада давлений атмосферного и в кабине (обратный перепад) при отказах на впуск исполнительных устройств САРД определяются при аварийном снижении с высоты крейсерского режима полета до высоты 3000 м.
Оценка обратного перепада давлений и его влияния на безопасность полета приведена в приложении 3.
ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТЕЙ ПОЯЬ</1ЕНИЯ ОТКАЗОВ
И БЕЗОТКАЗНОСТИ САРД
Оценка вероятностей отказов САРД, указанных в разд. 2, производится по ОСТ 1 00132.
При оценке вероятностей отказов 'Разгерметизация*, 'Повышенный перепад* должны быть учтены различные режимы работы системы кондиционирования воздуха (СКВ) (экономичный отбор) и отказы во взаимодействующих системах и устройствах: снижение (увеличение) подачи воздуха на наддув кабины, включение (отключение) нерегулируемых сбросов кабины, отказы элементов других систем, используемых для смены режимов работы САРД (концевые выключатели стоек шасси) и др.
В оценке вероятностей, приводящих к появлению отказов обратного перепада давлений, невыполнению аварийной и медленной разгерметизации, попаданию воды в герметичную кабину при приводнении, а также при функционировании системы в других аварийных ситуациях, должны быть учтены вероятности появления аварийной ситуации на самолете (вертолете).
Вероятности ситуаций, приводящих к аварийной ситуации на самолете (вертолете), оцениваются предприятием - разработчиком самолета (вертолета).
Оценка вероятности безотказной работы системы за 1 ч полета (или полет) Рсист производится по формуле
где “ вероятность отказа 'Разгерметизация* за 1 ч полета (или полет);
Qn - вероятность отказа 'Перенаддув* за 1 ч полета (или полет).
При оценке вероятностей отказов САРД вида * Разгерметизация* ®разз или *йеренаддув* соотношение вероятностей отказов основных функциональных агрегатов САРД, приводящих к указанным видам отказов, определяется по результатам эксплуатации изделий-аналогов.
OCT 1 00364-89 с, 5
В логических выражениях для оценки вероятностей отказов вида * Разгерметизацияг, "Опасный перепад" и других видов отказов в системах с однократным резервированием обязателен учет произведений вероятностей двойных отказов элементов, в системах с двухкратным резервированием обязателен учет произведений тройных отказов элементов. В общем случае для К-кратного резервирования обязательно учитываются произведения вероятностей (Лґ + l) отказов элементов.
Наработка на отказ системы оценивается по формуле (1) с допущением с применением экспоненциального закона распределения наработки до отказа.
Вероятности отказов системы и их степень опасности должны соответствовать требованиям в технической документации с учетом требований ЕНЛГС на летательный аппарат в целом.
ОФОРМЛЕНИЕ ДОКУМЕНТАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ
БЕЗОПАСНОСТИ И БЕЗОТКАЗНОСТИ
Отчет с оценкой безотказности и безопасности САРД оформляется по ОСТ 1 00132. Формы представления расчетных данных по видам отказов элементов системы, принятые значения показателей безотказности агрегатов и расчетные зависимости для оценки вероятностей отказных ситуаций системы оформляются в соответствии с ОСТ 1 00132, приложение 5.
Оценка параметров давления в кабине при отказах в закрытом или открытом положениях исполнительных устройств САРД - в соответствии с приложениями 1, 2, 3.
Предложения и рекомендации по повышению надежности САРД, реализация которых требует совместных работ с предприятием - разработчиком самолета (вертолета), включаются в отчет по анализу надежности в раздел "Выводы". По согласовании отчета с разработчиком самолета (вертолета) устанавливаются сроки выполнения работ.
Предложения, касающиеся непосредственно системы и агрегатов, рассматриваются разработчиком системы, и по принятым предложениям при необходимости разрабатываются мероприятия с указанием исполнителей и сроков исполнения.
Пример построения "дерева отказов", анализа и оценки безотказности и безопасности САРД и ее подсистем с использованием ЭВМ, приведен в приложении 4.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОТКАЗОВ ВЫПУСКНЫХ КЛАПАНОВ САРД
В ОТКРЫТОМ ПОЛОЖЕНИИ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТА
РАСЧЕТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ УРОВНЯ ДАВЛЕНИЯ В КАБИНЕ
ПРИ ОТКАЗЕ ВЫПУСКНОГО КЛАПАНА В ОТКРЫТОМ ПОЛОЖЕНИИ
Установившееся давление воздуха в кабине Р в паскалях при отка- зе выпускного клапана в открытом положении и неизменной высоте полета определяется по формулам:
для некритического перепада давления
„ „ К*™2
р : (2)
к н ЗГ0195(^м+Рк)1
для критического перепада давления
Г„ ' f К О J
/ ' П к f 2
(u.F +F h — ~
M pt к+1к+і)
где P - давление атмосферного воздуха на высоте полета, Па; п
R - удельная газовая постоянная, К -287,053 Дж/(кг*К) по ГОСТ 4401;
Т - температура воздуха в кабине, К;
5 - подача воздуха на наддув кабины, кг/с;
_ 2
л - площадь проходного сечения клапана в открытом состоянии, м ;
W 2
F - эквивалентная площадь негерметичностей кабины, м ; о
р. - коэффициент истечения через клапан, Р = 0,8;
к - показатель адиабаты для воздуха, к - 1,4.
При отказе выпускного клапана в открытом положении давление в кабине определяется в диапазоне высот полета от 2000 м до с интервалом через 1000 м.
При наличии в САРД нескольких выпускных клапанов установившееся значение давления в кабине определяется в указанном диапазоне высот при отказах в открытом положении одного, двух, трех и т.д. выпускных клапанов. В этом случае в формулах (2), (3) значения F* заменяются на суммарную площадь от-
А/7
казавших клапанов.П
>. Na дубликата Ns изм.
і. Nt подлинника 124 5 Ns изв.
о данным расчета строится график зависимости давления в кабине от высоты полета при отказах в открытом положении одного, двух, трех и т.д. выпускных клапанов.ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОТКАЗОВ ВЫПУСКНЫХ КЛАПАНОВ САРД
В ЗАКРЫТОМ ПОЛОЖЕНИИ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТА
РАСЧЕТ ДОСТАТОЧНОСТИ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА В ОТКРЫТОМ ПОЛОЖЕНИИ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПОВЫШЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ
Расход воздуха через открытый предохранительный клапан определяется для высоты крейсерского режима полета и полета на малых высотах.