俄罗斯空军航空装备推行“基于状态的维修”

俄罗斯空军航空装备推行“基于状态的维修”
近些年来，为提高现役航空装备的安全性，俄罗斯空军部队、空军科研机构和工业部门有计划、分阶段地开展延长航空装备总寿命和使用期限的工作。

该项工作主要是依据设计和生产装备时建立的可靠性指标，以及合理的技术维修系统和俄联邦国防部第13国家科学研究所研制的方法，将领先（超前）使用维修所获得的使用期限（使用和贮存）和使用寿命指标扩展到全部的航空装备上。

俄罗斯空军科研机构及相关部门为确定延长总寿命和使用寿命的可能性、经济技术的合理性，不断分析现役的全部航空装备的无故障率，对领先样机和有故障的航空装备的技术状态进行研究。

根据每个使用的航空装备样机的结果，优化提高飞行安全性和可靠性措施，运用先进设备和检测方法，完成整套工作并做出允许其继续使用的决定。

这样使飞机使用期限较最初规定的提高了1.5-2倍，发动机和设备系统的使用期限提高了2-2.5倍。

使用航空装备时，其测试性水平能够在故障出现的早期阶段通过测量诊断（识别）出它们的全套参数，并阻止故障蔓延或完全失去工作能力。

按照建立起来的测试性水平，目前，俄罗斯空军还在使用的前几代航空装备不完全符合最新的要求，这与标准的功能参数传感器数量有限、实际上缺少内置检测系统（无损的、振动的、摩擦诊断等等）有关。

一、传统航空装备维修的局限性
航空装备最初的维护制度基本上是按计划预防的制度，即定时维修，使用期限和使用寿命（首次翻修时间、翻修间隔时间、报废时限）是规定值并且不取决于对象的实际技术状态。

随着装备复杂度的提高，定时维修越来越暴露出其局限性：不必要的维修可能增加故障率，影响装备的性能或质量；定期大修可能浪费大量人力和物力；产生过剩维修的缺陷。

二、基于状态维修方法的现实意义
领先样机的研究结果显示，航空装备的技术状态主要取决于其具体的使用条件和使用强度。

但是，现在俄罗斯空军还没有能够对航空装备主要（确定了使用寿命潜力的）零件累积损伤进行完全符合要求的评估方法。

目前，在空军科研机构的参与下，工业部门针对АЛ－31Ф和Р95Щ发动机提出了有关方法和程序，针对“发动机制造者”公司“车尔内舍夫”厂生产的系列发动机提出了在总工作时间内提高使用强度情况下的剩余工作时间的换算方法。

基于状态的维修方法可最大限度使用单机的寿命潜力。

这时，可靠性保障不是指航空装备总寿命指标的现有安全指标，而是借助与系统相联接的现代化维修检测设备（机上的、地面-机上的、地面的）所评估出的单机实际技术状态值。

例如，П.И.巴拉诺夫中央航空发动机制造研究所研制出的航空发动机网络检测系统配置图（图1）。

基于状态维修
的方法保障
最初的检测
设备
飞行数据振动检测内窥镜铁磁记录仪滑油光谱分析器超声波检测雷达监测其它
制单位
生产厂
图1 航空发动机网络检测系统配置图
三、实现基于状态维修的主要做法
1. 分析单个航空装备的飞行信息，评估其个体损伤程度以及在此基础上确定剩余寿命，同时判断在不同使用条件下同一型号航空装备的实际载荷范围。

作为典范可以借鉴И.М.格罗莫夫飞行研究所和留里卡科研中心萨图尔科研生产联合体进行的苏-27/30系列飞机АЛ-31Ф发动机的使用跟踪工作。

在此项跟踪工作中，他们研制了涡扇发动机信息跟踪系统，在该系统内建立了基于状态维修下的发动机寿命耗损数据库（图2），主要包括：
--累计和保存测量到的发动机工作参数和外部环境（飞行条件）参数、以及自动处理机上测量的结果；
--检测发动机主要零件的寿命损耗；
--分析发动机参数趋势和预测可能出现的故障现象；
--保存和修正“标准数据库”，包括发动机特性、加载标准、检测限制容差；
--根据用户的查询，将累计的数据显示在屏幕上，打印出来以及存入电子载体；
--图表显示获取的结果。

图2 基于状态维修下的发动机寿命耗损数据库
2.研制信息诊断设备（ИДС）并将其运用到维修实践当中。

信息诊断设备（ИДС）包括软件硬件综合诊断检测设备（ПАК ДК）、自动化诊断检测工作位（АРМ ДК）、综合检测系统（КСК-88）等。

它们可帮助工程技术人员形成关于航空装备（特别是航空发动机）完好状态的客观结论、以及有关安全完成飞行任务准备的客观结论。

例如，借助现代化接口装置和辅助测量涡扇发动机工作程序物理参数传感器，将信息诊断设备与АЛ-31Ф发动机相连接（见图3）。

图3 АРМДК-30(СД)-М信息诊断设备与АЛ-31Ф发动机的连接图
3.建立维修信息诊断系统。

维修系统的效率在很大程度上由现代化信息技术运用程度来决定，这种现代化信息技术能够实现单机以及所有航空装备的连续信息支援。

在此情况下，特别注意监控航空装备在所有寿命周期阶段（研制、使用、贮存和修理）的状态。

飞机（发动机）技术维护保障的信息诊断系统结构图见图4。

图4 飞机(发动机)维护保障信息诊断系统图
4. 建立寿命周期各阶段统一的航空装备技术状态数据库。

在俄罗斯空军现有的航空装备和武器技术状态信息收集系统中，没有建立关于单机在其各寿命周期阶段的统一数据库。

这导致在使用、修理、恢复完好状态、合理使用购买的成套产品等方面的决策灵活性降低。

这个问题在于俄罗斯空军、科研机构与工业部门之间没有以现代化信息技术为基础的相互配合。

为实现这种现代化信息技术，将建立并运用包含以下信息的数据库：
--单机性能信息、航空发动机和购买的成套产品的信息；
--使用的全部空军航空装备和武器的技术状态信息；
--使用的全部装备技术状态控制措施的修正信息。

该数据库保证显示用户访问级别范围内的查询信息。

有了这个数据库则能够提高系统决策（其中包括保障俄罗斯空军航空装备和武器在最初规定的寿命和使用期限以外的使用决策）的灵活性和质量；有效评估经过修正的提高航空装备可靠性和飞行安全水平的措施的有效性和使用可靠性；使解决维修问题程序最大限度自动化，显示保障完好状态中的薄弱环节，并预测全部使用的装备的状态；形成最合理的国防采购量。

顺利解决上述问题所必须的条件是使采集和分析航空装备状态数据自动化，
以及建立俄罗斯空军、科研机构和工业部门之间的信息交流。