Методы и средства испытаний и отработки бортовых электронных средств летательных аппаратов на надежность и стойкость к воздействию внешних факторов на этапах их разработки и производства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат технических наук Луговской, Сергей Владимирович

• Луговской, Сергей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Луговской, Сергей Владимирович

Введение.

Глава 1. Анализ методов отработки и испытаний бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов на надежность и стойкости к воздействию внешних факторов.

1.1 Характеристика внешних факторов, действующих на бортовые радиоэлектронные средства летательных аппаратов.

1.2 Анализ методов испытаний бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов на стойкость к воздействию ВФ на этапах разработки и производства

1.3 Виды и причины отказов бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов, обусловленные воздействием ВФ.

1.4 Обоснование направлений исследований.

1.4.1 Повышение надежности и стойкости бортовых радиоэлектронных средств на основе разработки метода и стенда их испытаний и отработки.

1.4.2 Роль и место проведения отбраковочных испытаний в процессе разработки и производства бортовых радиоэлектронных средств.

1.4.3 Методические особенности внедрения испытаний бортовых радиоэлектронных средств на комплексное воздействие механических и климатических факторов.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Разработка унифицированных метода и технического средства отработки бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов.

2.1. Разработка унифицированного метода эквивалентных испытаний.

2.2 Разработка автоматизированного стенда обеспечения режимов функционирования бортовых радиоэлектронных средств при испытаниях.

2.3 Результаты внедрения разработанного унифицированного метода испытаний в производство.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Разработка метода проведения отбраковочных испытаний бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов.

3.1 Эффективность внедрения отбраковочных испытаний в процесс разработки и производства высоконадежной аппаратуры.

3.2 Выбор состава внешних факторов для отбраковочных испытаний.

3.3 Обоснование режимов проведения отбраковочных испытаний.

3.3.1 Эмпирический метод определения уровней ВФ для отбраковочных испытаний.

3.3.2 Метод определения уровней внешних факторов, основанный на оценке мощности отбраковки.

3.4 Рекомендации по внедрению отбраковочных испытаний в процесс производства бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Обоснование методов проведения испытаний бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов на комплексное воздействие механических и климатических факторов.

4.1 Разработка алгоритма формирования состава и режимов испытаний бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов на комплексное воздействие ВФ.

4.2 Метод определения состава и последовательности приемочных испытаний на основе проведения сравнительных исследовательских испытаний.

4.3 Расчетно - экспериментальный метод обоснования комплексных испытаний па основе многофакторного эксперимента.

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и средства испытаний и отработки бортовых электронных средств летательных аппаратов на надежность и стойкость к воздействию внешних факторов на этапах их разработки и производства»

Повышение технического уровня, качества, надежности и, как следствие, конкурентоспособности продукции, выпускаемой отечественной промышленностью (в том числе вооружения и военной техники) невозможно без перестройки производства и, прежде всего, без пересмотра традиционных взглядов на организацию контроля качества продукции вообще и, в частности, на испытательную деятельность, регламентируемую отечественными стандартами.

Типичные недостатки, присущие этой деятельности, и их отрицательные последствия для экономики предприятий, выпускающих аппаратуру военного назначения, должны существенно возрасти в новых условиях. Уже в настоящее время требования научно-технического прогресса вызывают необходимость проведения непомерно больших объемов испытаний для обеспечения качества и надежности традиционными методами.

В процессе разработки и производства радиоэлектронная аппаратура (РЭА) подвергается различным видам испытаний на воздействие внешних факторов (ВФ). Эти испытания являются одной из наиболее трудоемких и дорогостоящих процедур программы обеспечение качества и надежности. Так, например, в комплексе государственных военных стандартов (КС) "Мороз-6" (введен в действие с 1999 года) включены 5 категорий контрольных испытаний (предварительные и государственные опытных образцов периодические, приемо-сдаточные и типовые серийной продукции), и 55 видов испытаний, в том числе 22 на воздействие климатических и 19 механических факторов, а также испытания на надежность безотказность, долговечность и сохраняемость [62]. Главными, основополагающими принципами, внедренным в КС "Мороз-6" является принцип гибкого подхода при установлении требований и принцип эквивалентности испытательных режимов режимам эксплуатации. И это очевидно, поскольку если методы испытаний неадекватно описывают условия эксплуатации, то принятие решения о качестве аппаратуры (надежность и стойкость к воздействию внешних факторов) в любом случае (недоиспытанность или переиспытание) приведет к неоправданным экономическим потерям, а иногда и к катастрофам.

В процессе выполнения программы Spase Shuttle в специализированной лаборатории ВВС США были проведены исследования, которые показали, что средняя наработка на отказ электронного оборудования, определяемая в заводских условиях, может в 20 раз превышать фактические значения, полученные в условиях эксплуатации (в среднем - в 6 раз) [24,42,43], т.е. аппаратура может в 20 раз раньше выходить из строя, чем планируется. Поэтому в промышленно развитых странах непрерывно и целенаправленно в специально созданных центрах проводятся исследования и теоретические проработки по созданию новых, более эффективных методов обеспечения надежности и стойкости к воздействию внешних факторов непрерывно развивающейся техники.

В соответствии со сложившейся практикой при обеспечении контроля достигнутого уровня качества оборонной продукции основное внимание уделялось контролю и испытаниям готовой продукции. Подтверждение достигнутого уровня качества основывалось на вероятностно-статистических методах и не учитывало уровень обеспечения качества на различных этапах разработки и производства. Это приводило к увеличению объемов испытаний при их низкой экономической эффективности.

Проблема достижения требуемых показателей надежности и стойкости РЭА к воздействию внешних факторов в настоящее время обостряется и в связи резким снижением качества комплектующих изделий, что выдвигает на первый план задачу совершенствования входного контроля изделий и методов отработки РЭА на этапах разработки и производства.

Сокращение ассигнований на оборону и конверсия военного производства при неизменном требовании поддержания на высоком уровне оборонного потенциала страны, обусловили необходимость разработки новых подходов к методологии обеспечения надежности и стойкости РЭА военного назначения к воздействию внешних факторов, основанных на сокращении объемов испытаний при повышении значимости методов математического моделирования и учете возможных эффектов в аппаратуре, обусловленных указанными воздействиями.

Очевидно, что решение этой проблемы должно проводиться на концептуальной основе, затрагивающей вопросы совершенствования методологии обеспечения качества, надежности и стойкости РЭА. Основой такой концептуальной основы в настоящее время является подход, связанный с переносом центра тяжести в области обеспечения и оценки достигнутого уровня качества продукции с этапа контроля и испытаний готовой продукции на этап испытаний и отработки продукции в процессе разработки и производства [84].

Отечественный и международный опыт свидетельствуют, что основная доля потенциально "слабых" мест в аппаратуре, которые могут привести к их отказам в эксплуатации, формируется на ранних стадиях разработки, планирования и освоения производства. Поэтому особое место в достижении стойкости РЭА к воздействию внешних факторов должно отводиться проведению исследовательских и отбраковочных испытаний, проводимых на этапах разработки и производства, позволяющих выявить потенциальные дефекты в аппаратуре.

Практика показывает, что совершенствованию контрольных (приемочных) испытаний в настоящее время идет по пути приближения испытательных режимов к эксплуатационным [86,89] и, в первую очередь по пути внедрения методов испытаний РЭА на комплексное воздействие механических и климатических факторов.

Следует отметить, что вышеуказанные направления совершенствования методологии испытаний являются особенно актуальными для бортовых радиоэлектронных средств летательного аппарата которые в условиях эксплуатации подвергаются действию большого количества внешних факторов (повышенная и пониженная температура, изменения температуры, повышенная влажность, пониженное давление, широкополосная случайная вибрация, виброударные нагрузки и др.) с практически с предельными для их стойкости уровнями воздействия. Существующая методология проведения контрольных испытаний (имеются только общие рекомендации, без привязки к конкретным условиям эксплуатации) не позволяет построить (выбрать) испытательные режимы, соответствующие эксплуатационным.

Кроме того, существующая практика испытаний на надежность и стойкость к воздействию внешних факторов фактически не учитывает влияние различных вариантов работоспособности летательного аппарата и, следовательно, не учитывает влияние взаимодействия различных блоков между собой, а также наличие "паразитных" связей в электрических цепях, что, естественно, сказывается на надежности и стойкости бортовых радиоэлектронных средств. Таким образом, указанная практика проведения испытаний не позволяет выявлять потенциальные дефекты бортовых радиоэлектронных средств в процессе производства, что приводит к значительным затратам при их установлении, анализе причин возникновения и разработки способов исключения этих дефектов в процессе эксплуатации летательных аппаратов.

Поэтому выбранная для исследований тема диссертационной работы, посвященная обоснованию методов и средств отработки и испытаний бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов на надежность и стойкости к воздействию внешних факторов на этапах разработки и производства, является актуальной.

По указанной проблеме в настоящее время имеется ряд работ, прежде всего таких авторов, как Доминич А.П., Мырова Л.О., Оржаховский М.Л., Писарев В.Н., Постнов В.Н., Чернов В.Г. и других [46, 51, 52, 115, 119], в которых исследованы вопросы построения методов испытаний на комплексное воздействие ВФ, обоснование методов оптимизации испытаний РЭА и др. Этим же вопросам уделяется пристальное внимание за рубежом, о чем свидетельствует значительное количество публикаций по этой проблеме, например [49, 50].

Несмотря на значительное количество публикаций по этим вопросам, в них не отражена специфика эксплуатации бортовых радиоэлектронных средствах летательного аппарата. В частности, в них не нашли отражения вопросы обоснования методов испытаний РЭС на комплексное действие только климатических факторов, на комплексное действие повышенной влажности и вибрации (ударов), вопросы учета электрических режимов и сигналов, наведенных в бортовых радиоэлектронных средствах летательного аппарата при испытании конкретного РЭС.

Об актуальности выбранной для исследований темы свидетельствует и тот факт, что в план важнейших работ Минобороны была включена научно-исследовательская работа "Колесник-2" "Совершенствование методов испытаний и обеспечения стойкости РЭА объектов вооружения и военной техники к воздействию климатических и механических факторов на этапах ее разработки и производства" (1996-1999), а с 2000 г. ведется НИР "Колесник-3" «Исследование методов оценки и испытаний РЭА на стойкость к воздействию внешних факторов в обеспечение требований нового поколения КГВС "Мороз-6"», направленные на совершенствование методологии отработки и испытаний РЭА военного назначения.

Целью диссертационной работы является обеспечение надежности и стойкости бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов к воздействию внешних факторов на этапах их разработки и производства на основе создания и внедрения в практику разработки и производства РЭС методов их отработки и испытаний, позволяющих выявлять скрытые производственные дефекты, и совершенствования методов проведения приемочных испытаний путем внедрения испытаний на комплексное воздействие внешних факторов, эквивалентных по эффективности действия реальным условиям эксплуатации.

Для достижения вышеуказанной цели в работе для решения были поставлены следующие научные задачи:

1. Оценить действие внешних факторов, в максимальной степени влияющих на надежность и стойкость бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов в условиях эксплуатации, исследовать статистику и установить причины их отказов при испытаниях на этапах разработки и производства;

2. Разработать метод и устройство для проведения эквивалентных стендовых испытаний бортовых электронных средств на надежность стойкость к воздействию внешних факторов, учитывающих реальные воздействия и электрические режимы эксплуатации РЭС.

3. Обосновать рекомендации по выбору состава внешних факторов для проведения отбраковочных испытаний и разработать методы установления режимов проведения этих испытаний.

4. Обосновать алгоритм формирования режимов испытаний бортовых РЭА на комплексное воздействие ВФ и разработать методы проведения исследовательских испытаний РЭА для определения состава и последовательности приемочных испытаний при проверке их соответствия заданным требованиям по стойкости к воздействию ВФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод и устройство для проведения эквивалентных стендовых испытаний бортовых электронных средств летательных аппаратов на надежность стойкость к воздействию внешних факторов, позволяющие максимально приблизить режимы стендовых испытаний к реальным условиям эксплуатации в составе летательного аппарата путем комплексного моделирования воздействия ВФ, а также внутренних электрических нагрузок для всех вариантов эксплуатации;

2. Алгоритм выбора состава внешних факторов для проведения отбраковочных испытаний (циклически изменяющаяся температура, широкополосная случайная вибрация, электротермотренировка), основанный на оценке эффективности их действия с точки зрения выявления дефектов в аппаратуре;

3. Методы установления режимов проведения отбраковочных испытаний:

- эмпирический метод определения уровней ВФ для отбраковки, основанный на использовании итерационного процесса и оценке выбора оптимального режима испытаний по критерию «эффективность - стоимость»;

- метод определения уровней ВФ, основанный на оценке мощности отбраковки путем использования математических выражений, связывающих эффективность отбраковки с основными параметрами воздействующих факторов.

4. Алгоритм формирования режимов испытаний РЭА на комплексное воздействие ВФ и методы проведения исследовательских испытаний РЭА для обоснования состава и последовательности приемочных (раздельных или комплексных) испытаний (метод сравнительных испытаний и расчетно - экспериментальный метод с использованием теории многофакторного эксперимента).

Научная новизна. В работе выдвинуты, теоретически обоснованы и доведены до практического применения принципиально новые положения:

1. Обоснование рекомендаций по формированию модели эксплуатации для установления режимов испытаний бортовых РЭС летательных аппаратов на воздействие внешних факторов, в определяющей степени влияющих на их надежность и стойкость в условиях эксплуатации (пониженная и повышенная и пониженная температура, изменения температуры, повышенная влажность, пониженное давление, широкополосная случайная вибрация и виброударные нагрузки, электрические нагрузки), а также обоснование классификации причин отказов РЭС и рекомендаций по их устранению

2. Обоснование рекомендаций по выбору состава внешних факторов и режимов проведения отбраковочных испытаний бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов, основанные на предложенных в работе эмпирическом методе и методе оценки мощности отбраковки.

3. Разработка унифицированных методов обоснования состава и режимов установления приемочных испытаний для РЭС любых объектов, основанных на оценке эффективности раздельных или комплексных испытаний.

Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении в организациях Минобороны России и на предприятиях промышленности методов испытаний (унифицированный, отбраковочный, приемочный), позволяющих повысить надежность и стойкость бортовых электронных средств летательных аппаратов к воздействию внешних факторов на этапах их разработки и производства. Указанные методы являются унифицированными и могут быть использованы для испытаний РЭА любых объектов (акты внедрения НИИ АО, ПО «Прибор», 22 ЦНИИИ МО).

Достоверность научных положений и выводов, содержащихся в работе, обеспечивается:

• корректностью использования математического аппарата теории вероятности и математической статистики, теории испытаний и измерений;

• апробацией и публикациями основных результатов исследований;

• проверкой их соответствия теоретическим проработкам по исследуемой проблеме и подтверждение соответствия на большом статистическом материале;

• проведением сопоставительного анализа с данными других исследований.

Реализация и внедрение результатов работы: Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы реализованы при выполнении научно-исследовательских работ по анализу причин выхода из строя блоков бортовых радиоэлектронных средств, изготовления Курского ПО "Электроприбор" (4 отчета в период 1988-93 г.г.) и научно-исследовательских работ "Колесник-2" и "Колесник-3", выполненных по заказам Минобороны и проводимых в период 1999 -2002 г.г. в НИИИСТ, а также при разработке руководящего документа Минобороны России (РД В 319.02.24-99) и Руководство по восстановлению изделия 10ПМ ( Курское ПО "Электроприбор", 1998 г.).

Эффект от внедрения нормативных документов, содержащих разработанные автором методы, ожидается за счет повышения надежности и стойкости РЭС, снижения затрат на проведение испытаний и доработку.

Результаты диссертационной работы обсуждались на научно-техническом совете ФГУП МНИРТИ. Основные положения и результаты исследований, включенных в диссертацию, докладывались на Международном симпозиуме "Надежность и качество -2002", г. Пенза.

По теме диссертации имеется 7 научных трудов, в том числе 2 Руководящих документа.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 118 наименований. Общий объем диссертации (включая рисунки и список литературы) составляет 146 страниц, иллюстрируется 27 рисунками и 27 таблицами.

Заключение диссертации по теме «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», Луговской, Сергей Владимирович

Основные результаты, полученные в настоящей работе, сводятся к следующему:

1. В результате проведенного анализа всего многообразия различных видов воздействий, которым могут подвергаться бортовые радиоэлектронные средства летательных аппаратов, были выделены внешние факторы, в определяющей степени влияющие на их надежность и стойкость. К таким факторам были отнесены пониженная и повышенная и пониженная температура, изменения температуры, повышенная влажность, пониженное давление, широкополосная случайная вибрация и виброударные нагрузки, а также электрические нагрузки.

Исследована статистика отказов бортовых радиоэлектронных средств при воздействии указанных внешних факторов при испытаниях на этапах разработки и производства за период с 1988г. по 2000г. и выявлены их причины, которые обусловлены следующими видами отказов:

- вследствие схемно-конструкторских дефектов;

- из-за выхода их строя комплектующих электрорадиоизделий;

- вызванные производственными дефектами.

2. Приведена характеристика методов испытаний радиоэлектронных средств бортового оборудования летательных аппаратов на стойкость к воздействию ВФ на этапах разработки и производства, которые отличаются по целям, этапам применения по жизненному циклу, продолжительностью, количеством испытываемых изделий, уровнями воздействия и критериями эффективности. Указанные различия приводят к значительным расхождениям между показателями надежности, получаемыми в условиях эксплуатации и при всех видах испытаний в лабораторных и производственных условиях. Показано, что существующая практика испытаний на надежность и стойкость к воздействию внешних факторов фактически не учитывает влияние вариантов загрузки вооружения и, следовательно, взаимодействие различных блоков между собой, а также наличие "паразитных" связей в электрических цепях. Указанная практика проведения испытаний не позволяет выявлять потенциальные дефекты бортовых радиоэлектронных средств в процессе производства, что приводит к значительным затратам при установлении дефектов, анализе причин их возникновения и разработки способов их исключения в процессе эксплуатации летательных аппаратов.

3. Разработан метод эквивалентных испытаний на надежность стойкость к воздействию внешних факторов бортовых радиоэлектронных средств управления оружием, позволяющий максимально приблизить режимы стендовых испытаний к реальным условиям эксплуатации в составе летательного аппарата, путем комплексного моделирования внешних воздействующих факторов, а также внутренних электрических нагрузок, для всех вариантов применяемого вооружения. Создано устройство для проведения эквивалентных стендовых испытаний бортовых электронных средств управления оружием, позволяющее воспроизводить их реальное функционирование в составе летательного аппарата с помощью специально разработанного стенда и имитатора бортового жгута.

Оценена эффективность применения данного метода на стадиях производства и отработки надежности и стойкости к воздействию внешних факторов при стендовых испытаниях для выявления в наземных условиях скрытых производственных и конструктивно-технологических дефектов на примере бортовых электронных средств системы управления оружием самолета Т8.

Внедрение в практику унифицированной методики испытаний позволило в период 1992-2000 г.г. выявить более 150 скрытых производственных дефектов. Для основных блоков и пультов систем управления оружием обобщены статистические материалы по отказам и причинам их возникновения, а также дан перечень отказоспособных электро- и радиоэлементов. Преложены ряд рекомендаций по применению схемных решений, позволяющих исключить в дальнейшем появления ряда дефектов в бортовых радиоэлектронных средствах систем управления оружием.

4. В результате проведенного анализа отечественного и зарубежного опытов показаны роль и место отбраковочных испытаний в процессе разработки и производства высоконадежной аппаратуры, которые достаточно убедительно свидетельствуют об эффективности отбраковочных испытаний и целесообразности их внедрения в практику разработки и производства бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов.

Обоснованы рекомендации по выбору состава внешних факторов для проведения отбраковочных испытаний (циклически изменяющаяся температура, широкополосная случайная вибрация, электротермотренировка), основанные на оценке эффективности воздействия различных ВФ с точки зрения выявления дефектов в аппаратуре. Показано, что при выборе конкретного воздействующего фактора для проведения отбраковочных испытаний необходимо оценивать как возможности практической реализации отбраковки для различных уровней сборки бортовых радиоэлектронных средств, так и эффективность воздействия различных ВФ на плату, модуль, узел, блок, стойку.

5. Разработаны методы установления режимов проведения отбраковочных испытаний:

- эмпирический метод определения уровней ВФ для отбраковки, основанный на использовании итерационного процесса, в соответствии с которым регистрируются дефекты при изменении уровней нагрузок в рекомендуемом диапазоне скоростей их изменения и продолжительности действия и выбирается оптимальный режим по критерию «эффективность - стоимость»;

- метод определения уровней ВФ, основанный на оценке мощности отбраковки путем использования математических выражений, связывающих эффективность отбраковки с основными параметрами воздействующих факторов.

Проведена апробация метода и предложены рекомендации по внедрению отбраковочных испытаний в процесс производства бортовых радиоэлектронных средств, учитывающие:

- результаты анализа различных факторов производства, определяющих появление и распределение различных дефектов;

- технический уровень и пропускную способность имеющейся испытательной базы, в частности, установок комплексного нагружения на воздействие ВФ;

- возможности предприятий по оперативному выявлению и устранению причин отказов и неисправностей.

6. В результате анализа НД, устанавливающих методы проведения контрольных (государственных и приемо-сдаточных) испытаний радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) на комплексное воздействие механических и климатических факторов, исследований, а также возникающих при этом эффектов в РЭА были обоснованы следующие общие рекомендации по разработке методов испытаний на комплексное воздействие механических и климатических факторов:

- не могут быть установленные единые методы испытаний (состав ВФ и режимы) на комплексное воздействие ВФ для аппаратуры различных образцов техники;

- состав ВФ для испытаний на комплексное их воздействие следует устанавливать в зависимости от условий функционирования РЭА (анализ ТУ, ТТЗ, ГОСТ, условий эксплуатации);

- режимы испытаний на комплексное воздействие ВФ (уровни, продолжительность, моменты совмещения и др.) зависят от специфики конструирования РЭА, способе размещения их на объекте, цели испытаний (приемочные или отработочные испытания) и эффективности воздействия;

- при определении состава и режимов испытаний на комплексное воздействие ВФ следует учитывать возможные эффекты, возникающие в РЭА, и оценивать целесообразность проведения комплексных или раздельных испытаний (эффективность, стоимость, наличие испытательного оборудования);

- целесообразно совместить виды испытаний при определении устойчивости и прочности РЭА.

7. Разработан алгоритм формирования режимов испытаний РЭА на комплексное воздействие ВФ, который представляет собой последовательность выполнения операций, включающих анализ условий функционирования РЭА в составе объекта; оценку эффективности комплексного действия ВФ по сравнению с раздельным (анализ априорной информации, проведение экспериментальных исследований); обоснование уровней и продолжительности воздействия комплексируемых ВФ (проведение экспериментальных исследований блоков РЭА и их комплектующих изделий); составление цикла испытаний (установление моментов времени совмещения и продолжительности совместного действия комплексируемых ВФ).

8. Для реализации предложенного алгоритма разработаны метод сравнительных испытаний и расчетно - экспериментальный метод с использованием теории многофакторного эксперимента. Указанные методы позволяют по результатам проведения исследовательских испытаний РЭА (их комплектующих изделий) определить оптимальный состав и последовательность приемочных испытаний при проверке их соответствия заданным требованиям по стойкости к воздействию механических и климатических ВФ. Апробация предложенных в работе методов проводилась путем испытаний больших выборок химических источников тока типа CR-2325, цифровых преобразователей угла, и представителя наименее стойких элементов бортовых радиоэлектронных средств - реле РЭС - 49.

9. Достоверность научных положений и выводов, содержащихся в работе, обеспечивается:

• корректностью использования математического аппарата теории вероятности и математической статистики, теории испытаний и измерений;

• апробацией и публикациями основных результатов исследований;

• проверкой их соответствия теоретическим проработкам по исследуемой проблеме и подтверждение соответствия на большом статистическом материале;

• проведением сопоставительного анализа с данными других исследований.

Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы реализованы при выполнении научно-исследовательских работ по анализу причин выхода из строя блоков бортовых радиоэлектронных средств, изготовления Курского ПО "Электроприбор" (4 отчета в период 1988-93 г.г.) и научно-исследовательских работ "Колес-ник-2" и "Колесник-3", выполненных по заказам Минобороны и проводимых в период 1999 -2002 г.г. в НИИИСТ, а также при разработке руководящего документа Минобороны России ( РД В 319.02.24-98).

Результаты исследований, полученные в работе внедрены в 22 ЦНИИИ МО РФ при разработке РД В 319.02.25-99, на Курском ПО «Прибор» и НИИ АО в технологический процесс производства и при испытаниях бортового оборудования летательных аппаратов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена обоснованию и разработке методов и аппаратных средств для испытаний бортовых радиоэлектронных средств летательных аппаратов на надежность и стойкость к воздействии внешних факторов, позволяющих: на этапе разработки - выбрать наилучшие технические решения по обеспечению надежности и стойкости к воздействии внешних факторов; на этапе производства - выявить и устранить потенциальные дефекты в бортовых радиоэлектронных средствах, что позволит значительно сократить затраты на их устранения при выявлении в процессе приемо-сдаточных испытаний или эксплуатации; на этапе проведения контрольных испытаний - повысить их достоверность за счет приближения условий испытаний к условиям эксплуатации (комплексное воздействие внешних факторов, режимы).

В процессе выполнения работы был проведен анализ отечественных (КС "Мороз-6", ГОСТ 15150, ГОСТ 16350, ГОСТ Р 51804, МУ - 150 и др.) и зарубежных (MIL-STD-810 D,E; 3G-100; Публикации 721 и 68 МЭК и др.) нормативных документов, а также литературных источников, обоснованы направления и проведены исследования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Луговской, Сергей Владимирович, 2003 год

1. Коненков Ю. К., Ушаков И. А. Вопросы надежности радиоэлектронной аппаратуры при механических нагрузках. — М.: Сов. радио, 1975.—144с.

2. Probability distribution of statistical energy analysis model responses due to parameter randomness/ Huang X.L., Radciff C.I.// Trans.ASME.I.Vibr. and Aroust.-1998.№3.-c.641-647.

3. Тескин О. И. Многомерные задачи контроля и планирования объектов испытаний на надежность по одному контролируемому уровню. — М.: Знание, 1980.—381с.

4. Ушаков И. А., Коненков Ю. К. Методы расчета надежности аппаратуры при механических нагрузках ч. 1. —М.: Знание, 1973.-60с., ч.2. —М.: Знание, 1974.-59с.

5. Чирков В. П. Вопросы надежности механических систем. — М.: Знание, 1981 .—407с.

6. Методические указания МУ-150-86 ДСП.

7. Отчет о НИР «Эксплуатационная надежность блоков системы СУО-1-6М по материа-пам актов техпроверки за 1985-1988г.г.» / Курское ПО "Прибор". Исполн. Луговской С.В., инв № 585, ДСП. -Курск, 1988г.-38с

8. Писарев В.Н., Маевский А.А. Состояние и перспективы работ по совершенствованию утетодологии испытаний РЭА на воздействие акустического шума. //Радиопромышленность, 1994, вып.4. с.83-90.

9. Анализ систем технической эксплуатации пилотажно-навигационного оборудования на эснове метода переменных состояний / Воробьев В.Г., Зыль В.П., Кузнецов С.В. // Со-зрем.научн.-техн.пробл.гражд. авиации: Тр. Междунар.научн.-техн.конфер.-М.,1996.-с.25-32

10. ГОСТ 4401-64 Таблица стандартной атмосферы -740с

11. Глудкин О.П., Енгалычев А.Н., Коробов А.И., Трегубов Ю.В. Испытания радиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование.; под редакцией Коробова А.И. М.: Радио и связь, 1987.-272с.

12. Доминич А.П., Писарев В.Н. Состояние и пути совершенствования методологии испытаний РЭС ВВТ на стойкость к воздействию ВФ//Радиопромышленность, 1997, вып. 1.

13. Писарев В.Н. Совершенствование системы испытаний РЭА на надежность и стой-сость к воздействию внешних факторов.// Радиопромышленность. 1994, вып.4, с.75-82.

14. Синтез аппроксимационных моделей/ ЦНИИ ВВС.-М.1999.с.4-12.15. ОСТ В1 02588-86

15. Оценка технического состояния авиационного оборудования на основе ситуационного тодхода// Габец В.Н.// Соверш.авмац.оборуд./ Моск.гос.техн. ун-т гражд.авиации.-М.,1996.

16. Тескин О. И. Оценка надежности систем на этапе эксплуатационной отработки. — М.: Знание, 1981.-145с.

17. Ястребенецкий М. А., Соляник Б. JL Определение надежности аппаратуры промышленной автоматики в условиях эксплуатации. —М.: Энергия, 1968.—128с.

18. Заренин Ю. Г., Стоянова И. И. Определительные испытания на надежность. — М.: Стандарты, 1978.-168с.

19. Карташов Г. Д. Предварительные исследования в теории форсированных испытаний. — М. Знание, 1980.-59с.

20. Карташов Г. Д. Принципы расходования ресурса и их использование для оценки надежности. — М.: Знание, 1984.—102с.

21. Пешее JT. Я., Степанова М. Д. Основы теории ускоренных испытаний, на надежность. -Минск: Наука и жизнь, 1972.-97с.

22. Поллак Ю. Г. Вероятностное моделирование на ЭВМ. М . Сов. радио. 1971.-201с.

23. Марютин В.Н., Писарев В.Н., Степанов Ю.И. Система испытаний оборонной продук-дии. Проблемы, направления совершенствования. // Сб. трудов Международной НТК, г.Пенза, >000 г.

24. Беляев Ю. К. Статистические методы в теории надежности. — М.: Знание, 1978.-66с.

25. Беляев 10. К. Статистические методы обработки результатов испытаний на надежность. -М.: Знание, 1982.-109с.

26. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надеж-тости. М,- Наука, 1965.—524с.

27. Ground testing/ Britcher Colin P.// Aerosp.Amer.-1998.-36, № 12-C.73-78

28. Применение интегро-интерполяционного метода построения разностных уравнений для шределения теплофизических свойств и нестационарных тепловых потоков/ Азима Ю.И.// 4нж.-физ.жизнь.-1998.-№5.-с.811-818.

29. Ушаков И. А., Фишбейн Ф. И. Методы оценки надежности по результатам испытании. -М.: Знание, 1973.-52с.

30. Fligt research and test center/Zolotarev F.// Aerospace Journal.-1996.-May-June.-c.34-35,9900.

31. Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. — М.: Гов.радио, 1962.-43с.

32. Фишбейн Ф. И. Графические методы в планировании и обработке результатов испыта-ии на надежность. — М.: Знание, 1979-ЗООс.

33. Оптимизация обеспечения качества изготовления продукции на серийном предприятии/ Алешина О.Н.,Протопопов В.И.// Вопросы матем. моделирования аэрод. И динам, особ.случ.полета B.C./ Моск.гос.техн.ун-т Г.А.-М.,1995.-с24-28.

34. Применение методов адаптивно-робастного оценивания в задачах контроля и диагностирования систем авиационного оборудования/ Чернодаров А.В., Сорокин Г.В.// Со-верш.авиац.оборуд./ Моск.гос.техн.ун-т гражд.авиации.-М. 1996.-с.63-73.

35. Пархоменко П. П., Согомонян Е. С. Основы технической диагностики/ Под ред. П. П. Пархоменко. — М.: Энергоиздат, 1981.-319с.

36. Отчет о НИР «Анализ причин часто повторяющихся отказов цепей и элементов в блоках изделий типа СУВ-СУО»: Курское ПО "Прибор"; исполн. Луговской С.В., Курск, 1988.-8с.

37. Рафиков М.Ю., Логинов А.А., Федяй И.Ф. Установки и системы управления авиационным вооружением: Учеб.пособие/ ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского.-1990.-386с.

38. Карташов Г. Д. Предварительные исследования в теории форсированных испытаний. — V!. Знание, 1980.-59с.

39. Качество, надежность и методы испытаний в США. Перевод N 18798/2, ТПП СССР

40. Обеспечение высокой надежности и ремонтопригодности военной РЭА на этапе разработки (опыт США). Обзор // Радиоэлектроника за рубежом. 1981. - N 5о 0 16. - с. 29-45.

41. Vibrations Analisis for Electronic Equipment. By Dave Steinberg. John Wiley and 5ons,l 973.

42. Писарев B.H., Постнов B.H., Сорокин П.В. Учет особенностей эксплуатации РЭА в ме-одах испытаний на воздействие вибрации. //Радиопромышленность, 1994, N7.

43. Jerry G. Schlagheck. Dinamic Analysis of Electronic Assemblies. Proc. Jnstitute of Envi-onmental Sciences. 1986, p.128-131.

44. M1L-STD-810 D Метод 520.0. Комбинированное действие температуры, влажности, ибрации и пониженного атмосферного давления: Пер. с англ. /1986 41 с.

45. Применение концепции "Проектирование в пределах заданной стоимости образца" при разработке военной РЭА (опыт США). Обзор // Радиоэлектроника за рубежом. 1982. - N 5о О 19. - с. 24-38.

46. Dave S. Steinberg. Tougher Tests for military Electronics. Macsine Design. 1989, May, v.25. p.105-109.

47. Эквивалентно-циклические контрольные и определительные испытания на безотказность авиационного бортового оборудования. МУ 150-86/НИИАО. Жуковский, 1986. - 57 с.

48. Руководящий материал. Основные принципы и методы ускоренных испытаний на надежность радиоэлектронной аппаратуры. РМ В 22.31.144-90. Кн. 4 Эквивалентно-циклические испытания авиационного оборудования на надежность. 22 ЦНИИИ МО, 1990 г.

49. Методическое пособие. Испытание аппаратуры и электрорадиоизделий на комплексное воздействие механических и климатических внешних факторов. 22 ЦНИИИ МО, 1998г.

50. ГОСТ Р В 20.57.305-М.: Издательство стандартов, 1998.

51. Броди С. Н., Власенко О. Н., Марченко Б. Г. Расчет и планирование испытаний систем ia надежность. — Киев: Наукова думка, 1970.-192с.

52. Обеспечение качества авиационной техники на стадии производства/ Барвинок В.А.// 'амолетостр. России: пробл. перспективы: Тез. Докл. Всеросс.конф., 23-26 июня, 1998.-"амара. 1998.-c.45-51.

53. Первозванский А. А. Случайные процессы в нелинейных автоматических системах. — 4.: Физматгиз, 1962.-352с.

54. Продление ресурса авиационных систем из условия максимизации прибыли отрасли и овышения надежности/ Карпин А.Б.// 2 Междунар. науч.-техн.конф. "инж.-физ.пробл.авиац. и осм.техники", Егорьевск,3-5 нюня,1997:Тез.докл. чЛ-Егорьевск, 1997.-с.160-169.

55. ГОСТ Р В 20.39.301-98. М.: Издательство стандартов, 1998.

56. ГОСТ Р В 20.39.304-98. М.: Издательство стандартов, 1998.

57. ГОСТ Р В 20.57.306-98. М.: Издательство стандартов, 1998.

58. ГОСТ Р В 20.57.312-85. М.: Издательство стандартов, 1985.

59. ГОСТ 19705-81. М.: Издательство стандартов, 1981.67. ОСТ В 100208-7668. ОСТВ1 02592-86

60. Сотсков Б. С. Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. — М.: Высшая школа, 1970.-271с.

61. Отчет о НИР «Анализ причин выхода из строя блоков изделия 20ПМ изготовления Курского ПО "Электроприбор" из-за превышения электрических режимов»: Курское ПО "При-5ор"; исполн. Луговской С.В., Курск, 1991.-15с.

62. Руководство по восстановлению изделия 10ПМ. Курское ПО "Прибор". Исполн. Пуговской С.В., Горетая Ю.Ю., Михайленко А.И.,/ Курское ПО "Прибор". 1989.-20с.

63. Отчет о НИР «Анализ причин выхода из строя блоков изделия 20ПМ изготовления <урского ПО "Электроприбор" из-за превышения электрических режимов»: Курское ПО "При-юр"; исполн. Луговской С.В., Курск, 1991.-15с.

64. Отчет о НИР «Эксплуатационная надежность блоков систем 54П и 8ПА (СУО-Т8-54) ю материалам актов техпроверки за 1991-1992г.г. и данных по анализам комплектующих ЭРЭ» Курское ПО "Прибор". Исполн. Луговской С.В., 1993.-50с.

65. Луговской С.В., Вопросы обеспечения надежности изготовления на предприятии в роцессе производства бортовых электронных средств летательных аппаратов. Курск: Курск. 1олитех. ун-та,2000.-6с

66. Горяинов Л.А., Морозов А.И., Луговской С.В. Обеспечение надежности в произ-одстве электронных средств: Курск.техн.ун-та, г. Курск 2000.-6с.

67. NAVMAT Р-9492, "Navy Manufakturing Screening Program", 1979.

68. DoD 4245.7-M "Transition From Development To Production (1985).

69. DoD-Hdbk-344 (USAF), "Environmental Stress Screening (ESS) of Electronic Equip-lent" (1986).

70. AMC-R 702-25, "AMC Environmental Stress Screening Program (1987).

71. TEOOO-AB-GTR-O2O, "Environmental Stress Screening Requirements and Application lanual for Navy Electronic Equipment" (1988).

72. USAF R&M 2000 "R&M 2000 Environmental Stress Screening" (1988).

73. Mil-Std-781D "Reliability Testing for Engineering Development, Qualification, and Pro-uction" (1986).

74. Mil-Hdbk-781D "Reliability Test Methods, Plans, and Environments for Engineering Development, Qualification, and Production" (1987).

75. Доминич А.П. Испытания РЭА на ВВФ на стадии изготовления. Состояние и тенденции развития. По материалам зарубежной печати. // Радиоэлектроника. НИИЭИР, 1988, вып.2.

76. Duane R.Pennington. Environmental Stress Screening Some Misconceptions. The Journal of Environmental Sciences. 1986, v.31.

77. Доминич А.П. Организация отбраковочных испытаний. // Радиопромышленность. -1991,N 1.

78. John J. Sexton. Environmental testing and Stress Screening technology and methods. Holland, Michigan, USA, 1990

79. Информационный материал 22 ЦНИИИ МО РФ, 1991, вып.8

80. Доминич А.П. Писарев В.Н. Отбраковочные испытания радиоэлектронной аппаратуры эффективный путь повышения ее качества и надежности. Технологии, оборудование, материалы . Экономика и производство. -1998. -№12.

81. James М. Kallis, William К. Hammond, and Edwin В. Curry. Stress Screening of Elec-:ronic Modules. J. of the IES, N2, V.33, 1990.

82. РД В 319.02.24-99 Комплексная система контроля качества. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы проведения отбраковочных испыта-шй РЭА на этапах разработки и производства. 22 ЦНИИИ МО РФ, 1999.

83. Писарев В.Н., Луговской С.В. Принципы и методические особенности организации I проведения отбраковочных испытаний. Ж. «Вестник Военного регистра», вып.11, 2002. С. 519.

84. Victor S. A Practical Method for Tailoring Environmental Stress Screens. J. of the IES, 1989.

85. Катеринич И.И. Метод определения оптимальной продолжительности электротермо-ренировки МОП БИС. // Электронная промышленность, 1988, N 3.

86. Велликок Л.Ф., Нехай А.П., Родд А.Я. Гибкая система отбраковочных испытаний, ос-ованная на прогнозировании качества партий ИС. // Электронная техника. Сер. Управление :ачеством, стандартизация, метрология, испытания. 1989, вып.1 (133).

87. Луговской С.В., Жариков В.Н. Практика применения отбраковочных испытаний в роцессе производства пилотажно навигационного оборудования летательных аппаратов, фклад на Международном симпозиум «Надежность и качество -2002», г. Пенза

88. ГОСТ Р 51804 -2000. Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим )акторам машин, приборов и других технических изделий. Комбинированные испытания. М.: 1здательство стандартов, 2001 г.

89. Отчет о составной части НИР "Колесник-З-ИнИС", 2 этап (Луговской С.В. исполн.)., 2002 г., 186 стр.

90. Луговской С.В. Принципы построения модели эксплуатации бортового оборудования для обоснования методики его испытаний. Доклад на Международном симпозиум «Надежность и качество -2002», г. Пенза.

91. Писарев В.Н.,Постнов В.Н.,Чернов В.Г. Совершенствование методов испытаний ЭРИ на воздействие вибрации и температуры: Стандартизация военной техники, N 3,1994г.

92. Писарев В.Н. Повышение эфективности испытаний РЭА военного назначения на воздействие климатических и механических факторов Радиопромышленность, N 3, 1994г.

93. Испытания радиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование: Учебн. пособие для вузов/ О.П.Глудкин, А.Н. Енгалычев, А.И.Коробв. Ю.В.Трегубов: Под ред. А.И.Коробова. М.: Радио и связь, 1987. - 272 е.: ил.

94. Истомин Е.В. Оценка стойкости электронно-оптических преобразователей к комплексному воздействию внешних факторов. Сб. докладов Международной НТК, г. Сочи, 1999 г.

95. ГОСТ Р В 20.57.416-97. М.: Издательство стандартов, 1998.106 . ТУ ВД 95 1922-89. Элемент CR-2325. Новосибирск: ПО НЗХК, 1990. - 17 с

96. Яншин А.А. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1983.-312 с.

97. Острейковский В.А. Многофакторные испытания на надежность. М.: Энергия, 1978.152 с.

98. Статистические методы в инженерных исследованиях (лабораторный практикум): Учеб. пособие / Бородюк В.П., Вощинин А.П., Иванов А.З. и др.; Под ред. Г.К. Круга. М.: Высш. школа, 1983. - 216 с.

99. Зарин А.А., Логинов В.Е. Оптимизация процесса сборки, регулировки и испытания топливной аппаратуры двигателей. М.: Машиностроение, 1989,- 80 с.

100. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М: Наука, 1965.-340 с.

101. Постнов В.Н., Чернов В.Г. Прогнозирование значений технических параметров РЭС при комплексном воздействии ВФ на основе их математических моделей

102. Чернов В.Г. Кандидатская диссертация, 22 ЦНИИИ МО, 1994

103. ТУ РСО. 453.01 1 ТУ-80. Реле слаботочное электромагнитное РЭС-49. Технические условия. Харьков: ПО "Радиореле", 1980.

104. Писарев В.Н., Прохоров Н.Г. Испытания машин и других технических изделий на комбинированное воздействие внешних факторов. Сб. докладов МНТК, г.Пенза, 2001г.

105. Писарев В.Н., Подлепа С.А., Чернов B.C. Повышение достоверности контрольных испытаний РЭС на основе оптимизации состава и последовательности действия ВФ: Стандартизация военной техники, N2,1994г.1. РГ;1. ГОСУ;ол^^л- о - оъ