飞机试飞阶段可靠性评估技术应用研究.pdf

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1、环境与可靠性工作研究飞机试飞阶段可靠性评估技术应用研究徐小芳吕宝冯凯（中国飞行试验研究院，陕西西安710089）[摘要]提出了考虑故障处理策略的试飞阶段可靠性增长评估模型，并以某型飞机定型试飞阶段的数据为例对评估模型进行了验证。[关键词]飞机；试飞阶段；可靠性增长；可靠性评估；设计定型[中图分类号]T-65[文献标识码]C[文章编号]1003-6660（2017）01-0041-04[DOI编码]10.13237/j.cnki.asq.2017.01.010试飞阶段是发现飞机设计、制造、工艺和材料故障均

2、会导致飞机故障；采取改进措施不会引入新等方面的问题并不断改进，且机务维修人员的技术故障。水平持续提高的过程，飞机的可靠性将主要受这些因素的影响而逐步增长。2可靠性增长模型分析比较然而，目前试飞阶段可靠性评估采用单侧置信Duane模型和AMSAA模型是2种广泛使用的成下限法，这种方法考虑了生产方风险，给出了产品熟的可靠性模型。Duane模型适用于发现故障即的可靠性以多大的可能性不小于统计计算值，但没时改进的可靠性增长过程，不能用于延缓改进或有回答经过试飞阶段的持续改进，产品在试飞结束含延缓改进，而使产品可

3、靠性突然大幅提高的过[1]时达到的瞬时可靠性水平。程。Duane模型未考虑数据的随机特性，不是数要得到产品的瞬时可靠性，应考虑试飞阶段的理统计模型，故不能给出可靠性增长的数理统计结特点，研究适用的评估方法，以提高评估结论的权果。AMSAA模型引入了随机过程，给出了Duane威性和科学性。模型的概率解释，能够提供依据数理统计的评估结果。AMSAA模型不仅适用于研制试验中改进设1可靠性评估假设条件计、工艺的产品可靠性增长，而且也适用于维修人试飞阶段的可靠性评估是对飞机自身飞行试验员技术水平提高、维修工具/设

4、备及其运行状况改[2]产生的可靠性数据，运用统计学数值估计理论和可善后的可靠性增长。靠性评估方法，求得可靠性参数的取值估计值的过经综合分析选定AMASAA模型作为飞机试飞程。飞机可靠性参数较多，本文选择研究最常用的阶段可靠性评估基本模型。一方面，该模型符合飞平均故障间隔时间MTBF的评估方法。机试飞阶段可靠性数据的随机特性；另一方面，该可靠性评估离不开数学模型，而要建立数学模模型可以计算瞬时可靠性指标，能够满足人们及时型，必须将纷繁复杂的现实条件进行简化。由于飞掌握飞机当前可靠性水平的需要，且用AMSA

5、A模[3]机是典型的复杂系统，根据德雷尼克定律，其故障型进行可靠性估计比Duane模型好。率随着时间的增大而趋于常数。因此，在飞机定型AMSAA模型的数学表达式如下：试飞阶段，可合理假设故障时间服从指数分布，因E[N（t）]是随机过程中t的函数，即b而只要对瞬时故障率评估模型进行详细研究，然后E[N（t）]=λ（t）dt=at（1）根据故障率与平均故障间隔时间之间的倒数关系，设瞬时故障率为λ（t），则即可获得瞬时MTBF评估值。本研究假设：飞机发b-1λ（t）=dE[N（t）]/dt=abt（2）生的所

6、有故障相互独立；飞机是串联系统，发生的瞬时MTBF（t）则为：[收稿日期]2016-11-02Feb.201741航空标准化与质量2017年第1期b-1MTBF（t）=1/λ（t）=1/abt（3）3.1试验—查找问题—试验评估模型式中：E[N（t）]—N（t）的数学期望；N试验—查找问题—试验的目的是“暴露”问（t）—t时刻所对应的累积责任故障数；t—累积试题，为试验结束后的集中改进提供依据。为此，需验时间；λ（t）—故障强度函数，又称为瞬时故障进一步细分责任故障中哪些不改进，哪些在试验结率；a—a＞

7、0，为尺度参数；b—b＞0，为形状参数束后集中改进。根据GJB/Z77-1995《可靠性增长管[4]或增长参数。理手册》中的定义，由于经费、时间、技术条件飞机试飞是按批准的试飞大纲进行的飞行试限制或其它原因，被确定为不进行改进的系统性故验，通常在完成规定的试飞科目后结束试验，因障及所有的残余性故障，称为A类故障；被确定为此，可认为飞行试验是定时截尾试验。在进行a、b需要进行改进的系统性故障，称为B类故障。两个参数估计时应考虑样本量大小。一般地，当样若试验时间为T，发生的A类和B类故障数分别本量小于等于2

8、0时，参数估计采用无偏估计，否则记为NA、NB，则本试验阶段的故障率为：采用极大似然估计。NANBNA+NBλ1（T）=λ1A+λ1B=+=（6）参数的极大似然估计：TTTNNb=a=（4）式中：λ1（T）—本阶段故障率的估计值；λ1ANTblnsTs—本阶段A类故障的故障率估计值；λ—本阶段BΣ1Bi=1ti类故障的故障率估计值。参数的无偏估计：NNMTBF的估计值MTBF（T）为：b=a=（5）NTb1TΣlnsTsMTBF（T）==（