CC BY
123
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОГРАММЫ ПОДДЕРЖАНИЯ ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ САМОЛЕТОВ ТУ-154М В ЦЕНТРЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА НА ОСНОВЕ ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В.С. ШАПКИН, А.А. ИЦКОВИЧ, А.В. СЕМИН, И.А. ФАЙНБУРГ
Разработана модель анализа эффективности программы поддержания летной годности самолетов Ту-154М в Центре технического обслуживания и ремонта на основе прогрессивных технологий, приведены предложения по совершенствованию информационного обеспечения.
В мировой практике наблюдается тенденция отказа от капитального ремонта при эксплуатации воздушных судов (ВС). Для самолетов отечественного производства, имеющих сертификат типа, программы технического обслуживания и ремонта также не предусматривают капитального ремонта. В последние годы эта тенденция начала распространяться на самолеты, не имеющие сертификата типа и находящиеся на завершающем этапе эксплуатации. По парку этих самолетов накоплен опыт длительной эксплуатации в условиях поэтапного продления их ресурсов и сроков службы и выполнения капитальных ремонтов..
В настоящее время парк самолетов Ту-154М авиакомпаний: ОАО АК «Аэрофлот-РАЛ», ОАО «ЮТэйр», ОАО АК «Сибирь», ЗАО АК «АЛРОСА» эксплуатируется по программе поддержания летной годности (ПЛГ) на основе прогрессивных технологий (без капитального ремонта) [1]. В соответствии с программой, разработанной ОАО «Туполев» ГосНИИ ГА, Гос-НИИ АН и ЦАГИ, в условиях Центров технического обслуживания и ремонта авиационной техники (Центр ТОиР): ЗАО «АТБ Домодедово», ОАО «ВАРЗ-400» и ООО «Сибирь-техник» осуществляется ежегодно мониторинг летной годности каждого экземпляра самолета Ту-154М. Решениями Управления надзора за ПЛГ гражданских ВС Федеральной службой по надзору в области транспорта определяются условия установления парку самолетов Ту-154М ОАО авиакомпаний межремонтного ресурса 25000 летных часов, 10000 полетов в пределах действующего межремонтного (до 1-го ремонта) срока службы 15 календарных лет, назначенного ресурса и срока службы 50000 летных часов, 20000 полетов, 30 календарных лет.
Указанные условия предусматривают выполнение в Центрах ТОиР комплекса работ по мониторингу и поддержанию летной годности самолетов Ту-154М, в том числе оценку технического состояния в объеме формы периодического технического обслуживания Ф-2, выполнение доработок конструкции по бюллетеням промышленности и директив летной годности, замену силовых элементов планера и комплектующих изделий с ограниченным ресурсом, контроль критических элементов планера (коррозионные, усталостные и механические повреждения), контроль параметров и уровня безотказности изделий, выполнение дополнительного перечня работ.
В целях повышения эффективности эксплуатации самолетов Ту-154М в Авиакомпаниях предусмотрено совмещение процедуры установления ресурсов и сроков службы с процедурой сертификации экземпляра ВС.
Характеристики исходной и новой программ поддержания летной годности самолетов Ту-154М приведены в табл. 1.
В связи с этим возникает необходимость в решении задач сравнительной оценки эффективности новой программы ПЛГ самолетов Ту-154М в условиях Центров ТОиР на основе прогрессивных технологий (без капитального ремонта) и исходной программы ТОиР в условиях поэтапного продления их ресурсов и сроков службы и выполнения капитальных ремонтов.
Таблица 1
Характеристика исходной (с капитальным ремонтом) и новой (без капитального ремонта) программ поддержания летной годности самолетов Ту-154М
№ п/п Ресурсы, сроки службы, виды работ Исходная программа ПЛГ (с капитальным ремонтом) Прогрессивная программа ПЛГ (без капитального ремонта)
1 Ресурс до 1-го ремонта (межремонтный), ч / пос. 18000 л.ч 8000 пос. 30000 л.ч 10000 пос.
2 Срок службы до 1 -го ремонта (межремонтный), годы 15 лет 15 лет
3 Назначенный ресурс, ч / пос. 50000 л.ч 10000 пос. 50000 л.ч 20000 пос.
4 Назначенный срок службы, годы 30 лет 30 лет
5 Индивидуальное продление ресурсов и сроков службы да нет
6 Сертификация экземпляра отдельно совмещено
7 Капитальный ремонт да нет
8 Безремонтное обслуживание (в объеме Ф-2) в Центре ТОиР нет да
9 Доработки по бюллетеням (приложение 2) да да
10 Замена силовых элементов и деталей с ограниченным ресурсом (приложение 3) да да
11 Периодический контроль элементов конструкции планера, агрегатов, КИ и систем (приложение 4) да да
12 Выполнение перечня дополнительных работ (приложение 5) в Центре ТОиР да да
13 Контроль надежности, параметров и замена агрегатов и КИ по методам ТЭР, ТЭП и ТЭО да да
14 Выполнение регламентных работ по регламенту оперативного и периодического ТО (плановые, неплановые работы) да да
Для решения этих задач следует разработать модель процесса ПЛГ ВС, отражающего особенности применения указанных программ ПЛГ самолетов Ту-154М, и предложить формы представления исходных данных.
Применение математического аппарата полумарковских процессов [2,3] для описания процессов ПЛГ ВС на протяжении периода их эксплуатации по соответствующей программе ПЛГ ВС требует представления процессов ПЛГ ВС в виде совокупности полумарковских процессов Шц С М, ц = 1,г, различаемых по интервалам времени (наработки) ВС в эксплуатации [2].
Предполагается, что процессы Шц С М, ц = 1,г являются эргодическими. Предполагается также, что внутри каждого интервала времени (этапа эксплуатации) параметры процесса остаются постоянными, а длительность функционирования каждого процесса Шц С М, ц = 1,г достаточно велика по сравнению со средним временем пребывания в каждом состоянии, и поэтому при решении задачи оптимизации программы время может считаться бесконечным. Этапы эксплуатации самолета Ту-154М при исходной программе ПЛГ можно интерпретировать как календарную продолжительность отработки самолетом ресурса до 1-го ремонта (межремонтного). При применении новой программы ПЛГ самолета Ту-154М этапы эксплуатации принима-
ются равными 1 году (периодичности мониторинга летногодности в Центре ТОиР). На каждом
этапе эксплуатации состоянию пребывания самолета в рейсе К/ Е К, ] = 1, Г, I = 1, т поставлен
в соответствие весь спектр состояний ПЛГ ВС, что позволяет дифференцировать объемы работ по ТОиР в зависимости от технического состояния ВС и рассматривать варианты с неполным восстановлением исправности объектов.
Полумарковская модель процесса ПЛГ ВС может быть представлена в виде графа состояний и переходов (рис. 1). Структура процесса ПЛГ ВС приведена в табл. 2, в которой показано их соответствие рассматриваемым программам ПЛГ самолета Ту-154М и форме статистической отчетности № 34ГА. Жирным шрифтом показаны состояния, которые предлагается ввести дополнительно для анализа эффективности процесса (программ) ПЛГ ВС.
Показатели эффективности процесса ПЛГ ВС определяются по следующим формулам: коэффициент пребывания в ]-м состоянии
п; и.
р =_________
N ,
Е Пе Ме
коэффициент использования
— = п1 Ма 1
N
1 Е К1
Е Пе и8 24
коэффициент удельных простоев
Е П и 1 24
— = —-----------
—1 т
П М 1 й
где 1 Й - суточный налет, ч/сутки,
удельные трудовые затраты на ПЛГ ВС
Е п1т1
1 £ К11, 1 Е К^:
?6а =~----------^,
п1 М 1 Й
удельные материальные затраты на ПЛГ ВС
Е П1 Цг 1
‘ _ _1________
1 £ К11, 1 е К,
N. ... =
г 6а т
п1 М 1
удельная стоимость работ по ПЛГ ВС
1 £ К11, 1 е К
Е п
1 с
с.
1 £ К11, 1 е К,
где р - стационарная вероятность пребывания в 1-м состоянии процесса ПЛГ ВС; т - среднее время пребывания в 1-м состоянии;
Тг -средние трудозатраты в 1-м состоянии;
сг 1 - средние материальные затраты в 1-м состоянии, ц - средняя стоимость в 1-м состоянии.
е=1
е =1
1
Структура процесса ПЛГ ВС
Подмножества состояний процесса ПЛГ ВС Состояния процесса ПЛГ ВС Вид программы ПЛГ ВС Содержание формы № 34-ГА
Наименование Обозна- чение Исходная Новая Существующая Предлагаемая
Исправные в рейсе В рейсе К + + + +
В полете П + + +
Обеспечение вылета в в рейсе Ер + + +
Исправные в авиапредприятии В резерве Г + + + +
Исправные, не совершавшие полетов А + + + +
Простои по метеоусловиям М + + + +
Обеспечение вылета в базовом аэропорту Е + + + +
Неисправные в авиапредприятии Техническое обслуживание (ТО) ТО + + +
Оперативное ТО по форме Б Тб + + +
Периодическое ТО Тп + + +
Отсутствие запасных частей З + + + +
Отсутствие двигателей Дв + + + +
Доработки по бюллетеням Д + + + +
Рекламации промышленности Ж + + + +
Расследование авиапроисшествий Л + + + +
Восстановление повреждений В + + + +
Продление ресурсов и сроков службы Пр + +
Сертификация экземпляра ВС Э + + +
Мониторинг летной годности Мл + +
Списание ВС С + + + +
Неисправные в Центре ТОиР (АРЗ) Ожидание ремонта Ор + + +
В ремонте Р + + +
Рекламации ремонтным заводам ЖР + + + +
Табель исходных данных для оценки показателей эффективности процесса поддержания летной годности самолета Ту-154М №______________________________________________________________________________в Авиакомпании_за период с_20_г. по_20_г.
Состояния, пі, і = 1,^ Количество пребываний самолета в состояниях, И; Суммарное время пребывания в состояниях, 1 ,ч Суммарные трудозатраты в состояниях, Т; ,чел.,ч Суммарные материальные затраты, См;., руб. Суммарные финансовые затраты, С;, руб.
Наименование Обозна- чение
1. Календарный фонд времени парка ВС Ф
2. Календарное время исправных ВС И
3. В полете П
4. Обеспечение вылета в рейсе ЕР
5. В рейсе К
6. В резерве Г
7. Исправные не совершавшие полетов А
8. Простои по метеоусловиям М
9 Обеспечение вылета в базовом а/п Е
10. Техническое обслуживание (ТО) ТО
11 Оперативное ТО по форме Б Тб
12. Периодическое ТО Тп
13. Отсутствие запчастей З
14. Отсутствие двигателей Дв
15. Доработки по бюллетеням Д
16. Рекламации промышленности Ж
17. Расследование авиапроисшествий Л
18. Восстановление повреждений В
19. Продление ресурсов и сроков службы Пр
20. Сертификация экземпляра ВС Э
21. Мониторинг летной годности Мл
22. Списание ВС С
23. Ожидание ремонта Ор
24. В ремонте Р
25. Рекламации ремонтным заводам Жр
Итого
Таблица 4
Табель исходных данных для оценки показателей эффективности процесса поддержания летной годности самолета Ту-154М №_______________________________________________________в Центре ТОиР_за период с_20_г. по_20__г.
Состояния Суммарное время пребывания в состояниях,!; ч Суммарные трудозатраты в состояниях, Т; чел. ч Суммарные материальные затраты, См;. руб. Суммарные финансовые затраты, С;, руб.
Наименование Обозна- чения
1. Прием самолета от заказчика Пз
Доработки по бюллетеням (П 2) Дб
2. Замена силовых узлов и деталей с ограниченным ресурсом (П 3) Зу
3. Контроль элементов конструк -ции, агрегатов, КИ и систем (П 4) Кэ
4. Эксплуатация и ремонт агрегатов и КИ по состоянию (П 5) Эс
5. Уход и защита от коррозии (Указание № 24.10-4 ГА) Ук
6. Оценка технического состояния в объеме ТО по Ф-2 Тф2
7. Выполнение дополнительных работ (П-6) Тд
8. Обработка полетной информации с МСРП (Указание ДВ-6,1 26) ПИ
9. Подготовка материалов Заключения Мз
10. Сдача самолета заказчику СЗ
Итого
Таблица 5
Сведения о календарном времени и налете ВС (предлагаемые изменения формы № 34-ГА)
Вид состояния ВС № № п/п Состояния процесса ПЛГ ВС Информация по типам ВС
Наименование Обоз- наче- ние Ту-154М Ту-134
1 , ч П; Ъ, ч П;
1 2 3 4 5 6 7 8
Исправные 1 Календарный фонд времени парка ВС Ф
2 Календарное время исправных ВС И
3 В полете (налет: часы, полеты) П
4 Обеспечение вылета в в рейсе Ер
5 В рейсе К
6 В резерве Г
7 Исправные, не совершавшие полетов А
8 Простои по метеоусловиям М
9 Обеспечение вылета в базовом аэропорту Е
Неисправные 10 Техническое обслуживание (ТО) ТО
11 Оперативное ТО по форме Б Тб
12 Периодическое ТО Тп
13 Отсутствие запасных частей З
14 Отсутствие двигателей Дв
15 Доработки по бюллетеням Д
16 Рекламации промышленности Ж
17 Расследование авиапроисшествий Л
18 Восстановление повреждений В
19 Продление ресурсов и сроков службы Пр
20 Сертификация экземпляра ВС Э
21 Мониторинг летной годности Мл
22 Списание ВС С
23 Ожидание ремонта Ор
24 В ремонте Р
25 Рекламации ремонтным заводам ЖР
Модель процесса ПЛГ ВС (рис. 1) имеет иерархическую структуру и включает множества состояний процесса ПЛГ, соответствующих оперативному циклу и1 эксплуатации исправного парка ВС , периодическому циклу и2 эксплуатации действующего парка ВС и ремонтному циклу и3 эксплуатации всего приписного парка данного типа ВС.
Для анализа эффективности исходной и новой программ нужны статистические данные: о периодичности, продолжительности, трудоемкости, стоимости и количестве выполняемых видов работ, которые должны поступать в Научный центр поддержания летной годности воздушных судов (НЦПЛГ) ВС ГосНИИ ГА от Авиакомпании вместе с заявкой на выполнение мониторинга летной годности каждого экземпляра самолета Ту-154М в Центре ТОиР и из Центра ТОиР вместе с актом об оценке технического состояния.
Жирным шрифтом в табл. 5 выделены данные, которые предлагается включить в форму № 34-ГА дополнительно.
Табель исходных данных для оценки показателей эффективности процесса ПЛГ самолета Ту-154М (табл. 3) должен входить в состав заявки Авиакомпаниии на проведение работ по программе ПЛГ в Центре ТОиР и содержать информацию за предшествующий год.
Для анализа результатов мониторинга летной годности самолетов Ту-154М в условиях Центра ТОиР на основе прогрессивных технологий предложены формы исходных данных о времени пребывания, трудозатратах, материальных затратах и финансовых затратах на ПЛГ каждого экземпляра самолета Ту-154М Авиакомпании и Центре ТОиР (табл. 4).
Расширение номенклатуры применяемых программ поддержания летной годности самолетов требует внесения изменений в форму № 34-ГА «Сведения о календарном времени самолетов, вертолетов» (табл. 5), где t; , ч - суммарное время пребывания в i-м состоянии, П; - количество пребываний самолета в i-м состоянии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бутушин С.В., Диогенов С.В., Семин А.В., Шапкин В.С. Поддержание летной годности экземпляра ВС в условиях безремонтной эксплуатации самолетов Ту-154М ОАО АК «Аэрофлот-РАЛ» // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Аэромеханика и прочность, № 119, 2007.
2.Ицкович А.А. Управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов. Часть2. Методология программного управления процессами технической эксплуатации летательных аппаратов. Учебное пособие.-М.: МГТУ ГА, 2002.
3. Файнбург И.А. Построение полумарковской модели управления процессом поддержания летной годности воздушных судов // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта, № 123, 2008.
ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF THE FLYING SUITABILITY PROGRAM FOR TU-154M PLANES IN THE TECHNICAL SERVISING AND RENEWAL CENTRE BASED ON PROGRESSIVE
TECHNOLOGIES
Shapkin V.S., Itskovich A.A., Syomin A.V., Faynburg I.A.
The model for the analysis of the effectiveness of the flying suitability program for TU 154 planes in the technical servicing and renewal centre based on progressive technologies is worked up. Proposals for the information support perfection are cited.
Сведения об авторах
Шапкин Василий Сергеевич, 1961 г.р., окончил МИИГА (1984), доктор технических наук, профессор кафедры АКПЛА МГТУ ГА, генеральный директор ГосНИИ ГА, эксперт федеральной службы по надзору в сфере транспорта Минтранса России Межгосударственного авиационного комитета, автор более 150 научных работ, область научных интересов - эксплуатация воздушного транспорта, прочность летательных аппаратов.
Ицкович Александр Абрамович, 1934 г.р., окончил УАИ (1957), доктор технических наук, профессор кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей, автор более 250 научных работ, область научных интересов - эксплуатационная надежность и эффективность эксплуатации авиационной техники, управление процессами технической эксплуатации и поддержания летной годности летательных аппаратов.
Семин Александр Викторович, 1957 г.р., окончил МИИГА (1982), начальник отдела НЦПЛГ ВС ГосНИИ ГА, автор 18 научных работ, область научных интересов - эксплуатационная прочность и ресурс ВС.
Файнбург Инна Александровна, окончила МИИВТ (1989), старший преподаватель кафедры финансов ГА, ведущий инженер кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей, аспирант МГТУГА, автор 24 научных работ, область научных интересов - управление процессами технической эксплуатации и поддержания летной годности летательных аппаратов.
