基于故障危害度的飞机电源系统可靠性评估分析

周钦 赵玉杰 李涛

摘 要：随着经济的发展和科学技术的进步，飞机取得了长足的发展和进步，并且已然成为人们日常生活出行必不可少的交通工具。通常来讲，要以全面解析飞机电源系统故障危害度为先决条件，判断飞机电源系统的可靠性，主要是由于飞机电源本身的安全经济性和效能性直接决定了其质量的优劣。在其中，效能评估中的核心点就是可靠性的指标。本文主要是对基于故障危害度的飞机电源系统可靠性进行分析，提出相应的适用措施，在故障危害度鉴别的基础之上，提高其可靠性。

关键词：故障危害度;飞机电源系统;可靠性;评估

1可靠性概述

一般来说，飞机电源系统的效能、安全和经济性的综合质量代表了其自身的质量水平。其中，电源系统的性能、可靠性和维修性是衡量效能的三要素。系统在一定时间内和特定的条件下，完成一定功能的能力，称之为系统的可靠性;性能是系统用途的表现;当系统发生故障之后，其方便维修的能力，称之为维修性，表示系统功能恢复如初能力的大小。上述三要素都属于先天性的，是在设计阶段完成的。在实际的工程当中，引入可靠度、故障率、故障时间、使用周期等特定参数，以更好地表现可靠性的高低。除此之外，可用性和维修时间等可靠性特征量衡量可修复系统。作为判定飞机电源系统可靠性是否满足设计时目标和促进其可靠性增长的重要手段，飞机电源系统的可靠性评估目前的方法多种多样，但尚未存在一种完美理想的方法，所以要科学合理地研究可靠性评估的方法。

2基于故障危害度的统计模型

2.1基于危害度的故障分类

一般来说，系统由于某些零部件的失效而出现故障，并不一定会导致致命的危害。所以，定量分析中的重要环节就是对于失效严重程度和失效几率进行确定。对于飞机电源系统来说，其系统结构非常复杂，故障模式也多种多样，不同的故障对于飞机电源系统的危害程度也不一样。基于危害度对飞机电源系统故障进行分类，能够更科学、有效地评估飞机电源系统的可靠性。飞机电源系统的故障根据其在运行过程中发生的大量故障数据，大致可以分为四类，主要是：第一，击穿烧毁类。此类故障指的是在飞机电源系统运行的过程当中，某些元器件被击穿烧毁的故障，其后果是飞机电源系统停止供电或者任务无效，影响飞机的运行安全。第二，接触不良。此类故障是指飞机电源系统中零部件接触异常，断断续续，其后果是飞机不能继续运行。第三，性能参数与额定值出现偏差。此类故障不会影响飞机的运行安全和任务的完成，只是表示飞机电源系统的性能参数与额定数值出现不同。第四，轻微性。此类故障比较容易排查，且受人为因素的影响，排查处理之后不会影响飞机电源系统的运行性能。

2.2各类危害度故障可靠性指标评估

如果飞机电源系统的故障只存在单独的故障形式，可以直接分布检测和参数预估此类故障的模式，以对此类故障的可靠性指标进行明确。如果存在多种故障形式，就需要对其进行分类处理，所分布的类型主要是以故障原理为依据，再分别分布检测和参数预估每一类故障的模式，以对每类故障的可靠性指标进行明确。利用二次分布的方法，二次混合各种故障模式，对其进行分布检测和参数预估，以此对此类故障的可靠性指标进行明确。飞机电源系统的故障形式各式各样，需要经过分布的检测试验确定选取某种分布，用以描述某一具体的故障形式，比如，正态、指数、威布尔等多种检验方法。分布计算法第一步是统计分析飞机电源系统的各种故障信息，以求取故障的分布规律，比如，指数分布和正态分布等，再通过故障的分布规律对飞机电源系统的可靠性进行计算。二次分布计算法是以分布计算法的原理为基础，以失效的模式对故障进行归纳分类，对同类故障模式的分布规律和可靠性指标进行分别计算，再二次混合故障模式，最后计算得出整体的故障分布规律和可靠性的指标。

3飞机电源系统可靠性评估

评估飞机电源系统的平均无故障时间，所采用的数学平均值算法，是飞机电源系统的总运行时间除以飞机电源系统的总故障数量;整体混合分布计算方法是一次性混合全部的故障模式，对其进行拟合检验，以对故障分布的模型进行明确，再进行平均无故障时间指标的分析和评估。作为一种随机可变的可变量，点估计值与母体的可靠性指标实际值有可能相差无几，也可能差之千里，也正是因为点估计值的可信度比较差，因此只能提供一个估计区间供母體可靠性指标参数参考。置信下限是飞机电源系统平均无故障值的重点。在一定的置信度条件要求下，形状的参数、特征参数和样本的数量等都可以比较大地影响到指数分布寿命的置信下限系数。

飞机电源系统的可靠性在不同时间段内变化范围比较大，随着运行时间的增长，曲线的整体是向后缓慢移动的趋势，表明飞机电源系统的故障在前期比较多，整体的平均无故障时间数值比较低。随着运行时间的增加，飞机电源系统的可靠性参数在稳步提升，性能也逐渐趋于平稳;运行时间累加到一定数值以后，曲线又呈向上移动的趋势，意味着飞机电源系统运行后期的故障比较多。需要指出的是，由于电源系统的相关应用技术尚未成熟，工作性能的稳定性还有待提升，为此，不能采用飞机整体故障样本来对其可靠性进行相关分析和评估。由于故障样本在分析中具有一定的时间效应，为此，为了更精准的反映出飞机电源系统的可靠性在进行评估过程中还要综合考虑到样本的时效性，进而促进飞机电源系统的稳定运行。

参考文献

[1] 刘志娟，秦文萍，韩肖清等. 计及无功电源故障的含风电场发电系统可靠性评估[J]. 水电能源科学，2015（11）：197-201.

[2] 文锋. 基于贝叶斯理论的Cessna 172R型飞机电源系统故障诊断与预测算法研究[J]. 黑龙江科技信息，2015（31）：127.

[3] 杨中书. 基于故障危害度的飞机电源系统可靠性评估[J]. 通信电源技术，2016（01）：12-14+17.

[4] 夏远飞. 基于故障危害度的飞机电源系统可靠性评估[J]. 中国测试，2011（05）：18-20+23.