УДК 537.39

Обзор типовых причин отказов бортового электротехнического оборудования воздушных судов и методов их предотвращения

Пашков Константин Сергеевич – студент Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации имени А. А. Новикова.

Сагитов Дамир Ильдарович – кандидат технических наук, доцент кафедры Систем автоматизированного управления Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации имени А. А. Новикова.

Аннотация: Данная статья рассматривает обзор типовых причин отказов электротехнического оборудования и методов их предотвращения в гражданской авиации. Основное внимание уделено электрификации бортовых систем, развитию автономных систем, использованию новых материалов и технологий, а также обеспечению безопасности и надежности работы электрических систем на борту самолетов.

Ключевые слова: электротехника, гражданская авиация, электрификация, автономные системы, новые материалы, безопасность, надежность.

Электротехника играет ключевую роль в гражданской авиации, обеспечивая надежность и безопасность полетов. Современные воздушные суда оснащены сложными электротехническими системами, которые обеспечивают работу авионики, связи, навигации и других важных функций. Отказы в электротехнических компонентах могут привести к серьезным последствиям, поэтому исследование и предотвращение таких ситуаций имеют высокий приоритет в авиационной отрасли.

Цель данного исследования заключается в изучении причин отказов в электротехнических системах воздушных судов. В статье мы рассмотрим влияние окружающей среды на надежность электрического оборудования, некоторые причины отказов и методы повышения надежности технических систем с использованием современных технологий и инновационных подходов.

Отказы в электротехнических системах воздушных судов гражданской авиации могут быть вызваны различными факторами, рассмотрим некоторые из них:

1. Человеческий фактор: ошибки человека играют значительную роль в инцидентах и авариях в авиации. Ошибки в обслуживании, эксплуатации или проектировании могут привести к отказам в технических системах. Несмотря на серьезную подготовку персонала технического обслуживания воздушных судов, недостаток обучения, усталость и недопонимание могут быть причиной человеческих ошибок.
2. Воздействие окружающей среды: агрессивные метеорологические явления, такие как удары молнии, турбулентность или обледенение, могут повлиять на работоспособность технических систем, зачастую именно эти неблагоприятные явления природы являются причинами отказов оборудования на воздушном судне. Экстремальные температуры, высокая влажность и другие факторы окружающей среды также могут повлиять на работу электрических компонентов.
3. Износ: со временем механические и электрические компоненты в системах воздушных судов могут изнашиваться, что может привести к неисправностям или отказам, если не проводится должное и своевременное техническое обслуживание или замена необходимых технических компонентов.
4. Дефекты производства: дефекты в процессах производства или материалах могут привести к неисправным компонентам, которые могут выйти из строя преждевременно или неожиданно. Несмотря на высокий уровень механизации производств, необходим поэтапный и постоянный контроль качества для предотвращения дефектов в поставочной цепи.
5. Коррозия: коррозия - распространенная проблема во многих системах воздушных судов, особенно в областях, подверженных воздействию влаги или химических веществ. Коррозия может ослабить структурные компоненты или электрические соединения, что приведет к отказам в технических системах.
6. Сбои в программном обеспечении: с увеличением сложности авиационных систем ошибки программного обеспечения могут вызвать сбои в критических системах, что может вызвать отказы в работе многих систем. Регулярные обновления программного обеспечения, а также тщательное тестирование необходимы для обеспечения надежности компонентов на основе программного обеспечения.
7. Внешнее воздействие: электромагнитные помехи от внешних источников, таких как радиосигналы, радарные системы или другие электронные устройства, могут нарушить работу авиационных систем и привести к неточностям или отказам.
8. Старение компонентов: как и любое другое оборудование, электрическое имеет ограниченный срок службы. Стареющие элементы становятся менее надежными со временем и в конечном итоге могут выйти из строя без должного контроля и своевременного технического обслуживания.

Методы повышения надежности технических систем обеспечивают безопасность и стабильность работы различных устройств и оборудования. Возьмем для примера несколько основных подходов, которые используются для повышения надежности технических систем с использованием электротехники.

Один из наиболее распространенных методов повышения надежности технических систем — это применение резервирования, что означает наличие дублирующих элементов или систем, которые могут автоматически вступить в действие в случае отказа основных компонентов. Например, резервирование может использоваться в электрических цепях, где дублирующие провода или устройства могут обеспечить непрерывное электропитание.

Выбор и установка надежных компонентов является ключевым аспектом повышения надежности технических систем. Электротехники проводят анализ и выбор компонентов с высокой степенью надежности, способных работать без сбоев на протяжении длительного времени.

Регулярное техническое обслуживание является важным методом предотвращения отказов в технических системах. Такое обслуживание проводят электротехники, которые проверяют состояние компонентов, заменяют изношенные детали и проводят тестирование систем на исправность для предотвращения возможных проблем.

Применение систем мониторинга и диагностики позволяет выявлять потенциальные проблемы в технических системах на ранней стадии и принимать меры по их устранению до возникновения серьезных отказов.

Важным аспектом повышения надежности технических систем является обучение и квалификация персонала, занимающегося обслуживанием и эксплуатацией электрических систем. Для этого персонал обучают правильным методам работы с электрическим оборудованием, что помогает предотвращать ошибки и сбои в работе систем.

Перспективы развития электротехники в гражданской авиации связаны с постоянным стремлением к повышению безопасности, эффективности и комфорта пассажиров. Вот несколько направлений, которые ожидаются в будущем:

Одним из основных трендов в гражданской авиации является увеличение доли электрических систем на борту самолетов. Это позволяет снизить использование механических систем, уменьшить вес самолета и повысить энергоэффективность. Перспективы развития включают в себя более широкое применение электрических двигателей, систем управления и мониторинга, а также автоматизированных электрических систем.

 Развитие новых материалов, таких как гибридные композиты и наноматериалы, предоставляет возможности для создания более легких, прочных и энергоэффективных электрических систем в гражданской авиации. Такие материалы могут быть использованы для создания новых типов проводов, изоляции, корпусов и других компонентов.

Также постоянно проводится разработка новых методов диагностики, мониторинга и контроля состояния электрических систем. В том числе для повышения устойчивости к различным видам сбоев.

Применение новых технологий, материалов и автономных систем позволит совершить значительный прорыв в развитии авиационной отрасли, повысить стабильность и безопасность полетов.

Список литературы

1. Отказы систем и элементов // Авиация - коммерческая, гражданская, спецавиация... URL: http://ooobskspetsavia.ru/2015/09/18/otkazy-sistem-i-elementov/ (дата обращения: 17.03.2024).
2. Акзигитов Р.А., Стаценко Н.И., Писарев Н.С. Предупреждение отказов вычислителей пилотажно-навигационных комплексов самолетов гражданской авиации при использовании бортовых цифровых систем управления // Решетневские чтения. – 2018.
3. Гусев А. М., Романчев И. В. Резервирование пути повышения надежности систем // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». – 2009.
4. Электроэнергетика в авиации: роль, преимущества и вызовы // Научные Статьи.Ру — портал для студентов и аспирантов. — Дата последнего обновления статьи: 23.11.2023. — URL https://nauchniestati.ru/spravka/elektroenergetika-i-aviacziya/ (дата обращения: 22.03.2024).
5. Кудрявцев П.Г., Фиговский О.Л. Нанокомпозитные органоминеральные гибридные материалы // Инженерный вестник Дона. – 2014.