Надежность и эффективность в технике: Справочник В 10 т./Ред. совет: В. С. Авдуевский (пред.) и др. — М.: Машиностроение, 1990. — (В пер.). Т. 10: Справочные данные по условиям эксплуатации и характеристикам надежности/Под ред. В. А. Кузнецова — 336 с: ил.


Приведены данные по воздействию климатических и механических факторов, ионизирующих излучений, факторов космического пространства, коррозии материалов, а также характеристики надежности.
Предназначен для инженерно-технических работников, занятых проектированием, изготовлением, испытаниями и эксплуатацией техники. Будет полезен студентам и преподавателям высших технических учебных заведений.
Общепризнано, что высокое качество любой технической продукции, повышение эффективности ее применения невозможно достигнуть без обеспечения соответствующего уровня надежности при проектировании, изготовлении и эксплуатации продукции. При этом научно-технический прогресс определил необходимость и предоставляет возможность создания все более сложных технических систем, таких, например, как ракетно-космическая система «Буран». Вместе со сложностью подобных систем еще быстрее растут требования к их надежности, точности функционирования.
Мы находимся на таком уровне развития техники, когда ее дальнейшая автоматизация, способность решать многие интеллектуальные задачи становятся бессмысленными без обеспечения высокой надежности. Но и для сравнительно простой продукции, такой, например, как трактор или автомобиль, надежность выступает как принципиальный фактор экономии гигантских ресурсов человеческого труда и материалов, безопасности эксплуатации. Если обеспечить повышение показателей безотказности и долговечности тракторов в 3 раза, то этим самым в 3 раза можно сократить их производство, в 3 раза уменьшить число заводов, количество материалов, освободить для других работ людей, занятых производством тракторов. При этом значительно сократится и объем ре-монтно-профилактических работ, а значит, и производство и использование дефицитных запасных частей. Данный конкретный пример показывает и конкретный путь перехода от экстенсивного к интенсивному, значительно более эффективному развитию такой под-
отрасли народного хозяйства, как тракторостроение.
Реально ли достижение этого результата? Несомненно. Но для этого требуется обеспечить реализацию многих требований. Для производства более надежной техники необходимо иметь соответствующие долговечные металлы, электронные и электротехнические изделия, резинотехнические изделия, которые обеспечат длительную эксплуатацию тракторов во всех условиях климатических и механических воздействий, т. е. как в жарком климате, так и в условиях сильных морозов, как в условиях пониженной влажности степей, так и при высокой влажности приморских районов, как в условиях хороших дорог с твердым покрытием, так и в условиях бездорожья, вызывающего сильные механические нагрузки (удары и вибрации) на узлы и механизмы трактора. Учитываются ли разработчиками тракторов возможные условия их применения? В общем, учитываются. Но разработчики часто не в состоянии знать все возможные условия эксплуатации их техники, так как соответствующих пособий практически нет. Можно привести всего несколько публикаций, относящихся к 50-м годам, или нормативных документов, отражающих некоторые усредненные данные по климатическим условиям эксплуатации технических устройств.
Широко развивается не только «наземная» техника. За последние десятилетия быстро развивалась, например, космическая техника, условия эксплуатации которой несравненно более тяжелые, чем условия эксплуатации наземной техники. Во-первых, прежде чем космический аппарат будет выведен на орбиту, он подвергнется многимиз тех воздействий, которне испытн-вает наземная техника. Во-вторых, при выводе в космическое пространство он вынужден испытывать тяжелые ударно-вибрационные нагрузки ракеты-носителя. В-третьих, в космическом пространстве он подвергается комплексу воздействий, которым не подвержена наземная техника: глубокий вакуум, невесомость, микрометеорные потоки, космические ионизирующие излучения (главным образом потоки электронов и протонов) и др.
Таким образом, при обеспечении безотказности, долговечности различных технических устройств нельзя ориентироваться на какие-то средние условия, а следует ориентироваться на достоверное значение р е-а л ь н ы х условий их эксплуатации (применения). Необходимо хорошо представлять и последствия воздействия различных условий эксплуатации на безотказность и долговечность. Только в этом случае могут быть достигнуты высокие показатели надежности технических устройств.
В 10-м томе справочника «Надежность и эффективность в технике» содержатся сведения и справочные данные по основным видам естественных и искусственных воздействий, которым подвергаются технические устройства и системы в процессе эксплуатации (применения). К ним, прежде всего, относят климатические факторы, зависящие от географического района, времени года, времени суток и др. Иногда не удается создать техническое устройство, которое удовлетворяло бы условиям его применения в любых географических районах земного шара. В этом случае ограничиваются тем или иным диапазоном воздействий или же принимают меры по защите всего устройства или наиболее чувствительных к данным воздействиям узлов (элементов).
Авторы, как правило, излагали как характеристики воздействий (например, колебания температуры, влажности в различных географических районах), так и характер изменений свойств материалов (элементов) при длительных сроках эксплуатации устройств в условиях данных воздействий. Таким же образом проводилось описание
ударно-вибрационных воздействий, которым подвергаются технические устройства, устанавливаемые на различных носителях (автомобиль, корабль, самолет, ракета и т. д.).
В справочнике учтена необходимость ознакомить разработчиков технических устройств с характеристиками полей ионизирующих излучений, особенно ядерных силовых и энергетических установок, видами последствий, вызываемых ионизирующими излучениями в чувствительных к ним узлах технических устройств, некоторыми способами защиты чувствительных элементов от радиационных воздействий. Опыт эксплуатации атомных электрических станций показывает, что разработчики аппаратуры, подверженной воздействию ионизирующих излучений, должны досконально знать возможные их уровни и способы защиты изделий от излучений. Это же относится к аппаратуре, функционирующей в космическом пространстве.
Даны также рекомендации по использованию статистических данных по безотказности комплектующих изделий при расчете показателей надежности технических устройств. Авторы были ограничены выбором значений так называемых лямбда-характеристик, рекомендуемых к использованию. Этот выбор в существенной мере ограничивается тем, что значения этих характеристик становятся обычно известными (с определенной достоверностью) только после длительного срока эксплуатации комплектующих изделий в составе определенных видов аппаратуры. Поскольку один и тот же вид аппаратуры может эксплуатироваться в различных климатических, ударно-вибрационных и других условиях, то значения лямбда-характеристик оказываются достаточно усредненными или же приводятся их максимальные и минимальные значения. Но разработчики новых видов аппаратуры, как правило, не осведомлены, при каких условиях (уровнях воздействующих факторов) были получены значения лямбда-характеристик интересующих их комплектующих изделий (например, микросхем того или иного типа, реле, резисторов и т. д.). Более того, иногда по новым типам комплектующих изделий еще
не имеется достоверных данных по характеристикам их безотказности при различных воздействующих факторах. Поэтому приходится ориентироваться на характеристики изделий-аналогов, далеко не всегда обладающих адекватными характеристиками безотказности. Авторы не стремились к публикации всех известных данных по лямбда-характеристикам. Они убеждены, что основным при разработке новых высоконадежных технических устройств является учет воздействующих факторов, защита от воздействий технического устройства или некоторых чувствительных к ним узлов. Расчет показателей надежности технических устройств играет важную, но все-таки вспомогательную роль, позволяя обнаружить слабые звенья и принять меры к их «упрочению» путем резервирования, дополнительной защиты от превалирующих воздействующих факторов и т. д. При этом расчет надежности будет тем точнее, чем «ближе» к моменту разработки нового технического устройства получены данные по лямбда-характеристикам комплектующих изделий. Такие данные всегда «ближе», если они получены соответствующей отраслью
техники, а не усреднены по многим отраслям. Поэтому и стремятся пользоваться отраслевыми данными по лямбда-характеристикам.
Применяемые физические величины в некоторых случаях не приведена к единицам Международной системы (СИ). Это, в основном, относится к единицам, применяемым для оценки воздействий ионизирующих измерений. Вызвано это тем, что иногда на практике (при градуировке приборов) применяется та или иная внесистемная единица измерения или для нее получены соответствующие опубликованные таблицы и формулы. В таких случаях авторы не стремились к пересчету табличных значений, а иногда и коэффициентов, входящих в расчетные формулы. При этом давались соотношения между применяемой внесистемной единицей и единицей СИ. В тех же случаях, когда и расчетные и табличные значения широко внедрены с применением единиц системы СИ, а соответствующие средства измерений програ-дуированы в них, авторы применяли исключительно эти единицы,