FMECA和FTA在某型飞机起落架系统故障分析中的应用研究

发布时间：2020-11-05 05:58

　　 飞机起落架系统是飞机的重要组成部分,是连接空中与地面的“桥梁”与“纽带”,是飞机的“脚”。它不仅承担飞机的安全起飞、着陆,还承担着飞机地面运动和地面时对飞机整体的支撑,因此在安全完成飞行任务中扮演重要角色。在飞机起落架系统的运行过程中不可避免的出现故障,为了提高维护工作效率,保证起落架系统的安全可靠,对起落架系统故障的分析和认知是必要的,可以提前对故障进行预防,减少故障发生。当故障发生时,可以实现快速故障定位,快速排除故障,缩短再次出动时间。本文以某型飞机前起落架系统为研究对象,应用故障模式影响及危害性分析(Failure Modes Effect and Critically Analysis,简称FMECA)和故障树分析(Fault Tree Analysis,简称FTA)对飞机的前起落架系统进行故障分析。为故障排除、维护方案制定、薄弱环节改进提供依据。主要研究以下几个方面:(1)基于历史故障数据统计的FMECA分析。了解飞机起落架系统的组成及工作原理,绘制任务可靠性框图,收集故障数据,按照国家军用标准,对前起落架系统进行FMECA分析,输出FMECA报告,绘制故障模式危害性矩阵图。(2)模糊FMECA分析。为综合考虑故障发生概率、故障严重程度、故障检测难易程度对风险程度的影响。在历史故障数据统计的FMEA的基础上,建立模糊FMECA风险评判模型,采用层次分析法确定影响因素权重,结合模糊综合评判和RPN方法确定故障模式风险等级。对前起落架系统各个故障模式进行风险评判,得到各个故障模式的风险评判排序。然后对各个子系统和整体的风险评判,并根据风险评判结果,提出对应的维护措施。(3)FTA分析。在FMECA分析的基础上,选择前起落架系统收放功能不正常为顶事件进行举例分析,应用FTA方法,建立故障树模型,对故障树进行定性分析和基于模糊理论的定量分析。得到的底事件模糊概率重要度排序与故障统计结果大致吻合,表明基于模糊理论的故障树分析符合工程实际。根据分析结果和实际情况,提出预防故障发生的维护措施建议。
【学位单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V226
【部分图文】：

图 2.2 某型飞机起落架Fig.2.2 Landing gear of an aircraft减震缓冲及支撑机构收放机构转弯机构机轮及轮胎机构缓冲支柱前撑杆收放作动筒开锁作动筒前轮操纵作动器轮毂轮胎吸收冲击载荷支撑飞机收放起落架打开机构锁控制前轮方向吸收载荷地面滑跑减震缓冲及支撑改变起落架位置地面转弯地面滑跑飞机起降

严酷度等级O Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ图 3.2 危害性矩阵示意图Fig.3.2 Schematic diagram of the hazardous matrix用：在图 3.2 中，点 O 为原点，线 OP 为对角线2 向 OP 引垂线得垂足点 1、点 2，M1、M2 危害长则危害性大。从图中 O1 与 O2 的距离比较，可危害性大。落架系统故障统计分析架 FMECA 分析之前，通过统计近几年来单位飞中发现的故障，本文的故障数据是进行了零部件，在飞机履历上拥有记录。此数据仅供参考。数据进行整理，得到故障模式统计见表 3.10。

图 3.4 故障模式频数直方图Fig.3.4 Failure mode frequency histogram（2）前起落架收放子系统故障模式统计分析表 3.12 前起落架收放子系统故障模式统计表Tab.3.12 Failure mode statistics of the retracting subsystem of the nose landing gear故障模式 故障模式频数 故障模式频率收放作动筒渗油 1 2.33%起落架电磁阀回油慢 2 4.65%液压元件损坏 15 34.88%起落架收放异常 2 4.65%液压管接头渗油 20 46.51%节流器堵塞 1 2.33%液压管磨损 2 4.65%从表 3.12 和图 3.5 中的数据分析中获得，前起落架收放子系统频发的故障模式
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本文编号：2871227