基于FTA的某型飞机刹车系统附件重要度研究

摘 要：以故障树的形式确定正常刹车系统中各附件的重要度，对刹车系统的日常维护与重点监控对象进行梳理，确保刹车系统的安全性与可靠性。

关键词：故障树；重要度；刹车系统；可靠性

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.048

1 概述

飞机刹车系统是飞机起飞着陆系统的重要组成部分之一，对飞机的安全起降起着非常重要的作用。因此刹车系统的安全性及可靠性直接关系到飞机能否安全制停。某型飞机刹车系统作为飞机着陆制停的重要系统，其安全性与可靠性承受着巨大的考验。为了确保刹车系统的安全性与可靠性，通过可靠性方法中故障树的模式对刹车系统附件的重要度进行梳理，以加强对重要度较高的附件的监控与维护。

2 故障树简介

美国研究故障树FTA的先驱学者之一J.B.Fussel指出：FTA技术是把系统故障与导致故障发生的各种因素间的逻辑关系用树形图表示，是一种系统可靠性和安全性分析的有效手段，尤其在解决复杂系统的分析问题上具有独特优势，通过故障树可以进行定性分析与重要度计算比较，从而得出元件可靠度的变化对整个系统可靠度的影响。可以以最少的人力、物力、财力使系统可靠度得到最大限度的提高。在故障树中进行定性评价可以产生最小割集，通过最小割集可以确定重要度。重要度具有多种重要度定义，例如Birnbaum所提出的概率重要度；Lambert提出的关键重要度。其中概率重要度更为重要，反映了部件的故障概率改变对系统故障概率的影响。本文重要度分析采用的方法即为概率重要度分析。

3 正常刹车系统简介

正常刹车系统由刹车传感器、刹车分配器、电液压力伺服阀、定量器、机轮速度传感器、电子防滑控制盒等组成。正常刹车系统配套有防滑控制装置，用于防止刹车过猛造成的轮胎打滑，如果防滑控制失效，也可断开防滑开关进行不带防滑系统刹车。刹车传感器用于向刹车分配器的控制腔提供控制压力，这个压力的大小与脚蹬刹车板的力和行程成正比；刹车分配器的控制腔接受刹车传感器的输出压力，并将此液压力变成操纵力施加在减压腔的作动杆上，使减压腔输出刹车压力给机轮刹车装置，刹车压力与刹车传感器的行程成正比；伺服阀的主要功能是接受防滑控制系统的电信号以调节机轮的刹车压力，当机轮没有出现打滑时，伺服阀对刹车管路是畅通的；定量器的功用是防止当其后的导管或刹车装置损坏时油液大量流失，从而造成整个刹车系统功能丧失，当油液流失一定容积之后，定量器能自动关闭油路，以防止油液大量流失；刹车油滤保证伺服活门对油液污染度的要求。

4 故障树的建立

在刹车系统中，最不希望发生的事情即为刹车失效，飞机失去制动能力。所以故障树的顶事件即为刹车失效，然后根据刹车系统原理，对可能引起正常刹车失效的因素进行层级分析。

5 建立割集及最小割集

根据富赛尔.凡斯列算法―下行法对刹车系统求割集及最小割集，见表1。

刹车系统底事件失效概率见表2。

根据刹车系统失效模式割集和底事件失效概率，经过计算可以得出底事件的重要度顺序为：

Δg（E5）>Δg（E7）>Δg（E8）>Δg（E6）=Δg（E11）>Δg（E12）=Δg（E9）Δg（E4）=Δg（E10）

可见，较重要的底事件为5、7、8，它分别是：

事件5-应急刹车活门失效；事件7-电子防滑控制盒失效；事件8-电液压力伺服阀失效。

6 结论

根据以上分析，在刹车系统中附件失效对刹车系统影响程度最大的是刹车分配器、应急刹车活门以及电液压力伺服阀。在日常运营及维护中需加强对刹车分配器与应急刹车活门的维护与保养。