李春秀　陳圣斌

摘? 要：該文基于以往的直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出了直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的編寫(xiě)程序，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了研究。其目的是試圖通過(guò)引入直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)中“人的因素”和“環(huán)境因素”，并以此為基礎(chǔ)分析其對(duì)直升機(jī)可靠性的影響，以期拓展直升機(jī)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的范圍和內(nèi)容，將直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性要求轉(zhuǎn)化為可靠性設(shè)計(jì)措施。

關(guān)鍵詞：人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng);直升機(jī);設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

中圖分類(lèi)號(hào)：V21? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 概述

由于以往直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中缺少對(duì)“人對(duì)直升機(jī)”、“環(huán)境對(duì)直升機(jī)”等因素的考慮，導(dǎo)致在型號(hào)研制階段直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)評(píng)審中缺少全面的檢查、驗(yàn)證和審定的依據(jù)文件，提高了直升機(jī)型號(hào)研制風(fēng)險(xiǎn)。

因此該文基于《直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則編寫(xiě)的研究》，并根據(jù)以往直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，首先提出了直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的編寫(xiě)程序，然后討論了直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的基本內(nèi)容。最后，研究了型號(hào)設(shè)計(jì)中直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的具體實(shí)施方法。

該文試圖通過(guò)引入型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)要素 “人的因素”和“環(huán)境因素”，分析其對(duì)直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)的影響，并將這2種影響直升機(jī)可靠性設(shè)計(jì)的因素納入直升機(jī)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的范圍中，以期可以將完善后的直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性要求轉(zhuǎn)化為直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)的具體執(zhí)行措施，從而提高直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)。

1 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的編寫(xiě)程序

根據(jù)以往直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，該文提出如圖1所示的直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則編寫(xiě)程序的要求，。

（1）直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求必須完整全面，涵蓋直升機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)中各類(lèi)預(yù)期可靠性因素。

（2） 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中各條款內(nèi)容對(duì)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)具有適用性和實(shí)用性，便于實(shí)施和執(zhí)行。

（3） 必須考慮可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中各條款內(nèi)容對(duì)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)代價(jià)，以及具體實(shí)施時(shí)給設(shè)計(jì)員帶來(lái)的工作負(fù)擔(dān)等。

（4） 需考慮可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中各條款和內(nèi)容在直升機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)中的介入時(shí)機(jī)和介入方式等。

2 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的內(nèi)容

直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要包括3個(gè)部分內(nèi)容。

（1） 人—機(jī)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

（2）直升機(jī)和系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

（3） 機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

其中，根據(jù)從20世紀(jì)90年代至今20多年的直升機(jī)型號(hào)可靠性的研制經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)形成了比較完善的直升機(jī)和系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，這些準(zhǔn)則對(duì)直升機(jī)可靠性設(shè)計(jì)起了較大的促進(jìn)作用。但目前直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)中仍缺乏對(duì)“人—機(jī)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”和“機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”的考慮，導(dǎo)致直升機(jī)型號(hào)研制過(guò)程中相關(guān)可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了直升機(jī)型號(hào)的研制進(jìn)度。因此，就直升機(jī)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則而言，應(yīng)致力于對(duì)“人—機(jī)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”和“機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”這2個(gè)部分的要求和內(nèi)容進(jìn)行研究。

2.1 人—機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

人—機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，主要是規(guī)范人—機(jī)接口的可靠性設(shè)計(jì)要求。

其中一般要求包括標(biāo)準(zhǔn)化、功能分配、人—機(jī)接口設(shè)計(jì)、故障或失效的安全設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、相互作用、安全性、耐火性、 核生化環(huán)境下的生存性設(shè)計(jì)、 電沖擊防護(hù)設(shè)計(jì)、自動(dòng)化等。

詳細(xì)要求包括控制—顯示一體化、目視顯示器、音響告警、控制器、標(biāo)識(shí)、結(jié)構(gòu)相容性、座艙設(shè)計(jì)、環(huán)境、使用與維修、危險(xiǎn)與安全性、人與計(jì)算機(jī)接口、減少維修差錯(cuò)設(shè)計(jì)等。

2.2 機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

該文中的機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)要求是指直升機(jī)在空域環(huán)境或機(jī)外環(huán)境中的可靠性和安全性要求。其中環(huán)境是指大氣環(huán)境中的雷電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)、地形地貌、電線(xiàn)電纜、鳥(niǎo)撞、外來(lái)物等。因此這一準(zhǔn)則包括防雷電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)設(shè)計(jì)、防高壓電纜設(shè)計(jì)、防鳥(niǎo)撞設(shè)計(jì)、防可控飛行撞地設(shè)計(jì)、防核防生化污染設(shè)計(jì)等。

3 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的貫徹實(shí)施

可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是型號(hào)設(shè)計(jì)的強(qiáng)制性的設(shè)計(jì)規(guī)范。20世紀(jì)90年代至今的20年以上的多個(gè)型號(hào)的設(shè)計(jì)中，雖然都強(qiáng)調(diào)可靠性設(shè)計(jì)的重要性，但執(zhí)行的效果卻不盡如人意。準(zhǔn)則中強(qiáng)調(diào)防差錯(cuò)設(shè)計(jì)，但是實(shí)際工作中，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)左、右腳蹬反接;左、右航向助力器反接;水平尾翼前后倒裝;上天線(xiàn)連接饋線(xiàn)與下天線(xiàn)連接饋線(xiàn)反接等低級(jí)錯(cuò)誤。凡此種問(wèn)題中除了可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則存在 “工程化、具體化、實(shí)用化”的問(wèn)題，使設(shè)計(jì)人員難以實(shí)施之外，還存在可靠性設(shè)計(jì)方法的問(wèn)題，即設(shè)計(jì)人員在圖樣設(shè)計(jì)中沒(méi)有嚴(yán)格按照國(guó)軍標(biāo)（GJB181，GJB150等）程序要求中的相應(yīng)條款進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是在圖樣設(shè)計(jì)完成之后，對(duì)照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行符合性檢查與分析，這樣的結(jié)果是可靠性設(shè)計(jì)與圖樣的性能設(shè)計(jì)脫節(jié)，使可靠性設(shè)計(jì)變成了事后工作，顯然效果有限?？煽啃栽O(shè)計(jì)變成了一種被動(dòng)的工作，不能對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行綜合考慮。

為此，該文提出了以下工作思路，以便將可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的貫徹實(shí)施作為直升機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)過(guò)程中重點(diǎn)考慮部分：

第一步，對(duì)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的相應(yīng)條款與要求進(jìn)行分析，梳理出具體的設(shè)計(jì)措施。

第二步，將可靠性設(shè)計(jì)措施融入圖樣設(shè)計(jì)中。

第三步，按設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行符合性分析、檢查和評(píng)估。

3.1 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的分析

可靠性設(shè)計(jì)工作最重要的是將可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則作為型號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范的一部分，在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格按照可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求貫徹實(shí)施。其中最重要的是將準(zhǔn)則中的可靠性要求轉(zhuǎn)化為圖樣設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)措施，為此，應(yīng)按以下要求完成可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的分析工作。

1）設(shè)計(jì)人員應(yīng)加深對(duì)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中相應(yīng)條款內(nèi)容及要求的理解。

2）將設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的要求，以提問(wèn)的方式進(jìn)行逐一分析，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，按準(zhǔn)則要求，提出設(shè)計(jì)措施。

人—機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中的防差錯(cuò)設(shè)計(jì)可按圖2的程序進(jìn)行分析，以找到相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施。

3.2 可靠性設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化和實(shí)施

以直升機(jī)水平尾冀連接防差錯(cuò)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析，為防止水平尾翼的前后錯(cuò)接或錯(cuò)位連接可以采取的方法有：1）增加定位銷(xiāo)設(shè)計(jì);2）水平尾翼與尾段的連接采用不同孔徑的安裝螺栓;3）不同的安裝尺寸。

為了檢查與評(píng)估可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在圖樣設(shè)計(jì)中貫徹實(shí)施情況，該文梳理了表1系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則符合性分析要素，系統(tǒng)可按表1的模式對(duì)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的相應(yīng)條款進(jìn)行符合性分析。

表1 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則符合性分析

準(zhǔn)則條款編號(hào) 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則條款內(nèi)容 采取的設(shè)計(jì)措施

在以往的直升機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)中，也曾嘗試按照表1的模式進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則符合性分析。但從所做的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則符合性分析報(bào)告來(lái)看，主要存在下列問(wèn)題：1）分析過(guò)于簡(jiǎn)單，只描述實(shí)施結(jié)果，缺乏符合性核查環(huán)節(jié);2）大多數(shù)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)，缺乏符合性核查過(guò)程記錄;3）可靠性設(shè)計(jì)未考慮后續(xù)可實(shí)施性和成本。

因此在進(jìn)行直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中的要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性性能、可靠性設(shè)計(jì)使用費(fèi)用和可靠性實(shí)施方案的分析，需綜合考慮各項(xiàng)要素，并選擇合適的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方案;保留好可靠性設(shè)計(jì)和分析過(guò)程記錄，以確保可以為后續(xù)直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)方案和符合性的核查提供支撐。

4 結(jié)論

通過(guò)上面的研究分析可以得出。直升機(jī)型號(hào)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的內(nèi)容，必須涵蓋直升機(jī)型號(hào)本身的設(shè)計(jì)要求;充分考慮“人的因素”及“外部環(huán)境條件”直升機(jī)安全性、可靠性的影響。在直升機(jī)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的貫徹實(shí)施過(guò)程中，不僅要進(jìn)行可靠性符合性的檢查、分析，找出未能滿(mǎn)足要求的設(shè)計(jì)缺陷/差錯(cuò)，最重要的是要對(duì)條款內(nèi)容進(jìn)行分析，找出相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施，并將設(shè)計(jì)措施轉(zhuǎn)化為圖樣設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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