с учетом коэффициента нагрузки экспоненциальный закон надежности элементов имеет следующий вид:

Р(0 = е~"°.

где Яо - опасность отказов при номинальной нагрузке.

Очень важным фактором, влияющим на величину опасности отказов элементов, является температура среды, в которой работает элемент. На рис. 5-8 приведены графики зависимости опасности отказов от температуры окружающей среды при разных коэффициентах нагрузки. Значения А, указаны в процентах на 1 ООО ч работы изделия. Из графиков видно, что при заданной опасности отказов можно допускать тем более высокие коэффициенты нагрузки, чем ниже температура окружающей среды.

5-6. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ РАДИОАППАРАТУРЫ

При расчетах надежности различают два способа соединения элементов: последовательное (основное) и параллельное (резервное). Изделие содержит только основное (последовательное) соединение элементов, если отказ любого элемента приводит к отказу изделия. Некоторая часть изделия может состоять из элементов или групп элементов, которые могут заменять друг друга в случае отказа. Такое соединение называется параллельным (резервным), а метод повыщения надежности путем параллельного соединения элементов или групп элементов называется резервированием. Если несколько элементов или групп элементов соединены параллельно, то отказ параллельного соединения наступает тогда, когда произойдет отказ последней «ветви», т. е. последней из заменяющих друг друга группы элементов.

Возможно резервирование элементов, узлов, блоков и систем. Резерв может быть постоянно включен под напряжение и находиться в рабочем состоянии. Такой резерв называется «горячи м». Если резерв приводится в рабочее состояние только при отказе работающей ветви, то он называется «холодны м». При использовании горячего резерва замена отказавшей ветви происходит без перерыва в работе изделия и без использования сложной системы коммутации и сигнализации, необходимой при холодном резервировании.

Преимуществом холодного резервирования является малый износ резервных элементов, которые практически изнашиваются лишь тогда, когда холодный резерв заменяет рабочую ветвь. При выборе типа резерва решающее значение имеют допустимость и последствия отказа изделия. Если перерыв в работе изделия недопустим вообще или приводит к большим потерям материальных средств, то выбирают горячее резервирование.

Надежность изделий с последовательным соединением элементов. Из определения последовательного соединения вытекает, что изделие работает безотказно при условии, что исправно (безотказно) работают совместно все его элементы. Если вероятность безотказнойработы элементов обозначена Pj, Р2, Рп, то вероятность безотказной работы изделия определятся правилом умножения вероятностей (§ 4-2):

Ри=Рь Р2.....п.

Пользуясь экспоненциальным законом надежности элементов (5-i6), получаем:

P, = e-e-e-V,

где Яг - опасность отказов t-ro элемента;

/ - время, на которое рассчитывается безотказная работа изделия.

Обозначим:

Яи=Я1+1Я2+ ... +Я„, (5-в)

тогда

Р===е~». (5-9)

Как и надежность элементов, надежность сложных изделий убывает с течением времени по экспоненциальному закону. Из закона надежности следует, что нельзя получить высокую надежность изделия, если любой из его элементов имеет низкую надежность. Чем сложнее аппаратура, чем больше она содержит элементов, тем больше суммарная опасность отказов Яи и тем ниже ее надежность. 112

При наличии нескольких элементов с одинаковой опасностью отказов суммарная опасность отказов определяется из равенства

где %и 2 • •., - опасности отказов одного элемента; Ni, N2, ..., Nh-количество элементов, имеющих соответствующую опасность отказов.

Для расчета суммарной опасности отказов составим табл. 5-3.

Таблица 5-3

Пользуясь данными табл. 5-3, определяем количественные характеристики надежности:

суммарная опасность отказа X - NiX;

вероятность безотказной работы изделия Ри = е среднее время исправной работы изделия Гср.и = -.

Среднее время исправной работы элементов равно Tcpi, Тср2, • -jTcph, принимая во внимание, что 7cpi = = \1К, получим:

Tcpi Тсрг "Ь • • • t" Tcph

Вероятность исправной работы изделия

ср.

(5-10)

Из равенства 5-10 ясно видно, что надежность изделия зависит от среднего времени исправной работы всех его элементов.

8-244 113