民用航空发动机顶层故障事件的概率计算研究

为满足民用航空发动机的安全性目标,发动机顶层故障事件(顶事件)的风险应被控制至可接受状态。针对顶事件的风险控制要求,细化为顶事件的预期发生概率应被控制至可接受值以下。基于顶事件的预期发生概率要求,提出了从上到下分析导致顶事件发生的潜在原因并逐级建造故障树的方法,阐述了故障树分析的开展时机及作用。然后,对顶事件发生概率的计算进行了研究,通过考虑顶事件的飞行阶段影响因素、故障树最小割集及其概率、底事件失效率及其风险时间,提出了顶事件发生概率的计算模型。同时,结合示例对顶事件发生概率的计算模型进行了应用,以验证顶事件概率计算方法的可行性。提出顶事件概率计算模型,为发动机顶层故障事件风险控制要求提供有力的技术支撑。     

概率安全评估和可靠性分析中故障树的重要度分析

概率安全评估中故障树的临界重要度和可靠性分析中全局灵敏度指标都可以用来表征基本事件的重要程度。两种重要度分析之间有哪些区别和联系?首先,简述概率安全评估中故障树的定性及定量分析过程;然后,介绍故障树问题在可靠性评估中的失效概率计算及全局灵敏度指标的定义;最后,通过对三个飞机系统的故障树进行分析。结果表明:概率安全分析与可靠性分析得出的系统故障的概率基本一致,而由于引入基本事件发生概率的随机性,使得基本事件的重要性排序发生变化,甚至带来颠覆性的重要性排序,并且随机分布类型和分布参数对全局灵敏度指标的影响也是需要考虑的。     

基于区间分析法的防冰引气管路系统故障树分析

针对防冰引气管路系统故障树分析中底事件故障率和概率统计信息的不确定性,基于区间分析法开展某型飞机防冰引气管路系统可靠性评估。根据防冰引气管路系统原理和故障发生机理建立系统的故障树,并采用区间概率来描述底事件失效概率的不确定性。计算结果表明:区间分析法在分析防冰引气管路系统故障树时只需要底事件失效概率的取值范围,而不要求其详细的概率统计信息,因而其适用面更广,更适合实际工程问题的需要。     

基于模糊故障树的电液作动器可靠性分析

采用模糊故障树分析法,对引起电液作动器输出不稳定的各个因素进行系统分析,并建立了故障树。应用专家评分法对无统计资料的故障进行了概率估计,阐述了转换成模糊数的途径,将所有的底事件发生的概率表示为三角模糊数。应用模糊数截集的方法,进而计算顶事件和各子系统的发生概率的置信区间和基本事件的模糊重要度,并指明了系统改进的方向,为大型复杂的作动器系统进行可靠性分析提供了参考。     

航空发动机转子非包容顶层事件安全性分析与思考

结合某型航空发动机的结构特点,创建了转子非包容顶层事件故障树。按故障树思路,对某型发动机进行了转子非包容故障树安全性综合分析;为避免转子非包容故障的发生,做了大量设计、计算分析、部件和整机试验工作;对可能出现的转子非包容故障采取了有针对性的措施。经试验和试车验证,某型发动机转子非包容顶层事件发生的概率极小,其安全性有保障。     

事故树的定量分析在某型舰载直升机起落架收放系统中的应用

事故树分析是安全系统工程中常用的一种分析方法,本文对某型舰载直升机系统的起落装置工作进行了原理分析,在此基础上建立了舰载直升机起落架收放系统的事故树,并根据各基本事件的发生概率,计算顶事件的发生概率。接着对各基本事件进行了结构重要度、概率重要度和关键重要度分析,进一步确定了系统的薄弱环节,从而确定了安全投资方向。     

基于故障树的APU无引气分析及维修建议

根据某航空公司的历史数据,APU无引气是APU故障的常见形式。本文基于故障树分析方法对APU无引气事件进行安全性分析。以APU无引气为顶事件构建故障树,计算出顶事件发生概率,结合故障树的最小割集和概率重要度,确定导致顶事件发生的主要原因,并提出相应改进措施。     

航空发动机高能碎片非包容事件故障树分析

为了使航空发动机高能碎片非包容事件满足适航安全性要求,运用故障树法对航空发动机该事件进行安全性分析并提出了分析方法的步骤和流程。引入最小割集和概率重要的度的概念,利用Isograph Reliability软件画出故障树并计算出高能碎片不包容事件的发生概率、最小割集以及概率重要度,通过对比最小割集和概率重要度,确定导致发动机高能碎片不包容主要的失效形式,并提出了有针对性的措施。     

分离式飞行数据记录与跟踪系统可靠性分析

采用故障树分析方法分析了新型分离式飞行数据记录与跟踪系统的可靠性。通过搭建以系统失效为顶事件的故障树,获得了最小割集、顶事件的发生概率以及各分系统的失效概率排序。通过对比各分系统的关键重要度,找出了分离式飞行数据记录与跟踪系统中最薄弱的部分,并进行了改进。结果表明,缓降分系统对总系统可靠性的影响最大,通过多充气模块可以显著提高缓降系统的可靠性。但当充气模块多于2套时,增加充气模块并不能进一步明显提高系统的可靠性。     

基于巡检方案事件检出概率的长距管线无人机总体设计

人为盗油案件是危害油气管线安全的主要形式之一,采用无人机对管线进行监控具有高效、灵活、不受地形限制等优势。通过建立无人机(UAV)管线巡检的数学概率模型,定量研究影响事件检出概率的因素,提出提高事件检出概率的方法;通过定量研究不同任务模式及其组合下巡检方案的事件检出概率,与无人机总体设计相联系,总结出基于目标的无人机总体和方案协同设计方法;最后对比分析并优选出最佳方案。     

危害性矩阵分析中故障模式影响概率的确定方法

危害性矩阵分析是进行产品分析和指导改进措施的重要手段,为了解决通过经验决定故障模式影响概率的现状,需采用更加实用客观的方法。根据定量危害性矩阵分析的原理和方法,首先收集故障模式影响概率经验估计法的参照依据和取值范围;然后提出采用故障树计算故障模式影响概率的方法,并用算例进行验证,结果表明故障树计算法避免了人为因素的影响,计算量小,准确性好;最后给出故障模式影响概率的确定流程。     

故障树分析应用于某型照射器质量改进

在收集已发生故障数量和故障模式的基础上．应用故障树分析的原理，对某型照射器建立故障树模型和最小割集分析，根据计算概率重要度，确定照射器的质量改进内容。     

基于FTA的飞机空调组件关断的故障分析

为迅速准确地确定飞机空调系统故障源,提高航线排故效率,针对B737飞机空调组件关断的故障,介绍了故障树建立的依据和方法,引入最小割集概念定性分析主要的故障模式;在综合考虑空调系统历史故障数据、零部件的可靠性、维修实践经验和部件更换方便性等信息的基础上,列出了排故顺序和排故措施,最后根据各类事件发生的概率,利用结构函数定量分析了顶事件发生的概率;所建立的空调系统故障树可迅速准确地确定故障源,在实际的航线排故过程中已得到了初步验证。该故障树对于排除空调系统各个子系统的故障也具有一定的参考价值。     

民用飞机共模故障分析方法研究

共模故障是一种相依失效事件,该事件的存在增加了复杂系统的联合失效概率,降低了冗余系统的可靠度,给系统设备带来了巨大的安全隐患。论述了共模故障的基本概念,分析了产生共模故障的原因,给出了共模故障定性分析过程,分别提出了基于扩展故障树和马尔柯夫分析的共模故障失效概率计算方法,在安全性分析领域进行了有益的探索。     

某型民机登机门功能危险性分析与故障树分析

针对舱门进行了功能危险性分析和故障树分析研究,以某型民机登机门为例,在考虑了舱门的事故统计,相关适航条款等情况下进行了功能危险性分析,得到登机门的主要故障模式及相应的安全性指标,作为故障树分析的顶事件,以登机门不能打开故障模式为例开展了具体的故障树分析,通过计算各底事件的失效概率,综合得到登机门不能打开故障模式的发生概率.所确定的分析方法与分析过程可为民机舱门安全性分析提供有益参考.     

DFT&ET综合分析法

根据故障树(FT)和事件树(ET)之间的相互关系,动态系统的复杂性以及不同子系统之间所存在的矛盾,结合马尔可夫链的运用,提出了将动态故障树(DFT)和ET相结合的一个合理的方法,并通过实例给出证明.该方法解决了所建模型中的矛盾,且通过模块化处理提高了效率.     

概率空间中单调事件序列的连续性

研究了概率空间中事件序列的可列可加性和有限可加性,并提出事件序列次可加性的概念,证明了单调事件序列的连续性,并给出一个充分必要条件.     

基于环境独立机制的静态离散贝叶斯网络参数简化方法

在大型工程系统的应用中,贝叶斯网络节点参数存储量随系统复杂度呈指数增长。针对该问题,综合飞行器故障模式通常采用多输入单输出逻辑门表达,以及故障树具有特殊静态离散贝叶斯网络的特点,提出将环境独立简化方法应用于常用典型逻辑门的贝叶斯网络。通过基本定理证明利用基于环境独立机制的概率树代替传统的条件概率表,可将呈指数增长的条件概率表减少为线性变化,并定量给出简化后节点参数个数的计算表达式。最后,将该方法用于某飞机前轮转弯系统故障诊断模型,通过与节点原条件概率表的比较,表明概率树方法可有效减少计算机内存需要。     

离散时间T-S动态故障树在民用飞机辅助动力装置系统安全性评估中的应用研究

辅助动力装置（APU）是安装于飞机上的、用于提供辅助动力源的、自成体系的小型发动机。在民用飞机APU系统安全性评估过程中,逐步采用动态故障树对传统故障树进行优化,使故障树分析结果能够更加精确地体现系统失效的动态特性。不同于传统故障树可以根据布尔逻辑求解,动态故障树一般需要转化为同构的状态空间模型才能求解。这种求解过程欠缺通用性,并且存在指数爆炸问题。采用离散时间T S动态故障树计算方法,计算了APU系统故障树中的一段子树的顶事件的失效概率,并与使用马尔可夫模型计算的结果进行比较。计算结果发现随着任务时间分段的增加,相对误差单调下降。当任务时间分段大于5时,相对误差小于1%,在计算精度满足要求的情况下能够显著降低计算成本。     

一种基于事件序列的故障树最小割集算法

在系统分析故障树最小割集各种求解算法的基础上，提出了一种故障树事件序列的数据结构，并针对该数据结构，设计了一种高效的故障树最小割集求解算法，并对其替换子算法、复制子算法和消减子算法进行了形式化描述。算法可有效降低最小割集生成中的“组合爆炸”问题，实验结果表明算法具有较好的计算性能。