05.22.14 – эксплуатация воздушного транспорта (технические науки)

Приказ  Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь 29.06.2018 № 158

 

Цель и задачи программы-минимума

Цель программы-минимума заключается в системном освоении фундаментальных и прикладных вопросов теории и практики эксплуатации авиационной техники, а также эффективных методов организации, технического обслуживания и ремонта воздушного транспорта.

Задачи ориентированы на освоение теоретических и практических вопросов эксплуатации воздушного транспорта в соответствии с содержанием разделов данной программы.

 

Требования, предъявляемые к уровню знаний аспиранта (соискателя)

 

В результате изучения дисциплины, сдающие экзамен должны

знать:

  • математические методы исследований проблем эксплуатации и восстановления ВТ; методы разработки математических моделей исследуемых систем и явлений, их аналитическое и графическое представление; подходы к оптимизации параметров транспортных систем расчетные методики для проведения исследований по специальности;
  • задачи и методы автоматизации планирования и управления эксплуатацией, восстановлением ВТ с применением современных информационных технологий;
  • системный подход к исследованию транспортных систем, основы теории надежности и живучести ВТ;
  • методы теоретического и экспериментального исследования с использованием современных методов планирования эксперимента, компьютерных технологий и экономического анализа систем эксплуатации и восстановления ВТ;
  • стратегии технического обслуживания и ремонта и их характеристики. Задачи оптимизации периодичности и объема, технического обслуживания и ремонта, определение предельных сроков эксплуатации ВТ;
  • основные принципы систем сертификации технических средств и услуг транспорта, международные и национальные системы сертификации;
  • теоретические основы безопасности на воздушном транспорте.

иметь навыки:

  • пользования научно-технической и справочной литературой, в том числе на иностранных языках и электронными ресурсами;
  • использования компьютерной техники;
  • проведения экспериментов, регистрации параметров систем, сбора статистической информации и ее математической обработки;

•        проведения лабораторного испытания механических, электронных, гидравлических и пневматических систем;

•        проведения работы с контрольно-измерительными системами, устройствами и приборами основных типов.

ознакомиться:

  • с перспективами развития новых образцов ВТ;
  • с основами теории научного исследования проблем эксплуатации и восстановления современных образцов ВТ. 

 

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Программа-минимум разработана на основе разделов учебных дисциплин вузов по теории эксплуатации и восстановления ВТ, эффективности образцов ВТ, а также теории вероятностей и математической статистики, исследования операций, надежности и живучести в технике, моделирования сложных систем и процессов.

 

         1. Математические методы исследований проблем эксплуатации

Ключевые слова: вероятность случайных событий, законы распределения, доверительные интервалы и доверительные вероятности, проверка гипотез, дисперсионный анализ, корреляционный анализ, планирование эксперимента, массовое обслуживание, теория информации, теория оптимальных решений.

Теория математического планирования эксперимента. Классификация экспериментов. Задачи пассивного и активного экспериментов. Понятия планирования экстремальных экспериментов при поиске оптимальных условий. Полный и дробный факторный эксперименты.

Статистическая обработка экспериментальных данных. Функции случайных величин и их численные характеристики: функции распределения, моменты. Доверительные интервалы и доверительные вероятности для оценки параметров распределения. Основы дисперсионного и регрессионного анализа.

Теория случайных процессов. Характеристики случайных процессов и их определение из опыта. Основные правила преобразования случайных функций. Понятие о стационарном случайном процессе. Понятие об эргодическом свойстве и характеристиках стационарных случайных функций. Процессы «гибели и размножения». Марковский и полумарковский случайные процессы и их применение в теории надежности и в теории эксплуатации.

Теория массового обслуживания. Задачи теории массового обслуживания. Потоки событий и их характеристики. Простейший поток событий и его свойства. Поток событий с ограниченным последействием. Нестационарные потоки событий. Основные типы систем массового обслуживания и их характеристики.

Теория информации. Энтропия и информация для систем с дискретным и непрерывным множеством состояний.

Теория оптимальных решений. Прямая и обратная задачи оптимизации. Методы решения задач линейного программирования. Принцип Беллмана. Транспортная задача линейного программирования. Классы задач нелинейного программирования. Основные классы задач динамического программирования и принципы их решения. Градиентные методы оптимизации. Метод наискорейшего спуска.

Теория систем и системный анализ. Основные положения и принципы системного подхода к анализу и синтезу сложных систем при эксплуатации и восстановления систем воздушного транспорта. Методология разработки, проверки адекватности и применения математических моделей в исследованиях систем ВТ.

 

2. Основы теории надежности и живучести воздушной техники

Ключевые слова: надежность, система отказов, процессы старения и изнашивания ВТ, усталостное разрушение, прочность материалов, повреждения ВТ, коррозия, показатели надежности, восстанавливаемые и невосстанавливаемые устройства, эргономика.

Основные понятия теории надежности и живучести и их физический смысл. Модели надежности и живучести технических объектов.

Классификация отказов технических объектов. Источники и причины изменения технического состояния объектов при эксплуатации.

Процессы старения материалов. Типовые закономерности протекания процессов старения во времени. Поражающие и разрушающие факторы.

Процессы изнашивания. Закономерности процесса изнашивания материалов. Влияние изнашивания на динамические характеристики машин.

Усталостное разрушение. Физические процессы, протекающие при разрушении материалов.

Коррозия материалов и сплавов. Особенности протекания процесса коррозии в различных условиях и во времени. Влияние на интенсивность процесса коррозии различных факторов.

Биологические повреждения материалов и покрытий.

Показатели надежности (безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости), их определения и физический смысл. Связь показателей надежности с показателями качества (эффективности) функционирования технических объектов. Потоки отказов и восстановлений технических объектов и их характеристики. Типовые распределения наработки до отказа, между отказами и времени восстановления работоспособного состояния технических объектов. Методы расчета показателей безотказности технических объектов.

Методы расчета показателей долговечности, сохраняемости и ремонтопригодности технических объектов. Прогнозирование случайных процессов изменения технического состояния объектов техники. Использование информационных систем для оценки, анализа, контроля и управления техническим состоянием и надежностью ВТ.

Испытания на надежность. Определительные и контрольные испытания. Планы с фиксированным объемом выборки, последовательные планы испытаний технических объектов на надежность. Принципы выбора рациональных планов испытаний на надежность. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным.

Обеспечение надежности. Методы и порядок назначения норм надежности. Методы подтверждения норм надежности. Программа обеспечения надежности. Основные конструкционные мероприятия и технологические методы обеспечения безотказности, долговечности и сохраняемости. Основные конструкционные и организационно-технологические мероприятия обеспечения ремонтопригодности.

Невосстанавливаемые и восстанавливаемые устройства. Характеристики надежности невосстанавливаемых и восстанавливаемых устройств. Модели функционирования. Связь характеристик надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых устройств. Структурные модели надежности и их расчет. Оценка точности статистических расчетов надежности. Использование современных информационных технологий для расчета характеристик надежности.

Эргономика. Психофизиологические характеристики человека-оператора. Показатели надежности объектов системы "человек-техника". Особенности влияния характеристик ВТ и окружающей среды на показатели трудовой деятельности человека.

 

3. Основы эффективности системы технического обслуживания и ремонта воздушного транспорта

Ключевые слова: техническое обслуживание и ремонт ВТ, показатели эффективности, режимы и программы, эксплуатационная технологичность, ресурсы и сроки службы объектов ВТ, автоматизация и механизация, авиатопливообеспечение.

Принципы построения системы технического обслуживания и ремонта (ТО и Р) воздушного транспорта. Документы, регламентирующие техническую эксплуатацию. Основные задачи и организационная структура инженерно-авиационной службы. Основные требования к системе ТОиР. Показатели эффективности системы ТОиР (стратегии ТОиР по состоянию). Формирование режимов и программ ТОиP ВТ.

Обеспечение надежности, эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности ВТ. Автоматизированные системы сбора и обработки данных. Обеспечение надежности в процессе проектирования и изготовления. Порядок установления и продления ресурсов ВT. Понятие и показатели эксплуатационной технологичности. Ремонтопригодность и ее связь с надежностью ВT и эксплуатационной технологичностью. Методы установления и продления ресурсов и сроков службы объектов ВT.

Техническая диагностика и контроль технического состояния ВT. Показатели контролепригодности. Виды и средства контроля, его достоверность. Система технического диагностирования и ее функции. Процедуры и методы поиска отказов и неисправностей элементов сложных систем. Выбор и оценка информативности параметров контроля, задача оптимизации контроля. Прогнозирование технического состояния ВT. Специальные процедуры поиска неисправностей ВT. Метрологическое обеспечение производства, методы проверки контрольно-измерительных средств.

Организация и методы ТО авиационной техники. Оптимизация режимов ТО. Особенности организации и технико-экономическая эффективность ТО по состоянию. Структура и задачи диагностических центров (лабораторий) на авиапредприятиях. Метод ТО по состоянию с контролем уровня надежности. Метод ТО по состоянию с контролем параметров.

Организация и методы ремонта ВT. Применение методов неразрушающего контроля при восстановлении техники. Методы испытания техники после восстановления.

Автоматизация и механизация процессов технической эксплуатации. Методы и средства решения задачи автоматизации процессов технической эксплуатации. Классификация применяемых средств механизации и предъявляемые к ним требования. Определение уровня механизации производственных процессов. Расчет потребного количества средств механизации для аэропортов. Автоматизированные системы информационного обеспечения процессов эксплуатации ВT.

Авиатопливообеспечение. Авиационные горюче-смазочные материалы. Традиционные топлива и биотоплива: преимущества и недостатки использования; воздействие на окружающую среду. Экономия авиаГСМ, снижение токсичности отработавших газов. Нормативные правовые акты, устанавливающие требования к авиационным организациям (предприятиям) и их подразделениям в части обеспечения авиатехники горюче-смазочными материалами и специальными жидкостями (авиаГСМ).

 

4. Основы управления эксплуатацией и восстановлением воздушной техники

Ключевые слова: система технического обслуживания и ремонта, восстановление, испытания, оценка качества ВТ, оценка технического состояния ВТ, авиатранспортная система, авиационные организации, планирование и управление процессами эксплуатации и восстановления ВТ.

Жизненный цикл ВТ. Задачи оперативного управления эксплуатацией и восстановлением ВТ.

Система эксплуатации и восстановления ВТ, ее цели, задачи и характеристики эффективности. Оперативное управление эксплуатацией и восстановлением ВТ. Процессы, средства и условия эксплуатации и восстановления образцов ВТ, классификация воздействующих факторов. Проблемы создания и совершенствования системы эксплуатации и восстановления ВТ. Задачи оптимизации программ эксплуатации и восстановления отдельных узлов (образцов) ВТ. Принципы эксплуатации ВТ. Эксплуатационные и ремонтные свойства и характеристики образцов, принципы их оценки и обеспечения.

Управление техническим состоянием образцов ВТ. Стратегии технического обслуживания и ремонта и их характеристики. Задачи оптимизации периодичности и объема технического обслуживания и ремонта, определение предельных сроков эксплуатации ВТ.

Основные принципы технической диагностики при эксплуатации и восстановлении ВТ. Выбор совокупностей показателей для оценки работоспособности объектов ВТ. Методы обнаружения и принципы построения программы поиска неисправностей. Продолжительность поиска неисправностей в объекте. Обобщенный показатель эффективности технической диагностики.

Планирование процессов эксплуатации и восстановления ВТ. Виды, параметры, принципы построения, анализа и оптимизации технологических графиков. Планирование процессов эксплуатации и восстановления отдельных узлов (образцов) ВТ. Задачи и методы автоматизации планирования и управления эксплуатацией и восстановлением ВТ с применением современных информационных технологий.

Основы программно-целевого планирования развития систем эксплуатации и восстановления ВТ, технического обеспечения.

Методы экономического анализа систем эксплуатации и восстановления ВТ.

Авиатранспортная система. Методы планирования структуры парка воздушных судов, развития сети воздушных трасс, аэропорта, авиационных технических баз, авиаремонтных заводов и баз. Обмен информацией, планирование и управление в авиатранспортной системе.

Организация и управление процессами эксплуатации воздушного транспорта. Структура, планирование и управление работой служб, обеспечивающих эксплуатацию воздушных судов (ИАС, УВД, СОП и др.). Планирование и управление процессом использования парка воздушных судов. Автоматизированные системы управления (АСУ) как средство повышения эффективности эксплуатации воздушного транспорта. Информационно-управляющие системы при решении задач эксплуатации авиационной техники.

 

5. Организация и безопасность воздушного движения

Ключевые слова: требования безопасности, подготовка авиационного персонала, управление воздушным движением, обеспечение летной годности.

Обеспечение летной годности воздушных судов (ВС) и сертификация авиационной техники.

Основные требования к летным характеристикам, устойчивости и управляемости ВС. Требования к обеспечению прочности конструкций. Обеспечение прогрессивных конструктивных и технологических решений при проектировании и изготовлении ВС, двигателей, оборудования. Требования к эксплуатационной и ремонтной технологичности.

Сохранение летной годности ВС в процессе эксплуатации и сертификация объектов технической эксплуатации. Факторы, определяющие сохранение летной годности. Нормативно-техническая база сертификации объектов технической эксплуатации. Процедуры сертификации объектов технической эксплуатации. Сохранение целостности конструкции ВС в процессе эксплуатации. Система инспектирования и постоянного надзора за деятельностью эксплуатантов и организаций по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР). Сертификационные требования к системе контроля качества и процедуры сертификации.

Требования к системе освоения авиационным персоналом объектов ВТ, классификационные и квалификационные требования к отбору, уровню подготовки авиационного персонала и срокам их обучения.

 

6. Обеспечение безопасности полетов

Ключевые слова: обеспечение безопасности полетов, эксплуатация ВС в особых ситуациях, расследование авиационных происшествий, поисковые и аварийно-спасательные работы.

Системы обеспечения БП воздушных судов. Основные нормативные документы по обеспечению БП, их состав и назначение. Факторы, влияющие на БП. Количественная оценка уровня БП. Информационное обеспечение анализа состояния БП. Международная система сбора обработки и распространения информации об авиационных происшествиях и инцидентах, роль ИКАО. АСУ «Безопасность»: состав, структура и назначение.

Эксплуатация воздушных судов при возникновении особых ситуаций. Методы оценки влияния отказов ВT на БП. Управление техническим состоянием элементов воздушных судов, влияющих на БП. Обеспечение БП в зонах обледенения, грозовой деятельности, турбулентности атмосферы. Обеспечение БП при отказе функциональных систем, оборудования, возникновении пожара.

Методы предупреждения и расследования авиационных происшествий и инцидентов. Система обеспечения безотказной работы ВT в гражданской авиации. Оценка технического состояния ВС на основе полетной информации. Бортовые системы полетной информации. Оценка и прогнозирование уровня БП по данным АСУ «Безопасность». Оценка влияния деятельности служб авиационно-транспортной системы на БП. Организация и проведение расследований АП. Цели, задачи и содержание расследования АП. Организация и проведение поисковых и аварийно-спасательных работ.

 

СПИСОК ЛитературЫ

Основная

1. Зубков, Б.В. Безопасность полетов: учебник / Б.В. Зубков, Прозоров С.Е. ; под ред. Б.В. Зубкова. – Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2013. – 451 с.

2. Воробьев, В.Г. Надежность и техническая диагностика авиационного оборудования : учебник / В.Г. Воробьев, В.Д. Константинов. – М.: МГТУ ГА, 2010. – 448 с.

3. Воробьев, В.В. Системы управления летательных аппаратов: учебник / В.В. Воробьев, А.М. Киселев, В.В. Поляков; под ред. В.В. Воробьева. – М.: Изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008. – 203 с

4. Воробьев, В.Г. Техническое обслуживание и ремонт авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов: учебник / В.Г. Воробьев, В.Д. Константинов. – М.: МГТУ ГА. Университетская книга, 2007. – 472 с.

5. Введение в математическое моделирование : учебное пособие / под ред. Трусова П.В. – М.: Логос, 2004. – 439 с.

6. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения / Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Академия, 2003. – 464 с. 

7. Вентцель, Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология / Е.С. Вентцель. – М.: Высшая школа, 2001. – 207 с.

8. Вентцель, Е.С. Теория вероятности / Е.С. Вентцель. – М.: Высшая школа, 1999. – 575с.

9. Жуков, А.Я. Динамика полета транспортных летательных аппаратов: учебник для вузов / А.Я. Жуков [и др.] ; под ред. А.Я. Жукова. – М.: Транспорт, 1996. – 326 [1] с.

10. Воробьев, В.Г., Кузнецов С.В. Автоматическое управление полетом самолетов / В.Г. Воробьев, С.В. Кузнецов. – М.: Транспорт, 1995. – 448 с.

11. Воробьев, В.Г. Надежность и эффективность авиационного оборудования / В.Г. Воробьев, В.Д. Константинов. – М.: Транспорт, 1995. – 248 с.

12. Смирнов, Н.Н. Эксплуатационная технологичность летательных аппаратов / Н.Н.Смирнов, Ю.М. Чинючин. – М.: Транспорт, 1994. – 255, [1] с.

13. Лозицкий, Л.П. Конструкция и прочность авиационных и газотурбинных двигателей / Л.П. Лозицкий [и др.] – М.: Воздушный транспорт, 1992. – 536 стр.

14. Воробьев, В.Г., Константинов В.Д. Техническая эксплуатация авиационного оборудования / В.Г. Воробьев, В.Д. Константинов ; под ред. В.Г. Воробьева. – М.: Транспорт, 1990. – 536 с.

15. Техническая эксплуатация летательных аппаратов / Н.Н. Смирнов, [и др.] ; под ред. Н.Н. Смирнова. – М.: Транспорт, 1990. – 423 с.

16. Барзилович, Е.Ю. Статистические методы оценки состояния авиационной техники / Е.Ю. Барзилович, М.В. Савинков. – М.: Транспорт, 1987. – 240 с.

17. Смирнов, Н.Н. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию / Н.Н. Смирнов, А.А. Ицкович. – М.: Транспорт, 1987. – 272 с.

18. Ушаков, А.Н. Обобщенные показатели при исследовании сложных систем / А.Н. Ушаков, Е.И. Литвак. – М.: Знание, 1985. – 408с.

19. Теория планирования эксперимента / В.И. Асатурин. – М.: Радио и связь, 1983. – 248 с.

20. Барзилович, Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем / Е.Ю. Барзилович. – М.: Высш. школа, 1982. – 232 с.

 

Дополнительная

1. Ицкович, А.А. Управление системами и процессами эксплуатации авиационной техники : учебное пособие / А.А. Ицкович, И.А. Файнбург. – М.: МГТУ ГА, 2014. – 20 с.

2. Ицкович, А.А. Основы теории надежности : учебное пособие : часть 1 / А.А. Ицкович, И.А. Файнбург. – М.: МГТУ ГА, 2013. – 48 с.

3. Коняев, Е.А. Авиационные горюче-смазочные материалы: учебное пособие / Е.А Коняев., М.Л. Немчиков. – М.: МГТУ ГА, 2013. – 80 с. 

4. Коломоец, Ф.Г. Основы системного анализа и теории принятия решений / Ф.Г. Коломоец. – Минск. Тесей, 2006. – 320 с.

5. Введение в математическое моделирование / под ред. Трусова П.В. – М.: Логос, 2004. – 439 с.

6. Бочков, А.П. Модели и методы управления развитием технических систем / А.П. Бочков, Д.П. Гасюк, А.Е. Филюстин. – СПб.: Издательство «Союз», 2003. – 288с.

7. Кубланов, М.С. Математическое моделирование задач летной эксплуатации воздушных судов на взлете и посадке: монография / М.С. Кубланов. – М.: РИО МГТУ ГА, 2013. – 270 с.

8. Пивоваров, В.А. Повреждаемость и диагностирование авиационных конструкций / В.А. Пивоваров. – М.: Транспорт, 1994. – 206, [1] с.

9. Деркач, О.Я. Формирование систем технического обслуживания самолетов при их создании / О.Я. Деркач. – М.: Машиностроение, 1993. – 223 с.

10.    Штойер, Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения / пер. с англ.; под ред. А.В. Лотова. – М.: Радио и связь, 1992. – 243с.

11. Конструкция и прочность авиационных и газотурбинных двигателей / Л.П. Лозицкий [и др.] – М.: Воздушный транспорт, 1992. – 536 с. 

12. Надежность и эффективность в технике. Справочник: в 10 т. / под ред. В.С. Авдуевского. – М: Машиностроение, 1986-1990. – 10 т.

13. Справочник по прикладной статистике : в 2 т. / под ред. Э. Ллойда, У. Лидермана ; пер. с англ. – М.: Финансы и статистика, 1989. – 2 т.

14. Эдельман, В.И. Надежность технических систем. Экономическая оценка / В.И. Эдельман. – М.: Экономика, 1989. – 342с.

15. Нечеткие множества и теория возможностей / под ред. В.В Клюева. – М.: Радио и связь, 1989. – 408с.

16. Савчук, В.П. Байесовские методы статистического оценивания: надежность технических объектов / В. П. Савчук. – М.: Наука, 1989. – 328 с.

17. Бассевиль, М. Обнаружение изменения свойств сигналов и динамических систем / под ред. М. Бассвиль, А. Банвенист ; пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 288с.

18. Райншке, К. Оценка надежности систем с использованием графов / К. Райншке, И.А. Ушаков. – М.: Радио и связь, 1988. – 278 с.

19. Барзилович, Е.Ю. Вопросы математической теории надежности / Е.Ю. Барзилович [и др.] / под ред. Б.В. Гнеденко. – М.: Советское радио, 1983. – 412 с.