1、固体火箭发动机点火器
我们工作过程中,可能常常遇到高可靠(可靠度要求0.9999或者更高)设备如何评估其可靠性水平的问题。比如,航天发动机的设备可靠性要求达到0.9999甚至更高。如何评估这些高可靠设备。如果使用常规的可靠性试验手段,较难评估、验证其是否达到该指标要求。那么如何评估这些设备的可靠性呢?
对于高可靠设备的可靠性评估,国内外相关机构都开展了较多研究工作,也提出了相应的解决方案。这里,主要介绍如何结合试验数据、应力-强度干涉模型以及蒙特卡洛仿真方法进行高可靠设备的可靠性评估问题。
2、点火器设备的可靠性评估方法
某发动机点火器设备的可靠性要求较高,要求其可靠度达到0.9999。该点火器设备开展了验收试验,收集了不同批次点火器设备的强烈燃烧时间数据,以及发动机建压时间(发动机达到90%室压的时间T2-点火时间T0)数据。按照工程实际,需要点火器设备的强烈燃烧时间大于建压时间。即点火器设备可靠性可定义为强烈燃烧时间大于建压时间的概率。R(t)=P(r>S),r为强烈燃烧时间,S是建压时间。将点火器设备验收试验的强烈燃烧时间数据、建压时间数据收集并及进行分布检验、分布参数估计,可使用PosWeibull工具进行分布检验、分布参数估计。从而确定点火器强烈燃烧时间、建压时间均为服从正态分布,且强烈燃烧时间的分布参数为3.34,0.227,建压时间的分布参数为1.862,0.29。(数据来源:袁洁等,火箭推进)
将上述数据输入到PosVim软件的通用计算器中的应力-强度干涉模块中,仿真次数选择1000000次,在应力参数的分布类型选择正态分布,均值、标准差分别输入3.34,0.227;在强度参数的分布类型选择正态分布,均值、标准差分别输入1.862,0.29。然后点击计算,即可得到固体发动机点火器的可靠度、不可靠度,以及仿真结果。
从计算结果可知,该设备的可靠度可达到0.99997>0.9999,满足设计要求。