设备管理·模块化四站装备可靠性分析
doi:10.16648/jki.1005-2917.2020.01.135模块化四站装备可靠性分析
周博　雷金果
（空军勤务学院，江苏徐州　221000）
摘要：目前模块化四站装备正处于试运行阶段，对其进行可靠性分析。通过合同参数MTBF，计算出可靠度函数R（t），分析得出产品的可靠
工作时间，为维修和管理提供依据。
关键词：四站装备；模块化；可靠性；可靠度
四站保障装备集成正朝着模块化方向发展，其可靠性将直接影响到航空兵部队战斗力的形成和保持。可靠性是系统和机械设备的灵魂，必须对其可靠性进行深入的研究。
1. 国内外模块化四站装备发展现状
1.1  美军模块化航空地面保障装备（MASS）
该系统由七个不同模块组成，它们分别是：柴油发电机模块、航空电力转换模块、气冷模块、液冷模块、液压模块、充气模块和汽车底盘。
各模块有如下几个重要的特征：
所有的模块坚持通用化设计；所有的模块（除了APC），都是一样的尺寸，同样的底盘设计，便于装卸；所有的模块，有控制盘、供应软管和电缆；软管和电缆都可贮存在模块里；模块按照飞机的需求，固定到一个统一的底盘上。
底盘有以下几个重要的特征：在底盘上可以同时固定三个模块；APC模块安装在底盘的下边；模块可有单独装卸。
MASS系统可靠性高，其系统平均无故障间隔时间达3900小时。在很大程度上增强了飞行地面保障效能，是一种先进的航空地面装备保障系统。
1.2  VKB601型模块化四站装备
模块化航空四站保障装备基于模块化设计思想，采用国内先进成熟技术，具有体积小、组合快捷、可靠性高、维修方便等特点。
该装备主要为飞机提供电源、空调、液压、氮气和冷气保障。
VKB601型模块化四站装备由1个柴油机组模块、5个能够实施电源、空调、液压、氮气、冷气保障的功能模块和拖车底盘、装卸设备模块组成。
VKB601-LQ1型模块化四站装备冷气模块
VKB601-CD1型模块化四站装备充氮模块
VKB601-DY1型模块化四站装备电源模块
VKB601-DY2型模块化四站装备电源模块
VKB601-KT1型模块化四站装备空调模块
VKB601-YB1型模块化四站装备油泵模块
VKB601-JZ1型模块化四站装备机组模块
VKB601-ZX1型模块化四站装备装卸模块
VKB601-TC3型模块化四站装备三模块拖车底盘
VKB601-TC1型模块化四站装备单模块拖车底盘
总体要求：
（1）装备主要由底盘和功能模块组成，底盘和模块可以分离、重组；
（2）各模块所需电能可由装备自身的柴油机组模块提供，也可由外部电源提供，各模块外部有电源输入接口；
（3）各模块具备状态实时监控、故障检测等功能，具有标准数据接口；
（4）拖车可满足公路、铁路和空中运输条件，可运–8或伊尔–76飞机运输；
（5）环境适应性要求模块化电源
工作环境温度：–40℃～50℃；
相对湿度：≤95％（30℃时）；
海拔高度：≤4500m；淋雨：
≤1.7mm/min；
风速：≤18m/s。
1.3  模块组合
各模块功能相对独立，基本可以自由组合。通常用来提供一般的用途（如电能和制冷），同时为飞机需要提供气冷和液压。有以下三种常用组合方式。
第一个组合是：电源/气冷车，由两个气冷模块、一个柴油发电机模块组成。
第二个组合是：液冷/充气/电源车，由柴油发电机和液冷模块（单回路）、充气模块构成。
第三个组合是：双液冷车，是由两个液冷模块和一个柴油发电机模块构成。
2. 可靠性评价指标
2.1  可靠性评价参数
2.1.1  可靠度R（t）
可靠度是衡量产品可靠性大小的一个十分重要的数量化指标，它是指产品在规定条件下，在规定时间内，完成规定功能的概率。它是时间t的函数。产品的可靠度越大，表示该产品的可靠性越高。
如以随机变量T表示无故障工作时间（即寿命），以t表示规定时间，则对于T＞t的概率P，就是产品的可
靠度R（t），即：R（t）=P（T＞t）。其取值范围是：0＜R（t）＜1。
2.1.2  平均故障间隔时间MTBF
它是指可修复产品，在相邻两次故障间的平均工作时间，即
MTBF=
（该时间内的）总故障数
总工作时间表
MTBF的大小反映出装备的平均寿命及其可靠性的大小，MTBF越大，表示该装备的平均寿命越长，其可靠性越高。
2.1.3  故障率λ(t)
它是在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数与寿命单位总数之比，有时亦称失效率，当产品寿命服从指数分布时λ等于常数。
2.2  各参数之间的关系
模块化航空四站保障装备寿命服从指数分布。R(t)、MTBF、λ(t)之间的关系：
λλ
()t=
MTBF=1/λ
R t e e
()==−−
λt t MTBF
/
式中：R(t)为可靠度；λ(t)为故障率（1/h）；MTBF为平均故障间隔时间（h）。
3. VKB601型模块化四站装备可靠性分析
3.1  MASS的可靠性分析
MASS由于采用模块化的设计方法，其可靠性大大优于航空地面装备AGE。美军通过比较MASS与AGE的MTBF，并经过系统地研究论证，最终得出结论：MASS相比AGE，可靠性增加了15%。
3.2  VKB601的可靠性分析
本文将通过VKB601型四站装备各模块的平均故障间隔时间MTBF合同指标，计算出模块可靠度R（t）使用指标，并得出可靠度曲线，根据可靠度要求，分析得出产品的可靠工作时间。为维修和管理提供依据。
4. 结论与展望
4.1  具有良好的军事效益
大大增强了航空地面保障效能，主要体现在：
4.1.1  提高保障能力
由于VKB601可靠性的提高，将减少其发生故障的次数；从而
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《装备维修技术》2020年第1期（总第175期）
参考文献
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[4] 罗华飞.MATLAB GUI设计学习手记[M].北京：北京航空航天
大学出版社，2014.
1
表2
提高装备的装备完好率，增加装备出动率，这样VKB601就有较强的持续保障能力。
4.1.2  提高部署的机动性
由于VKB601中各模块的所有底面积比AGE减少了40%，减少了装备部署的运输要求，便于装备的快速装卸。更重要的是VKB601的装备的数量比AGE减少了50%。这就意味着大大缩短所有地面保障装备的装卸载时间，并减少了运输机的数量，有利于地面保障装备的快速转场。
4.2  具有良好经济效益
4.2.1  减少维修费用
由于VKB601的可靠性较高，能减少故障发生的次数，因而减少维修次数。维修次数的减少，所需的技术人员，工具及技术手册的数量也得到减少。技术人员的减少还意味着所需食物，帐篷和其他人员部署数量的减少。
4.2.2  降低装备的运输费用
由于VKB601大幅度降低了装备的底面积和重量，从而减少机动部署所需的运输机数量。这样就节省了大量的运输费用。
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