Математична модель оптимізації профілактичного обслуговування передавальної активних фазованих антенних решіток багатофункціональної РЛС
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.46.14802Ключові слова:
активна фазована антенна решітка, модель надійності, оптимальне профілактичне обслуговування, обслуговування по фактичному стануАнотація
У статті авторами розглядаються питання визначення показників надійності та технічного обслуговування передавальних активних фазованих антенних решіток (АФАР) багатофункціональних РЛС. Проведено аналіз існуючих моделей надійності та технічного обслуговування АФАР РЛС. Показано, що найбільш цікавими моделями надійності передавальної АФАР є: модель надійності з дворівневої структурною схемою АФАР і модель надійності за критерієм допустимого зниження рівня максимальної дальності РЛС. Серед моделей технічного обслуговування АФАР найцікавішими визначені: модель оптимального профілактичного обслуговування (ПО) АФАР з однорівневою структурою і модель обслуговування АФАР за технічним станом.
Використовуючи результати проведеного аналізу, побудовані моделі надійності і оптимального профілактичного обслуговування передавальної АФАР багато функціональної РЛС. Представлені аналітичні вирази показників надійності дворівневої АФАР: середнього напрацювання до відмови і ймовірностей безвідмовної роботи антеною передавальної підрешітки і передавальної АФАР в цілому. Побудовано аналітичні вирази для критеріїв ефективності оптимального ПО (коефіцієнта технічного використання і математичного очікування питомих експлуатаційних витрат) і критеріїв виграшу від оптимізації ПО. В роботі розглянуто ілюстративний приклад розрахунку показників надійності і оптимального ПО дворівневої АФАР, що включає 6400 СВЧ випромінюючих каналів, скомпонованих в 100 підрешіток по 64 каналу кожен. Визначено середній наробіток до відмови і оптимальні періодичності ПО АФАР для трьох варіантів показників надійності випромінюючих каналів. Побудовано та проаналізовано графіки ймовірності безвідмовної роботи, коефіцієнта технічного використання і математичного очікування питомих експлуатаційних витрат АФАР. Отримано значення оптимальної періодичності та виграш від оптимізації. Показано, що результати оптимального ПО доцільно використовувати на початковій стадії експлуатації РЛС з АФАР - на етапі гарантійного обслуговування.
На подальших стадіях експлуатації - етапах післягарантійного обслуговування рекомендується використовувати метод обслуговування АФАР за технічним станом.
Пропоновані авторами моделі можуть бути корисні інженерам і науковим працівникам, які розробляють РЛС з АФАР і працівникам експлуатуючих організацій.Посилання
Ashok K. Agrawal. Active Phased Array Design for High Reliability, [Text] / Ashok K. Agrawal, and Eric L. Holzman // IEEE Transactions on aerospace and electronic systems. 1999. Vol. 35. NO. 4 - October 1999. Pp. 1204–1211.
Ashok K. Agrawal. Beamformer Architectures for Active Phased-Array Radar Antennas, [Text] / Ashok K. Agrawal, and Eric L. Holzman // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1999. Vol. 47 No. 3 march 1999. Pp. 432–442.
Kostanovskii V. V. A mathematical model for calculating the reliability of nonreducible phased antenna arrays. Measurement Techniques. 2014. Т. 57. № 1. Pp. 87–90.
Костановський В. В. Математичні моделі надійності типових апертур фазованих антенних решіток, які враховують раптові та поступові відмови модулів надвисоких частот . Математичні машини і системи. 2014. № 2. С. 142–150.
Kostanovskyi V., Machalin I., Kozachuk O., Terentyeva I. Construction of a generalized probabilis¬tic-physical model of reliability of two-level active phased antenna array. Eastern-European journal of enterprise technologies, 3/9 (99) 2019, ISSN 1729-3774 DOI:10.15587/17289-061/2019/168525. С. 31–40.
Костановский В. В., Мачалин И. А. Разработка и исследование универсальных моделей надежности активной фазированной антенной решетки многофункциональной радиолокационной станции. Водний транспорт. 2020. №1.
Костановський В. В., Демченко О. В., Козачук О. Д., Мачалин І. О. Модель розрахунку показників надійності АФАР за критерієм допустимого зниження максимальної дальності РЛС. Наукоємні технології. 2020. Том 45. №1.
Костановський В. В. Оптимізування технічного обслуговування фазованих антенних решіток. Математичні машини і системи. 2015.
Костановский В. В., Козачук О. Д. Оптими¬зация технического обслуживания группы фазированных антенных решеток с учетом внезапных и постепенных отказов СВЧ каналов. Математичні машини і системи. 2017. №1. С. 122–130.
Kostanovskyi V., Kozachuk O., Rusniak I. Development of the algorithm of reliability centered maintenance of phased array antennas. Eastern-European journal of enterprise technologies, 1/9 (91) 2018 / УДC.681.3 (07) DOI: 10.15587/1729-4061.2018.123430. С. 20–31.
