О надёжности БМП-3: когда официальные цифры реальности не соответствовали
В далёком 1991 году в газете «Красная Звезда» была опубликована заметка, подробно рассказывающая об успехах советской военной промышленности по части совершенствования новейшей на тот момент БМП-3. В частности, в ней говорилось о том, что данная боевая машина по результатам испытаний показала высокий уровень надёжности и, соответственно, низкий параметр потока отказов.
Несведущего в теме читателя эти победные реляции, конечно, радовали. Однако у инженеров от танкостроительной отрасли они вызвали массу вопросов, в связи с чем ими даже был выпущен ответ в виде статьи, в которой критиковался как подход к определению надёжности техники в целом, так и конкретные цифры по БМП-3 в частности — её мы и публикуем здесь.
Методический подход к оценке надёжности бронетанковой техники
Надёжность новой бронетанковой техники обычно оценивается по результатам предварительных и приёмочных испытаний опытных образцов, а серийной — по результатам войсковой эксплуатации, периодических и типовых испытаний. В соответствии с действующими стандартами испытывается не менее 20-30 опытных образцов, суммарный объём их испытаний должен составлять 300-450 тыс. км пробега.
В качестве основного принятого критерия оценки надёжности используется параметр потока отказов (ω), заданные значения которого для конкретной машины включаются в тактико-технические характеристики в дальнейшем в технические условия. Этот показатель широко используется специалистами отрасли при сравнительной оценке уровня надёжности различных марок машин и динамики изменения их качества на разных этапах жизненного цикла. Основой такой оценки является определение параметра потока отказов, подсчитываемого для машины в целом, как этого требует отраслевая нормативно-техническая документация (ОСТ В 3-5352—82).
Всякое отступление от этого положения может привести к неточности при оценке надёжности новых образцов бронетанковой техники. Рассмотрим это на примере новой боевой машины пехоты БМП-3. Так, в газете «Красная Звезда» от 12 февраля 1991 г. в статье об этой машине было приведено значение ω = 2,46х10-3 км-1, отражающее уровень надёжности БМП-3 в 1990 г. по результатам её испытаний.
Однако анализ этой цифры показал, что она характеризует только безотказность элементов шасси и не учитывает отказы систем специального оборудования, жизнеобеспечения и частично электрооборудования и средств связи.
Кроме того, в момент составления официального отчёта по результатам испытаний БМП-3 комиссия ещё не располагала объективными данными об итогах исследования причин возникновения сложных отказов, изложенных впоследствии в материалах постоянно действующей комиссии по контролю качества.
Необходимо также учитывать, что при составлении отчёта по результатам испытаний были допущены неверные трактовки отдельных положений ОСТ ВЗ-5353—82. В частности, несколько отказов одного наименования были объединены в один, а некоторые отказы, связанные с недостатками машины, отнесены к эксплуатационным или зависимым.
С учётом этих обстоятельств специалистами ВНИИтрансмаш на основе официальных данных по материалам войсковых испытаний ВИ-90 было определено значение параметра потока отказов БМП-3: ω = 6,58-10х10-3 км-1, что значительно хуже как официально заявленной величины, так и требуемого в отрасли уровня надёжности серийных машин (ω ≤ 1,0 10-3 км-1).
Известно, что существуют следующие основные причины отказов новых ВГМ: ошибки, допущенные разработчиками при проектировании; недостаточный объём испытаний при отработке машины и несовершенство методик их проведения; неэффективность мероприятий по устранению выявленных отказов; производственные дефекты; ошибочное отнесение отказов, обусловленных несовершенством конструкции, к категории эксплуатационных; недостаточная надёжность комплектующих изделий.
Рассмотрим, какие из этих причин относятся к БМП-3. Как известно, в середине 70-х гг. на основании опыта испытаний БТТ были выработаны рекомендации по числу, объёму и месту испытаний опытных образцов. Они нашли отражение в стандартах, согласно которым должны испытываться 20-30 машин до выхода практически всех их в капитальный ремонт. Однако из-за недостаточных мощностей опытного производства и ряда организационных причин число испытываемых образцов БМП-3 было меньшим, чем предусмотрено стандартом (табл. 1). Объём испытаний составил только 37 % от рекомендованного стандартом. Практически все испытания продолжались значительно дольше запланированных сроков из-за большого числа отказов и отсутствия запчастей. Всего с учётом войсковой эксплуатации испытано 34 машины; суммарный объём их испытаний составил около 200 тыс. км.
Главным результатом испытаний обычно считают не число выявленных, а число устранённых отказов. Для оценки надёжности пользуются известной зависимостью:
ωs = ASΣ-β,
где ωs — достигнутый уровень безотказности после доработок конструкции в течение испытаний суммарным объёмом SΣ, β — показатель роста надёжности; А — коэффициент безотказности машины, равный начальному уровню параметра потока отказов ω н.у. Обычно 0,32≤β≤0,45 (наибольшее значение для танка Т-72, наименьшее — для семейства БМП-1 и БМП-2). Темп роста надёжности в процессе отработки БМП-3 определялся значением β = 0,27.
При этом начальный уровень параметра потока отказов был весьма высок (ω н.у.≈ 50х10-3 км-1), тогда как на первых опытных образцах танка Т-64А он составлял около 15х10-3 км-1, а у танков Т-72 — 9х10-3 км-1.
Рассмотрим значения параметра потока отказов (ω, км-1), полученные при испытаниях БМП-3:
Конструкторско-доводочные: 50,5х10-3 км-1;
Отраслевые: 18,6х10-3 км-1;
Государственные: 17,1х10-3 км-1;
Контрольные (после доработки): 5,6х10-3 км-1;
Войсковые: 6,6х10-3 км-1;
Эксплуатационные: 8,910-3 км-1.
Как видим, в случае с БМП-3 имеем одновременно более низкий показатель начальной надёжности (более высокое значение коэффициента А и более слабый темп её роста.
Анализ характера выявленных при испытаниях БМП-3 отказов показывает, что определённая часть их может быть отнесена к ошибкам, допущенным при конструировании (табл. 2). Примерами таких отказов являются: разрушение тяг элементов механизма изменения дорожного просвета; разрушение деталей привода водомётных движителей при засорении входных окон водоводов (впоследствии устранён); перетирание трубопроводов от вибрации; «пробивание» отработавших газов по шаровым компенсаторам выхлопной трассы; отказ системы удаления пыли из воздухоочистителя, вызывающий преждевременный износ деталей цилиндропоршневой группы двигателя.
Таблица 2. Распределение параметра потоков отказов составных частей БМП-3 по результатам ВИ-90. *К — отказы, обусловленные несовершенством конструкции (конструкционные); П — отказы производственные; КП — конструкционно-производственные отказы
К таким отказам относится и неудачная трассировка трубопроводов систем двигателя. Дело в том, что расположение стыкуемых элементов в неудобных местах вызывает перетирание трубопроводов. Их некачественный монтаж, связанный с использованием хомутовых соединений, вызывает в свою очередь новые отказы. К ним относятся повреждение трубопроводов ногами десантников, поломка приводов управления, расстыковка клапанной коробки с эжектором, повреждение электрических кабелей и т. п. Малая высота силового блока и высокая плотность компоновки моторно-трансмиссионного отделения (МТО), обеспечивающие условия для выхода десанта, обусловливают ряд отказов, связанных с ударами, прогибом днища и повреждением элементов силовой установки. Из-за высокой температуры происходит обугливание и преждевременный выход из строя шлангов, расположенных в зоне выхлопных трасс.
В настоящее время эти недостатки частично устраняются: проводятся работы по усилению днища машины, увеличению зазоров между силовой установкой и днищем. Внедрено дополнительное охлаждение МТО. Однако эффективное устранение перечисленных выше отказов осуществимо только после перекомпоновки МТО с одновременным улучшением ремонтопригодности силового блока. Такие работы можно выполнить лишь в процессе модернизации машины.
Было отмечено также множество отдельных дефектов в основном производственного характера, доля которых составляет около 50 % от общего числа, причём около 20 % впервые проявились на ВИ-90, а для силовой установки соответственно 70 и 50 %. Устранение таких отказов требует значительных усилий и не сразу приводит к желаемым результатам. Пользуясь данными всех проведённых испытаний, постоянно действующая комиссия завода-изготовителя проводит большую работу по установлению причин возникших отказов с учётом результатов разборки устройств, а затем намечают меры по их устранению. Однако несовершенство системы установления причин отказов и методов экспериментальной оценки вводимых мероприятий в значительной степени снижает эффективность этой работы.
Так, из всей совокупности наименований часто встречающихся (обнаруженных два и более раз) отказов, выявленных в процессе всех видов испытаний БМП-3, на ВИ-90 вновь повторились 37 % наименований отказов. Этот пример показывает, что необходим более тщательный анализ массовых отказов, выделение таких, устранение которых приносит наибольший эффект при минимуме материальных затрат. Необходимо также существенно улучшать экспериментальную базу проверки эффективности мероприятий и методов их оценки.
Например, герметизация газового стыка путём установки сильфонов способна повысить безотказность машины примерно на 15 %, а для устранения такого же числа единичных отказов потребуется внедрение более 10 технических решений.
Вывод. Оценку безотказности БТТ на всех этапах отработки и серийного производства необходимо проводить в полном соответствии с отраслевой нормативно-технической документацией после получения всех результатов исследований отказавших элементов с привлечением квалифицированных специалистов научно-исследовательских организаций в области анализа и оценки надёжности.
Источник:
О. Н. Георгиевский, Б. В. Зуб, Г. И. Кузовчиков и др. «Методический подход к оценке надёжности бронетанковой техники» / О. Н. Георгиевский, Б. В. Зуб, Г. И. Кузовчиков и др. // Вестник бронетанковой техники. – 1991. – №11.
Информация