Xây dựng mô hình tính toán các tham số độ tin cậy của tên lửa từ các mẫu thử cắt xẻ thu thập trong quá trình khai thác sử dụng

Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ ĐỘ TIN CẬY<br /> CỦA TÊN LỬA TỪ CÁC MẪU THỬ CẮT XẺ THU THẬP<br /> TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC SỬ DỤNG<br /> Đoàn Văn Hoản*, Đàm Hữu Nghị, Phạm Xuân Phang<br /> Tóm tắt: Mô hình tính toán là một phương pháp xử lý sơ bộ kết quả thống kê từ<br /> mẫu thử cắt xẻ thu thập được trong các quá trình thử nghiệm, cung cấp các dữ liệu<br /> đầu vào cho việc tính toán các chỉ số khác nhau về độ tin cậy. Bài báo sử dụng bảng<br /> dữ liệu thống kê để thử nghiệm mô hình so với mô hình kinh điển trước đó.<br /> Từ khóa: Độ tin cậy, Mẫu thử cắt xẻ, Xác suất hỏng, Mật độ xác suất.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Khi giải quyết các bài toán bảo đảm hoặc đánh giá độ tin cậy cho các hệ thống kỹ<br /> thuật, để xác định độ tin cậy nói chung hoặc các đại lượng khác liên quan hữu cơ với<br /> độ tin cậy như thời hạn sử dụng, tuổi thọ… ta đều phải tiến hành các thử nghiệm<br /> bằng một phương án quy hoạch thử nghiệm trên một số lượng mẫu thử nhất định [2,<br /> 5]. Quá trình tiến hành thử nghiệm có thể tiến hành theo hai phương án:<br /> - Phương án 1: Thử nghiệm tăng tốc, phương pháp này thường được áp dụng<br /> khi cần đánh giá độ tin cậy của các đối tượng kỹ thuật mới sản xuất hoặc sau khi<br /> cải tiến. Khi đó, để nhận được các dữ liệu về hỏng hóc của đối tượng thử nghiệm<br /> trong một khoảng thời gian ngắn, người ta sẽ đưa đối tượng vào thử nghiệm trong<br /> những môi trường khắc nghiệt hơn như: nhiệt độ môi trường cao hơn bình thường,<br /> biên độ và tần số rung lắc tăng hơn, điện áp tăng cao hơn… Trong trường hợp này,<br /> quá trình “già hóa” diễn ra nhanh hơn và dẫn tới hỏng hóc xuất hiện sớm hơn bình<br /> thường. Quá trình thử nghiệm mong muốn nhận được đầy đủ các khoảng thời gian<br /> làm việc tới hỏng của tất cả các phần tử. Tuy nhiên, tên lửa là thiết bị kỹ thuật có<br /> độ tin cậy cao nên để đạt được điều đó cần khoảng thời gian thử nghiệm dài, khó<br /> thực hiện. Khi kết thúc thử nghiệm xẽ xuất hiện các đối tượng vẫn còn làm việc tốt<br /> (chưa hỏng) và kết quả thử nghiệm sẽ không nhận được bộ mẫu thử toàn phần (với<br /> tất cả các phần tử đều hỏng) mà là một bộ mẫu thử vẫn còn các phần tử chưa hỏng.<br /> - Phương án 2: Thử nghiệm thụ động, đối với phương pháp này phần tử thử<br /> nghiệm chính là các đối tượng được đưa vào khai thác sử dụng. Thông tin về hỏng<br /> hóc xảy ra trong thực tế khai thác sẽ nhận được từ các sổ ghi chép, cụ thể đối với<br /> quá trình khai thác sử dụng đạn tên lửa ta nhận được các thông tin ghi chép sau:<br /> + Ghi chép quá trình thay đổi trạng thái lưu trữ của quả đạn.<br /> + Thời điểm lần đầu xuất hiện hỏng hóc đối với từng phần tử ở mức phân rã đã chọn<br /> + Số lượng đạn của đơn vị trong suốt thời gian khai thác.<br /> + Thời điểm và số lượng đạn bổ sung.<br /> + Thời điểm và số lượng đạn được đưa ra khỏi biên chế của đơn vị.<br /> Nếu không xét tới số lượng đạn bổ sung thì khi bắt đầu quan sát số lượng đạn là<br /> N, qua từng thời kỳ (chu kỳ khai thác) có thể số lượng đạn rời khỏi đơn vị là Ni, như<br /> vậy kết quả của quá trình thử nghiệm ta không nhận được bộ mẫu thử toàn phần.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 47, 02 - 2017 21<br />  Tên lửa & Thiết bị bay<br /> <br /> Đối với các thử nghiệm, kết quả nhận được không phải là các mẫu thử toàn<br /> phần, dẫn đến tính đồng nhất và tính đại chúng của mẫu thử không còn đảm bảo, vì<br /> vậy, các phương pháp đánh giá kinh điển dựa trên lý thuyết thống kê và xác suất<br /> thông kê không phù hợp, làm suất hiện các sai số lớn [1, 2]. Do vậy, cần phải có<br /> một mô hình phù hợp để tính toán các tham số độ tin cậy trên cơ sở của bộ mẫu thử<br /> đó. Nội dung của bài báo sẽ xây dựng mô hình toán để xử lý dữ liệu thu được từ<br /> các mẫu thử không đầy đủ (mẫu thử cắt xẻ), từ đó, tính toán các tham số độ tin cậy<br /> của một đối tượng kỹ thuật cụ thể (tên lửa), đặc biệt các bộ dữ liệu nhận được<br /> trong các sổ ghi chép của quá trình khai thác sử dụng (thử nghiệm thụ động).<br /> 2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN<br /> 2.1. Các chỉ số độ tin cậy<br /> Theo [2, 5, 7], độ tin cậy là tính chất của trang bị kỹ thuật có thể hoàn thành<br /> được những chức năng giao phó mà vẫn giữ vững các chỉ tiêu kỹ thuật trong giới<br /> hạn cho phép, trong một khoảng thời gian nhất định và trong một điều kiện sử<br /> dụng nhất định và được đặc trưng các chỉ số:<br /> - Thời gian làm việc không hỏng T là khoảng thời gian từ khi đưa phần tử vào<br /> hoạt động đến khi xuất hiện hỏng hóc đầu tiên.<br /> - Xác xuất làm việc không hỏng p(t) là xác suất để xảy ra sự kiện thời gian làm<br /> việc không hỏng T của phần tử lớn hơn thời gian khảo sát t.<br /> Theo định nghĩa: p(t) = P(T>t)<br /> Về mặt thống kê: N (t) (1)<br /> p* (t) <br /> N<br /> Trong đó: N(t) là số phần tử chưa hỏng tính đến thời điểm t;<br /> N là số phần tử đem thử nghiệm.<br /> - Xác suất hỏng q(t) là xác suất để xảy ra sự kiện thời gian làm việc không hỏng<br /> T của phần tử nhỏ hơn thời gian khảo sát t.<br /> Theo định nghĩa: q(t) = P(T