ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ………………………………………… 5
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………. 7
ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
НАДЕЖНОСТИ МКГ……………………………… 15
1.1. Существующие технические решения МКГ и области их
применения…………………………………………………………........ 15
1.2. Циклы МКГ. Реализация регенеративных циклов в конструктивных
элементах МКГ…………………………………………………………. 23
1.3. Основные показатели надежности МКГ в эксплуатационной и
конструкторской практиках…………………………………………… 50
1.4. Существующие методики прогнозирования и расчета надежности от
компаний производителей микрокриогенераторов. Достоинства и
недостатки………………………………………………………………………… 53
1.4.1. Методы оценки надежности микрокриогенераторов компании Thales
Cryogenics………………………………………………………………… 53
1.4.2. Методы оценки надежности МКГ компании BAE Systems………….. 55
1.4.3. Методы оценки надежности МКГ компании RICOR……………........ 58
1.4.4. Метод оценки надежности МКГ, предложенный Калифорнийским
университетом…………………………………............................................... 60
1.5. Условия стандартных и ускоренных испытаний МКГ………………... 61
1.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1………………………………………………... 71
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ НА
СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МКГ……………………………………….. 73
2.1 Закон распределения Вейбулла и его применение для определения
надежности МКГ……………………………………................................ 73
2.2 Выбор принципиальной схемы МКГ на стадии проектирования....... 80
2.3 Анализ рабочих циклов микрокриогенератора с позиций
максимизации ресурсных характеристик……………………………… 85
2.4 Структурный анализ наиболее нагруженных конструктивных
элементов МКГ типа Стирлинг……………………………………….. 92
2.5 Основные причины отказа и качественная оценка вероятности
отказа наиболее нагруженных узлов………………………………….. 98
2.6 Многофакторный анализ………………………………………………. 105
2.6.1 Структура многофакторного анализа…………………………………. 106
2.6.2 Зависимые и независимые факторы…………………………………… 108
2.6.3 Итоговый показатель надежности МКГ………………………………. 109
2.6.4 Многофакторный дисперсионный анализ…………………………….. 111
3
2.7 Анализ способов повышения надежности МКГ…………………....... 114
2.8 Структура адаптивной методики прогнозирования ресурса в
зависимости от исходных проектно-конструкторских и
статистических данных……………………………………………......... 120
2.9 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2…………………………………………………. 124
ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ И РАСЧЕТА РЕСУРСА
МКГ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ НАИБОЛЕЕ НАГРУЖЕННОГО
УЗЛА РОТОРНОГО МКГ ТИПА СТИРЛИНГ……………………………… 127
3.1 Численная оценка влияния перетечек через поршневую группу на
термодинамическую эффективность микрокриогенератора
Стирлинга роторного
типа……………………………………………........................................ 127
3.1.1 Математическая модель расчета зазора поршневой группы МКГ,
выполняющего функцию газового подвеса……………………………. 130
3.1.2 Расчетная модель массового расхода рабочего вещества в зазоре
микрокриогенератора ................................................................................... 135
3.1.3 Расчет течения с помощью численной модели ......................................... 138
3.1.4 Влияние перетечек рабочего вещества на термодинамическую
эффективность МКГ Стирлинга роторного типа ...................................... 142
3.2 Сопоставление расчетных и экспериментальных значений массового
расхода рабочего газа через зазор поршневой группы полости
нагнетания роторного МКГ типа Стирлинг…………………. 145
3.3 Оценка погрешности экспериментальных исследований....................... 149
3.4.1 Технические параметры и условия испытаний наиболее нагруженного
узла роторного МКГ типа Стирлинг…………………… 152
3.4.2 Анализ экспериментальных данных наиболее нагруженного узла
роторного МКГ типа Стирлинг ................................................................... 153
3.5 Параметры формы и масштаба закона распределения Вейбулла
совершенствуемого узла МКГ………………………………………...... 162
3.6 Рекомендации по совершенствованию новых и существующих
моделей МКГ................................................................................................ 166
3.7 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 ................................................................................. 169
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………................... 171
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………….. 174
ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………….. 190
