O niezawodności BMP-3: kiedy oficjalne dane nie odpowiadały rzeczywistości
W 1991 roku gazeta Krasnaja Zwiezda opublikowała artykuł szczegółowo opisujący sukcesy radzieckiego przemysłu wojskowego w ulepszaniu wówczas nowego BMP-3. W szczególności stwierdził, że ten pojazd bojowy, na podstawie wyników testów, wykazał wysoki poziom niezawodności, a co za tym idzie, niską awaryjność.
Te zwycięskie raporty oczywiście ucieszyły czytelnika nieświadomego tematu. Wzbudziły one jednak wiele pytań wśród inżynierów branży budowy zbiorników i dlatego wydały nawet odpowiedź w postaci artykułu, w którym skrytykowali zarówno podejście do określania niezawodności sprzętu w ogóle, jak i konkretne dane dotyczące Zwłaszcza BMP-3 - my i tutaj publikujemy.
Metodyczne podejście do oceny niezawodności pojazdów opancerzonych
Niezawodność nowych pojazdów opancerzonych ocenia się najczęściej na podstawie wyników badań wstępnych i odbiorczych prototypów, a seryjnych – na podstawie wyników działań bojowych, badań okresowych i typu. Zgodnie z obowiązującymi normami testowanych jest co najmniej 20–30 prototypów, a łączny zakres ich testów powinien wynosić 300–450 tysięcy kilometrów.
Głównym przyjętym kryterium oceny niezawodności jest parametr przepływu awaryjnego (ω), którego określone wartości dla konkretnej maszyny zawarte są w charakterystyce użytkowej, a później w warunkach technicznych. Wskaźnik ten jest szeroko stosowany przez specjalistów branżowych w ocenie porównawczej poziomu niezawodności maszyn różnych marek oraz dynamiki zmian ich jakości na różnych etapach cyklu życia. Podstawą takiej oceny jest wyznaczenie parametru przepływu awaryjnego, obliczonego dla maszyny jako całości, zgodnie z wymaganiami normy branżowej i dokumentacji technicznej (OST V 3-5352-82).
Wszelkie odstępstwa od tego przepisu mogą prowadzić do niedokładności w ocenie niezawodności nowych modeli pojazdów opancerzonych. Spójrzmy na to na przykładzie nowego bojowego wozu piechoty BMP-3. I tak w gazecie „Krasnaja Zwiezda” z 12 lutego 1991 r. w artykule o tej maszynie podano wartość ω = 2,46x10-3 km-1, odzwierciedlający poziom niezawodności BMP-3 w 1990 roku na podstawie wyników jego testów.
Jednak analiza tej liczby wykazała, że charakteryzuje ona jedynie niezawodność elementów podwozia i nie uwzględnia awarii systemów wyposażenia specjalnego, systemów podtrzymywania życia oraz częściowo sprzętu elektrycznego i łączności.
Ponadto w momencie sporządzania oficjalnego raportu z wyników testów BMP-3 komisja nie dysponowała jeszcze obiektywnymi danymi na temat wyników badania przyczyn złożonych awarii, które następnie zostały określone w materiały stałej komisji kontroli jakości.
Należy również wziąć pod uwagę, że przy sporządzaniu protokołu z wyników badań dokonano błędnych interpretacji niektórych przepisów OST VZ-5353-82. W szczególności połączono kilka awarii o tej samej nazwie w jedną, a niektóre awarie związane z brakami maszyn sklasyfikowano jako operacyjne lub zależne.
Biorąc pod uwagę te okoliczności specjaliści VNIItransmash na podstawie oficjalnych danych na podstawie materiałów z testów wojskowych VI-90 ustalili wartość parametru awaryjności BMP-3: ω = 6,58-10x10-3 km-1, czyli znacznie gorzej zarówno od oficjalnie deklarowanej wartości, jak i wymaganego w branży poziomu niezawodności maszyn seryjnych (ω ≤ 1,0 10-3 km-1).
Wiadomo, że głównymi przyczynami awarii nowych VGM są: błędy popełniane przez programistów podczas projektowania; niewystarczająca ilość testów podczas testowania maszyny i niedoskonałość metod ich przeprowadzania; nieskuteczność działań eliminujących zidentyfikowane awarie; wady produkcyjne; błędna klasyfikacja awarii wynikających z niedoskonałości projektu jako eksploatacyjnych; niewystarczająca niezawodność komponentów.
Zastanówmy się, który z tych powodów dotyczy BMP-3. Jak wiadomo, w połowie lat 70. Na podstawie doświadczeń z testowania BTT opracowano zalecenia dotyczące liczby, objętości i lokalizacji testów prototypów. Mają one swoje odzwierciedlenie w standardach, według których należy przetestować 20-30 pojazdów, zanim niemal wszystkie z nich zostaną poddane poważnym naprawom. Jednak ze względu na niewystarczające możliwości produkcyjne pilotażu oraz szereg względów organizacyjnych, liczba przebadanych egzemplarzy BMP-3 była mniejsza niż przewiduje norma (tab. 1). Objętość testów stanowiła jedynie 37% zalecanej przez normę. Prawie wszystkie testy trwały znacznie dłużej niż planowano ze względu na dużą liczbę awarii i brak części zamiennych. Łącznie, biorąc pod uwagę działanie wojskowe, przetestowano 34 pojazdy; łączna objętość ich testów wyniosła około 200 tysięcy km.
Za główny wynik testu uważa się zwykle nie liczbę zidentyfikowanych, ale liczbę wyeliminowanych awarii. Aby ocenić niezawodność, stosuje się dobrze znaną zależność:
ωs = ASΣ-β,
gdzie ωs to poziom niezawodności osiągnięty po modyfikacjach konstrukcji podczas badań przy całkowitej objętości SΣ, β jest wskaźnikiem wzrostu niezawodności; A jest współczynnikiem bezawaryjności maszyny, równym początkowemu poziomowi parametru przepływu awaryjnego ω nr. Zwykle 0,32≤β≤0,45 (najwyższa wartość dla czołg T-72, najmniejszy - dla rodziny BMP-1 i BMP-2). Tempo wzrostu niezawodności w trakcie opracowywania BMP-3 określono wartością β = 0,27.
Jednocześnie początkowy poziom parametru przepływu awaryjnego był bardzo wysoki (ω nr ≈ 50x10-3 km-1), podczas gdy na pierwszych prototypach czołgu T-64A było to około 15x10-3 km-1, a dla czołgów T-72 - 9x10-3 km-1.
Rozważmy wartości parametru przepływu awaryjnego (ω, km-1), uzyskane podczas testów BMP-3:
Projekt i rozwój: 50,5x10-3 km-1;
Przemysł: 18,6x10-3 km-1;
Stan: 17,1x10-3 km-1;
Badania kontrolne (po rewizji): 5,6x10-3 km-1;
Wojskowe: 6,6x10-3 km-1;
Operacyjne: 8,910-3 km-1.
Jak widać, w przypadku BMP-3 mamy jednocześnie niższy wskaźnik niezawodności początkowej (wyższa wartość współczynnika A i słabsze tempo jego wzrostu.
Analiza charakteru usterek stwierdzonych podczas testów BMP-3 pokazuje, że część z nich można przypisać błędom powstałym w trakcie projektowania (tab. 2). Przykładami takich awarii są: zniszczenie drążków elementów mechanizmu zmiany prześwitu; zniszczenie części napędowych pędników strumieniowych wody na skutek zatkania okien wejściowych rurociągów wodnych (później wyeliminowanych); przecieranie rurociągów na skutek wibracji; „przebijanie” gazów spalinowych przez kompensatory kulowe drogi wydechowej; awaria układu odpylania filtra powietrza, powodująca przedwczesne zużycie części zespołu cylinder-tłok silnika.
Tabela 2. Rozkład parametru przepływu awaryjnego komponentów BMP-3 na podstawie wyników VI-90. *K – awarie spowodowane niedoskonałościami projektowymi (konstrukcyjnymi); P - awarie produkcyjne; KP - błędy projektowe i produkcyjne
Do takich awarii zalicza się również nieudane poprowadzenie rurociągów układu silnika. Faktem jest, że umiejscowienie łączonych elementów w niedogodnych miejscach powoduje otarcia rurociągów. Ich zły montaż, związany ze stosowaniem połączeń zaciskowych, powoduje z kolei nowe awarie. Należą do nich uszkodzenia rurociągów pod stopami spadochroniarzy, awaria napędów sterujących, rozłączenie skrzynki zaworowej z wyrzutnikiem, uszkodzenie kabli elektrycznych itp. Niska wysokość zespołu napędowego i duża gęstość przedziału silnik-przekładnia ( MTO), które zapewniają warunki do wypuszczenia wojsk, determinują szereg awarii związanych z uderzeniami, ugięciami dna i uszkodzeniami elementów elektrowni. Pod wpływem wysokiej temperatury dochodzi do zwęglenia i przedwczesnej awarii węży znajdujących się w obszarze rury wydechowej.
Obecnie te niedociągnięcia są częściowo eliminowane: trwają prace nad wzmocnieniem dna pojazdu i zwiększeniem szczelin pomiędzy zespołem napędowym a dnem. Wprowadzono dodatkowe chłodzenie MTO. Skuteczna eliminacja powyższych awarii jest jednak możliwa dopiero po przekonfigurowaniu MTO przy jednoczesnej poprawie łatwości konserwacji bloku energetycznego. Prace takie można wykonać jedynie w trakcie modernizacji maszyny.
Odnotowano także wiele pojedynczych usterek, głównie o charakterze produkcyjnym, których udział wynosi około 50% ogółu, z czego około 20% pojawiło się po raz pierwszy w VI-90, a w przypadku elektrowni odpowiednio 70 i 50%. Eliminowanie takich awarii wymaga dużego wysiłku i nie prowadzi od razu do pożądanych rezultatów. Wykorzystując dane ze wszystkich przeprowadzonych badań, stała komisja producenta wykonuje ogromną pracę w celu ustalenia przyczyn awarii, biorąc pod uwagę skutki demontażu urządzeń, a następnie wyznacza działania mające na celu ich wyeliminowanie. Jednakże niedoskonałość systemu identyfikacji przyczyn awarii i metod eksperymentalnej oceny wprowadzonych środków znacznie zmniejsza efektywność tej pracy.
Zatem z całego zbioru nazw często występujących (wykrytych dwukrotnie i więcej razy) usterek zidentyfikowanych podczas wszystkich typów testów BMP-3, 90% nazw usterek powtórzyło się ponownie na VI-37. Przykład ten pokazuje, że konieczna jest dokładniejsza analiza awarii masowych, identyfikując te, których eliminacja przynosi największy efekt przy minimalnych kosztach materiałowych. Konieczne jest także znaczne udoskonalenie bazy doświadczalnej badania efektywności działań oraz metod ich oceny.
Przykładowo uszczelnienie złącza gazowego poprzez zamontowanie mieszków może zwiększyć niezawodność maszyny o około 15%, a aby wyeliminować taką samą liczbę pojedynczych awarii, konieczne będzie wdrożenie ponad 10 rozwiązań technicznych.
Wniosek. Ocena niezawodności BTT na wszystkich etapach rozwoju i produkcji seryjnej musi być przeprowadzona w pełnej zgodności z branżową dokumentacją normatywną i techniczną po otrzymaniu wszystkich wyników badań uszkodzonych elementów przy zaangażowaniu wykwalifikowanych specjalistów z organizacji badawczych w tej dziedzinie analizy i oceny wiarygodności.
Źródło:
O. N. Georgievsky, B. V. Zub, G. I. Kuzovchikov i in. „Metodologiczne podejście do oceny niezawodności pojazdów opancerzonych” / O. N. Georgievsky, B. V. Zub, G. I. Kuzovchikov i in. – 1991 r. – nr 11.
informacja