NAU Harvester System
Model for calculating apar reliability indicators by the criterion of permissible reduction of the maximum radar range
Наукові журнали Національного Авіаційного Університету
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
Model for calculating apar reliability indicators by the criterion of permissible reduction of the maximum radar range
Модель расчета показателей надежности АФАР по критерию допустимого снижения максимальной дальности РЛС Модель розрахунку показників надійності АФАР за критерієм допустимого зниження максимальної дальності РЛС |
|
| Creator |
Костановский, Валерий Вікторович; Начальник науково-дослідного відділу, Науково-дослідний відділ надійності та стандартизації Теорія надійності і теорія управління складних систем ДК «Укроборонпром» ДП «НДІ «Квант» Мачалін, Ігор Олексійович; Національний авіаційний університет Демченко, О. В.; ДК «Укроборонпром» ДП «НДІ «Квант» Козачук, Оксана Дмитрівна; ДК «Укроборонпром» ДП «НДІ «Квант» |
|
| Subject |
Electronics, telecommunications and radio engineering
active phased array antenna; radar station; mean time between failures; failure rate UDC 623. 6-523. 8:623.4.017 (045) Электроника, телекоммуникации и радиотехника активная фазированная антенная решетка; радиолокационная станция; среднее время наработки до отказа; интенсивность отказов УДК623.6-523.8:623.4.017 (045) Електроніка, телекомунікації та радіотехніка активна фазована антенна решітка; радіолокаційна станція; середній час наробітку до відмови; інтенсивність відмов. УДК623.6-523.8:623.4.017 (045) |
|
| Description |
The purpose of this article was to develop a model for calculating APAR reliability indicators by the criterion of an acceptable reduction in the maximum radar range. The radar range equation relates the maximum range of the radar and its parameters: power emitted by the APAR, transmit antenna gain, receive antenna gain. During the operation of the APAR, its active elements gradually fail: the transmitting and receiving channels of the transceiver modules of the sublattices and the AFAR as a whole, as well as the secondary power supply modules. This leads to a decrease in radiated power and a decrease in gain. The number of failures of transmission channels and power supply modules is determined by their failure rates and the total number of channels and modules. Using the formula of radar, as well as the dependence of the decrease in radiated power and amplification factors on the number of failed transmitting and receiving channels of the AFAR, the analytical dependence of reducing the maximum range of the radar from the mean time to failure of the radar was determined. In general form (with an arbitrary law of distribution of failures of transmitting, receiving channels and power supply modules), this dependence is a transcendental equation with respect to the mean time between failures of the AFAR. Using the exponential distribution of failures and expanding the exponent in a series of two terms, the transcendental equation was able to be converted into an approximate formula for determining the mean time between failures and the failure rate of AFAR. The article also presents an illustrative example of calculating reliability indicators: mean time to failure and failure rate, depending on the allowable decrease in the maximum radar range. The graphs of the dependence of the average operating time to failure on the values of the allowable decrease in the maximum range and failure rates of the transmitting channels and power supply modules are presented. The results presented in the article are recommended to be used to assess the reliability of AFAR during the design and operation of radars.
Целью данной статьи являлась разработка модели расчета показателей надежности АФАР по критерию допустимого снижения максимальной дальности РЛС. Уравнение дальности радиолокации связывают между собой максимальную дальность действия радиолокатора и его параметры: мощность, излучаемую АФАР, коэффициент усиления передающей антенны, коэффициент усиления приемной антенны. При функционировании АФАР постепенно отказывают его активные элементы: передающие и приемные каналы приемо-передающих модулей подрешеток и АФАР в целом, а также модули вторичного электропитания. Это приводит к уменьшению излучаемой мощности и снижению коэффициентов усиления. Количество отказов передающих каналов и модулей электропитания определяется их интенсивностями отказов и общим количеством каналов и модулей. Используя формулу радиолокации, а также зависимости снижения излучаемой мощности и коэффициентов усиления от количества отказавших передающих и приемных каналов АФАР, была определена аналитическая зависимость снижения максимальной дальности радиолокатора от средней наработки до отказа РЛС. В общем виде (при произвольном законе распределения отказов передающих, приемных каналов и модулей электропитания) данная зависимость представляет собой трансцендентное уравнение относительно средней наработки до отказа АФАР. При использовании экспоненциального распределения отказов и разложения экспоненты в ряд из двух членов трансцендентное уравнение удалось преобразовать в приближенную формулу для определения средней наработки до отказа и интенсивности отказов АФАР. В статье также представлен иллюстрационный пример расчета показателей надежности: средней наработки до отказа и интенсивности отказов в зависимости от допустимого снижения максимальной дальности РЛС. Представлены графики зависимости средней наработки до отказа от значений допустимого снижения максимальной дальности и интенсивностей отказов передающих каналов и модулей электропитания. Представленные в статье результаты рекомендуется использовать для оценки надежности АФАР в процессе проектирования и эксплуатации РЛС. Метою цієї статті є розробка моделі розрахунку показників надійності АФАР за критерієм допустимого зниження максимальної дальності РЛС. Рівняння дальності радіолокації пов'язують між собою максимальну дальність дії радіолокатора і його параметри: потужність, що випромінюється АФАР, коефіцієнт посилення передавальної антени, коефіцієнт посилення приймальної антени. Під час функціонування АФАР поступово відмовляють його активні елементи: передають і прийомні канали приймально-передавальних модулів підрешіток і АФАР в цілому, а також модулі вторинного електроживлення. Це призводить до зменшення випромінюваної потужності і зниження коефіцієнтів посилення. Кількість відмов передавальних каналів і модулів електроживлення визначається їх інтенсивностями відмов і загальною кількістю каналів і модулів. Використовуючи формулу радіолокації, а також залежності зниження випромінюваної потужності і коефіцієнтів посилення від кількості передавальних і приймальних каналів АФАР, що відмовили, була визначена аналітична залежність зниження максимальної дальності радіолокатора від середнього наробітку до відмови РЛС. У загальному вигляді (за довільним законом розподілу відмов передавальних, приймальних каналів і модулів електроживлення) ця залежність є трансцендентним рівнянням відносно середнього наробітку до відмови АФАР. Під час використання експоненціального розподілу відмов і розкладання експоненти в ряд з двох членів трансцендентне рівняння вдалося перетворити в наближену формулу для визначення середнього наробітку до відмови і інтенсивності відмов АФАР.У статті також представлений ілюстративний приклад розрахунку показників надійності: середній наробіток до відмови і інтенсивності відмов в залежності від допустимого зниження максимальної дальності РЛС. Представлені графіки залежності середнього наробітку до відмови від значень допустимого зниження максимальної дальності і інтенсивностей відмов передавальних каналів і модулів електроживлення. Представлені в статті результати рекомендується використовувати для оцінки надійності АФАР в процесі проектування і експлуатації РЛС |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2020-04-30
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/article/view/14577
10.18372/2310-5461.45.14577 |
|
| Source |
Наукоємні технології; Том 45, № 1 (2020); 3-10
Science-based technologies; Том 45, № 1 (2020); 3-10 Наукоемкие технологии; Том 45, № 1 (2020); 3-10 |
|
| Language |
uk
|
|