محاسبه قابليّت اطمينان موتورهاي توربوفن در مرحله طراحي مفهومي با استفاده از تحليل درخت خرابي

Calculating the reliability of turbofan engines in the conceptual design using fault tree analysis

تحليل هاي قابليت اطمينان از بخش هاي اساسي روند طراحي و ساخت يك محصول مي باشد. در اصل بايستي در هر مرحله از طراحي روند كار با اصول قابليت اطمينان، ايمني، بازاريابي و هزينه پايش شود. در اين مقاله به تحليل مولفه هاي اصلي يك موتور توربوفن نمونه در مرحله طراحي مفهومي از منظر قابليت اطمينان پرداخته شده است. در ابتدا تاريخچه شكل گيري مفهوم قابليت اطمينان و كاربرد آن در صنايع هوايي مورد بحث قرار گرفته است. سپس بعد از شرح مفاهيم اساسي قابليت اطمينان به معرفي بخش هاي مختلف يك موتور توربوفن و كاربرد و اهميت هريك پرداخته شده و مختصر توضيحي در مورد هر يك داده شده است. سناريوهاي خرابي مختلفي در موتورهاي توربوفن وجود دارد كه مهم ترين آن ها مورد ارزيابي قرار گرفته و بر اساس آن با استفاده از روش درخت خرابي يك مدل قابليت اطمينان براي موتور توربوفن نمونه بدست آورده شده است. در ادامه با استفاده از نرخ وقوع خرابي بخشهاي مختلف موتورهاي توربوفن در شرايط مختلف كاري ميزان قابليت اطمينان هر يك از بخشهاي درخت خرابي موتور نمونه مشخص شده است. در نهايت با استفاده از توابع توزيع خرابي قسمتهاي مختلف موتور هاي توربوفن يك تابع توزيع خرابي كلي براي موتور هاي توربوفن پيشنهاد شده است.

Reliability analysis is one of the basic parts of the process of designing and manufacturing a product. In principle, it should be monitored at every stage of the design of the work process with the principles of reliability, safety, marketing and cost. In this article, the main components of a prototype turbofan engine have been analyzed in the conceptual design stage from the perspective of reliability. At first, the history of the formation of the concept of reliability and its application in the aviation industry have been discussed. Then, after explaining the basic concepts of reliability, the introduction of different parts of a turbofan engine and the application and importance of each one is discussed and a brief explanation is given about each one. There are various failure scenarios in turbofan engines, the most important of which have been evaluated, and based on that, a reliability model for a sample turbofan engine has been obtained using the failure tree method. In the following, by using the failure rate of different parts of turbofan engines in different working conditions, the reliability level of each part of the failure tree of the sample engine has been determined. Finally, by using the failure distribution functions of different parts of turbofan engines, a general failure distribution function for turbofan engines has been proposed.