內容簡介
本書將飛行器安全性從傳統的可靠性、維修性、適航性等中獨立出來,力圖揭示飛行器安全性工程的基本內涵,建立飛行器安全性分析的理論體系和框架,提煉飛行器安全性綜合分析的內容、方法與流程。
主要內容包括:飛行器安全性基本理論;飛行器安全性論證、設計、驗證、增長與管理;飛行器結構安全性綜合分析;飛行器系統安全性綜合分析;飛行器維修安全性綜合分析;飛行器作戰安全性綜合分析以及飛行器安全性效益/費用綜合權衡分析等。
編輯推薦
本書可作為航空工程領域的本科生、研究生以及從事飛行器設計、使用、維護等工程技術人員的參考書,也可作為裝備管理部門、軍事裝備研究院所、駐廠軍事代表室等單位的管理幹部、研究人員、工程技術人員以及國防工業部門有關管理和科技人員的參考書。
目錄
第一篇 飛行器安全性工程基本內涵
第1章 飛行器安全性工程引論 2
1.1 飛行器安全性的研究對象——事故 2
1.1.1 飛行器事故的概念及其分類 3
1.1.2 飛行器事故發生機理及影響因素分析 7
1.2 飛行器安全性工程的由來及發展歷程 10
1.3 飛行器安全性技術的發展狀況 13
1.3.1 國外飛行器安全性技術研究現狀 13
1.3.2 國內飛行器安全性技術研究現狀 14
1.3.3 目前飛行器安全性技術存在的主要問題 16
1.4 飛行器安全性工程的主要特點與內涵 16
1.4.1 飛行器安全性工程的主要特點 16
1.4.2 飛行器安全性工程的內涵 19
第2章 飛行器安全性基本原理 22
2.1 飛行器安全性的基本概念 22
2.2 安全性與可靠性的關係 24
2.2.1 概念上的區分 24
2.2.2 數學研究區域上的區分 25
2.2.3 效益上的區分 25
2.2.4 研究範疇上的區分 25
2.2.5 管理方法上的區分 26
2.3 飛行器安全性與適航性的關係 26
2.3.1 飛行器安全性的概念與內涵 26
2.3.2 飛行器適航性的概念與內涵 27
2.3.3 適航性是保證飛行器安全的最低標準 28
2.3.4 安全性是反映飛行器安全程度的度量 29
2.4 傳統飛行器安全性參數體系 29
2.4.1 基於事故的評估指標 29
2.4.2 基於風險的評估指標 30
2.4.3 傳統飛行器安全性度量參數及存在的主要問題 31
2.5 以事故徵候為表征的飛行器安全性度量參數體系 32
2.5.1 表征安全性與表征安全度 32
2.5.2 事故徵候率 33
2.5.3 事故徵候率與表征安全度的關係 34
2.5.4 平均事故徵候間隔時間 34
2.5.5 事故發生係數 35
2.5.6 表征安全度與安全度之間的關係 35
2.5.7 套用及舉例 36
第二篇 飛行器安全性論證、設計、驗證、增長與管理
第3章 飛行器安全性論證 40
3.1 飛行器安全性論證的主要內容 40
3.1.1 飛行器立項綜合論證階段安全性論證的主要內容 40
3.1.2 飛行器研製總要求綜合論證階段安全性論證的主要內容 41
3.2 飛行器安全性論證應遵循的基本原則 42
3.3 飛行器安全性論證的基本程式 43
3.3.1 綜合需求分析 43
3.3.2 調查研究 43
3.3.3 比較分析 44
3.3.4 提出初步的安全性要求 44
3.3.5 綜合權衡分析 44
3.3.6 提出最終的安全性要求 45
3.4 飛行器安全性定性要求的確定方法 45
3.4.1 整機級安全性定性要求的確定方法 45
3.4.2 系統級及設備級安全性定性要求的確定方法 48
3.5 飛行器安全性定量要求的確定方法 49
3.5.1 安全性參數的選取 50
3.5.2 整機安全性指標確定的方法 50
3.5.3 關鍵和重要系統的安全性指標分配 52
第4章 飛行器安全性設計 55
4.1 概述 55
4.2 飛行器安全性設計分類 55
4.2.1 本體安全性設計 56
4.2.2 操作安全性設計 58
4.2.3 故障安全性設計 59
4.2.4 環境安全性設計 60
4.2.5 作戰安全性設計 61
4.2.6 救生安全性設計 62
4.3 安全性設計思路和方法 62
4.3.1 控制能量 62
4.3.2 消除和控制危險 63
4.3.3 隔離 64
4.3.4 閉鎖、鎖定和聯鎖 65
4.3.5 機率設計和損傷容限 67
4.3.6 降額 70
4.3.7 冗餘 72
4.3.8 狀態監控 78
4.3.9 故障—安全 82
4.3.10 告警 83
4.3.11 標誌 86
4.3.12 損傷抑制 88
4.3.13 逃逸、救生和營救 89
4.3.14 薄弱環節 91
4.4 安全性設計準則 92
4.4.1 通用準則 92
4.4.2 電氣和電子設計 93
4.4.3 機械設計 101
4.4.4 熱設計 104
4.4.5 耐壓力設計 105
4.4.6 減振設計 107
4.4.7 抗加速度和衝擊設計 108
4.4.8 防噪聲設計 108
4.4.9 防輻射設計 109
4.4.10 防火及防爆設計 110
4.4.11 防毒設計 111
4.4.12 防靜電設計 111
4.4.13 防腐蝕老化設計 112
4.4.14 防黴菌設計 113
第5章 飛行器安全性驗證 114
5.1 安全性驗證目的 114
5.2 安全性驗證原則 114
5.3 安全性驗證管理 115
5.3.1 有關各方的職責 115
5.3.2 安全性驗證工作與其他工作的關係 116
5.4 安全性驗證對象 117
5.4.1 安全關鍵產品 118
5.4.2 安全關鍵產品的追蹤 119
5.4.3 研製保證等級 119
5.4.4 產品層次 120
5.5 安全性驗證時機 120
5.5.1 基本要求 120
5.5.2 各研製階段的安全性驗證工作 121
5.6 安全性驗證方法 123
5.6.1 基本要求 123
5.6.2 主要驗證方法 123
5.6.3 各種驗證方法的適用性 126
5.6.4 驗證方法選取原則 127
5.6.5 按研製保證等級推薦的驗證活動 128
5.7 安全性驗證策略 129
5.7.1 驗證策劃 129
5.7.2 漸進式驗證 129
5.7.3 根據不同的安全性要求確定不同的驗證途徑 129
5.7.4 示例——軍用飛行器非戰鬥損失率驗證 130
5.8 安全性驗證內容 131
5.8.1 安全性驗證項目的確定 131
5.8.2 安全性驗證項目技術要求的確定 132
5.8.3 示例 133
5.8.4 控制力的驗證 135
5.9 安全性驗證實施過程 136
5.9.1 基本要求 136
5.9.2 驗證過程模型 136
5.9.3 驗證計畫 137
5.9.4 驗證方法 137
5.9.5 安全性驗證的實施 138
5.9.6 安全性驗證過程控制 138
5.10 安全性驗證檔案 139
5.10.1 基本要求 139
5.10.2 驗證計畫 140
5.10.3 驗證程式和結果 140
5.10.4 驗證矩陣 140
5.10.5 驗證總結 141
5.11 安全性試驗(演示)要求 141
5.11.1 制定安全性試驗計畫 141
5.11.2 進行安全性試驗(含演示)時應考慮的問題 141
5.11.3 試驗質量保證措施 143
5.11.4 試驗危險報告、分析和糾正措施系統(HRACAS) 143
5.11.5 試驗報告 144
5.11.6 對所有試驗(含演示)的評審 145
第6章 飛行器安全性增長 147
6.1 概述 147
6.1.1 基本概念 147
6.1.2 目的意義 147
6.1.3 技術途徑 148
6.2 提高飛行器可靠性 148
6.2.1 可靠性增長概述 149
6.2.3 可靠性增長管理 151
6.2.4 可靠性增長數學模型 153
6.3 套用健康監控技術 155
6.3.1 系統構成 155
6.3.2 主要研究內容 156
6.3.3 關鍵技術問題 161
6.3.4 常用結構健康監控技術 162
6.4 提高航空維修水平 164
6.4.1 維修技術 165
6.4.2 維修管理 167
6.4.3 科技發展對航空維修提出新要求 168
6.5 加強安全管理 170
6.5.1 明確安全性要求 170
6.5.2 重視安全信息管理 171
6.5.3 加強維修資源管理 172
6.5.4 健全規章制度 172
6.5.5 規範獎懲制度 173
6.6 推進安全文化建設 173
6.6.1 安全文化的定義 174
6.6.2 安全文化建設的必要性 175
6.6.3 安全文化的結構 175
6.6.4 安全文化的特點 177
6.6.5 完善安全文化建設的途徑和方法 178
第7章 飛行器安全性管理 184
7.1 安全性管理概述 184
7.1.1 安全性管理的定義 184
7.1.2 安全性管理的內容 185
7.1.3 安全性管理的目標 185
7.2 安全性管理的作用意義 186
7.2.1 安全性管理是系統工程管理的重要組成部分 186
7.2.2 安全性管理是使用需求轉化為安全性指標的重要途徑 187
7.2.3 安全性管理是安全性論證、設計、試驗的重要紐帶 187
7.2.4 安全性管理是安全性增長和裝備持續改進的重要手段 188
7.3 飛行器壽命周期中的安全性管理 188
7.3.1 論證階段 188
7.3.2 方案設計階段 189
7.3.3 工程研製階段(含設計定型) 190
7.3.4 生產定型和生產階段 192
7.3.5 使用階段 193
7.3.6 退役階段 193
7.4 安全性管理的主要工作 194
7.4.1 制定安全性工作計畫 194
7.4.2 承制方對轉承制方、供應方和其他工程單位安全性工作的
綜合管理 196
7.4.3 系統安全性工作評審 197
7.4.4 建立危險報告、分析和糾正措施跟蹤制度 198
7.4.5 提供安全性工作進展報告 199
7.5 系統安全性培訓 199
7.5.1 培訓計畫 199
7.5.2 培訓對象 199
7.5.3 培訓要求 199
7.6 系統安全性管理組織 200
7.6.1 系統安全性管理部門的構成 201
7.6.2 安全性管理部門與其他部門的關係 202
7.6.3 安全性管理部門的職責 203
第三篇 飛行器安全性綜合分析評估
第8章 飛行器結構安全性綜合分析評估 206
8.1 飛行器結構破壞的物理情況 206
8.1.1 載荷作用 206
8.1.2 失效模式 207
8.1.3 破壞過程 211
8.2 基於機率斷裂力學的飛行器結構破壞危險性分析 212
8.2.1 機率斷裂力學基本方法與模型 213
8.2.2 不含裂紋結構的破壞危險性分析 219
8.2.3 含裂紋結構的破壞危險性分析 221
8.2.4 可修復結構的破壞危險性分析 226
8.3 基於條件機率的飛行器結構安全性分析 236
8.3.1 飛行器結構可靠性與安全性的區別與聯繫 236
8.3.2 基於條件機率的飛行器結構安全性分析模型 237
8.4 基於粗糙集的飛行器結構安全性評估 237
8.4.1 評估指標體系 237
8.4.2 基於粗糙集的飛行器結構安全性評估模型 240
8.4.3 算例分析 244
第9章 飛行器系統安全性綜合分析評估 247
9.1 概述 247
9.1.1 飛行器系統安全性評估內容 247
9.1.2 飛行器系統安全性評估流程 247
9.1.3 飛行器系統安全性評估方法 249
9.2 功能危險評估 253
9.2.1 功能危險評估目的 253
9.2.2 功能危險評估的主要內容 254
9.2.3 功能危險評估的分類與時機 254
9.2.4 功能危險評估過程 255
9.2.5 功能危險評估的輸出 258
9.2.6 飛行器級功能危險評估 259
9.2.7 系統級功能危險評估 261
9.3 初步系統安全性評估 268
9.3.1 初步系統安全性評估目的和作用 268
9.3.2 初步系統安全性評估工作要點 268
9.3.3 初步系統安全性評估過程 269
9.3.4 初步系統安全性評估採用的分析技術 270
9.3.5 初步系統安全性評估的輸出 271
9.4 系統安全性評估 271
9.4.1 系統安全性評估目的和作用 271
9.4.2 系統安全性評估過程 272
9.4.3 系統安全性評估採用的分析技術 273
9.4.4 系統安全性評估的輸出 273
9.4.5 系統安全性評估的分析深度 274
9.5 飛行器系統安全性綜合分析示例 275
9.5.1 系統描述 275
9.5.2 功能危險分析 276
9.5.3 初步系統安全性分析 277
9.5.4 系統安全性評估 281
9.6 飛行器整機安全性綜合分析 287
9.6.1 不考慮系統技術水平影響的整機安全性分析 287
9.6.2 考慮系統技術水平影響的整機安全性分析 289
第10章 飛行器維修安全性綜合分析評估 291
10.1 飛行器維修事故發生規律 291
10.1.1 維修事故發生機理 292
10.1.2 飛行器維修事故發生的影響因素 292
10.1.3 飛行器維修差錯 293
10.1.4 導致維修事故的設計因素 296
10.1.5 飛行器防維修差錯設計方法 297
10.2 飛行器維修安全性的提出 298
10.2.1 飛行器維修安全性及評估的基本概念 298
10.2.2 飛行器維修安全性及評估的特點 298
10.3 飛行器維修安全性的主要影響因素 299
10.3.1 飛行器維修系統劃分 299
10.3.2 影響維修安全的主要危險種類 299
10.3.3 維修危險因素的危險源分析方法 300
10.3.4 飛行器維修安全性影響因素分析思路 301
10.4 基於危險分析的飛行器維修安全性評估 301
10.4.1 飛行器維修安全性定性評估 301
10.4.2 飛行器維修安全性定量評估 303
10.4.3 飛行器維修安全性綜合評估流程 308
10.5 基於粗糙集的飛行器維修安全性評估 309
10.5.1 飛行器維修安全性評估指標的選取 309
10.5.2 樣本的選取及粗糙集決策表的建立 312
10.5.3 評估指標權重計算 312
10.5.4 評估模型 313
第11章 飛行器作戰安全性綜合分析評估 314
11.1 飛行器作戰安全性的影響因素 314
11.2 飛行器作戰安全性指標 315
11.2.1 操縱性指標 316
11.2.2 敏感性指標 317
11.2.3 易損性指標 318
11.2.4 戰傷搶修性指標 319
11.3 基於粗糙集的飛行器作戰安全性評估模型 320
11.3.1 二維信息表的建立 320
11.3.2 指標權值的確定 321
11.4 算例分析 321
第四篇 飛行器安全性綜合權衡分析
第12章 飛行器安全性效益/費用綜合權衡分析 326
12.1 飛行器安全性效益/費用分析 326
12.1.1 飛行器安全性效益分析 326
12.1.2 飛行器安全性費用分析 326
12.1.3 飛行器安全性費用綜合分析 327
12.2 飛行器安全性效益/費用綜合權衡的概念 327
12.3 飛行器安全性效益/費用綜合權衡分析的性質 328
12.4 飛行器安全性效益/費用綜合權衡分析的基本程式 328
12.5 飛行器安全性效益/費用綜合權衡分析的基本原理 329
12.5.1 飛行器安全性工程效益/費用綜合權衡的實質 329
12.5.2 飛行器安全性效益/費用綜合權衡的目標 330
12.5.3 飛行器安全性效益/費用綜合權衡的準則 330
12.6 飛行器安全性效益/費用綜合權衡比例模型 331
12.6.1 飛行器安全性工程效費比的含義 331
12.6.2 飛行器安全性效益/費用綜合權衡分析的比例模型 331
12.6.3 以比例模型為基礎的飛行器安全性效益/費用權衡分析 332
12.7 案例分析 333
附錄 335
參考文獻 337