Kết quả nghiên cứu về độ tin cậy của các khối thiết bị vô tuyến điện trên máy bay SU-30MK2 trong điều kiện nhiệt đới

 Thông tin khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 10, 06 - 2016 95
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC KHỐI 
THIẾT BỊ VÔ TUYẾN ĐIỆN TRÊN MÁY BAY SU-30MK2 
TRONG ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỚI 
KARPOV V. A.(1), SVITICH A.A. (2), SEREDA V.N. (2), GOLIKOVA E.R. (2), 
NGUYỄN DUY PHƯƠNG (2), PHẠM DUY NAM (2) 
1. MỞ ĐẦU 
Khí hậu nhiệt đới của Việt Nam được đặc trưng bởi các yếu tố thời tiết khắc 
nghiệt có tác động mạnh lên trạng thái kỹ thuật của các thiết bị kỹ thuật không quân 
(TBKT KQ). 
Các chuyên gia của Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga khi nghiên cứu về độ bền 
nhiệt đới của TBKT KQ thường tiến hành kiểm tra trực quan khung máy bay, các hệ 
thống và các tổ hợp vũ khí tháo lắp được trên những máy bay khai thác có kiểm 
soát. Sự phá hủy ăn mòn các chi tiết kim loại khung máy bay, các cụm chi tiết và tổ 
hợp, cũng như trạng thái của các chi tiết polymer được đánh giá bằng việc kiểm tra 
trực quan tổng thể các bộ phận kết cấu của chi tiết cả bên ngoài và bên trong, ở 
những vị trí có thể tiếp cận tối đa với việc sử dụng kính lúp có độ phóng đại 4÷7 lần. 
Các dạng thiệt hại do ăn mòn, kết quả của sự lão hóa chi tiết polyme và những 
phá hủy sinh học được chụp ảnh lại và nhập vào các bảng riêng. Ngoài ra, còn tiến 
hành phân tích thêm danh mục những hư hỏng và sự cố của máy bay tại một trung 
đoàn không quân theo số liệu một năm gần đây được lấy từ sổ thống kê hỏng hóc và 
sự cố của Xưởng Bảo dưỡng kỹ thuật thuộc Tiểu đoàn Bảo đảm kỹ thuật hàng 
không. Tuy nhiên, cho đến nay, vì một số lý do khách quan và chủ quan, hệ thống 
thu thập, xử lý và phân tích thông tin thống kê về hỏng hóc và sự cố của TBKT KQ 
trong toàn bộ thời gian khai thác chúng ở vùng nhiệt đới vẫn chưa hoạt động đầy đủ 
và không cho phép nghiên cứu động học trạng thái kỹ thuật của TBKT KQ trong 
quá trình khai thác. Vì vậy, với mục đích thể hiện những sự cố (hỏng hóc) liên quan 
đến tác động của các yếu tố khí hậu nhiệt đới lên TBKT KQ, phương pháp hệ thống 
hóa thông tin thống kê hiện nay, cần phải được cải tiến. 
Để đưa ra một lời giải hợp lý trong nghiên cứu sâu các vật liệu, chi tiết, cụm 
chi tiết, các khối của máy bay không đủ tin cậy khi khai thác ở điều kiện nhiệt đới, 
ngoài kết quả nghiên cứu truyền thống về trạng thái kỹ thuật của TBKT KQ, điều 
quan trọng là phải có thông tin đầy đủ và chính xác về độ tin cậy hoạt động của 
TBKT KQ, đặc biệt là về sự xuất hiện và tần số hỏng hóc của các hệ thống, các khối 
và tổ hợp quan trọng có tính sống còn theo toàn bộ thời gian khai thác máy bay 
chủng loại đó ở vùng nhiệt đới. 
2. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ HỎNG HÓC VÀ THAY THẾ CÁC 
KHỐI, TỔ HỢP CỦA MÁY BAY SU-30MK2 
Khi xây dựng cơ sở dữ liệu về hỏng hóc và sự cố của hệ thống, khối và tổ hợp 
của máy bay do ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu nhiệt đới, có thể bổ sung thông tin 
về sự thay thế các khối và tổ hợp được thực hiện trên tất cả các máy bay cùng loại 
trong toàn bộ thời gian hoạt động của chúng ở vùng nhiệt đới. 
 Thông tin khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 10, 06 - 2016 96
Những vấn đề được đề cập tới ở trên đã khuyến khích phát triển một cơ sở dữ 
liệu (CSDL) tự động có thể thống kê việc thay thế các khối và tổ hợp của máy bay. 
chúng có thể được sử dụng một cách hiệu quả để nghiên cứu sâu những vật liệu, chi 
tiết, cụm chi tiết và các khối không đủ tin cậy của máy bay ở điều kiện nhiệt đới nếu 
bảo đảm được những yêu cầu cơ bản đối với CSDL như sau: 
- Dạng điện tử có giao diện đơn giản và trực quan; 
- Nhỏ gọn và di động, có thể sử dụng tại thực địa bằng máy tính xách tay; 
- Đầy đủ các thông tin về tên gọi, ký hiệu của các khối và tổ hợp hệ thống của 
máy bay, phân nhóm theo các chuyên ngành Máy bay động cơ (СД), Thiết bị hàng 
không (АО), Thiết bị vô tuyến điện tử (РЭО) và Vũ khí hàng không (АВ), nhận biết 
được các khối và tổ hợp có thời gian khai thác khác với thời gian khai thác của máy bay. 
Nguồn thông tin để điền vào CSDL chính là các thông tin về việc thay thế các 
khối và tổ hợp bị hỏng của máy bay Su-30MK2 trên cơ sở thông tin thống kê được 
lấy từ các Phụ lục của quyển lý lịch (формуляр) phần 1, quyển 4 “Комплектность” 
có tại Tiểu đoàn bảo đảm kỹ thuật hàng không của các trung đoàn không quân. Phân 
tích những kinh nghiệm thu được khi nghiên cứu về độ bền nhiệt đới TBKT KQ của 
Liên bang Nga cho thấy, trên thực tế trong đa số các trường hợp cần phải có những 
thông tin thuộc các nhóm như: Ngày tháng khai thác ở vùng nhiệt đới, ngày tháng 
tiến hành thay thế các khối và tổ hợp; Thời gian làm việc (số giờ bay) kể từ khi bắt 
đầu khai thác; Các khối, tổ hợp và hệ thống bị hỏng. 
Hình 1. Trích đoạn cơ sở dữ liệu thống kê các khối, tổ hợp 
hỏng và thay thế của máy bay Su-30MK2 
 Thông tin khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 10, 06 - 2016 97
Phân tích cũng chỉ ra, nếu xây dựng một định dạng riêng để lưu trữ và xử lý 
thông tin sẽ tốn nhiều công sức và không hợp lý. Do đó, lựa chọn một trong những 
định dạng sẵn có và phổ biến để lưu trữ thông tin là thích hợp hơn cả. Bằng việc sử 
dụng gói xử lý thông tin thống kê chuẩn là Microsoft Excel, đã xây dựng được cấu 
trúc CSDL về sự thay thế các khối và tổ hợp, bao gồm các thông tin như tên gọi, ký 
hiệu các khối và tổ hợp của máy bay, được phân nhóm theo các chuyên ngành СД, 
АО, РЭО và АВ. Trong đó theo từng máy bay, các khối và tổ hợp đã được tiến hành 
thay thế sẽ được đánh dấu trong các trường tương ứng với năm khai thác. Trích đoạn 
CSDL xây dựng cho máy bay Su-30MK2 được thể hiện trong hình 1. 
3. MỘT SỐ KẾT QUẢ VỀ NGHIÊN CỨU ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC 
KHỐI THIẾT BỊ VÔ TUYẾN ĐIỆN TRONG ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỚI 
Sử dụng CSDL được xây dựng để phân tích danh mục thay thế các khối và tổ 
hợp của máy bay Su-30MK2 từ tháng 12/2004 đến tháng 8/2014 theo lý lịch cho 
thấy, trong suốt giai đoạn khai thác máy bay Su-30MK2 ở điều kiện khí hậu nhiệt 
đới các khối thiết bị vô tuyến điện chính là những khối dễ bị hư hỏng nhất, chiếm 
khoảng 70% tất cả các hỏng hóc và sự cố của TBKT KQ (hình 2). 
Hình 2. Sự phân bố theo % số lượng thay thế các khối và tổ hợp 
của 24 máy bay Su-30МК2 
Trong khoảng thời gian từ tháng giêng đến tháng 12 năm 2013, đã có 50 lần 
thay thế các khối và tổ hợp trên 03 máy bay chỉ huy được ghi lại trong lý lịch máy 
bay. Sự phân bố hỏng hóc và sự cố theo chuyên ngành kỹ thuật tính bằng % trong giai 
đoạn khai thác này (hình 3). Có thể thấy rằng sự phân bố này tương ứng với sự phân 
bố của toàn bộ thời gian khai thác ở điều kiện nhiệt đới của các máy bay cùng loại. 
 Thông tin khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 10, 06 - 2016 98
Hình 3. Sự phân bố theo % số lượng thay thế các khối và tổ hợp 
trên ba máy bay chỉ huy Su-30MK2 
Đồng thời có thể thấy rằng, phần lớn những hỏng hóc và sự cố thuộc các 
chuyên ngành AO (55%) và РЭО (65%) xác định được trong năm 2013 xảy ra vào 
mùa mưa được đặc trưng bởi độ ẩm tương đối cao của không khí (hình 4). 
Hình 4. Sự phân bố số lượng hỏng hóc các khối РЭО và AO 
của ba máy bay chỉ huy theo tháng trong năm 2013 
Cơ sở dữ liệu thu được đã thống kê sự thay thế các khối và tổ hợp của toàn bộ 
24 máy bay Su-30МК2 và cho phép tiến hành phân tích và đưa ra danh mục các 
khối và tổ hợp hay bị hỏng nhất của máy bay là: Khối nguồn БП-58-01 của hệ thống 
СДУ-10-У; Bộ phận truyền động đa hướng ПМ-15БА; Bộ hướng quán tính đứng 
705-6; Bộ điều khiển động cơ tích hợp КРД-99; Khối nguồn БП-56 của hệ thống 
điều khiển tự động САУ-10-01; Các khối của hệ thống ngắm radar Н001ВЭП: 
Н001-25М, khối nguồn Н001-76, Н019-02АЭ, Н001-03ВП2; Chỉ thị trên kính chắn 
gió ИЛС-31; Khối 1 và 3 của đài vô tuyến Р800Л1Э... 
 Thông tin khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 10, 06 - 2016 99
Danh mục đầy đủ các hệ thống, khối và tổ hợp trên máy bay hay hỏng nhất ở 
điều kiện nhiệt đới được đưa ra trong [1]. 
Các kết quả nghiên cứu trước đây của Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga [2, 4, 5] 
cho thấy, trong số những yếu tố tác động bên ngoài quan trọng nhất của khí hậu 
nhiệt đới gây ảnh hưởng tiêu cực lên trạng thái kỹ thuật của máy bay, có thể kể đến 
nhiệt độ môi trường và độ ẩm tương đối của không khí ở mức cao, bức xạ mặt trời, 
các tạp chất hoạt động gây ăn mòn có trong không khí (các clorua, sulfua, nitơ 
oxit...) và yếu tố sinh học thể hiện ở những vi sinh vật đa đạng như nấm mốc, vi 
khuẩn, mối mọt và thậm chí là cả côn trùng và chuột. Tác động kết hợp của những 
yếu tố nói trên gây ăn mòn mạnh hơn các chi tiết kim loại của khung máy bay, làm 
hỏng các khối vô tuyến điện, lão hóa và phá hủy sinh học những vật liệu phi kim 
trên máy bay. Qua khảo sát ý kiến của tập thể các cán bộ kỹ thuật Xưởng Bảo dưỡng 
kỹ thuật hàng không thuộc tiểu đoàn Bảo đảm kỹ thuật tại các trung đoàn không 
quân, có thể thấy các khối thiết bị vô tuyến điện thường xuyên bị hỏng hơn cả và 
cũng có thể dự đoán nguyên nhân hỏng hóc của chúng trong toàn bộ quá trình khai 
thác các máy bay Su-30MK2 ở vùng nhiệt đới. 
Chẳng hạn, có thể thấy rằng phần lớn những hỏng hóc của các khối thiết bị vô 
tuyến điện trên máy bay Su-30МК2 là do tác động kết hợp của nhiệt độ và độ ẩm 
cao của môi trường xung quanh gây nên. Nhiều cán bộ của Tiểu đoàn kỹ thuật đã 
ghi nhận được sự thích ứng không hoàn toàn của các khối thiết bị (bản mạch) trên 
máy bay, đặc biệt ở dạng vi điện tử, khi hoạt động ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm 
cao, thể hiện ở sự xuất hiện chế độ hoạt động nhiệt không tính toán được của các 
thiết bị vô tuyến điện. Ngoài ra cũng nhận thấy các lớp phủ bo mạch điện tử hiện tại 
đang sử dụng có hiệu quả bảo vệ không cao. 
Yếu tố nhiệt - ẩm đã làm tăng nhanh quá trình ăn mòn tại những chỗ tiếp xúc 
có điện áp thấp, tạo ra một lớp oxit bề mặt không dẫn điện, làm cho mạch điện bị hở 
hoặc bị đứt. Độ ẩm tương đối cao của không khí (90÷95% vào mùa mưa), đã làm cho 
sương ngưng tụ rất nhiều trên thành vỏ thân máy bay, trong các khoang và trên bản 
mạch của các khối thiết bị vô tuyến của máy bay ngay khi có sự chênh lệch nhiệt độ 
nhỏ. Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm môi trường cao, hỏng hóc của các bộ phận 
thành phần, đặc biệt là các vi mạch, xảy ra do ảnh hưởng của sự quá dòng khi bật các 
thiết bị và do sự rò dòng và đoản mạch cho đến nguyên nhân mạch điện bị cháy cục 
bộ do tính chất cách điện không hoàn toàn của lớp phủ bảo vệ mạch điện [3]. 
Khi vận hành hệ thống các trang thiết bị của máy bay trong điều kiện khí hậu 
nhiệt đới ẩm, ảnh hưởng có hại hơn cả lên các bộ phận của máy bay là tác động 
đồng thời của nhiệt độ và độ ẩm tương đối cao của môi trường xung quanh. Ví dụ, 
trong số những hỏng hóc đặc trưng nhất của các khối khác nhau của tổ hợp ngắm 
bắn radar (hình 5, 6, 7) có thể kể đến hỏng hóc của các khối biến áp, bao gồm cả 
biến áp trong những khối nguồn. 
 Thông tin khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 10, 06 - 2016 100
Hình 5. Ảnh chụp khối Н001-25М nhìn từ bên ngoài - hỏng biến áp 
Hình 6. Ảnh chụp khối Н001-76 nhìn từ bên ngoài - hỏng biến áp 
Hình 7. Ảnh chụp khối Н001-22П nhìn từ bên ngoài - hỏng biến áp trong khối nguồn 
Mặc dù giữa các lần bay, máy bay đều được đưa về nhà vòm để làm giảm 
đáng kể những tác hại của bức xạ mặt trời và lượng mưa trực diện, tuy nhiên vẫn ghi 
nhận được rất nhiều trường hợp hỏng hóc của các vi mạch, tụ điện và các biến áp 
khác nhau. Các kết quả nghiên cứu trước đây của Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga 
cho thấy, bên trong máy bay dòng Su-27 có thể có điều kiện cho sự tích tụ hơi nước 
trong các khoang. 
Có thể loại bỏ ẩm trong các khoang phía trước bằng cách sử dụng thiết bị điều 
hòa không khí trên mặt đất. Tuy nhiên, tại đơn vị chúng thường được sử dụng theo 
định kỳ từ 1÷2 giờ mỗi ngày, điều này chưa đủ để thông gió và làm khô các thiết bị 
vô tuyến của máy bay. Có thể dự đoán rằng, nếu giảm được độ ẩm tương đối trong 
các khoang chứa các khối thiết bị xuống còn 50÷60%, mặc dù nhiệt độ của không 
khí vẫn còn ở mức cao, có thể cải thiện điều kiện làm việc của các khối thiết bị và 
làm giảm nguy cơ hỏng hóc của chúng. 
 Thông tin khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 10, 06 - 2016 101 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Báo cáo đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu nhiệt đới lên 
trạng thái kỹ thuật của thiết bị bay và thiết bị mặt đất của Quân chủng PK-
KQ”, Mã số “Ecolan T-2.1”, Hà Nội, 2014. 
2. Báo cáo đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới lên trạng thái 
kỹ thuật của thiết bị không quân. Xây dựng hệ thống bảo đảm thông tin trong 
khai thác và phương pháp bảo quản máy bay và khí tài hàng không”, Mã số 
“Ecolan T-2.2”, Hà Nội, 2009. 
3. Đỗ Văn Cẩm, Svitich A.A., Trịnh Quốc Khánh, Nguyễn Thị Trang, Đánh giá độ 
bền nhiệt đới thiết bị vô tuyến điện tử đang khai thác ở điều kiện VN, Độ bền nhiệt 
đới của vật liệu và hệ thống kỹ thuật, Tuyển tập tư liệu chuyên đề, Hà Nội, 1993. 
4. Tài liệu hội thảo khoa học - thực tiễn “Bảo đảm tính hiệu quả và chất lượng 
bảo dưỡng máy bay họ Su sau khi nhập về Việt Nam”, Hà Nội, 2006. 
5. Tài liệu khoa học - kỹ thuật, Kinh nghiệm khai thác máy bay họ Su và bảo 
quản khí tài hàng không trong Quân chủng PK-KQ, Hà Nội, 2011. 
SUMMARY 
THE RESULTS OF STUDIES ON THE RELIABILITY OF THE 
RADIO-ELECTRONIC BLOCKS AND DEVICES ON SU-30MK2 
AIRCRAFTS IN TROPICAL CONDITIONS 
This paper presents the necessity and method of building a database of failures, 
replacements of blocks and units of Su-30MK2 military aircraft. The database 
containing the data collected in the period between 2004 and 2014 for statistical 
analysis is created, and from that the blocks and units operating with unsatisfactory 
reliability in a tropical climate is identified. It is found that the radio-electronic blocks 
have the highest frequency of failures and replacements (accounts to 70%) and the 
number of the failures occurring during the rainy season is higher than that in the dry 
season (55% of aviation equipment and 65% of radio-electronic equipment). 
Từ khóa: Độ tin cậy, khối thiết bị vô tuyến điện, máy bay Su-30MK2, cơ sở dữ 
liệu về hỏng hóc, ăn mòn, lão hóa, phá hủy sinh học. 
Nhận bài ngày 26 tháng 4 năm 2016 
Hoàn thiện ngày 02 tháng 6 năm 2016 
(1) Viện Sinh thái và Tiến hóa, Viện Hàn lâm KH Nga mang tên A. N. Severtsov 
(2) Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga