Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку подтвердить статистическую величину надежности КЛА как простую сумму надежностей множества элементов (подсистем) невозможно, то следует надежность сложной системы рассматривать в соответствии со следующей моделью :
Справочник по надежности. Т. 2/ Под ред. Б.Е. Бердичевского. — М.: Мир, 1970.
16
1 гкон *эк. уел *техн.проц >
где Р — надежность системы; Ркон — надежность, потенциально свойственная конструкции при выбранной структуре и степени резервирования; РЭк. уел — надежность элемента в эксплуатационных условиях; ^техн.проц — надежность технологических процессов, вероятность того, что элементарные процессы, применяемые при производстве комплекса (подсистемы, аппаратуры), завершаются, не вызывая недопустимых дефектов.
Программа испытаний построена исходя из того, что успехи космических исследований позволили определить внешние условия, в которых будет проходить полет КЛА, и поэтому наземные испытания с имитацией условий внешней среды могут установить пригодность КЛА и его систем для выполнения поставленной задачи. В этом случае отказы при летных испытаниях могут произойти только вследствие непредусмотренного сочетания внешних условий (чего не должно быть) или отказа отдельных устройств. Строгость и полнота программы наземных испытаний являются поэтому основными факторами предупреждения отказов в полете.
Программа испытаний предусматривает анализ любого отказа на любом уровне испытаний, определение его причины и внесение соответствующих изменений в конструкцию или в эксплуатационную документацию.
Надежность комплекса ЛА обеспечивается в процессе экспериментальной отработки при наземных и летных испытаниях.
Программа наземных испытаний обычно делится на два основных этапа:
— исследовательские испытания, в состав которых входят конструкторские, отработочные, доводочные (квалификационные) испытания;
— контрольно-технологические (приемочные) испытания.
Цель исследовательских испытаний — определение возможности создания конструкции и обеспечение способности разрабатываемой конструкции выполнять требуемые функции в течение заданного времени в диапазоне внешних условий, которые могут иметь место при наземной подготовке комплекса и в полете.
Объектами исследовательских испытаний являются макет опытного образца, опытный образец и промышленный образец.
Цель контрольно-технологических (приемочных) испытаний — проверка серийных изделий, соответствующих по конструкции изделиям, прошедшим квалификационные испытания, на отсутствие производственных дефектов. Программа этих испытаний включает функциональные испытания и испытания отдельных изделий на воздействие эксплутационных условий перед их монтажом, а также комплексные испытания систем и подсистем после монтажа.
Значение каждого этапа испытаний можно оценить на примере
17
экспериментальной отработки КК «Аполлон»: 67,5% всех конструктивных недостатков было обнаружено при исследовательских (квалификационных) испытаниях; 30% конструктивных недостатков выявили контрольно-технологические (приемочные) испытания; всего 2,5% недостатков выявили предстартовые и летные испытания.
Кроме того, квалификационные испытания выявили 45,3% производственных дефектов, контрольно-технологические — 53,7%, а предстартовые и летные испытания — 1%.
Усложнение комплексов ЛА наложило новые, жесткие требования на информационно-измерительную систему.
Во-первых, возрос потребный объем информации. Так, например, межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) типа «Юпитер» имела объем информации порядка 100 параметров, РКК типа «Восход», «Восток» — на порядок больше (1000 параметров), а мощные ракеты-носители типа «Сатурн» с КК «Аполлон» и система типа «Энергия» — «Буран» — еще на порядок больше.
Во-вторых, изменились методы использования и обработки информации при проведении предстартовых испытаний и в полете. Например, при предстартовых испытаниях перестали использоваться отдельные измерительные системы, входящие в испытательные пульты. В этих операциях используется единая дистанционная измерительно-информационная система. Различного рода испытательные пульты заменены счетно-вычислительными машинами, как наземными, так и бортовыми, и все проверки алгоритмизируются и программируются, а программы вводятся в ЭЦВМ.
В-третьих, существенно увеличился радиус действия информационно-измерительных и командных систем по управлению КА: большой комплекс операций выполняется в районе Луны, Марса, Венеры и др.
Анализ результатов испытаний КЛА может быть подчинен одной из двух возможных задач:
— определение состояния КЛА в ходе выполнения полета и прогнозирование его характеристик для принятия оптимальных решений по выполнению полной задачи пуска или прекращению полета — решение типа «да» — «нет» для целей управления полетом;
— получение наиболее полных характеристик КЛА по результатам закончившихся испытаний.
Обычно эти задачи взаимосвязаны.
Конечным результатом анализа должно быть получение достоверных опытных данных путем математической обработки информации. Это получение математического ожидания (средних), дисперсии, доверительных интервалов, общей точности, выделение истинных значений путем фильтрации зашумленных сигналов, пересчет параметров функций по косвенным измерениям составляющих (аргументов), сравнение опытных и расчетных (проектных) данных и т.д.
