tjq Тлс и - Ґ'а.с - фактическое и нормативное значение срока активного существования соответственно;
Та.с~ средний срок активного существования КА;
Тшсг- у~ процентный срок активного существования КА;
Рнку, Р„ск)Рпск - соответственно показатели надежности НКУ, НСК, ПСК, определенные как вероятность выполнения данными основными элементами КК функциональных задач при установленных ограничениях;
Ро-сХ?") - вероятность выполнения задач орбитальными средствами многоразового КК в одном полете за нормативное время г".
Дополнительные показатели надежности КК и их основных элементов:
Ko.r- коэффициент оперативной готовности КС по каждой Ай задаче, i = l, /, шє I- число решаемых КС задач;
- коэффициент оперативной готовности j’-го основного элемента КС, j ~ 1, J,
где J-число основных элементов, для которых установлено значение Ко^
Ап - дополнительное число образцов РН, КА для решения задач КС (КК), назначаемое с учетом реальной надежности;
Ат" - допустимое (нормативное) время на поиск и устранение дефектов, повреждений или отказов элементов КС (КК) в процессе подготовки;
вег) ' вероятность того, что за период То суммарное время восполнения КС не превысит нормативного значения Т'вС„;
Р (hu) - вероятность того, что за период Т() суммарное время восстановления средств НКУ (ИСК) не превысит нормативного значения Т“вос',
PkcS fas (t) aso! s =1, вероятность получения і/ teT0 относительного выходного эффекта по s-й задаче as(t) не меньше нормативного значения as» s ~ 1, S, где S - число задач, решаемых многоцелевой КС;
РО.3(П, То) - вероятность выполнения основных задач программы полета за время То',
Po.K-(tp) - вероятность создания ОК с использованием КСт и ТОСр за расчетное время
Рс,п- вероятность выполнения задач спуска и посадки КА (возвращаемого модуля) в заданном районе при условии сохранения выходного эффекта, полученного в период орбитального полета;
Рстыю Рразд - соответственно вероятности выполнения операций стыковки и разделения составных частей (модулей) ОК при установленных ограничениях;
Тт.о. - среднее время технического обслуживания станции в период орбитального полета;
Твое - среднее время проведения ремонтно-восстановительных работ элементов многоразового применения между пусками;
Рп.т Рпк - соответственно показатели надежности пускового оборудования РКП и посадочных комплексов, определенные как вероятность выполнения данными основными элементами КК функциональных задач при установленных ограничениях.
7.3 Показатели надежности многоцелевых КК должны быть одного из следующих видов:
совокупность показателей надежности по каждой из решаемых задач;
вероятность того, что выходной эффект будет не ниже заданного по всем задачам, решаемым КК;
вероятность того, что обобщенный выходной эффект, являющийся функцией выходных эффектов по каждой из решаемых задач, будет не ниже заданного.
8 Общие технические требования по надежности к космическим комплексам и их основным элементам
Для. задания требований по надежности к КК (КС) и их основным элементам в общем случае осуществляют следующие операции:
выбор (обоснование) целевой функции;
выбор (разработку) модели процесса создания, модели функционирования (модели надежности) и экономической модели обеспечения надежности;выбор (разработку) метода нормирования показателей надежности основных частей КК;
уточнение факторов, учитываемых при задании требований по надежности;
подготовку исходных данных;
исследования с использованием моделей для определения значений требуемых и фактических показателей надежности.
При нормировании контрольных уровней показателей надежности и доверительных вероятностей необходимо также учитывать:
возможные потери, которые могут иметь место вследствие неточной оценки фактической надежности;
планируемый объем наземной экспериментальной отработки составных частей КК (КС);
планируемый объем ЛИ КК (КС).
В ТЗ на КС (КК) (основной элемент КК) задают качественные (организационнотехнические) и количественные требования по надежности,
Качественные (организационно-технические) требования по надежности представляют собой требования по проведению предупредительных, контрольных и защитных мероприятий, направленных на:
предупреждение отказов;
выявление потенциальных источников отказов;
защиту составных частей КК в процессе эксплуатации от последствий отказов.
Качественными требованиями руководствуются при:
разработке программы обеспечения надежности, комплексной программы экспериментальной отработки, программы обеспечения безопасности;
выполнении мероприятий ПОН, КПЭО, ПОБ в установленные сроки и контроле за их выполнением;- выполнение КПЭО в полном объеме к началу летных испытаний;
выполнение ПОН в полном объеме к моменту завершения отработки.
Количественные требования к КК в целом предъявляются в одном из следующих видов:
обобщенного показателя надежности КК;
обобщенного показателя и совокупности основных показателей надежности для отдельных наиболее важных периодов функционирования КК;
совокупности основных показателей надежности для всех периодов функционирования КК.
В ТЗ на КК включаются при необходимости дополнительные показатели надежности, а также минимально необходимая совокупность показателей надежности отдельных основных элементов первого и (или) второго уровня структуры комплекса.
Количественные требования по надежности КК в целом и элементов КК первого и второго уровней иерархической структуры комплекса задаются в виде:
нормативного значения показателя надежности
контрольного уровня показателя надежности (нижней односторонней доверительной границы 7?", если улучшению надежности соответствует большее значение показателя, и верхней односторонней доверительной границы 7?", если улучшению надежности соответствует меньшее значение показателя);
нормативного значения доверительной вероятности с которой должен быть подтвержден контрольный уровень показателя надежности к моменту завершения экспериментальной отработки или летных испытаний.
Форма заданий требований
:R>R" (8.1)
или R <R“, (8.2)
где R - фактическое значение показателя надежности. Соотношение (8.1) используют в случае, когда повышению надежности соответствует большее значение показателя, соотношение (8.2) - в противном случае.
При этом в ТЗ устанавливают требования по контролю надежности:
- при эскизном проектировании - с использованием неравенств (8.1) или (8.2), - при завершении экспериментальной отработки или летных испытаний - в форме:
Rfl>R" (8.3)
или RP<R _ (8.4)
где R0_, R0 - оценка контрольного уровня показателей надежности, определенная с доверительной вероятностью /Л
Соотношение (8.3) используют в случае, если требования по надежности заданы в форме (8.1), соотношение (8.4) - при задании требований в форме (8.2).
Для контроля надежности при завершении экспериментальной отработки могут быть установлены промежуточные контрольные уровни показателей надежности или промежуточные значения доверительной вероятности 0
Для единичных (уникальных) КК допускается два варианта задания требований по надежности.
При первом варианте задаются:
нормативное число пн космических аппаратов, которые должны выполнить задачу в процессе применения КК;
нормативное число N" пусков ракет-носителей с КА, которые могут быть проведены в процессе применения КК.
Форма заданий требований. п <п" , (8.5)
N<14", где п - фактическое число КЛ, которые должны выполнить задачу в процессе применения КК;
N - фактическое число пусков РН с КА, которые могут быть проведены в процессе применения КК.
В данном случае требования по контролю надежности устанавливаются в виде тех же соотношений (8.5). При этом в ТЗ задаются виды и объемы наземных и летных испытаний КК и (или) его основных элементов, чем устанавливается уровень точности подтверждения требований по надежности.
При втором варианте задаются:
нормативные числа {п ", /=7, к} образцов элементов первого и второго уровней структуры КК, которые могут быть использованы при выполнении программы применения КК (к - число элементов, на которые следует задавать требования по надежности в рамках ТЗ на комплекс в целом);
нормативное значение /Д", /=7, к} вероятности того, что число образцов указанных элементов, фактически использованных при выполнении программы применения КК, не превысит значений /и", i~l,k}. Если данный вариант задания требований использован при разработке ТЗ на многоразовый КК, то под {п“, i~lfк} понимают - наряду с уже введенными 10числами элементов - нормативные числа применений (реализации) многоразовых элементов комплекса (Л - число многоразовых элементов).
Форма заданий требований:
п-,<п"; рі >р"; і=п~к, (8.6)
или
п^п"; р[ 2р*; Ы,к, (8.7)
где п:- фактическое число образцов (реализаций) і - го элемента, предназначенных для выполнения программы применения КК;
Pi - фактическое значение доверительной вероятности, при которой выполняется требование Пі <п“(nt>и").
Соотношения (8.6) используют в случае, если повышению надежности соответствует меньшее значение показателя. Если же повышению надежности соответствует большее значение показателя, применяют соотношения (8.7).
При задании требований по надежности единичных (уникальных) КК и их изделий, в том числе уникальных КА длительного функционирования со сроком активного существования более 5 лет, вместо контрольных уровней надежности и нормативных значений доверительных вероятностей допускается устанавливать в ТЗ виды и объемы испытаний основных элементов КК, объемы летных испытаний КК и его основных элементов.
В табл.8.1 и 8.2 для различных классов КК, КРН и КА приведены уровни надежности, рекомендуемые при разработке ТЗ на перспекгивные комплексы и их элементы.
Таблица 8.1
Космическая система (космический комплекс) |
Планируе мые периоды, годы |
Показатели надежности |
||||||
PKC{a(t) 2ао> t єТ0} |
Кгкс |
Космический аппарат |
||||||
Т ла.с? годы |
Тас/; (/= 0,9), годы |
P(r„u) |
||||||
Космическая система |
2003 |
0,92 - 0,95 |
0,95 |
3-5 |
2,5 - 3,5 |
0,95 |
||
исследования природных ресурсов |
2008 |
0,95 - 0,97 |
0,97 |
5-7 |
3,5 - 5,0 |
0,95 |
||
Космический комплекс |
2003 |
0,90 - 0,93 |
- |
1-2 |
0,5-1,5 |
0,95 |
||
геодезического обеспечения |
2008 |
0,93 - 0,95 |
- |
3-5 |
2,5-3,5 |
0,95 |
||
Космическая система |
2003 |
0,95 - 0,97 |
0,97 |
5-7 |
3,5 - 5,0 |
0,95 |
||
информационная |
2008 |
0,97 - 0,99 |
0,99 |
7-10 |
5,0 - 7,5 |
0,95 |
||
Космическая система |
2003 |
0,92 - 0,95 |
0,95 |
5-10 |
3,5 - 5,0 |
0,95 |
||
навигационного обеспечения |
2008 |
0,95 - 0,97 |
0,97 |
7-10 |
5,0 - 7,5 |
0,95 |
||
Космическая система |
2003 |
0,92 - 0,95 |
0,95 |
3-5 |
2,5 - 3,5 |
0,95! |
||
метеорологического обеспечения |
2008 |
0,95 - 0,97 |
0,97 |
5-7 |
3,5 - 5,0 |
0,95 |