Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування
DOI: doi.org/10.15407/itm2020.01.067 Розглянуто можливі підходи до вирішення задач надійності об'єктів ракетно-космічної техніки (РКТ) на етапі проектування. Показано, що при проєктуванні об'єктів РКТ необхідно враховувати експлуатаційні навантаження на основі встановлених норм міцності, і...
Saved in:
| Published in: | Технічна механіка |
|---|---|
| Date: | 2020 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2020
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174101 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування / В.П. Пошивалов, Ю.Ф. Данієв, Л.В. Резниченко, І.І. Телегіна // Технічна механіка. — 2020. — № 1. — С. 67-75. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859628520792129536 |
|---|---|
| author | Пошивалов, В.П. Данієв, Ю.Ф. Резниченко, Л.В. Телегіна, І.І. |
| author_facet | Пошивалов, В.П. Данієв, Ю.Ф. Резниченко, Л.В. Телегіна, І.І. |
| citation_txt | Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування / В.П. Пошивалов, Ю.Ф. Данієв, Л.В. Резниченко, І.І. Телегіна // Технічна механіка. — 2020. — № 1. — С. 67-75. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технічна механіка |
| description | DOI: doi.org/10.15407/itm2020.01.067
Розглянуто можливі підходи до вирішення задач надійності об'єктів ракетно-космічної техніки (РКТ) на етапі проектування. Показано, що при проєктуванні об'єктів РКТ необхідно враховувати експлуатаційні навантаження на основі встановлених норм міцності, інших проєктних норм, що реалізуються спільно з правилами їхнього приймання, правилами експлуатації, нагляду, технічного обслуговування, відновлення. Проєктні дослідження надійності об'єктів РКТ повинні бути спрямовані на забезпечення заданих показників надійності в умовах наявних обмежень. Розглянута процедура вибору показників надійності об'єкта РКТ і його складових частин.
Рассмотрены возможные подходы к решению задач надежности объектов ракетно-космической техники (РКТ) на этапе проектирования. Показано, что при проектировании объектов РКТ необходимо учитывать эксплуатационные нагрузки на основе установленных норм прочности, других проектных норм, которые реализуются совместно с правилами их приема, правилами эксплуатации, надзора, технического обслуживания, восстановления. Проектные исследования надежности объектов РКТ должны быть направлены на обеспечение заданных показателей надежности в условиях имеющихся ограничений. Рассмотрена процедура выбора показателей надежности объекта РКТ и его составных частей.
This paper considers possible approaches to the solution of problems of space hardware reliability assurance at the design stage. It is shown that in the reliability design of space hardware one must take into account the service loads on the basis of prescribed strength norms and other design norms, which are realized together with the rules of acceptance, operation, inspection, maintenance, and recovery. Design studies of space hardware reliability must assure specified reliability indices under existing restrictions. A procedure of choosing the reliability indices of a space hardware object and components thereof is considered.
|
| first_indexed | 2025-11-29T13:37:19Z |
| format | Article |
| fulltext |
67
УДК 658.345:629.78.08 https://doi.org/10.15407/itm2020.01.067
В. П. ПОШИВАЛОВ, Ю. Ф. ДАНІЄВ, Л. В. РЕЗНИЧЕНКО, І. І. ТЕЛЕГІНА
ПРО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НАДІЙНОСТІ ОБ'ЄКТІВ РАКЕТНО-КОСМІЧНОЇ
ТЕХНІКИ НА ЕТАПІ ПРОЕКТУВАННЯ
Інститут технічної механіки
Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
вул. Лешко-Попіля, 15, 49005, Дніпро, Україна; e-mail: vposhivalov@gmail.com
Розглянуто можливі підходи до вирішення задач надійності об'єктів ракетно-космічної техніки
(РКТ) на етапі проектування.
Показано, що при проєктуванні об'єктів РКТ необхідно враховувати експлуатаційні навантаження на
основі встановлених норм міцності, інших проєктних норм, що реалізуються спільно з правилами їхнього
приймання, правилами експлуатації, нагляду, технічного обслуговування, відновлення. Проєктні дослі-
дження надійності об'єктів РКТ повинні бути спрямовані на забезпечення заданих показників надійності в
умовах наявних обмежень.
Розглянута процедура вибору показників надійності об'єкта РКТ і його складових частин.
Показано, що для обґрунтування числових значень показників надійності можуть використовувати-
ся два підходи. Перший підхід (потрібність) полягає в тому, щоб забезпечити певний мінімальний рівень
надійності. Другий підхід (можливість) полягає в тому, щоб забезпечити максимально можливий рівень
показників надійності об'єкта РКТ при дотриманні заданих або об'єктивно існуючих обмежень на витрати
(вартість, масу, об'єм, тощо) при одночасному дотриманні умови, що необхідний рівень надійності буде не
нижче, ніж у аналога.
Охарактеризовано підходи до забезпечення надійності об'єктів РКТ на етапі проєктування, які
включають: послідовність вирішення задач забезпечення і контролю надійності об'єктів РКТ на етапі
проєктування; склад робіт з нормування надійності на етапі проєктування; вибір номенклатури показників
надійності і обґрунтування їх числових значень.
Використання запропонованого підходу розглянуто на прикладі оцінки надійності деяких стартових
комплексів.
Ключові слова: ракетно-космічна техніка, стартовий комплекс, показники надійності, ре-
зервування, технічне обслуговування, довірча ймовірність, відпрацювання, льотні випробування.
Рассмотрены возможные подходы к решению задач надежности объектов ракетно-космической
техники (РКТ) на этапе проектирования.
Показано, что при проектировании объектов РКТ необходимо учитывать эксплуатационные нагруз-
ки на основе установленных норм прочности, других проектных норм, которые реализуются совместно с
правилами их приема, правилами эксплуатации, надзора, технического обслуживания, восстановления.
Проектные исследования надежности объектов РКТ должны быть направлены на обеспечение заданных
показателей надежности в условиях имеющихся ограничений.
Рассмотрена процедура выбора показателей надежности объекта РКТ и его составных частей.
Показано, что для обоснования численных значений показателей надежности могут использоваться
два подхода. Первый подход (потребность) заключается в том, чтобы обеспечить определенный мини-
мальный уровень надежности. Второй подход (возможность) заключается в том, чтобы обеспечить макси-
мально возможный уровень показателей надежности объекта РКТ при соблюдении заданных или объек-
тивно существующих ограничений на затраты (стоимость, массу, объем, и т. п.) при одновременном со-
блюдении условия, что необходимый уровень надежности будет не ниже, чем у аналога.
Охарактеризованы подходы к обеспечению надежности объектов РКТ на этапе проектирования, ко-
торые включают: последовательность решения задач обеспечения и контроля надежности объектов РКТ
на этапе проектирования; состав работ по нормированию надежности на этапе проектирования; выбор
номенклатуры показателей надежности и обоснование их численных значений.
Использование предложенного подхода рассмотрено на примере оценки надежности некоторых
стартовых комплексов.
Ключевые слова: ракетно-космическая техника, стартовый комплекс, показатели на-
дежности, резервирование, техническое обслуживание, доверительная вероятность, отработ-
ка, летные испытания.
This paper considers possible approaches to the solution of problems of space hardware reliability assurance
at the design stage.
It is shown that in the reliability design of space hardware one must take into account the service loads on
the basis of prescribed strength norms and other design norms, which are realized together with the rules of ac-
ceptance, operation, inspection, maintenance, and recovery. Design studies of space hardware reliability must
assure specified reliability indices under existing restrictions.
A procedure of choosing the reliability indices of a space hardware object and components thereof is con-
В. П. Пошивалов, Ю. Ф. Данієв, Л. В. Резниченко, І. І. Телегіна, 2020
Техн. механіка. – 2020. – № 1.
68
sidered.
It is shown that one can use two approaches to justifying the values of reliability indices. One approach
(demand) consists in assuring a certain minimum reliability level. The other approach (possibility) consists in
assuring the maximum possible reliability indices of a space hardware object under specified or inherent re-
strictions on cost (price, mass, volume, etc.), while keeping the required reliability level not lower than that of its
counterpart.
The paper characterizes approaches to assuring the reliability of space hardware at the design stage, which
include: successive solutions of reliability assurance and control problems at the design stage, a work package on
reliability standardization at the design stage, and the choice of reliability indices with the justification of their
values.
The proposed approach is illustrated by the example of reliability assessment for some launch complexes.
Keywords: space hardware, launch complex, reliability indices, redundancy, maintenance, confidence
probability, development, flight tests.
При розробці ракетно-космічної техніки (РКТ) велика увага приділяється
її надійності, проте відмов РКТ уникнути не вдається. Вони призводять до
величезних втрат коштів, сил і часу, а іноді і до людських жертв. Тому про-
блема створення надійних виробів РКТ не тільки не знімається з порядку
денного, але стає ще більш актуальною. Це пов'язане з ускладненням техніки,
особливими умовами її експлуатації, зростанням складності задач, що вирі-
шуються.
Незважаючи на жорстку конкуренцію на світовому ринку космічних ви-
робів і послуг, Україна є одним з його ключових учасників в міжнародних
космічних програмах. Серед спроектованих ракет-носіїв (РН) слід виділити
діючі ракети-носії (РН) «Зеніт» та РН середнього класу «Циклон-4М» [1, 2].
Виходячи на міжнародний космічний ринок виробів і послуг, Україна
повинна показати високий рівень вимог до якості зразків РКТ і враховувати
те, що, з одного боку, українська система забезпечення надійності зразків
РКТ піддається ретельному аналізу і верифікації, а з іншого боку, вимагає
враховувати специфічні вимоги щодо якості та надійності, які встановлюють
іноземні замовники.
Дослідження і вироблення заходів щодо забезпечення і контролю надій-
ності об'єктів РКТ повинні проводитися на всіх стадіях життєвого циклу, але
при цьому необхідно враховувати, що найбільш важливі технічні рішення
приймаються в процесі проєктної розробки, тобто при розробці ескізних
проєктів і робочої документації.
Розглянемо забезпечення надійності виробів РКТ на етапі проєктування.
Дослідження надійності виробів РКТ на цьому етапі повинне включати
вирішення таких задач:
– обґрунтування вимог з надійності і вибір шляхів їх досягнення;
– оцінювання надійності при обраних технічних рішеннях;
– розподіл наявних ресурсів із забезпечення надійності на подальших
стадіях створення і експлуатації.
Необхідно враховувати, що РКТ проєктується з урахуванням експлуата-
ційних навантажень на основі встановлених норм міцності, інших проєктних
норм, що реалізуються спільно з правилами їх приймання, правилами екс-
плуатації, нагляду, технічного обслуговування, відновлення. Це забезпечує
практичну відсутність відмов протягом всього терміну служби. При такому
підході необхідно в першу чергу обґрунтувати значення коефіцієнта запасу
міцності і безпеки [1 – 4].
Для РКТ українського виробництва проєктні дослідження їхньої надій-
ності повинні бути спрямовані на забезпечення заданих показників надійнос-
ті в умовах наявних обмежень. При цьому слід враховувати те, що економіч-
69
ність не є головним критерієм надійності, тому що наслідки відмов можуть
перевершити витрати на створення РКТ (наприклад, при вибусі РКН на стар-
ті). При такому підході необхідно проводити комплексний аналіз всіх заходів
і засобів забезпечення і контролю надійності, включаючи всі види резервуван-
ня, контролю, технічного обслуговування, заходів попередження і виявлення
відмов і захисту від їхніх можливих наслідків.
Задачі дослідження надійності об'єктів РКТ на етапі проєктування по-
винні вирішуватися в такій послідовності: задання вимог до надійності; об-
ґрунтування рішень, що забезпечують необхідну надійність; контроль вико-
нання вимог до надійності.
Розглянемо можливі підходи щодо вирішення задач надійності об'єктів
РКТ на кожному етапі.
Існують такі типові постановки задач із завдання вимог до надійності (за
умови, що показник надійності заданий):
– пошук мінімально можливого значення показника надійності, при яко-
му виконуються вимоги щодо ефективності застосування об'єктів РКТ (мо-
дель «надійність – ефективність»);
– пошук максимально можливого значення показника надійності об'єктів
РКТ (при обмеженнях на витрати (модель «надійність – витрати»).
На цьому етапі необхідно вирішувати задачу вибору й обґрунтування
номенклатури показників надійності.
Безліч можливих рішень може описуватися в термінах проектних пара-
метрів, структури об'єктів, видів конструкції, технології виготовлення і конт-
ролю його елементів і складових частин, експлуатації та технічного обслуго-
вування тощо.
Тут рішення приймаються на основі моделей залежності рівня витрат і
рівня надійності від досліджуваних параметрів.
На етапі проєктування критерії прийняття рішень щодо забезпечення на-
дійності зводяться до такого:
– визначити хоча б один набір проектних параметрів, при якому забезпе-
чуються вимоги до надійності (критерій придатності);
– знайти такий набір проєктних параметрів, при якому витрати на забез-
печення надійності будуть мінімальними за умови забезпечення вимог щодо
надійності об'єктів РКТ (критерій оптимальності).
В якості вихідних даних для можливих рішень можуть прийматися зна-
чення показників надійності елементів РКТ. Модель, що розробляється, вста-
новлює залежність надійності виробу від надійності складових частин, тобто на
цьому етапі повинна вирішуватися задача нормування надійності [3].
Стосовно об'єктів РКТ якісні вимоги до надійності повинні включати:
– розробку програм забезпечення надійності (ПЗН), забезпечення безпе-
ки (ПЗБ), експериментального відпрацювання (КПЕВ) і контроль виконання
всіх заходів цих програм у встановлені терміни;
– виконання КПЕВ в повному обсязі до початку льотних випробувань;
– виконання ПЗН в повному обсязі до моменту завершення відпрацювання.
Кількісні вимоги щодо надійності до об'єктів РКТ в цілому пред'явля-
ються в формі основного показника надійності для всіх періодів функціону-
вання об'єкта або додаткових показників надійності і його складових частин.
70
Вимоги підлягають нормуванню, тобто встановленню в нормативно-
технічній і (або) конструкторській (проєктній) документації кількісних і які-
сних вимог до надійності [5].
Такими нормативно-технічними документами є технічні завдання (ТЗ) на
розроблювальний об'єкт і технічні умови (ТУ) на його складові частини (СЧ).
До відповідних робіт з нормування надійності включають:
– вибір номенклатури нормованих показників надійності (ПН);
– техніко-економічне обґрунтування значень показників надійності об'єк-
та РКТ і його складових частин;
– завдання вимог до точності і достовірності визначення показників на-
дійності;
– формулювання критеріїв відмов і граничних станів;
– завдання вимог до методів контролю надійності на всіх етапах життє-
вого циклу об'єкта РКТ і вимог до розробки відповідних документів з надій-
ності.
Початкові вимоги до надійності формуються на стадії досліджень і об-
ґрунтування необхідності розробки (або модернізації) того чи іншого конкре-
тного виду РКТ шляхом аналізу попередніх вимог замовника за бажаними
рівнями надійності і ефективності з урахуванням узгоджених раніше харак-
теристик призначення і умов експлуатації об'єкта РКТ, а також заданих (або
об'єктивно існуючих) обмежень за всіма видами витрат, в тому числі за конс-
труктивним виконанням (масогабаритні характеристики, матеріали, комплек-
туючі, вироби), технології виготовлення (з урахуванням передбачуваної се-
рійності) і вартості експлуатації об'єкта РКТ протягом призначеного терміну
служби.
На основі узгоджених результатів зазначеного аналізу вибирають номен-
клатуру, задаються ПН і їхні числові значення.
На етапах розробки технічної пропозиції (при наявності додаткових або
уточнених вихідних даних) спочатку сформовані вимоги до надійності уточ-
нюють шляхом повторних (уточнюючих) аналізів. Після узгодження з замов-
ником уточнені вимоги включають в розділ «Вимоги до надійності» ТЗ на
розробку (модернізацію) об'єкта РКТ і його складових частин.
На наступних етапах (ескізний проєкт, технічний проєкт, робоче проєк-
тування, виготовлення та випробування дослідного зразка, коректування ро-
бочої документації) за погодженням між замовником і розробником допуска-
ється уточнювати (коригувати) вимоги до надійності при наявності об'єктив-
них змін в схемно-конструктивній побудові виробу, в прийнятій раніше мо-
делі його експлуатації, в накладених обмеженнях тощо.
При наявності аналогів об'єкта РКТ і його складових частин з достовірно
відомим рівнем надійності процедура нормування (ПН) може бути спрощена
– скорочена за рахунок тих операцій і (або) показників, інформація за якими
не потрібна або вже є на момент формування вимог до надійності.
Для об'єкта РКТ і його складових частин, процес створення яких перед-
бачає експериментальне відпрацювання, за погодженням із замовником до-
пускається поетапне нормування значень ПН за умови послідовного підви-
щення вимог до надійності і (або) посилення планів статистичного контролю.
У тому випадку, коли відмови можуть призвести до тяжких наслідків (за-
гибелі людей, порушення екологічного середовища, великого матеріального
збитку), допускається нормування показників з урахуванням тяжкості нас-
71
лідків (рівня критичності) відмов, наприклад ставити їх як за сумарним пото-
ком відмов, так і роздільно за критичними і істотними відмовами. При цьому
в ТЗ відповідно повинні бути встановлені окремо і критерії для кожного виду
відмов, різних за ступенем тяжкості їхніх наслідків (за рівнем критичності).
Номенклатура показників надійності вибирається відповідно до чинних
норм для виробів РКТ.
Розглянемо процедуру вибору показників надійності об'єкта РКТ і його СЧ.
Процедура вибору номенклатури ПН, що задаються, складається з трьох
незалежних етапів вибору показників: безвідмовності і ремонтопридатності і
(або) комплексних, довговічності, зберігання.
Числові значення ПН встановлюються в ТЗ з урахуванням призначення
об'єкта РКТ і його СЧ, досягнутого рівня і виявлених тенденцій підвищення
надійності, техніко-економічного обґрунтування, можливостей виробників,
вимог і можливостей замовника, вихідних даних обраного плану контролю.
У загальному випадку числові значення показників надійності встанов-
люються виходячи з умов забезпечення заданих значень при мінімальних ви-
тратах на розробку і виготовлення.
При створенні нових об'єктів РКТ завдання вимог може здійснюватися на
основі експертного аналізу або задаватися від досягнутих значень на анало-
гах і прототипах.
Для обґрунтування числових значень ПН можуть використовуватися два
різних підходи (принципи).
Перший підхід (потрібність) полягає в тому, щоб забезпечити певний мі-
німальний рівень надійності minR , при якому створення і застосування об'єк-
та РКТ за призначенням ще має сенс, тобто буде ефективніше, ніж у існую-
чого прототипу (при прийнятних витратах)
,minRRmp (1)
де mpR – необхідний рівень надійності.
Другий підхід (можливість) полягає в тому, щоб забезпечити максима-
льно можливий рівень ПН об'єкта РКТ при дотриманні заданих або об'єктив-
но існуючих обмежень на витрати (вартість, масу, об'єм тощо) при одночас-
ному дотриманні умов, що mpR буде не нижче, ніж у аналога.
Кількісні вимоги щодо надійності як на об'єкт РКТ в цілому, так і на йо-
го складові частини задаються у вигляді:
– нормативного значення показника надійності нR ;
– контрольного рівня показника надійності – нижньої односторонньої
довірчої границі, якщо підвищенню надійності відповідає більше значення
показника, і верхньої односторонньої довірчої границі ВR , якщо підвищен-
ню надійності відповідає менше значення показника;
– нормативного значення довірчої ймовірності н , з якою повинен бути
підтверджений контрольний рівень показника надійності до моменту завер-
шення відпрацювання або льотних випробувань.
Форма завдання вимог запишиться у вигляді:
нRR (2)
або
72
ВRR , (3)
де R – фактичне значення показника надійності.
Співвідношення (2) використовується в разі, коли підвищенню надійнос-
ті відповідає більше значення показника, співвідношення (3) – в іншому ви-
падку.
При цьому в ТЗ встановлюються вимоги щодо контролю надійності в
формі
нRR , (4)
BRR , (5)
де R , R – оцінки контрольного рівня показника надійності, що визначені з
довірчою ймовірністю .
Співвідношення (4) використовується в разі, якщо вимоги щодо надійно-
сті задані у формі (2); співвідношення (5) – при заданні вимог у формі (3).
Якщо розглянути стартовий комплекс (СК) як об’єкт РКТ, то для нього
можна виділити основні і додаткові показники надійності [6, 7].
Основним показником надійності стартового комплексу, призначеного
для підготовки до пуску, і пуску ракети космічного призначення (РКП), буде
ймовірність СКP підготовки РКП з відповідною готовністю за час зад.пп ,
тобто
зад.ппзад.п PPCK , (6)
де п – включає фактичний час підготовки до пуску і час пуску РКП; пзад. –
заданий час підготовки до пуску і час пуску РКП.
Додатковим показником надійності СК є коефіцієнт готовності, що хара-
ктеризує готовність СК до проведення операцій з підготовки до пуску і пуск
РКП.
Таким чином, для СК основним показником надійності можна вважати
ймовірність своєчасного завершення операцій з підготовки до пуску і пуск
РКП.
Цей показник зв'язує воєдино одиничні показники надійності: безвідмов-
ність і ремонтопридатність і існує при наявності допустимого часу віднов-
лення протягом підготовки до пуску РКП, тобто допускається тимчасова за-
тримка пуску РКН на час B . Цей показник надійності також є додатковим
показником.
Вираз для пCKP можна записати так:
ii
n
i
CЧCK PP п
1
п
, (7)
де
iiCЧP п – ймовірність своєчасного завершення операції складової части-
ни СК (агрегату, системи) за час її функціонування при підготовці до пуску з
урахуванням відновлення при відмові.
Значення
iiCЧP п обчислюється за формулою
73
BBББCЧ iiiiiii
PPPP ппп 1 , (8)
де
iiБP п – ймовірність безвідмовної роботи i -ої СЧ за час
iп ; BBi
P –
ймовірність відновлення i -ої СЧ за час B .
Обчислення значення
iiБP п суттєво залежить як від структури складо-
вої частини СК, так і від надійності її елементів.
Імовірність відновлення обчислюється за формулою
B
B
B T
P exp1 , (9)
де BP – ймовірність відновлення за допустимий час B ; BT – середній час
відновлення.
Сказане справедливо лише при допущенні, що кожна СЧ СК послідовно
вступає в роботу, тобто закінчення роботи 1i -ої складової частини пере-
дує початку роботи i -ої складової частини.
Наступною задачею нормування надійності є розподіл заданих кількіс-
них вимог до показників надійності СК в цілому між його СЧ.
У загальному випадку алгоритм рішення являє собою таку задачу нелі-
нійного програмування.
Знайти
NPC ,min , (10)
0 CKi PNPF ,
, (11)
при обмеженнях
NiPP
PP
iB
Hi
i
i
,,
;
10
0
, (12)
де CKP – значення показника надійності СК; C – функція витрат; .F –
модель надійності СК; iP
– вектор значень показників надійності СЧ СК;
N – кількість СЧ СК;
iH
P ,
iB
P – відповідно мінімально та максимально мож-
ливі значення показника надійності i -ої складової частини.
Вектор iP
, для якого значення функції витрат (10) при обмеженнях (11) і
(12) є мінімальним, визначає шукане рішення задачі нормування.
Для розв'язання задачі розподілу вимог до надійності між СЧ СК, можна
застосовувати два методи [8]:
– метод на основі регресійних моделей;
– метод на основі принципу збереження співвідношень СЧ-аналогів.
У загальному випадку задача розподілу заданого показника надійності
СК між СЧ має вигляд
CKn PPPPF ,,, 21 , (13)
де iP – значення показника надійності i -ої СЧ.
74
Для розв’язання цієї задачі приймемо такі припущення:
– відмови СЧ відбуваються незалежно;
– кожна СЧ може перебувати тільки в двох станах: працездатному і не-
працездатному;
– параметр потоку відмов СЧ постійний в період нормальної експлуатації.
При розподілі вимог до надійності СК розглядається у вигляді системи
послідовно з'єднаних елементів. Відмова будь-якого елементу (СЧ) призво-
дить до відмови системи (СК). У цьому випадку основний показник надійності
СК, а саме, ймовірність підготовки РКН до пуску і пуск в заданий час, буде ви-
значатися в залежності від показників надійності його СЧ за формулою (7).
Завдання розподілу вимог до надійності СК має вигляд:
iCK
n
i
CЧ PP
i п
1
. (14)
Якщо усі СЧ СК є рівнонадійні, тобто має місце рівність їхніх інтенсив-
ностей потоку відмов, то із залежності (14) маємо:
n
i iCKCЧ PP
1
п . (15)
В реальному випадку СЧ не є рівнонадійними. Тому доцільно при розпо-
ділі вимог по надійності використовувати залежність
i
ii CKCЧ PP
1
п , (16)
де i – «вага» кожної СЧ.
При відомих параметрах потоку відмов СЧ
iCЧ
ваги i визначаються за
формулою
N
i
CЧCЧi ii
1
. (17)
Розподіл значення показників надійності СК між його СЧ, в основному,
залежить від структури самого СК і СЧ аналогів, які можуть бути використа-
ні при його розробці. В цьому випадку можна використовувати залежність
анCЧCЧCЧ PKP
ii
11 , (18)
де
iCЧK – коефіцієнт співвідношення надійності i -ої і «базової» СЧ-аналога.
Цей коефіцієнт визначається, як правило, експертним опитуванням про-
відних фахівців-розробників конкретної СЧ.
Висновки. Охарактеризовано підходи до забезпечення надійності об'єк-
тів РКТ на етапі проєктування, які включають:
– послідовність вирішення задач забезпечення і контролю надійності об'-
єктів РКТ на етапі проєктування;
– склад робіт з нормування надійності на етапі проєктування;
– вибір номенклатури показників надійності і обґрунтування їхніх число-
вих значень.
75
Використання запропонованого підходу розглянуто на прикладі оцінки
надійності деяких стартових комплексів[1, 3, 4, 7].
1. Hudramovich V. S., Sirenko V. N., Klimenko D. V., Daniev Yu. F., Hart E. L. Development of the normative
framework methodology for justifying the residual resource of starting buildings constructions of space launch
vehicles. Strengths of Materials. 2019. V. 51, No. 3. P. 333–340. https://doi.org/10.1007/s11223-019-00079-4
2. Шестьдесят лет в ракетостроении и космонавтике / Под общ. ред. А. В. Дегтярева. Днепропетровск :
APT Пресс, 2014. 540 с.
3. Гудрамович В. С., Даниев Ю. Ф., Пошивалов В. П. О подходах к нормированию прочности и обеспече-
нию надежности ракетных космических комплексов. Актуальні проблеми механіки: монографія / Під
редакцією М. В. Полякова. Дніпро: Ліра, 2018. С. 216–224. https://doi.org/10.15407/itm2018.03.112
4. Дегтярев А. В, Пилипенко О. В., Гудрамович В. С., Сиренко В. Н. , Даниев Ю. Ф., Клименко Д. В. , По-
шивалов В. П. О классификации стартового оборудования ракетно-космических комплексов при обос-
новании норм. Космічна наука і технология. 2016. Т. 22, №1. С. 3–13.
https://doi.org/10.15407/knit2016.01.003
5. Пошивалов В. П., Даниев Ю. Ф., Резниченко Л. В. Системный подход к обеспечению надежности слож-
ных систем. Системні технології. Дніпро: НМАУ, 2017. С. 27–34.
6. Бирюков Г. П., Смирнов В. И. Элементы теории проектирования ракетно-космических комплексов. М.:
Изд-во МАИ, 2003. 286 с.
7. Бирюков Г. П., Кукушкин А. В., Торпачев А. В. Основы обеспечения надежности и безопасности старто-
вых комплексов. М.: Изд-во МАИ. 2002, 264 с.
8. Надежность и эффективность в технике: Справочник: в 10 т. / Ред. совет: В. С. Авдуевский (предс.) и
др. Т. 5. Проектный анализ надежности. М.: Машиностроение, 1988. 316 с.
Отримано 01.11.2019,
в остаточному варіанті 21.02.2020
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-174101 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1561-9184 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-29T13:37:19Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| record_format | dspace |
| spelling | Пошивалов, В.П. Данієв, Ю.Ф. Резниченко, Л.В. Телегіна, І.І. 2021-01-02T18:48:34Z 2021-01-02T18:48:34Z 2020 Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування / В.П. Пошивалов, Ю.Ф. Данієв, Л.В. Резниченко, І.І. Телегіна // Технічна механіка. — 2020. — № 1. — С. 67-75. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1561-9184 DOI: doi.org/10.15407/itm2020.01.067 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174101 658.345:629.78.08 DOI: doi.org/10.15407/itm2020.01.067 Розглянуто можливі підходи до вирішення задач надійності об'єктів ракетно-космічної техніки (РКТ) на етапі проектування. Показано, що при проєктуванні об'єктів РКТ необхідно враховувати експлуатаційні навантаження на основі встановлених норм міцності, інших проєктних норм, що реалізуються спільно з правилами їхнього приймання, правилами експлуатації, нагляду, технічного обслуговування, відновлення. Проєктні дослідження надійності об'єктів РКТ повинні бути спрямовані на забезпечення заданих показників надійності в умовах наявних обмежень. Розглянута процедура вибору показників надійності об'єкта РКТ і його складових частин. Рассмотрены возможные подходы к решению задач надежности объектов ракетно-космической техники (РКТ) на этапе проектирования. Показано, что при проектировании объектов РКТ необходимо учитывать эксплуатационные нагрузки на основе установленных норм прочности, других проектных норм, которые реализуются совместно с правилами их приема, правилами эксплуатации, надзора, технического обслуживания, восстановления. Проектные исследования надежности объектов РКТ должны быть направлены на обеспечение заданных показателей надежности в условиях имеющихся ограничений. Рассмотрена процедура выбора показателей надежности объекта РКТ и его составных частей. This paper considers possible approaches to the solution of problems of space hardware reliability assurance at the design stage. It is shown that in the reliability design of space hardware one must take into account the service loads on the basis of prescribed strength norms and other design norms, which are realized together with the rules of acceptance, operation, inspection, maintenance, and recovery. Design studies of space hardware reliability must assure specified reliability indices under existing restrictions. A procedure of choosing the reliability indices of a space hardware object and components thereof is considered. uk Інститут технічної механіки НАН України і НКА України Технічна механіка Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування Об обеспечении надежности объектов ракетно-космической техники на этапе проектирования On assuring the reliability of space hardware at the design stage Article published earlier |
| spellingShingle | Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування Пошивалов, В.П. Данієв, Ю.Ф. Резниченко, Л.В. Телегіна, І.І. |
| title | Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування |
| title_alt | Об обеспечении надежности объектов ракетно-космической техники на этапе проектирования On assuring the reliability of space hardware at the design stage |
| title_full | Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування |
| title_fullStr | Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування |
| title_full_unstemmed | Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування |
| title_short | Про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування |
| title_sort | про забезпечення надійності об'єктів ракетно-космічної техніки на етапі проєктування |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174101 |
| work_keys_str_mv | AT pošivalovvp prozabezpečennânadíinostíobêktívraketnokosmíčnoítehníkinaetapíproêktuvannâ AT daníêvûf prozabezpečennânadíinostíobêktívraketnokosmíčnoítehníkinaetapíproêktuvannâ AT rezničenkolv prozabezpečennânadíinostíobêktívraketnokosmíčnoítehníkinaetapíproêktuvannâ AT telegínaíí prozabezpečennânadíinostíobêktívraketnokosmíčnoítehníkinaetapíproêktuvannâ AT pošivalovvp obobespečeniinadežnostiobʺektovraketnokosmičeskoitehnikinaétapeproektirovaniâ AT daníêvûf obobespečeniinadežnostiobʺektovraketnokosmičeskoitehnikinaétapeproektirovaniâ AT rezničenkolv obobespečeniinadežnostiobʺektovraketnokosmičeskoitehnikinaétapeproektirovaniâ AT telegínaíí obobespečeniinadežnostiobʺektovraketnokosmičeskoitehnikinaétapeproektirovaniâ AT pošivalovvp onassuringthereliabilityofspacehardwareatthedesignstage AT daníêvûf onassuringthereliabilityofspacehardwareatthedesignstage AT rezničenkolv onassuringthereliabilityofspacehardwareatthedesignstage AT telegínaíí onassuringthereliabilityofspacehardwareatthedesignstage |