Введение. Современный этап освоения космического пространства характеризуется ростом масштабности научных и народно-хозяйственных задач

Современный этап освоения космического пространства характеризуется ростом масштабности научных и народно-хозяйственных задач, решаемых с помощью различных космических аппаратов.

Реализация перспективных космических программ требует дальнейшего совершенствования методических и организационно-технических основ обеспечения эффективности и надежности ракетно-космических систем(РКС).Решение задачи обеспечения высоких уровней надежности РКС связано с большими затратами материальных средств на их экспериментальную отработку(ЭО) и эксплуатацию. Снижение затрат на ЭО достигается путем повышения информативности испытаний, использования ускоренных испытаний, обеспечения высоких уровней имитации при проведении испытаний, а также введением различных видов избыточности.

Очевидно высокие уровни надежности на начальном этапе эксплуатации еще не гарантируют безотказности функционирования объектов РКС , так как при их эксплуатации происходит снижение работоспособности, связанное с процессами износа, коррозии, усталости и др. Это обуславливает необходимость технического обслуживания (ТО) объектов РКС с целью предупреждения неисправностей и устранения возникающих отказов. При решении этой задачи определяющее значение приобретают вопросы прогнозирования технического состояния НКС. Их решение позволяет обосновывать оптимальные стратегии технического обслуживания , обеспечивающие удовлетворение заданных требований к надежности объектов РКС в течении всего периода их эксплуатации при минимальных затратах средств.

В дальнейшем, в предлагаемой работе, излагаются методы решения рассмотренных выше проблем.

Часть I.

Основные понятия и термины.

Надежностью объекта называется свойство объекта выполнять заданные функции, сохранять во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных приделах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость в отдельности или определенное сочетание этих свойств, как для объекта, так и для его частей.

БЕЗОТКАЗНОСТЬ – свойство объекта сохранять работоспособность непрерывно в течение некоторого времени или некоторой наработки. Свойство безотказности проявляется в зависимости от назначения объекта, как в режиме его работы, так и в режиме ожидания работы.

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ – свойство объекта сохранять работоспособность до перехода в предельное состояние с возможными перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

В отличие от свойства безотказности долговечность характеризует продолжительность работы объекта по суммарной наработке, перерываемой периодами для восстановления его работоспособности в плановых и неплановых ремонтах и техническом обслуживании.

РЕМОТОПРИГОДНОСТЬ – свойство объекта, заключающегося в его приспособленности к предупреждению и обнаружению отказов и повреждений, к восстановлению работоспособности и исправности путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Свойство ремонтопригодности количественно характеризует компоновочные решение МС (машин, агрегатов, сборочных единиц и деталей), а также их доступность и легкосъемность.

СОХРАНЯЕМОСТЬ – свойство объекта непрерывно сохранять исправное и (или) Работоспособное состояние после режима ожидания, хранения и (или) транспортирования.

Свойство сохраняемости характеризует способность объекта противостоять отрицательному влиянию факторов длительного его хранения или транспортирования и обеспечивать его применение после режима ожидания с заданными показателями функционирования с сохранением показателей безотказности и долговечности как объекта в целом, так и его элементов.

Проведенный анализ показывает, что конкретный уровень носителей должен назначаться с учетом особенностей его целевого назначения, а так же возможных последствий отказа ЛА.

Для большинства существующих носителей уровни надежности не достигают значения 0.99.

Для иллюстрации в табл. 1.1 представлены статистические данные по результатам пуска зарубежных ракет-носителей.

Таблица 1.1.

ЛА	Число успешных пусков	Общее число пусков	НЛА
Титан 3С/34			0,83
Атлас Центавр			0,85
Дельта			0,93
Скаут			0,87
Ариан			0,79
Сатурн – 1
Сатурн – 1, В
Сатурн – V			0,92
Тор-Анджена			0,92
Тор-Дельта			0,95
Титан-Центавр			0,88
Атлас-Анджена			0,75

Уровни надежности, приведенные в последнем столбце таблицы, характеризуют точечную оценку надежности, рассчитанную по соотношению

где k - общее число испытаний; d - число безотказных испытаний.

При ограниченных объемах испытаний эта оценка не дает гарантированный результат. В частности при проведении безотказных испытаний ( k = d ) точечная оценка будет равна 1 для всех К, в том числе и для К = 1. Очевидно, доверие к этой оценке мало. Поэтому для получения гарантированного результата необходимо переходить к интервальным оценкам.

Границы доверительного интервала для некоторых ракет-носителей представлены на рисунке 1.1

Методы расчета границ доверительного интервала будут рассмотрены во втором разделе пособия.