79

Глава 3 СТРУКТУРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКИ БОРТОВЫХ СИСТЕМ И БОРТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

3.1ТРЕБОВАНИЯ К АВТОНОМНОЙ ОТРАБОТКЕ БОРТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

На уровне автономной отработки и квалификации бортовое оборудование проходит следующие виды автономных испытаний:

¾лабораторно-отработочные испытания;

¾конструкторско-доводочные испытания;

¾предварительные испытания;

¾испытания на специальные воздействия (при необходимости);

¾ресурсные испытания (при необходимости).

Автономные отработочные испытания оборудования проводятся в целях :

¾проверки соответствия параметров приборов и агрегатов требованиям ТЗ;

¾проверки соответствия технических и эксплуатационных характеристик материалов и ЭРИ требованиям ТЗ на аппаратуру;

¾проверки режимов работы ЭРИ и коэффициентов нагрузок на них;

¾подтверждения запасов работоспособности по воздействующим факторам с использованием квалификационных уровней внешних воздействий;

¾отработки КД;

¾отработки КИА, оценки ее достаточности и пригодности;

¾отработки программного обеспечения;

¾отработка новых технологических процессов.

¾определения возможности предъявления оборудования на квалификаци-

онные (предварительные) испытания и допуска к испытаниям в составе бортовых систем и отработочных изделий.

Квалификационные (предварительные) испытания оборудования проводят с целью:

80

¾подтверждения соответствия оборудования требованиям ТЗ (ТУ) на них;

¾подтверждения работоспособности оборудования в условиях, близких к эксплуатационным и их превышающих, с использованием квалификационных уровней внешних воздействий;

¾оценки отработанности технологии изготовления и испытаний;

¾оценки качества КД, ТД;

¾оценки пригодности КИА;

¾оценки качества программного обеспечения;

¾оценки соответствия комплектующих ЭРИ и материалов ограничительным перечням, их технических и эксплуатационных характеристик и условий применения требованиям ТЗ на оборудование;

¾определения возможности допуска оборудования к испытаниям первого

штатного образца (модели) оборудования для комплектации КА № 11 и квалификационным испытаниям в составе КА № 11.

При необходимости, определяемой по результатам выполнения анализов по обеспечению надежности (анализ обеспечения ресурса, анализ худшего случая, анализ стойкости оборудования к воздействию ионизирующего излучения космического пространства и газовых сред), оборудование подвергается ресурсным испытаниям и испытаниям на спецвоздействия.

3.2ТРЕБОВАНИЯ К ВИДАМ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ

(МОДЕЛЕЙ) ОБОРУДОВАНИЯ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ АВТОНОМНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРИ НАЗЕМНОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКЕ

К видам опытных образцов (моделей) оборудования для автономной отработки и квалификации выдвигаются определенные требования (табл. 10). Определенные требования выдвигаются, также, к последовательности автономных испытаний оборудования и задачам каждого вида испытаний (табл. 11)

82

Для КА, создаваемых в рамках международного сотрудничества по протолетной идеологии, можно привести соответствие моделей оборудования для отработки квалификации с моделями оборудования для отработки и квалификации по действующей отечественной нормативной документации (табл. 12).

Таблица 12 Соответствие моделей оборудования для отработки квалификации

Примечание: Образец конструкции КА для статических и динамических испытаний -инженерная модель конструкции КА (05ДИEM) .

Требуемая последовательность испытаний для образцов оборудования определяется типовой матрицей (табл.13).

83

Таблица 13 Последовательность испытаний для образцов оборудования

Примечания:

1)Эти испытания могут проводиться при приложении синусоидальной или случайной вибрации.

Испытания на механические воздействия должны проводиться по трем

осям.

Х-испытания проводятся; «─» - испытания не проводятся.

3.3ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЗАВОДСКИХ ИСПЫТАНИЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОТБРАКОВОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ КОМПЛЕКТУЮЩИХ ЭЛЕКТРОРАДИОИЗДЕЛИЙ

На этапе отработки опытных образцов оборудования, бортовых систем и КА в целом, а в дальнейшем и на этапе серийного производства осуществляется экспериментальная оценка уровня надежности КА. Оценка надежности бортовой аппаратуры по результатам заводских испытаний играет важную роль в процессе создания КА, т.к. позволяет количественно оценить значения обеспечиваемого и требуемого показателя надежности БА КА при НЭО.

Как было отмечено ранее, надежность бортовой аппаратуры космических аппаратов в процессе заводских испытаний и эксплуатации характеризуется выявленными отказами, имеющими различную причину. Отказы БА по какой-либо

84

причине возникновения классифицируются, в основном, по четырем категориям:

¾конструкционные отказы;

¾производственные отказы;

¾эксплуатационные отказы;

¾отказы ЭРИ.

По данным статистики классифицированные отказы ЭРИ в БА при заво-

дских испытаниях и эксплуатации составляют 28-50% Таким образом, качество и надежность ЭРИ является существенным фактором, определяющим надежность БА и КА в целом.

В связи с этим, учитывая возрастающую роль качества и надежности комплектующих ЭРИ, поставленную задачу целесообразно решать с учетом данной составляющей.

Длительное время ОАО“ Информационные спутниковые системы им. академика М.Ф. Решетнева”, как головной разработчик космических систем (комплексов) и космических аппаратов, а также предприятия - контрагенты применяют ЭРИ категории качества ВП, ОС и ОСМ, прошедшие дополнительные отбраковочные испытания (ДОИ), включая диагностический неразрушающий контроль и разрушающий физический анализ, в испытательных технических центрах (ИТЦ), аккредитованных в системах “Военэлектронсерт” и Федеральной системе сертификации космической техники. Данные испытания повышают качество применяемых партий ЭРИ, снижают интенсивность отказов за счет исключения из них ЭРИ со скрытыми дефектами [73, 73]. В настоящее время активно обсуждаются различные возможные подходы к решению задачи техниче-

ского обоснования величины корректирующего коэффициента Китц для применения на этапе проектирования при уточнении значения эксплуатационной интенсивности отказов бортовой аппаратуры.

Отсюда следует, что предприятия–разработчики бортовой аппаратуры и космических аппаратов заинтересованы в совершенствовании объемов ДОИ партий ЭРИ с целью полного исключения отказов ЭРИ в составе БА на завершающих этапах заводских испытаний и эксплуатации, для чего необходимы

85

доступные методы оценки эффективности как существующих объемов ДОИ ЭРИ, так и видов заводских испытаний БА.

Рассмотрим возможные методы оценки эффективности дополнительных отбраковочных испытаний комплектующих электрорадиоизделий и наземных испытаний бортовой аппаратуры, а также безотказности бортовой аппаратуры по результатам всех видов наземных испытаний.

Анализ отказов ЭРИ в процессе ДОИ и в БА, использующей ЭРИ, на различных этапах заводских испытаний, позволяет предложить методы количественной оценки эффективности всех видов испытаний, включая ДОИ ЭРИ, и безотказности БА по такому типу отказов, как отказы ЭРИ, к которым приводят недостаточное качество изготовления отдельных ЭРИ и недостаточный уровень качества отдельных партий ЭРИ.

Учитывая сравнительно большие объемы партий ЭРИ, проходящих ДОИ, показатель эффективности ДОИ ЭРИ можно определить расчетноэкспериментальным методом по статистическим данным, полученным в процессе входного контроля и ДОИ, заводских испытаний и эксплуатации БА. Показатель безотказности БА в части ЭРИ оценивается по принятой математической модели (формуле), отражающей структуру ДОИ ЭРИ, заводских испытаний БА, а также количество отказов БА по причине дефектов ЭРИ на этапах заводских испытаний. Таким образом, в качестве случайной величины дискретного типа целесообразно использовать количество дефектных ЭРИ, обнаруженных на различных этапах их жизненного цикла. Практическая реализация такого подхода обеспечивается тем, что на предприятии внедрены процедуры прослеживаемости ЭРИ, как одного из основных элементов системы менеджмента качества. Данные процедуры позволяют идентифицировать любые отказы ЭРИ в составе БА с конкретной партией и конкретным номером корпуса ЭРИ, прошедшими ДОИ (Рис. 7).

86

Исходная партия вида ЭРИ объемом

N0

Входной контроль и ДОИ партии ЭРИ в ИТЦ

Остаточная партия ЭРИ после отбраковки дефектных и по- тенциально-ненадежных ЭРИ в ИТЦ

87

n0 (1− pитц ) будет поставлено для комплектации БА, которая затем пройдет опре-

деленные объем и последовательность заводских испытаний (ЗИ):

¾Первое включение;

¾Регулировка;

¾Электротермотренировка;

¾Предъявительские испытания;

¾Приемо-сдаточные испытания;

¾Ресурсные, после ремонта, типовые, периодические (при необходимости). На этих испытаниях с эффективностью pЗИ будет выявлено n0 (1− pитц ) pЗИ

89

В целом, формулы (47)–(50) можно распространить на любые типы дефектов и отказов БА и экспериментальную оценку вероятности безотказной ра-

производственного, конструкционного характера или ЭРИ с момента изготовления БА.

В условиях ограниченного объема статистических выборок по дефектам БА, выявленным при отработке и заводских испытаниях перспективных КА, создаваемых малыми партиями или единично, предложенный метод позволяет реализовать количественную экспериментальную оценку надежности БА и эффективности различных видов испытаний БА, включая дополнительные отбраковочные испытания комплектующих ЭРИ, без привлечения трудоемких методов оценки показателей безотказности БА по результатам проведения испытаний партий БА на надежность.

3.4ТРЕБОВАНИЯ К НОРМАТИВНЫМ ВИДАМ ОТРАБОТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ И КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА В ЦЕЛОМ ПРИ НАЗЕМНОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКЕ

Виды испытаний для наземной экспериментальной отработки бортовых систем и КА в целом регламентируются требованиями нормативно-технической документации предприятия-разработчика КА [11, 12], при этом длительное время применялся принцип выделения одного опытного изделия для каждого вида испытаний (табл.15).

90

Таблица 15 Виды испытаний для наземной экспериментальной отработки

Цели и задачи видов испытаний, нормы внешних воздействий при отработке регламентируются нормативно-технической документацией предприятия [12], [13] и конкретизируются в комплексных программах экспериментальной отработки, а также в программах и методиках испытаний КА, бортовых систем и оборудования (табл.16).

Таблица 16 Цели и задачи видов испытаний

91

92