Достигнутый уровень долговечности отечественных КА
Анализ развития РКТ в нашей стране за рассматриваемый период позволяет отметить следующее:
-
В многоспутниковых системах связи, ретрансляции, навигации, радиотехнической разведки и системы предупреждения о ракетном нападении используются КА с гарантийным ресурсом 1-3 года. Фактические средние сроки функционирования превышают гарантийные на 1-2 года. Отдельные образцы имеют САС 5-8 и даже 10 лет (при их использовании в пониженных категориях технического состояния или в резерве). Ежегодное число пусков для восполнения многоспутниковых КС весьма высоко. Это обусловило значительный расход средств на развертывание и восполнение КС в течение 15-20 лет их эксплуатации.
-
Для всех серийных КА система энергопитания является бортовой аппаратурой, в основном определяющей технический ресурс КА. Для большинства КА после истечения гарантийного САС характеристики системы энергопитания значительно ухудшаются, и КА используется с ограничениями по целевому назначению.
-
Вторым по важности фактором, влияющим на долговечность КА, является уровень технологии и культуры производства. Диапазоны разброса сроков активного существования КА, наработок на отказ бортовой аппаратуры весьма значите льны, что свидетельствует о недостаточном уровне стабильности качества производства БА. Это приводит к преждевременным,до истечения гарантийного САС, отказам КА, использованию резервирования в объектах в основном для парирования дефектности и в меньшей степени для увеличения долговечности.
-
Обеспечивающая аппаратура КА разработки начала и середины 1970-х гг. (КИС, КДУ, СТР, СОС, СТК) имеет технический ресурс порядка 7-10 лет. Это свидетельствует о неравнопрочности серийных КА по критерию долговечности и значительных резервах для повышения долговечности КА в целом. Спецаппаратура КА (ретрансляторы, БИНС) имеет технический ресурс порядка 7 лет.
-
В нашей стране завершено в 1995 г. развертывание уникальной навигационной системы ГЛОНАСС в составе 24 КА. На проведение летных испытаний и развертывание орбитальной группировки использовано 68 КА (для сравнения напоминаем, что в КС Navstar для решения тех же задач было использовано 34 КА). Гарантийный САС серийных КА составляет 3 года, средний САС – порядка 4 лет, при значительном диапазоне разброса сроков активного существования КА (2-5 лет).
-
Завершаются летные испытания КА “Экспресс” и “Галс” с гарантийными САС 5 лет. На этапе разработки находятся навигационные КА с гарантийным САС 5-7 лет. НПО ПМ разрабатывает модуль обеспечивающих систем с техническим ресурсом порядка 10 лет.
-
Разработаны методические подходы и алгоритмы по заданию и нормированию требований по долговечности, алгоритмы оценки и прогнозирования долговечности КА ДФ,а также алгоритмы определения объема производства при известных характеристиках долговечности К А ДФ для различных стратегий их эксплуатации.
На основе изложенного выше можно сделать следующие выводы:
-
необходимо существенное повышение долговечности КА, используемых в многоспутниковых системах;
-
в противном случае решение задач развертывания и восполнения многоспутниковых космических систем в современных условиях практически невозможно;
-
об этом свидетельствует опыт развертывания и восполнения КНС ГЛОНАСС;
-
технический и гарантийный ресурс КА определяет система энергопитания;
-
спецаппаратура и обеспечивающая БА, разработанная с использованием элементной базы начала и середины 1970-х гг., имеет технический ресурс порядка 7-10 лет.
Учитывая реальное положение дел с обеспечением долговечности существующих и разрабатываемых КА, можно сделать следующие рекомендации в части требований по долговечности к КА ДФ на период 2000-2010 гг:
-
В течение первого периода (2000-2005 гг.) необходимо разработать КА с гарантийными САС 5-7 лет. При гарантийном САС 5 лет это определит следующие объемы производства КА для эксплуатации КС в течение 10 лет:
– число КА в системе – 6. Объем производства – не более 15 КА;
– число КА в системе – 8. Объем производства – не более 20 КА;
– число КА в системе – 24. Объем производства – не более 56 КА. -
В течение второго периода (2005-2010 гг.) необходимо решить задачу по разработке КА с гарантийными САС 7-10 лет. При гарантийном САС 7,5 лет это определит следующие объемы производства КА для эксплуатации КА в течение 15 лет: число КА в системе – 6. Объем производства – не более 15 КА; число КА в системе – 8. Объем производства – не более 20 КА.
-
Наиболее актуальной задачей в настоящее время является разработка навигационного КА с гарантийным САС 7 лет.
-
До 2010 г. необходимо создать навигационный КА с гарантийным САС 10 лет.
Носителями тяжелого класса из числа зарубежных стран располагают США, страны Европейского космического агентства (ЕКА) и Япония. Первые тяжелые носители были созданы американцами в 1964-1967 гг. для обеспечения лунной программы Apollo. Самый мощный из них Saturn-5 позволял выводить на околоземную орбиту высотой 500 км полезный груз массой около 120 т. С завершением программ Apollo и Skylab…
Китай эксплуатирует КА военного и двойного применения для связи, метеообеспечения, ДЗЗ, а также запускает экспериментальные КА, в том числе военные. Для управления этими КА предназначен многопунктный, организационно единый НКУ, эксплуатируемый Китайским объединением по запускам, слежению, телеметрии и управлению КА. Это объединение подчинено Комитету по оборонной науке, технике и оборонной промышленности (КОНТОП) Госсовета. В состав НКУ…
Существенное возрастание сложности РКТ, разработка КА длительного функционирования и высокие требования к безотказности внесли принципиальные изменения в методологию обеспечения и контроля их надежности. Основное внимание при обеспечении и контроле надежности РКТ было направлено на анализ причин потенциальных и имевших место при испытаниях отказов, разработку эффективных мероприятий по их предупреждению. Основные принципы современной методологии обеспечения и…
Ракета-носитель “Старт-1” создана Научно-техническим центром (НТЦ) “Комплекс” Московского института теплотехники (МИТ), который хорошо известен как создатель межконтинентальных баллистических ракет, в том числе МБР “Тополь” (SS-25), ставшей прообразом нового носителя. РН “Старт-1” предназначена для вывода малых космических аппаратов на низкие околоземные орбиты. Уже было проведено два успешных пуска этой ракеты-носителя с космодрома Свободный с экспериментальным КА…
Существующая система средств выведения имеет в своем составе КРК легкого, среднего и тяжелого классов, базирующиеся на отечественном космодроме Плесецк и космодроме Байконур, расположенном на территории Республики Казахстан. Переход под юрисдикцию бывших республик СССР объектов космической инфраструктуры поставил перед Россией ряд проблем: обеспечение независимости в осуществлении космической деятельности, и в первую очередь в военной области; рациональное…
Сложность объектов ракетно-космической техники обусловлена многообразием решаемых ими задач научного, социально-экономического и оборонного характера. В перспективе многофункциональные объекты РКТ по своим возможностям будут приближаться к автоматическим летающим роботам, а их группировки и комплексы управления – к большим пространственно распределенным интеллектуальным системам. Такие системы топологически могут быть представлены в виде наземно-космической интеллектуальной информационной сети. Интеллектуальность сети,…
При создании европейских носителей использовался принцип постепенного совершенствования существующих систем, считающийся традиционным в самолетостроении. Это показывают различные модификации РН, в том числе РН Ariane-4. В отличие от них тяжелая Ariane-5 – новый шаг вперед во всех отношениях, поэтому эта РН, как предполагают западноевропейские специалисты, должна стать первой моделью новой серии. С помощью РН Ariane-5 предусматривается…
Национальное управление Японии по космосу NASDA (НАСДА) разрабатывает и эксплуатирует КА связи, ДЗЗ, метеообеспечения и другие, имеющие двойное назначение. Научные КА ведет Институт авиационно-космических исследований ISAS (ИСАС). Обе организации имеют собственные ЦУ КА и КИПы. Однако на некоторых КИПах, расположенных вне территории Японии, по-видимому, установлены средства обеих организаций, которые при необходимости используются совместно. Здесь НКУ…
В России космическое страхование появилось в начале 1990-х гг. Этот период для космической деятельности характеризуется расширением практики создания и эксплуатации космических систем и комплексов на коммерческой основе, выходом ряда предприятий ракетно-космической отрасли на внешний рынок. В связи с этим актуальными становятся вопросы повышения экономической защиты космических проектов, прежде всего за счет созда-ния эффективно действующей системы…
Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева в рамках программы “Ангара” ведет разработку целого ряда ракет-носителей, ключевым звеном которой является создание ракеты-носителя тяжелого класса – носителя XXI в. как транспортной основы космической программы России. ОКР по созданию семейства РН “Ангара” проводится на основании Указа Президента РФ № 14 от 6 января 1995 г. “О создании…