Невероятно, но факт!
Главная / Космос / Обеспечение требуемого уровня надежности и безопасности Международной космической станции

Обеспечение требуемого уровня надежности и безопасности Международной космической станции

Впервые в истории ракетно-космической техники реализуется крупнейший международный проект – создание Международной космической станции. Ранее выполненные и реализуемые в настоящее время космические программы уступают проекту МКС по масштабу и объему задач, составу стран-участниц и организаций-соисполнителей, ответственности за решение вопросов надежности и безопасности в процессе создания и длительной эксплуатации МКС.

Вопросам обеспечения надежности и безопасности уделялось достаточное внимание во всех советских и американских пилотируемых программах: “Восток”, “Восход”, “Союз”, “Салют”, “Мир”, Mercury, Gemini, Apollo, Skylab, “Аполлон” – “Союз”, Space Shuttle.

Решение теоретических и практических вопросов обеспечения надежности и безопасности в отмеченных программах позволило накопить значительный опыт в России и США, который необходи-мо использовать для обеспечения надежности и безопасности в рамках международного проекта по созданию МКС.

Для обеспечения надежности и безопасности МКС особо важное значение имеют следующие вопросы:

  • разработка концепции обеспечения надежности и безопасности МКС;
  • обеспечение надежности средств выведения, используемых при создании МКС;
  • управление надежностью и безопасностью МКС на этапе эксплуатации.

Концепция обеспечения надежности и безопасности МКС должна определять:

  • требования к надежности и безопасности МКС в целом;
  • основные принципы обеспечения надежности и безопасности МКС;
  • требования к основным нормативным документам по надежности и безопасности МКС в целом;
  • требования к моделям, алгоритмам, программному обеспечению и методикам оценки и контроля надежности и безопасности МКС.

Проведем оценку технического риска реализации программы создания МКС в части средств выведения. В соответствии с третьей версией графика работ создания МКС в течение 1998-2003 гг. планировалось осуществить (в настоящее время принята пятая версия сборки МКС – Revision Е – на период 1998-2004 гг.):

  • 34 полета МТКК Shuttle (1 полет демонстрационный);
  • 52 пуска РН “Союз”;
  • 3 пуска РН “Протон-К”;
  • 4 пуска РН Н2 (один пуск демонстрационный);
  • 2 пуска РН Ariane-5 (один пуск демонстрационный).

Анализ предложенного плана пусков позволяет установить следующее:

  • осуществление в течение 6 лет 95 пусков РН и полетов МТКК Shuttle представляет собой сложную научно-техническую задачу, для успешного решения которой необходимо осуществить ряд дополнительных мероприятий по повышению надежности РН;
  • использование для создания МКС отработанных и обладающих достаточно высоким уровнем надежности МТКК Shuttle, РН “Протон-К” и “Союз” не вызывает сомнений;
  • использование РН Ariane-5 (из 8 пусков – одна авария, частично успешный пуск и шесть успешных пусков) и РН Н2 (две аварии из 8 пусков) не является, на наш взгляд, достаточно обоснованным.

Наибольшее влияние на итоговую вероятность решения задачи оказывает надежность РН “Союз” и МТКК Shuttle. Для решения задачи создания МКС на уровне надежности раз-вертывания Р = 0,7 требования к надежности РН и МТКК Shuttle должны быть установлены на уровне: РН “Союз” – 0,997 (0,987 -в случае допущения одного отказа); МТКК Shuttle – 0,996; РН “Протон-К” – 0,99; РН Н2 – 0,99; РН Ariane-5 – 0,99.

Тенденции изменения лучших серий успешных пусков РН "Союз"Оценим возможность обеспечения требуемых уровней надежности РН и МТКК Shuttle. Надежность РН “Союз” может быть охарактеризована оценкой 0,992, являющейся оценкой надежности РН по результатам последних 15 лет эксплуатации с учетом статистики пусков РН “Молния”. Потенциальная высокая надежность РН “Союз” (безотказная серия из 112 пусков на рис.) достаточна для успешного выполнения задачи по созданию МКС. Но для осуществления этой возможности необходимо разработать комплекс мероприятий по обеспечению стабильности качества и надежности РН.

Оценка надежности МТКК Shuttle по результатам эксплуатации составляет 0,989. Расчетная оценка последних лет – 0,995. МТКК является восстанавливаемым изделием, поэтому возможность обеспечения уровня надежности 0,996 представляется вполне реальной. Оценка надежности РН “Протон-К” в период 1993-1998 гг. составляет 0,98. РН “Протон-К” неоднократно демонстрирует успешные серии пусков более 25 (максимальное число 52). При принятии дополнительных мер по контролю качества образцов, используемых для МКС, можно обеспечить требуемый уровень надежности.

На основе изложенного выше можно сделать следующие выводы:

  1. Системный подход к оценке технического риска реализации программы создания МКС в части средств выведения позволил установить степень соответствия уровней надежности РН “Союз”, “Протон-К”, Н2, Ariane-5 и МТКК Shuttle системным требованиям.
  2. Для успешного выполнения задачи по созданию МКС должны быть установлены повышенные требования к надежности используемых средств выведения.
  3. Для всех средств выведения должны быть разработаны планы (программы) обеспечения надежности на этапе их использования при создании МКС. Мероприятия указанных планов должны быть прежде всего направлены на обеспечение качества используемой элементной базы, стабильности качества производства и повышение достоверности контроля технического состояния систем и агрегатов РН.

Аварии РН “Протон-К” в 1999 г. и существенные замечания по техническому состоянию кабельной сети МТКК Shuttle свидетельствуют об актуальности данных работ (Shuttle в 1999 г. встали на ремонт). Основой управления надежностью и безопасностью МКС на этапе эксплуатации должна быть автоматизированная система оценки технического состояния, прогноза надежности и безопасности МКС и ее основных модулей (АС “Прогноз”).

АС “Прогноз” должна обеспечивать оценку всей совокупности показателей технического состояния, надежности и безопасности МКС, с использованием которых принимаются решения по управлению эксплуатацией МКС.

Носители среднего класса США

Фирма Lockheed Martin использует для коммерческих запусков три двухступенчатых РН семейства Atlas-Centaur: Atlas-2, Atlas-2A, Atlas-2AS. С 1997 г. не используется их предшественница РН Atlas-1. Эти РН способны выводить КА на орбиту, переходную к геостационарной, и различаются между собой главным образом грузоподъемностью. Эксплуатируемая с 1991 г. РН Atlas-2 (табл.) с 1995 г. производится только в г….

Эволюция и тенденции развития комплексов управления КА за рубежом

До середины 1960-х гг. для управления конкретными типами КА создавались специализированные сети слежения. Они разрабатывались разными фирмами, имели свою аппаратуру управления КА и наземные станции. Это относится к большинству гражданских и военных КА того периода. Недостатком такой организации управления КА было быстрое увеличение числа наземных станций слежения при их относительно малой загрузке, что привело к…

Качественный скачок в развитии орбитальных средств

Учитывая перспективы развития и совершенствования науки и технологий, прогнозируемые потребности государственных и коммерческих структур в использовании космоса,можно сделать вывод, что характерной чертой космической деятельности в XXI в. будет не только стремление к достижению новых количественных и качественных рубежей в развитии космических систем, но и создание новых высокотехнологичных космических средств и систем различного целевого назначения, затрагивающих…

Многоразовые космические системы

Современный уровень развития науки и техники, имеющийся задел в разработке элементной базы многоразовых космических систем (МКС) и созданная к настоящему времени экспериментальная база, а также существующая технология производства в ракетно-космической и авиационной отраслях промышленности позволяют уже в ближайшем будущем рассматривать вопросы, связанные с проектированием и разработкой перспективных МКС. В настоящее время достаточно четко сформировались три…

Назначение и область применения наземного комплекса управления

Под наземным комплексом управления (НКУ) понимают совокупность наземных радиотехнических и вычислительных средств с соответствующим методическим и математическим обеспечением, предназначенных для управления полетом КА и контроля работы его бортовых систем. НКУ функционирует в период орбитального полета КА от момента отделения его от ракеты-носителя до прекращения активного существования. Основные целевые задачи НКУ могут быть сформулированы следующим образом:…

Международно-правовые основы осуществления космической деятельности

Основополагающие нормы и принципы общего международного права в полной мере относятся и к космической деятельности. К таким общим принципам ее организации и практического осуществления относятся, в частности, принципы запрещения национального присвоения, свободного доступа, международной ответственности. Общепризнанным координирующим международным центром по развитию этих принципов в направлении разработки конкретных норм космического права считается Генеральная Ассамблея ООН. Свидетельство…

Носители среднего класса стран Европейского космического агентства

Западноевропейский космический консорциум Arianespace уже более 10 лет эксплуатирует семейство РН среднего класса Ariane-4 (первый пуск РН Ariane-4 был осуществлен 15 июня 1988 г.), коэффициент надежности которой составляет 0,97. Модификации этой РН позволили вывести около 1400 спутников. Ниже описаны модификации, эксплуатируемые в настоящее время. В процессе реализации программы создания трехступенчатой РН Ariane-4 было изготовлено 6…

Направление реструктуризации аэрокосмической промышленности

Аэрокосмическая промышленность – одна из динамично развивающихся, наукоемких, прибыльных и перспективных отраслей мировой экономики. В последние годы эта отрасль охвачена процессами, которые изучаются многими специалистами различного профиля – политологами, экономистами, юристами и т.д. Этот интерес вызван стремлением понять и, по возможности, направлять эти процессы, прогнозировать их дальнейший ход и последствия. Разные авторы используют свои термины…

Космические системы мониторинга

В области систем мониторинга следует выделить ряд приоритетных направлений развития, связанных как с повышением глобальности и оперативности наблюдения земной поверхности и околоземного пространства космическими средствами,так и с повышением эффективности решения задач прогноза и контроля, в том числе перспективные методы прогноза и контроля опасных природных явлений, биоэнергоинформационного состояния районов, городов, сельскохозяйственных угодий, пастбищ, геологического изучения территории…

Пилотируемая космонавтика – магистральное направление

История пилотируемой космонавтики началась 12 апреля 1961 г., когда советский летчик-космонавт Юрий Гагарин совершил первый космический полет продолжительностью 108 минут и навсегда вошел в историю развития нашей цивилизации. Это событие аккумулировало в себе титанические усилия и накопленный научно-технический потенциал ракетно-космической отрасли СССР. Пилотируемое освоение космоса давалось нелегко. Достижения и свершения сопровождались потерями и трагедиями. Мрачный…

Все права защищены ©2006-2020. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!.
Email: hi@poznovatelno.ru