Невероятно, но факт!






купонлар.ру
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.

Состояние и развитие орбитальных станций

Орбитальные средства в зависимости от их принадлежности условно могут быть разделены на несколько больших групп: гражданские КА, коммерческие КА и военные КА. Эти группы, в свою очередь, можно разбить на подгруппы КА по целевому назначению: КА связи, КА дистанционного зондирования Земли, КА навигационного обеспечения, К А метеорологического обеспечения, исследовательские и экспериментальные КА, пилотируемые КА, разведывательные…

Общая характеристика зарубежных комплексов управления КА

Сети слежения за КА (наземные комплексы управления – НКУ, по отечественной терминологии командно-измерительные комплексы – КИК) начали создаваться за рубежом в конце 1950-х гг., с запуском первых КА США. До середины 1960-х гг. НКУ существовали только в США и в СССР. В дальнейшем НКУ были созданы другими странами, международными консорциумами и отдельными частными фирмами. В…

Надежность – основа эффективности функционирования космических систем будущего.

Одним из основных факторов, влияющих на эффективность использования космических систем, является их надежность. В период 1950-1980 гг. недостаточно высокий уровень надежности космических средств, прежде всего ракет-носителей и космических аппаратов, приводил к большому числу аварий и в значительной степени сдерживал развитие ракетно-космической отрасли, использование ее достижений в научных и прикладных програм-мах, развитие международного рынка космических изделий…

Космические биология и медицина

Полеты человека в космос стали возможны благодаря созданию ракетно-космической техники и планомерным исследованиям в областях космических биологии и медицины – новых областях естествознания, изучающих особенности жизнедеятельности человека и других организмов при действии на них факторов космического пространства. Биологические исследования в процессе полетов ракет и первых искусственных спутников Земли открыли путь человеку в космос и во…

Перспективные направления совершенствования химических ракетных двигателей

На настоящем этапе развития космических транспортных средств сложилась ситуация, когда возможности по совершенствованию химических ракетных двигателей традиционных типов (на основе стационарных или медленно протекающих рабочих процессов) практически полностью исчерпаны и ограничены незначительным улучшением энергомассовых характеристик, достигаемым, как правило, в ущерб надежности, безопасности и экологичности. Качественный скачок в развитии космических транспортных средств может быть достигнут путем…

Опыт создания и эксплуатации отечественных наземных комплексов управления КА

До начала 1990-х гг. единым генеральным заказчиком космической техники и средств управления КА являлось Министерство обороны. НКУ всех КА научного, социально-экономического и военного назначения создавались в рамках наземного автоматизированного комплекса управления (НАКУ) Минобороны, под которым понимается вся совокупность наземных комплексов управления различными типами КА. Это позволяло применять многопунктную технологию управления КА, при которой расширялась зона…

Юридическое содержание принципа сотрудничества в международном космической праве

Влияние норм международного космического права на сотрудничество государств в деле исследования и использования космоса выражается в регулировании конкретных отношений между государствами, возникающих при осуществлении совместного исследования и использования космического пространства. Особая роль международного сотрудничества в данной области диктует необходимость выявления четкого юридического содержания его ключевых правовых принципов. Осуществление международного сотрудничества в разрешении различных международных проблем…

Основные направления развития орбитальных средств

Новые технологии, носящие революционный характер, существенным образом повлияют на облик, характеристики и стоимостные показатели орбитальных средств XXI в. Эксперты выделяют следующие основные направления, определяющие разработки перспективных КА: Бортовая обработка, источники питания, средства связи. Новые принципы использования КА, заключающиеся в оплате потребителями услуг только тогда, когда они ими пользуются, повлекли за собой необходимость создания бортовых средств…

Многоразовые транспортные космические системы

В настоящее время в мире существует одна действующая многоразовая космическая система – американская Space Shuttle. Регулярные эксплуатационные запуски МТКС начались в ноябре 1982 г. По состоянию на 1 января 1999 г. осуществлено 93 полета, один из которых (двадцать пятый) завершился катастрофой МТКС с утратой орбитальной ступени (ОС) Challenger. МТКС Space Shuttle представляет собой двухступенчатую ракетную…

Обеспечение надежности перспективных средств выведения

В настоящее время в ведущих ракетно-космических странах мира проводятся интенсивные работы по созданию перспективных средств выведения. Позади длительный, сорокалетний (1957-1997 гг.) период создания ракет-носителей на основе боевых ракет. Значительное числомодификаций базовых моделей, разработанных в отмеченный период, созданы путем модернизации отдельных элементов РН в рамках установленных компоновочных схем. Эволюционный период совершенствования РН завершается, потенциальные возможности старых…

Все права защищены ©2006-2019. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!. Email: hi@poznovatelno.ru