Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
На этом уровне также проводятся испытания на надежность, выявляются возможные нештатные ситуации в системе при отказе отдельных элементов или узлов. Выявляются зависимости изменения характеристик системы (как выходных параметров, так и обеспечивающих надежность функционирования) от возможных вариаций эксплуатационных условий, предварительно установленных в ТЗ на систему. Определяется вероятность и критичность отказов. Пересматриваются заданные запасы надежности, степени резервирования системы.
Уровень IV. Экспериментальная комплексная отработка макетов, опытных образцов, отдельных блоков, ЛА в целом, в том числе по уточнению условий ТЗ, действительных натурных условий, с учетом новизны опытных работ; по контролю конструктивного и технологического выполнения и совместимости систем.
Комплексная отработка на этом уровне разделена на следующие направления:
а) прочностные испытания, статические и динамические (вибрации) при нагружениях;
б) испытания на работоспособность в условиях вакуума (в барокамерах);
в) испытания на электрические нагружения;
г) примерочные испытания на стартовом столе аппарата вместе с носителем и наземным оборудованием;
д) экспериментальные летные испытания отдельных блоков или макетов на самолетах или других ранее отработанных ЛА;
е) отработка измерительных систем совместно с основными (совместимость, допустимые уровни помех, точность);
ж) огневые испытания; стендовые огневые испытания экспериментальных ступеней и огневые приемочные испытания летных ступеней;
з) комплексные испытания электрических, механических, пневматических, гидравлических систем.
29
Следует отметить, что по существу только уровень IV испытаний является начальным, первым уровнем испытаний сложной технической системы в целом. Все предыдущие уровни испытаний были испытаниями только составляющих подсистем. Поэтому специалист-экспериментатор, испытатель сложных технических систем начинает свою работу только на уровне IV испытаний. На предыдущих уровнях испытаний основные работы проводят, как правило, специалисты-смежники, изготовляющие отдельные компоненты, подсистемы. Однако они должны руководствоваться основными положениями по проведению испытаний, соблюдать режимы нагружений, учитывая взаимовлияние стыкуемых систем, с уточнением их на более высоких уровнях экспериментальной отработки ЛА.
Уровень V. Контрольно-проверочные, доводочные, комплексные испытания штатных блоков и ЛА в целом:
а) входной контроль систем или отдельно поставляемых узлов, приборов, агрегатов;
б) контроль и доводка монтажно-сборочных работ. Прозвонка кабельной сети, проверка целостности изоляции электросхем;
в) наземный контроль всех электрических нагружений и точности показателей функционирования всех систем;
г) штатные контрольные проверки всех механических устройств на целостность и функционирование;
д) штатные контрольные комплексные проверки всех систем (силовых, автоматических, электрических, вспомогательных и др.) на их нормальное функционирование в целом и готовность.
Выявление относительно слабых мест систем, возможных причин нештатных, аварийных ситуаций, необходимости введения резервирующих элементов в системы при высокой критичности отказов и малых запасах надежности и определение путей выхода из нештатных ситуаций при малых вероятностях и малой критичности отказов.
Уровень VI. Подготовка и проведение летно-конструкторских испытаний (ЛКИ). Комплексные контрольно-проверочные, доводочные испытания ЛА в целом с наземным оборудованием: пусковым, стартовым, измерительным, управляющим. Высший уровень иерархии.
Уровень VII. Обработка и анализ результатов ЛКИ с возвратом на любой нижний уровень иерархии при выявлении недостатков и уточнение требований (условий) к отдельным системам, узлам и агрегатам.
В связи с тем, что принята адаптивная (приспосабливающаяся) система отработки, должна быть предусмотрена возможность возвращения на нижний уровень отработки с любого этапа, в виде обратной связи по мере накопления информации на высшем уровне.
Принятая иерархическая многоуровневая схема экспериментальной отработки позволяет выработать методы планирования объемов испытаний, основывающиеся на следующих положениях:
30
— чем выше иерархический уровень отработай, тем меньшее количество испытаний необходимо для обеспечения отработки, т.е. схема представляет собой пирамиду с широким основанием в виде уровня I, сходящуюся в вершину уровня VI, так как уровень VII, являясь самостоятельным, все же представляет собой как бы продолжение уровня VI иерархии;
— требования к экспериментальным образцам ЛА в целом или его блоков по количеству и степени отображения комплекса натурного (летного, штатного) изделия определяются возможностями задания и воспроизведения рабочих условий или отрабоки отдельных систем.
Указанные выше положения позволяют оптимизировать программу экспериментальной отработки. Они дают возможность создать физические и математические модели каждого этапа (уровня) испытаний, что позволяет выбрать математический аппарат для обработки результатов измерений, анализа результатов испытаний, поиска неисправностей, технической диагностики, прогнозирования. Исходя из требований к иерархическим уровням экспериментальной отработки, определяются объемы испытаний для каждого уровня. На нижних уровнях проводятся массовые испытания для выявления неоднородностей, микроструктурных дефектов и редко встречающихся производственных дефектов элементов, а на верхних уровнях — единичные испытания только для выявления часто встречающихся (систематических) конструктивных и производственных дефектов, которые могут возникнуть при сборке элементов в узлы и системы, а также для определения (уточнения) условий работы систем и узлов. Так, для программ высшего уровня иерархии ЛКИ носителей в США (типа «Сатурн-5») характерна тенденция сокращения числа пусков, которая достигла на настоящий момент, по-видимому, предела: 1 — 2 пуска
