Техническое состояние космических изделий в 1, 2 и 3 степенях готовности

Введение
Организуя национальную космическую деятельность и участвуя в международном сотрудничестве, Россия будет твердо придерживаться изложенных ниже принципов и призывает к этому другие страны.Оказывая всестороннюю, в том числе и финансовую, государственную поддержку космической деятельности, Россия будет исходить из принципа ее соответствия развитию технико-экономического потенциала страны и сохранения ее роли в стимулировании создания новейших технологий, а также придерживаться принципа целесообразности развития уже освоенных и новых направлений космической деятельности с учетом их вклада в экономику страны, обеспечения ее обороны и безопасности, достижения лидирующего положения российской науки, преимущественного использования критерия «эффективность-стоимость» при выборе конкретных проектов, доведения до реального использования результатов космической деятельности.Для реализации стратегических интересов в космосе России важен независимый доступ в космос, гарантированно исключающий риски недружеских действий со стороны других стран. В связи с этим Россия будет последовательно отстаивать принципиальное право любой страны на независимый доступ в космос с учетом безусловного выполнения обязательств по нераспространению ракетных технологий. Реализуя принцип независимости и партнерства, Россия и впредь будет создавать возможности для обеспечения со своей территории и территории других стран запуска как отечественных, так и зарубежных космических аппаратов. По задачам, преимущественно научного и социально-экономического характера, будет поощряться формирование стратегических партнерств с зарубежными странами с учетом общей динамики развития международных отношений и на выгодных для России условиях.Решение целого ряда проблем выживания человеческой цивилизации, задач рационального освоения дальнего космоса и использования ближнего космоса сопряжено со значительными ресурсными затратами и возможно лишь при сотрудничестве государств. Россия, постоянно расширяя участие в международном сотрудничестве, будет придерживаться принципа взаимовыгодного сотрудничества.Цель работы – рассмотреть технические состояния в готовностях космической техники, необходимость содержания изделий в разных степенях готовности.1 Понятия готовности космической техники к использованию по назначениюГотовность: Способность изделия выполнить требуемую функцию при данных условиях в предположении, что внешние ресурсы обеспечены.Общие требования по выбору, обоснованию, классификации, структуре, нормированию показателей надежности единичных (мелкосерийных) автоматических космических аппаратов и космических систем (космических комплексов) на их основеВыбор, обоснование, классификация и структура ПН и их нормирование должны включать в себя выбор номенклатуры вероятностных ПН, обоснование численных значений ПН АКА и его составных частей, формулирование критериев отказов и предельных состояний, задание требований к методам контроля надежности, выбору технических требований к конструкции АКА, техническому обслуживанию, действиям персонала, направленным на обеспечение надежности. В целях прогнозирования значения ПН на стадиях проектирования и конструирования должны использоваться характеристики вероятностных и полувероятностных математических моделей создаваемых изделий. На стадии ЭО, испытаний и эксплуатации роль ПН должны выполнять статистические оценки соответствующих вероятностных характеристик.Разработку единичных (мелкосерийных) АКА следует проводить с учетом следующих определяющих факторов:- быстрого накопления экстремальных условий при эксплуатации и обеспечения оптимальной защиты от них;- минимального количества изделий электронной техники и только высокого качества (либо с приемкой "SPACE" с соответствующим сертификатом, либо с приемкой "ОС", прошедших обязательный 100% ДНК и ВК);- выбора радиационно-стойкой элементной базы с соответствующим сертификатом;- все бортовые системы должны пройти АИ, КИ и предварительные испытания. До установки на летный АКА для выявления скрытых производственных дефектов должна быть проведена технологическая наработка (технологический прогон) РЭА на заводе - изготовителе РЭА в объеме, определенном документацией главного конструктора РЭА;- обеспечения защиты от статического электричества;- максимальной отработки логики полета и защиты от НШС, в т.ч. проверок АКА на живучесть.Для обоснования значений ПН необходимо использовать расчетные, экспериментальные или расчетно-экспериментальные методы.Расчетные методы используют для изделий, по которым отсутствуют статистические данные, полученные в ходе испытаний аналогов (прототипов).Экспериментальные методы применяют для изделий, по которым возможно получение статистических данных в процессе испытаний или имеющих аналоги (прототипы), позволяющие оценить их ПН, а также тенденции изменения ПН от одного аналога к другому. Такие оценки ПН используют вместо расчетных ПН изделия и (или) его составных частей.Расчетно-экспериментальные методы применяют в тех случаях, когда по отдельным составным частям имеются статистические данные о надежности, а по другим - результаты расчетов, или когда предварительные результаты испытаний изделий, полученные входе разработки, позволяют уточнить расчетные значения ПН.Для поэтапного задания требований по надежности необходимо применять расчетно-экспериментальные методы, основанные на моделях роста надежности в процессе отработки изделий и освоения их в производстве.Модели роста определяют по статистическим данным, полученным при создании и (или) эксплуатации изделий-аналогов.Задание требований к надежности, оценку и контроль надежности КС (КК), АКА и их составных частей проводят с учетом вида КС (КК), структуры и процесса их функционирования.Вид КС (КК) устанавливают в зависимости от классификации, приведенной в приложении А.При установлении структуры КС (КК) используют уровни и составные части соответствующих КС (КК), приведенные в приложении Б.В процессе функционирования конкретных КС (КК) выделяют периоды, которые различаются задачами и составом работающих изделий КС (КК), режимами и условиями их функционирования.Результаты работы КС (КК) и их изделий в каждом периоде функционирования характеризуются выходным эффектом, который в зависимости от характера решаемых задач может быть дифференциальным или интегральным.ПН КС (КК), АКА подразделяют на обобщенные, основные и дополнительные.Обобщенные ПН КС (КК), АКА характеризуют надежность на всех периодах эксплуатации при заданных способах и условиях применения.Основные ПН характеризуют надежность КС (КК), АКА в отдельные периоды эксплуатации.Дополнительные ПН КС (КК), АКА используют для решения частных задач обеспечения, оценки и контроля надежности.Обобщенным ПН КС (КК), АКА является вероятность того, что выходной эффект, полученный за все периоды функционирования КС (КК), АКА (интегральный выходной эффект) будет не ниже заданного.Основным ПН КС (КК), АКА является вероятность того, что выходной эффект, полученный в отдельно взятый период функционирования или в произвольный момент времени (дифференциальный выходной эффект) будет не ниже заданного.Номенклатуру дополнительных ПН определяют, исходя из особенностей конкретных типов КС (КК), АКА и их изделий.ПН АКА и их составных частей подразделяют также на единичные - характеризующие одно из свойств, составляющих надежность АКА, и комплексные - характеризующие несколько свойств, составляющих надежность АКА.Рекомендуемая номенклатура ПН беспилотных АКА приведена в приложении В.ПН многоцелевых КС (КК), АКА задаются или по каждой из решаемых задач, или в виде вероятности того, что выходной эффект будет не ниже заданного с учетом всех задач, решаемых КС (КК), АКА.Особенности создания АКА дальнего космоса, которые рекомендуется учитывать при выборе, обосновании и нормировании ПН единичных (мелкосерийных) беспилотных АКА с длительными сроками активного существования приведены в приложении Г.Состав и общие правила задания требований к надежности - по ГОСТ 27.003.Требования надежности КС (КК), АКА задают в ТТЗ (ТЗ) в виде требований к ПН и качественных (организационно-технических) требований по обеспечению надежности.При задании требований надежности КС (КК), АКА следует учитывать:- назначение КС (КК), АКА;- состав КС (КК), АКА;- периоды функционирования КС (КК), АКА;- состав средств КС (КК), АКА, задействованных в определенные периоды функционирования.Задание требований к ПН КС (КК), АКА и их изделий в ТТЗ (ТЗ) включает:- определение номенклатуры ПН;- задание количественных значений ПН;- задание значений контрольных уровней ПН и доверительных вероятностей, с которыми контрольные уровни ПН должны быть подтверждены к моменту завершения ЛИ;- задание порядка и условий контроля и подтверждения требований к ПН.Контрольные уровни ПН могут быть установлены отдельным техническим решением головного разработчика и заказчика, согласованным с ГНИИ генерального заказчика КС (КК), АКА и ГНИО РКП.Требования к КС (КК), АКА в целом предъявляют в одном из следующих видов:- обобщенного ПН КС (КК), АКА;- обобщенного показателя и совокупности основных ПН для отдельных наиболее важных периодов функционирования;- совокупности основных показателей для всех периодов функционирования КС (КК), АКА.Требования к ПН КС (КК) АКА и их составных частей устанавливают в ТТЗ (ТЗ) в виде:- нормативного значения ПН ;- контрольного уровня ПН (нижней односторонней доверительной границы , толерантного предела , если улучшению надежности соответствует большее значение показателя, и верхней односторонней доверительной границы , толерантного предела , если улучшению надежности соответствует меньшее значение показателя);- нормативного значения доверительной вероятности , с которой должен быть подтвержден контрольный уровень ПН к моменту завершения ЛИ.При нормировании контрольных уровней ПН и доверительных вероятностей необходимо учитывать:- возможные потери, которые могут иметь место вследствие неточной оценки фактической надежности;- планируемый объем НЭО;- планируемый объем ЛИ.Для задания требований к ПН КС (КК), АКА и их составных частей в общем случае проводят:- выбор (обоснование) целевой функции;- выбор (разработку) модели процесса создания, модели функционирования (модели надежности) и экономической модели обеспечения надежности;- выбор (разработку) метода нормирования ПН изделий КС (КК), АКА;- уточнение факторов, учитываемых при задании требований к надежности;- подготовку исходных данных;- исследования с использованием моделей для определения значений ПН.В ТТЗ (ТЗ), наряду с номенклатурой и количественными значениями ПН, устанавливают:- характер (содержание и единицы измерения) выходного эффекта КС (КК), АКА, выходных эффектов периодов функционирования, выходных эффектов изделий КС (КК), АКА;- критерии отказов КС (КК), АКА и их изделий с указанием признаков нарушения их работоспособного состояния;- критерии предельных состояний изделий КС (КК), АКА с указанием признаков невозможности или нецелесообразности использования изделий по целевому назначению.С целью контроля надежности в процессе экспериментальной отработки головное предприятие - разработчик КС (КК), АКА по согласованию с заказчиком КС (КК), АКА и ГНИИ заказчика и ГНИО РКП может устанавливать промежуточные контрольные уровни ПН изделий или промежуточные значения доверительных вероятностей, с которыми контрольные уровни ПН должны быть подтверждены к началу ЛИ.Для единичных (уникальных) КС (КК) и их изделий, в том числе для уникальных АКА длительного функционирования со сроком активного существования более пяти лет, в обоснованных случаях допускается использовать следующие варианты задания в ТТЗ (ТЗ) на КС (КК), АКА требований к ПН.Первый вариант:- задают количественные значения ПН без указания доверительных вероятностей, с которыми должны быть подтверждены заданные показатели.Второй вариант:- устанавливают нормативное число пусков РКН с КА , которые могут быть использованы при выполнении программы применения КС (КК), АКА;- устанавливают нормативное число КА , которые должны выполнить задачи в процессе применения КС (КК), АКА.Третий вариант:- устанавливают нормативное число пусков РКН с КА , которые могут быть использованы при выполнении программы применения КС (КК), АКА;- устанавливают нормативное значение вероятности  того, что число РКН с КА, фактически использованных при выполнении программы применения КС (КК), не превысит значения .При использовании каждого из указанных вариантов задания требований к надежности в ТТЗ должны быть установлены виды и объемы испытаний единичных (уникальных) изделий КС (КК), АКА при экспериментальной отработке (с последующим включением в КПЭО), объемы ЛИ КС (КК), АКА (с последующим включением в Программу ЛИ).Качественные (организационно-технические) требования к обеспечению надежности устанавливают в ТТЗ (ТЗ) в виде требований:- к проведению предупредительных, контрольных и защитных мероприятий по обеспечению надежности, которые должны быть в обязательном порядке выполнены на соответствующих этапах создания, производства и эксплуатации КС (КК), АКА и их изделий;- к порядку контроля выполнения указанных требований и отчетности.Методы задания и нормирования требований к надежности изделий КС (КК), АКА могут конкретизироваться в стандартах на соответствующие виды изделий.2 Техническое состояние космических изделий в 1, 2 и 3 степенях готовности, длительность нахождения изделий в степенях готовности и причины временных ограничений нахождения в готовностях к применениюОсновными требованиями по надежности КС (КК) должны быть:- получение выходного эффекта КС (КК) (дифференциального или интегрального) с вероятностью , не менее заданной .Примечание - Получение выходного эффекта КС (КК) равноценно выполнению оперативного коэффициента готовности всех входящих в нее составных частей, т.е.:- критерии отказа и предельных состояний КС (КК), т.е. при каком уровне  КС (КК) не подлежит дальнейшей эксплуатации, поскольку уровень выходного эффекта ниже установленного заказчиком, или дальнейшее поддержание работоспособности КС (КК) экономически нецелесообразно;- срок службы (срок эксплуатации) КС (КК) с учетом необходимости восполнения орбитальной группировки;- срок службы КС (КК), гарантийный и технический ресурс КС (КК), заложенные при проектировании и подтвержденные результатами НЭО и ЛИ на АКА-аналогах;- вероятность восполнения ОГ за заданное время;- вероятность выведения АКА на рабочую орбиту;- время подготовки КС (КК) к началу штатной работы с АКА после выведения АКА на рабочую орбиту;- указание о том, что ресурсных ограничений по любым составным частям КС (КК) в пределах срока службы КС (КК) быть не должно;- указание о том, что после завершения АИ всех составных частей и ПО КС (КК) должны быть проведены их КИ, по результатам которых дается заключение о готовности КС (КК) и ее составных частей к ЛИ;- указание об упреждающем создании полной и тщательной логики работы КС (КК) и АКА с отражением всех НШС на уровне КС (КК) и АКА и подтверждении полноты написания и отладки всех алгоритмов ПО с демонстрацией живучести КС (КК) и АКА, в том числе при возникновении НШС;- указание о необходимости проведения регламентных проверок составных частей КС (КК) в процессе хранения или подготовки к применению.Анализ и оценку надежности конкретного вида КС (КК), АКА и их составных частей по результатам проектных работ, ЭО, ЛИ и эксплуатации проводят по методикам ГПР КС (КК), АКА, разрабатываемым на этапе разработки рабочей документации. Методики оценки надежности КС (КК), АКА должны быть согласованы с ГНИИ заказчика, с ГНИО РКП и с представителем заказчика в организации - разработчике методики (при его наличии). Методики оценки надежности составных частей КС (КК), АКА должны быть согласованы с организациями, выдавшими ТЗ на разработку изделий, соответствующими научно-исследовательскими организациями по направлениям деятельности и с представителем заказчика в организации - разработчике методики (при его наличии).Для повышения качества и эффективности проектных и экспериментальных работ при создании КС, КК, АКА и их составных частей в ПО надежности предусматривают проведение АВПКО. По результатам АВПКО должен быть предусмотрен выпуск перечня критичных элементов и программы контроля критичных элементов, содержащей мероприятия по уменьшению их критичности. Отчет о выполнении программы контроля критичных элементов должен быть приведен отдельным разделом в итоговом отчете о технической готовности КС (КК), АКА к ЛИ.Примечание - Для единичных испытаний при недостатке материальной части критерием для подтверждения расчетных показателей надежности испытываемого объекта являются положительные результаты испытаний по всем внешним и внутренним воздействующим факторам, включая их увеличение не менее чем на 10% эксплуатационных значений, отраженное в программах испытаний и согласованное с заказчиком (представителем заказчика).Подтверждение соответствия требованиям безопасности на этапе наземной отработки осуществляется:- проведением АИ, КИ и МВИ АКА с выпуском соответствующих отчетов, а также итоговых отчетов по результатам НЭО с заключениями разработчика о готовности к ЛИ;- научно-технической экспертизой результатов НЭО ГНИИ заказчика с выпуском заключения о готовности АКА к ЛИ;- выдачей заключения ГПР и заключения разработчиков составных частей о готовности АКА к ЛИ;- сертификацией технической готовности АКА к ЛИ, которую проводит независимый аккредитованный орган системы обязательной сертификации космической техники научного и социально-экономического назначения;- экспертизой и согласованием Программы ЛИ АКА ГНИИ заказчика;- контролем государственным заказчиком (заказчиком) готовности АКА к ЛИ путем создания Государственной комиссии по ЛИ АКА, а также утверждения Программы ЛИ АКА.В целом на этапе наземной отработки должны быть проведены следующие работы:а) анализ:- степени выполнения требований комплексной программы ЭО при испытаниях АКА и его составных частей (или при испытаниях аналога или прототипа);- степени выполнения ПОН АКА и его составных частей;- отчетов по окончании испытаний составных частей АКА, представляемых разработчиками составных частей АКА;- результатов приемо-сдаточных испытаний, проводимых на предприятии;- отчетов разработчиков по устранению замечаний, неисправностей и отказов, обнаруженных во время испытаний;б) оценка:- результатов наземных испытаний;- выполнения рекомендаций по устранению имевших место замечаний, неисправностей и отказов;- соответствия технических характеристик требованиям, предусмотренным ТЗ, на основании результатов испытаний;- приемо-сдаточных испытаний, режимов испытания АКА и его составных частей, подлежащих ЛИ.Подтверждение соответствия на этапе ЛИ осуществляется:- государственным контролем через Решение Государственной комиссии о начале ЛИ АКА по результатам рассмотрения письменных заключений о готовности к ЛИ ГПР АКА, разработчиков составных частей АКА, эксплуатирующих организаций и служб, обеспечивающих ЛИ, заключения ГНИИ государственного заказчика (заказчика), сертификата технической готовности АКА к ЛИ;- анализом результатов ЛИ АКА с выпуском ГПР АКА итогового отчета о завершении ЛИ АКА в соответствии с Программой ЛИ АКА;- принятием решения Государственной комиссии о завершении ЛИ АКА с анализом результатов его ЛИ и с оценкой выполнения Программы ЛИ, соответствия характеристик, заданных в ТТЗ, и выпуском соответствующего Акта Госкомиссии с заключением о возможности использования АКА для решения целевых задач, а также о возможности начала серийного производства (если оно предусмотрено);- подтверждением соответствия АКА установленным требованиям по результатам проектирования, НЭО и ЛИ сертификатом соответствия в системе обязательной сертификации космической техники научного и социально-экономического назначения. Сертификат соответствия АКА выдается органом по сертификации, аккредитованным федеральным органом исполнительной власти по космической деятельности;- представлением Государственной комиссией информации об основных результатах ЛИ АКА Правительству Российской Федерации, федеральному органу исполнительной власти по космической деятельности.Подтверждение соответствия на этапе эксплуатации осуществляется в форме экспертизы результатов обработки информации, полученной при подготовке к пуску, при пуске и в процессе полета АКА с выпуском отчетов эксплуатирующей организацией.

Заключение
Отдельные узлы (системы) составных частей экспериментального космического корабля, вводимые в эксплуатацию, могут иметь только назначенный ресурс (сроки) по согласованию с Заказчиком комплекса.Запасные части и расходные материалы комплектуются и поставляются эксплуатирующей организации производителем изделия.2. Объем и продолжительность работ, выполняемых при вводе в эксплуатацию составных частей космического аппарата, состав используемого оборудования, численность, уровень подготовки и дислокации персонала должны быть обоснованы на стадии эскизного проекта.3. В сроки, установленные совместными решениями Заказчика и предприятий-поставщиков, на вводимый в эксплуатацию объект должны быть доставлены:• мобильные установки, используемые при вводе в эксплуатацию элементов КС;• средства досмотра объектов Гостехнадзора;• рабочие эталоны поверки средств измерений и тренажеров (при необходимости);• схема РКП;• документация, необходимая для организации и выполнения работ (технические задания, программы и методики испытаний, формы и паспорта на узлы и системы, формы элементов КК, паспорта маршрутов (журналов) и технологических процессов испытаний, конструкторские и нормативные документы).Модели (аналоги) должны создаваться в дизайне, соответствующем специфике решаемых задач. Эти задачи определяются на этапе разработки программ обеспечения надежности и безопасности элементов космического аппарата и задаются в комплексной программе их экспериментальной отработки. Все улучшения стандартного изделия, сделанные в процессе его эксплуатации, должны относиться к модели (аналогу) изделия.4. Вся документация должна быть проработана и введена в действие.

Список использованной литературы

Rapp L., Paulino V., Martin A. Satellite Miniaturization. Are new space entrants about to threaten existing space industry. Space Institute for Research on Innovative Uses of Satellites, 2014, 26 p. URL: http://publications.ut-capitole.fr/id/eprint/23563Prospects for the small satellite market. A global supply and demand analysis of government and commercial satellites up to 500 kg. A Euroconsult Executive Report, 2017. URL: https://mailchi.mp/euroconsult-ec/smallsat2020Бомштейн КГ., Гранич В.Ю. Миниатюризация космических аппаратов: разработка и применение. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 201В, № 7, с. 24-35.Пригожин A.H Цели и ценности. Новые методы работы с будущим. Москва, Дело, 2010, 432 с.Фортескью П., Cyайнерд Г., Огарк Д., ред. Разработка систем космических аппаратов. Москва, Aльпина Паблишер, 2015, 765 с.Матвеев Ю.А., Позин А.А., Юнак А.И. Прогнозирование и управление экологической безопасностью при реализации сложных технических проектов. Москва, Изд-во МАИ, 2005, 367 с.Матвеев Ю.А., Позин А.А., Шершаков В.М. Ракетные технические средства геофизического мониторинга, их развитие и возможность. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2017, № 8, с. 26-31.Биркин И.А. О возможностях использования метода анализа иерархий для сравнительной оценки средств выведения космических аппаратов. Космонавтика и ракетостроение, 2019, вып. 6 (111), с. 145-157.ГОСТ Р 53802-2010. Системы и комплексы космические. Термины и определения