Способ обоснования требуемой периодичности диагностирования автоматических космических аппаратов на основе дискретно-событийной имитационной модели

Одним из возможных путей повышения уровня автономности космических аппаратов (КА) является обеспечение высокой отказоустойчивости их бортовых систем, в том числе за счет развития бортовых и наземных средств диагностирования и восстановления работоспособности бортовой аппаратуры (БА).

Существует связь достоверности диагностирования БА с длительностью интервала автономного функционирования КА и задача рационального распределения функций между наземными и бортовыми средствами контроля технического состояния (ТС) и диагностирования БА КА. При этом средства диагностирования, входящие в состав наземного сегмента системы информационно-телеметрического обеспечения (СИТО) управления КА, используются для проведения планово-периодического углубленного анализа ТС КА, а периодичность проведения такого анализа численно совпадает с интервалом автономного функционирования КА. Ввиду сложности рассматриваемых процессов, наиболее приемлемым способом для оценки указанных временных интервалов видится подход на основе имитационного моделирования.

Рассмотрим поток отказов на борту КА «Ресурс-ДК1» за период, равный 2,5 года летной эксплуатации, в течение которого произошло N=29 отказов, в том числе 7 «тяжелых». Под «тяжелым» отказом понимается нештатная ситуация (НС) для парирования которой необходимо задействовать средства наземного сегмента СИТО и при обнаружении которой осуществляется автоматический перевод КА в специальный режим работы — неориентированный полет (НИ). В режиме НП отсутствует риск негативного развития НС. На рис. 1 представлены зависимости, характеризующие суточную интенсивность отказов БА КА за время летной эксплуатации. В результате анализа были выявлены следующие закономерности:

а) низкочастотный тренд характеризует «желаемую» для данной конструкции КА зависимость интенсивности отказов БА от номера отказа в условиях отсутствия негативного развития НС;

б) анализ высокочастотной составляющей показывает, что приращения суточной интенсивности отказов можно разделить на положительные, отрицательные и близкие к нулю;

в) возникновение зависимых отказов сопровождается появлением следующих подряд положительных приращений суточной интенсивности отказов, причем их уровень с течением времени уменьшается, что изначально закладывается в конструкцию КА на этапе проектирования;

г) значительные отрицательные приращения суточной интенсивности отказов коррелируют с интервалами времени нахождения КА в режиме НП и взаимодействия с наземным сегментом СИТО, причем значение суточной интенсивности отказов в окрестности этих участков уменьшается до уровня низкочастотного тренда;

д) незначительные отрицательные и нулевые приращения суточной интенсивности отказов можно связать с работой бортовых средств при диагностировании БА и восстановлении ее работоспособности.

Зависимости, характеризующие суточную интенсивность отказов БА КА за время летной эксплуатации

Рис. 1. Зависимости: а - суточные интенсивности отказов от номера отказа (1), низкочастотного тренда (2), высокочастотных изменений (3)и участки с «тяжелыми отказами» (4); б - положительных (кривая 1)и отрицательных (2) приращений суточной интенсивности отказов от номера отказа, аппроксимир. функций (3 и4)и участки с «тяжелыми отказами» (5)

Related posts