О расчете надежности механических устройств одноразового срабатывания
Автор: Ю. П. Похабов
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 2, 2026 года.
Бесплатный доступ
Приведен метод расчета надежности механических устройств одноразового срабатывания космических аппаратов с учетом современных требований к надежности. В основе метода лежит расчет надежности по параметрам прочности и функционирования, разработанный в конце 1970-х гг. Практически без изменений этот метод более 40 лет используется в НПО ПМ (в настоящее время – это АО «РЕШЕТНЁВ») для расчетов и обеспечения надежности механических устройств одноразового срабатывания. Однако за последние годы требования к надежности механических устройств значительно выросли и достигли значений 0,999 5–0,999 9. При повышенных требованиях к надежности результаты расчета надежности по параметрам прочности и функционирования являются существенно завышенными из-за недооценки рисков отказов по конструкторско-технологическим причинам. Подход к расчетам надежности механических устройств дает возможность расширить базис обеспечения надежности за счет использования конструкторско-технологических методов обоснования надежности на основе принципа создания раздельной (покомпонентной) избыточности критичных элементов. Для обоснования и оценки технических решений при разработке и изготовлении высокоответственных механических устройств одноразового срабатывания предложен метод проведения конструкторско-технологического анализа надежности. Этот метод позволяет не только повысить точность расчетов с помощью учета конструкторско-технологических факторов, влияющих на надежность, но и заметно улучшить качество решений при выпуске конструкторской документации.
Механическое устройство одноразового срабатывания, расчет надежности, конструкторско-технологический анализ надежности, конструкторская документация
Короткий адрес: https://sciup.org/14138839
IDR: 14138839 | УДК: 629.783, 621.3.019.32 | DOI: 10.26732/j.st.2026.2.02
On the calculation of the reliability of single-action mechanical devices
A method for calculating the reliability of single-action mechanical devices on spacecraft is presented, taking into account modern reliability requirements. The method is based on the calculation of reliability based on strength and performance parameters, developed in the late 1970s. This method has been used virtually unchanged for over 40 years at NPO PM (currently, JSC RESHETNEV) to calculate and ensure the reliability of single-action mechanical devices. However, in recent years, reliability requirements for mechanical devices have increased significantly and reached values of 0.999 5–0.999 9. With increased reliability requirements, the results of reliability calculations based on strength and performance parameters are significantly overestimated due to underestimation of the risks of failures due to design and technological reasons. This approach to calculating the reliability of mechanical devices makes it possible to expand the basis for ensuring reliability through the use of design and technological methods for justifying reliability based on the principle of separate (component-by-component) redundancy of critical elements. To substantiate and evaluate technical solutions in the development and manufacture of highly critical single-action mechanical devices, a method for conducting design and technological reliability analysis has been proposed. This method not only improves calculation accuracy by taking into account design and technological factors affecting reliability, but also significantly improves the quality of solutions when issuing design documentation.
Список литературы О расчете надежности механических устройств одноразового срабатывания
- Патраев В. Е. Методы обеспечения и оценки надежности космических аппаратов с длительным сроком активного существования. Красноярск: СибГАУ, 2010. 136 с.
- Кузнецов А. А. Надежность конструкции баллистических ракет. М.: Машиностроение, 1978. 256 с.
- Branicki M. S. Introduction to Hybrid Systems. Handbook of Networked and Embedded Control Systems. Boston, MA: Birkhauser. pp. 91–116. doi: 10.1007/0-8176-4404-0_5.
- Кузнецов А. А., Золотов А. А., Комягин В. А. Надежность механических частей конструкции летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1979. 144 с.
- Проников А. С. Параметрическая надежность машин. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 560 с.
- Веников Г. В. Проектирование и надежность. М.: Знание, 1971. 96 с.
- Похабов Ю. П., Шендалев Д. О., Колобов А. Ю. К вопросу установления коэффициентов безопасности и запасов прочности при заданной вероятности неразрушения силовых конструкций // Сибирский аэрокосмический журнал. 2021. Т. 22. № 1. С. 166–176.
- Пат. 2198387 Российская Федерация. МПК G 01L 3/00, 5/00. Способ выбора привода для поворота конструкции в шарнирном узле / Ю. П. Похабов. № 2000129330/28; заявл. 23.11.2000; опубл. 10.02.2003. Бюл. № 4.
- Шатров А. К., Назарова Л. П., Машуков А. В. Механические устройства космических аппаратов. Конструктивные решения и динамические характеристики. Красноярск: СибГАУ, 2006. 84 с.
- Шатров А. К., Назарова Л. П., Машуков А. В. Основы конструирования механических устройств космических аппаратов. Конструктивные решения, динамические характеристики. Красноярск: СибГАУ, 2009. 144 с.
- Романов А. В., Тестоедов Н. А. Основы проектирования информационно-управляющих и механических систем космических аппаратов. СПб.: Профессионал, 2015. 240 с.
- Похабов Ю. П. Теория и практика обеспечения надежности механических устройств одноразового срабатывания. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2018. 338 с.
- Математическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1984. Т. 4. 608 с.
- Похабов Ю. П. Обоснование и оценка решений при разработке высокоответственных механизмов одноразового срабатывания. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2025. 224 с.
- Герцбах И. Б., Кордонский Х. Б. Модели отказов. М.: Советское радио, 1966. 168 с.
- NASA Space Mechanisms Handbook, Glenn Research Center NASA/TP 206988 / Edited by R.L Fusaro. Cleveland: OH, 1999.
- Shapiro W., Murray F., Howarth R. et al. Space Mechanisms Lessons Learned Study, Volume I – Summary. NASA/TM-107046, 1995.
- Shapiro W., Murray F., Howarth R. et al. Space Mechanisms Lessons Learned Study, Volume II – Literature Review. NASA/TM-107047, 1995.
- Gore B. W. Critical Clearances in Space Vehicles. The Aerospace Corporation ATR-2009(9369)-1, 2008. 41 р.
- Rivera А., Stewart А. Study of spacecraft deployables failures [Электронный ресурс] // 19th European Space Mechanisms and Tribology Symposium. 20th – 24th September, 2021. Режим доступа: https://www.esmats.eu/esmatspapers/pastpapers/pdfs/2021/rivera.pdf (дата обращения 01.03.2025).
- Jacklin S. A. Small-satellite mission failure rates / No. NASA/TM2018–220034. Moffett Field: NASA Ames research Center, 2019. 46 p.
- Тимашев С. А., Похабов Ю. П. Проблемы комплексного анализа и оценки индивидуальной конструкционной надежности космических аппаратов (на примере поворотных конструкций). Екатеринбург: АМБ, 2018. 38 с.
- Похабов Ю. П. О надежности высокоответственных невосстанавливаемых изделий космического назначения с малой наработкой на примере механических устройств одноразового срабатывания. Надежность. 2021. Т. 21. № 3. С. 3–12. doi: 10.21683/1729-2646-2021-21-3-3-12.
- Похабов Ю. П. Проектирование высокоответственных систем с учетом надежности на примере поворотной штанги // Журнал СФУ. Техника и технологии. 2019. Т. 12. № 7. С. 861–883. doi: 10.17516/1999-494X-0186.
- Белов А. В., Борейшо А. С., Морозов А. В. Проектирование и надежность лазерных комплексов специального назначения. СПб.: БГТУ, 2014. 347 с.
