Прогнозирование функционирования космических аппаратов методом структурных схем надежности
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 3 т.27, 2026 года.
Бесплатный доступ
В данной статье описываются процессы, связанные с отказами аппаратуры и агрегатов модулей полезной нагрузки и служебных систем космических аппаратов. Особое внимание уделено проблеме снижения резервирования элементов космического аппарата при прогнозировании его функционирования на этапе эксплуатации. Космический аппарат рассматривается как сложная система, предназначенная для выполнения целевых задач и состоящая из элементов, выполняющих определенные функции. Приводится классификация элементов космического аппарата как сложной системы. Целью данной работы является внедрение метода структурных схем надежности в расчет вероятности безотказной работы. Обсуждаются основные понятия теории метода структурных схем надежности. Представлены преимущества применения метода структурных схем надежности по сравнению с применением метода экспертных оценок. Описываются характеристики схем резервирования, от которых зависит общая структурная схема надежности. Предложен алгоритм применения метода структурных схем надежности для расчета вероятности безотказной работы при снижении резервирования элементов космического аппарата. Описываются основные шаги этого алгоритма. Выделены два показателя снижения надежности космического аппарата – снижение вероятности безотказной работы и падение ресурса исследуемого объекта, уточнены их особенности. Для наглядности предложенного алгоритма проведён численный эксперимент. По результатам численного эксперимента проведен анализ изменения показателей снижения надежности и даны рекомендации по дальнейшей эксплуатации космической системы.
Короткий адрес: https://sciup.org/148334406
IDS: 148334406 | УДК: 519.873 | DOI: 10.31772/2712-8970-2026-27-3-476-486
Prediction of spacecraft operation using reliability block diagrams method
This article describes the processes associated with failures of equipment and units of payload modules and service systems of spacecraft. Particular attention is paid to the problem of reducing the redundancy of spacecraft elements when predicting its functioning at the operational stage. A spacecraft is considered as a complex system designed to perform targeted tasks and consisting of elements that perform specific functions. The classification of spacecraft elements as a complex system is given. The aim of this work is to introduce the method of reliability block diagrams in the calculation of the probability of reliable operation. The basic concepts of the theory of the method of reliability block diagrams are discussed. The advantages of using the method of reliability block diagrams compared to the method of expert assessments are presented. The characteristics of redundancy schemes on which the general reliability block diagram depends are described. An algorithm for applying the method of reliability block diagrams to calculate the probability of reliable operation with reduced redundancy of spacecraft elements is proposed. The main steps of this algorithm are described. Two indicators of decreasing spacecraft reliability are identified – a decrease in the probability of reliable operation and a decrease in the resource of the object under study, and their features are clarified. To illustrate the proposed algorithm, a numerical experiment was conducted. Based on the results of the numerical experiment, an analysis of changes in reliability reduction indicators was conducted and recommendations were given for the further operation of the space system.
