Abstract

Aim. To consider matters of dependability of highly critical non-recoverable space products with short operation life, whose failures are primarily caused by design and process engineering errors, manufacturing defects in the course of single-unit or small-scale production, as well as to define the methodological approach to ensuring the required reliability.Methods. Options were analysed for improving the dependability of entities with short operation life using the case study of single-use mechanical devices and the statistical approaches of the modern dependability theory, special methods of dependability of actuated mechanical assemblies, FMEA, Stage-Gate and ground experiments on single workout equivalents for each type of effect. Results. It was concluded that additional procedures need to be conducted for the purpose of predicting, mitigation and (or) eliminating possible failures as part of the design process using exactly the same approaches that cause failures, i.e., those of design and process engineering. The engineering approaches to dependability are based on early identification of possible causes of failures, which requires a qualified and systemic analysis aimed at identifying the functionality, performance and dependability of an entity, taking into account critical output parameters and probabilistic indicators that affect the performance of the required functions with the allowable probability of failure. The solution is found using a generalized parametric model of operation and design engineering analysis of dependability.Conclusion. For highly critical non-recoverable space entities with short operation life, the reliability requirements should be considered primarily in terms financial, economic, safetyrelated and reputational risks associated with the loss of spacecraft. From a design engineer’s standpoint, the number of nines after the decimal point (rounded to a smaller number of nines for increased confidence) should be seen as the indicator for the application of the appropriate approaches to ensuring the required reliability at the stage of product design. In case of two nines after the decimal point it is quite acceptable to use analytical and experimental verification techniques common to the aerospace industry, i.e., dependability calculations using the statistical methods of the modern dependability theory and performance indicators, FMEA and Stage-Gate, ground experiments on single workout equivalents for each type of effect. As the required number of nines grows, it is advisable to also use early failure prevention methods, one of which is the design engineering analysis of dependability that enables designers to adopt substantiated design solutions on the basis of engineering disciplines and design and process engineering methods of ensuring quality and dependability. The choice of either of the above dependability strategies is determined solely by the developer’s awareness and understanding of potential hazards, which allows managing the risk of potential rare failures or reasonably refusing to do so.

Highlights

  • Конфигурация современных космических аппаратов (КА) в процессе выведения претерпевает четыре изменения кинематических состояний [1]: 1) эксплуатация в составе ракеты-носителя с компактно сложенными конструкциями в стартовом положении; 2) отделение от средств выведения и орбитальный полет со складными конструкциями в стартовом положении; 3) раскрытие конструкций при помощи механических устройств из стартового положения в рабочее; 4) работа бортовых систем и оборудования спутника по целевому назначению в течение заданного срока активного существования с раскрытыми конструкциями в рабочем положении

  • Проведен анализ вариантов повышения надежности изделий с малой наработкой на примере механических устройств одноразового срабатывания при использовании статистических подходов современной теории надежности, специальных методов обеспечения надежности механических подвижных узлов, методологии FMEA-анализа, концепции Stage-Gate и проведении наземной экспериментальной отработки на единичных отработочных макетах для каждого вида воздействий

  • При двух заданных девятках после запятой вполне приемлемо использовать методики аналитической и экспериментальной верификации, принятые в ракетно-космической отрасли, – выполнение расчетов надежности статистическими методами современной теории надежности и параметров работоспособности, использование методологии FMEA-анализа и концепции Stage-Gate, проведение наземной экспериментальной отработки на единичных отработочных макетах для каждого вида воздействий

Read more

Summary

Предупреждение отказов

Реализация в процессе создания (модернизации), производства и эксплуатации изделий совокупности организационно-технических мероприятий, обеспечивающих профилактику, выявление, исследование и устранение причин отказов изделий [ОСТ 134-1012–97, раздел 4]. Что получить достоверные данные для расчета надежности высокоответственных механических устройств статистическими методами современной теории надежности практически невозможно по финансово-экономическим соображениям Что при соблюдении установленных коэффициентов безотказности, запасов прочности и движущих моментов (сил) и условий успешного подтверждения критериев экспериментальной отработки (согласно определению термина «экспериментальная отработка» по ГОСТ Р 58630), заданная безотказность раскрытия и фиксации механических устройств обеспечивается по умолчанию [29,30,31]. П. Практика показывает, что расчеты надежности статистическими методами современной теории надежности и параметров работоспособности (из рекомендуемого перечня номенклатуры расчетов по ОСТ 92-0290), а также успешное проведение наземной экспериментальной отработки на единичных отработочных макетах для каждого вида воздействий не способны предотвратить риски возникновения редких отказов [16, 35]. К примеру, при разработке механизма какого-либо конкретного принципа действия – процессные стандарты безусловно полезны, но при изменении физических принципов работы механизма

Проект
Конструкция
Физическая необходимость
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call