Схема экспериментальной отработки сложной системы типа комплекса КА

На основании обобщения приведенных выше принципов можно представить схему экспериментальной отработки КА как многоуровневую, адаптивную с обратной связью, обеспечивающей возможность возвращения на любой низший уровень отработки. Количество уровней схемы зависит от степени сложности системы и новизны вновь создаваемого комплекса.

Схему экспериментальной отработки современной большой сложной системы - типа комплекса КА - можно представить в виде семи уровней:

Первый уровень. Контроль исходных материалов и элементов на стабильность физических, химических, технологических и других качеств и показателей.

Второй уровень. Экспериментальная отработка и контрольно- доводочные испытания отдельных узлов, приборов, агрегатов в условиях подобно рабочим условиям на КА (силовые нагрузки, перегрузки, вибрации, температуры, вакуум и т.д.).

Третий уровень. Экспериментальная отработка и доводочные испытания систем в целом на выполнение проектных функций в соответствии с ТЗ, в условиях, совпадающих с рабочими.

На этом уровне также проводится выявление возможных нештатных ситуаций в системе при отказе отдельных элементов или узлов. Определяется вероятность отказов. Проводится пересмотр заданных запасов надежности, степени резервирования системы.

Четвертый уровень. Экспериментальная комплексная отработка макетов, опытных образцов, отдельных блоков, изделия в целом.

Комплексная отработка на этом уровне разделена на следующие направления:

а) прочностные испытания, статические и динамические (вибрации), при механических, силовых нагружениях;

б) испытания на работоспособность в условиях вакуума (в барока- мерах);

в) испытания на электрические нагружения;

г) примерочные испытания на стартовом столе (корабль вместе с носителем и наземным оборудованием);

д) экспериментальные летные испытания отдельных блоков или макетов на самолетах или других ранее отработанных КА;

е) отработка измерительных систем совместно с основными (сов-местимость, допустимые уровни помех, точность);

ж) огневые испытания; стендовые огневые испытания экспери-ментальных ступеней и огневые приемочные испытания летных ступеней;

з) комплексные испытания электрических, механических, пневмати- ческих, гидравлических систем.

Пятый уровень. Контрольно-проверочные, доводочные, комплексные испытания штатных блоков и изделия в целом:

а) входной контроль систем или отдельно поставляемых узлов, приборов, агрегатов;

б) контроль и доводка монтажно-сборочных работ. Прозвонка кабельной сети, проверка целостности изоляции электросхем;

в) наземный контроль всех электрических нагружений и точности показателей функционирования всех систем;

г) штатные контрольные проверки всех механических устройств на целостность и функционирование;

д) штатные контрольные комплексные проверки всех систем (силовых, автоматических, электрических, пневматических, вспомогательных и др.) на их нормальное функционирование в целом.

Шестой уровень. Подготовка и проведение летно-конструкторских испытаний (ЛКИ). Комплексные контрольно-проверочные, доводочные испытания изделия в целом с наземным оборудованием: пусковым стартовым, измерительным, управляющим.

Седьмой уровень. Обработка и анализ результатов ЛКИ с возвратом на любой нижний уровень для устранения выявленных недостатков и уточнения требований к отдельным системам, узлам и агрегатам.

Принятая многоуровневая схема экспериментальной отработки позволяет выработать методы планирования объемов испытаний. Из этой схемы можно сделать следующие выводы:

- чем выше уровень отработки, тем меньше количество испытаний необходимо для обеспечения отработки;

- требования к экспериментальным образцам КА по количеству и степени отображения комплекса натурного (летного, штатного) изделия определяются возможностями воспроизведения рабочих условий при отработке систем.

Указанные положения позволяют оптимизировать программы экспериментальной отработки. Так, для программ высшего уровня - ЛКИ носителей - в США характерна тенденция сокращения числа пусков, которая достигла предела (1-2 пуска).

Для комплексных испытаний систем определяется количество испытуемых объектов - макетов.

Типовое распределение макетов и экспериментальных образцов КА может быть следующим:

1. Для испытаний отдельных узлов, для размещения бортового оборудования.

2. Для динамических испытаний, испытаний конструкции на прочность.

3. Для испытаний наземного оборудования.

4. Для огневых стендовых испытаний.

5. Для летных испытаний на более ранних КА.

6. Для летных испытаний в штатных компоновках.

Для экспериментальной отработки корабля “Аполлон” было изго-товлено 11 макетов и 18 экспериментальных образцов основного блока корабля и всего 20 макетов и экспериментальных образцов лунной кабины.

Особое значение придавалось наземным и летным испытаниям маршевого двигателя, поскольку по ТЗ он должен обеспечивать надежность запуска и работы 99,991%.