лекция 1_конспект

Опытно-конструкторские работы

На этом этапе осуществляется окончательное проектирование, конструирование, изготовление и испытания составных частей КС (КА). Этап ОКР является основным этапом создания технически сложных систем и требует значительных временных ресурсов.

В процессе проведения ОКР могут быть выявлены факторы, препятствующие выполнению ТТЗ. В этом случае заказчику предлагается скорректировать ТТЗ с пропорциональным уменьшением цены разработки КС (КА). Также в процессе ОКР могут предлагаться решения, улучшающие характеристики КС (КА) по сравнению с заданными в ТТЗ – в этом случае заказчику также может быть предложено скорректировать ТТЗ с увеличением цены разработки КС (КА).

11

Эскизное проектирование

Теоретическое и экспериментальное обоснование основных характеристик, технических и технологических решений по созданию КС (КА)

Формирование технических заданий на разработку отдельных составных частей системы

Оптимизация и выбор единственного варианта системы в целом и её отдельных составных частей

Материалы эскизного проекта содержит набор отдельных книг (частей) по проекту в целом и его составным частям.

Этап эскизного проектирования завершается защитой эскизного проекта, во время которой

головной исполнитель

в рамках научно-технического совета докладывает основные

результаты работы и отвечает на вопросы заказчика.

При разработке эскизного проекта заказчику должно быть предложено как минимум два варианта построения КС (КА), один из которых должен быть определён как основной для дальнейшей проработки. Однако заказчик может потребовать пересмотра критериев выбора основного варианта, руководствуясь собственными соображениями.

По результатам рассмотрения заказчиком материалов эскизного проекта на каждом уровне иерархии осуществляется их доработка (если не обеспечиваются заданные требования), или уточняется ТТЗ (если не находятся рациональные экономичные решения).

12

Этап разработки рабочей документации

Разработка проектной документации (исходных данных) на опытные изделия составных частей

(техническое проектирование)

Разработка рабочей документации (конструкторской, программно-методической, эксплуатационной)

Основная задача технического проектирования – для выбранного одного варианта построения системы и её составных частей определить конкретные параметры, удовлетворяющие выбранным критериям, и разработать проектную документацию.

Результаты технического проектирования оформляются в виде ТЗ на составные части ОКР по созданию составных частей КС (КА) и комплекта проектных документов.

Состав комплекта исходных данных на разработку КД на КА:

Комплект проектных документов;

Схема размещения оптических приборов;

Конструкторская документация на заимствованные приборы и узлы;

Исходные данные на электрическое проектирование;

Исходные данные по кондуктивной электрической совместимости;

Исходные данные на электрические испытания;

Логика функционирования КА;

Исходные данные на разработку бортового программного обеспечения;

Расчет внешних нагрузок. Нормы прочности.

Комплект исходных данных формируется не единомоментно. Так, исходные данные на электрические испытания не могут быть разработаны до завершения электрического проектирования, а начало выпуска исходных данных на разработку бортового программного обеспечения зависит от утверждения логики функционирования КА.

13

Комплект проектных документов

Пояснительная записка;

Состав (матрица оборудования) и лимитная сводка масс (бюджет масс);

Лимитная энергетическая сводка (энергетический бюджет);

Теоретический чертеж :

-общий вид;

-схема размещения аппаратуры и антенн;

-схема размещения зон транспортно-такелажного оборудования;

-схема контроля точности установки элементов конструкции.

Схема прохождения по операциям:

-изготовление и испытания;

-наземная эксплуатация.

Пояснительная записка представляет собой краткое описание КС (КА), с указанием основных технических характеристик элементов КС (КА), а также логики функционирования КА на орбите.

Состав оборудования КА демонстрирует кооперацию предприятий по изготовлению КС (КА) и степень новизны применяемого в КС (КА) оборудования, характеризующуюся категорией квалификации (четыре категории, от вновь разрабатываемого до заимствующегося оборудования).

Лимитная сводка масс является перечнем оборудования КС (КА) с указанием массы и предельных отклонений массы каждого оборудования. Этот документ необходим для оценки изменения проектных запасов массы КА при каждой корректировке конструкторской документации.

Лимитная энергетическая сводка включает в себя два раздела: бюджет энергопотребления, демонстрирующий взаимоотношение генерируемой, запасённой и потребляемой электрической энергией в каждом режиме работы КА, и бюджет тепловыделения, демонстрирующий количество тепловой энергии, выделяемой бортовыми системами КА в различных режимах работы.

Теоретический чертёж определяет компоновочную схему КА в рабочем и транспортировочном положении, а также задаёт основные принципы расположения оптических датчиков, взаимной увязки антенн и взаимного расположения реактивных двигателей.

Схема прохождения по операциям раскрывает последовательность проведения работ по сборке, испытаниям и подготовке к запуску КА.

14

Наземная экспериментальная отработка (НЭО)

Изготовление макетов и отработочных изделий

					Корректировка
	Автономные испытания систем КА
					рабочей
	с использованием макетов
					документации

Изготовление штатного оборудования

Функциональные испытания штатного оборудования в составе отработочных изделий

Сборка штатного КА

Функциональные испытания штатного КА (приёмо-сдаточные испытания)

Задачей НЭО является проверка правильности технических решений, заложенных конструкторами в системы КА.

Результаты НЭО должны подтвердить работоспособность моделей составных частей КС (КА) в модельных условиях и оценить их технические характеристики. Таким образом, при проведении НЭО должны быть имитированы нагрузки и внешние условия, заложенные в конструкторскую модель. Достоверность конструкторской модели на этапе НЭО не проверяется, её проверка производится на этапе лётных испытаний.

15

Наземная экспериментальная отработка (НЭО)

Философия проведения НЭО и используемая матчасть регламентируется соответствующими нормативными документами и конкретизируется в следующих документах:

Программа обеспечения надёжности (ПОН):

-анализ надёжности;

-анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО);

Комплексная программа экспериментальной отработки (КПЭО)

Программа обеспечения надёжности (ПОН) содержит описание и обоснование методов оценки и обеспечения надёжности функционирования КА (КС).

Комплексная программа экспериментальной отработки содержит в себе перечень операций по проверке критичных элементов, определённых в результате АВПКО, в модельных условиях по методикам ПОН.

Условия эксплуатации КА моделируются раздельно:

	Механические				Тепловакуумные				Радиационные
	воздействия				воздействия				воздействия

МОДЕЛИ ДЛЯ НЭО

Габаритно-весовые макеты

Тепловые макеты

Электрические макеты

Функциональные макеты

На этапе НЭО проводится первая верификация проектных моделей составных частей КС (КА), и при положительных её результатах рабочей документации присваивается литера «О».

16

Лётные испытания (ЛИ)

Цель лётных испытаний (ЛИ) – подтвердить работоспособность фрагмента КС и ее составных частей в натурных условиях, а также оценить соответствие их характеристик, заданным в ТТЗ (ТЗ).

Испытания проводятся совместно организациями-разработчиками КС (КА) и эксплуатирующими организациями Заказчика.

Лётные испытания

	Лётно-конструкторские				Зачётные испытания
	испытания

Лётно-конструкторские испытания представляют собой проверку функционирования всех систем КА в условиях космического пространства.

Зачётные испытания – проверка функционирования полезной нагрузки космического

аппарата, а также взаимодействия КА и НКУ. Зачётные испытания проводятся при

обязательном участии заказчика КС (КА), решение о завершении зачётных испытаний

принимает также заказчик.

По результатам ЛИ принимается решение о переходе к этапу штатной эксплуатации

космической системы, а рабочей документации присваивается литера О1.

17

Генеральный график создания КС (КА)

Для гарантированной реализации космической программы создания космической системы разрабатывается Генеральный график создания системы (на этапе аванпроекта предварительный, на этапе эскизного проекта – уточнённый).

Генеральный график необходим для сквозного планирования работы конструкторского бюро и планирования загрузки производственных мощностей завода-изготовителя КС (КА), а

также предприятий-смежников.

Генеральный график каждого изделия является последовательным, то есть этапы работ не накладываются по времени. Исключением является этап НЭО: во-первых, автономные испытания отдельного оборудования и систем КА могут начинаться до завершения разработки документации на другое оборудование и системы, а во-вторых, по результатам НЭО документация может нуждаться в корректировке, что должно быть отражено в на генеральном графике.

18

Этапы создания международных коммерческих космических систем и аппаратов

Международные заказчики коммерческой космической техники используют организацию

работ по проекту схожую с жизненным циклом создания КС, принятым в России. Отличия

заключаются в сокращении этапов предварительных работ в пользу этапа непосредственного

создания материальной части.

В каждом космическом аппарате существуют вновь разрабатываемые детали или совокупности унифицированных деталей, скомпонованные по-новому. В этом случае изготовлению штатной матчасти предшествует изготовление и наземная отработка макетов вновь разрабатываемых узлов КА.

19

Штатная эксплуатация и модернизация КС

Штатная эксплуатация космической системы осуществляется вначале на фрагменте, а затем после развертывания на космическом сегменте штатного состава.

Составные элементы системы изготавливаются по документации на серийное производство (литера О1), проходят подготовку и испытания.

Допускается (по решению Заказчика) использовать в составе эксплуатируемой КС опытных составных частей, прошедших ЛИ и позволяющих их использовать по целевому назначению без предъявления рекламаций в случае их некачественного функционирования или отказа.

Целевое применение (эксплуатация) космической системы возможно следующим образом: штатная, опытная или совместная эксплуатация.

При штатной эксплуатации службы Заказчика КС (КА) выполняют функции эксплуатирующей организации. Организации-разработчики осуществляют набор статистической информации о работоспособности ее составных частей и воздействующих факторах, участвуют в анализе аварийных ситуаций, осуществляют авторский и технический надзор.

Опытная и совместная эксплуатация космической системы предполагает более тесное техническое сотрудничество Заказчика и разработчика, которое определяется соответствующими регламентирующими документами и контрактными (договорными) обязательствами.

Процесс	модернизации КС может	протекать незаметно для
пользователей	КС, если модернизация некоторых составных частей (в
первую очередь КА) с появлением		новых выходных свойств

осуществляется с сохранением предыдущих (постепенная замена).

В редких случаях модернизация КС может проходить путём смены всех составных частей системы (с сохранением основных целевых функций). В этом случае возможны перерывы в обеспечении потребителей целевой информацией.

Также возможен вариант поэтапной модернизации – посредством введения в состав системы космических аппаратов, автономно решающих независимые задачи (ESA’s Earth Explorers Programm).

20