РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ

АННОТАЦИЯ

Один из сложных классов спутниковых систем связи - бортовые ретрансляционные комплексы (БРК). Автоматизированный бортовой ретрансляционный комплекс осуществляет ретрансляцию и обработку информации с Земли либо от центральной вычислительной машины космического аппарата. Для бортовых ретрансляционных комплексов перспективной областью является аппаратура обработки информационных и специальных сигналов (АОИСС). С точки зрения долговечности перед такими системами ставятся цели безотказной работы в течении 7 лет. Для обеспечения таких показателей необходимо особенно качественно подходить к вопросу выбора и расчета показателей надежности данной аппаратуры.

Ключевые слова: аппаратура обработки информационных и специальных сигналов, резервирование, специализированная электронная аппаратура.

Для определения необходимости оценки ресурса аппаратуры обработки информационных и специальных сигналов (АОИСС) необходимо оценить методику выбора номенклатуры задаваемых показателей надежности [1, c.55]. Согласно ГОСТ 27.003 – 2016 [2] общий принцип выбора рациональной номенклатуры задаваемых показателей надежности состоит в том, что объект классифицируют последовательно по установленным признакам, характеризующим его назначения, особенности схемно-конструктивного построения и заданные условия эксплуатации.  В зависимости от совокупности классификационных группировок, к которым он отнесен, определяют набор показателей, подлежащих заданию. Выбор номенклатуры показателей безотказности и ремонтопригодности или комплексных показателей происходит по таблице 1.  Выбор номенклатуры показателей долговечности по таблице 2. Выбор номенклатуры показателей сохраняемости по таблице 3.

Таблица 1.

Выбор номенклатуры показателей безотказности и ремонтопригодности или комплексных показателей

Таблица 2.

Выбор номенклатуры показателей долговечности 

Таблица 2.3.

Выбор номенклатуры показателей сохраняемости

В таблицах 1, 2, 3 применены следующие обозначения:

КН — конкретное назначение;

ОН — общее назначение;

ПН — показатели надежности.

В АОИСС в выборе номенклатуры показателей безотказности и ремонтопригодности или комплексных показателей в качестве основного признака служит режим применения: объект непрерывного длительного применения, а в качестве признака возможности восстановления: невосстанавливаемый (по документации). Исходя из данных признаков, по таблице 1 необходимым показателем надежности является средняя наработка до отказа.

В АОИСС в выборе номенклатуры показателей долговечности принимается, что переход в предельное состояние при применении по назначению не ведет к катастрофическим последствиям. В качестве основного процесса, определяющего переход в предельное состояние, принимается изнашивание. В АОИСС возможность и способ восстановления технического ресурса – неремонтируемый. Исходя из данных признаков, по таблице 2 необходимым показателем надежности является средний ресурс до списания (полный).

В АОИСС в выборе номенклатуры показателей сохраняемости в качестве основного показателя служит тот факт, что достижение предельного состояния которыми или отказы которых при хранении и/или транспортировании не ведут к катастрофическим последствиям. Исходя из этого, по таблице 2.3 необходимым показателем надежности является средний срок сохраняемости.

При рассмотрении документации на АОИСС понятно что система после сборки проходи тестирование, а так же после установки и монтажа так же проходит тестирование. А с учетом высокоточного оборудования и троекратного резервирования показатель сохранения способности к выполнению требуемых функций после хранения и транспортирования не актуален для более детального исследования.

После изучения и обоснования необходимых показателей надежности системы, а так же с целью обеспечения необходимой по документации долговечности нужно рассчитать ресурс. 

Согласно ОСТ4.012.013 [3] расчет ресурса системы определяется как минимальный из ресурсов каждого блока системы. В случае резервирования блока троированием наработка блок будет считаться по формуле:

T=x1+0.7x2+0.7x3,                                                         (1.1)

где x1 наработка первого комплекта, х2 наработка второго и х3 наработка третьего комплекта. В случае однократного резервирования блока наработка будет считаться как:

 T=х1+0.7х2.                                                             (1.2)

Наработка блока, состоящего из других блоков считается как минимальная из наработок этих блоков. Минимальные наработки блоков системы представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4.

Минимальная наработка блоков системы

Для расчета наработки устройства обработки сигналов учтем, что каждый блок включенный в него однократно резервируется. Минимальной наработкой обладает опорный генератор. Тогда по (1.2) минимальная наработка опорного генератора 83000 часов. По (1.2) минимальная наработка устройства обработки сигналов 200000 часов, устройства управления 70000, а внешнего источника питания 100000.

Согласно представленным данным, минимальной наработкой системы будет 70000 часов. Следует учесть, что источник питания и устройство управления соединены по комплектно и логическое соединение у них последовательное.

После расчета ресурса системы видно, что данный показатель актуален только в процессе конструкторской работы. Ведь даже при контрольных тестирования проверяется только рабочая конфигурация оборудования, а при использовании системы проходит самодиагностика системы на выявление рабочий конфигурации.

Список литературы:

1. А.Г. Орлов, Н.Н. Севастьянов БОРТОВОЙ РЕТРАНСЛЯЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС (БРК) СПУТНИКА СВЯЗИ. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ, ПОСТРОЕНИЕ. – Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014. – 208 с.
2. ГОСТ 27.003 – 2016, Надежность в технике, состав и общие правила задания требований по надежности. – Москва: стандартинформ, 2017.-19с.
3. ОСТ4.012.013, Отраслевой стандарт расчета надежности в электронике. – Москва: стандартинформ, 2015 – 50с.