omega_giperon (omega_hyperon) wrote,
omega_giperon
omega_hyperon

Надежность космической техники в специальной литературе

Продолжая ранее затронутую тему надежности, хочу напомнить о мнени ведущих отечественных специалистов в данной области. Поэтому привожу в качестве примера отрывок из  статьи специалистов ЦНИИмаш А.Г. Мильковского, Н.Г. Паничкина и Г.Р. Успенского "Системное проектирование космических комплесов, прогнозирование и планирование космической деятельности", а точнее из ее раздела, посвященного системному проектированию, опубликованной в книге История развития отечественной пилотируемой космонавтики:

За «бортом» в изложенном материале остался сравнительный анализ и выбор рационального. Проиллюстрируем эту позицию на примере марсианского экспедиционного комплекса, построенного на современной технологии.

В качестве критерия используем «эффективность – стоимость», т.е. надежность техники – потребные затраты. Надежность будем характеризовать вероятностью успешного решения технической задачи, затраты – количеством потребных долларов США. При этом условно примем, что стоимость разработки одной тонны космической конструкции составляет 10 млн. долл. США, стоимость изготовления этой конструкции – 1 млн. долл. США, стоимость выведения на околоземную орбиту - 2 млн. долл. за тонну, стоимость топлива на этой орбите 2,5 млн. долл. за тонну.

Для сравнения выбраны семь вариантов состава экспедиционного комплекса. Минимальный состав технических систем (энергодвигательная установка на базе ЭРД и солнечных батарей массой 30 т, топливо 150 т, модули «бытовой» и «складской» по 20 т, марсианский и земной спускаемые корабли массой 50 т и 20 т соответственно); общая стартовая масса – 310 т, стоимость 2,5 млрд. долл. США, вероятность успеха <0,01. Номинальный состав систем плюс буксир для «подсадки» и «снятия» космонавтов при их выходе и возвращении в сферу действия Земли (дополнительно к предыдущему вводятся медицинский модуль с короткоплечевой центрифугой массой 20 т, оранжерея объемом 1000 куб.м. и массой 20 т, земной корабль для «снятия» космонавтов при возвращении в сферу действия Земли; общая масса увеличивается до 350 т, стоимость – до 4 млрд. долл США, вероятность успеха - <0.05). Полный состав систем (дополнительно к предыдущему вводятся система постоянной искусственной тяжести для бытового модуля и оранжерея с искусственным ускорением ~3 м/(с^(2)); общая масса возрастает до 390 т, стоимость экспедиции – до 4,7 млрд. долл. США, вероятность успеха – <0,1). То же плюс ремонтно-спасательный корабль для ликвидации аварий вне зоны действия Земли (с запасом топлива ~ 300 т: общая стоимость экспедиции возрастает до 5,9 млрд. долл. США, вероятность успеха - <0,2. Парный полет комплексов (добавляется еще один аварийно-спасательный экспедиционный комплекс без космонавтов или с половиной экипажа; стоимость экспедиции возрастает до 6,4 млрд. долл. США, вероятность – до <0,3). Тройной полет опять же одинаковых комплексов (добавляется автоматический отработочный комплекс, который заранее прибывает к Марсу, выходит на круговую орбиту высотой 400 км и ожидает пилотируемую экспедицию; в случае аварии на ней автомат используется как резерв, кроме того, он несет на себе три взлетно-посадочных марсианских корабля массой по 50 т; стоимость возрастает до 12,9 млрд. долл. США, вероятность успеха - <0,8). Наконец парный полет комплексов плюс марсианская орбитальная посещаемая станция (заблаговременно доставляется массой 380 т): стоимость возрастает до 15 млрд. долл. США), вероятность успеха - ~0,9.

Анализ зависимости «эффективность – стоимость» (или «надежность техники – ее стоимость») показывает, что первые пять вариантов составов комплексов при затратах <7 млрд. долл. США обеспечивают низкую надежность техники (<0.3), что недопустимо. Введение отработочного комплекса резко повышает надежность техники (до 0,8) при росте затрат примерно в 2 раза (12 млрд. долл. США). Наконец, введение в комплекс околомарсианской станции доводит надежность техники до ~ 0,9, при этом требуя роста затрат до 15 млрд. долл. США. Дальнейшее увеличение состав комплекса не ведет к заметному росту надежности, т.е. зависимость надежность – стоимость «выходит» на горизонтальную «планку».

Таким образом, целесообразным составом технических средств марсианского экспедиционного комплекса является состав стоимостью ~15×109 долл. США, который способен обеспечить надежность работы техники ~ 0,9 и безопасности космонавтов также ~ 0,9 на базе технологии второй половины текущего столетия.

Вряд ли приведенный отрывок заставить задуматься над обеспечением надежности некоторые горячие головы из числа энтузиастов освоения космоса, но кто знает, кто знает...
Tags: адвокат дьявола, вшивый о бане, запретите им!, информация к размышлению, книги, космос, найденное, чтобы не пропало
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment