Модуль накопичення енергії системи енергозабезпечення космічного апарату, страница 13

Проанализировав структурную схему СЭС, определим основные элементы для расчета. Такими элементами являются БФ, БХ, БЛУ (БКИП и БДД), САЧ, БПК и РМГ. Выделим структурную схему надежности СЭС (рис.1.2). В соответствии с ней надежность определяется по выражению:

, где Р_i – показатель надежности i-го элемента системы.

Рис.1.2 Структурная схема надежности СЭС

Для расчета надежности СЭС в соответствии со структурной схемой надежности, выпишем исходные данные – массу (начальную) и вероятность безотказной работы элементов системы.

Масса модуля (группы ФП), панели и всей БФ:

 (кг);

 (кг);                          (1.84)

 (кг), где М_м, М_пан, М_БФ – массы модуля (группы ФП), панели и  всей БФ соответственно;

S_м, S_пан – площади модуля (группы ФП) и панели БФ соответственно;

N_пан – количество панелей  в БФ.

Масса аккумулятора, масса всей БХ М_БХ=120 (кг).

Таблица 1.5

Группа ФП:	Рм=0,9998;	Мм=0,135 (кг).
Аккумулятор:	Рак=0,997;	Мак=1,5 (кг).
РМГ:	РРМГ=0,995;	МРМГ=10 (кг).
БЛУ:	РБЛУ=0,999;	МБЛУ=4 (кг).
БПК: САЧ:	РБПК =0,997; РСАЧ=0,999;	МБПК=2 (кг). МСАЧ=3(кг).

Согласно ТЗ надежность Р_зад=0,95, ресурс t=14400000 секунд.

Определим виды резервирования для каждой из систем:

§  БФ – скользящий резерв с переключателем;

§  БХ – теплый резерв замещением;

§  БПК, САЧ, РМГ, БЛУ – холодный резерв замещением.

Найдем начальную массу всей системы:

W₀= М_СБ+ М_ак+ М_РМГ+ М_БЛУ+ М_ЗРУ+М_САЧ=34,4+120+2+10+3+4=173,4 (кг).

Вероятность безотказной работы всей системы:

Р₀=(Р_м)⁴⁸⁰×(Р_ак)²⁴×Р_РМГ×Р_БЛУ×Р_БПК×Р_САЧ=(0,9998)⁴⁸⁰×(0,997)²⁴×0,995×

0,999×0,997×0,999=0,8352.

Р₀=0,8352 < Р_зад=0,95, т.е. надежность не резервированной системы ниже заданной надежности.

Итак, необходимо повысить надежность системы энергоснабжения до уровня заданной, согласно ТЗ, для чего проведем резервирование некоторых блоков элементов.

1.  Добавим резервный модуль на каждую панель БФ (скользящий резерв).

в нашем случае:

,                                      (1.85)

где , или .

Так как по экспоненциальному закону Р=е^-lt, то имеем:

(1/с).

Вероятность безотказной работы модуля:

.

Вероятность безотказной работы всей системы:

             (1.86)

Определим эффективность резервирования:

                   (1.87)

2.  Добавляем резервный аккумулятор в БХ (теплый резерв замещением).

В нашем случае имеем:

,                                   (1.88)

; ;

 (1/с);  (1/с).

Тогда .

.

Вероятность безотказной работы всей системы:

             (1.89)

Определим эффективность резервирования:

3.  Добавим резервный БПК (холодный резерв).

, где  (1/с).

Определим вероятность безотказной работы резервирования БПК:

.

Вероятность безотказной работы всей системы:

Эффективность резервирования:

Добавлять резервные БЛУ, САЧ и РМГ не целесообразно, так как их надежностно–массовые характеристики показывают эффективность резервирования низкую.

Проведём резервирование по  БФ скользящим резервом с переключателем, по БХ - теплым резервом замещением и по БПК – холодным резервом замещением. Новая масса W^\=173,4+0,565+1,5+2=177,4 (кг).

Вероятность работы всей системы:

Эффективность резервирования:

Таким образом, при проведённом резервировании БФ - скользящим резервом, БХ – теплым резервом с замещением, БПК – холодным резервом замещением,  была достигнута необходимая надежность СЭС

Р*₀=0,95119 > Р_зад=0,95.

На рисунке 1.3. изображена прорезервированная структурная схема СЭС.

Рис.1.3.

2. Технологическая часть

2.1 Назначение и технологичность детали

В технологической части представлена деталь – колпачок. Деталь входит в состав двигательной установки. Данное изделие является технологичной деталью, поскольку может быть установлена в необходимых при обработке приспособлениях станка и все операции выполняются производственными методами.