载人航天器在轨维修性设计体系

开展了对载人航天器维修性设计体系的研究,明确了载人航天器维修性设计体系构成,包括维修性设计、维修性验证、维修性评价和维修性管理。维修性设计包括维修原则确定、维修需求分析、维修任务规划、维修模式设计等;维修性验证包括维修试验规划、分析仿真验证、实物试验验证和在轨飞行验证;维修性评价包括飞行工程师评价和航天员评价;维修性管理将维修性设计、验证、评价工作进行有机衔接并在工程上实施。本文可以作为载人航天器在轨维修性设计工作的参考。

空间站维修性系统设计与验证方法研究

空间站在轨运行时间长,因此需采用维修性设计和在轨维修的方法实现长寿命高可靠在轨运行。根据维修性设计理论,结合工程实际,提出了基于产品特性分析的维修需求分析方法和维修支持下的可靠度计算方法。明确了系统维修性设计应包括布局、供电、信息、故障检测、维修工作模式等设计内容。并根据维修难度,提出了四级维修策略。最后根据在轨维修特点,提出了地面试验验证和仿真验证的方法。为空间站系统维修性设计提供了一个技术途径。

可维修航天器的可靠性度量与建模方法

文章提出了一种既充分考虑航天器维修对可靠性贡献,又不引入海量计算的可靠性度量方法。该方法在可靠性框图基础上引入维修因素进行模型修正,并转换为动态故障树,进而采用状态转移链进行分析计算。工程实例表明,此修正方法能够评价维修对空间站可靠性产生的贡献,其分析准确度优于可靠性框图方法,且分析过程简单易行,具有良好的工程应用价值。

载人航天器安全性、可靠性、维修性技术实践及发展展望

空间站工程推动了我国载人航天器安全性、可靠性、维修性技术的长足发展,形成了围绕保证航天员安全、航天器平台可靠、在轨运行长寿命的安全性、可靠性、维修性一体设计技术体系。文章结合载人航天“三步走”发展战略,总结了在神舟飞船、空间实验室和空间站项目中,安全性、可靠性和维修性的工程实践,论述了在安全性、可靠性、维修性一体设计、在轨可维修性设计与验证、多任务阶段可靠性验证与评估方面的技术突破,梳理了载人航天器安全性、可靠性、维修性工作的重点研究方向和关键技术。

基于PRA的组合体航天器风险评估模型

针对组合体航天器高可靠性、小子样的特性,以组合体航天器控推系统为例对多舱融合性设计方案建立了基于PRA(Probabilistic Risk Assessment,概率风险评估)的风险评估模型。通过对比使用融合性设计和未使用融合性设计两种方案的故障树和相对比差,以验证融合性设计对系统可靠性的贡献为目标,从定性和定量的角度验证了融合性设计可以大幅降低组合体航天器控推系统重大风险的发生概率。通过分析重大风险的重要度权重,得到了组合体航天器控推系统重大风险的重要度排序,从风险的角度为决策者提供了应用融合性设计的建议。

一种基于相对PRA的定量分析方法研究

在对载人航天系统进行风险评估的过程中,经常会遇到具有高可靠性、小子样特性的复杂大系统。面对此类系统传统风险评估方法已经不能满足载人航天系统高可靠性的任务需求,应当引入PRA方法对系统进行定性与定量相结合的评估。针对小子样的特性,文又引入了相对风险评估方法对系统进行定量分析,以相对代替绝对既可以减少工作量提高评估效率又可以有效地减少不确定性对评估结果的影响。对PRA方法的基本流程和相对定量分析方法还要进行深入探讨。

组合体航天器的PRA技术应用趋势分析

组合体航天器具有高可靠性、小字样的工程特点,为解决组合体航天器风险评估工作中遇到的试验及在轨数据不足的难题,提出应用概率风险评估(PRA)技术对组合体航天器进行风险评估,以满足组合体航天器这类复杂大系统的风险评估需求。结合组合体航天器的工作特点,对定性、定量、综合性评估方法进行了对比分析。并以组合体航天器控推系统融合性设计为例,详细分析了PRA技术应用的基本流程。通过相对评估方法对比了组合体航天器特有的融合性设计对系统可靠性的贡献,充分验证了PRA技术适用于组合体航天器的风险评估工作。

核安全级DCS功能安全与信息安全权衡技术

以典型核安全级分布式控制系统(DCS)为例,应用故障模式与脆弱性影响分析(FMVEA)技术评估功能安全与信息安全的兼容性,并采用事件树和风险分析相结合的方法给出功能安全与信息安全协同解决方案,最终得到核安全级DCS功能安全与信息安全一体化防护措施。一体化防护措施实践结果表明,应用权衡技术得到信息安全措施,可以较好地兼容原有功能安全措施。因此,本研究建立的权衡技术可以应用于核安全级DCS信息安全设计工作。

空间站维修设计与实践

空间站是在运载包络、上升段力学环境、空间环境、在轨维修、天地备件保障等诸多工程约束条件下,首次系统开展维修性设计的载人航天器,其最重要的特点是以可靠性为中心的在线维修,维修过程中空间站平台须正常在轨飞行.通过开展维修可视可达、故障隔离、维修工作模式、维修影响域最小化、产品通用化、接口标准化、维修风险控制等设计,实现了空间站在轨可维修.通过构建数字化仿真模型,提高了维修性设计的准确性和效率.空间站在轨关键技术验证阶段,开展了维修性在轨实践,初步验证了空间站维修性设计方法的正确性.