Методики и алгоритмы обеспечения живучести космических аппаратов нанокласса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Егоров Андрей Михайлович

• Егоров Андрей Михайлович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Егоров Андрей Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

1. ЖИВУЧЕСТЬ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НАНОКЛАССА

1.1 Наноспутник как сложная система

1.2 Анализ понятия живучести наноспутника и его формализация

1.3 Концептуальная теоретико-множественная модель устойчивости функционирования НСП

1.4 Анализ существующих подходов к расчёту показателей живучести

1.5 Разработка математической модели расчёта показателей живучести НСП, основанной на оценке эффективности его функционирования

1.6 Выводы по первой главе

2. ВЫБОР СОСТАВА НАНОСПУТНИКОВОЙ ПЛАТФОРМЫ НА РАННИХ ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОЙ ЖИВУЧЕСТИ

2.1 Принципы построения наноспутников класса CubeSat, обладающих функциональной избыточностью

2.2 Коммерческие комплектующие НСП

2.3 Базовая платформа наноспутника

2.4 Методика выбора (синтеза) состава НСП для достижения заданного уровня живучести

2.5 Выводы по второй главе

3. МЕТОДИКА УПРАВЛЕНИЯ ЖИВУЧЕСТЬЮ НАНОСПУТНИКОВОЙ ПЛАТФОРМЫ В ПРОЦЕССЕ ОПЕРАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

3.1 Анализ области допустимых следствий функциональной системы НСП

3.2 Обеспечение устойчивости функционирования НСП методом эмуляции

3.3 Принципы диагностики состояния и определения отказов элементов НСП

3.4 Особенности процессов адаптации НСП к функциональным отказам

3.5 Алгоритм оптимального обеспечения живучести НСП методом эмуляции

3.6 Вывод по третьей главе

4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК И АЛГОРИТМОВ

4.1 Пример применения методики синтеза состава НСП при проектировании НС, совершающего ориентированный полёт

4.2 Пример применения методики синтеза состава НСП при проектировании НС, совершающего неориентированный полёт

4.3 Оценка количественного показателя живучести НС 8аш8а1-218В

4.4 Обеспечение живучести НС 8аш8а1^В50

4.5 Обеспечение живучести НС 8аш8а1-ЮК

4.6 Вывод по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А ОПИСАНИЕ АВТОРСКОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ЖИВУЧЕСТИ НАНОСПУТНИКА

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ХАРАТЕРИСТИКИ НАНОСПУТНИКА 8АМ8АТ-218Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В ХАРАТЕРИСТИКИ НАНОСПУТНИКА 8АМ8АТ-ОВ50

ПРИЛОЖЕНИЕ Г ХАРАТЕРИСТИКИ НАНОСПУТНИКА 8АМ8АТ-ЮК

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методики и алгоритмы обеспечения живучести космических аппаратов нанокласса»

Актуальность работы.

В настоящее время наблюдается нарастающая тенденция разработки и запуска малоразмерных космических аппаратов, к которым относятся наноспутники (НС) стандарта CubeSat [1, 2].

Такие спутники приобрели популярность благодаря тому, что характеризуются малым временем их разработки, а также значительной дешевизной попутного запуска. Использование НС позволяет решить много полезных задач, в частности провести лётные испытания миниатюрных датчиков, элементов бортовых систем в условиях космического пространства прежде, чем применять их в дорогостоящих космических миссиях.

При разработке НС с целью удешевления проекта часто применяются коммерческие комплектующие (отдельные бортовые системы), в том числе выполненные на компонентной базе общего назначения (электрорадиоизделия, как правило, не обладают повышенной стойкостью в условиях факторов космического пространства), далее по тексту - коммерческие комплектующие. Использование модульного принципа построения НС из коммерческих комплектующих значительно расширяет возможности по созданию КА в короткий срок.

В составе НС можно выделить полезную нагрузку, предназначенную для решения целевой научной задачи, и совокупность обеспечивающих систем, необходимых для поддержания энергобаланса, ориентации, управления НС. В диссертации рассматриваются проблемы, связанные с работой обеспечивающих функциональных систем, совокупность которых обозначена как наноспутниковая платформа (НСП).

Анализ выполнения целевых задач для реализованных миссий НС показывает высокий процент аварийных ситуаций, не связанных со средствами выведения, а обусловленных отказами функциональных систем НСП. Об этом

свидетельствуют статистические данные по запускам (рисунок 1), приведённые в том числе в работах M. Langer, E. Kulu [3-5].

Рисунок 1 - Отношение количества отказов НС к общему числу запусков

Большое количество неудач заставляет разработчиков искать пути повышения отказоустойчивости НСП. Традиционно устойчивость КА к возможным отказам обуславливается свойством надёжности и предполагает дублирование отдельных бортовых подсистем. Однако для НС данный подход, как правило, не применяется в виду ограничений по массе, габаритам и вычислительным возможностям, а также из-за отсутствия показателей надежности коммерческих комплектующих в условиях факторов космического пространства.

Возможность использования функциональной избыточности, присутствующей обычно в составе коммерческих комплектующих (датчиков, измерительных средств, контроллеров, модулей памяти и т.п., далее - элементы НСП) позволяет использовать её для парирования последствий аварийных ситуаций. При этом возможна реконфигурация схемы информационно-функционального взаимодействия элементов НСП, изменение алгоритмов функционирования, при допустимом снижении качества решения целевых

задач НС. Реконфигурация производится с применением байпасов - резервных путей для обеспечения функционирования системы при наступлении нештатного состояния.

Реконфигурация позволяет обеспечить живучесть НСП как свойство сохранять выполнение важных функций в условиях возникновения отказов. В условиях коротких сеансов связи оперативная реконфигурация функциональной схемы НСП по командам наземного комплекса управления (НКУ) практически не производится или осуществляется с большим опозданием, что может привести к негативным результатам. Необходимо обеспечивать возможность реконфигурации в реальном режиме времени в зависимости от условий полёта. Включение в состав НСП специализированного алгоритмического или аппаратного блока позволит управлять существующей функциональной избыточностью с целью выполнения целевой миссии с максимально возможной эффективностью и повысит живучесть НСП.

Таким образом, проблему разработки математической модели, методик и алгоритмов обеспечения живучести НСП, используемых как на этапе проектирования, так и на этапе операционного управления, следует считать актуальной.

Степень разработанности темы.

В различных научных школах активно изучаются способы повышения уровня живучести и автономности проектируемых НС, повышения эффективности их функционирования при помощи реконфигурации структуры.

В работах [6-13] подробно рассматривается процесс функционирования

КА дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) при возникновении аномальных

ситуаций (АС) на этапе орбитального полёта. Большое внимание сосредоточено

на основных принципах работы бортовой системы управления живучестью КА

в АС, диагностике системы при возникновении АС, методам восстановления

штатного функционирования КА. Ахметов Р.Н., Соллогуб А.В., Макаров В.П.,

Кирилин А.Н предложили комплексный инструментарий (аппаратные,

программные модули контроля, применение структурных и функциональных

6

резервов, безопасные режимы функционирования) для технологии полётного реинжиниринга КА ДЗЗ. Фундаментом данной технологии является таблица с информацией об АС, предназначенная для управления бортовыми ресурсами в условиях временных ограничений. В то же время, проблеме реконфигурации бортовых систем НС, осуществляемой в автоматическом режиме без привлечения средств НКУ, уделено мало внимания.

В диссертации [14] Кулаков А.Ю., Павлов А.Н. уделяют значительное внимание модели реконфигурации системы управления движением (СУД) КА в случае непредвиденных воздействий. При этом реконфигурация рассматривается как операции по изменению режима ориентации КА с изменением состава бортовой аппаратуры, применяемой в текущей работе СУД. Представлен метод и алгоритм выбора способа реконфигурации по критерию минимального расхода ресурса бортовой аппаратуры. Проблеме парирования отказов других обеспечивающих функциональных систем (электропитания, связи и пр.) уделено мало внимания.

В работах [15-18] рассматривается структурная живучесть как возможность реконфигурации системы при непредвиденных воздействиях. При этом выделяется важность создания структуры, обеспечивающей выполнение критического подмножества функций для достижения цели функционирования системы. В работе не рассматриваются средства обеспечения живучести, не приводятся критерии оценки живучести, которые можно применить для КА.

Во множестве работ зарубежных авторов [4-5, 19-29], связанных с обеспечением живучести информационных систем и НС, рассматриваются различные способы реакции на возникающие отказы и управления избыточностью элементов системы с целью сохранения работоспособности системы. Количественная оценка живучести не производится.

Следовательно, не рассматривались вопросы, связанные с количественной оценкой живучести НСП на этапах проектирования и орбитального полёта, не разработана математическая модель оценки и

методики управления живучестью НСП, спроектированной по модульному принципу из коммерческих комплектующих.

В связи с этим в диссертационной работе рассматриваются разработка и использование математической модели количественной оценки живучести НСП как сложной системы, обладающей набором структурно и информационно связанных элементов НСП.

Выполнен анализ подходов к построению НСП из коммерческих комплектующих. Разработана методика выбора состава бортовых средств для обеспечения заданной живучести на раннем этапе проектирования НСП, а также в процессе орбитального полёта, алгоритм управления избыточностью бортовых средств во время орбитального полёта.

Исследование иллюстрировалось на примере НС формата CubeSat 3Ц, совершающего как ориентированный, так и неориентированный полёт. Разработанные методики применимы к малоразмерным КА, создание которых подразумевает использование набора типовых бортовых средств (коммерческих комплектующих общего назначения).

Целью работы является обеспечение заданного уровня живучести наноспутниковой платформы на этапе проектирования и при проведении лётно-космического эксперимента.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Разработка теоретико-множественной модели НСП, собранной по модульному принципу из коммерческих комплектующих, выявление функциональных систем НСП, отказ которых чаще всего является причиной нештатного функционирования.

2. Разработка математической модели количественной оценки живучести

НСП.

3. Разработка методики выбора состава НСП, обладающей заданной живучестью, на раннем этапе проектирования.

4. Разработка методики реконфигурации функциональной схемы НСП

(управления живучестью), позволяющей достичь максимально возможной

8

эффективности работы НСП в условиях возникновения отказов на борту на этапе орбитального полёта.

5. Разработка алгоритма оптимальной реконфигурации функциональной схемы НСП на этапе орбитального полёта с целью управления её живучестью.

Методы исследования.

Методы системного анализа, теоретические методы исследования систем управления, методы теории множеств, теории случайных величин и случайных процессов, методы алгебры логики, методы статистического анализа динамических систем.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложен подход к обеспечению живучести НСП, используемый на этапах проектирования и лётного эксперимента, новизна которого состоит в расчете функциональной избыточности, образованной в результате модульной сборки НСП из коммерческих комплектующих общего назначения.

2. Разработана математическая модель количественной оценки живучести НСП, отличающаяся от существующих тем, что учитывает эффективность функционирования НСП при решении обеспечивающих задач.

3. Разработана методика выбора состава НСП, обладающей заданной живучестью, на раннем этапе проектирования, отличающая тем, что состав НСП выбирается по минимаксному критерию, а живучесть оценивается на каждой итерации процесса оптимизации.

4. Разработана методика реконфигурации функциональной схемы НСП для обеспечения максимально возможной эффективности её работы в условиях возникновения отказа на этапе орбитального полёта, отличающая тем, что реализует эмуляцию функций посредством выбора оптимального функционального соответствия (байпаса).

5. Предложен алгоритм оптимальной реконфигурации функциональной схемы НСП с заданным объёмом функциональной избыточности с целью управления живучестью НСП в процессе операционной деятельности.

Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью принятых допущений в математических моделях; применением известных численных методов при проведении вычислительных экспериментов с математическими моделями; согласованностью результатов, полученных по аналитическим моделям и с помощью статистического моделирования.

Практическая значимость.

Полученные результаты обосновывают целесообразность использования методик и алгоритмов на раннем этапе проектирования НСП, а также в процессе орбитального полёта, что позволяет обеспечить её живучесть и увеличить срок эффективного функционирования.

Реализация результатов работы.

Теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы использованы в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, выполненных на межвузовской кафедре космических исследований и в научно-исследовательской лаборатории (НИЛ-102) «Перспективные фундаментальные и прикладные космические исследования на базе наноспутников» Самарского университета, финансируемых из средств государственного задания победителям конкурса научных лабораторий образовательных организаций высшего образования, подведомственных Минобрнауки России (проект 0777-2020-0018).

Публикации и апробация работы.

Основные положения работы были представлены на 14 международных и всероссийских конференциях, в том числе на «V Всероссийской научно-технической конференции (V Козловские чтения)», IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий», Российском симпозиуме по наноспутникам с международным участием.

Результаты исследований опубликованы в 12 печатных работах [30-41], в том числе изданы три статьи [30-32] в журналах, включённых в перечни

Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации, одна статья [33] в издании, индексируемом Scopus.

Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ [42], реализующей методику количественной оценки живучести наноспутника.

Положения, выносимые на защиту:

1. Концептуальная теоретико-множественная модель НСП, собранной по модульному принципу из коммерческих комплектующих общего назначения.

2. Математическая модель оценки живучести НСП, учитывающая эффективность функционирования НСП с использованием различных совокупностей байпасов.

3. Методика выбора (структурно-параметрического синтеза) состава НСП, обладающей заданной живучестью, на раннем этапе проектирования.

4. Методика реконфигурации функциональной схемы НСП для обеспечения максимально возможной эффективности её работы в условиях возникновения отказа путём эмуляции отказавших функций.

5. Алгоритм оптимальной реконфигурации функциональной схемы НСП с заданным объёмом функциональной избыточности с целью управления живучестью НСП в процессе операционной деятельности.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 76 наименований. Общий объём диссертации составляет 154 страницы.

1. ЖИВУЧЕСТЬ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НАНОКЛАССА

В главе рассматривается сложная система «наноспутник», состоящая из взаимосвязанных обеспечивающих подсистем (платформы) и целевой аппаратуры, даётся общая характеристика подсистем. Предложена концептуальная теоретико-множественная модель устойчивости функционирования НСП как сложной системы, выполняющей определённый набор функций в рамках решения целевой задачи. Формулируется математическая модель количественной оценки живучести НСП, учитывающая эффективность её функционирования при решении обеспечивающих задач.

1.1 Наноспутник как сложная система

НС как космический аппарат представляет собой техническое устройство, предназначенное для эксплуатации в условиях открытого космоса. Отличительной особенностью наноспутников является их небольшая масса от 1 кг до 10 кг и размер [2].

Рассматривая наноспутник, как систему, можно выделить ряд системных признаков [43, 44].

а) НС создаётся из набора отдельных блоков, деталей и, таким образом, представляет собой совокупность элементов (механические узлы и детали, электрические платы и кабели), обладает целостностью. При этом элементы могут быть вычленены и исследованы отдельно от НС, что позволяет судить о делимости рассматриваемой системы.

б) Вводя в рассмотрение совокупность элементов, важно отметить необходимость их взаимосвязи. Электрические платы и отдельно расположенные компоненты соединяются электрически посредством кабелей, механические детали сопрягаются посредством жёстких разъёмных и подвижных соединений. На этапе сборки принимаются необходимые меры по

защите соединений от нарушения при эксплуатации в космических условиях, а также на этапе выведения РН. Таким образом, НС присуще наличие устойчивых связей между элементами.

в) НС создаётся с целью выполнения определённого набора задач (космической миссии). При этом отдельным элементам и подсистемам НС отводятся определённые функции, устанавливается порядок информационного обмена между подсистемами. Таким образом, НС присуща внутренняя организация.

г) Элементы НС, будучи связаны и объединены в едином корпусе, реализуют космическую миссию. Исключение из состава НС одного или нескольких элементов приведёт к невозможности выполнения поставленных задач с неизменным качеством. Т.е. НС как система обладает свойством эмерджентности.

Рассматривая набор задач, возлагаемых на НС, можно выделить целевую задачу и обеспечивающие задачи, к которым относятся электропитание, связь с ЦУП, ориентация и стабилизация, см. рисунок 2.

Рисунок 2 - Задачи, решаемые НС

Целевая задача часто является уникальной и требует использования специально разработанного оборудования. В работе рассматриваются проблемы, связанные с работой обеспечивающих подсистем НС, которые в совокупности формируют платформу для проведения космических исследований (НСП).

НСП представляется как сложная система, где каждая задача решается отдельной функциональной бортовой системой. Такие системы состоят из элементов (электрических и механических узлов и компонентов). Для анализа НСП как сложной системы проведём её декомпозицию: выделим функциональные бортовые системы, которые обеспечивают функционирование НСП с момента отделения от РН. [45-47]

а) Система электропитания (СЭП) снабжает электроэнергией все элементы НСП. Аккумулятор, устанавливаемый в составе НСП, часто не позволяет работать её элементам длительное время. Пополнение запасов электроэнергии осуществляется с использованием солнечных батарей (СБ), представляющих собой набор фотоэлектрических преобразователей (ФЭП). Для минимизации влияния ориентации НС, СБ устанавливают на нескольких гранях конструкции НС. Различный уровень освещённости СБ, а также необходимость подзарядки аккумулятора требуют использования преобразователя напряжения. В состав СЭП входит контакт отделения, являющийся источником сигнала на включение электропитания элементов НСП. Напряжение, снимаемое с аккумулятора, преобразуется в несколько уровней постоянного напряжения, необходимых для питания отдельных потребителей. Повышая энергоэффективность и надёжность, разработчики СЭП устанавливают ключи, позволяющие отключать питание отдельных потребителей, см. рисунок 3.

Панели ФЭП

Температурный датчик

Преобразователь напряжения

кА>

-н А

Аккумулятор

Схема Включения

Контакт отделения

Контроллер

Ключи питания потребителей на шине 5В

Ключи питания потребителей на шине 3 .3В

Преобразователь напряжения 5 В

Преобразователь напряжения 3.3В

Рисунок 3 - Структурная схема СЭП

б) Система связи (СС) обеспечивает приём НСП команд из ЦУП, а также передачу ТМИ на Землю. Система состоит из приёмного и передающего трактов, каждый из которых подключается к АФУ. В передающем тракте устанавливаются кодер, модулятор и усилитель мощности. В приёмном тракте - усилитель и демодулятор, декодер, см. рисунок 4.

Рисунок 4 - Структурная схема СС

Чтобы иметь возможность одновременной передачи и приёма информации в коротком временном окне радиовидимости НСП из НКУ, каналы приёма и передачи разносятся по частоте, в составе НСП для них устанавливаются отдельные АФУ. Для минимизации влияния ориентации НС на процессы приёма и передачи информации АФУ часто дублируются, делаются всенаправленными. Из-за ограничений габаритов НС на этапе его вывода на орбиту АФУ изначально могут находиться в сложенном состоянии.

в) Система сбора и хранения ТМИ необходима для контроля состояния и режимов работы бортовой аппаратуры. Система содержит контроллер и запоминающее устройство. Контроллер производит опрос датчиков (контроллеров) НСП с заданной периодичностью и сохраняет эту информацию в запоминающем устройстве в виде пакетов с временной меткой, см. рисунок 5.

Рисунок 5 - Структурная схема системы сбора и хранения ТМИ

г) Система управления выполняет координацию работы всей бортовой аппаратуры. В состав системы входит контроллер (как правило, БК), запоминающее устройство для хранения программы полёта, датчики. Система управляет ресурсами других систем посредством информационного обмена служебными командами. В частности, происходит управление раскрытием АФУ и СБ после отделения от РН, см. рисунок 6.

Рисунок 6 - Структурная схема системы управления

д) Система ориентации и стабилизации (СОС) позволяет контролировать и поддерживать необходимое угловое положение НС на орбите. Система состоит из контроллера, датчиков и активных элементов. В зависимости от выбранного физического принципа определения углового положения НС в качестве датчиков используются магнитометры (магнитное поле Земли), инфракрасная вертикаль (тепловое поле Земли), датчик освещённости (солнечный свет), звёздный датчик (картина звёздного неба), гироскоп (отклонение осей НС относительно ИСК), см. рисунок 7.

Рисунок 7 - Структурная схема системы СОС

При разработке НСП с целью удешевления проекта повторяющиеся элементы могут быть заменены одним экземпляром, который будет задействован в нескольких системах одновременно. Такой подход наиболее часто применяется в отношении контроллеров, функции которых централизуются в БК.

1.2 Анализ понятия живучести наноспутника и его формализация

Техническая система может находиться в состояниях: работоспособное (способна выполнить требуемую функцию при условии предоставления необходимых внешних ресурсов), исправное (физически способна выполнить требуемую функцию), неисправное (неспособна выполнять функцию за исключением случаев, когда нет внешних ресурсов); неработоспособное (состояние изделия, при котором оно неспособно выполнить требуемую функцию при наличии внешних ресурсов).

Причиной смены состояний системы считают различные процессы и явления, завершающиеся возникновением дефектов, повреждений и отказов [46, 47].

Проектирование сложных систем, к которым относятся КА, производится с применением математического аппарата теории надёжности. Обеспечение надежности функционирования КА является важным ввиду дороговизны, значительного времени разработки [49, 50].

Под надёжностью понимается комплексное свойство, состоящее в способности системы выполнять целевую задачу в заданных условиях и наличии необходимых ресурсов [16].

Надежность определяет вероятность безотказной работы:

P(t) = P(T > t),

где T - случайная величина, наработка изделия до отказа, время от начала работы до первого отказа (время безотказной работы).

Вероятность отказа изделия, т.е. вероятность противоположного события:

Q(t) = 1 - P(t) = P(T < t)

Для оценки надежности систем, имеющих возможность продолжать работу после отказов, характеристики надежности (безотказности) являются недостаточными. Для таких систем определяется ремонтопригодность -свойство, характеризующее приспособленность изделия к предупреждению,

обнаружению, устранению отказов. Для количественного описания свойства недостаточно характеристик безотказности, применяется величина тв - среднее время восстановления после отказа.

Показатели надёжности носят вероятностный характер, к ним относятся: вероятность безотказной работы за время активного существования КА Р(ТАС), средняя наработка на отказ щ, готовность. [52]

Коэффициент готовности рг - вероятность того, что изделие будет работоспособно в произвольно выбранный момент времени. Установившееся значение коэффициента готовности есть среднее относительное время пребывания системы в работоспособном состоянии:

т,

Рг

Щ + щв

где т г - среднее время до наступления отказа, тв - среднее время, необходимое для восстановления работоспособности после отказа. [53]

Вероятностные оценки оказываются тем точнее, чем большее количество испытаний произведено. Однако применительно к разработке уникальных КА невозможно учесть все факторы возникновения аномальных ситуаций, отказов. Кроме того, КА нанокласса при модульном проектировании все чаще разрабатываются с применением электронной базы широкого применения, не имеющих количественных оценок показателей надёжности в условиях факторов космического пространства. Эти факторы порождают необходимость обеспечивать живучесть КА.

Согласно ГОСТ, под термином живучесть понимается свойство системы, заключающееся в способности противостоять развитию критических отказов из дефектов и повреждений, а также в сохранении ограниченной работоспособности при возникновении непредвиденных внешних воздействиях или отказе некоторых компонентов. [51]

Свойство живучести в общем случае состоит в способности объекта адаптироваться и противостоять развитию отказов вследствие возникающих дефектов и повреждений [15].

Из определения следует, что живучесть является сложным свойством системы, и, согласно принципам системного анализа, подлежит декомпозиции, см. рисунок 8.

Рисунок 8 - Декомпозиция свойства живучесть

Понятие живучести включает в себя признаки надёжности и безопасности [6], может быть охарактеризовано совокупностью частных свойств, наиболее важные среди которых:

а) Безотказность (неуязвимость) - свойство изделия непрерывно сохранять способность выполнять требуемые функции в течение некоторого времени или наработки в заданных режимах и условиях применения. Является базовым свойством, обусловленным работоспособностью (состоянием готовности) системы.

б) Стойкость - свойство объекта сохранять способность к выполнению требуемых функций при внешних неблагоприятных воздействиях. При рассмотрении данного свойства учитывает неблагоприятные воздействия (излучения) космического пространства на электронную составляющую КА.

в) Отказоустойчивость - свойство сохранять способность функционирования объекта при внешних неблагоприятных воздействиях, в том числе при получении повреждений бортовых средств. Число повреждений зависит от стойкости элементов системы, а степень влияния на функционирование КА - от глубины структурной избыточности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Егоров Андрей Михайлович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Каширин, А.В. Анализ современного состояния рынка наноспутников как подрывной инновации и возможностей его развития в России / А.В. Каширин, И.И. Глебанова // Международный научный журнал «Молодой учёный». - 2016. - Вып. № 7 (111). - С. 855-867.

2. Клюшников, В.Ю. Наноспутники - наиболее перспективный класс малых космических аппаратов / В.Ю. Клюшников, С.А. Клементьев // Инноватика и экспертиза. - 2016. - Вып. 2 (17). - С. 97-105.

3. CubeSat Database [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.nanosats.eu/index.html#figures (Дата обращения: 05.02.2021).

4. Langer, M. Reliability of CubeSats - Statistical Data, Developers' Beliefs and the Way Forward / M. Langer, J. Bouwmeester // 30th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites SSC16-X-2. - 2016. - P. 1-12.

5. Villela, T. Towards the Thousandth CubeSat: A Statistical Overview / T. Villela, C.A. Costa, A.M. Brandao, F.T. Bueno, R. Leonardi // Hindawi International Journal of Aerospace Engineering. - 2019. - Vol. 2019. - P. 1-13.

6. Ахметов, Р.Н. Байпасность как атрибут живучести автоматических космических аппаратов в аномальных полётных ситуациях / Р.Н. Ахметов, В.П. Макаров, А.В. Соллогуб // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2015. - №4. - С. 17-37.

7. Кирилин, А.Н. Методы обеспечения живучести низкоорбитальных автоматических КА зондирования Земли: математические модели, компьютерные технологии. - М.: Машиностроение, 2010. - 384 с.

8. Ахметов, Р.Н. Методы и модели автономного управления живучестью автоматических космических аппаратов дистанционного зондирования Земли // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2008. - №2. - С. 21-37.

9. Ахметов, Р.Н. Особенности управления живучестью космических аппаратов мониторинга Земли / Р.Н. Ахметов, В.П. Макаров, А.В. Соллогуб //

137

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2О12. - №4(35). - С. 18-28.

10. Ахметов, Р.Н. Проблемы реинжиниринга автоматических космических аппаратов в аномальных полетных ситуациях и пути их решения на основе базы знаний / Р.Н. Ахметов, В.П. Макаров, А.В. Соллогуб // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2014. -№1(43). - С. 9-21.

11. Ахметов, Р.Н. Концепция автономного управления живучестью автоматических космических аппаратов дистанционного зондирования Земли в аномальных ситуациях / Р.Н. Ахметов, В.П. Макаров, А.В. Соллогуб // Известия Самарского научного центра РАН. - 2009. - Т. 11, №3. - С. 165-176.

12. Ахметов, Р.Н. Особенности обеспечения целевой эффективности космических аппаратов зондирования Земли на основе методов рефакторинга и обратной инженерии / Р.Н. Ахметов, В.П. Макаров, А.В. Соллогуб // Научный журнал «Онтология проектирования». - 2012. - №4(6). - С. 7-17.

13. Максимов, В.А. Подход к формированию модели системы хранения данных в перспективных космических аппаратах дистанционного зондирования Земли / В.А. Максимов, А.С. Дудкин // Международный научно-исследовательский журнал. - 2016. - №10 (52), ч.2. - С. 82-85.

14. Кулаков, А.Ю. Модель и алгоритмы реконфигурации системы управления движением космического аппарата [Текст]: дисс. ... канд. техн. наук: 05.13.01 / Кулаков Александр Юрьевич. - СПб., 2017. - 156 с.

15. Додонов, А.Г. Современные поисковые технологии - проблемы и некоторые пути их решения / А.Г. Додонов, Д.В. Ландэ, В.Г. Путятин // Регистрация, сохранение и обработка информации. - 2010. - Т. 12, № 3. -С. 36-55.

16. Додонов А.Г. Живучесть информационных систем / А.Г. Додонов, Д.В. Ландэ // Киев: Наукова думка, 2011. - 256 с.

17. Зуев Д.М., Пятков А.Г., Мовчан П.В. Преимущества масштабируемой модульной архитектуры малых и сверхмалых космических аппаратов // Решетневские чтения. - 2014. - №18. - С. 500-502.

18. Биндель Д., Овчинников М. Ю., Селиванов А. С., Тайль Ш., Хромов О. Е., Наноспутник GRESAT. Общее описание. / Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. - 2009. - №021. - 35 с.

19. González, Freddy Alexander Díaz, Cabrera, Pablo Roberto Pinzón and Calderón, Claudio Marcel Hernández. Design of a Nanosatellite Ground Monitoring and Control Software - a Case Study. // Journal of Aerospace Technology and Management. - 2016. - Vol.8, no.2. - P.211-231.

20. Junquan Li, Mark ost, Thomas Wright, Regina Lee. Design of attitude control systems for CubeSat-class nanosatellite. // Journal of Control Science and Engineering. - 2013. - No. 4 - P. 4.

21. Mohamed Salah Shouman, Gamal M. El Bayoumi. Adaptive Robust Control of Satellite Attitude System. // International Review of Aerospace Engineering (IREASE). - 2015. - Vol 8, No 1. - P. 35-42.

22. El Sawy, Omar A and Nanus, Burt. Toward the Design of Robust Information Systems // Journal of Management Information Systems. - 1989. -Vol. 5, No. 4. - P. 33-54.

23. Nanosatellite Attitude Stabilization Using Passive Aerodynamics and Active Magnetic Torquing. // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. - 2004. - Vol. 27, no. 3.

24. Yajie Ma, Bin Jiang, Gang Tao, Hamed Badihi. Minimum-Eigenvalue-Based Fault-Tolerant Adaptive Dynamic Control for Spacecraft // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. - 2020. - Vol. 43, no. 9. - P. 1764 - 1771.

25. Peter Z. Schulte, David A. Spencer. State Machine Fault Protection Architecture for Aerospace Vehicle Guidance, Navigation, and Control // Journal of Aerospace Information Systems. - 2020. - Vol. 17, No. 2. - P. 70 - 85.

26. Georges Ghazi, Benoit Gerardin, Magali Gelhaye, Ruxandra Mihaela Botez. New Adaptive Algorithm Development for Monitoring Aircraft Performance and

139

Improving Flight Management System Predictions // Journal of Aerospace Information Systems. - 2020. - Vol. 17, No. 2. - P. 97 - 112.

27. Rohit Dureja, Kristin Yvonne Rozier. Formal Framework for Safety, Security, and Availability of Aircraft Communication Networks // Journal of Aerospace Information Systems. - 2020. - Vol. 17, No. 7. - P. 322 - 335.

28. Sung Jin Kim, Hee-Seong Kim, Joo-Ho Choi. Modified Reliability Centered Maintenance Analysis Considering Probability of Detection // Journal of Aerospace Information Systems. - 2020. - Vol. 17, No. 5. - P. 240 - 247.

29. Muhammad Junayed Hasan Zahed, Mohammed I. Alabsi, Travis D. Fields, Dakota R. Hetrick. Virtual Sensor Development for Actual Sensor Fault Detection & Flight Parameter Estimation in Real Time // AIAA Scitech 2020 Forum. 2020. P. 1-9.

30. Егоров А.М. Анализ возможных отказов типового наноспутника // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2016. - №9, т. 59. -С. 471-476. DOI: 10.17586/0021-3454-2016-59-6-471-476.

31. Егоров А.М., Белоконов И.В. Выбор состава бортовых средств для обеспечения заданной живучести наноспутника // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. - 2018. - №3, т. 5. - С. 78-86. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2018.5.3.78.86.

32. Егоров А.М. Проблема живучести наноспутника и её обеспечение за счёт использования функциональной избыточности / А.М. Егоров, И.В. Белоконов // Журнал «Известия Тульского государственного университета. Технические науки». - 2019. - № 8. - С. 287-298.

33. Kirillin, A. SSAU Nanosatellite Project for the Navigation and Control Technologies Demonstration / A. Kirillin, I. Belokonov, I. Timbai, A. Kramlikh, M. Melnik, E. Ustiugov, A. Egorov, S. Shafran // Procedia Engineering. 3rd IAA-RACTs Conf. on Scientific and Technological Experiments on Automatic Space Vehicles and Small Satellites, SPEXP 2014. - 2015. - Vol. 104. - P. 97-106.

34. Егоров, А.М. Разработка модели приёма сигналов от спутниковых радионавигационных систем для наноспутника SamSatl при использовании

двух антенн // Вестник совета молодых учёных и специалистов СГАУ. - 2013. № 2(3). - С. 25-28.

35. Егоров, А.М. Обеспечение живучести наноспутников // Сборник статей IV международной заочной научно-технической конференции ITRT-2014. -

2014. - С. 118-121.

36. Егоров, А.М. Разработка малоразмерного космического аппарата с заданной живучестью // Сборник материалов конференции «Актуальные проблемы ракетно-космической техники» (V Козловские чтения). - 2017. - Т. 2. - с. 409-411.

37. Егоров, А.М. Отказоустойчивая бортовая система управления наноспутника SamSat-218D // Сборник статей V международной заочной научно-технической конференции ITRT-2015. - 2015. - С. 238-244.

38. Егоров, А.М. Подход к построению отказоустойчивой бортовой системы управления наноспутником // Сборник материалов конференции «Актуальные проблемы ракетно-космической техники» (IV Козловские чтения). - 2015. - Т. 1. - С. 443.

39. Егоров, А.М. Перспективная отказоустойчивая бортовая система управления типовым наноспутником // International Scientific Conference Proceedings, "Advanced Information Technologies and Scientific Computing". -

2015. - Vol. 2. - P. 345.

40. Егоров А.М. Оценка живучести наноспутника на примере SamSat-218D // Сборник статей VI международной заочной научно-технической конференции ITRT-2016. - 2016. - С. 190-194.

41. Егоров А.М. Выявление уязвимых элементов системы на примере наноспутника // Сборник статей VII международной заочной научно-технической конференции ITRT-2017. - 2017. - С. 211-213.

42. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2022610797 Российская Федерация. Расчёт живучести наноспутника / А.М. Егоров; заявитель и правообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Самарский национальный

141

исследовательский университет имени академика С.П. Королева» (Самарский университет). - № 2022610136; заявл. 11.01.2022; опубл. 17.01.2022. - 1 с.

43. Прохорова И.А. Теория систем и системный анализ: учебное пособие / И.А. Прохорова. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013. - 49 с.

44. А.А. Тарасов. Функциональная реконфигурация отказоустойчивых систем: монография / Тарасов А.А.. — Москва : Логос, 2012. — 152 с.

45. А.Н. Кирилин. Космическое аппаратостроение: Научно-технические исследования и практические разработки ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»/ А.Н.Кирилин, Г.П.Аншаков, Р.Н.Ахметов, Д.А.Сторож. Под ред. д.т.н. А.Н.Кирилина. - Самара: Издательский дом «АГНИ», - 2011. - 280 с.

46. Гущин, В.Н. Основы устройства космических аппаратов [Текст]: учебник для вузов./ В.Н. Гущин - М.: Машиностроение, 2003. - 272 с.

47. Севастьянов Н.Н., Андреев А.И. Основы управления надежностью космических аппаратов с длительными сроками эксплуатации / под общ. ред. Н.Н. Севастьянова. - Томск : Издательский Дом ТГУ, 2015. - 266 с.

48. Белов, П. Г. Управление рисками, системный анализ и моделирование: учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры / П. Г. Белов. -М.: Юрайт, 2014. - 728 с.

49. ГОСТ 27.002-89 Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1989. 32 с.

50. Стекольников Ю.И. Живучесть систем [Текст]/ Ю.И. Стекольников -СПб.: Политехника, 2002. - 155 с.

51. ГОСТ Р 27.303-2021 Надежность в технике. Анализ видов и последствий отказов М.: Стандартинформ, 2021. 70 с.

52. Росин М.Ф. Надежность и эффективность систем управления. М.: МАИ им. С.Орджоникидзе, 1969. 124 с.

53. ГОСТ 15.016—2016 Система разработки и постановки продукции на производство. Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению. М.: Стандартинформ, 2017. 30 с.

54. Махутов Н.А., Петров В.П., Резников Д.О. Оценка живучести сложных технических систем // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. -2009. - № 3. - С. 47-66.

55. А.В.Коршунов. Некоторые аспекты оценки эффективности целенаправленных систем // Электронный журнал «Труды МАИ». - 2011. - № 49. - C. 49-58.

56. В.А. Отрейковский. Теория надежности. Учеб. для вузов / В.А. Острейковский. - М.: Высш. шк., 2003. - 463 с.

57. Харитонов В. А. Основы теории живучести функционально -избыточных систем. Препринт №170. СПб.: 1993. 60 с.

58. В. Н. Шкляр. Надежность систем управления: уч. пособие. В.Н. Шкляр. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. -126 с.

59. П.В. Костерев. Надежность техических систем и управление риском: уч. пособие. - М.: МИФИ, 2008. - 280 с.

60. Черкесов Г.Н. Методы и модели оценки живучести сложных систем [Текст]/ Г.Н. Черкесов -М.: Знание, 1987. - 55 с.

61. Бабич С.А., Костюков А.С. Обзор и сравнение систем ориентации наноспутников класса CubeSat // Решетневские чтения. - 2014. - №18.

62. Малыгин Д.В. Многоцелевая платформа «Синергия» блочно-модульного типа для сборки наноспутников // Приборостроение. - 2018. - №8.

63. Swartwout M., Jayne C. University-Class Spacecraft by the Numbers: Success, Failure, Debris.(But Mostly Success.) // 30th Annual AIAA/USU Conference of Small Satellites. Preprint. - 2016. - 18 p.

64. Давыдов Д. Д., Соболев А. А., Устюгов Е. В., Шафран С. В. Проектирование системы электропитания наноспутников семейства SamSat // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2016. - №6, т. 59. -С. 459-465. DOI: 10.17586/0021-3454-2016-59-6-459-465.

65. Sascha Muller, Andréas Gerndt and Thomas Noll. Synthesizing Failure Détection, Isolation, and Recovery Strategies from Nondeterministic Dynamic Fault Trees // Journal of Aerospace Information Systems. - 2018. - Vol. 16 (2). - P. 1-9.

66. А.А. Петрукович. Малые спутники для космических исследований. / А.А. Петрукович, О.В. Никифоров // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. - 2016. - Т. 3, вып. 4. - С. 22-31.

67. Леонович Г.И., Логвинов Л.М. Космические и наземные системы радиосвязи и сети телерадиовещания. - Самара: изд-во Самарского научного центра РАН, 2008. - 322 с.

68. О.Ф. Машошин. Диагностика авиационной техники. Учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 2007. - 141 с.

69. С.М. Боровиков. Расчет показателей надежности радиоэлектронных средст: учеб.-метод. пособие / С.М. Боровиков, И.Н. Цырельчук, Ф.Д. Троян. Минск: БГУИР, 2010. - 68 с.

70. Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике. -2-е изд., доп. - М.: Финансы и статистика, 1995. 543 с.

71. Е.В. Новиков. Оценка влияния временного резервирования на надежность сложных технических систем / Е.В. Новиков // Известия ТулГУ. Технические науки. 2010. Вып. 4. Ч. 2. С. 28 - 33.

72. Е.В. Устюгов. Выбор оптимальной компоновочной схемы и архитектуры бортовой кабельной сети наноспутника SamSat-QB50. // Информация и космос. 2017. №2. С. 168-178.

73. И.В. Белоконов, Д.С. Иванов, М.Ю. Овчинников, В.И. Пеньков. Система демпфирования углового движения наноспутника SamSat-QB50 / И.В.Белоконов и др. // Препринты ИПМ им. М.В.Келдыша. - 2015. - № 59. -28 с.

74. И.В. Белоконов, И.А. Тимбай, Е.В. Устюгов. Использование низковысотных группировок наноспутников для изучения геофизических полей: опыт участия в проекте QB50 // Материалы научной сессии секции солнечно-земных связей Совета по космосу РАН. - 2015. - С. 28-36.

144

75. Архангельский А.Я. Приемы программирования в Delphi. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Бином-Пресс, 2004. - 848 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ОПИСАНИЕ АВТОРСКОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ЖИВУЧЕСТИ

НАНОСПУТНИКА

Программное обеспечение представляет собой многооконное приложение для операционной системы Windows, предназначено для вычисления количественной оценки живучести наноспутника в зависимости от состава его бортовых средств, перечня выполняемых функций.

Исходные данные для программного расчета: массо-габаритные, стоимостные характеристики комплектующих наноспутника, набор функций, выполняемых наноспутником в качестве целевой задачи. Программа обеспечивает выполнение следующих функций: анализ возможности выполнения функций наноспутником в зависимости от отказов каждого из структурных элементов; определение критичных структурных элементов наноспутника с точки зрения обеспечения его живучести; вычисление количественной оценки живучести наноспутника для заданного времени активного существования; подбор комплектации наноспутника, обладающего заданным уровнем живучести.

В главном окне программы размещены элементы управления, которые представляют пользователю возможность полного описания бортовых элементов и их взаимосвязей. Для удобства восприятия выводится структурно-функциональная схема наноспутника, на которой предусмотрен вывод дополнительной информации: тип связей, коэффициент нормирования, критичность и пр.

Рисунок 43 - Главное окно программы

"Л Параме-ры

бмю 7 К1 К1 и К« ^ М 1

-«мм»? »"«оСа*.

» мивли • 1

Заов»'1-и«стм|{меткам« 1"

Зле'.трссчер--« •От«*«- В СР«и*!М

Нассае г рвинв* у7

11(Н.ем ¡0.*

По9«|1*г»эсгь |ШТ1 осхкигзднШ

Оохсгь счЬггс |1 пжь г»эг в Св<.'/«Ь

Рисунок 44 - Окно редактирования свойств элемента НС

Рисунок 45 - Свидетельство о государственной регистрации

программы для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ХАРАТЕРИСТИКИ НАНОСПУТНИКА 8АМ8АТ-218Б

Форм-фактор: СиЬеБа1 3и. Ориентация: пассивная аэродинамическая. Разработка: МККИ СГАУ.

Запуск: 2016 год, отсутствие связи после успешного отделения от РН.

Коммерческая солнечная панель Рисунок 39 - Состав НС 8аш8а1-218В и его компоновка

Далее приведены количественные значения показателей эффективности выполнения всех функций НСП 8аш8а1-218В при отказах её элементов, полученные с помощью компьютерного моделирования.

Таблица 21 - Расчетные данные, полученные при моделировании

Индекс ij Элемент НСП Показатель эффективности функционирования Ф Показатель Ф (нормирование внутри групп по элем. функции) Показатель Ф (нормирование по функциональной схеме)

11, 12 Контакт отделения 2-106 1

13 АКБ 3,53 1 0,5

14 Преобр.напр. 251,11 1 1/V2 = 0,7071

15, 16, 17 Панель ФЭП 2195,9 1 0,33/ V2 = 0,234

21, 22 Карта SD 6,7-106 1 0,5/2 = 0,25

23, 46, 51 В.ядро Cortex 17,31 0,27 0,21/1,31/2=0,08

24, 47, 52 В.ядро Atmel 64,93 1 0,79/1,31/2=0,3

25, 48, 53, 61 Nanomind 20,2 0,31 0,24/2=0,12

31 Передатчик 49,38 1 1

32, 33 АФУ передающие 1,3-106 1 0,5

43, 44 АФУ приемные 1,3-106 1 0,5

32, 33, 41, 42 Устройства раскрытия 70,03 1 1

45 Приемник 476,2 1 1

54 Акселерометр 3,3-105 0,83 0,83

55 М. Nanomind 4-105 1 1

56 Магн^АИ 4-105 1 1

57 Датчик освещ. 4-105 1 1

58, 59, 5А Дат.осв. ФЭП 1317,5 2,4 10 -1 0,2357

62, 63, 64 Катушка 3448,3 1 1

ПРИЛОЖЕНИЕ В ХАРАТЕРИСТИКИ НАНОСПУТНИКА 8АМ8АТ-ОБ50

Форм-фактор: СиЬе8а1 3и. Ориентация: пассивная аэродинамическая. Разработка: МККИ СГАУ.

Запуск: 2017 год, отсутствие возможности вывода в космос.

Рисунок 40 - Внешний вид и динамическая схема НС 8аш8а1-рВ50

Далее приведены количественные значения показателей эффективности выполнения всех функций НСП 8аш8а1^В50 при отказах её элементов, полученные с помощью компьютерного моделирования.

Индекс ij Элемент НСП Показатель эффективности функционирования Ф Показатель Ф (нормирование внутри групп по элем. функции) Показатель Ф (нормирование по функциональной схеме)

11, 12 Контакт отделения 2-106 1

13 АКБ 3,53 1 0,5

14 Преобр.напр. 251,11 1 1/л/2 = 0,7071

15, 16, 17 Панель ФЭП 2195,9 1 0,33/ V2 = 0,234

21, 22 Карта SD 6,7-106 1 0,5/2 = 0,25

23, 46, 51, 61 В.ядро Cortex 17,31 0,27 0,27

24, 47, 52, 66 В.ядро Atmel 64,93 1 1

26 Нав.приемник 625 0,92 1

27 Блок приема информации 76,92 0,08 1

31 Передатчик 49,38 1 1

32, 33 АФУ передающие 1,3-106 1 0,5

43, 44 АФУ приемные 1,3-106 1 0,5

32, 33, 41, 42 Устройства раскрытия 70,03 1 1

45 Приемник 476,2 1 1

54 Акселерометр 3,3105 0,83 0,45

55 М. Nanomind 4-105 1 0,55

56 Магн^АИ 4-105 1 0,55

57 Датчик освещ. 4-105 1 1

58, 59, 5А Дат.осв. ФЭП 1317,5 2,4 10 -1 0,0054

62, 63, 64 Катушка 3448,3 1 1

65 Стабилизатор 100 0,029 0,029

ПРИЛОЖЕНИЕ Г ХАРАТЕРИСТИКИ НАНОСПУТНИКА SAMSAT-ION

Форм-фактор: CubeSat 3Ц". Разработка: МККИ СГАУ. Запуск: 2022 год.

I

*

Рисунок 42 - Внешний вид и компоновка НС SamSat-Ion Состав бортовых средств:

1. Бортовой компьютер

2. Контроллер СЭП

3. Приёмопередатчик

4. Магнитная система ориентации

5. Блок аккумуляторных батарей

6. Приёмопередающая антенна

7. Панели солнечных батарей

8. Спутниковый модем

9. Дополительный набор датчиков

Индекс ij Элемент НСП Показатель эффективности функционирования Ф Показатель Ф (нормирование внутри групп по элем. функции) Показатель Ф (нормирование по функциональной схеме)

11, 12 Контакт отделения 2-106 1 1

13 АКБ 3,53 1 0,5

14 Преобр.напр. 251,11 1 1/2 = 0,5

15, 16, 17 Панель ФЭП 2195,9 1 1/V2/42 = 0,5

21, 22 Карта SD 6,7-106 1 1

23, 46, 51 В.ядро Cortex 25,97 0,4 1

24, 47, 52 В.ядро Atmel 64,93 1 0,6

31 Передатчик 49,38 1 1

32, 33 АФУ 5,7-106 1 0,5

32, 33, 41, 42 Устройства раскрытия 70,03 1 1

45 Приемник 476,2 1 1

51, 55 MPU-9250 4-104 0,45 1

52, 56 Магнитометр MMC5883 888 1 1

54 Акселерометр MEMS 888 1

57 Датчик освещ. 2,0-104 1 1

58 Нав.приемник 6,25-10-6 1

62, 63, 64 Катушка 3448,3 1 1