Варфоломеев В.И., Копытов М.И., Проектирование и испытания баллистиеских ракет (1049210), страница 55
Текст из файла (страница 55)
В качестве критерия прн постановке такой оптимальной задачи может служить стоимость создания ракеты с заданной надежностью прн ограничениях, накладываемых на время опытной отработки. Прн этом необходимо учитывать достаточную достоверность подтверждения достигнутого уровня надежности. $ !!.4. ОПЫТНАЯ ОТРАБОТКА СИСТЕА4 РАКЕТЫ В й 11.2 были рассмотрены основные ракетные системы, надежность которых в ходе опытной отработки должна быть доведена до требуемых значений,и определена с заданной точностью. Далее мы рассмотрим основйые вопросы опытной отработки систем отделения боевой части и разделения ступеней, систем наддува и питания топливом ра~кет с ЖРД. Испытания и отработка систем управления, автоматики боевых частей и двигателей с органами управления обычно Щйводитпя не разработчика~ми ракеты и ракетного комплекса, а специальными организациями.
Изложение этих вопросбв выходит за рамки данной книги. Основное содержание,испытаний ракетных конструкций дается в следуют(ей главе. Опытная отработка системы проводится в несколько эта нов. В ходе проектирования проводятся лабораторные и 'стен!(овые испытания системы, которые подтверждают ее работоспобббиость н позволя!от получить приближеиныа количеот. пенные характерйатики основных параметров, Затем в порядке подготовки к летным испытаниям проводятся стендовые испытания системы в составе ступени или всей ракеты.
Во время таких испытаний имитируются основные условия полета. Кроме того, система может проходить автономные испытания, которые позволяют накопить статистический материал о ее,надежности. В дальнейшем система участвует в полигонных нопытаннях в составе ракетного комплекса. Во время опытной отработки система может претерпевать конструктивные изменения, вносимые как после отдельных, как правило, неудачных испытаний, так и после определенного этапа испытаний.
Процесс испытаний системы естественно разделить на три периода: — разработка программы испытаний; — организация н проведение испытаний; — обработка и анализ результатов испытаний. Рассмотрим содержание работ, проводимых в эти периоды. При разработке программы испытаний необходимо найти один или несколько критериев, наиболее полно характеризующих работу системы.
Для основных ракетных систем,рассмотренных в ч 11.2, таким критерием является вероятность безотказной работы при пуске и полете ракеты. Для системы управления, кроме надежности, важным показателем является точность работы. Однако всегда можно рассматривать выход параметров, характеризующих точность системы управ.
ления, за установленные пределы как ее отказ. Это позволяет ограничиться одним обобщенным критерием Р, характеризующим работу системы. Поскольку все ракетные системы имеют большую стоимость и многие входящие в них элементы одноразового действия, то непосредственное определение оценок Р* неэффективно. Кроме того, в процессе доработок изменяются гене. ральные характеристики системы. Поэтому при разработке программы. испытаний должна быть использована структурная схема надежности системы, позволяющая установить основные связи между состдвляющими ее элементами.
Однако такой упрощенной модели системы бывает недостаточно для оценки надежности некоторых дорогостоящих или сложных элементов. Поэтому при разработке программы испытанйй необходимо иметь математическую модель работы системы, которая бы связывала легко измеряемые при испытаниях параметры (давление, напряжения, перемещения и т. д.) с критерием надежности элемента и системы' в целом.
Наличие уравнений, описывающих работу системы, позволяет выбрать параметры, которые могут и должны быть измерены, а также требуемую точность измерений, 352 Статистические данные, полученные при измерениях, яв- ляются лишь исходными для решения системы уравнений, представляющих математическую модель испытываемого объекта. Поэтому при разработке программы испытаний не- обходимо найти метод решения такой системы для определе- ния статистических характеристик искомых критериев рабо- ты объекта. Решение этих вопросов позволяет подобрать соответст- вующую измерительную аппаратуру, определить .необходи- мый объем испытаний, а также выбрать специальные усло- вия их проведения. При оценке требуемого объема и точно- сти опытных данных.
должны быть также учтены. стоимость испытаний и необходимое для их проведения время. Вся описанная выше подготовительная работа позволяет составить обоснованную программу испытаний системы. Обычно программа испытаний содержит следующие основ- ные сведения: — измеряемые параметры; — характер изменения параметра (непрерывный, мгно- венный и т. и.); — тип и место расположения датчика; — период измерения параметра во время испытания; — средства передачи, записи и дешифрирования измеряе- мого параметра. Все эти данные сводятся в таблицы, а также составля- ются схемы расположения датчиков и другой измерительной аппаратуры.
При проведении некоторых стендовых и летных испытаний разрабатываются также схемы, поясняющие ис- пользование каналов телеметрических систем для передачи показаний датчиков. При организации испытаний подготавливается и настраи-. вается измерительная аппаратура (измерительные и телеме- трические системы, служба единого времени), тарируются н устанавливаются датчики на объекте испытания, а также, предусматриваются меры, обеспечивающие безопасиостьлич- ного состава и сохранность имущества. В результате проведения испытаний накапливается боль- шое количество опытной информации.
Так, например, при проведении одного опытного пуска ракеты непрерывно изме- ряются сотни параметров. Только' данные телеметрических измерений на активном участке траектории фиксируются в виде 2 †миллионов чисел. Обилие дорогостоящих опыт- ных данных требует тщательной организации сбора, учета, хранения и подготовки к обработке всей инфор- ' мации. Уровень обработки результатов испытаний зависит от сложности системы, объема измерений, имеющегося обору- дования и средств, 353 :Идевльнымн условиями обработки можно считать такие, когда вся масса опытной информации поступает в электронные вычислительные машины и по специальным алгоритмам Дешифрируется и обрабатывается. В принципе при достаточном совершенстве электронных вычислительных машин в результате такой обработки можно получить данные о статистических характеристиках основных параметров, а также найти связи между:Внешними условиямн и реакциями системы.
Однако в настоящее время далеко не всегда могут быть созданы такие условия при испытаниях ракетных систем; В 1кв. ПРИМЕР РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММЫ ИСПЫТАНИИ. СИСТЕМЫ ОТДЕЛЕНИЯ БОЕВОИ ЧАСТИ (П.2О) Ргб~ ПРд~ тР 354 Пусть принята следующая схема отделения боевой части. До момента подачи команды на отделение (главной команды) основной двигатель работает на режиме пониженной тяги. При подаче главной команды выключается основной двигатель, включаются два .тормозных двигателя, расположенных на корпусе ступени, а также подается напряжение на ~разрывные болты, крепящие боевую часть к корпусу ступени. Выберем основной критерий, характеризующий работу системы. Таким критерием на основании изложенного в $1!.2 является вероятность безотказной работы системы Р. Оценку вероятности Р" можно получить в ходе натурных 1летных) испытаний системы. Однако статистика, полученная в ходе таких испытаний, будет недостаточной или обойдется весьма дорого.
Поэтому желательно испвльзовать какие-то математические модели системы, упрощающие ее испытания. Для этого рассмотрим возможные варианты неуспешной работы. В случае несрабатывания разрывных болтов или тормознь1х двигателей произойдет отказ системы. Если разрывные болты сработают, но после отделения боевой части ступень догонит и ударит, ее под действием тяги основного двигателя, то боевая часть' получит повышенное рассеивание. Такая работа системы может быть приравнена к отказу. Если из-за больших разбросов ха1рамтеристик системы боевая часть бу-. дет иметь большие разбросы скорости в момент отделения, то это приведет также к повышенному рассеиванию точек падения и может быть квалифицировано как отказ.
Следовательно, Вероятность безотказной работы системы отделения боевой части Р может быть выражена следующим образом1 где Рг, — вероятность срабатывания разрывных болтйв', Рпрд — вероятность включения и нормальной рйботы тормозных двигателей; Р— вероятность того, что рассеивание точек падения не превысит заданного значения г,р. Отклонение'в. дальности ЬЕ н боковое отклонение Лз точек падения, вызванные разбросами скорости в момент отделения' боевой частн,'можно оценить приближенно по зависи'- мостям: + Ф~ дЕ дЕ (11.21) М = — 61~„ дг др Ъ'„, (г, 1; — проекции скорости в момент отделения на оси стартовой системы координат; дЕ дЬ дг — — — — расчетные частные производные,отклоам аг, аг, пений в дальности при изменении проекций скорости в момент отделения на оси стартовой системы координат.
Вероятность Р,г может быть определена как Р,р — — ВерЯЬР+ Ез' ~ г,р) (11,22) где Таким образом, зная вероятность характеристики случайных величин зр, В(Р„, Зг'„, можно найти величину Р,р. Однако следует заметить, что прямо измерить линейные дополйнтельные скорости боевой части трудно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
