Моделирование ЭСР. 2 Разработка методов оценки надежности бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов
 Скачать 212.37 Kb.
|
|
Методы учета влияния механических и климатических факторов на надежность БРЭА КА Приведенная выше классификация устанавливает связь между группами аппаратуры (см. таблицу 2.4) и характеристиками надежности ЭРИ. Для учета степени жесткости условий эксплуатации в математические модели эксплуатационной интенсивности отказов справочника [37] введен коэффициент Кэ (коэффициент эксплуатации), который показывает, во сколько раз интенсивность отказов ЭРИ в аппаратуре конкретного класса (группы эксплуатации по ГОСТ РВ 20.39.304 [39]) выше при всех прочих равных условиях, чем в наземной стационарной аппаратуре (группа 1.1). Значения коэффициента эксплуатации для различных классов ЭРИ приведены в таблице 2.5. Таблица 2.5. 3начения Кэ по группам аппаратуры
Как видно из таблицы 2.5 для нерезервированной БРЭА средняя наработка групп 5.3, 5.4 будет, как минимум, в 4 раза меньше, чем у той же аппаратуры группы 1.1. Следует отметить, что уровни внешних воздействующих факторов (ВВФ), приведенные в таблице 2.4, характеризуют место установки аппаратуры, однако уровни тех же ВВФ в месте установки ЭРИ могут отличаться в десятки и сотни раз [40]. Методики, приведённые в справочнике [37], отчасти позволяют разрешить эту проблему следующим образом: значение КЭ следует выбирать не для группы эксплуатации БРЭА, заданной в ТЗ, а предварительно, на основе номенклатуры ВВФ, действующих на ЭРИ, и их характеристик в месте его установки по данным ГОСТ РВ 20.39.304 [39] идентифицировать новую группу эксплуатации. И только после этого выбирать значение КЭ, но уже для этой группы [40]. Однако не всегда удаётся подобрать группу эксплуатации, т.к. уровни ВВФ в месте установки ЭРИ могут не совпадать с диапазонами изменения ВВФ той или иной группы. Кроме того, и в ТЗ на аппаратуру довольно часто встречается требования вида: «Группа эксплуатации аппаратуры по ГОСТ РВ 20.39.304 - Х.Х, за исключением...», после чего идет перечень тех ВВФ и их характеристик, которые не совпадают с приведёнными в ГОСТ РВ 20.39.304 [39]. В этом случае целесообразно перейти от интегральной оценки влияния ВВФ к дифференцированной, т.е. расчетную оценку значения КЭ проводить не по совокупности ВВФ, а по каждому фактору в отдельности, тем более, что методы математического моделирования физических процессов, позволяющие определить уровень воздействия каждого ВВФ в месте установки ЭРИ к настоящему времени достаточно хорошо развиты и автоматизированы [40]. В этом случае расчет значения КЭ проводится в следующей последовательности [41]: Для каждого ]-того ВВФ 1-того вида формируется вектор номеров всех возможных групп эксплуатации по классификации ГОСТ РВ 20.39.304 [39], исходя из условия, что рабочее (расчетное) значение этого ВВФ, действующее на ЭРИ (х1,_,раб.) принадлежит области изменения этого ВВФ, действующего в месте установки ЭС, заданной для к-той группы в ГОСТ РВ 20.39.304 [42]. Для каждого ]-того ВВФ 1-того вида по таблицам справочника [37] определяются численные значения КЭ(гцк) для выбранных групп эксплуатации. Для каждого ]-того ВВФ 1-того вида определяется значение КЭ(гцраб.) как: раб\ к Кэ (X ) = Ш1П{КЭ (х )} э ч 1,) у у_1 «/•4 э 1,^ ' " , (2.1) Рассчитывается значение КЭ:     I 4 К э =- 1п [1 -X I /=1 пг . 100 Х^ .[1 - ехр {- К, (<))] 2=1100 I I А /Д (2.2) где: щ - процент отказов по 1-тому виду ВВФ; 1 - номер вида ВВФ (климатические воздействия - 1 = 1, механические воздействия - 1 = 2, компоненты ракетного топлива - 1 = 3, солнечное излучение - 1 = 4); шц - процент отказов по ]-тому типу ВВФ 1-того вида; ] - номер типа ВВФ (( = 1,3;); 3; - количество типов ВВФ 1-того вида (см. таблицу 2.4). Следует отметить, что в отличие от метода справочника [37], где в качестве исходных данных использовались исключительно справочные данные, в данном случае значения щ и т;,, должны быть получены по результатам испытаний и (или) подконтрольной эксплуатации самими предприятиями-разработчиками бортовой космической аппаратуры (БКА). На рис. 2.1 приведена диаграмма типового распределения отказов БРЭА по видам воздействий.  Рис. 2.1. Диаграмма распределения отказов БКА по видам воздействий Методы учета влияния электростатического разряда на надежность БРЭА КА Общеизвестно, что отрицательное влияние электростатического разряда в первую очередь сказывается БРЭА, содержащую МОП- и КМОП-приборы. Однако перечень полупроводниковых ЭРИ, особо чувствительных к воздействию электростатического разряда, не ограничивается указанными типами. Некоторые биполярные приборы также чувствительные к ЭСР. По вине электростатического разряда в цифровых интегральных микросхем (ИМС) наблюдается деградация параметров входных диодов. Особенно опасны электростатического разряда для ТТЛ ИМС с барьером Шоттки, которые пробиваются при энергии электростатического разряда в 2-3 раза меньшей, чем необходимо для пробоя ТТЛ ИМС. Это происходит вследствие меньшего размера барьера Шоттки. Пороги чувствительности полупроводниковых приборов и ИМС приведены в таблице 2.6, а относительная чувствительность различных типов ИМС к величине электростатического разряда - в таблице 2.7. Таблица 2.6. Пороги чувствительности полупроводниковых приборов и ИМС
Таблица 2.7. Относительная чувствительность различных типов ИМС
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||