Моделирование ЭСР. 2 Разработка методов оценки надежности бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов

• Название: 2 Разработка методов оценки надежности бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов
• Дата: 05.04.2023
• Размер: 212.37 Kb.
• Имя файла: Моделирование ЭСР.docx
• Тип: Документы; #1038593
• страница: 5 из 6

2.6.2 Методика расчета показателей долговечности электронных модулей БРЭА КА

Методика предназначена для проведения приближенного и уточненного расчета показателей долговечности электронных модулей.

Приближенный расчет проводится с целью уточнения предельно-допустимых коэффициентов нагрузки ЭРИ (по критичному параметру) аналитическим путем и формулирования требований ЧТЗ к составным частям на стадии эскизного или технического проекта.

Приближенный расчет проводится при отсутствии реальных значений коэффициентов нагрузки ЭРИ. Результаты приближенного расчета показателей безотказности входят в состав пояснительной записки по разработке аппаратуры.

При проведении приближенного расчета значения коэффициентов нагрузки ЭРИ определяются на основе данных, приведенных в [50] (см. таблицу 2.9).

Таблица 2.9. Рекомендуемы значения коэффициентов нагрузки ЭРИ

Класс ЭРИ	Критичный параметр	Значения Кн
		Мини мально е	Максимальное
			Режим
			К ратков ременн ый	Длите льный
1	2	3	4	5
Диоды полупроводниковые	Средний выпрямленный ток	0,1	0,8	0,5
	Обратное напряжение	0,1	0,8	0,5
Транзисторы	Ток эмиттера	0,1	0,8	0,5
	Ток коллектора	0,1	0,8	0,5
	Мощность рассеивания на коллекторе	0,1	0,6	0,3
	Обратное напряжение на переходах	0,1	0,8	0,5
Интегральные схемы	Рассеивая мощность	-	0,7	0,5
Резисторы постоянные	Рассеивая мощность	0,1	0,7	0,5
Резисторы переменные	Квадрат тока	0,1	0,7	0,5
Конденсаторы электролитические	Напряжение	0,3	0,7	0,5
Конденсаторы прочие	Напряжение	0,1	0,7	0,5
Электровакуумн ые приборы	Рассеивая мощность	-	-	0,7
	Анодное напряжение	-	-	0,8

Силовые трансформаторы	Плотность тока	0,1	0,9	0,8
Дроссели	Плотность тока	0,1	0,9	0,9
Коммутационны е изделия	Коммутируемый ток	*	0,8**	-
Соединители	Ток	*	-	0,8
Реле	Коммутируемый ток	*	0,8	-

Примечание:

* - минимальное значение коммутируемого тока определяется исполнением

(защитой и материалом контактов);

** - при активной нагрузке.

Уточненный расчет показателей долговечности ЭМ1 проводится с целью определения аналитическим путем показателей долговечности с учетом реальных значений коэффициентов нагрузки ЭРИ, которые должны быть внесены в карты рабочих режимов (КРР), оценки их соответствия требованиям ТУ и ЧТЗ. Уточненный расчет показателей долговечности проводится на стадии разработки рабочей документации опытного образца и является составной частью отдельного документа РР01, входящего в состав КД.

Расчет показателей долговечности сводится к определению следующих основных показателей:

• 
  Т_у - гамма-процентный ресурс;
  
• 
  Т_Р._Ср - средний ресурс;
  
• 
  Т_МН - минимальная наработка (САС).
  

Расчет показателей долговечности ЭМ1, в соответствии с ОСТ 4.012.013 [17], проводится в следующей последовательности:

1. 
   Формулируются критерий предельного состояния ЭМ.
   
2. 
   По НТД (ГОСТы, ОСТы, ТУ) или по таблицам справочника [37] определяются значения показателей долговечности (Т_у, Т_Р._Ср, Т_МН) ЭРИ.
   

Для ЭРИ, гамма-процентный ресурс которых задается в количествах циклов работы (срабатываний т.д.), перевод его в часы осуществляется по формуле:

где: N - гамма-процентный ресурс; С - число циклов в час.

Если значения у по ТЗ на ЭМ и по НТД на ЭРИ не совпадают, то Т_у ЭРИ пересчитывают по формуле:

(1 - 0,15 ■ _х,) (

^? (1 - 0,15■ /,1) ', (2.16)

где: х_у - квантиль нормального распределения для вероятности у; %_у1 - квантиль нормального распределения для вероятности у₁; Т_у1 - гамма-процентный ресурс ЭРИ по НТД.

Значения % определяются по интегральной функции нормального распределения, график которой приведен на рис. 2.9.


Рис. 2.9. Функция нормального распределения

3. 
   Рассчитываются уточненные значения Т_у ЭРИ по формуле:
   

^Тт«и-к_н
(

(2.17)

где: К_И - коэффициент использования ЭРИ при «сеансном» режиме работы БКА; К_Н - коэффициент нагрузки ЭРИ (по критичному параметру).

Однако, как видно из табл. 2.9 одно и то же ЭРИ может иметь несколько «критичных параметров», в то время как в формуле (2.17) такой параметр должен быть только один. Разрешить эту проблему можно используя математические модели 1_Э, вычислив значение К_Н по формуле:






_{К =} А, (И С.)

где: Хэ

интенсивность

(

(2.18)

- интенсивность отказов ЭРИ в режиме применения в ЭМ1; Х_э(Н.С.) - отказов ЭРИ в предельно-допустимом режиме по ТУ («наихудший



случай»).

Коэффициент использования рассчитывается по формуле РДВ 319.01.19 [52]:


Е

Т' Хр

^Ки

''Т.рр + ''Т.ор
(

(2.19)

где: 1хрр, !^_ор - суммарные времена нахождения ЭРИ в режиме работы и режиме ожидания за период САС.

Однако формула (2.19) не совсем верна, т.к. не учитывает, того, что и в режиме ожидания БРЭА расходует свой ресурс. Более точным является выражение:

„ Л_Э-(Л_С-Л_ЭХ) (

Э С Э.Л.

^{И А}С • ^(аэ^{- А}Э.Х