Об обеспечении качества и эффективности сложных изделий машиностроения с учетом их технической совместимости

Решетневскце чтения

D. V. Kurochkin

Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolyov (National Research University), Russia, Samara

FEATURES OF MODELLING OF INTERPLANETARY FLIGHTS WITH ELECTRIC PROPULSION ENGINES

Method to solve the problem of design-ballistic optimization of interplanetary flights for the spacecraft with electric propulsion engines is given. Solutions of the boundary-value problem regarding self-optimizing control for the flight with the minimum working body input at the fixed duration are received. Change of a working body input for Earth-Mars flight is analyzed at various parameters of the spacecraft.

© KypoHKHH fl. B., 2012

УДК 60:62:167.7

В. И. Медведев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ОБ ОБЕСПЕЧЕНИИ КАЧЕСТВА И ЭФФЕКТИВНОСТИ СЛОЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ С УЧЕТОМ ИХ ТЕХНИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ

Представлено авторское видение проблемы обеспечения качества и эффективности сложных изделий машиностроения типа космических аппаратов в вопросах проявляемых закономерностей, влияния процесса изготовления, а также взаимовлияния комплектующих элементов.

Изделия машиностроения (ИМ) создаются сугубо целенаправленно как по функциональному назначению, так и по условиям эксплуатации. При этом главный ориентир - на качество и эффективность создаваемых изделий. Эта связь объясняется довольно просто: нет качества - нет эффективности. Нередко тот или иной критерий качества используется как критерий эффективности. Кроме того, в последние годы вопросы качества и эффективности ИМ увязываются с обеспечением технической совместимости (ТС), с пониманием ее ведущей роли в их решении [1-4].

Так, опыт работы по вопросам испытаний, экспериментальной отработки и управления в полете космических аппаратов связи (КАС) статистически и аналитически убеждает, что отказ любого изделия происходит из-за потери им какого-то вида ТС. В то же время обеспечение ТС сложных ИМ является весьма проблематичной задачей, так как охватывает практически все ее частные и системные виды: электромагнитную, тепловую, механическую, конструктивную, технологическую, эксплуатационную, размерную; совместимость системы «человек-машина» (энергетическую, информационную, пространственно-антропометрическую, технико-эстетическую, когнитивную и т. д.) и др.

Связь качества и эффективности с совместимостью ИМ проявляется в процессе взаимодействия и взаимовоздействия их комплектующих элементов. Взаимодействие - штатное взаимоотношение (передача-прием сигнала, нагрузки и т. п.) элементов, предусмотренное алгоритмом функционирования изделия. Взаимовоздействие - вредное взаимовлияние

элементов, при котором они оказывают друг на друга мешающее (тепловое, электромагнитное, механическое, аккустическое и др.) действие. Следовательно, чем больше и дольше взаимодействие превалирует над взаимовоздействием, тем оно более качественно и эффективно.

На уровень совместимости ИМ и элементов серьезно влияют погрешности их производства, возникающие при колебаниях режимов обработки деталей, деформациях, неоднородностях исходных материалов, а также при нагреве, пайке и других технологических операциях. Из-за наличия таких погрешностей параметры изделий в момент выпуска являются случайными величинами, распределенными обычно по нормальному закону, для которого характерно влияние многих независимых факторов, примерно равнозначных по своему вкладу [4]. Так, если, например, элемент Е^ является источником сигнала, а элемент Е/ -его приемником, то, сравнивая между собой распределения вероятности попадания их параметров П,- и П/ в номинальные пределы Пср, можно отметить, что они различаются между собой как числом элементов п, так и режимами эксплуатации.

Таким образом, при обеспечении размерной совместимости параметров однотипных элементов П,-, распределения II и III (см. рисунок) представляют собой распределения величин при случайном комплектовании элементов нагрузки (воздействующих элементов), а распределение I - распределение величин, имеющих минимальную дисперсию при оптимальной сборке элементной базы за счет подрегулирования параметров контролируемых величин.

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

/| А1 /\ 1 1 \\ I II

/ / ' / / I / 1 ' 1 1 \ \ III

/ 1 i \ \ V

/ V— l\ - ' 1 V N. ч

ттт — т ч

Плотность распределения контролируемого параметра П,-

Потеря совместимости изделия - тоже случайное явление. Для законов распределения вероятности потери совместимости приемлемы многие положения теории надежности. При этом нормальное распределение применимо для описания процессов потери совместимости по причинам износа и старения. Если

последние не оказывают превалирующего влияния, то применяется экспоненциальное распределение.

Библиографические ссылки

1. Носенков А. А. Совместимость как первооснова качества техники // Проблемы обеспечения качества изделий машиностроении : материалы междунар. на-уч.-техн. конф. Красноярск, 1994. С. 403-430.

2. ГОСТ 30709-2002. Техническая совместимость. Термины и определения. Минск : Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2002.

3. Носенков А. А., Ковель А. А., Медведев В. И. Некоторые вопросы теоретического и инженерного обеспечения совместимости современной техники // Вестник СибГАУ. Вып. 4. Красноярск, 2003. С. 130-138.

4. Медведев В. И. Оценка параметрической совместимости сложных аппаратурных комплексов / Решетневские чтения : материалы XIV Междунар. науч. конф. : в 2ч. Ч. 1. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова. Красноярск, 2010. С. 230.

V. I. Medvedev

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

ON ENSURING QUALITY AND EFFICIENCY OF COMPLEX PRODUCTS OF ENGINEERING TAKING INTO ACCOUNT THEIR TECHNICAL COMPATIBILITY

The problem of ensuring quality and efficiency of complex products of engineering such as spacecrafts in shown regularity issues, the impacts of manufacturing process, as well as interference of completing elements is presented.

© Медведев В. И., 2012

УДК 629.788

А. Д. Мухин

Государственный космический научно-производственный центр имени М. В. Хруничева, Россия, Москва

АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ С ЧЕТЫРЬМЯ ОСЦИЛЛЯТОРАМИ

НА ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Изложена методика анализа устойчивости ракет-носителей с четырьмя баками с жидкостью в пространстве параметров компоновки, характеризующих положение баков с жидкостью относительно некоторой характерной точки, с учетом влияния этих параметров на массово-инерционные и динамические характеристики изделий. Проведено исследование влияния дополнительных осцилляторов, соответствующих бакам верхних ступеней, на положение границ устойчивости замкнутой системы.

Одним из главных критериев при проектировании новых ракет-носителей является максимальная масса выводимой на характерные орбиты полезной нагрузки. При этом если характеристики двигательной установки уже выбраны, то эта масса в первую очередь определяется массой конструкции ракеты. Поэтому уменьшение массы конструкции ракеты без снижения ее надежности является одной из важнейших задач на этапе проектирования.

Традиционным конструктивным способом обеспечения устойчивости движения жидкостных ракет-

носителей является установка в баках с жидкостью ребер или перегородок различной конфигурации. Однако установка ребер не обеспечивает асимптотическую устойчивость движения, а лишь уменьшает амплитуду возникающих в полете автоколебаний, и, кроме того, приводит к утяжелению конструкции. Поэтому на этапе проектирования ракет-носителей весьма актуальной является задача анализа влияния параметров компоновки изделия на устойчивость его движения, решение которой позволяет либо вообще отказаться от перегородок, либо существенно умень-