航天器系统设计的可靠性准则

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1、第21卷第2期航天器工程Vol_2lNo．22012年4月SPACECRAFTENGINEERING1航天器系统设计的可靠性准则谭维炽张伍(1中国空间技术研究院，北京100094)(2北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要在对大量航天器工程案例分析的基础上，提炼出1O条航天器系统(总体)设计的可靠性准则。遵循这些设计准则，将有利于航天器从系统级避免许多故障，或者消除故障对系统的影响，在阐述每条准则时，列举了一个或数个案例。关键词航天器；系统设计；可靠性准则中图分类号：V57文献标志码：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．02．001Relia

2、bilityRulesforSpacecraftSystemDesignTANweichiZHANGWu(1ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)(2BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Basedonanalyzingoftheengineeringcasesaboutspacecraft，10reliabilityrulesforspacecraftsystemdesignareproposedinthispa

3、per．Followedtheserules，somesystemfaultswillbeavoided，orsomeeffectoffaultsonthesystemwillbeeliminated．Oneorseveralcasesareparticularized．Keywords：spacecraft；systemdesign；reliabilityrule器系统设计的可靠性准则，其内容主要针对系统级，1引言而不是设备级(虽然有的准则也可应用于设备级)；主要讲的是设计，而不是管理(虽然不少故障既有设可靠性是航天器的生命线，提高可靠性要依靠计原因，也有管理原因)；不奢求全面，只希

4、望能够实设计、制造和管理，源头是设计。关于机械、电子等用。为了说明这些准则，各列举一个或几个典型案设备级的可靠性设计知识和方法，已经为广大航天例，有故障案例，也有成功案例。对案例所涉及的机工程师所熟悉，并且形成了许多相关的标准规范。理仅是点到为止，未做详细论证，希望读者不要拘于但在航天器系统级(总体)设计中有哪些可靠性准则案例本身，重在理解准则的含意。是必须遵循的?对此，无论在教科书或文献中系统的阐述都不多，使系统设计师们不能系统地去思考2设计准则和核查，容易漏下设计隐患，这对于提高航天器总体设计水平无疑是不利的。本文所述航天器系统级是指整星级(器／船级)，本文根据作者亲历的和搜集到的

5、国内外航天器它由分系统和单机组成，但立足系统工程全局，自身故障案例口]，在分析案例的基础上提炼出若干航天又是工程大系统的一个组成部分。在航天器系统内收稿日期：20120125；修回日期：2012—0312作者简介：谭维炽(1942一)，男，研究员，曾任北京空间飞行器总体设计部副主任、卫星型号副总师、中国空间技术研究院教育委员会主任、神舟学院博士生导师，教授，研究方向为空间数据系统与航天器总体设计。Email：tanwc@ipaddress．cn。2航天器工程21卷存在分系统接口、分舱接口等，在航天器系统外存在模式中让不稳定轴指向太阳，但是却没有配置三轴与工程大系统各组成(如运载、地面测

6、控、空间中继、陀螺和喷气控制，当受扰动后无法阻止平旋，结果不应用系统等)之间的接口，并且在工作寿命期内各任能定向太阳，星上电源很快耗完，导致任务失败。务剖面中，航天器系统与外界环境相互作用。例如，欧洲阿里安一5运载火箭首发失败的原以下准则是我们认为在航天器总体设计中为了因，就是由于照搬了阿里安一4的软件，而其中一个确保系统可靠性应当遵循的规则，也是衡量航天器多余的校正飞行速度模块未被清除，该模块设计恰总体设计可靠性水平的尺度之一。好不能适应阿里安一5的速度情况，在实际飞行中错2．1系统整体可靠性准则[4]误的计算破坏了正常控制。这是一个很典型的案做系统整体可靠性优化，不片面追求个别环节

7、例。的高可靠。在满足任务需求的前提下，力求系统简例如，某遥感卫星引进了国外先进和成熟的遥单可靠，不片面追求先进性。除了合理分配各分系感相机，但装星后发现其成像精度远不能达到原设统可靠性指标，以满足全系统可靠性指标外，系统设计指标，追究原因是由于本次任务星上实际的热环计师要不断地在全系统范围内对可靠性问题权衡排境与产品可适应的热环境差异较大，在引进过程中序，重点关注系统的可靠性薄弱环节、系统级存在的对此认识不充分，后来，只有大幅修改有关的热设计“