10.4. ВЫБОР КРИТЕРИЕВ АВАРИЙНОСТИ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ

Прогнозирование и своевременное предотвращение аварийных ситуаций возможно при оснащении РКС разветвленной системой контроля, позволяющей на всех этапах подготовки и функционирования постоянно оценивать работоспособность РКС на уровне любых отдельных агрегатов и подсистем, исключать из работы отказавшие и включать взамен резервные агрегаты и подсистемы. Применение такого принципа контроля и обеспечения безопасности приводит к чрезмерному усложнению РКС и увеличению ее стоимости.

Более рационально в случае появления критичных отказов в основных системах РКС не полное, а частичное восстановление ее работоспособности, позволяющее обеспечить безопасность полета, хотя и без возможности выполнения его задачи. Например, при отказе одного двигателя из группы, обеспечивающей полет ступени РН, выполняются условия возвращения экипажа на Землю, хотя задача выведения на орбиту может быть и не решена. Этот подход, с одной стороны, ограничивает пределы усложнения и увеличения стоимости РКС, с другой - значительно упрощает контроль его аварийного состояния. В этом случае решение сводится в основном к своевременному определению момента появления отказа и в меньшей степени к обеспечению резервных возможностей РКС в этот же момент. Именно поэтому наибольшее распространение получили системы контроля с функциями, ограниченными только своевременным определением момента появления аварийной ситуации.

Контроль аварийности любой системы РКС происходит по достижении одним из основных параметров или совокупности нескольких параметров системы предельно допустимого значения, качественную или количественную меру которого называют параметром аварийности. Анализ причин отказов бортовых систем РКС и характера их протекания позволяет составить перечень таких параметров (табл. 10.1), с помощью которых контролируется максимальное число теоретически возможных аварийных ситуаций.

Таблица 10.1 Параметры аварийности ракетно-космической системы

Создание системы контроля с использованием всех перечисленных выше параметров не только сложно, но и нецелесообразно. Обычно из общего числа выбирают ограниченное количество оптимальных параметров, обеспечивающих достаточную уверенность в своевременном обнаружении аварии, причем задачу оптимизации решают по таким критериям, как полнота охвата возможных аварийных ситуаций, быстродействие, отсутствие ложного срабатывания, простота аппаратурного решения. Следует также отметить, что каждая РКС имеет специфические конструктивные и технологические особенности, которые в значительной степени влияют на состав параметров аварийности. Так, РН «Союз» до начала пилотируемых полетов широко использовалась для запусков автоматических КА и поэтому имела достаточно высокий уровень отработанности и надежности и не требовала сложной и разветвленной системы контроля. Поэтому для контроля аварийности РКС «Союз» используют сравнительно небольшое число параметров, приведенных в табл. 10.2.

Таблица 10.2. Параметры аварийности РКС «Союз»

По достижении предельного значения по любому из приведенных параметров автоматически вырабатывается сигнал «Авария», по которому выключается ДУ, прекращается полет и включаются средства аварийного спасения. Кроме того, в период предстартовой подготовки и на всем участке выведения предусмотрена подача сигнала «Авария» руководителем запуска с наземного пункта управления по командной радиолинии.

Не затрагивая принципов и методов разработки, назовем только основные особенности и характеристики систем контроля, которые включают:

степень автоматизации, определяющую возможность и целесообразность участия экипажа в контроле аварийности;

степень централизации, характеризующую структурное построение системы;

наличие элементов прогнозирования, определяющее возможности системы по предотвращению катастрофического развития аварийных ситуаций;

аппаратурное решение, определяющее место системы в структуре комплекса (автономное, в составе системы управления РН или системы управления КК).

В настоящее время наметились следующие тенденции развития систем контроля:

автоматизация и высокое быстродействие при участии экипажа в выработке решения по прекращению полета в ряде аварийных ситуаций;

внедрение бортовых ЦВМ, что значительно повысило степень централизации систем контроля и позволило ввести в их работу элементы прогнозирования (т. е. предсказывать развитие аварийных ситуаций и с учетом их изменять программу работы контролируемой системы, не доводя ее до полного отказа).