Современные проблемы анализа и синтеза космических систем Тема

и испытания космических систем
дтн, снс Клюшников В.Ю.
(ЦНИИ машиностроения)
Кафедра 611Б

«Системный анализ и проектирование космических систем»

свойств объекта испытаний как результата воздействия на него, при функционировании,

при моделировании объекта и / или воздействий.
ГОСТ 16504-81

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОТРАБОТКА  совокупность работ по подготовке и проведению испытаний в условиях, близких к реальным, на моделях, макетах, опытных образцах с целью достижения и подтверждения (проверки) соответствия характеристик изделия требованиям, заданным в ТТЗ (ТЗ), обеспечения работоспособности изделий, определения запасов их ресурса. В эту совокупность входят и работы по имитационному моделированию, математическому и программному обеспечению, баллистическому обоснованию, по отработке технологических процессов, а также работы, проводимые на основе опытно-теоретического метода.
Положение РК-11КТ

Терминология

2

проведение прикладных и поисковых исследований в области РКТ, а также

подтверждение соответствия создаваемой РКТ заданным требованиями.
• Состав СЭО:
о Наземная экспериментальная и испытательная база (ЭИБ) РКП. о Научно-методическое и нормативное обеспечение ЭО РКТ.
о Средства математического моделирования испытаний, интегрированные с комплексами цифрового макетирования изделий РКТ и базами данных/знаний по ЭО и эксплуатации РКТ
о Анализ лётных испытаний и нештатных ситуаций; лётные демонстраторы о Научно-техническое сопровождение КПЭО
о Высококвалифицированные кадры, система их подготовки и научные школы о Ресурсно-логистическое обеспечение ЭО (финансовое, ИТ, транспортное и др.)
• Стоимость и сроки экспериментальной отработки и испытаний РКТ являются основными факторами, определяющими стоимость ОКР (до 70% от общей стоимости), сроки и качество реализации проектов создания РКТ.
• Функционирование и развитие системы ЭО в интересах разработки РКТ гражданского, военного и двойного назначения требует реализации единой промышленной и научно-технической политики по направлению ЭО.
• Эффективное управление системой ЭО требует принятия комплекса мер технического и организационного характера, в т.ч. наличие отраслевой программы поддержки функционирования и развития системы ЭО и формирование организационной структуры, отвечающей за её реализацию.

3

отработка (ЭО) - базовая составляющая космической деятельности, обеспечивающая проведение прикладных

и поисковых исследований в области РКТ и подтверждающая разработку, производство и эксплуатацию космической техники, материалов и технологий в соответствии с заданными требованиями, надёжностью и качеством (ФЗ «О космической деятельности», ФЗ «О государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос») .

Экспериментальная отработка - совокупность работ по подготовке и проведению испытаний в условиях, близких к реальным, на моделях, макетах, опытных образцах с целью достижения и подтверждения (проверки) соответствия характеристик изделия требованиям, заданным в ТТЗ (ТЗ),\обеспечения работоспособности изделий, определения запасов их ресурса. В эту совокупность входят работы по имитационному моделированию (Положение РК 11)

Состав системы экспериментальной отработки (СЭО)
- Экспериментальная база (ЭБ) для наземной экспериментальной отработки (НЭО) РКТ.
- Научно-методическое и нормативное обеспечение ЭО.
- Средства математического моделирования и БД.
- Методы и средства лётных испытаний, демонстраторы.
- Методы и средства анализа нештатных ситуаций.
- Методы и средства разработки программ ЭО.
- Система управления ЭО.
- Высококвалифицированные кадры, система их подготовки и научные школы
- Ресурсно-логистическое обеспечение (финансовое, ИТ поддержка, транспортировка объектов ЭО , инженерная инфраструктура ЭО и др.)

ЭО – барьер входа в космическую деятельность, определяющий :
‑ до 70% затрат от стоимости ОКР;
‑ сроки создания РКТ;
‑ статус ЭИБ как национального достояния;
‑ высокие требования к научно-инженерному составу и научным школам;
высокий уровень капитальных затрат.
Стоимость ЭИБ мировой РКП ~ 100 млрд.$ (~50% - США)

Дислокация основной ЭИБ РКО (44 предприятия, более 1600 стендов)

7

(ЦНИИМАШ). В 1956 г. оно было преобразовано в самостоятельное предприятие

— НИИ-229 Государственного комитета по оборонной промышленности. В 1966 г. в связи с организацией Министерства общего машиностроения предприятие было включено в его структуру и получило наименование НИИ химического машиностроения (НИИХИММАШ). В дальнейшем НИИХИММАШ был включен в структуру Российского космического агентства. В 2008 г. наше предприятие было реорганизовано в Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности", входящее в структуру Федерального космического агентства.Сегодня ФКП «НИЦ РКП» - головной испытательный центр Госкорпорации «РОСКОСМОС» по стендовой отработке жидкостных ракетных двигателей, двигательных установок на различных компонентах топлива, испытаниям космических аппаратов в термобарокамере в условиях имитации космоса, исследованиям проблем старта ракет-носителей и стартовых сооружений.
В состав НИЦ РКП входят испытательные комплексы, не имеющие аналогов в ракетно-космической отрасли России: ИС-101 и ИС-102 для испытаний ступеней ракет.

8

по подготовке и проведению испытаний в условиях, близких к реальным,

на моделях, макетах, опытных образцах с целью достижения и подтверждения (проверки) соответствия характеристик изделия требованиям, заданным в ТТЗ (ТЗ), обеспечения работоспособности изделий, определения запасов их ресурса. В эту совокупность входят и работы по имитационному моделированию, математическому и программному обеспечению, баллистическому обоснованию, по отработке технологических процессов, а также работы, проводимые на основе опытно-теоретического метода.
3.2.6. Комплексная программа экспериментальной отрботки (КПЭО) комплекса должна содержать:
- перечень и состав изделий;
- цели и задачи испытаний (в том числе испытаний путём математического моделирования), порядок и последовательность их выполнения при проведении АИ, КИ и МВИ;
- порядок и объём отработки комплектов КД и ТД;
- порядок и объем отработки новых технологических процессов;
- виды АИ и КИ (тепловые, тепловакуумные, огневые (для ДУ), электрические, прочностные, вибропрочностные, акустические, динамические, пневмогидравлические, ресурсные, механические, климатические наземно-технологические и т.п.);
- порядок подтверждения требований к надёжности, радиационной стойкости, безопасности эксплуатации;
- порядок и объём отработки и подтверждения основных эксплуатационных требований;
- порядок и объём отработки математического и информационного обеспечения (алгоритмов, программ), необходимых для функционирования изделий, в том числе бортовых вычислительных машин, в полёте;
- порядок отработки средств и методов обеспечения безопасности экипажа;
- перечень программ, методик проведения и оценки результатов испытаний и другой технической документации на испытания;
- перечень средств испытаний и измерений;
- требования по обеспечению максимальной имитации реальных условий функционирования изделий;
- отчётность по АИ и КИ и испытаниям по их видам;
- перечень программ испытаний.
Положение РК-11КТ

10

испытаний, определённых КПЭО и проводимых при экспериментальной отработке отдельного изделия

без проверки его функционирования со смежными (сопряжёнными) изделиями комплекса.

Комплексные испытания  совокупность видов испытаний, определённых КПЭО и проводимых при экспериментальной отработке и проверке двух и более функционально связанных изделий комплекса в условиях, близких к реальным. При этом испытания отдельного изделия комплекса в целом по решению генерального (главного) конструктора могут являться комплексными испытаниями по отношению к входящим в него изделиям и одновременно автономными испытаниями по отношению к изделию комплекса более крупной структуры.

Специспытания  испытания по проверке отдельных параметров и характеристик изделий, которые в силу своей специфики проводятся по отдельным спецпрограммам и в сроки, определённые рабочими документами сквозного планирования или оговоренные совместным решением головного разработчика и заказчика (например, испытания по проверке защищённости от внешних воздействий (стойкости к воздействию) поражающих факторов космического пространства, в том числе защищённости КА от ИИ КП, а также ресурсные испытания для КА (изделий) длительного функционирования, испытания изделий РКТ длительным хранением, транспортировочные испытания и т.п.).

Межведомственные испытания – испытания комплекса (его изделий), проводимые комиссией из представителей нескольких заинтересованных министерств и (или) ведомств.

Положение РК-11КТ

11

испытаний в заданное положение, создания необходимых воздействий, получения информации о

состоянии объекта испытаний и управления всем процессом испытаний.
 
Виды управляющих воздействий:
- электрические;
- пневматические;
- гидравлические.
 
Виды воздействий на объект испытаний :
механические;
климатические;
биологические;
радиационные;
Электромагнитные;
Термические;
воздействия специальных сред.

12

“холодных” и огневых стендовых испытаний ДУ ступеней РН с тягой

до 11760 кН в процессе запуска универсального ракетного модуля (УРМ) первой ступени РН “Ангара”.
К стендовым устройствам относятся следующие системы имитации:
- противодавления и разрежения на срезе сопла (высотных условий);
- системы имитации тепловых воздействий на конструкцию двигателя и топливо;
- гидродинамических процессов на входе в двигатель;
- воздействий невесомости и космического пространства;
- крепления двигателя на летательном аппарате;
- газонасыщения компонентов топлива.

14

использованием абсорбционного метода;
б - с использованием термического метода;
в

- с отводом продуктов сгорания в тракт с выхлопным диффузором, эжектором, камерой смешения - гидрогасителем и выхлопной шахтой

Стенды № 1 и 2 испытательного комплекса ОАО “Энергомаш им. академика В.П. Глушко”:
1 - стенд № 1; 2 - стенд № 2; 3 - бронекамера;
4 - газодинамический тракт с системой дожигания продуктов сгорания; 5 - насосная станция системы шумоглушения; 6 - узлы ввода; 8 - труба рассеивания

15

предназначена для огневых испытаний двигательных установок ступеней баллистических ракет, ракет-носителей

тягой до 250 т (стенд 1А), а также двигательных установок космических аппаратов тягой до 2 т (стенд 1Б) на высококипящих компонентах топлива типа НДМГ и AT.

Стенд 1А для проведения огневых и проливочных испытаний двигательных установок с ЖРД, их узлов и агрегатов, тяга до 250 тс. Компоненты топлива: НДМГ, гидразин, АТ, атин. В настоящее время реконструируется.

Стенд 1Б для подготовки и проведения наземной отработки изделий РКТ (огневые, холодные и проливочные испытания двигательных установок разгонных блоков и космических аппаратов), тяга до 3 тс. В настоящее время ведётся подготовка к проведению ОСИ ДУ «Луна-Глоб», «Луна-Ресурс» НПО им С.А. Лавочкина.

Испытательная станция ИС-102 для отработки двигательных установок ступеней ракет-носителей тяжелого класса на компонентах жидкий кислород, керосин и др. Холодные и огневые испытания ступеней РН сверхтяжелого класса с кислородно-керосиновым двигателем в России возможны только на стенде 102.

16

проведения вибрационных надежностных испытаний входят: 
- вибростенд с усилителем мощности и

системой охлаждения;
- приспособления для крепления объекта испытаний;
- датчик вибрации;
- система управления.

Виды виброиспытаний

Испытания на вибропрочность
Испытания на вибропрочность позволяют оценить способность объекта сохранять прочность при действии вибрации. В целях определения предельных вибрационных нагрузок испытуемый объект можно доводить до разрушения. При этом вибродатчик регистрирует интенсивность вибрации, частоты, а также время воздействия, число циклов нагружения и значения нагружающих переменных сил. Испытаниям на вибропрочность подвергают как законченные изделия, так и их отдельные элементы и образцы материалов. В последних случаях испытания принято называть испытаниями на усталость.

Испытания на виброустойчивость
Испытания на виброустойчивость необходимы для оценки способности объекта выполнять функции и сохранять значения параметров в пределах норм при действии вибрации. При этих испытаниях объект, как правило, функционирует в номинальном режиме и подвергается воздействию вибрации с интенсивностью, не вызывающей разрушения его механических элементов и связей. Регистрируются отказы в работе объекта, происходящие при различных уровнях интенсивности вибрации.
Частотные диапазоны основных вибрационных стендов

17

экспериментальной базы вибрационных испытаний являются четыре электрогидравлических вибростенда фирмы «Инстрон»

(Германия) с толкающим усилием 200 кН каждый и три электродинамических вибростенда фирмы «Линг» (Англия), наиболее мощный из которых создаёт толкающее усилие 280 кН.

Характеристики испытательных стендов

Максимальные размеры объекта испытаний:
высота25 м
диаметр6 м

Возбуждающее усилие в диапазоне частот:
1 - 160 Гц - до 200 кН
5 - 2000 Гц - до 280 кН

Масса объекта испытаний до 100 т

Вибропрочностные испытания двигательного отсека второй ступени РН «Протон»

18

усталостных характеристик авиационно-космических конструкций под воздействием акустических нагрузок в широком

диапазоне частот регулируемой спектральной плотности. Объем и размеры экспериментальной камеры позволяют проводить испытания натурных конструкций и полномасштабных агрегатов. Поле звуковых давлений создается с помощью системы генерации звука, связанной с экспериментальной камерой через рупора. Обеспечена возможность местного облучения отдельных зон конструкции и испытания с повышением давления в отдельных замкнутых объемах конструкции. Имеется специальный подготовительный зал (препараторская), оснащенный подъемными кранами для монтажных операций, установки датчиков, дефектоскопии и т. п. Реверберационная камера оборудована автоматизированным измерительно-вычислительным и управляющим комплексом для осуществления функционально-технологического контроля за процессом эксперимента.

Акустическая реверберационная камера РК-1500 (ЦАГИ)

19

являются три уникальные железобетонные камеры, наибольшая из которых имеет в

высоту 12 м и диаметр 18 м (толщина стены 1,2 м). Ударное воздействие создаётся путём подрыва штатных пиротехнических средств или специально изготовленного заряда взрывчатого вещества массой до 10 кг.

Виброударный стенд (ФГУП ЦНИИмаш)

20

динамики ФГУП ЦНИИмаш
Лабораторный зал статических испытаний. На переднем плане стенд

УПС-2, на заднем − УПС-1.

Экспериментальная база прочности и динамики ФГУП ЦНИИмаш
Статические испытания стыковочного модуля ОК «Буран».

Характеристики испытательных стендов

Максимальные размеры объекта испытаний:
высота 20 м
диаметр 16 м
Суммарная осевая сила до 200 МН
Изгибающий момент до 60 МН∙м

21

Слева − испытательные боксы, справа − межбаковый отсек центрального блока

РН «Энергия» перед установкой его в бокс

Надувное тормозное устройство для РБ «Фрегат» в гидропневмобоксе после испытаний статическим давлением (вид сверху)

Основным элементом базы комплексных температурностатических испытаний являются три уникальных крупногабаритных железобетонных гидропневмобокса (толщина стены до 1,5 м), обеспечивающие возможность нагружать испытываемые объекты до разрушения, в том числе внутренним давлением. При этом боксы выдерживают воздействие струй жидких рабочих тел, избыточного внутреннего давления, а также осколков, образующихся при разрушении объекта испытаний.

Характеристики испытательных стендов (боксов)

Максимальные размеры объекта испытаний:
высота 30 м
длина 20 м
диаметр (ширина) 8 м

Суммарная осевая сила до 60 МН

Изгибающий момент до 160 МН∙м

Давление, создаваемое внутри объекта до 250 МПа

Диапазон рабочих температурот - 196 °С до + 1200 °С

Максимальная энергоёмкость объектов, нагружаемых внутренним давлением 3000 МДж

22

модели РН "Союз" (М 1:5) и МТКС «Энергия»-«Буран» (М 1:10)
Стенд

позволяет имитировать разгон объекта испытаний с реализацией импульса разгонной перегрузки заданной формы, а также, в случае необходимости, - торможение.

Характеристики испытательных стендов

23

Пирамидальные поглотители радиоволн.
КА «Ямал-402» проходит проверку радиотехнического оборудования в безэховой

камере

Радиочастотные камеры используются для построения диаграмм направленности излучения антенн, изучения электромагнитной совместимости и построения диаграмм эффективной площади рассеивания (ЭПР). Измерения могут проводиться на полноразмерных объектах, включая КА, либо на уменьшенных моделях (с соответствующим уменьшением длины волны излучения).
Радиочастотные безэховые камеры, использующие пирамидальные поглотители радиоволн из пористого материала, отчасти обладают свойствами акустических безэховых камер.
Персонал обычно не должен находиться в камере во время измерений: человеческое тело может создать нежелательные отражения, а сам человек подвергнуться опасному воздействию электромагнитных излучений.
БЭК имеют уровень безэховости до −40 дБ в диапазоне частот от 1 ГГц до 40 ГГц. Экранирование от внешних воздействий обеспечивает затухание электромагнитной энергии 60-120 дБ в диапазоне частот от 10 КГц до 100 ГГц.

24

TVAC
Термовакуумные камеры серии TVAC (Telstar Vacuum Solutions, Испания) предназначены для

проведения испытаний в широком диапазоне рабочих характеристик: исходя из массогабаритных и конструктивных особенностей изделий разрабатываются уникальные решения для проведения термовакуумных испытаний в соответствии с техническим заданием клиента. Доступно исполнение камер объемом от 300 л, вакуумом до 1×10-11 мбар и различным температурным диапазоном (от −190°С до +180°С) в зависимости от конструкции системы охлаждения.

25

внутренний диаметр ~4 метра, высота ~5 метров, объем ~ 100

м3.
Термобарокамера предназначена для ОСИ ДУ КА с поддержанием постоянной температуры изделия в процессе всего стендового испытания и давления на уровне ~ 0,01 ата.
Ввод в эксплуатацию – 2014 год.
Работы производятся в рамках ОКР «База-М»

Термобарокамера стенда 1Б ИС-101 для ОСИ ДУ КА (НИЦ РКП)

26

движущиеся в ней тела. Применение труб в аэродинамике базируется на

принципе обратимости движений и теории подобия физических явлений. Объектами испытаний в аэродинамических трубах являются модели натурных летательных аппаратов или их элементов (геометрически подобные, упруго подобные, термически подобные и т. д.), натурные объекты или их элементы, образцы материалов (унос материалов, каталитичность поверхности и т. д.).
Аэродинамическая труба состоит из одного или нескольких вентиляторов (или других устройств нагнетания воздуха), которые нагнетают воздух в трубу, где находится модель исследуемого тела, тем самым создаётся эффект движения тела в воздухе с большой скоростью (принцип обращения движения).

28

Аэродинамические трубы классифицируют по диапазону возможных скоростей потока (дозвуковые, трансзвуковые, сверхзвуковые, гиперзвуковые), размеру и типу рабочей части (открытая, закрытая).

Аэродинамический комплекс Т-131 (ЦАГИ), М=7,0

Дозвуковая аэродинамическая труба Т-101 (ЦАГИ), М=7,0

проведения наземных испытаний конструкционных материалов и отдельных подсистем КА в

условиях, моделирующих важнейшие факторы ОКП на различных орбитах:
- высокий вакуум (до 310-10 Торр),
- перепады температур (от - 130оС, до + 120оС),
- потоки солнечной радиации (с плотностью энергии до 1,38 кВт м-2),
- геомагнитная плазма (ИПРЗ).

Стенд для моделирования факторов космического пространства «Прогноз-2» (Томский политехнический университет)

29

конструкций и устранения деформаций или разрушений под действием силы тяжести

при наземных испытаниях:
а) исходное положение, б) конечное положение, в) модуль обезвешивания.
Обозначения:
1 - блок управления; 2, 3 - модули обезвешиван6ия; 4, 5 – сервоприводы; 6 - рабочий вал сервопривода; 7, 8 - поворотные консоли; 9 - грузозахватный орган; 10 - весоизмерительная ячейка; 11- платформа; 12 – электропривод; 13 – катушка; 14 – стропы; 15 - тросоукладчик; 16 - датчик угла; 17 - датчик расхода строп; 18 - гибкие связи; 19 - объект обезвешивания.

30

всех стадиях ЖЦ изделий:
Системное проектирование
Эскизное проектирование
Рабочее проектирование
Изготовление и

ЭО
Эксплуатация

Передовой мировой опыт:
LMS/Siеmens PLM SW (Бельгия/США)-Virtual Lab
Intespace/Airbus D&S (ЕС)-DynaWorks
AEDC (США)
ONERA (Франция)
IABG (Германия)
TAS-IT (Италия)
Россия: РКК Энергия, ТУСУР

Рост числа Виртуальных Испытаний – в 100 раз
Сокращение Натурных испытаний – в 25 раз

Pre-Test и Post Test
Модель объекта испытаний
Модель стенда
Модель системы управления
испытаниями

32

33

модели
Поля скорости и давления
Расчетный объем
34

для моделирования взаимодействия струи ЖРД со стартовым комплексом
Моделирование взаимодействия струи

ЖРД со стартовым комплексом при подъеме ракеты Ангара-5 и струи РДТТ со стендом при огневых испытаниях

35

монтажной организации (бригады).
b ЭВМ комплекса размещалась в 9-ти стойках.
c

Управляющая ЭВМ комплекса, ЭВМ обработки ТМИ (КОТИ), ЭВМ центрального пульта оператора.
d УВМ серии В7 и ПЭВМ.
e Особенности ПО комплекса не позволяют провести проверку и коррекцию ошибок написания и ввода ИП без ее исполнения комплексом.

АВВ - устройства аналогового ввода-вывода;
ЦВВ - устройство цифрового ввода-вывода;
БКД - блок формирования длительных команд;
БКИ - блок формирования импульсных команд;
БКП - блок формирования команд питания;
БКС - блок контроля двухпозиционных сигналов;
БКУ - блок команд управления;
БКФС - блок контроля и формирования двухпозиционных и аналоговых сигналов;
БСО - блок связи с ПРО;
БУК - блок управления релейными командами;
НИП - наземный источник питания;
ПОС - пульт аварийных отключений и сигнализации;
ПРО - пульт ручных операций;
ЦВ - цифровой вольтметр.

В настоящее время для испытаний КА последних разработок используется автоматизированная испытательная система последнего поколения ИВК-ПИ для проверок КА на заводе-изготовителе и на технической позиции, а также ИВК-СК для подготовки КА на стартовых позициях (СК) полигонов.

37

на космодроме)
40

«Союз-Сат нано»
Традиционная схема
Протолетный подход
изделие для проведения статических испытаний
Изд. А
Изд. Б
Изд.

В

Изд. КМ

Изд. П

Изд. Р

изделие для проведения испытаний фрагментов конструкции

изделие для квазистатических, акустических и динамических испытаний

конструкторско-технологический макет

изделие для тепловакуумных испытаний

изделие для отработки системы разделения

Изд. Х

Изд. Ш

изделие для электроиспытаний

изделие для отработки солнечных батарей

АИ

КИ

Комплексирование

Изд. для отработки механических систем КА, последовательно переходящее путем доработки и переоснащения в следующие объекты испытаний: изделие для квазистатических, акустических и динамических испытаний; изделие для отработки системы разделения; изделие для отработки солнечных батарей

Типы комплексирования

КОИ-2 — на основе использования результатов эксплуатации изделий и систем аналогов;
КОИ-3 — на основе использования унификации технологических процессов испытаний и универсализации стендового испытательного оборудования;
КОИ-4 — на основе совмещения отработочных и контрольных испытаний;
КОИ-5 — на основе совмещения различных видов испытаний на одной материальной части;
КОИ-6 — на основе сочетания сплошного и выборочного контроля на этапе производства;
КОИ-7 — на основе использования методов оптимального планирования эксперимента;
КОИ-8 — на основе сочетания эффективных наземных испытаний и демонстрационных ЛИ.

Летный образец

ЛИ

Летный образец

АИ

КИ

Летный образец

Летный образец

ЛИ

КОИ-1 — на основе использования результатов испытаний и моделирования;

Область применения

Преимущества, недостатки

Единичные образцы

Серийные и малосерийные образцы

Преимущества: устранение риска производственных отказов
Недостатки: некоторое «перетяжеление» конструкции, предъявление повышенных требований к моделям и методам прогнозирования остаточного ресурса, более точного измерения факторов

Реализуется подход к квалификации на единственном летном образце

Нормативно-техническая база для протолетного подхода

Модели и методы прогнозирования остаточного ресурса

Модели и методы оценки, контроля и прогнозирования надежности и долговечности образцов на этапе летных испытаний

Программное обеспечение оценки, контроля и прогнозирования надежности и долговечности образцов

Преимущества: отсутствие расхода ресурса летного образца и максимальное «облегчение» конструкции
Недостатки: относительно высокие материальные затраты на изготовление испытываемых образцов

Средства измерения внешних воздействующих факторов в процессе наземной экспериментальной отработки

41

(2016-2019)
43

РКТ в перспективе до 2025 г.
• Система управления и оргструктура
о Централизованная

система управления ЭО в РКП (головная организация - ФГУП ЦНИИмаш) о Двухконтурное деление ЭИБ РКП на ЭБ ГНИО (контур 1) и ИБ ОРКК (контур 2)
о Создание отраслевого КС по ЭО; участие ген.конструкторов и руководителей технологических направлений о Новые решения: проектное и индикативное управление; ГЧП; управление знаниями; lean management
• Инфраструктура
о Оптимизированный состав ЭИБ с ликвидацией дублирующих и устаревших ресурсов (до 5% ЭИБ) о Модернизированная ЭИБ согласно приоритетам развития системы ЭО
• Технология ЭО
о Техническое перевооружение ЭИБ, новые виды испытаний, унификация АСУ испытаниями о Широкое внедрение техники виртуальных испытаний, интегрированных с PLM системами, развитие единого информационного пространства системы ЭО
о Активизация использования лётных демонстраторов; создание интегрированных комплексов ЭО
• Экономика
о Новая экономическая модель и модель ценообразования системы ЭО
о Сокращение расходов на содержание ЭИБ за счёт оптимизации состава ЭИБ, в т.ч. утилизации избыточных ресурсов (до 5% ЭИБ), использования технологий ресурсо- и энергосбережения, роста производительности о Сокращение удельных затрат на ЭО в стоимости ОКР за счёт повышения эффективности испытаний о Увеличение загрузки ЭИБ за счёт расширение заказов из других отраслей и развития ВЭД
• Нормативная база
о Актуализированная нормативная база по ЭО, гармонизированная с международными стандартами о Комплексная программа развития системы ЭО, стандартов испытаний, новая редакция РК - 11
• Процессы
о Повышение эффективности и производительности испытаний на основе принципов производственной системы Роскосмоса, стандартизация опыта и навыков персонала (Standard Work) о Обеспечение сбалансированности использования разных видов испытаний (наземные, лётные, численные)
• Кадры
о Разработка профессиональных стандартов по ЭО
о Разработка и реализация учебных программ, участие в международном сотрудничестве и обмене по ЭО о Унификация профессиональных требований к кадрам системы ЭО и новые формы их организации

44

подтверждения характеристик (в том числе предельно допустимых их значений) комплекса

(его составных частей и систем), заданных в ТТЗ (ТЗ), в условиях, максимально приближенных к условиям применения и эксплуатации, и в реальных условиях функционирования;
- отработки ЭД и проверки достаточности и эффективности экспериментальной отработки изделий комплекса и комплекса в целом, проведения той отработки комплекса и его изделий, которую невозможно осуществить в наземных условиях;
- определения возможности принятия комплекса в эксплуатацию и (или) решения (выполнения) им целевых задач.

5.1.2. ЛИ являются приёмочными государственными испытаниями комплексов. Общее руководство ЛИ осуществляет госкомиссия, назначаемая в установленном Правительством Российской Федерации порядке.
Положение РК-11КТ

45

государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

и У-4М)

Назначение
 Исследования аэродинамических характеристик изделий ракетно-космической техники при до- ,

транс- и сверхзвуковых скоростях.

До- и трансзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности (установка У-21)
Назначение
 Исследования аэродинамических характеристик изделий ракетно-космической техники при до- и трансзвуковых скоростях.

Крупномасштабная сверх- и гиперзвуковая аэродинамическая труба (установка У-306-3)
Назначение
Исследования аэродинамических характеристик и функциональная отработка изделий ракетно-космической техники при сверх- и гиперзвуковых скоростях.

Газодинамическая вакуумная камера (установка У-22)
Назначение
Исследования газодинамического и теплового воздействия высотных струй двигателей на элементы конструкции изделий ракетно-космической техники.

46

на которой отрабатывались образцы теплозащитных материалов
и фрагменты конструкций КА «Буран».
Аэрогазодинамическая

установка с высокочастотным индукционным нагревом газа (У-13 ВЧП, или ВЧ-плазмотрон)
Назначение
  Исследования теплообмена и теплозащиты изделий РКТ, в том числе аппаратов планирующего спуска.

Внешний вид установки ПГУ-11

Многоцелевая модельная баллистическая установка (МБУ)
Назначение
Моделирование высокоскоростного удара и экспериментальные исследования по обеспечению защиты космических аппаратов от воздействия осколков космического мусора и метеороидных частиц.

Внешний вид установки У-15Т-2, на которой проводятся испытания крупномасштабных образцов углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) и теплозащиты боковой поверхности для современных гиперзвуковых летательных аппаратов.

Электродуговые газодинамические установки (У-15Т-1, У-15Т-2, ТТ-1, ТТ-2)
Назначение
  Отработка высокотемпературных материалов и теплозащиты изделий РКТ

Крупномасштабные поршневые газодинамические установки (ПГУ) многокаскадного сжатия
Назначение
Исследования теплообмена и аэродинамики изделий РКТ при гиперзвуковых скоростях.

47

плане стенд УПС-2, на заднем − УПС-1
Статические испытания стыковочного модуля

ОК «Буран»

Основным элементом экспериментальной базы статических испытаний являются два универсальных переналаживаемых стенда (УПС-1 и УПС-2), которые по возможностям создания силовых нагрузок не уступают лучшим мировым аналогам. Более мощный из них (УПС-1) включает силовую плиту диаметром 18,5 м и силовую стену высотой 21,5 м.

Статические испытания

Лабораторный зал комплексных температурностатических испытаний. Слева − испытательные боксы, справа − межбаковый отсек центрального блока РН «Энергия» перед установкой его в бокс

Надувное тормозное устройство для РБ «Фрегат» в гидропневмобоксе после испытаний статическим давлением (вид сверху) 

Комплексные температурностатические испытания

Основным элементом базы комплексных температурностатических испытаний являются три уникальных крупногабаритных железобетонных гидропневмобокса (толщина стены до 1,5 м), обеспечивающие возможность нагружать испытываемые объекты до разрушения, в том числе внутренним давлением. При этом боксы выдерживают воздействие струй жидких рабочих тел, избыточного внутреннего давления, а также осколков, образующихся при разрушении объекта испытаний.

48

базы вибрационных испытаний являются четыре электрогидравлических вибростенда фирмы «Инстрон» (Германия)

с толкающим усилием 200 кН каждый и три электродинамических вибростенда фирмы «Линг» (Англия), наиболее мощный из которых создаёт толкающее усилие 280 кН.

Вибропрочностные испытания двигательного отсека второй ступени РН «Протон»

Фрагмент лабораторного зала динамических испытаний

Корпус ударных испытаний

Толкающий стенд взрывного действия

Основной частью базы являются три уникальные железобетонные камеры, наибольшая из которых имеет в высоту 12 м и диаметр 18 м (толщина стены 1,2 м). Ударное воздействие создаётся путём подрыва штатных пиротехнических средств или специально изготовленного заряда взрывчатого вещества массой до 10 кг.

49

состав экспериментальной базы исследований конструкционной прочности материалов входят испытательные машины,

стенды, установки, копры и другое оборудование.

Универсальная испытательная машина TIRAtest - 2300 с приспособлением для испытания низкомодульных теплозащитных материалов на сжатие

Стенд для испытаний образцов материалов на длительную прочность

Испытательная машина EUS - 20 для усталостных испытаний с испытываемым фрагментом вафельной обечайки топливной емкости

50

области

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский

университет)

Межвузовская кафедра космических исследований

систем наноспутников аэрокосмического кластера Самарской области, далее ЦИОН, был создан

в целях исполнения Распоряжения Правительства Самарской области № 630-р от 20.09.2013, в результате Соглашения №2 от 31 марта 2014 года в рамках реализации Программы развития инновационного территориального аэрокосмического кластера.
Инициатором и непосредственно исполнителем проекта являлось ЗАО «Самарский научный центр космических технологий».
Цель кластерной инициативы заключалась в развитии относительно нового для России направления космической техники – создание, испытание и запуск космических аппаратов (КА) нано класса, наноспутников (НС).
Государственное автономное учреждение Самарской области «Центр инновационного развития и кластерных инициатив» (ГАУ ЦИК СО) профинансировало расходы по созданию ЦИОН в составе Инжинирингового центра ГАУ ЦИК СО
АО «РКЦ «Прогресс» предоставило в аренду помещения, площадью порядка 200 м2, соответствующие стандартам проведения работ по созданию и испытанию КА.

51

оценке возможности выполнения НС заданной миссии полета.

2.Тестирование оригинальных комплектующих и программного обеспечения: бортовых компьютеров, систем энергопитания, стабилизации, ориентации, навигационной аппаратуры, приемопередатчиков, антенн.
3.Проведения автономных наземных испытаний, подтверждающих как совместимость данной модели НС с платформой запуска, так и работоспособность НС на всех этапах его жизненного цикла: при хранении, транспортировании к месту запуска, участке выведения, отделении от платформы, орбитальном полете .
4.Доработка конструкции НС по результатам проводимых испытаний, ремонт или замена отказавших комплектующих.
5.Участие в реализации образовательных программ нового типа в области космических технологий.

52