航天科技五院深入开展航天器系统健壮性设计技术研究与应用

文章来源:中国航天报 发布时间:2022-01-07

今年,中国航天科技集团有限公司将完成载人航天6次重大任务,包括两次货运飞船、两次神舟飞船和实验舱Ⅰ、实验舱Ⅱ发射,以及在轨交会对接、出舱活动和飞船返回任务,全面建成空间站。面对如此繁重的任务,作为飞船和空间站的抓总研制单位,五院坚持型号研制与能力提升并重,持续推动质量提升工作,有效保证航天器在轨安全可靠稳定运行。

风险识别提升系统健壮性

近年来,五院以“一重故障保业务连续、二重故障保航天器安全”为目标,深入开展系统健壮性设计方法研究,提出了相关性故障分析等方法,并形成标准体系以指导实际工作。特别是针对重大专项工程型号任务,五院通过开展系统故障容限设计,制定多层级、多维度、多形式的应对措施,打造风险防控网络,阻断故障传播链条,有效避免系统级风险,显著提升了型号系统健壮性。

在空间站建造中,五院科学运用相关性故障分析方法,将总体自上而下和分系统自下而上相结合,针对五类关键功能迭代开展相关性故障分析,从源头抓起,优化系统设计,确保了天和核心舱、天舟货运飞船、神舟载人飞船任务的圆满完成和后续任务顺利推进。

多点保障筑牢安全底线

安全底线是确保系统安全的最低条件。五院针对航天器特点,基于系统关键功能提出了结构、能源、测控和载荷(含航天员)四类安全底线的基本内涵和典型示例。在空间站建造中,五院明确了安全底线的边界指标,对影响安全底线的因素进行量化控制。

五院将航天器加电等初始状态的安全性作为保证型号系统健壮性的重要因素,针对空间站关键工况逐一开展分析设计,重点关注设备运行及初态建立等情况,有力地保证了空间站平台和航天员的安全。

冗余设计是提高型号系统健壮性的重要手段。在空间站任务中,五院进一步强化关键设备冗余设计的可靠性,采用异构备份理念,配置舱段间故障重构功能;从自主健康管理等方面开展了系统健壮性设计工作,为空间站在轨稳定运行提供有力保障。

后续,五院将在全型号中推广故障容限设计技术,推动空间事业持续高质量发展。(李伟 于文考 张健 时小丹)