База ГОСТовallgosts.ru » 49. АВИАЦИОННАЯ И КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА » 49.045. Конструкции и элементы конструкций

ГОСТ Р 56528-2015 Методы и средства обеспечения защиты изделий ракетно-космической техники от статического электричества в условиях полета. Требования к процессам создания и эксплуатации

Обозначение: ГОСТ Р 56528-2015
Наименование: Методы и средства обеспечения защиты изделий ракетно-космической техники от статического электричества в условиях полета. Требования к процессам создания и эксплуатации
Статус: Действует
Дата введения: 01/01/2016
Дата отмены: -
Заменен на: -
Код ОКС: 49.045
Скачать PDF: ГОСТ Р 56528-2015 Методы и средства обеспечения защиты изделий ракетно-космической техники от статического электричества в условиях полета. Требования к процессам создания и эксплуатации.pdf
Скачать Word:ГОСТ Р 56528-2015 Методы и средства обеспечения защиты изделий ракетно-космической техники от статического электричества в условиях полета. Требования к процессам создания и эксплуатации.doc

Текст ГОСТ Р 56528-2015 Методы и средства обеспечения защиты изделий ракетно-космической техники от статического электричества в условиях полета. Требования к процессам создания и эксплуатации



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ


ГОСТР

56528-

2015


НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАЩИТЫ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

В УСЛОВИЯХ ПОЛЕТА

Требования к процессам создания и эксплуатации

Издание официальное

Москва

Стенда ртинформ 2015


Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (ФГУП ЦНИИмаш)

2    8НЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 321 «Ракетно-космическая техника»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июля 2015 г. № 973-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0—2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 янеаря текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — е ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» . В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также е информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

© Стандартинформ.2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

in

Введение

Разработчик системы защиты ракетной и ракетно-космической техники от статического электричества должен по ГОСТ 19005 (пункты 1.1.2.1.5.11), проводить оценку условий, способствующих возникновению электростатических полей, определять требования и принимать меры надежной защиты чувствительных к электростатическому разряду устройств, элементов и систем изделия, разрабатывать проектную документацию на расположение мест металлизации и заземления. Однако в названном и других национальных стандартах по электростатике не определен порядок оценки опасности электростатических разрядов на изделии в полете и обоснования защиты с использованием научно-методического задела, в т. ч. по принципиально новым направлениям в технологии (1] — средствам контроля электризации и методам активной защиты аппаратуры от статических разрядов, в этой связи стандарт назначает требования к разработке новых систем защиты и к мониторингу соответствия требованиям качества на всем жизненном цикле.

В настоящем стандарте вводится порядок систематизации процессов обоснования требований к названной системе защиты изделия, регулирования процесса ее создания и ввода в эксплуатацию, мониторинга показателей, влияющих на надежность, безопасность и устойчивость функционирования.

Актуализация стандарта по применению его положений обеспечивается:

-    расширением структуры требований ГОСТ 19005 (в части металлизации и заземления) до системы защиты изделий в цепом от разрядов статического электричества:

•    гармониэациейс требованиями Федеральногозакона (2] ечасти условия обязательного исполнения регламентов безопасности и добровольной основы применения системы требований стандартов к качеству продукции и услуг;

-    увязкой требований к системе защиты в порядке процедур подтверждения их достаточности по этапам работ, предлагаемым — поГОСТ 2.103 (раздел 1):

•    проверкой совместимости с положениями стандарта частных применений — по ГОСТ Р 1.4, и требований к испытаниям на устойчивость к разрядам.

•    применением ссыпок на попожения настоящего стандарта в программах повышения качества, надежности и устойчивости функционирования изделий.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАЩИТЫ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

В УСЛОВИЯХ ПОЛЕТА

Требования к процессам создания и эксплуатации

Methods and means of maintenance of protection of products of rocket and space-rocket technics from a static electricity in the flight conditions. Requirements for creation and operation processes

Дате введения — 2016—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает систему требований к процессам создания и эксплуатации методов и средств обеспечения защиты от статического электричества изделий ракетно-космической техники в условиях полета, а также распространяется на процессы разработки и организации процедур мониторинга и экспертизы по стадиям разработки проекта и ввода изделия в эксплуатацию.

Настоящий стандарт не ограничивает действие других стандартов, изданных ранее, а регулирует порядок обоснования применения их требований и подтверждения реализации.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.103—68 Единая система конструкторской документации. Стадии разработки

ГОСТ 2.711—82 Единая система конструкторской документации. Схема деления изделия на составные части

ГОСТ 19005—81 Средства обеспечения защиты изделий ракетной и ракетно-космической техники от статического электричества. Общие требования к металлизации и заземлению

ГОСТ Р 1.4—2004 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения

ГОСТ Р 15.000—94 Система разработки и постановки продукции на производство. Основные положения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты* за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылке, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    модульный принцип организации; МПО; Способ задания типовых процедур и порядка их связей, действующих в структуре организационно-технического механизма на стадиях обоснования требований и их реализации в процессе создания и вводе в эксплуатацию системы защиты на изделии, путем унификации типов работ и правил исполнения участниками проекта операций технологии е виде типовых процедур применения стандартных целевых модулей по модели организации выполнения программы мероприятий защиты.

3.2    модель организации процесса (модель): Набор целевых модулей и схема организации их исполнения, в порядке применения модулей по правилам сопряжения процедур, при выполнении план-графика программы мероприятий по защите изделия в технологическом цикле от разработки до эксплуатации.

3.3    модуль организации процедур (модуль): Системно упорядоченный организационно-технический механизм типовых операций, характеризуемый определенной целевой направленностью, организационной законченностью и установленным для него порядком планирования и обеспечения выполнения типовых процедур, связанных, соответственно, с группой целевых функций для применения организационно-технического механизма по модульному принципу организации выполнения программных мероприятий по защите изделия.

Примечание — В нестоящем стандарте за основу взяты термины по пунктам 3.1—3.3 ГОСТ Р 15.000 с их уточнением по настоящему назначению в более узком смысле.

3.4    процедура: Совокупность операций в порядке их исполнения по схеме и условиям связей, соответственно целевой функции конечного результата.

3.5    операция: Совокупность типовых действий и средств обеспечения их выполнения, определяющая конкретный результат цели применения к объекту.

3.6    модель требований защиты; МТЗ: Состав элементов конструкции, способных к электризации. карта возможных мест разрядов на изделии и путей передачи импульсов помех, влияющих на работу служебных и целевых систем, определяющие состав общих требований к разработке мероприятий по их защите.

3.7    модель системы защиты; МСЗ: Совокупность средств и методов для парирования и/или снижения эффектов электризации в местах и/или элементах изделия, выбранных по МТЗ для разработки системы защиты от разрядов.

3.8    нормативно-ресурсное обеспечение; НРО: Совокупность рамочных и процедурных требований, назначаемых по МТЗ для обоснования состава МТЗ. и модель организации разработки с помощью модульного принципа реализации требований к системе электростатической защиты, определяющих систему НРО как инструмент общего регулирования процессами разработки системы электростатической защиты с помощью информационно-справочной системы каталога базы данных результатов выполнения этапов проекта и мониторинга целевых показателей при экспертном подтверждении соответствия заданным контрольным индикаторам.

3.9    рамочные требования: Перечень ограниченийнаразмещениесредствиметодов защиты по карте опасных мест на изделии и на варианты реализации по МТЗ в рамках достижимого уровня проектных параметров МСЗ для имеющихся возможностей технологии создания электростатической защиты и способов применения при эксплуатации на изделии.

3.10    процедурные требования: Комплекс условий выполнения рамочных технических требований в процессе создания и применения электростатической защиты изделия, порядок проведения процедур прозрачного мониторинга и метод экспертизы качества разработки проекта с помощью индикаторных показателейдляподтверждениядостаточности принятых мерло программе защиты изделия.

3.11    программа мероприятий; ПМ; Процедурный регламент-регулятор, задающий этапный план-график мероприятий, охватывающих процессы создания и ееода е эксплуатацию системы защиты изделия, с регулирующим модульным организационно-техническим механизмом НРО процедур технологии реализации плана работ и сопровождения с помощью целевых модулей мониторинга полноты и экспертизы достаточности реализации ПМ при разработке системы защиты.

3.12    базовая система защиты: БСЗ: Совокупность методов и средств электростатической защиты, присутствующая в изделии, или в виде ее проекта, достаточного для реализации, принятая за прототип при доработке компонентов электростатической защиты для нового изделия.

3.13    рабочий проект; РП: Комплект рабочей документации с литерой «И».

Примечание — Связь рамочно-процедурных требований задает область технологических возможностей проектной разработки этапных задач для согласования отношений в электронной среде каталога структуры модулей процедур по этапам разработки компонентов изделия.

4    Сокращения и обозначения

4.1    В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

АП — аеанпроект(на новую разработку);

БА — бортовая аппаратура;

БД — база данных;

ИСС - информационно-справочная система;

КА — космический аппарат;

КОМ — карта опасных мест;

КПМ — карта пассивных мер (применения);

ЯКИ — летно-конструкторские испытания;

НД — нормативный документ;

ОКР — опытно-конструкторская разработка;

СЧ — составная часть (изделия, проекта и т. д.);

СКС — структурно-компоновочная схема;

СФС — структурно-функциональная схема;

ТЗ — техническое задание;

ТП — техническое предложение (по модернизации базовой разработки);

ТР — техническое решение;

ТУ — технические условия;

УСК — унифицированная структура каталога;

ЧТЗ — частное техническое задание;

Э8ТИ — экранно-вакуумная тепловая изоляция;

ЭП — эскизный проект

ЭСЗ — электростатическая защита:

ЭСР — электростатический разряд.

4.2    В настоящем стандарте приняты следующие обозначения:

AI — алюминий;

8— толщина слоя материала:

Е — энергия космических частиц;

Н — высота орбиты;

J — суммарный ток зарядов частиц;

R — сопротивление заземления;

Т — время процесса;

U — электрический потенциал зарядки элемента;

V— скорость потока, набегающего каКА.

5    Общие положения

5.1 Настоящий стандарт определяет процедурный порядок нормативно-технического регулирования требованиями [2] к процессам создания и эксплуатации системы защиты изделий с использованием модульного принципа организации работ.

Стандарт использует процессный подход по ГОСТ Р 15.000 для описания программы процедурного обоснования требований к проектным и экспертным операциям при разработке системы защиты изделия от электризации в условиях полета. Требования по защите изделия от ЭСР в полете указываются ссылками на стандарт в программе обеспечения качества и надежности функционирования.

Настоящий стандарт создает основу применения технических стандартов, вчастности. положений ГОСТ 19005. при гармонизации их требований по этапам жизненного цикла изделия с процедурами подтверждения выполнения ТЗна ЭСЗ изделия, и стимулирует разработку стандартов предприятий и ТУ на инновационные ТР. путем их включения, по согласованию с заказчиком, в ТЗ на ОКР опытного изделия и в этап ЯКИ для отработки экспериментальных образцов ЭСЗ по РП с литерой «И».

5.1.1    Целевое назначение стандарта

Цель настоящего стандарта — модульная унификация требований к ЭСЗ и техническому регулированию разработки по СФС е ПМ подтверждения качества [2] за счет:

•    единства принципов определения требований к изделиям и процессам их жизненного цикла при выполнении работ и оказании обеспечивающих услуг:

•    единства правил и методов разработки (испытаний) и процедур экспертизы путем проведения обязательной оценки степени соответствия требованиям ТЗ:

•    единства способов применения технических регламентов и стандартов в программе организационных мероприятий обеспечения качества работ и услуг.

5.1.2    Метод реализации положений стандарта

В настоящем стандарте в соответствии с приложением А применен модульный принцип регулирования процессами обоснования требований к ЭСЗ и порядок их выполнения с помощью инструмента единого НРО в составе:

•    нормативного обеспечения проектно-технологических процессов на всех этапах создания изделия, принятых разработчиком по ГОСТ 2.103 (раздел 1)на основе рамочно-процедурных требований настоящего стандарта:

•    технологии УСК по 6.2 с описанием в БД МТЗ и ТР по мероприятиям МСЗ, разработанных в КОМ в СКС деления изделия на части по ГОСТ 2.711;

•    процедур ПМ сописанием технологических модулей согласно 3.1 —3.3 при создании ЭСЗ изделия согласно таблице А.1 (приложение А) и мониторинга с помощью ведомости подтверждения исполнения в таблице А.2 (приложение А};

•    электронной технологии создания компьютерных моделей ЭСЗ изделия в виде описания модулей организации ПМ с этапным процессом разработки и ввода в эксплуатацию ЭСЗ на изделии, с помощью СФС соединения технологических модулей для описания этапных операций и мониторинга проектных процессов.

5.2    Отношения между изготовителем и потребителем [2] регулирует принцип: потребитель вправе выбирать продукт с гарантиями качества его характеристик, а изготовитель обязан их подтверждать путем мониторинга качества на всехэтапахжизненного цикла продукта, что гармонически соответствует сущности принципа выполнения требований и условий в рамочно-процедурной технологии настоящего стандарта.

5.2.1    Группы требований настоящвгостандарта втехнологии общего согласованного их применения должны соответствовать двум взаимосвязанным категориям:

-    рамочным требованиям к показателям качества разработки изделия по определимым характеристикам в паспорте изделия, сертификате или в иных документах, подтверждающих заявленные характеристики;

-    требованиям к процедурным правилам подтверждения характеристик продукта путем проверки соответствия требованиям настоящего стандарта или иного документа-аналога и контроля свойства продукции процедурными способами мониторинга качества.

5.2.2    Структура этапной рабочей документации должна быть разработана по МПО работ (см. 3.1) для целевых модулей обоснования МТЗ изделия по 3.6 и БД модели технологии НРО для разработки МСЗ по 3.7, согласованных в УСК.

5.2.3    Модель организации разработки системы ЭСЗ должна включать группу целевых модулей МСЗ и технологию их применения на всех этапах разработки.

5.3    Качество ЭСЗ изделия задается системой условий выполнения процедурной модульной технологии для реализации ПМ в соответствии с приложением А.

5.3.1    Состав ПМ по стадиям проекта создания ЭСЗ изделия разрабатывают с применением технологических модулей обеспечения работ в соответствии с формой 1. приведенной в таблице А.1 (приложение А), и должен документироеатьсявсистемном каталоге ИСС электронного проекта изделия.

5.3.2    Технология обеспечения качества работ должна включать в себя системный модуль процесса мониторинга полноты выполнения этапов ПМ и достаточности полученных результатов по форме 2. приведенной в таблице А.2 (приложение А).

Для мониторинга этапов создания и эксплуатации изделий необходимы:

-    индикаторные критерии, определяющие достаточный уровень показателей качества, заданных на выполнение операций в рамках этапных мероприятий;

-    методика увязки группы этапных показателей качества в процедурном модуле экспертного сопровождения программы достижения заданных требований:

•    логистика формирования требований ксистеме этапных мероприятий по обеспечению качества проектас методическим инструментарием анализа полноты и достаточности данных при мониторинге и экспертизе выполнения работ по ПМ.

Примечание — К объектам мониторинга и экспертизы деятельности относятся данные по номенклатуре показателей а программе создания системы ЭСЗ. согласуемой разработчиком с заказчиком (или его уполномоченным аудитором) по этапам жизненного цикла изделия.

5.3.3    Структура рамочно-процедурных требований должна быть основана на унификации требований к НРО разработки ЭСЗ изделия по минимально достаточному набору показателей МТЗ и МСЗ с привязкой их структуры к СКС конструкции изделия по ГОСТ 2.711 (подраздел 1.1), в результате выявления зон опасных эффектов электризации по КОМ. и включать в базу данных УСК:

•    состав требований к ЭСЗ в ТЗ на изделие с расширением в МТЗ группой рамочных базовых показателей, согласно условиям их применения в МСЗ:

•    требования к составу модулей-процедур подтверждения расчетных случаев реализации МСЗ и условия проверки на совместимость по этапам мероприятий:

•    каталог структуры МТЗ и целевые показатели МСЗ в УСК. приведенные в приложении Б. для задания рамок групповой технологии разработки системы ЭСЗ для типовых изделий в автоматизированной среде УСК с экспертной системой:

•    модуль обработки БД по ТР с поддержкой ИСС для реализации требований к технологическим модулям разработки ЭСЗ изделия в проектной среде УСК.

5.3.4    Технология разработки ЭСЗ изделия при формировании структуры каталогов МТЗ и МСЗ изделия должна включать следующие инструменты:

•    нормативные ссылки на положения действующих стандартов и другие НД и РД. определяющие необходимые организационно-технические решения:

•    программу разработки и применения технологических модулей на основе ТР для создания БД и подтверждения индикаторных показателей требований ЧТЗ:

•    электронный каталог единой системы рамочно-процедурных требований и соответствующих модулей их подтверждения для обеспечения гармонизации процессов по стадиям разработки, и прозрачности мониторинга этапов процессов.

Примечание — Идентификацию инновационных решений, не имеющих аналогов в базе стандартов, обоснование требований к МСЗ и подтверждение полноты их выполнения по заявленным хврвктеристиквм допускается проводить по частным стандартам организации, в по согласованию с заказчиком применять ТУ и НД на экспериментальные и опытные образцы.

6 Модель организации разработки антистатической защиты изделия

6.1    В программе комплекса мероприятий пообеспечению ЭСЗ изделия на первой стадии—разработки расширения состава ТЗ на изделие по МТЗ с обоснованием общего облика МСЗ. — необходимо использовать технологические модули этапного анализа по примеру, приведенному е приложении В для орбитальных условий.

6.1.1    Модульаналиэа опасных мест на изделии задает порядок следующих операций:

•    выявления космических условий полета КА с возможным воздействием системы факторов, способствующих внешней и/или внутренней электризации:

•    определения на изделии потенциально опасных зон возможных ЭСЗ:

•    опредепения в опасных зонах конструкции изделия наличия элементов, способных электризоваться с эффектами развития электростатических разрядов:

•    анализа возможных путей распространения импульсов помех ЭСР:

•    оценки возможных уровней воздействия импульсами разрядов на все системы КА. доступные прямому и удаленному воздействию факторов ЭСР;

•    определения мест на КА с локальным превышением уровня воздействий импульсов ЭСР. допустимых для приборов, и составления КОМ на изделии.

Примечание — КОМ разрядов можно построить по примеру схемы внализв в В.1—В.З (приложение В), используя критерий превышения напряженности поля критического уровня |ЕФ - (Ю5—107) В/см] Искрящие элементы могут как индуцировать импульсы отклике в ближайших элементах, так и передавать их не значительные расстояния по кабелям и паразитным каналам (например, волновому каналу изолированного кабеля вдоль заземленной основы). В связи с этим потенциальная опасность локально искрящего элемента оценивается по совокупности его негативного влияния на асе элементы, доступные для такого воздействия импульсов ЭСР согласно рисунку В.2 (приложение 8).

6.1.2    Модуль оценки достаточности применения мер пассивной защиты

Для элементов конструкции и приборов в опасных зонах изделия с помощью операций модуля анализа опасных мест проводят проверку возможности:

•    исключения ЭСР на элементах КА путем их экранирования от космического облучения и создания условий электростатической разрядки с плавным стеканием зарядов на металлический корпус по основному материалу или проводящему покрытию;

•    применения дополнительных мер для сброса зарядов с элементов конструкции и приборов при помощи зондовых элементов — коллекторов стока зарядов с поверхностей и/или из подповерхностного толстого слоя материала;

•    снижения мощности ЭСРе элементах конструкции и/или блокирования их импульсоввкабельных сборках, например, используя фильтры помех.

По результатам проверки составляют карту размещения элементов ЭСЗ на изделии с достаточным эффектом применения системы пассивных мер — КПМ.

6.1.3    Модуль оценки возможности применения мер активной защиты

При недостаточном результате оценки эффекта от применения пассивных мер защиты проводят оценку эффекта применения средств контроля опасности электризации и мер активной защиты от ЭСР в составе:

•    датчиков оценки условий на КА. приведенных в В.4 (приложение 8) для управления активными средствами защиты и/или применения иного резерва поддержки работоспособности БА изделия, например, средств резервирования:

•    активной (газоплазменной) системы для компенсации (рекомбинации) зарядов на внешней поверхности КА искусственной холодной плазмой и/или с помощью газов на его внутренних элементах (1).

По результатам оценки разрабатывают план применения и размещения системы контроля электризации и активных средств защиты.

6.1.4    Модуль комплексного анализа и расширения требований ТЗ на изделие

Путем увязки КПМспланом применения и размещения системы контроля электризации и активных средств защиты составляют перечень расширения МТЗ к составу средств и методов защиты изделия от ЭСР. по которому задается проектный облик МСЗ для разработки ЧТЗ на АП или ТП по системе ЭСЗ.

6.2 Система каталогизации технологических модулей

6.2.1    Система поддержки УСК технологических модулей определена общими рекомендациями, как показано на рисунках Б.1 и Б.2 (приложение Б), и призвана обеспечить прозрачный мониторинг процесса создания и эксплуатации системы ЭСЗ для разработок в различных технологических средах унифицированных форм документов электронной модели сопровождения изделия, для чего необходимо:

•    разрабатывать систему каталогизации в соответствии со схемой деления конструкции основного изделия в части базовых положений Б.1 (приложение Б);

-    увязывать разработку мероприятий по ЭСЗ элементов конструкции и БА по модульным процедурам проектирования и испытаний в системном каталоге с общими работами в рамках генерального плана-графика по проекту изделия;

-    расширять исходные данные ТЗ на изделие по условиям эксплуатации в требованиях к реализации мер ЭСЗ — начиная с разработки ЧТЗ на проект ЭСЗ и далее по этапам обоснования реализации плана-графика в основном проектном процессе изделия, для обеспечения системной увязки всех работ в проекте;

-    проводить увязку требований к МСЗ с помощью ИСС и УСК по каталогу ТР с целевыми характеристиками методов и средств обеспечения защиты изделия.

6.2.2    Разработку методов и средств защиты элементов конструкции изделия и БА необходимо проводить в среде УСК базовых ТР по КПМ и схеме применения на КА активных средств защиты в МСЗ с использованием ИСС по БД частных и общих системных решений.

6.2.3    Системный каталог УСК обеспечения этапов разработки системы ЭСЗ изделия должен создаваться как СЧ проектной модели в электронной форме ИСС. согласно Б. 1 (приложение Б) по всем этапам плана-графика ПМ.

6.2.4    Состав модулей разработки мер антистатической защиты

Для подтверждения полноты и качества разработки ЭСЗ по программе мероприятий в соответствии с приложением А необходимо использовать модули:

. разработки КОМ возникновения ЭСР и возможных путей распространения импульсов помех с выявлением уязвимых для них элементов бортовых систем для расширения требований ТЗ к изделию обоснованием уровня защиты:

•    проверки на соответствие требованиям, обоснованности выбора системы защиты, полноты состава процедур ПМ их разработки, изготовления, испытания и эксплуатации на изделии как прило-жение к основной документации на изделие:

•    комплексной проверки достаточности и полноты результатов исполнения ПМ для подтверждения возможности допуска ЭСЗ в составе изделия на ЯКИ.

6.3 Технология применения экспертной системы

Автоматизированную экспертную ИСС поддержки ПМ следует использовать для обоснования инноваций в техническом облике АП и ТП системы ЭСЗ путем:

•    оценки перспективности ТР на основе результатов научных исследований [1] и экспериментальных разработок при разработке ТЗ на АП;

•    обоснования применения ТР из базы знаний ИСС в инновационном замысле АП или модернизации изделия поТП;

•    экспертизы прогнозного эффекта от реализации совокупности ТР в ЭП по опытно-конструкторской и технологической разработке для оценки актуальности создания экспериментального образца прототипа изделия:

•    сравнения вариантов альтернативных решений по комплексным показателям с помощью методики интеллектуальной процедуры обработки мнений экспертов.

Контрольные формы документов

Мониторинг, регулирование процессов при создании и подтверждении исполнения требований ТО к ЭСЗ изделия должны обеспечиваться контрольными формами документов:

•    форма 1 — «Программа разработки системы защиты изделия от электризации» согласно этапам таблицы А.1. выбранным разработчиком по ГОСТ 2.103 (раздел 1);

•    форма 2 — «ведомость подтверждения исполнения требований» в соответствии с таблицей А.2. по этапам ПМ в ходе работ по проекту создания системы защиты изделия.

Таблица А.1 — Программа мероприятий по разработке системы защиты изделия от электризации

Стадия разработки

Состав этапов мероприятий в ходе работ по проекту

I — Техническое задание — разработка ЧТЗ на АП новой системы ЭСЗ или ТП по дорвботке базовой системы защиты изделия

Разработка расширенных требований к ЭСЗ путем анализа ТЗ на изделие и условий его эксплуатации (см. 6.1.1).

Разработка МТЗ и состава МСЗ для ТЗ на ЭСЗ путем анализа КОМ на изделии и возможностей защиты (см. 6.1.4).

Разработка ЧТЗ* на АП ЭСЗ или ТП по БСЭ (см. 5.2.3)

II — Аввнпроект на новую разработку ЭСЗ или ТП по модернизации базовой

Обоснование в АП разработок инноваций ТР системы ЭСЗ на основе анализа МТЗ и состава МСЗ для КОМ электризации: или обоснование выбора ТР для ТП по доработке базовой ЭСЗ (имитационное моделирование или стендовый макет).

Экспертиза и утверждение АП или ТП

III— Эскизный проект (экспериментальный образец) системы ЭСЗ

Разработка ЭП ЭСЗ изделия или доработка базовой системы (создание и испытание экспериментального образца").

Рассмотрение и утверждение ЭП

IV— Рабочий проект ЭСЗ (опытный образец ЭСЗ)

Разработка технологии рабочего проекта системы ЭСЗ (создание и испытание опытного образца ЭСЗ").

Рассмотрение и утверждение документации рабочего проекта

V — ввод в эксплуатацию (образец ЭСЗ на ЛКИ)

Инструкции по техническому обслуживанию на изделии. Инструкция оператору по эксплуатации на изделии. Методика анализа результатов приемо-сдаточных ЛКИ. Приемка документации после корректировки проекта

* Состав требований в ЧТЗ на основе МСЗ разработчик согласует при необходимости с кооперацией.

” Условия допуске экспериментальных образцов ЭСЗ к ЛКИ для отработки на изделии и разработку опытного образца системы ЗСЗ с литерой «И», по ГОСТ 2.103 (раздел 1. примечание 26. г и раздел 2). заказчик включает в состав требований ТЗ на конкретное изделие.

Таблица А.2— ведомость подтверждения исполнения требований (типовая)

Pei N БД

Содержание требования

TP.N

Что сделано для исполнения

Per. N БД

An.T3.N

1 Провести анализ ТЗ ...

АП-TP.N

1 Уточнены требования .. .

АП.ПЗ.Ы

Примечание — Таблица А.2 составляется с использованием ИСС мониторинга процессов создания и эксплуатации системы ЭСЗ изделия с адресной ссылкой на БД каталога МТЗ и исполнения их. согласно МСЗ с использованием технических решений в системном каталоге проекта согласно 5.3.

Структура каталогов модулей технологий

Б.1 Организация УСК ИСС проекте ЭСЗ изделия создает основу для структуризации информационного состава НРО модулей разработки общих требований клроцессвм создания и эксплуатации системы ЭСЗ (см. 6.2.1). в также для поэтапной реализации модульной технологии, согласно положениям настоящего стандарта, в единой среде электронного проекта с помощью стандартных форм документов для формирования и регулирования применением:

•    справочной методической документации при экспертизе данных и подтверждения их соответствия показателям качества разработки ЭСЗ по перечню требований ПМ:

•    электронной системы автоматизированной обработки документации с использованием БД в каталогах ИСС в целях согласования процессов регулирования разработкой проекта:

•    сводной БД для комплексной экспертизы инновационного уровня разработки ЭСЗ:

•    депозитария инновационных разработок организаций для регистрации ТР по ЭСЗ.

Базовую документацию ПМ в соответствии с формой 1 (приложение А) рекомендуется структурировать в системном каталоге ИСС с индексацией, как показано на рисунке Б.1.

Рисунок Б.1

Схема информационного сопряжения МТЗ для элементов изделия, подлежащих защите, согласуется с МСЗ в компактной форме БД номерами регистрации ТР системы мониторинга индикаторной информации по стадиям разработки проекта, согласно форме 2 (приложение А). Поэтому а электронном системном каталоге ИСС схема вхождения процедурных модулей, показанная на рисунке Б.1. должна быть согласована по схеме иерархии связей деления изделия на проблемные зоны КОМ. и соответствовать адресной БД описания МТЗ и решений в МСЗ.

Б.2 Система кодификации проектно-конструкторской документации использует принцип СКС деления изделия на чести, соответственно иерархии групп сборочных единиц — от узлов из деталей до всего изделия из блоков. Для структурирования технологических схем процессов применяется СФС связи процедурно-функциональных форм параллельно-последовательных операций, образующих технологические модули с последовательной кодификацией процедур из входящих а них групп операций. Обе формы используются а современных компьютерных технологиях математического моделирования объектно-процедурного подходе и должны быть увязаны в ИСС при совместном применении в электронном проекте разработки системы ЭСЗ.

Задача прямого согласования в ИСС структуры иерархического каталога требований МСЗ с линейной цепью групп технологических модулей процедурных процессов разработки ЭСЗ изделия и мониторинга этапных резуль-тагов математически неразрешима, в принципе. Поэтому в структуре проекта решением служат комплексные унитарные модули, в которых рамочные требования Т согласованы с процедурными решениями П согласно рисунку 6.2 при реализации в ходе выполнения программы мероприятий согласно таблице А.1 (приложение А).

Схема УСК ИСС. создаваемой для поддержки разработки электронного проекта системы ЭСЗ. задает структуру сопряжения рамочных требований и процедурных решений, как показано на рисунке 6.2 пакетом адресных каталогов увязки на листах К описаний состава МТЗ, МСЗи ТР.

Рисунок 6.2


Граф согласовала МСЗ а ИСС рамсг*чых требований - Т и процедурных решений - П на листах пространства каталогов К,. Kj компонентов в среде модульной разработки проекта при регулировании процессов организации деятельности в ходе создания и эксплуатации системы зашиты изделия Листы описания электронной модели системного каталога

Для задания рамочных требований по S.2, выбора процедурных решений и согласования по 6.2 служит каталог БД технологических модулей ТР. Задаче сетевой организации структуры системного каталога состоит в создании условий информационного взаимодействия модулей путем обмена данными по этапам разработки, согласования и мониторинга результатов проекта по процессной формуле {[Требование] [Согласование! [Мероприятие]) » [Мониторинг].

Сведения по электростатической защите (пример анализа орбитальных условий)

8.1 Орбитальные условия воздействия факторов электризации

Физические условия электризации (1] космических аппаратов во всем многообразии форм орбиты можно условно разделить по диапазонам высот, как показано на рисунке В.1:

•    низкоорбитвльные {Н < 500 км) с воздействием электронов низкой энергии (Е# < 10 эВ) и потока ионов (Г(< 1 эВ)на КАпри V- 7.5 км/с а разреженной космической плазме. При этом в активный период Солнца (геомагнитных суббурь [1]) а зонах сильных аномалий магнитного поля Земли возможно воздействие высыпающих из магнитосферы высокоэнергетических частиц в диапазоне энергий £ - (0.1—2) Мэв. хотя их интенсивность сравнительно мала:

•    полярные орбиты (500 < Н < 2000 км) на широтах свыше 60е. где КА при циклическом проходе через полярный касл может испытывать воздействие частиц с энергией £ - (0.1—3) Мэв. высыпающих из радиационных поясов Земли в период магнитных суббурь.

•    средневысотные орбиты (2000 < Н < 20000 км) в естественных радиационных поясах Земли (ЕРПЗ), где в основном на КА воздействуют частицы с энергией £ - (0,5—20) Мэ8:

•    высокие орбиты (2000 <Н<50000км)спотокамичастицплвэмы магнитосферы при энергии £~(Ю—500) кэВ и частиц космических лучей с энергией £ - (2.0—200) МэВ.

Для решения конкретных целевых задач рабочие орбиты КА группируются по диапазонам высот, поэтому для различных конструкций КА на орбитах каждого типа условия электризации приблизительно одинаковы, что позволяет объединить их в электронно-справочной системе.

Примечание — Указанное в скобках для высокоорбитальных условий максимальное значение высоты отвечает участку апогея эллиптических типов орбит, который составляет основную часть орбитального времени пребывания в «режиме Молния* — несколько часов. Поэтому эти условия сходны для всех высоких орбит.

В.2 Анализ комплексе факторов воздействия электризации не аппарат

Схема воздействия факторов внешней и внутренней электризации не систему вложенных модулей, агрегатов и других систем КА показана условно на рисунке 8.2.

В.2.1 На поверхности, под слоем Э8ТИ или внутри корпуса КА. элементы приборов и кабели заряжаются по-разному. При внешней (поверхностной) электризации эффект зависит от энергии частиц, плотности потока и способности материалов электризоваться, которая может определяться в экспериментах (см. рисунок В. 13). Разряды могут синхронно влиять на работу элементов аппаратуры КА через группу вторичных эффектов ЭСР. например, излучение радиопомех и импульсы напряжения, транспортируемые по кабелям и кондуктивным связям.


В.2.2 Воздействие космической среды на элементы конструкции создает различные аффекты электризации, которые показаны на рисунка 8.3. в виде накопления зарядов на поверхности металла и а диэлектрике, ударной вторичной эмиссии электронов и фотоэффекта облучения Солнцем, а также как проникание частиц высокой энергии сквозь слои преграды.

е'-первичные

е'-лереи'ыые

электроны


6 2.3 Внутренняя электризация проявляется как накопленный объемный заряд в подслое толстого диэлектрика <й> 0.5 мм) внутри отсеков КАи корпусов SA с возможностью ЭСР на метал лизованные элементы.

В.2.3.1 Объемные заряды индуцируются потоком проникающих частиц высоких энергий. Глубина проникновения 5 электронов е‘ и протонов р* в AI показана на рисунке В.4 в единицах mil (2.54 10° см), метрических единицах, а также, для пересчета с AI на другие материалы, в г/см2 [1].

6 2.3.2 Различие электронов и протонов по массе объясняет разный путь их торможения с эффектом трансформации спектра энергии при взаимодействии с материалом. На рисунке В.5 показана схема преобразования энергетического спектра частиц при прохождении экрана.

AI. г/см2

Энергия частиц. МэВ

в-тн ---р-тй


Рисунок В.4


Исходный спектр f^E)

Конечный спектр f,(E)

30 кэв * имитационные

200 кэВ - натурные

Lg^H)

10° 6 101


Е. коВ


Экран


/1<е)


Рисунок В.5

В.2.3.3 Для многослойных экранов применяет методику парциальных вкладов потерь в каждом слое приведением к эквиваленту эталона AI для оценки прошедшего внутрь корпуса БА эффективного потока облучения, воздействующего нв БА КА. При прохождении экране тах(/0) исходный энергетический спектр частиц смещается соответственно чести потерь низкоэнергетичных частиц и нормализуется столкновительной термвлиэвцией (см. рисунок В.5). Для анализа эффектов внутренней электризации элементов за экраном исходный спектр потока можно заменить моделью спектра частиц, прошедших экран.

В.2.4 Частицы высокой энергии могут проходить сквозь экран ЭВТИ (см. рисунки В.4. B.S). производя различные эффекты электризации. На рисунке 8.6 показан пример внутренней электростатической зарядки толстого диэлектрика корпуса прибора БА. залитого компаундом, установленного снаружи корпуса КА и защищенного металлизированными матами ЭВТИ. с обозначением разрядоопасных мест на корпусе прибора БА (позиции А,— А4).

Пленка ЭВТИ может «прилипать» к заряженному диэлектрику, образуя электрический контакт (см. рисунок В. 14. в)с частым слабым искрением с корпуса КА на пленку ЭВТИ. подобно пробоям с изоляции на оплетку кабеля. Для участков с пустотами возможны разряды с острых кромок на близкие металлизированные элементы, например, нв пленку Э8ТИ. После пробоя плазма, заполняя все вакуумное пространство под пленкой, обеспечивает возможность сброса зарядов на металлизацию Э8ТИ со всей поверхности диэлектрика. При этом импульс индукции может иметь уровень 15—50 В.

— пробои с поверхности на плеиху ЭВТИ. А? — пробои объемного заряда на поверхность изолятора. Aj — пробой объемного заряда на соединитель кабеля.А4 — пробой заряда изоляции на оплетку кабеля

Рисунок в.6

Еще большую опасность создают объемные заряды, которые могут долго накапливаться частицами высокой анергии (£ - 2—20 МэВ) а глубоких слоях диэлектрике (rf -5—10 мм). При разряде не металлизированный соединитель или в контактную плазму накопленный объемный заряд из названного слоя мгновенно стекает, создавая импульс индукции 50—150 8. Для защиты от таких разрядов можно ввести в слой диэлектрика экран из фольги, металлизированной на корпус КА. который защитит БА от импульсов индукции разрядов и даст эффект коллекторе бес пробойного дрейфового ствкания зарядов из окружающего экран диэлектрика.

8.3 Динамические эффекты электризации элементов конструкции

8.3.1    Различие скорости зарядки — разрядки поверхности диэлектриков и металлов в среде плазмы при быстрой смене условий электризации (например, при вращении КА) создает эффект дифференциальной зарядки-перезарядки корпуса КА. как показано на рисунке 8.7.

8.3.2    Пример динамической зарядки зафиксирован экспериментально датчиком разрядов на КА как связь частоты искрения с дифференциальной зарядкой (см. рисунок в.в) для теневого и освещенного участков орбиты с различной концентрацией л электронов холодной плазмы.

п

20-

23.0    0.0    1.0    2.0    Т.ч

Местное время


Применение — Концентрация холодных электронов л а плазме е тени Земли уменьшается из-за отсутствия фотоэффекте не корпусе КА и повышения концентрации горячих частиц (1).

Рисунок В.8 — Связь частоты искрения с дифференциальной зарядкой

8.4 Методы контроля электризации и оценки ее опасности для КА

В.4.1 Пример типовой аппаратуры контроля электризации сдатчиком напряженности поля показан на рисунке В.9. Все другие разработки также используют вибрационные датчики поля.


Креп пе миг


Рисунок В.9

Система контроля электризации может оснащаться датчиками напряженность поля и тока натекания заряженных частиц на КА в электростатически опвсных зонах, и по их показаниям можно оперативно судить о степени опасности условий для аппаратуры. Для анализа результатов Л КИ и отказов в БА необходимо исследовать влияния электризации на работу аппаратуре расширенным методом экспертизы согласно рисунку В.Ю.

Примечание — Методика первичной оценки степени опасности ЭСР поданным отдатчиков аппаратуры контроля электризации разрабатывается конструктором системы ЭСЗ с участием операторов управления: методика экспертной оценки качества защиты изделия от ЭСР определяется расширенным составом специалистов экспертной комиссии для анализе результатов ЯКИ и причин сбоев и отказов.

РисунокВ.Ю

8.4.2 Принцип индикаторной оценки степени опасности электризации использован а перспективной диагностической системе. как альтернатива названному (см. 8.4.1). путем прямой индикации степени опасности ЭСРе помощью специальных датчиков-индикаторов, которые по чувствительности к факторам электризации служат эквивалентами приборов, и поэтому являются косвенными свидетелями процессов воздействия импульсов разрядов. Датчики-индикаторы можно устанавливать в проблемных зокахэлехтризации на КА вблизи приборов, которые могут подвергаться воздействиям ЭСР. Индикация опасности разрядов датчиками (Д,—Д6). как показано на рисунке 8.11. используется а мониторинге ситуации скаалификациейуровняоласности поданным отдатчикоа-индикато-рое на табло рисунка 8.12.

0 - нормальные; 0 - опасные; Щ - кризисные; —► - связи в аппаратуре; ---► - каналы контроля

Рисунок 8.11

Мнемосхема на рисунке 8.11 разрабатывается по карте опасных мест (КОМ )насхемеделения изделия (6.1) а модели ЭСЗ защиты. Квалификация опасности для приборов (S.2.3) задается данными из системного каталога обеспечения системы ЭСЗ изделия.

Примечание — Метод индикаторной диагностики степени опасности разрядов при электризации по параметрам искрения в датчиках-индикаторах использует функцию начальной калибровки импульсами разрядов аппаратуры датчиков и макетов приборов в совместных автономных испытаниях и при имитации условий электризации путем облучения на экспериментальных стендах (см. рисунок 8.13).

t йннв<*1<чрноотаЙпйввни1П(«ииаапа*трост«тгж>в»йй&тивовЛ1«1шк14 \

Залом идентификации

Оцвнкни

эоаиай опасности ЭСР |

Параметры разрядов

Нор «отмыв

Отвечав

Кривая ыо

Г>1000

10<Г«100

ЖппЗа,Ш

1/<1Я

о> 10

ПротоаЭСР

Нет

6-20 мж

1 -5 ммн

Индикяция

^_ят

Рисунок В.12

В.5 Пример оснащения стенда для исследования эффектов электризации

В.5.1 Экспериментальные исследования электризации проводят на макетах узлов КА.

На рисунке В.13 показана схема электровакуумного стенда (ЭВС) для имитации электризации с помощью электронной пушки с моноэнергетическим спектром и регулируемой энергией лучка в диапазоне £ - 10—50 кэВ. Результаты этих испытаний имеют оценочный характер, но метод эквивалентных нагрузок (см. В.4}лоэволяет применять их для решения различных задач.

В.5.2 Эффекты электризации макета прибора (узла), закрытого матами Э8ТИ (см. рисунок В.в), можно исследовать на стенде методом эквивалентных нагрузок. Для этого макет облучают имитационным лучком частиц при снятом защитном слое Э8ТИ. При подготовке модели для облучения на ЭВС необходимо учесть также условия контакта металлизированных поверхностей матов с диэлектриками, которые могут существенно повлиять на конкретный характер искрения. Для имитации условий контактов можно использовать наклейки полосок из тонкой фольги {#< 10 мкм)и голый микропровод. Примеры эффектов электризации диэлектриков с металлизацией показаны на рисунке В.14.

Слои кабельной изоляции (толщиной более 0.S мм) с редкой сеткой экрана искрят не оплетку с откликом на центральную сигнальную жилу 1 В. Поэтому для диэлектриков типа пластин (1—5 мм и более), например, электронагревателей. условия искрения диэлектрика под матами ЭВТИ можно имитировать с помощью металлизированной редкой сеткой ткани или тонкой металлизированной пленки.

Электроны с энергией £ - 20—30 кэВ могут проникать сквозь редкую ткань с тонкой крупной сеткой и металлизацией или микронную пленку диэлектрика с металлизацией, вспышки разрядов под тканью (рисунок В.14а)) и прилипание пленки к заряженному диэлектрику после облучения (рисунки В.146. в>| также подтверждают возможность зарядки и искрения диэлектриков под ЭВТИ. Следует отметить, что вследствие вероятностного характере пути прохождения (торможения), зависимость проникающей способности частиц дается математическим ожиданием. т. е. задерживаются не все частицы, что характеризует слабую защитную способность экранов ЭВТИ от электронов такого типа, но при этом экраны практически полностью задерживают радиоизлучение от разрядов.

2    3    4



1 — исследуемый образец; 2 — датчик электрического поля иа координатном устройстве; 3 — измеритель плотности потока электронов. 4 — вакуумная камера; 5 — блок контроля питания электронной пушки; в — электрическая скема измерения импульса тока: 7 — электронно-лучевой запоминающий осциллограф: 8 — осциллограф-регистратор: 9 — ампервольтметр. 10 •— цепь заземления. Rq • SO Ом. ЭМИ — электромагнитный импульс электрического разряда


Рисунок8.13



6} Пленка ЭВТИ до облучения


а) Группы рззрчдое

ПОД ТК8НЫО


а) Пленка ЭВТИ после облучения


Рисунок В.14

Библиография

[1]    Модель Космосе. 8-е над. М.. НИИЯФ МГУ. 2007, т. 1 под ред. М.И. Панасюка. раэд. 3; т. 2 под рад. Л.С. Новикова. разделы 1 и 2

(2)    Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г. N9 184-ФЗ (в ред. от 9 мая 2005 г. № 45-ФЗ с изменениями от 21 июля 2011 г. Nb 255-ФЗ)

УДК 621.629:006.354    ОКС 49.045

Ключевые слове: космическая среда, электростатическая защита аппаратов, регулирование требованиями. рамочные требования, процедурные требования, модульная организация, модель требований зашиты от статического электричества, модель системы защиты

Редактор О.А Стояновско»

Технический редактор А Н. Прусакова Корректор U.С. Кабашова Компьютерная верстка И.А Налейкомой

Сдано а набор 09.12.2015. Подписано а печать 23.12.201S. Формат 60 * 84Гарнитура Ариал Уел. печ. л. 2.79. Уч -иад. п. 2.40. Тираж 34 эха Зак. 4380.

Издано и отпечатано во ФГУП «СТАНДАР ТИМ ФОРМ». <23995 Москва, Гранатный пер.. 4.