Бортова система управління літальними апаратами високої надійності та живучості

Анотація

Робота присвячена описанню методу підвищення надійності та живучості бортових систем управління. Як об’єкт дослідження обрано клас літальних апаратів — крилаті ракети, які є однією з найперспективніших систем озброєння. У статті проаналізовано сучасні структури бортових систем управління, що забезпечують високу надійність таких систем. Проведено аналіз чотириканальних відмовостійких систем для бортових комплексів управління підвищеної живучості, які забезпечують високу достовірність роботи комплексів протягом тривалого часу без фізичного обслуговування, зберігаючи стійкість до збоїв і відмов апаратури. Також розглянуто її прототип — триканальну систему з виходами синхронізації. Виділено позитивні та негативні сторони таких систем, відзначено високий рівень їх апаратної надлишковості. Для літальних апаратів із коротким терміном служби, якими є крилаті ракети та подібні до них, авторами запропоновано двоканальну квазімісткову структуру (КМС) бортової системи управління з поблоковим резервуванням і реконфігурацією. КМС загалом являє собою систему, що складається з послідовного з’єднання дубльованих вузлів однакової надійності. У разі відмови одного з функціональних субблоків дубльованого вузла схема контролю та реконфігурації виключає його з обчислювального процесу та проводить реконфігурацію структури системи в режимі роботи «Non Stop». Як інструментарій дослідження надійності бортової системи використовувався ймовірнісно-фізичний метод (ВФ-метод), в основі якого лежить дифузний розподіл напрацювання до відмови (DN-розподіл), спеціально формалізований для оцінки та прогнозування надійності електронних, електричних та електромеханічних елементів і систем. При збереженні рівня надмірності, характерного для всіх двоканальних структур, у запропонованій двоканальній резервованій КМС декомпозиція каналів на однаково надійні дубльовані вузли приводить до зростання ймовірності безвідмовної роботи системи (R-ефект), що стає більш помітним із збільшенням кількості вузлів. У роботі також описано принцип розміщення функціональних субблоків КМС, який забезпечує додатковий ефект — підвищення живучості системи в цілому.