2. Создание, совместно с Республикой Казахстан, космического ракетного комплекса “Байтерек”.

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 6

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

3. Модернизация существующих стартовых и технических комплексов под РН “Протон-М”, РН “Союз-2”, РН “Зенит-3” и РН “Циклон-2” с перспективными РБ “Бриз-М” и КВРБ.

4. Создание универсальных технических комплексов подготовки РН, РБ, КА, КГЧ, а также обеспечение заправки КА и РБ компонентами ракетного топлива и сжатыми газами в чистовых помещениях, позволяющие существенно снизить номенклатуру существующих технических комплексов РН, РБ, КА, КГЧ, повысить надежность их подготовки и снизить затраты на эксплуатацию.

5. Создание и ввод в эксплуатацию универсальных передвижных заправочных станций для заправки двигательных установок КА и РБ непосредственно на рабочих местах их подготовки.

6.5. Концепция управления наземной космической инфраструктурой на основе мониторинга ее состояния

Углубленный контроль технического состояния оборудования объектов НКИ с применением методов и средств неразрушающего контроля осуществляется выборочно по заданиям предприятий, в ведении которых они находятся. Преимущественно это оборудование и сооружения стартовых и частично технических комплексов.

Результаты контроля не систематизируются и вследствие этого затруднена работа по коррекции математических моделей изменения определяющих параметров оборудования и количественной оценке технического состояния оборудования и сооружений объектов НКИ в целом.

Продление ресурса оборудования осуществляется лишь условно: при условии углубленного контроля его технического состояния перед каждым пуском РКН, что вызвано низкой достоверностью прогнозирования изменения технического состояния оборудования.

Углубленный контроль технического состояния оборудования методами неразрушающего контроля осуществляется только до начала его функционирования и в некоторых случаях после окончания. Полученная при этом информация не позволяет с высокой достоверностью прогнозировать значения параметров оборудования, которые будут иметь место в процессе его функционирования. Для организации функционального контроля состояния оборудования необходима его доработка. Характер этой доработки и требования к ней могут быть выявлены в ходе опытных работ на оборудовании объектов НКИ, находящихся в эксплуатации. Вследствие этого целесообразно системе мониторинга дополнительно придать исследовательские функции.

Доступ органов управления эксплуатацией даже нижнего уровня иерархии к информации, полученной в процессе мониторинга технического состояния объектов НКИ, затруднен в связи с отсутствием соответствующей компьютерной базы данных.

Названные недостатки обусловлены отсутствием полноценной системы мониторинга технического состояния объектов НКИ, функционирующей в интересах всей космической отрасли. Результатами функционирования такой системы могли бы пользоваться все уровни управления эксплуатацией КСр от эксплуатационных подразделений предприятий промышленности до Федерального космического агентства.

Переход к рыночным отношениям между предприятиями промышленности, а также выход на мировой рынок космических услуг требуют совершенствования экономической работы в области эксплуатации объектов НКИ. В условиях ограниченного бюджетного финансирования важной стала задача получения объективной картины затрат на эксплуатацию объектов НКИ и подготовку к пуску РКН, а также выявления возможностей их сокращения.

Предварительные исследования эксплуатационных затрат показывают, что значительная их часть (~ 40%) связана с содержанием эксплуатационных подразделений. Для оптимизации структуры и численности этих подразделений необходима информация, на основе которой могут быть построены зависимости стоимости и продолжительности эксплутационных работ от количества и квалификации персонала их выполняющего, и соответствующий научно-методический аппарат.

Для обеспечения экономичной эксплуатации КСр важным является не только снижение эксплуатационных затрат, но и обеспечение своевременности запуска КА или, по крайней мере, минимизация задержек пуска РКН, ибо последние в случае выполнения коммерческих запусков КА сопровождаются неустойками больших размеров. Для решения этой задачи необходимо знать характеристики эксплутационных процессов и отдельных работ, от которых зависит величина задержки пуска РКН:

- продолжительность ремонта и количество ложных ремонтов;

- количество ошибок I и II рода при контроле технического состояния оборудования;

- нештатные ситуации и сопровождающие их признаки;

- решения, принятые для их устранения и результаты их выполнения;

- время доставки ЗИП и др.

Названная информация нужна также и для моделирования функционирования системы эксплуатации КСр. Сбор такой информации в настоящее время не осуществляется.

Исключительно важным также является вопрос об оценке эффективности вложения средств в модернизацию объектов НКИ и обоснования необходимого объема инвестиций в этот процесс как за счет бюджетных, так и внебюджетных средств. Предыдущий этап функционирования системы эксплуатации КСр характеризовался тем, что модернизация оборудования объектов НКИ проводилась, как правило, только в интересах обеспечения выполнения новых задач и сопровождалась качественным обновлением его технического состояния лишь в редких случаях.

Снижение эксплуатационных расходов наряду с качественным обновлением оборудования НКИ, направленным на повышение его надежности и безопасности, будет способствовать повышению конкурентоспособности российских космических услуг.

В настоящее время круг объектов, находящихся в ведении Роскосмоса постоянно расширяется. Однако до сих пор еще не сформировалась организационная структура управления (ОСУ) и система эксплуатации этих объектов в целом, адекватная сложившейся структуре космической отрасли. Как уже отмечалось выше, большая степень самостоятельности ее предприятий приводит в ряде случаев к несовпадению их собственных интересов и генеральных государственных целей, за реализацию которых несет ответственность Роскосмос. Существующая линейная структура управления, основанная преимущественно на договорных отношениях, далеко не всегда справляется с названными противоречиями. Для коррекции этой структуры необходима количественная информация о степени целевого и функционального сходства задач, решаемых на нижних уровнях системы эксплуатации объектов НКИ.

Для обеспечения выполнения все возрастающего объема услуг, предусматриваемых государственными, международными и коммерческими программами, и конкурентоспособности России на мировом рынке космических услуг в условиях ограниченного финансирования, не позволяющего осуществлять качественное обновление объектов НКИ требуемыми темпами, необходимо совершенствовать систему управления состоянием и развитием как технической, так и организационной компоненты НКИ. При этом формирование управленческих решений должно осуществляться с учетом всех факторов, от которых зависит эффективность функционирования НКИ: технических, экономических, организационных и технологических. Первым шагом на этом пути должна стать организация информационного и научно-методического обеспечения функционирования названной системы. Для решения этой задачи целесообразно создать систему мониторинга состояния НКИ, которая охватывала бы все аспекты ее (инфраструктуры) функционирования как технические, так и организационные.

Прежде чем формулировать цели и задачи мониторинга НКИ необходимо вскрыть сущность понятия мониторинга и выявить на основе анализа различных систем мониторинга наиболее существенные общие признаки, формирующие их облик.

Термин "мониторинг" появился накануне Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (Стокгольм, 5-16 июня 1972 г). Он образован от латинского слова "monitor", что означает "впередсмотрящий", "наблюдающий", "надзирающий", "предостерегающий" или "советующий" (One who warns or advises). Этот термин, по-видимому, появился в противовес термину "контроль", ибо в его трактовку включалось не только наблюдение и получение информации, но и элементы активных действий, направленные на получение необходимого результата в будущем. Пожалуй, можно согласиться с высказыванием Дирк ван дер Верфа: "Мониторинг ориентирован в будущее, в то время как проверка (контроль) ориентированы на прошлое.

Анализ систем мониторинга в различных областях [47] показывает, что одной из важнейших причин их возникновения послужила необходимость предотвращения опасности в самом широком понимании этого слова. Это и непосредственная угроза для жизни и здоровья человека, и угроза для объектов государственной важности и угроза экономических потерь или потерь социального характера. Поэтому главной целью мониторинга является предотвращение этой опасности посредством прогнозирования сценариев поведения объектов мониторинга и предупреждения о неблагоприятном характере этого прогноза лиц, принимающих решения.

На основании сказанного можно дать следующее определение мониторинга.

Мониторинг - это информационно-аналитический процесс обеспечения выработки управленческих решений, направленных на предотвращение неблагоприятного изменения состояния объекта мониторинга. Он включает в себя совокупность последовательных действий информационного и аналитического характера:

- наблюдение за объектом мониторинга и сбор информации об его состоянии;

- оценка текущего состояния объекта мониторинга и прогноз его изменения;

- подготовка вариантов управленческих решений с оценкой риска их принятия.

Под системой мониторинга будем понимать систему, реализующую процесс мониторинга.

Исходя из данного выше определения мониторинга, систему мониторинга можно интерпретировать как систему поддержки принятия решений в системе управления состоянием объекта мониторинга (рис. 6.7). Наиболее важными решениями, которые должны поддерживаться системой мониторинга наземной космической инфраструктуры, как организационно-технической системы, являются следующие решения:

о продлении срока службы и ресурса объектов НКИ;

о возможности допуска этих объектов к проведению конкретных запусков космических аппаратов;

о необходимости выполнения на них ремонтно-профилактических и ремонтно-восстановительных работ;

о необходимости внесения изменений в состав и конструкцию оборудования объектов НКИ, организационно-штатную структуру эксплуатационных подразделений и организационную структуру управления эксплуатацией КСр.

Кроме того, чрезвычайно важной является поддержка принятия оперативных решений, обеспечивающих наилучший в сложившихся обстоятельствах выход из нештатных ситуаций.

Значительная часть объектов НКИ относится к числу опас ных производственных объектов, т. к. в их состав входят стационарные грузоподъемные механизмы, оборудование, работающее под давлением более чем 0,07 МПа, емкости с опасными веществами (хранилища компонентов ракетного топлива), оборудование, в котором имеет место нагрев воды более чем на 115°С (котельные, ТЭЦ). Правовые, экономические и социальные основы обеспечения безопасной эксплуатации опасных производственных объектов (ОПО) определены Федеральным законом. Однако наличия только институциональной системы недостаточно для реального обеспечения безопасности ОПО. Необходима также система, которая позволяет предупредить аварию или иную неблагоприятную ситуацию на конкретном объекте за счет заблаговременного ее предсказания и своевременного принятия превентивных мер. Роль такой системы и выполняет система мониторинга состояния НКИ. Первоначально объектами мониторинга были стартовые комплексы (СК) космического назначения. Необходимость первоочередного внедрения системы мониторинга на этих комплексах была обоснована ранее в разделе 6.4.

Таблица 6.2 иллюстрирует эволюцию объектов мониторинга в космической отрасли.

Таблица 6.2

Эволюция объектов мониторинга в космической отрасли

Для определения остаточного ресурса оборудования СК были разработаны методики индивидуального прогнозирования безотказности каждого агрегата, основанные как на выполненных текущих оценках их состояния, так и на анализе конструкторской и эксплуатационной документации на эти агрегаты. Одновременно с этим предусматривалось постоянное уточнение прогнозных оценок за счет введения систематического контроля состояния агрегатов методами неразрушающего контроля (НК). Это позволило примерно для 30% агрегатов СК отказаться от календарной системы эксплуатации и перейти к их эксплуатации по фактическому состоянию. Организационные аспекты внедрения методов НК в практику эксплуатации космических комплексов рассмотрены в работе [20].

Положительные результаты функционирования системы мониторинга СК стимулировали также разработку новой концепции проектирования современных СК космического назначения [10]. В соответствии с этой концепцией уже на стадии проектирования необходимо обеспечить приспособленность оборудования к выполнению контроля его состояния переносными приборами НК, а в особо ответственных случаях предусматривать в его составе стационарные (встроенные) диагностические системы.

Развитие системы мониторинга в космической отрасли в последующие годы, вплоть до 2003 г, характеризовалось расширением круга объектов наземной космической инфраструктуры, для которых стали решаться задачи продления ресурса и предотвращения отказов в период применения по назначению за счет своевременного определения предотказного состояния их оборудования и выполнения соответствующих ремонтно-профилактических работ. Вслед за СК в систему мониторинга были включены технические комплексы, заправочно-нейтрализационные станции, сети водоснабжения и водоканализации, ТЭЦ, высоковольтные линии электроснабжения и другие объекты инфраструктуры космодрома.

В процессе выполнения работ по повышению эффективности функционирования системы эксплуатации объектов НКИ за счет внедрения системы мониторинга постепенно приходило осознание того, что дальнейшее повышение ее эффективности, в частности, повышение уровня безопасности может быть достигнуто только в том случае, когда в качестве объекта мониторинга будут рассматриваться не только сами объекты НКИ, но и объекты, с которыми они взаимодействуют, а также обслуживающий персонал и эксплуатационные процессы, т. е. система эксплуатации КСр в целом. Задачи мониторинга системы эксплуатации объектов КСр представлены на рис. 6.8. В этом случае система мониторинга будет охватывать не только все поднадзорные аспекты обеспечения промышленной безопасности ОПО, но и другие объекты, прямо или косвенно взаимодействующие с ними, что будет способствовать формированию более полноценной системы обеспечения безопасности эксплуатации КСр. Дело в том, что органы, уполномоченные осуществлять надзор за промышленной безопасностью ОПО, контролируют состояние лишь тех технических устройств, которые традиционно входили в сферу деятельности Госгортехнадзора (подъемно-транспортное оборудование, сосуды, котлы), и вне поля зрения этих органов остается состояние других технических устройств, которые также могут быть либо непосредственными источниками угрозы, либо способны спровоцировать ее. Поэтому наличие названной выше системы мониторинга, несомненно, будет способствовать повышению уровня безопасности эксплуатации объектов, входящих в систему эксплуатации КСр.

Качество функционирования системы эксплуатации КСр во многом зависит от качества КСр, которое закладывается при их проектировании и производстве. Проектные организации непосредственно участвовали в создании системы мониторинга и, естественно, оказались первыми потребителями информации, полученной в ходе ее функционирования. В частности, эта информация была использована при проектировании новых СК [9]. Поэтому следующий шаг в развитии системы мониторинга в космической отрасли был сделан в направлении введения системы мониторинга качества РКТ при ее производстве.

Необходимость такого организационного мероприятия обусловлена проявившимся в настоящее время противоречием между потребностью в обеспечении требуемого качества изделий РКТ и состоянием системы контроля их качества при производстве, в частности, системы неразрушающего контроля. Разрешение этого противоречия представляется возможным на основе комплексного подхода, включающего два аспекта. Во-первых, создание методологии использования методов и средств неразрушающего контроля в космической отрасли на современном этапе, и, во-вторых, разработка и внедрение на основе этой методологии отраслевых организационных мероприятий, ключевым звеном которых является образование отраслевого центра технологий неразрушающего контроля изделий РКТ.

Сделать этот шаг оказалось возможным благодаря опыту, накопленному сотрудниками ВКА им. А.Ф. Можайского и учреждения науки «Инженерно-космический центр сопровождения эксплуатации космической техники» (ИКЦ СЭКТ) в процессе применения методов НК в рамках мониторинга технического состояния объектов НКИ. О плодотворности переноса этого опыта в производство свидетельствуют успешно проведенные в НПО им. С.А. Лавочкина работы по созданию и применению методического обеспечения диагностирования сложных тонкостенных конструкций из алюминиевых сплавов.

В связи с этим в интересах создания системы мониторинга качества изделий РКТ в процессе их производства было принято совместное решение руководства Федерального космического агентства и командования Космических войск о создании в составе ИКЦ СЭКТ «Центра технологий неразрушающего контроля космических средств», структура которого представлена на рис. 6.9.

К наиболее важным практическим задачам, которые будет решать названный центр, относятся:

- научно-методическое обеспечение внедрения на предприятиях космической отрасли современных методов и средств неразрушающего контроля при производстве РКТ;

- обеспечение работ по мониторингу и инженерному обследованию состояния строительных сооружений, оборудования стартовых и технических комплексов и других объектов космодромов;

- экспертные исследования причин разрушения элементов конструкций стартовых и технических комплексов при эксплуатации;

- обучение сертифицированных специалистов в области неразрушающего контроля применению новых технологий на сложных изделиях РКТ.

В настоящее время системой мониторинга уже охвачены два важнейших этапа жизненного цикла РКТ: производство и эксплуатация. Кроме того, результаты ее функционирования используются не только на этих этапах, но и на этапах проектирования РКТ и разработки планов ее развития [45]. Это позволяет сказать, что система мониторинга в космической отрасли вступила в завершающую стадию своего становления как системы поддержки принятия решений по управлению жизненным циклом РКТ (рис. 6.10) в интересах обеспечения требуемого качества функционирования оборудования на стадии эксплуатации. С этой целью необходимо осуществлять контроль характеристик его качества на всех этапах жизненного цикла и в случае необходимости использовать результаты контроля для формирования соответствующих управляющих воздействий, как на текущую стадию, так и на стадии ей предшествующие. При этом для формирования управляющих воздействий целесообразно использовать информацию обо всем многообразии факторов, влияющих на эффективность эксплуатации оборудования: технических, технологических, экономических и организационных.

Таким образом, сущность изложенной концепции управления НКИ заключается в непрерывном выявлении и комплексном использовании различной информации о причинах, снижающих эффективность ее функционирования, с целью продления стадии эксплуатации и снижения стоимости жизненного цикла технических объектов НКИ при условии сохранения ими требуемых значений целевых характеристик. Ее применение обеспечит снижение удельных капитальных затрат, связанных с применением и поддержанием требуемого уровня технического состояния оборудования, сокращение потерь от выхода его из строя, совершенствование процесса принятия решений и взаимоотношений организаций, так или иначе связанных с эксплуатацией оборудования [47].

Система мониторинга жизненного цикла РКТ будет способствовать также решению задач обеспечения ее безопасной эксплуатации. Вместе с системой Федерального надзора в области промышленной безопасности и другими видами надзора она, фактически, образует систему обеспечения промышленной безопасности объектов НКИ, как опасных производственных объектов (рис. 6.11).

Важнейшим условием применения концепции управления НКИ на основе мониторинга ее состояния является наличие специальной организации, занимающейся исключительно сбором и обработкой информации о состоянии НКИ, а также разработкой вариантов решений, направленных на предотвращение неблагоприятных ситуаций, которые могут произойти при его изменении. Роль такой организации будет играть Центр мониторинга космодрома “Байконур”.

На рис. 6.12 представлена организационная структура системы управления эксплуатацией КСр, создание которого предусмотрено Федеральной космической программой 2006 - 2015 годов на космодроме “Байконур” - месте эксплуатации основных объектов НКИ, находящихся в ведении Роскосмоса.

Задачей этого Центра является проведение тотального мониторинга системы эксплуатации КСр, охватывающего все ее компоненты (технические, организационные и организационно-технические). База данных с результатами мониторинга будет доступна для всех предприятий отрасли и всех уровней управления эксплуатацией.

Изложенные структурные изменения позволят:

- обеспечить требуемую надежность и безопасность объектов космодрома за счет знания их текущего и прогнозного состояния и возможности на этой основе принятия превентивных мер по предотвращению возникновения неблагоприятных ситуаций или снижению тяжести их последствий;

- обеспечить экономичность эксплуатации объектов космодрома за счет открывающейся возможности применения ресурсосберегающих стратегий эксплуатации (по фактическому состоянию) и сокращения затрат на идентификацию их состояния за счет концентрации материальных, финансовых и людских ресурсов, предназначенных для этой цели, в едином центре;

- повысить оперативность принятия решений о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации объектов космодрома и управленческих решений, обусловленных изменением состояния оборудования, применяемого в процессе выполнения работ по подготовке и проведению запусков КА;

- повысить достоверность принимаемых решений за счет возможности оперативного представления информации более широкому кругу заинтересованных в разрешении сложившейся ситуации лиц и организаций;

- получить информацию необходимую для планирования развития НКИ.

Оглавление

1. ВВЕДЕНИЕ.. 2

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПЛЕКСЕ СИСТЕМ НАЗЕМНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.. 3

1.1. Комплексы ЛА.. 3

1.2. Летательный аппарат как объект обслуживания. 6

1.3. Классификация систем наземного обеспечения и требования, предъявляемые к ним.. 11

Глава 2. ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ НАЗЕМНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ТЕХНИЧЕСКОЙ И СТАРТОВОЙ ПОЗИЦИЯХ... 19

2.1. Принципиальные схемы технологической подготовки ЛА к пуску.. 19

2.2. Назначение и структура технической позиции.. 22

2.3. Назначение и структура стартовой позиции.. 31

2.4. Организация процесса функционирования технологического оборудования в период предстартовой подготовки ЛА.. 40