Гельфман Татьяна Элевна, доцент кафедры радиоэлектронных систем и комплексов Института радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Tatyana E. Gelfman, Associate Professor, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Пирхавка Алексей Петрович, к.т.н., доцент кафедры радиоэлектронных систем и комплексов Института радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Alexey P. Pirkhavka, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Скрипачев Владимир Олегович, к.т.н., начальник отдела радиомониторинга и дистанционного зондирования Земли, доцент кафедры радиоэлектронных систем и комплексов Института радиоэлектроники и информатики
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 35105951000
ResearcherID M-9770-2015
Vladimir O. Skripachev, Cand. Sci. (Eng.), Head of the Department of Radiomonitoring and Remote Sensing of Earth, Associate Professor, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Scopus Author ID 35105951000
ResearcherID M-9770-2015
Цели. Повышение качества и долговечности работы спутниковых систем связи с момента начала их практического использования развивается в направлении увеличения надежности бортовых ретрансляторов. Это достигается применением методов резервирования и использованием элементной базы с меньшей интенсивностью отказов. Наряду с резервированием большие перспективы в этом плане открывает создание новых технологий и материалов. Весьма актуальной является проблема эффективного сочетания методов резервирования и способов уменьшения интенсивности отказов элементов. Испытания на долговечность сложных систем могут продолжаться несколько лет. Цель работы – анализ эффективности методов обеспечения надежности ретранслятора спутниковой связи на основании предложенной методики определения показателя долговечности по математической модели вероятности безотказной работы.Методы. Для описания структуры сложной системы, в данном случае бортового ретранслятора системы спутниковой связи, используется логико-вероятностный метод, в котором зависимость показателей надежности системы от показателей надежности элементов формулируется в виде логической функции работоспособности. Эта функция дает возможность создавать различные математические модели надежности систем и построить их логические схемы надежности, в т.ч. для резервированных систем. Для сравнения различных систем применяются графоаналитические методы.Результаты. Рассмотрено влияние различных методов резервирования устройств ретранслятора и применения более надежной элементной базы на показатели безотказности и долговечности. Представлена методика определения показателя долговечности – гамма-процентного ресурса – по построенным математическим моделям вероятности безотказной работы. Проведен сравнительный анализ мероприятий по увеличению гамма-процентного ресурса ретранслятора.Выводы. Рассмотренная методика определения показателя долговечности по математической модели вероятности безотказной работы позволяет определить интервал времени, в пределах которого резервирование дает выигрыш по вероятности безотказной работы по сравнению с уменьшением интенсивности отказов элементов. Таким образом возможно обеспечить эффективное сочетание методов резервирования и способов уменьшения интенсивности отказов элементов.
Objectives. Since the launch of satellite communication systems in practical use, approaches towards enhancing their operational quality and durability have been developing in the direction of increased reliability of airborne transponders. This is mainly achieved by increasing redundancy and using components with a lower failure rate. In this regard, the creation of new technologies and new materials is a particularly promising direction. However, since durability testing of complex systems can take several years, the problem of ensuring an effective combination of redundancy methods and elements having a reduced failure rate remains challenging. The purpose of the work is to analyze the effectiveness of methods for ensuring the reliability of a communication satellite transponder based on a proposed methodology for determining the durability index using a mathematical model of the probability of failure-free operation.
Methods. In order to describe the complex structure of a satellite communication system transponder, a logical- probabilistic method is used, in which the dependence of the system reliability indicators on the reliability indicators of the transponder elements is formulated as a logical function of operability. Mathematical models of system reliability are created on this basis including for redundant systems. Graphs and analytical methods are used to compare different systems.
Results. The influence of various methods for ensuring the redundancy of transponder devices and the use of more reliable components on the reliability and durability indicators is considered. A gamma-percentage resource-based technique for determining the durability indicator based on the constructed mathematical models of the probability of failure-free operation is presented along with a comparative analysis of measures to increase the gamma-percentage resource of the transponder.
Conclusions. The presented method for determining the durability index using a mathematical model of the probability of no-failure operation can be used to determine the time interval within which redundancy increases the probability of no-failure operation as compared with a decrease in the failure rate of elements. On this basis, the most effective combination of redundancy methods and approaches for reducing the failure rate of elements can be identified.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.