Введение

Снижение затрат и оптимизация графиков – важные аспекты в космической отрасли. Однако такие меры могут привести к вопросам о возможности сокращения ненадежной оценки (NDE) на определенных космических аппаратуры. В данной статье мы рассмотрим новый метод, разработанный NESC, который позволяет оценивать риски, связанные с сокращением NDE, и его соответствие стандартам NASA.

Проблема ненадежной оценки (NDE)

Ненадежная оценка (NDE) играет ключевую роль в контроле качества космических аппаратуры, однако её выполнение может вызвать значительные затраты и задержки. Многие специалисты задаются вопросом, насколько безопасно сократить количество NDE проверок на определенных деталях.

Согласно техническому стандарту NASA-STD-5019A, требуется наличие плана контроля трещин, который включает проектирование, анализ, тестирование и отслеживание трещинных узлов для проверки прочности и предотвращения катастрофических отказов. Важно отметить, что в рамках этого стандарта предполагается существование повреждений, которые не может обнаружить NDE, и что анализ или испытания должны подтвердить, что деталь выдержит необходимый срок службы.

Сокращение NDE и его последствия

Традиционно, подход к оценке повреждений рассматривается как детерминированный: устанавливается порог обнаружения NDE в виде фиксированного размера дефекта, и результаты считаются бинарными (дефект существует / не существует). Однако данный подход основывается на вероятностях, которые могут варьироваться:

• P(A): вероятность существования дефекта заданного размера,
• P(D₀|A): вероятность, что NDE не обнаружит этот дефект,
• P(F|D₀,A): вероятность, что дефект приведет к отказу, если он существует и не был обнаружен NDE.

Эти вероятности объединяются в общую вероятность отказа:

P(F,D₀,A) = P(F|D₀,A)P(D₀|A)P(A)

Оценка рисков при сокращении NDE

NESC провел оценку для определения возможности достижения эквивалентного уровня риска без традиционного подхода 5019A. Цель заключалась в разработке вероятностного метода анализа, который позволит оценить риски, связанные с сокращением требований к NDE для отдельных материалов. В этом рамках использовались исторические данные для демонстрации метода и проведения чувствительных исследований.

Для проверки эффективности предложенного метода, NESC получил доступ к базе данных, содержащей 33,630 инспекций болтовых отверстий за три года. Всего было выявлено шесть трещиноватых дефектов. При учете неопределенности из-за размера выборки, верхняя граница доверительного интервала для вероятности обнаружения дефекта составила 0.04% для каждого отверстия. При этом, предполагалось, что если дефект превышает критический размер, то это приведет к структурному отказу. На основе этого предположения была оценена надежность конструкции примерно 0.9996.

Необходимые предположения и выводы

Методология требует соблюдения определенных предположений. Во-первых, необходимы процессы контроля, которые должны оставаться неизменными во времени, чтобы исторические данные могли быть предсказательными для будущих вероятностей. Во-вторых, агрегирование данных из разных частей может увеличить размер выборки и снизить неопределенность.

Таким образом, результаты исследования показывают, что сокращение NDE может быть осуществимо без значительного увеличения рисков, но требует тщательного подхода к оценке и анализу данных. Это подчеркивает важность использования вероятностного анализа для оценки рисков в космической отрасли.

Заключение

Работа NESC по оценке рисков, связанных с сокращением ненадежной оценки, открывает новые горизонты для улучшения процессов в космической отрасли. Использование исторических данных и вероятностного анализа может способствовать повышению безопасности и снижению затрат на космические программы.