Испытания средств выведения космических аппаратов

Для улучшения этой статьи желательно?: Викифицировать статью. Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Испытания средств выведения космических аппаратов  — процесс проверки правильности технических решений, заложенных при проектировании как собственно средств выведения (ракет-носителей, разгонных блоков, блоков выведения и так далее), так и сопутствующих систем (систем стартового и технического (монтажно-испытательного) комплексов, средств сопровождения пусков и обработки телеметрической информации и другого).

В рамках испытаний также производится проверка соответствия реально достигнутых характеристик заданным в техническом задании на средства выведения, полноты и корректности эксплуатационной документации, удобства эксплуатации.

Этапность испытаний

Испытания проводятся в несколько этапов:

• стендовые испытания
• автономные испытания
• комплексные испытания
• натурные (лётные) испытания

Испытываемое изделие допускается к следующему этапу испытаний только при условии успешного проведения предыдущих этапов испытаний, в том числе устранения всех замечаний, полученных на данном этапе, поэтому при планировании испытаний между разными стадиями закладывается интервал времени для их устранения (как правило, несколько месяцев).

Данная организация позволяет экономить средства, затрачиваемые на испытания, так как каждый следующий этап дороже предыдущего как по стоимости проведения, так и по последствиям ошибок, выявляемых на более поздних этапах. Кроме того, проведение следующей стадии испытания с изделием, содержащим неустранённые замечания, если и возможно, то приводит к искажённой картине при последующих испытаниях (некоторые ошибки могут быть не выявлены из-за их маскировки другими, некоторых видимых ошибок может на самом деле не быть — они могут быть наведены другими ошибками).

Ни один из этапов испытаний средств выведения в Российской федерации не производится разработчиком (производителем) самостоятельно, все испытания проводятся комиссией, в которую входят, как минимум, представители разработчика и военной приёмки Министерства обороны — начиная со сдаточных стендовых испытаний и далее.

На этапе автономных испытаний к комиссии присоединяются представители эксплуатации и головного интегратора (если он не является собственно разработчиком изделия).

Комиссия для проведения комплексных и натурных испытаний возглавляется представителями ответственного министерства (ведомства), при этом, в зависимости от того, одно ли ведомство проводит испытания или несколько (например Роскосмос и Космические войска), различают ведомственные или межведомственные испытания (МВИ).

Цели и состав испытаний на различных этапах

Стендовые испытания

Первый этап испытаний проводится на позиции разработчика (изготовителя) средств выведения, сам по себе состоит из множества различных испытаний.

Основная полнота проверок достигается при стендовых испытаниях узлов средства выведения. Характер стендовых испытаний каждого узла специфичен для данного узла, например для двигательной установки проводят холодные и огневые стендовые испытания, для системы управления проводят имитацию пуска и полёта изделия в различных условиях, подставляя на вход системы управления вместо реальных значений датчиков любые необходимые значения в реальном времени, при проверках конструкции проводят нагрузочные испытания (в том числе разрушающие), контрольную проливку баков и так далее.

При стендовых испытаниях средства выведения в сборке проверяется сопряжение различных узлов, которое не может быть проверено при испытаниях узлов отдельно, например, при электрических проверках проверяют полярность датчиков и исполнительных элементов (имитируют полёт с отклонением рулей, например, вправо по рысканию или по часовой стрелке, по тангажу и проверяют, что рули отклоняются именно вправо и по часовой стрелке, соответственно, и так далее).

Остальные этапы испытаний проводятся на позиции эксплуатации.

Автономные испытания

Автономные испытания проводят для проверки работоспособности (исправности) изделия и его узлов, диагностирования неисправностей и устранения их.

Автономные испытания, как правило, аналогичны по объёму и методике их проведения регламентным (регулярным) проверкам изделия, его компонентов и обслуживающего оборудования, проводимых при эксплуатации в процессе подготовки к каждому пуску. Данные испытания включают в себя электрические проверки, проверки пневмогидросхем. Как правило, на этой стадии проводятся и парно-стыковочные испытания — проверка сопряжения различных систем в части исправности трактов взаимодействия этих систем, адресности и полярности обмена команд при электрическом взаимодействии.

Автономные испытания проводятся по штатной эксплуатационной документации, которая в свою очередь также является предметом проверки.

Комплексные испытания

Комплексные испытания проводят для проверки изделия и взаимодействия систем в условиях, максимально приближённых к реальной эксплуатации.

Комплексные испытания, как правило, аналогичны по объёму и методике их проведения операциям по подготовке к пуску и пуску изделия без проведения самого пуска. Комплексные испытания могут не включать некоторых операций (например, заправки изделия компонентами топлива), такое исключение явно оговаривается в программе испытаний.

Комплексные испытания включают в себя автономные испытания, полный цикл проверок и подготовки изделия на технической позиции, вывоз и установку изделия на стартовый комплекс, проведение предстартовых проверок на комплексе до максимально близкого к моменту пуска момента, достижимого технически без проведения собственно пуска.

Комплексные испытания проводятся по штатной эксплуатационной документации, которая в свою очередь также является предметом проверки.

Натурные (лётные) испытания

Натурные испытания проводят для проверки работоспособности изделия в реальных условиях эксплуатации.

Натурные испытания состоят в выведении реальной полезной нагрузки (или её макета) на заданную орбиту. По сути натурные испытания являются началом эксплуатации изделия (пробной эксплуатацией) и отличаются от штатной эксплуатации только плотным сопровождением и контролем проводимых работ представителями разработчика (производителя) изделия и специально оговорённым, облегчённым по отношению к штатной (серийной) эксплуатации, порядком внесения доработок в изделие для устранения замечаний.

В процессе натурных испытаний проверяется то, что невозможно проверить на предыдущих стадиях (функционирование изделия в реальном полёте, точность выведения и тому подобное).

При проведении данной стадии испытаний используются либо макеты полезной нагрузки, либо серийная (неуникальная) полезная нагрузка, потеря которой дешевле, чем при выведении уникального космического аппарата или пилотируемого космического корабля (хотя бывают и исключения, например при первом орбитальном пуске Союз-2 выводил КА MetOp-A стоимостью порядка $1 млрд). В силу данных условий при пусках в процессе испытаний изделие специально загоняют в предельные для него условия работы (предельная масса полезной нагрузки, предельные высоты выведения, предельные требования к манёврам в процессе выведения, пуски при предельных метеорологических условиях) для как можно более раннего обнаружения дефектов и их исправления до начала эксплуатации.

Натурные испытания проводятся исключительно по штатной эксплуатационной документации.

Завершение испытаний

По завершению натурных испытаний (они, как правило, состоят из нескольких пусков) изделие передается в серийную эксплуатацию: его конструкторская и эксплуатационная документация фиксируется, и её изменение допускается только по специальному, согласованному со всеми участвующими ведомствами, решению.

Ссылки