طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان یک سامانه فضایی در فاز طراحی مفهومی

دستیابی به فناوری‌های نوین با قابلیت اطمینان بالا، همراه با کاهش هزینه و زمان چرخه طراحی، یکی از مهمترین چالش‌های صنایع پیچیده می‌باشد. در این مقاله به طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان یک سامانه فضایی در فاز طراحی مفهومی پرداخته می‌‌شود. بطور معمول در طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان، هشت گام اصلی وجود دارد، اولین گام، طرح ریزی و هفت گام بعدی طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان موتور سوخت مایع الکتروپمپ را می‌توان در قالب گام‌های تعیین مدهای شکست؛ مدل‌سازی قابلیت اطمینان؛ تخصیص قابلیت اطمینان؛ انتشار عدم قطعیت؛ پیاده‌سازی روش انتخابی در تحلیل قابلیت اطمینان؛ پیش‌بینی قابلیت اطمینان و ارزیابی قابلیت اطمینان بیان نمود. در هر از گام های فوق، زیرگام هایی به ترتیب زیر صورت می گیرد. در گام دوم، پیش بینی مدهای شکست براساس دو روش fmea و قیود طراحی، انجام می گیرد . در گام سوم، به زیر گام بلوک دیاگرام قابلیت ا طمینان الکتروپمپ پرداخته می شود. در گام چهارم، انواع روش هایتخصیص قابلیت اطمینان معرفی و بررسی می شوند. در گام پنجم، چهار نگرش برای بررسی انتشار عدم قطعیت ( روش های نمونه بردار ی، روش ها ی تحلیلی نظیر، روش (sorm) و (form) ، تخمین چند اسمی با استفاده از تیلور ، روش های پیشرفته مانند گسترش تصادفی) معرفی و بررسی شده است. در گام ششم، به زیرگام انتشار عدم قطعیت در موتور الکتروپمپ و همچنین توابع حدی در موتور الکتروپمپ و در نهایت در گام هفتم به ارزیابی قابلیت اطمینان موتور الکتروپمپ پرداخته شده است. در این ارزیابی که به منظور صحه گذاری بر روش پیشنهادی صورت پذیرفته است ، قابلیت اطمینان با دو شاخص ایمپالس ویژه و نسبت جرمی (جرم اولیه به جرم نهایی)، مورد ارزیابی قرار می گیرد.

reliability based design of a space system in the conceptual design phase

achieving to new technologies with high reliability, along with reducing the cost and time of the design cycle, is one of the most important challenges in complex systems. in this paper, reliability-based design of a space system is discussed in the conceptual design phase. normally, there are eight steps in the design for reliability. the eight steps appliedfor the liquid propellant engine with electro-pump technology included:planning, determination of failure modes; reliability modeling; reliability allocation; propagation of uncertainty; implementation of the chosen method in reliability analysis; reliability prediction and reliability evaluation. in each of the above steps, sub-steps take place in the following order. in the second step, prediction of failure modes of two fmea methods and design constraints are performed. in the third step, the sub-step of the electropump reliability diagram block is discussed. inthe fourth step, various reliability feature methods are introduced and reviewed. in the fifth step, four approaches to investigate uncertainty (sampling methods, analytical methods such as (form) and (sorm), polynomial estimation using taylor, advanced methods such as random expansion) have been introduced and considered. in the next step, theuncertainty in the electric pump engine and also the limit functions in the electric pump engine and finally, in the seventh step, the evaluation of the reliability of the electric pump engine has been discussed. in thisevaluation, which is done in order to validate the proposed method, the amount of evaluation is determined reliably with two indicators of specialimpulse and mass ratio (initial mass to final mass).