• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»Исследовательские проектыИсследование и разработка методов обеспечения функциональной безопасности и электромагнитной совместимости космических систем

Исследование и разработка методов обеспечения функциональной безопасности и электромагнитной совместимости космических систем

Приоритетные направления развития: математика
2012

Техническое задание ТЗ №109

Объектом исследования данной НИР являются космические аппараты и их бортовая радиоэлектронная аппаратура.

Цель выполнения НИР заключается в обеспечении функциональной безопасности радиоэлектронных средств космических систем и, в частности, космических аппаратов при воздействии мощных электромагнитных импульсов естественного и техногенного происхождения, что позволит увеличить срок активного существования создаваемых космических аппаратов до 10−15 лет и более.

Основные результаты. Развита теория проектирования электронных средств повышенной функциональной надежности, стойких к деструктивным электромагнитным воздействиям, в том числе в виде мощных электромагнитных импульсов. Разработана методика моделирования воздействия электростатического разряда (ЭСР) на электронные средства, в частности, разработана и исследована модель одного из базовых встроенных элементов защиты КМОП микросхем – GGNMOST. Определены параметры, которыми должна обладать встроенная схема защиты, чтобы обеспечить два уровня защиты – конструкторский и схемотехнический. Даны рекомендации разработчику аппаратуры по построению обобщенной модели микросхемы со встроенной защитой. Даны рекомендации по применению схемы защиты.

Проведен анализ методов оценки надежности бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов (БРЭА КА) и возможность их применения с учетом особенностей схем расчета надежности БРЭА КА. Разработаны методы расчета электронных модулей БРЭА КА, позволяющие учитывать влияние ЭСР на их надежность. Разработаны методы имитационного моделирования БРЭА КА, позволяющие оценить показатели надежности структурно-сложной БРЭА и БРЭА с реконфигурируемой структурой, позволяющие в совокупности повысить точность и достоверность расчетной оценки надежности БРЭА КА.

    В плане разработки макромоделей и метода приближенного ускоренного расчета эквивалентных схем большой размерности для крупногабаритных космических аппаратов (КА) повышенной сложности предложен метод выделенных областей, в основе которого лежит проведение расчетов переходных токов лишь в локальной зоне схемы космического аппарата. Предложен новый подход к макромоделированию эквивалентных схем большой размерности для крупногабаритных космических аппаратов повышенной сложности, базирующийся на явном и неявном численных методах Эйлера. Построена макромодель и получена новая вычислительная схема, в которой вычисляются только   коэффициенты соответствующего вектора. Новая вычислительная схема позволяет на несколько порядков  сократить вычислительные затраты на анализ структурно-электрофизической модели КА. 

Область применения НИР . Космическая техника. Планируется внедрение разработанной структурно-электрофизической модели крупногабаритного космического аппарата повышенной сложности на предприятии ГКНПЦ им. М.В. Хруничева.