«Энергия» - «Буран»

     Если при ориентации на достижение должного уровня надежности двигателя исходить из условия затрат средств на его создание, то подобный подход можно представить некоторым соотношением, выражающим зависимость - чем выше надежность двигателя, тем меньше ожидаемые потери из-за отказов двигателей в полете при эксплуатации ракетного комплекса. Однако увеличение надежности двигателя достигается за счет увеличения объема и времени его отработки, а следовательно, за счет увеличения стоимости этой отработки. Естественно, зависимость суммарных затрат имеет минимум и оптимальное значение надежности двигателя, определяемое из соотношения экономических ограничений и величины ожидаемых потерь при низкой надежности.

     Для больших ракетных комплексов, из-за их высокой стоимости, это оптимальное значение получается таким, что для его достижения требуются нереальные затраты средств и времени отработки. Поэтому в техническом задании на двигатель принимается значение надежности двигателя с учетом реально допустимых финансовых и временных затрат на его достижение. При этом учитывается, что даже незначительное снижение надежности двигателя позволяет очень существенно сократить материальные затраты на его доводочные испытания.

     Анализ затрат на создание такого сложного комплекса показал, что надежность и безопасность системы связаны экспоненциальной зависимостью с затратами, прогрессирующими в области высоких значений надежности. Пути обеспечения надежности были показаны выше и сводятся к введению в систему избыточности и резервирования, введению функциональных систем, снижающих возможный ущерб. Основу же составляет обеспечение высокого качества технологии всей цепочки элементов как базы надежности.

     Минимум общей стоимости достигается не при максимальных значениях надежности системы, а при некотором уровне в районе значений надежности 0,995.

     Следует обратить внимание, что довлеющее интуитивное стремление повышения надежности, особенно для пилотируемых комплексов, неизбежно. В этой связи разработчики попадают в область резкого повышения затрат даже при малой величине приращения надежности. Этим объясняется отличие этого интегрированного комплекса, объединяющего транспортную и пилотируемую системы, от комплексов раздельного типа. С этим связана высокая стоимость разработки наряду со сложностью системы. В то же время надежность ракет одноразового использования, например "Циклона", "Союза", "Протона", находится на достаточно высоком уровне и стоимость их разработки, в том числе и различных модификаций, ощутимо ниже. В результате сравнения этих затрат возникают неоднозначности суждений о преимуществе современных ракет-носителей новой разработки. Существует тенденция сохранения старых ракетных комплексов с проведением некоторой модернизации и усовершенствования.

     Однако не следует сбрасывать со счетов, что все ракеты-носители ранних разработок, то есть шестидесятых годов, проектировались на базе боевых ракетных систем. Боевые баллистические ракеты создавались с расчетом на обеспечение определенных характеристик, связанных с концепцией дуэльной ситуации. В этой связи на принципы проектирования накладывалась своя специфика. Надежность, стоимость, эффективность выступали в своем упрощенном виде.

     В настоящее время следует четко представлять, что мы находимся в новой эпохе разработок, где действует более основательный принцип создания систем, обеспечивающих транспортный поток Земля-космос-Земля. Критерии надежности, стоимости и эффективности теперь представляются в совокупности обеспечения безопасности полетов в новом, совершенном виде. За это приходится платить.

     Поэтому, кроме прямых методов должной отработки двигателей и повышения качества изготовления, достигается необходимый уровень надежности при использовании средств и методов диагностики.

     Системы наземной диагностики двигателей обеспечивают оценку их технического состояния, выбраковку или ремонт потенциально ненадежных экземпляров. Эффективность работы системы можно было бы проиллюстрировать следующим примером. При эксплуатации ракеты-носителя с восемью двигателями, имеющими вероятность безотказной работы 0,95, произошло бы 40 отказов, использование наземной технической диагностики с коэффициентом охвата возможных аварийных ситуаций порядка 0,9 позволяет выявить 9 дефектных двигателей из 10, что эквивалентно повышению надежности единичного двигателя на порядок.

     Поэтому, если бы можно было разработать систему диагностики с эффективностью 0,99, то создание многодвигательных ракет-носителей стало бы вполне экономически выгодным даже при надежности единичных двигателей 0,995. Однако, как показывает опыт разработки подобных систем для воздушно-реактивных двигателей, конструкторы вынуждены ориентироваться на значения уровня эффективности подобных систем меньшие, чем 0,9.

     Структура, состав, методы, применяемые в системе диагностики, для каждого двигателя по своей функции едины и различаются из-за специфики каждой конструкции.