[发明专利]一种载人登月任务航天器系统的可靠性估算方法及估算系统

权利要求书

1.一种载人登月任务航天器系统的可靠性估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：建立可靠性参考数据库

所述可靠性参考数据库由载人登月任务航天器各舱段部件的功能、功耗的参数决定；

步骤二：载人登月航天器与任务流程模块化

所述载人登月航天器与任务流程模块化包含航天器模块化和任务流程模块化两部分，二者属于并列关系；

所述航天器模块化是指将载人登月航天器的推进舱、轨道舱、返回舱、登月舱以及运载火箭上面级、机动变轨推进器的组成部分看作独立的舱段模块，建立各个模块任务开始前的初始可靠性估算数学模型；各个舱段模块是并列关系；

所述任务流程模块化是指将载人登月任务流程划分为一系列任务阶段，不同的载人登月任务构型包含的任务阶段不同；任务流程模块化还要明确各个任务阶段下航天器各舱段模块的可靠性变化量；

步骤三：载人登月任务构型构造

所述载人登月任务构型构造包括航天器选取和任务阶段选取两部分，二者在构造载人登月任务构型时按顺序执行，即先选择载人登月航天器，再选择载人登月任务阶段；

所述航天器选取即选择经步骤二模块化后的航天器舱段，可以全选，也可以部分选择，具体选择应由该方法的使用者决定；选择某一航天器舱段模块后，这一模块对应的初始可靠性估算模型也就唯一确定；

所述任务阶段选取即选择每个航天器舱段模块对应的任务阶段，每个舱段模块对应一个任务阶段，或者对应多个任务阶段；

步骤四：可靠性求解

利用递推法对可靠性进行估算；

所述递推法是指，利用前一阶段的航天器可靠性数据构建状态向量，同时构建转移矩阵，通过矩阵运算推出后一阶段航天器的可靠性；递推法从第一个任务阶段开始，直到推出整个航天器的可靠性为止。

2.根据权利要求1所述的一种载人登月任务航天器系统的可靠性估算方法，其特征在于，在步骤1中，数据库采用层次模型，共分为4层：顶层为航天器层，包括推进舱、轨道舱、返回舱和登月舱四部分；第二层为子系统层，包含结构与机构子系统、推进子系统、电源子系统、探测制导与控制子系统、热控子系统、总体电路子系统、测控与通信子系统、数据管理子系统、仪表照明子系统、应急救生子系统、乘员子系统、环控生保子系统、着陆回收子系统、出舱保障子系统、月球车子系统、月球科考子系统；第三层为零部件层，包括子系统下各个可能的零部件；第四层为数据层，包括零部件的功能、功耗的信息。

3.根据权利要求1所述的一种载人登月任务航天器系统的可靠性估算方法，其特征在于，在步骤2中，该初始可靠性估算数学模型为一个行向量，其元素为各个模块的初始可靠性；其中，航天器各个舱段模块的可靠性包括任务成功率及乘员安全率，与舱段模块的功能、功耗有关；任务开始前，各舱段模块的初始可靠性均定为1，即100％；

所述任务流程模块化，具体的任务阶段包括发射段、绕地飞行段、绕地机动变轨段、地-月转移段、月球制动捕获段、环月飞行段、下降登月段、月面工作段、起飞上升段、返回地球等待段、环月机动变轨段、月-地转移段、近地制动段、再入着陆段；任务流程模块化还要通过调用步骤一所建立可靠性参考数据库以明确各个任务阶段下航天器各舱段模块的可靠性变化量。