空间站在轨维修操作复杂度评价及试验验证

空间站在轨维修操作复杂度评价及试验验证

论文摘要

在轨维修是维持空间站在太空特殊环境安全运行的必要手段,太空特殊环境和空间站结构特点决定了空间站在轨维修任务的复杂度。在轨维修操作复杂度关系到空间站维修方案的优化、维修计划的制定、货运飞船的安排、航天员培训和空间站可维修性设计。然而,针对空间站在轨维修操作复杂度的评价研究较少。因此,提出了空间站在轨维修操作复杂度的概念,考虑了维修固有复杂度和外部影响因子2个方面,基于信息熵理论建立了复杂度评估模型。固有复杂度包括维修操作逻辑、维修动作规模、维修人机界面和维修操作知识,并借助信息熵完成以上4个方面的量化;外部影响因子包括操作空间、有无维修工具、时间压力、视觉遮挡和航天服影响,并利用分级打分制予以量化。为验证模型的有效性,基于地面模拟舱开展了12类产品维修验证试验,采集了受试者的维修动作及时间。实验数据分析表明,提出的模型能够较好地预测产品的维修耗时(相关系数为0. 82),并能较为合理地对空间站在轨维修操作复杂度进行量化分级。为在轨维修的开展、维修方案的评价、航天员乘组训练与安排和空间站设计更改提供方法指导。

论文目录

  • 1 在轨维修操作复杂度评估模型
  •   1.1 维修固有复杂度
  •   1.2 外部影响因子
  •   1.3 模型计算步骤
  •   1.4 固有复杂度网络图的绘制规则
  •   1.5 外部影响因子的量化
  • 2 维修试验设计与结果分析
  •   2.1 试验步骤
  •   2.2 试验结果与分析
  •   2.3 舱内维修操作复杂度等级分类
  • 3 讨论
  •   3.1 维修复杂度分析模型的输入问题
  •   3.2 试验与理论数据分析的不足
  •   3.3 复杂度等级分类问题
  •   3.4 维修复杂度分级的应用
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 葛祥雨,黄杰,周前祥,柳忠起

    关键词: 空间站,在轨维修,维修操作复杂度,复杂度评估,信息熵

    来源: 北京航空航天大学学报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 北京航空航天大学生物与医学工程学院

    分类号: V476.1;V467

    DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0118

    页码: 2228-2236

    总页数: 9

    文件大小: 252K

    下载量: 131

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