Викладено основні проблеми випробувань і надійності технічних систем. Наведено методи випробувань, види відмов, методологію та етапи експериментального відпрацювання. Значну увагу приділено обгрунтуванню обсягів випробувань для підтвердження необхідних показників надійності. Розглянуто методичні питання прискорених ресурсних випробувань, методи призначення їх режимів, нормування вимог надійності та обробки інформації під час функціонального контролю технічних систем. Досліджено параметричні моделі "навантаження - міцність" з використанням випадкових величин і процесів, у т.ч. багатомірні моделі. Розглянуто методи оцінки гама-процентного ресурсу.

Установлены назначение и функциональные возможности космических аппаратов (КА), представлены их классификации по конструктивным признакам, типу исполнения, аэродинамической схеме, способу наблюдения. Описаны структура, основные агрегаты и системы КА. Показаны особенности конструкций микроспутников, рассмотрены состав и назначение космического комплекса. Установлено влияние различных факторов (космического пространства, условий эксплуатации) на работоспособность КА, описаны основные этапы их проектирования и изготовления. Рассмотрены вопросы проведения наземных испытаний и методы обеспечения работоспособности аппаратуры КА.

Рассмотрены вопросы оценки надежности технических систем и источников электропитания. Проанализированы основные законы распределения, используемые при оценке надежности технических систем. Приведены методы обоснований требуемых значений показателей надежности и распределения их к комплектующим элементам. Предложены параметрические модели отказов. Рассмотрены методы назначения режимов ускоренных испытаний для подтверждения заданных показателей надежности. Приведены соотношения определения числа испытаний для подтверждения гамма-процентного ресурса при различных законах распределения наработок до отказа.

Проанализировано более 600-т распределений дискретных и непрерывных случайных величин. Приведены основные числовые характеристики данных распределений. Описаны вероятностно-статистические методы, используемые в прикладных задачах надежности, прочности и долговечности. Проанализированы виды распределений, которые используются в статистической радиотехнике, экологии и синергетике. Рассмотрены вопросы, связанные с применением функций распределения в детерминированных моделях.

Освещена история развития ракетно-космической техники. Раскрыты основы механики космического полёта, состав космического комплекса. Приведена классификация космических аппаратов, описаны их системы, проанализированы условия эксплуатации и этапы создания. Приведены рекомендации по обеспечению надежности данных аппаратов и изложены экологические аспекты космической деятельности.

Обсуждены вопросы оценки вероятностных характеристик долговечности на основе параметрических моделей отказов. Для линейных моделей накопления повреждений получены распределения наработки до отказа при различных законах распределений скорости накопления повреждений.

Предложен подход к нахождению оценки надежности элементов автоматики с учетом априорной информации на основе байесовского оценивания, позволяющий сократить число испытаний. Приведены расчетные формулы для определения надежности элементов на этапе проектирования.

Приведены общие принципы обеспечения надежности аргатических систем. Отмечено, что рост интенсивности труда операторов требует разработки новых подходов к обеспечению ненадёжности человека-оператора. Рассмотрены основные подходы к обеспечению надёжности программного обеспечения.

Предложен подход к классификации стартового оборудования ракетно-космического комплекса при обосновании норм прочности на основе использования иерархического метода. Рассмотрено прогнозирование нагрузок, возникающих при эксплуатации элементов конструкций стартового комплекса.

Рассмотрен системный подход к обеспечению надежности. Приведены основные принципы современной методологии обеспечения надежности сложных систем на всех этапах жизненного цикла. Показана перспективность использования метода активного резервирования с перестраиваемым восстанавливающим элементом в задачах обеспечения надежности.

Рассмотрены вероятностные модели среднего остаточного ресурса технических систем с резервированием. Получены выражених для среднего остаточного ресурса технических систем с резервированием и экспоненциальным распределением наработки до отказа. Показано, что интенсивность отказов таких систем возрастает с течением времени, хотя интенсивность отказов нерезервированной системы от времени не зависит, из чего следует, что наступает такой момент времени, после которого использование резервированной системы себя не оправдывает.

Цель работы - анализ моделей и разработка подходов к обеспечению надежности программной составляющей эргатических систем. Проанализированы модели надежности программного обеспечения (ПО) и отмечены особенности его отказов. Рассмотрены основные подходы к обеспечению надежности ПО и отмечено, что они в полной мере не дают возможности практического применения для оценки надежности ПО. Выявлены факторы, влияющие на количество ошибок ПО, и факторы, способствующие повышению его надежности. Предложены пути, позволяющие повысить надежность ПО. Показано, что в качестве основных показателей надежности ПО эргатической системы необходимо использовать функцию надежности и среднее время между отказами.

Наведено огляд досліджень, проведених в 2014 - 2018 рр. по науковому напрямку Інституту технічної механіки Національної академії наук України й Державного космічного агентства України, затвердженому Президією НАН України: міцність, надійність і оптимізація механічних систем, ракет-носіїв і космічних апаратів. Узагальнено дослідження із впливу локальних навантажень і контактних взаємодій елементів конструкцій, що приводять до концентрації напружено-деформівного стану, появи зон пластичних деформацій і збільшення ризику руйнування при локалізованих впливах. Механізми руйнування, що визначають граничні навантаження й коефіцієнти запасу міцності, будуються при використанні схем ідеально-пластичного матеріалу. Розглянуто схеми прогнозування несучої здатності для тонкостінних конструкцій з урахуванням пластичних деформацій. Запропоновано проекційно-ітераційні схеми методу локальних варіацій, які дозволяють будувати ефективні розрахункові схеми, що зменшують комп'ютерний час розрахунку в порівнянні з розрахунком на основі звичайного методу локальних варіацій. Розглянуто питання моделювання динаміки й міцності концетруючих систем сонячної енергетики (КССЕ), а також дослідженнь з віброміцності, міцності при локалізованих навантаженнях, тепломіцністі КССЕ, впливу залишкових напружень, що утворяться в технологічних процесах, і розробки рецептур електроліту для цих процесів. Розроблено способи підвищення показників довговічності матеріалів за рахунок збудження в них самоорганізуючих процесів при енергетичному навантаженні полями різної фізичної природи. Розроблено нормативні основи розрахунку ресурсу конструкцій пускових установок ракет-носіїв. Визначено кількісні і якісні вимоги до надійності технічної системи і її окремих компонентів з умови їхнього забезпечення на стадії проектування й випробувань. Проаналізовано моделі надійності програмного забезпечення й особливості його відмов. Розглянуті основні підходи до забезпечення надійності програмного забезпечення й відзначено, що існуючі моделі повною мірою не дають можливості практичного застосування для оцінки надійності програмного забезпечення. Виявлено фактори, що впливають на кількість помилок програмного забезпечення, й фактори, що сприяють підвищенню його надійності, й запропоновано шляхи, що дозволяють підвищити надійність програмного забезпечення.

Приведены результаты разработки нормативных основ обоснования ресурса конструкций стартовых сооружений ракет-носителей для вывода на околоземную орбиту космических аппаратов различного назначения. Созданные стартовые комплексы успешно эксплуатируются в различных странах мира, где развита ракетно-космическая техника, и представляют совокупность функционально взаимосвязанных подвижных и стационарных технических объектов, средств управления и сооружений, предназначенных для обеспечения и проведения всех видов работ по подготовке к старту и пуску ракет. Их особенности зависят от типа и мощности ракет-носителей, характеристик инфраструктуры (география расположения комплекса, номенклатура космических объектов, уровень разработок в области ракетно-космической техники), задач, которые решаются при пусках, и др. Решение разнообразных вопросов, возникающих при разработке нормативных основ обоснования ресурса стартовых комплексов, обусловлено необходимостью рассмотрения сложных задач прочности и ресурса неоднородных элементов их конструкций и конструкций ракетно-космической техники. Определены основные методологические этапы обоснования ресурса. Предельны м ресурсом считается критическое время работы или число циклов (пусков) за это время, после чего в опасных зонах конструктивных элементов достигаются заданные предельные состояния: критические трещины; разрушение; образование недопустимых пластических деформаций; потеря устойчивости; развитие коррозионных повреждений и др. Отмечено, что физическая нелинейность материала и статистические подходы определяют основу расчета прочности и ресурса. Проведена классификация нагрузок на стартовые комплексы. Используются понятия мало- и многоцикловая усталость. При разработке норм прочности и основ расчета ресурса целесообразно использовать современные методы технической диагностики, в частности методы голографической интерферометрии и акустической эмиссии, и быстросходящиеся схемы методов для численных оперативных расчетов.