DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)
DIN EN 16603-32-10
Raumfahrttechnik - Strukturelle Sicherheitsfaktoren für Raumflughardware; Englische Fassung FprEN 16603-32-10:2020
Space engineering - Structural factors of safety for spaceflight hardware; English version FprEN 16603-32-10:2020
Einführungsbeitrag
Zweck dieses Norm-Entwurfs ist die Definition der Sicherheitsfaktoren (FOS, en: factors of safety), des Bemessungsfaktors und zusätzlicher Faktoren, die für die Dimensionierung und Designverifikation von Raumflug-Hardware (Raumflugteilen) verwendet werden, einschließlich von Qualifikations- und Abnahmetests. Dieser Norm-Entwurf ist nicht unabhängig und wird im Zusammenhang mit den Dokumenten ECSS E ST 32, ECSS E ST 3202 und ECSS E ST 3301 verwendet. In diesem Dokument wird von folgenden Annahmen ausgegangen: dass zur Bestimmung der auf die Hardware aufgebrachten Grenzlasten und deren Streuung sowie für die Spannungsanalyse anerkannte Methoden angewendet werden; dass die strukturelle und mechanische Systemplanung offen ist für Engineering-Analysen nach aktuellen Verfahren auf dem neusten Stand der Technik und mit den Standardpraktiken der Luft- und Raumfahrtindustrie übereinstimmt. Die Sicherheitsfaktoren werden definiert, um die gewählte Belastungswahrscheinlichkeit sowie die bei den mechanischen Eigenschaften und bei der Herstellung angenommene Unsicherheit abzudecken, jedoch nicht einen Mangel an Engineering-Aufwand. Bei einem Programm hängt die Wahl eines Sicherheitsfaktors direkt mit dem für Bemessung, Dimensionierung und Test vorgesehenem Grundprinzip innerhalb des Programms zusammen. Weil die Logik der Entwicklung und die damit verbundenen Ziele der Sicherheit verschieden sind für: unbemannte wissenschaftliche oder kommerzielle Satelliten; Einweg-Trägerraketen; bemannte Raumschiffe; und alle sonstigen unbemannten Raumfahrzeuge (zum Beispiel Transportfahrzeuge, Planetensonden); sind für alle diese spezifische Werte angegeben. Sicherheitsfaktoren für wiederverwendbare Trägerraketen und bemannte kommerzielle Raumfahrzeuge werden in diesem Dokument nicht behandelt. Für alle diese Raumfahrtprodukte sind in dem Dokument nachfolgend Sicherheitsfaktoren definiert, unabhängig von der übernommenen Qualifikationslogik: Erstflug oder Prototypmodell. Für druckbeaufschlagte Teile sind in diesem Norm-Entwurf für alle Lasten, außer für Innendrucklasten, Sicherheitsfaktoren definiert. Für druckbeaufschlagte Teile können die Sicherheitsfaktoren für Innendrücke ECSS E ST 3202 entnommen werden. Für Lastkombination siehe ECSS E ST 3202. Für Mechanismen sind in ECSS E ST 3301 spezifische mit der Streck- und Bruchgrenze von metallischen Werkstoffen zusammenhängende Sicherheitsfaktoren, Sicherheitsfaktoren für Kabelbruch, Sicherheitsfaktoren für die Streckgrenze von Anschlägen/Wellenschultern/Aussparungen und Grenzwerte für den Höchstwert der Hertzschen Pressung im Kontakt festgelegt. Die nachfolgend festgelegten Sicherheitsfaktoren werden unter Verwendung eines deterministischen Ansatzes angewendet, das heißt wie im Allgemeinen in der Raumfahrtindustrie angewendet, um die genormten Sicherheitszielsetzungen für Strukturen zu erreichen. Die auf einer probabilistischen Analyse basierende strukturelle Sicherheit könnte ein alternativer Ansatz sein, aber es muss nachgewiesen werden, dass dieser Prozess die für die Struktur festgelegte Sicherheitszielsetzung erreicht. Das Verfahren ist vom Kunden genehmigt. Dieser Norm-Entwurf darf auf die speziellen Merkmale und Vorgaben eines Raumfahrtprojekts nach ECSS S ST 00 ausgelegt werden.
Änderungsvermerk
Gegenüber DIN EN 16603-32-10:2014-10 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Anforderungen hinzugefügt in 4.3.2.1 e und 4.3.2.2 b; b) Anforderungen geändert in 4.1.2 a, 4.3.2.1 b, c, d und in den Tabellen 4-3 und 4-4; c) Nomenklatur hinzugefügt; d) Bibliographie aktualisiert.
