Структурно-функциональная модель управления качеством светодиодных источников света, используемых в малых космических аппаратах

Авторы

  • В. П. Кузьменко Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
  • С. В. Солёный Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
  • Е. А. Фролова Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
  • А. П. Бобрышов Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2026-1-35-43

Ключевые слова:

светодиодные источники света, малые космические аппараты, управление качеством продукции, цифровой паспорт изделия, деградация светового потока, экстремальные условия эксплуатации

Аннотация

Статья посвящена разработке и обоснованию структурно-функциональной модели управления качеством светодиодных источников света (СИС), применяемых в составе малых космических аппаратов форм-фактора CubeSat. Цель исследования заключалась в формировании сквозного подхода к управлению качеством СИС в экстремальных условиях эксплуатации и создании методической основы для последующей стандартизации процедур контроля пригодности применения СИС для малых космических аппаратов. В работе выполнен сравнительный анализ открытой нормативно-методической документации из области светотехники и радиотехники, применительно к аэрокосмическим условиям и космической технике, по результатам которого выявлены ключевые методические разрывы: отсутствие согласованной сквозной процедуры оценки пригодности (квалификации) сложных изделий СИС для экстремальных условий эксплуатации или циклических экстремальных воздействий отдельных эксплуатационных факторов, таких как резкие скачки температуры окружающей среды, влажности, радиоактивных излучений, а также ограниченная переносимость моделей прогнозирования деградации светотехнических характеристик на условия эксплуатации космических миссий. В качестве решения предложена модель управления качеством СИС, выстроенная по принципам V-модели и замкнутой обратной связи в логике цикла Деминга. Предлагаемый подход детализирует этапы жизненного цикла (отбор компонентов и входной контроль, расчетно-экспериментальная увязка с тепловыми и механическими режимами, квалификационные и приемо-сдаточные испытания, интеграция в состав малых космических аппаратов), определяет контрольные точки, информационные потоки и минимально необходимый набор регистрируемых светотехнических показателей (световой поток, спектральные и цветовые параметры, электрические и тепловые режимы). Обоснована роль цифрового паспорта СИС как инструмента прослеживаемости и накопления данных контроля, испытаний и эксплуатации. В ходе исследования использованы методы системного анализа, сравнительного анализа нормативно-методических источников и функционально-структурного моделирования процессов управления качеством на стадиях жизненного цикла изделия. Полученные результаты формируют основу для унификации критериев приемки и повышения воспроизводимости оценки качества СИС при экстремальных воздействиях.

Биографии авторов

В. П. Кузьменко, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры электромеханики и робототехники

С. В. Солёный, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой электромеханики и робототехники

Е. А. Фролова, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

доктор технических наук, доцент, директор Института фундаментальной подготовки и технологических инноваций

А. П. Бобрышов, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

старший преподаватель кафедры электромеханики и робототехники, заведующий образовательной фабрикой по электрическим зарядным станциям инженерной школы

Библиографические ссылки

Doyle M. (2022) Design, development, and testing of flight software for EIRSAT-1: a university-class Cube Sat enabling astronomical research. Proc. of SPIE, vol. 12189, pp. 1218915-1-1218915-19. DOI: 10.1117/12.2627464

Piergentili F. (2022) Satellite early identification through LED observations: First in-orbit results from WildTrackCube-SIMBA. Acta Astronautica. DOI: 10.1016/j.actaastro.2022.01.014

Вострецова Л. Н., Адамович А. А. Влияние γ-облучения на электрические и оптические характеристики светодиодов на основе InGaN/GaN // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2020. № 4 (56). С. 69-79.

Королёв П. С. Комплексный метод оценки показателей безотказности радиотехнических устройств космической аппаратуры // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2021. Т. 64, № 4. С. 316-328.

Кузьменко В. П., Солёный С. В. Моделирование освещенности от светодиодного осветительного прибора для системы визуального контроля герметизации корпуса малого космического аппарата // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2025. Т. 28, № 3. С. 4-14. DOI: 10.22213/2413-1172-2025-3-4-14

Управление качеством на основе цикла Деминга - Шухарта в условиях изменений / В. В. Филатов, И. А. Рамазанов, В. В. Безпалов, С. Ю. Федорук // Журнал прикладных исследований. 2022. Т. 4, № 8. С. 336-341.

Lee C.-C., Huang C.-W., Liao P.-H., Huang Y.-H., Huang C.-L., Lin K.-H., Wu C.-C. (2023) Comprehensive investigation of electrical and optical characteristics of InGaN-based flip-chip micro-light-emitting diodes. Micromachines, vol. 14. DOI: 10.3390/mi14010009

Сравнение эффективности отбраковки потенциально ненадежных светодиодов по пороговому току и прямому падению напряжения / О. А. Радаев, И. В. Фролов, В. А. Сергеев, С. А. Зайцев // Контроль. Диагностика. 2025. № 7. С. 61-66. DOI: 10.14489/td.2025.07.pp.061-066

Skarżyński K., Żagan W., Krajewski K. (2021) LED luminaires: Many chips-many photometric and lighting simulation issues to solve. Energies. DOI: 10.3390/en14154646

Valetti L., Piccablotto G., Taraglio R., Pellegrino A. (2023) Long-term monitoring campaign of LED street lighting systems: Focus on photometric performances, maintenance and energy savings. Sustainability. DOI: 10.3390/su152416910

Ferrero A., Velazquez J., Pons A., Campos J. (2018) Index for the evaluation of the general photometric performance of photometers. Optics Express, vol. 26, pp. 18633-18643. DOI: 10.1364/OE.26.018633

Ikonen E. (2023) Recent advances and perspectives in photometry in the era of LED lighting. Measurement Science and Technology, vol. 35. DOI: 10.1088/1361-6501/ad0de6

Hong Y., Kwak M., Jeon S. (2025) Study on reliability of lead-free mixed BGA soldering process for application of space-grade PBA. Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology. DOI: 10.9766/kimst.2025.28.1.052

Brinlee S., Popelar S. (2023) A physics-of-failure investigation of flip chip reliability based on lead-free solder fatigue modeling. IMAP Source Proceedings. DOI: 10.4071/001c.74728

Вострецова Л. Н., Махмуд-Ахунов М. Ю., Чулакова А. А. Деградация структур на основе InGaN/GaN под действием γ-облучения // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2022. № 3 (63). С. 72-84.

Методы и инструменты управления рисками на высокотехнологичном машиностроительном предприятии, оснащенном виброактивным оборудованием / П. А. Лонцих, Е. Ю. Головина, Н. П. Лонцих, И. И. Лившиц // Вестник МГТУ имени Г. И. Носова. 2024. № 2 [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-i-instrumenty-upravleniya-riskami-na-vysokotehnologichnom-mashinostroitelnom-predpriyatii-osnaschennom-vibroaktivnym (дата обращения: 23.11.2025).

Ikonen E. (2023) Recent advances and perspectives in photometry in the era of LED lighting. Measurement Science and Technology, vol. 35. DOI: 10.1088/1361-6501/ad0de6

Кузьменко В. П. Модель оценки срока службы светодиодных осветительных приборов с учетом системных факторов эксплуатации // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2025. Т. 28, № 4. С. 12-21. DOI: 10.22213/2413-1172-2025-4-12-21

Baba T., Javed Y., Khan Z., Ali T., Hasbullah N. (2024) Investigation of proton radiation effect on indium gallium nitride light emitting diodes. Periodica Polytechnica Electrical Engineering and Computer Science, vol. 68, pp. 223-231. DOI: 10.3311/ppee.23515

Кунаков Е. П. Применение новых подходов к циклу Деминга // Вестник МГТУ имени Г. И. Носова. 2022. № 1 [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-novyh-podhodov-k-tsiklu-deminga (дата обращения: 23.11.2025).

Загрузки

Опубликован

02.04.2026

Как цитировать

Кузьменко, В. П., Солёный, С. В., Фролова, Е. А., & Бобрышов, А. П. (2026). Структурно-функциональная модель управления качеством светодиодных источников света, используемых в малых космических аппаратах. Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 29(1), 35–43. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2026-1-35-43

Выпуск

Раздел

Статьи