Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Разработана многуровневая расчетно-экспериментальная система для анализа прочности и жесткости элементов конструкций из короткоармированных композитов, объединяющая модели ориентации армирующих волокон, механических характеристик анизотропного материала, конечно-элементную модель изделия. Экспериментальное подтверждение системы представлено на основе исследования жесткости и прочности образцов проушин из короткоармированного композиционного материала PEEK 90HMF20 двух типоразмеров, вырезанных из пластины вдоль и поперек направления литья. В системе Moldex3D построена модель литья, предсказывающая ориентацию армирующих волокон. Верификация модели литья проведена с помощью экспериментальной оценки структуры материала на электронном микроскопе TESCAN VEGA. Механическая модель анизотропного материала построена в системе Digimat методом реверс-инжиниринга на основе результатов обработки экспериментов по изучению характеристик плоских образцов, вырезанных из пластины под углами 0°, 45° и 90° к направлению литья. Конечно-элементная модель проушин, учитывающая анизотропию материала в каждой ячейке, создана в системе ANSYS Workbench с подключением модуля Digimat CAE. Показано, что критерий Цая-Хилла для трансверсально-изотропных тел (3D), с использованием постановки первого разрушенного псевдо-зерна FPGF позволяет достоверно предсказывать несущую способность конструкций, изготавливаемых литьем из короткоармированных материалов.
Бесплатно
Статья научная
В статье решается задача прямого численного моделирования течения разреженного газа методом Монте-Карло. Рассмотрены четыре варианта задачи одномерного течения газа с помощью оригинального метода Монте-Карло и его модификации. По результатам численного моделирования можно сделать вывод, что модифицированный метод Монте-Карло более быстр по сравнению с оригинальным методом.
Бесплатно
Статья научная
Разработана и апробирована технология автоматизированного синтеза эмпирических и теоретических моделей гемодинамики человека в условиях искусственной гипогравитации Луны, Марса и невесомости с применением принципов мультиагентности. Исследования выполнены в интересах перспективной космонавтики и восстановительной медицины. Артериальное русло формализовано в виде распределенного четырехполюсника, что потребовало совместного применения методов ультразвуковой допплерографии (УЗДГ) и кардиологии. В результате полипозиционного обследования выявлены ряд скрытых закономерностей периферической гемодинамики (распределения давления, скорости кровотока, собственных частот колебаний, коэффициентов затуханий), характеризующих ее отклик на вариацию величины и направления воздействия гравитационной нагрузки. Сформулированы рекомендации и направления дальнейших исследований
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача наведения и управления ориентацией спутника землеобзора при сканирующей стереоскопической съемке. Синтез закона углового наведения основан на авторских соотношениях, связывающих движение изображения с кинематическими параметрами пространственного перемещения спутника относительно земной поверхности при обеспечении постоянных значений дальности наблюдения и угла конвергенции в процессе сканировании с двух ракурсов. Приводятся разработанные методы углового наведения и цифрового управления ориентацией спутника с помощью кластера четырех гиродинов. Представляются результаты компьютерной имитации стереосъемки двух участков земной поверхности, выполняемых спутником на солнечно-синхронной орбите.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача пространственного наведения и управления космическим роботом-манипулятором при завершении его сближения с пассивным объектом в дальнем космосе. Представляются результаты компьютерной имитации и оценки потребных характеристик системы управления для прецизионной стабилизации движения свободнолетающего робота.
Бесплатно
Статья научная
В статье авторами рассматриваются направления интенсификации процесса изготовления тонкостенных профилей методом стесненного изгиба на основе деформирования листового материала на волочильно-прокатных установках типа ВПУ-120/5,5; ВПУ-120/7,5 и др. Формируются направления интенсификации формоизменяющих гибочных операций; рассматривается процесс интенсификации за счёт проведения оптимальных режимов термомеханической обработки в зависимости от механических свойств формуемого материала; устанавливаются математические зависимости процесса волочения тонкостенных профилей в роликовом формующем инструменте при создания аксиального сжатия по зонам сгиба; рекомендуются схемы и способы формообразования с предоставлением графоаналитических моделей.
Бесплатно
Новые технологии в производстве конструкций из металлополимерных материалов
Статья научная
Металлополимерные композиционные материалы (МПКМ) представляют собой промежуточное звено между традиционными металлическими сплавами и полимерными материалами, при этом они сочетают положительные качества обоих этих групп. Производство авиационных конструкций из этих материалов можно осуществлять способами характерными для металлических и полимерных материалов с учетом специфики МПКМ.В статье рассмотрены основные способы получения конструкций из данных материалов.
Бесплатно
Статья научная
Решается задача управления сближением космического аппарата сборщика мусора, снабжённого электроракетным двигателем малой тяги, с фрагментом космического мусора на геостационарной орбите. Рассматривается задача выбора структуры управления движением на этапе ближнего сближения - приведение космического аппарата сборщика мусора в некоторую окрестность относительно фрагмента космического мусора. Движение космического аппарата - сборщика мусора относительно фрагмента космического мусора рассматривается в орбитальной цилиндрической системе координат. В явном виде выделены вековые и периодические составляющие относительного движения. Управление движением осуществляется посредствам переключения знака трансверсального ускорения от тяги, радиальная составляющая принимается равной нулю. Сформулированы краевые условия задачи сближения для вековых и периодических оставляющих относительного движения. Рассматривается наиболее простая структура управления - совместное управление вековыми и периодическими параметрами относительного движения. В основу программы управления движением положено приведение вековых составляющих относительного движения в заданное состояние. Программа управления вековыми составляющими относительного движения состоит из двух активных участков и пассивного между ними. Продолжительности активных участков определяются аналитически, как функции краевых условий для вековых составляющих относительного движения и продолжительностью пассивного участка (свободный параметр). Удовлетворение граничных условий для периодических составляющих движения осуществляется подбором продолжительности пассивного участка и момента времени, соответствующего началу первого активного участка (начальный фазовый угол). Сформулировано аналитическое решение задачи сближения для выбранной программы управления. Задача управления сведена к решению нелинейного тригонометрического уравнения, решение которого позволяет определить продолжительность пассивного участка. Начальный фазовый угол определяется по аналитической формуле. Совместная структура управления показала наличие ограничений на краевые условия для периодических составляющих относительного движения. Вследствие чего, предложена стратегия сближения, учитывающая данные ограничения. Проведено численное моделирование сближения.
Бесплатно
О необходимости модернизации самолета Ил-76МД-90А
Статья научная
В статье рассматриваются проблемы, связанные с применением реверса тяги двигателей ПС-90А-76 на самолете Ил-76МД-90А. Эти проблемы не только увеличивают стоимость жизненного цикла самолета, но и влияют на безопасность полетов. Приводятся расчетные и экспериментальные данные, показывающие, что основная причина возникающих проблем - плохая внешняя аэродинамика силовой установки на пробеге самолета с применением реверса тяги. Рассматриваются причины возникающих проблем на самолете ИЛ-76МД-90А, а также методы их решения.
Бесплатно
Облегченная машина постоянного тока для авиатехники
Статья научная
Актуальность. Одним из главных требований, предъявляемых к авиационным электрическим машинам, является требование уменьшения массогабаритных характеристик. Поэтому поиск путей снижения веса электрических машин и экономия материалов является актуальной задачей. Материалы и методы. Работа строилась на основе результатов конечно-элементного моделирования магнитного поля, внедренных в цепные модели динамических режимов работы машины постоянного тока. Оптимизация конструкции машины осуществлялась с использованием генетических алгоритмов. Результаты. Разработана быстродействующая полевая динамическая модель машины постоянного тока, позволяющая учесть влияние на динамику машины особенностей ее конструкции. В ходе оптимизации на модели магнитного поля получен вариант машины, позволяющий получить существенную экономию активных материалов и уменьшить массогабаритные показатели. Выводы. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и производстве авиационных машин постоянного тока.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена онтологическая структуризация проектирования летательного аппарата и технологического оснащения на примере сборочного приспособления, а также способы применения параллельного инжиниринга для сокращения цикла проектирования технологического оснащения.
Бесплатно
Определение отклонений внутреннего контура цилиндрических конструкций лазерным трекером
Статья научная
В данной статье рассматривается проблема создания эффективного метода определения отклонений внутреннего контура цилиндрических конструкций. Недостаточность данных, получаемых в процессе контроля сборок, с использованием шаблонов, не позволяет оценить в полной мере прецизионные параметры изделия. В настоящей работе разработан и опробован метод определения отклонений внутреннего контура цилиндрических конструкций измерительной системой на базе лазерного трекера. Для анализа данных использовано программное обеспечение Spatial Analyzer и Excel. Сделаны выводы о преимуществах метода определения отклонений лазерным трекером.
Бесплатно
Статья научная
В статье описаны индикаторы качества потребления энергоресурсов и их влияние на общее потребление энергоресурсов промышленным предприятием. Рассмотрено влияние отклонения фактического режима потребления теплоносителя от планового на эффективность использования тепловой энергии. Представлен расчет интегрального показателя соблюдения режимов потребления теплоносителей. Сделаны выводы об эффективности способа определения энергоэффективности системы теплоснабжения через оценку режимов потребления тепловой энергии промышленным предприятием.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты оптимизации рабочего процесса четырехступенчатой неохлаждаемой турбины низкого давления разработанной и испытанной в NASA. Целью оптимизации было повысить КПД турбины на основном режиме работы за счёт изменения формы рабочих и сопловых лопаток. Для сопловых лопаток в процессе оптимизации менялась углы установки сечений, форма средней линии сечений, выносы сечений в осевом и окружном направлениях. Для рабочих лопаток менялись углы установки сечений. Численная модель турбины была создана в программном комплексе NUMECA AutoGrid 5 с использованием упорядоченной расчётной сети. Было создано 3 численные модели различной густоты. Численная модель была верифицирована путем сравнения рассчитанных характеристик турбины с экспериментальными данными. По результатам верификации было показано, что созданная численная модель рабочего процесса турбины позволяет предсказывать тенденции протекания характеристик, хоть и имеет некоторое количественное расхождение с данными эксперимента. Также была выбрана численная модель обеспечивающая сеточную сходимость. Для оптимизации рабочего процесса использовалась методика основанная на совместном применении программного комплекса математической многокритериальной оптимизации IOSO и программного комплекса вычислительной газовой динамики NUMECA Fine/Turbo. Параметрическое изменение лопаток рабочих колес и сопловых аппаратов выполнялось в специально разработанной программе Profiler. В процессе оптимизации были заданы ограничения на положение рабочей точки турбины: расход рабочего тела должен отличаться не более чем на ±0,5 % от базового значения; степень понижения давления должна отличаться не более чем на ±0,5 % от базового значения. Было решено две задачи оптимизации с использованием расчётных сетей различной плотности. В одной задаче с наименьшей плотностью, в другой с сетью, обеспечившей выполнение условий сеточной сходимости. Обе задачи показали достижение одинакового результата - повышение КПД на 0,8 %. Был выполнен сравнительный анализ базового и оптимизированного варианта турбины.
Бесплатно
Опыт борьбы с шумом в пассажирском салоне самолета ТУ-204 с VIP компоновкой
Статья научная
В статье рассматривается опыт по снижению шума в салоне пассажирского самолета, на примере самолета Ту-204 с VIP компоновкой. Представлены результаты измерений уровней звукового давления в салонах самолета, как на земле, так и в полете. Дана оценка представленным результатам. Определен основной источник шума - система кондиционирования воздуха самолета и сформулированы мероприятия по снижению шума от ее работы. Приведена экспериментальная оценка от внедрения мероприятий и сделан вывод об их эффективности.
Бесплатно
Опыт контроля дефектов летательных аппаратов по параметрам вибраций
Статья научная
Решается задача идентификации дефектов летательных аппаратов по вызванным ими изменениям динамических характеристик объектов контроля. Рассмотрены такие виды дефектов, как нарушение целостности конструкций, ослабление креплений и появление зазоров в местах стыковки агрегатов, люфты в механических системах передачи усилий или перемещений, повышенное сухое трение в опорах отклоняемых поверхностей, резонансные режимы колебаний элементов планера и систем, недостаточная эффективность гидравлических демпферов в составе упругого планера. Контроль может происходить либо на уровне качественной оценки, либо на уровне количественной оценки одного или нескольких дефектов. Результаты исследований влияния дефектов на динамические характеристики летательных аппаратов позволили определить идентификационные признаки дефектов. Так, идентификационными признаками трещин и разрушений, ослабления креплений и наличия зазоров в местах стыковки агрегатов, возникновения резонансных режимов колебаний элементов конструкций являются изменения амплитудно-частотных характеристик и спектральной плотности мощности случайной вибрации. Для идентификации люфтов в проводках управления и сухого трения в опорах отклоняемых поверхностей предложено использовать искажения фигур Лиссажу и портретов вынужденных колебаний. Исследования причин низкой эффективности гидравлических демпферов производились на нелинейной математической модели органа управления самолётом, параметры которой определялись по результатам динамических испытаний. Предложена методика контроля дефектов космических аппаратов открытого исполнения, которая содержит три этапа исследований. На первом этапе производятся зондирующие испытания с низкой интенсивностью вибрационного нагружения и регистрацией откликов конструкции акселерометрами. По результатам зондирующих испытаний на втором этапе рассчитывается нормированный безопасный режим нагружения. Испытания на этом режиме проводятся как на вибростенде, так и в акустической камере. На третьем этапе повторяются зондирующие испытания, результаты которых сопоставляются с результатами первого этапа. По отклонениям параметров вибраций определяются местоположение и характер дефекта.
Бесплатно
Опыт применения вакуум-инфузионных технологий в производстве конструкций из ПКМ
Статья научная
Внедрение новых технологий и связующих в производство высокотехнологичных конструкций из композиционных материалов для авиационной и машиностроительной областей.В статье рассмотрены инфузионные связующие разработанные в ФГУП «ВИАМ», а так же приведены примеры реальных изделий полученных на основе данных связующих.
Бесплатно
Статья научная
Целью статьи является анализ методов оценки надежности бортового радиоэлектронного электронного оборудования (БРЭО) в ходе этапа опытно-конструкторских работ, их практического применения, достоверности полученных результатов, предложение альтернативного подхода к проведению эквивалентно-циклических испытаний БРЭО гражданских воздушных судов.
Бесплатно
Статья научная
В статье автор указывает, что в условиях рыночной трансформации экономики в подходах к управлению персоналом требуется достижение глубоких изменений менталитета субъекта и объекта управления авиапромышленного предприятия. Автор считает, что с учетом современного этапа развития Российской Федерации и ее национальных особенностей эта трансформация возможна в значительной степени через обновленную организационную культуру. Практическая реализация концепции оптимизации процесса управления персоналом может быть успешной при достижении соответствия между целями, стратегией управления авиапромышленным предприятием
Бесплатно
Особенности кооперации организаций регионального авиационного кластера
Статья научная
В структуре регионального авиакластера выделены 4 типа организаций; показано влияние авиакластеров на экономику региона; обосновано, что их кооперация компенсирует ограничения рыночной самостоятельности предприятий.
Бесплатно
