1, 2024 - Космические аппараты и технологии
Космические аппараты и технологии
Бесплатный доступ
ID: 14132156 Короткий адрес: https://sciup.org/14132156
Статьи выпуска 1, 2024 Космические аппараты и технологии
Статья
Цель работы – оценка тепловых режимов работы радиоэлектронных компонент наноспутника в условиях орбитального полета. В статье представлены результаты численного исследования теплового состояния наноспутника CubeSat с форм-фактором 1U при его движении по низкой околоземной орбите высотой 300 км в дни осеннего равноденствия и зимнего солнцестояния. Тепловая численная модель наноспутника учитывает тепловые потоки от Солнца и от поверхности Земли, атмосферный нагрев не учитывается. Кроме того, принимается во внимание нестационарность тепловыделения на радиоэлектронных компонентах полезной нагрузки наноспутника, а также переизлучение энергии внутри его корпуса. Геометрический и конструктивный облик наноспутника, теплофизические свойства материалов и оптические свойства свободных поверхностей, режимы работы полезной нагрузки определены на основе данных, полученных из литературных источников. Результаты численного моделирования показывают, что температура радиоэлектронных компонент зависит от мощности собственного тепловыделения, теплового излучения соседних плат, орбитального движения наноспутника по околоземной орбите, его положения на орбите Земли. Динамика температуры радиоэлектронных компонент определяется действующим на них режимом тепловыделения. Хотя в условиях поставленной задачи температуры большинства радиоэлектронных компонент находятся в допустимых эксплуатационных пределах, действие коротких импульсных тепловых нагрузок большой мощности может приводить к перегреву компонент полезной нагрузки.
Бесплатно
Статья
В работе рассмотрен метод повышения достоверности передачи данных в условиях рэлеевских замираний сигнала c использованием режимов комплексирования прерывистого излучения и когерентного разнесённого приема фазоманипулированных сигналов с оптимальным сложением. Основная цель исследования – повышение помехоустойчивости передачи данных в рэлеевском канале при неизменных мощности передатчика и скорости передачи данных. Исследование было выполнено методом математического моделирования в средах MathCad (система компьютерной алгебры)/Matlab. Показана применимость метода не только для систем радиодиапазона, но и для квантовых устройств передачи данных, в частности инфракрасного диапазона, работающих в условиях флуктуаций тропосферного канала, на линии связи «космический аппарат – наземная станция слежения». Основные итоги работы: показано преимущество комплексирования прерывистого излучения и разнесённого приема сигналов при неизменной мощности передатчика для повышения надёжности функционирования автономных систем; определена зависимость вероятности ошибки от уровня порога при фиксированной мощности передатчика; сделана оценка оптимального порогового уровня передающего устройства по критерию минимизации вероятности ошибки; показано, что при оптимальном уровне порога обеспечивается не только минимальная вероятность ошибочного приёма данных, но и снижается энергетический расход передатчика.
Бесплатно
Освоение и внедрение перспективных технологий в АО «ОКБ «Факел»
Статья
На предприятии осваивается ряд технологий получения функциональных материалов для термокаталитических и стационарных плазменных двигателей. В статье описываются достижения в части разработки катализатора разложения гидразина с высокими физико-химическими характеристиками. Активность катализатора оценивали методом хемосорбции водорода, максимальные значения были получены в области 700–750 °C и составили более 1000 мкмоль/г. Механическая прочность гранул определена в результате динамических и статических испытаний: 0,5 % и 16 МПа соответственно. Площадь удельной поверхности по данным одноточечного метода Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ) составила порядка 110 м2/г. В рамках выполнения работ по получению нового низкотемпературного эмиссионного материала методом твердофазного сплавления были получены образцы электридной формы майенита, проведены лабораторные испытания, результаты которых свидетельствуют о достижении эмиссионного тока до 1 мА, но на данный момент не достигнута длительная стабильная работа эмиттера. В рамках работы по отработке нанесения барьерного покрытия нитрида гафния были получены и исследованы опытные образцы покрытий на штатных деталях катодного узла. Покрытие характеризуется равномерностью по толщине, однородностью по цвету, высокой адгезией к деталям. В продолжение темы планируется проведение огневых испытаний в составе двигателя.
Бесплатно
Разработка нового метода создания рабочей поверхности крупногабаритного трансформируемого рефлектора
Статья
В конструкции крупногабаритных рефлекторов зонтичного типа для создания рабочей поверхности используется формообразующая структура. Формообразующая структура в раскрытом положении представляет собой систему натянутых нитей. На формообразующую структуру этапа изготовления оказывают воздействие внешние факторы, которые приводят к деградации шнуров. Возникающие деформации формообразующей структуры оказывают влияние на стабильность геометрических параметров, к которым предъявляются жесткие требования [1]. С точки зрения сокращения трудоемкости изготовление арок формообразующей структуры с элементами системы укладки целесообразно проводить на фрагменте формообразующей структуры – арочной системе. Алгоритм нового прикладного метода включает этапы монтажа и прочностных испытаний арок на специально разработанном стандартизированном оборудовании. Большой практический интерес представляет задача применения данной технологии и проведения подобных исследований путем разработки специальной технологической оснастки. В статье сформулированы требования к оснастке (СТО) и произведен расчет трудоемкости. Авторами предложена оригинальная конструкция технологической оснастки, разработана новая методика сборки рабочей поверхности крупногабаритного рефлектора, которая позволяет существенно сократить затраты на изготовление рефлектора. На текущий момент разработанная методика, выдержав все циклы испытаний и подтвердив свою работоспособность, ожидает практического внедрения в процесс изготовления рабочей поверхности крупногабаритного трансформируемого рефлектора.
Бесплатно
Статья
При разработке интерфейсных модулей контроля температур, используемых в составе бортовой аппаратуры космических аппаратов, важно правильно обосновать комплекс мер по обеспечению их помехоустойчивости, принимаемых на уровнях проектирования измерительной системы, измерительного прибора и интерфейсного модуля контроля температур. Такое обоснование предполагает оценку эффективности возможных способов ослабления помех на каждом уровне проектирования. Статья посвящена рассмотрению мер по ослаблению помех на уровне проектирования интерфейсного модуля контроля температур, которые следует принимать для обеспечения требуемой помехоустойчивости интерфейсного модуля контроля температур в комплексе с мерами, принимаемыми на других уровнях проектирования. Показано, что для обеспечения требуемой помехоустойчивости на уровне проектирования интерфейсных модулей контроля температур необходимо предусмотреть обоснованные меры по ослаблению помех как в аналоговых устройствах, так и в цифровых устройствах. В обоих случаях возможно ослабление помех частично введением в устройства помехоподавляющих фильтров и частично использованием общей шины питания в качестве электростатического экрана. Кроме того, возможно дополнительное повышение точности измерений путем проведения на заданном интервале времени многократных измерений и усреднения полученных результатов измерений с помощью цифрового фильтра.
Бесплатно
«Поток» – распределённая платформа моделирования цифровых двойников системы ГЛОНАСС
Статья
В настоящее время глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) ГЛОНАСС находится на этапе модернизации. С целью рассмотрения и выбора наилучшего варианта развития системы необходимо создание инструмента для моделирования, который может обеспечить корректное воспроизведение и взаимодействие разнообразных и различных по своей структуре модернизируемых элементов и взаимосвязей между ними. Основной целью работы является изложение структуры и базовых принципов функционирования данного инструмента. Реализация данных принципов выполнена в открытой платформе «Поток», развиваемой по инициативе НИУ «МЭИ», позволяющей конфигурировать цифровые двойники системы ГЛОНАСС и моделировать систему в целом для решения широкого спектра задач. В статье рассмотрены и обоснованы заложенные в платформу принципы. Изложена схема организации платформы, техническая реализация платформы, а также фундаментальные требования к используемым в платформе компьютерным моделям. Организационной основой платформы является взаимодействие экспертного совета с сообществом разработчиков. Техническая реализация платформы состоит из распределённой вычислительной сети, репозитория компьютерных моделей, а также узла управления сеансом моделирования. Для описания разнообразных и разнородных элементов системы ГЛОНАСС используется понятие идеальной дискретной шкалы модельного времени. Все элементы системы ГЛОНАСС представлены в виде разностных уравнений, описывающих эволюцию состояния элементов во времени.
Бесплатно
