Космические аппараты и технологии
Статьи журнала - Космические аппараты и технологии
Все статьи: 347
Статья
В современных условиях в Российской Федерации комплектация космических аппаратов высоконадежной электронной компонентной базой возможна только через испытательные технические центры, которые выступают в качестве связующего звена между заводами-изготовителями электронных компонентов и их потребителями. Учитывая отсутствие в нашей стране специализированного производства электронных компонентов категории качества «Space», такой подход является единственным альтернативным путем. Испытательные технические центры осуществляют формирование партий электронной компонентной базы космического применения посредством проведения дополнительных испытаний электронных компонентов общего военного применения, позволяющих осуществить отбраковку содержащих дефекты элементов, которые могут проявить себя при длительном функционировании в космическом пространстве. Современный космический аппарат содержит порядка 100–200 тысяч электронных компонентов. С учетом того, что бортовая аппаратура космического аппарата при его эксплуатации не подлежит ремонту, очевидно, что к электронной компонентной базе космического применения предъявляются исключительно высокие требования по надежности. В связи с этим совершенствование методологии повышения надежности электронной компонентной базы космического применения имеет первостепенное значение для дальнейшего развития космической отрасли. В настоящей статье изложен подход к усовершенствованию технологии дополнительных испытаний в испытательных технических центрах, основанный на применении понятий однородности испытываемой партии электронных компонентов, что позволяет осмысленно осуществлять формирование выборок для разрушающего физического анализа и испытаний на радиационную стойкость, а также дополнительно выявлять элементы-выбросы, являющиеся потенциально-ненадежными элементами.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены принципы построения распределенной системы связи, в которой в качестве магистрального канала задействован космический канал связи, а в качестве системы абонентского доступа - широкополосный радиодоступ в диапазоне 300-450 МГц. Проведена оценка возможности построения и развертывания подобной системы связи для территорий, на которых использование альтернативных технологий оказывается труднореализуемым или невозможным. Предложена технология экспериментальной оценки качества предоставляемых услуг на основе измерений, выполняемых с помощью комплекта оборудования, состоящего из абонентского терминала системы радиодоступа, персонального компьютера и приемника системы спутниковой навигации. Получены и приводятся спектральные характеристики сигналов при оказании различных видов услуг. Сформулированы требования к параметрам космического радиомоста, с помощью которого к ядру системы подключаются удаленные базовые станции. Приведены и анализируются особенности режимов работы космического канала связи как магистрального сегмента в составе систем широкополосного радиодоступа. Оговорены возможные орбитальные параметры космических ретрансляторов для предоставления доступа абонентов к услугам голосовой связи и передачи данных. Предложены пути преодоления влияния дрейфа времени задержки пакетов данных в космическом канале связи за счет установки фрагментов ядра системы широкополосного радиодоступа в составе оборудования удаленной базовой станции.
Бесплатно
Исследование битовых ошибок, обусловленных эффектом Доплера
Статья
На сегодняшний день передача цифровой информации в спутниковых сетях играет ведущую роль. Цифровые сигналы используются повсеместно, поскольку они позволяют передавать пользователям информацию точнее и быстрее. Однако, передача цифровой информации, вследствие воздействия различных факторов, может осуществляться с ошибками при демодуляции, которые приводят к искажению переданной информации. Современные системы цифровой связи должны обеспечивать вероятность ошибки на один передаваемый бит информации порядка не более 10-5…10-6. Для того чтобы обеспечить данный высокий уровень помехоустойчивости активно применяются кодирование информации и особые алгоритмы обработки сигналов. Ошибки при передаче цифровой информации возникают по трем причинам: падение мощности сигнала ниже необходимого минимума, действия шумов и замираний сигнала; влияние эффекта Доплера; межсимвольная интерференция, возникающая по причине многолучевого распространения сигнала. Эффективным методом борьбы с ошибками при приеме цифровых сигналов является разнесенный прием сигнала. В космических технологиях одним из наиболее важных факторов, влияющих на вероятность ошибки, является Доплеровское смещение частоты, вызванное движением космического аппарата. В статье показана эффективность разнесенного приема с точки зрения снижения вероятности ошибки, возникающей вследствие эффекта Доплера, на один бит.
Бесплатно
Статья научная
В рамках сотрудничества БГТУ «ВОЕНМЕХ» с ООО «Современное оборудование» (группа компаний «Солвер») был реализован проект по изготовлению основных узлов малоразмерного газотурбинного двигателя, оценке деталей, их дальнейшему испытанию, а также проведена предварительная оценка применения аддитивных технологий в аэрокосмической отрасли. В качестве объекта исследования в данном проекте был выбран малоразмерный газотурбинный двигатель с расчетной тягой 10 кгс. Актуальность выбора объекта исследования объясняется тем, что в настоящее время в России активно разрабатываются беспилотные летательные аппараты, а также силовые установки для них. Все детали малоразмерного газотурбинного двигателя можно условно отнести к трём температурным диапазонам эксплуатации, что позволило выделить ряд его деталей, которые могут быть изготовлены методом FDM из термостойкого пластика. В рамках проекта были решены следующие задачи: - проведение предварительных расчетов теплового состояния деталей в составе малоразмерного газотурбинного двигателя; - печать деталей, оценка точности изготовления, качества поверхности; - проведение испытаний деталей в составе малоразмерного газотурбинного двигателя; - съём деталей и проведение дефектации; - анализ полученных данных, выводы и рекомендации по применению аддитивных технологий термостойких пластиков в авиакосмической отрасли...
Бесплатно
Статья
Цель проведенных исследований: определить возможность возникновения панельного флаттера в диапазоне средних сверхзвуковых скоростей в многослойной композитной пластине с формой прямоугольника или параллелограмма и учетом направления действия скоростного потока относительно ее продольных кромок. Проведено исследование возможности возникновения панельного флаттера в диапазоне средних сверхзвуковых скоростей (1,4
Бесплатно
Статья научная
Сформулирована актуальная проблема выбора типоразмера унифицированной космической платформы разработки акционерного общества «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» для геостационарных спутников связи. Ранее задача оценки эффективности использования разработанных унифицированных платформ для создания нового космического аппарата решалась в большей степени эмпирическим путем, путем обобщения задела по существующим разработкам и оценке возможности и целесообразности применения имеющегося задела в перспективе (преемственность развития). Однако методической основы решения такого рода задачи до сих пор разработано не было. В рамках исследования была разработана модель оценки эффективности космического аппарата на базе унифицированной космической платформы. Разработана методика оценки эффективности применения унифицированных космических платформ, обладающих избыточным ресурсом (по массе и энергопотреблению) для полезной нагрузки и методика оценки эффективности применения модернизированной унифицированной космической платформы, позволяющей обеспечить увеличенные потребности в ресурсах (по массе и энергопотреблению) для полезной нагрузки. С помощью разработанных методик проведены оценки диапазона эффективного применения унифицированной космической платформы для геостационарных спутников связи разработки АО «ИСС», как без доработки, так и с необходимой модернизацией под конкретный проект (полезную нагрузку).
Бесплатно
Статья
С целью снижения мощности, затрачиваемой на работу катода-компенсатора стационарного плазменного двигателя, был изготовлен и испытан низкотемпературный эмиттер. В представленной статье описан мотивированный выбор материала, технологии изготовления и принцип работы оксидных катодных материалов. Предлагаемый подход к изготовлению образцов эмиттера включал ряд технологических операций: подготовку исходных компонентов порошковой смеси, прессование партии заготовок, термическую обработку в специальных условиях, а также механическую обработку для придания заготовкам формы, требуемой для проведения испытаний. В статье подробно описано разработанное технологическое оснащение, используемое для измерения эмиссионных свойств полученных эмиттеров. Исследование образцов рентгеноспектральными методами показало равномерность распределения эмиссионно-активных компонентов. Методами металлографии и сканирующей электронной микроскопии была исследована морфология поверхности, оценена равномерность распределения пор. Определение эмиссионных свойств полученных эмиттеров проводилось на вакуумном стенде в условиях, близких к утвержденным для серийной продукции предприятия. В рамках проведения испытаний была определена функциональная зависимость температуры эмиттера от мощности нагрева, измерены значения термоэмиссионного тока при фиксированных значениях мощности нагревателя, затем получены зависимости эмиссионного тока от температуры.
Бесплатно
Статья
В работе представлена конечно-элементная модель работы автоклава, разработана методика моделирования нагрева рефлектора на формообразующей оправке и конечно-элементная модель деформирования рефлектора после снятия с оправки. Моделирование выполнено в программной среде. Разработанная методика позволяет прогнозировать форму и значения отклонений рефлектора до его изготовления, и, при необходимости, вносить конструкторско-технологические доработки. Выполнена успешная верификация результатов конечно-элементного моделирования полимеризации композитного рефлектора с помощью натурного эксперимента. Создана углепластиковая оправка для формования композитного рефлектора зеркальной антенны, которая дешевле используемой в настоящий момент инваровой оправки и требует меньше времени на изготовление. Разработаны рекомендации по совершенствованию технологического процесса изготовления композитных контурных рефлекторов зеркальных антенн на углепластиковой формообразующей оправке. Определен оптимальный режим отверждения композитного рефлектора. Результаты исследований были использованы при выполнении опытно-конструкторской работы и при изготовлении композитных контурных рефлекторов космических аппаратов.
Бесплатно
Исследование методов повышения помехозащищенности сигналов в системах радиосвязи
Статья научная
Приведено исследование свойств сигналов, модулированных негармоническими функциями. Показано, что использование вейвлетов в качестве модулирующих функций позволяет увеличить помехоустойчивость сигнала. Приведен анализ воздействия различных помех на формируемые ШПС сигналы.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены аналитические выражения для оценки в общем виде распределения времени ожидания в многопользовательских системах квалификационных испытаний земных станций спутниковой связи. Приведены результаты исследования зависимостей математического ожидания времени ожидания от числа одновременно тестируемых станций, полученные средствами математического моделирования. Определены аналитические выражения для статистических оценок многократных измерений, выполняемых рекуррентно на основе их временного разделения.
Бесплатно
Статья
В настоящее время большая часть работы специалистов в области навигации сводится к улучшению таких параметров навигационных систем, как помехоустойчивость и точность. Во всем мире сейчас все более актуален интерес потребителей высокоточной навигационной информации и производителей аппаратуры к системам ближней навигации, являющихся дополнением к существующим спутниковым радионавигационным системам, позволяющим увеличить их точность и помехоустойчивость. В статье проведена оценка параметров и обобщенный алгоритм расчета радиолинии в системе ближней навигации на основе псевдоспутников. Разработана модель расчета энергетики радиолинии при различных конфигурациях расположения псевдоспутников. Разработанная программа расчета характеристик радиолиний системы ближней навигации на основе псевдоспутников позволяет быстро оценивать не только ее энергетические характеристики, но и реализует наглядную визуализацию результирующей диаграммы направленности системы псевдоспутников в соответствии с конфигурируемой зоной навигации потребителей и требуемым уровнем мощности навигационных сигналов в условиях естественных радиотрасс.
Бесплатно
Статья научная
Анализируются различные виды малогабаритных транспортных платформ (МТП). Рассматриваются предпосылки для создания и особенности мобильных мини-роботов (ММР), функционирующих в городских условиях. Приводятся разработки ЦНИИ РТК в области создания подобных МТП, а также концепция универсальной реконфигурируемой МТП для ММР с высокими функциональными и адаптационными возможностями. Созданные экспериментальные образцы не уступают по своему техническому уровню лучшим зарубежным и отечественным аналогам.
Бесплатно
Статья научная
В большинстве современных стартовых комплексов ракет космического назначения для защиты от оплавления поверхностей, испытывающих непосредственное воздействие высокотемпературных газовых струй и акустическое воздействие, используются системы водоподачи. В статье производится оценка параметров силового и теплового нагружения газоотражателя при работе систем водоподачи на основе численного моделирования трехмерных двухфазных газокапельных течений и описывается математическая модель. Для описания течений газа используются уравнения Навье-Стокса, дополненные алгебраической моделью турбулентности подобной модели Прандтля, но учитывающей влияние капельной фазы. Термодинамические параметры определяются по модели идеального газа для механической смеси трех компонент: продуктов сгорания, атмосферного воздуха и пара, образовавшегося при испарении воды. Течение капельной фазы рассчитывается на основе континуального подхода с использованием элементов траекторного подхода. Учитываются сопротивление, испарение и дробление капель. Расчет проводится для области от среза сопла ракетного двигателя до газоотражателя. По параметрам газокапельного потока, натекающего на преграду, оцениваются значения тепловых потоков в поверхности. Приводятся результаты расчетов для вариантов, различающихся схемой водоподачи, расположением патрубков, скоростью и дисперсностью распыла.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено моделирование средствами метода конечных элементов асинхронной машины на малоинерционной технологии ротора. Получены результаты как магнитного, так теплового поля. По выделенным условиям рассмотрены сферы применения в возобновляемой энергетике.
Бесплатно
Исследование точностных характеристик ГНСС-приемника с антенной решеткой
Статья
В статье приведены результаты экспериментальных исследований точности измерения навигационных параметров приемником глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС-приемником), оснащенным антенной решеткой. Обосновано применение в ГНСС-приемниках кольцевых антенных решеток. Основным преимуществом таких антенных решеток является их инвариантность к направлению главного лепестка диаграммы направленности в азимутальной плоскости. Однако кольцевые антенные решетки имеют некоторые недостатки. Применение в таких антенных решетках минимально необходимого количества излучателей для формирования луча заданной ширины приводит к одновременному возрастанию уровня боковых лепестков. Однако при использовании кольцевых антенных решеток в ГНСС-приемниках этим недостатком можно пренебречь, так как уровень боковых лепестков существенно влияет на качество приема навигационного сигнала только при мощных переотражениях сигнала. Приведена структура программно- аппаратного комплекса для проведения исследований и описан принцип его работы. Его основными частями являются 24-канальный ГНСС-приемник с диаграммообразующей схемой и 8-элементная кольцевая антенная решетка. Программно- аппаратный комплекс позволяет проводить исследование различных конфигураций антенных решеток – двух-, четырех- и восьмиэлементных. Дана методика проведения эксперимента. Особенностью методики является использование разностей измеренных псевдодальностей при помощи одиночной антенной и различными конфигурациями антенных решеток. Приведены результаты измерений кодовой и фазовой псевдодальностей.
Бесплатно
Исследования динамики взаимодействия движителя подводного шагающего аппарата с донным грунтом
Статья научная
Обсуждаются результаты испытаний подводного шагающего аппарата МАК-1. Предложена методика исследования динамики взаимодействия шагающего движителя с подводным грунтом. Результаты работы могут быть востребованы при разработке подводных шагающих робототехнических систем для новых промышленных технологий освоения ресурсов морского дна.
Бесплатно
История создания и перспективы развития космической навигации в России
Статья научная
Отмечаются основные моменты на пути создания глобальных космических навигационных систем первого и второго поколений: объем и содержание работ, этапы и сроки проведения работ, основные характеристики спутников этих систем. Приводятся основные результаты модернизации космического сегмента отечественной глобальной космической навигационной системы второго поколения, полученные в процессе реализации федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система». Раскрываются основные направления развития и модернизации космического сегмента отечественной глобальной космической навигационной системы, определенные в федеральной целевой программе «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012–2020 годы».
Бесплатно
К вопросу о включении в программу исследования Венеры дополнительных технических средств
Статья
Рассматривается актуальный вопрос расширения схемы эксперимента по контактному исследованию планеты Венера путем включения в состав перспективной экспедиции мультироторного летательного аппарата как дополнительного технического средства исследования. В разработанной авторами концепции рассматривается возможность создания и осуществления запуска мультироторного летательного аппарата (как сложной технической системы) в атмосферу Венеры с целью сбора данных о составе и свойствах атмосферы планеты, а также осуществления фото- и видеосъемки ее поверхности. Такой аппарат будет функционировать определенное время в заданных эшелонах высот (зонах). Авторы предлагают установить их в спускаемый аппарат. В статье приводятся цели создания данной технической системы и задачи, которые она должна выполнить на планете Венера. В работе проиллюстрированы возможные варианты использования и схемы введения в действие мультироторного летательного аппарата в атмосфере планеты, характер его движения. В качестве модуля системы накопления энергии выбраны аккумуляторные батареи, которые значительно улучшат функционирование мультироторного летательного аппарата и увеличат длительность его пребывания в атмосфере. Показаны варианты размещения мультироторных аппаратов в разработанной модели базового спускаемого аппарата, оценены массово- габаритные параметры.
Бесплатно
Каркас солнечной батареи из труб треугольного сечения
Статья
Подавляющее большинство космических аппаратов используют в качестве первичного источника энергии солнечные батареи. Повсеместное использование солнечных батарей обусловлено простотой конструкции, надежностью, экологической безопасностью и минимальным влиянием на электронику и радиоэлементы космического аппарата. Разработка новых, более крупных космических аппаратов вызвана растущими требованиями к их функциональным возможностям. Эти требования приводят к необходимости обеспечения все больших мощностей полезной нагрузки космического аппарата, росту ее массы. Различают солнечные батареи с разным типом подложки: гибкие, полужесткие и жесткие. Многолетний опыт разработок и применения солнечных батарей привел к тому, что отечественные космические аппараты в большинстве конструкций используют солнечные батареи с полужесткой подложкой, состоящей из труб, фитингов и струн. Данная конструкция подложки имеет характеристики на уровне мировых аналогов. Повышение массы полезной нагрузки возможно скомпенсировать снижением массы системы электропитания. Так, для улучшения массово-габаритных характеристик возможна оптимизация конструкции основных несущих элементов – труб, что подразумевает более эффективное использование материала (снижение запаса прочности при неизменной жесткости каркаса). В работе представлены результаты исследования возможности модернизации конструкции каркасов планарных солнечных батарей, повышения их массово-габаритных характеристик. Исследования проводились расчетным и экспериментальными методами, изготовлены и выпущены экспериментальные образцы труб. В результате работ разработан каркас, выполненный из труб треугольного сечения и фитингов, определены массовые и механические характеристики каркаса.
Бесплатно
Комплексирование передачи команд и дальномерных измерений
Статья научная
Представлен принцип объединения дальномерных измерений не только по дальномерному, но и по командному сигналу, что повышает точность измерения.
Бесплатно
