Статьи журнала - Космические аппараты и технологии
Все статьи: 322
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
Компьютерная модель бортового ретрансляционного комплекса для анализа фазовых искажений сигнала
Статья
В статье рассмотрены вопросы, связанные с разработкой компьютерной модели бортового ретрансляционного комплекса с линейной ретрансляцией сигнала для анализа его фазовых искажений. Очень важным является знание фазовых искажений (набега) при определении координат источника радиоизлучения фазовым методом с использованием виртуальной антенной решётки в системах спутниковой связи. Обзор литературы, приведенный в статье, показал отсутствие возможности провести указанные исследования на существующих компьютерных моделях. На основе классического варианта структурной схемы бортового ретрансляционного комплекса была разработана компьютерная модель в среде MATLAB R 2016b (Simulink). В состав модели вошли приёмное устройство, входной и выходной мультиплексоры и усилители мощности. В качестве нелинейных усилителей были взяты математические модели Салеха и Горбани усилителей, реализованных на лампах бегущей волны, и твердотельных усилителей соответственно. Мультиплексоры реализованы в виде полосовых фильтров, подключенных параллельно. Гибридный делитель и ферритовые циркуляторы не вошли в модель. В модели есть возможность исследовать зависимость фазовых искажений сигнала от характеристик структурных блоков бортового ретрансляционного комплекса. Также в компьютерной модели предусмотрена возможность исследования влияния шума на фазовые искажения.
Бесплатно
Компьютерная модель устройства фильтрации сигнала для мониторинговой земной станции
Статья
Системы спутниковой связи имеют преимущество перед другими системами связи, так как имеют большой охват территории. Земная станция может располагаться в любой точке данной территории и может быть как легитимным пользователем, так и спутниковым пиратом (нелегитимным пользователем). Перед разработчиками стоит задача определить координаты незаконно занимающего частотный ресурс нелегитимного пользователя. В статье предложена структурная схема устройства фильтрации сигнала, которое входит в состав устройства определения координат нелегитимного пользователя мониторинговой земной станции. Определены назначение, требования и основная задача каждому составному блоку устройства фильтрации. Произведен поиск и анализ фильтров-аналогов и методов фильтрации сигналов. В программной среде MatLAB Simulink по структурной схеме разработана компьютерная модель устройства фильтрации сигнала с возможностью определения набега фазы, а также раскрыты настройки блоков устройства фильтрации, которые в процессе исследования модели можно корректировать. Для находящихся в составе устройства фильтрации полосовых фильтров по фазочастотным характеристикам построены зависимости изменения фазы принимаемого сигнала от частоты этого сигнала. Сформирована система фазовой автоподстройки частоты с возможностью изменения ее параметров. Произведены расчеты набега фаз через элементы устройства фильтрации.
Бесплатно
Конечно-элементный тепловой расчёт робототехнической системы космического назначения
Статья научная
В статье рассмотрены результаты компьютерного моделирования тепловых режимов функционирования двухосной поворотной платформы на внешней поверхности международной космической станции (МКС), описана методика расчёта и проведён анализ изделия на соответствие требованиям, предъявляемым к космической технике.
Бесплатно
Концепция лунной системы спутниковой связи
Статья научная
Обоснована необходимость создания лунной системы спутниковой связи (ЛССС) длительного функционирования, решающей задачи обеспечения глобальной оперативной связи мобильных транспортных средств на поверхности Луны и вблизи ее с базовой лунной станцией связи на поверхности Луны, а через нее с наземными станциями связи. Проведено исследование различных типов орбитальных группировок ЛССС и принципов организации с их помощью межспутниковой связи и управления. Определены схема и средства выведения спутника на окололунные орбиты, его масса, основные требования к построению и функционированию.
Бесплатно
Концепция окололунной навигации
Статья научная
Формулируются требования к информационно-навигационному обеспечению различного класса потребителей на поверхности Луны и в окололунном космическом пространстве. Рассматриваются принципы спутниковой навигации и соответствующие орбитальные структуры. Определяется частотный план для окололунной навигации и связи. Решается задача интеграции функций навигации и связи на уровне потребительской аппаратуры и спутника.
Бесплатно
Концепция построения триангуляционной селенодезической сети
Статья научная
Разработаны принципы построения триангуляционной селенодезической сети на базе пассивных радиоотражателей и активных приемоответчиков. Проведены оценки параметров селенодезического спутника, решающего задачи измерений дальности до селенодезического пункта активным и пассивным методом, высоты орбиты, информационной связи с наземным пунктом. Сформированы варианты построения активного и пассивного селенодезических пунктов и оценена их масса. Определено количество одновременно выводимых селенодезических пунктов совместно с селенодезическим спутником в орбитальном лунном блоке и принципы их мягкой посадки на поверхность Луны.
Бесплатно
Космические технологии – одна из базовых основ инновационного развития сибирского региона
Статья
Создание ракетно-космического производства привело к мощному развитию промышленного потенциала в сфере наукоемких технологий. Космические технологии обладают огромным инновационным потенциалом для развития высокотехнологических и наукоемких производств, что потребовало соответствующего кадрового обеспечения для решения этих задач. В результате практически в каждом регионе страны были созданы элементы космической инфраструктуры, осуществлено внедрение новейших космических технологий в различных отраслях, в практику управления социально-экономическим развитием регионов. Это положительно отразилось на развитии региона и отдельных его городов. На примере городов Красноярского края проведены оценки уровня бюджетного финансирования программы развития городов с использованием разработанной методики. Выявлена роль особых городов и градообразующих предприятий космической отрасли в обеспечении инновационного развития региона, в том числе в ЗАТО Железногорск. Проведены исследования развития космического направления кластера инновационных технологий, реализуемого АО «ИСС» путем модернизации производства и расширения кооперации предприятий кластера с вузами и предприятиями сибирского региона. Определена роль кадровой политики АО «ИСС», обеспечивающая сохранение и развитие профессиональных компетенций своих сотрудников в области космических высокотехнологических производств, что способствует инновационному развитию отечественной космической отрасли.
Бесплатно
Статья
Основой космических систем навигации являются высокостабильные атомные стандарты частоты, формирующие высокоточную спутниковую шкалу времени и высокостабильную сетку частот, обеспечивающие выходные точностные характеристики космических систем в целом. В основу системы прецизионной термостабилизации были положены следующие основные принципы: обеспечение пространственной неоднородности тепловых потоков на основании атомных стандартов частоты с использованием гипертеплопроводящих пластин; организация управляемых с высокой точностью дозированных тепловых воздействий обогревателей; повышение точности измерения температур (абсолютных и относительных) с помощью бортового стандарта температуры. Результаты лабораторного, наземного и космического эксперимента показали, что принцип прецизионной термостабилизации работает в части учета отклонения температуры от заданной и учета влияния нестабильности питания бортовой сети, также была обеспечена точность термостабилизации с учетом угла поворота солнечных батарей от 0,025 °С (на солнечных участках орбиты) до 0,04 °С (на теневых участках орбиты). Кроме того, при применении гипертеплопроводящих пластин улучшена пространственная нестабильность термоплиты в 6 раз. В итоге разработанные мероприятия позволяют повысить точность прецизионной термостабилизации до 0,01 °С.
Бесплатно
Статья
Для эффективного приема полезного широкополосного сигнала требуется компенсировать искажения, вызванные комплексным частотно-зависимым коэффициентом приемо-передающей антенны, мультипликативными помехами и шумами от неоднородности среды распространения, аддитивными помехами и шумами. Применение только корреляционной обработки при определенных условиях не позволит принять полезный широкополосный сигнал с требуемым качеством. В статье разработана математическая модель пространственно-временной обработки широкополосных сигналов в спутниковых системах широкополосного доступа, показывающая, что пространственно-временная обработка должна проводиться в два этапа. На первом этапе проводится пространственно-временная обработка в канале адаптивной антенной решетки на основе формирования комплексного частотно-зависимого вектора весовых коэффициентов, который должен изменяться с изменением сигнально-помеховой обстановки в реальном масштабе времени с учетом изменения направления на источники излучения. На втором этапе производится корреляционная обработка широкополосного сигнала на основе применения кодовых последовательностей большой длины. Данная модель является основой для разработки методов формирования и корреляционной (временной) обработки широкополосных сигналов и методов пространственно-временной обработки широкополосных сигналов в условиях воздействия преднамеренного и непреднамеренного воздействия. На основе представленной математической модели пространственно-временной обработки широкополосных сигналов определены основные направления повышения помехозащищенности в радиоэлектронных системах.
Бесплатно
