Статьи журнала - Космическая техника и технологии
Все статьи: 446
Статья научная
Рассмотрена интегрированная система сближения и причаливания космических аппаратов по измерениям аппаратуры спутниковой навигации, совмещённой с оптической подсистемой причаливания (ОПП), обеспечивающей формирование высокоточного вектора относительных координат на финальном участке причаливания. Рассмотрены вопросы проектирования ОПП, функционирующей в условиях солнечных засветок, проведена оценка точности измерений относительных координат в зависимости от текущей дальности и состава ОПП. Проведено моделирование процесса причаливания с одновременным управлением от аппаратуры спутниковой навигации и ОПП. Показано, что на участке причаливания в момент касания обеспечивается точность реализации причаливания по координатам 2-5 см, по скорости ~1 см/с
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача построения адаптивного закона управления с настраиваемой моделью для управления угловым движением космического аппарата при неполном составе измерений вектора состояния и параметрической неопределенности объекта управления. В качестве объекта управления рассматривалась космическая платформа с вращающимся солнечным парусом. Конструкция космического аппарата включает в себя солнечный парус в виде вращающегося пленочного диска с центральной жесткой вставкой, приборный отсек с целевой аппаратурой и компенсирующий силовой гироскоп с регулируемой скоростью вращения ротора. Синтез регулятора (обратной связи) и адаптивного наблюдателя осуществлен с использованием метода последовательного замыкания мод движения (модифицированного метода модального управления, представляющего собой итеративный численный алгоритм, позволяющий работать с динамическими системами большой размерности). Проведено математическое моделирование этапа гашения начальных угловых скоростей космического аппарата, результаты которого демонстрируют эффективность рассматриваемых адаптивных алгоритмов управления и численных процедур модального управления.
Бесплатно
Статья научная
При изучении наземных и астрономических объектов с помощью орбитальных станций «Салют» и «Мир» выполнялось построение требуемой ориентации станции на наблюдаемые объекты. Для МКС, имеющей очень большие размеры и массу, гиродины, установленные на Американском сегменте, не обладают располагаемым кинетическим моментом, достаточным для наведения станции на исследуемые объекты. Понятно, что при такой ориентации МКС выполнять наведение жестко закрепленных приборов на исследуемые объекты невозможно. Поэтому при проведении научных экспериментов на МКС необходимо использовать подвижные платформы наведения (ПН). Использование нескольких ПН позволяет также осуществлять одновременное наблюдение разных объектов. С начала полета МКС в рамках эксперимента по исследованию Земли «Ураган» используются ручные приборы наблюдения, и экипаж наводит на исследуемые объекты фотографическую, фото- и видеоспектральную аппаратуру через иллюминаторы. Однако на планирование таких экспериментов налагаются сильные ограничения, прежде всего связанные с необходимостью учета распорядка дня экипажа и наличия у него времени, выделенного на проведение научных экспериментов...
Бесплатно
Система отработки вибропрочности: опыт применения и перспективы развития
Статья научная
В статье изложены основные принципы отечественной системы обеспечения вибропрочности изделий ракетно-космической техники. Система сложилась в общем русле развития ракетной техники во второй половине XX века. Работа в рамках системы предусматривает выполнение двух взаимосвязанных частей: расчетно-теоретической и экспериментальной. Следование принципам системы гарантирует надежность сопротивления конструкций вибрационным и другим динамическим воздействиям. Освещена ключевая роль динамического моделирования в комплексе задач отработки вибропрочности: достоверная, верифицированная на изделии-прототипе динамическая конечно-элементная модель повышает качество и надежность конструкции и позволяет сократить объем ее экспериментальной отработки. На основе опыта осуществленных РКК «Энергия» проектов сформулированы практические рекомендации по моделированию и рациональным способам решения расчетных и экспериментальных задач. С учетом зарубежного опыта указаны перспективы развития системы. Сформирован и изложен комплекс проблемных мероприятий в масштабах ракетно-космической отрасли, реализация которых необходима для реформирования системы.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются особенности теплового режима негерметичного приборного отсека космического аппарата «Интергелиозонд», разрабатываемого НПО Лавочкина по заданию Госкорпорации «Роскосмос». Дается краткое описание космического аппарата, приводятся необходимые библиографические ссылки. В рамках программы «Интергелиозонд» создаются два одинаковых космических аппарата, которые будут производить физические исследования Солнца с близких расстояний, функционируя на гелиоцентрических внеэклиптических орбитах. Принимая во внимание условия применения космического аппарата, характеризуемые значительным изменением плотности падающего солнечного излучения, в его состав предлагается ввести сегмент на базе гидроконтура в дополнение к уже имеющейся основной системе обеспечения терморегулирования, построенной на базе тепловых труб и сотопанелей. Гидроконтур выполняет роль универсальной системы, которая обеспечивает температурный режим на этапах наземной отработки, а в период летной эксплуатации способна осуществлять теплоснабжение или дополнительное охлаждение приборного отсека. Представлен многовариантный, отличающийся более высоким уровнем сложности, процесс внедрения гидроконтура в состав системы обеспечения терморегулирования приборного отсека космического аппарата.
Бесплатно
Системы обеспечения безопасности стендовых испытаний кислородно-водородных двигательных установок
Статья научная
Испытания кислородно-водородных двигательных установок на стенде с заправкой в топливный бак до 2 700 кг водорода проводятся с выполнением специальных мер безопасности и использованием систем аварийной защиты испытаний, охватывающих до 60% нештатных ситуаций. Испытания двигательных установок с увеличенными дозами заправки водорода (до 7 000 кг) требуют применения дополнительных мер безопасности, основанных на повышении эффективности систем пожаровзрывопредупреждения, аварийной защиты и коэффициента охвата аварийных (нештатных) ситуаций. Ключевыми факторами в повышении коэффициента охвата нештатных ситуаций при испытаниях являются исследования систем более раннего обнаружения утечек водорода и применения ингибиторов с флегматизатором-азотом для предотвращения взрыва смесей водорода с воздухом (кислородом). Представлены результаты исследований систем раннего обнаружения утечек водорода и построения средств котроля на основе волоконно-оптической техники и микрорезонаторных структур, обладающих более высокими быстродействием, селективностью, помехозащищенностью и надежностью.
Бесплатно
Системы обеспечения теплового режима разгонных блоков типа дм ракет космического назначения
Статья научная
В настоящей статье рассмотрены системы обеспечения теплового режима разгонных блоков (РБ) типа ДМ, их назначение, состав и эволюция по мере изменения конструкции РБ. Разгонные блоки, используемые в качестве последней ступени ракет космического назначения, предназначены для довыведения космического аппарата до опорной орбиты, перевода его с опорной на целевую орбиту искусственного спутника Земли (эллиптическую или геостационарную) и на отлетные траектории к планетам. При этом обеспечивается выполнение требований заказчика по ориентации и точности выведения. В настоящее время из действующих РБ только РБ ДМ и его модификации используют экологически чистые компоненты топлива (жидкий кислород и керосин). Одной из научно-технических проблем, решаемых при создании РБ ракет космического назначения, является создание надежной и эффективной системы обеспечения теплового режима, обеспечивающей необходимые температурные условия для нормального функционирования бортовых систем РБ.
Бесплатно
Статья обзорная
Задачи оценки риска повреждения космических аппаратов метеороидами и частицами космического мусора являются весьма актуальными. Вероятность неповреждения космического аппарата зависит от свойств элементов его конструкции, плотности потока и скорости высокоскоростных частиц метеороидов и/или космического мусора. Настоящая статья представляет собой аналитический обзор работ (в основном зарубежных) по оценке скорости метеороидов на основе данных, полученных экспериментально. Сформулированы общие требования, предъявляемые к экспериментальным данным, приемлемым для получения достоверных результатов по скорости метеороидов. Сравнены величины скорости метеороидов, полученные по различным моделям, в т. ч. по данным, представленным в действующих отечественных стандартах. На основании анализа экспериментальных данных, накопленных к настоящему времени, предложены наиболее вероятные значения скорости метеороидов и частиц космического мусора для использования в баллистических предельных уравнениях.
Бесплатно
Статья научная
В статье проанализированы существующие технологии получения полусфер из труднообрабатываемых материалов. Рассмотрены преимущества и недостатки представленных способов и средств технологического оснащения. Предложен перспективный способ получения заготовок полусфер из труднодеформируемых титановых сплавов для ёмкостей высокого давления, внедрённый в производственный процесс на отечественных предприятиях машиностроительной отрасли. Приведены результаты проведённых в АО КБХА экспериментальных работ по изготовлению титановых полусфер методом ротационной вытяжки. Выполнены металлографические исследования полученных заготовок. Показаны пути достижения оптимальных технических характеристик и высокого уровня надёжности, предъявляемого к изделиям специальной техники из титановых сплавов. Полученные результаты позволяют существенно расширить технологические возможности производства, а также значительно улучшить технические характеристики изделий спецтехники в машиностроении.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено состояние программ по разработке мощных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) АО «НПО Энергомаш». НПО Энергомаш ведет свою историю с мая 1929 г., когда под руководством В.П. Глушко было создано подразделение в структуре Газодинамической лаборатории в Ленинграде по разработке ракетных двигателей и ракет. Академик В.П. Глушко многие годы был руководителем этого предприятия, он является основоположником отечественного жидкостного ракетного двигателестроения, выдающимся ученым и конструктором, одним из пионеров ракетно-космической техники, генеральным конструктором системы «Энергия-Буран». Именно для сверхтяжелой ракеты-носителя «Энергия» были разработаны самые мощные в мире ЖРД РД-170, которые стали основой для создания в НПО Энергомаш большого семейства кислородно-керосиновых ЖРД. Представлены краткие результаты выполнения программ разработки и последующей эксплуатации семейства кислородно-керосиновых ЖРД с дожиганием окислительного генераторного газа, созданного на базе ЖРД РД-170/171, разработанных для ракет-носителей «Энергия» и «Зенит». Приведены основные характеристики двигателей РД-170/171, РД-180, РД-191 и РД-181. Рассказано о поставленных задачах по разработке двигателя РД-171МВ для РН «Союз-5» и перспективах дальнейшей эксплуатации и модернизации семейства кислородно-керосиновых ЖРД АО «НПО Энергомаш».
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены содержание и структура задач интеллекту ализированного контроля состояния космических аппаратов в процессе управления полётом. Определено место контроля и дано понятие анализа, применяемое в контексте решения задач управления полётом. Кратко представлено состояние технологий контроля, применяемых в настоящее время при управлении полётом современных космических аппаратов и орбитальных комплексов. Приведены результирующие сведения об использовании автоматизированных способов анализа телеметрической информации для эксплуатирующейся в настоящее время отечественной космической техники. Сформулированы основные недостатки процесса контроля, которые усиливаются с учётом современных тенденций развития космических программ. Устранение недостатков предлагается осуществить за счёт разработки и внедрения процедур интеллектуализации в процесс анализа телеметрической информации. Дано представление об интеллектуальном анализе и его ключевых преимуществах для технических приложений. Представлены основные предпосылки расширения автоматизации процесса контроля при управлении полётом космических аппаратов. Изложена принципиальная схема работы интеллектуализированной системы контроля с учётом особенностей её работы.
Бесплатно
Создание и пятнадцатилетний опыт эксплуатации ракетно-космической системы «Морской старт»
Статья научная
Рассмотрены преимущества морского базирования ракетно-космического комплекса «Морской старт» (Sea Launch). Приведены назначение и основные характеристики стартовой платформы, сборочно-командного судна, ракеты космического назначения «Зенит-3SL» с разгонным блоком ДМ-SL. Описаны особенности подготовки к старту, действующие на судно нагрузки при старте, действия экипажа после старта, управление пуском ракеты и ее полетом. Приведены результаты коммерческих пусков ракеты космического назначения с 1999 г. по настоящее время.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложены конструкции трансформируемых систем космических аппаратов, создаваемых непосредственно в космосе. В их основе лежит принцип разворачивающихся чечевицеобразных рукавов. Предложенные технические решения основаны на существующей технологии изготовления рукавов и конструкции механизма подачи намотанного на барабан рукава. В результате реализованы технические решения, способные обеспечить, как показали модельные испытания, создание устройств для трансформирования различных конструкций на заданные расстояния при малых габаритах в стартовом положении. Показаны результаты оценочных расчётов жёсткостных параметров рассматриваемых систем при их различном конструкционном исполнении. Выполнен анализ возможности использования предлагаемых трансформируемых систем в космической технике. Предложены области использования таких систем в наземных условиях, в частности, в транспортабельных вышках для различных функциональных нагрузок.
Бесплатно
Статья научная
Статья содержит результаты создания упрощённой математической модели рулевого тракта космического ракетного блока с применением аппроксимации нелинейных гидравлических характеристик двухдроссельного электро -гидравлического усилителя рулевой машины методом многомерной кубической сплайн-интерполяции-экстраполяции. Отличительная особенность разработанного метода заключается в том, что при математическом моделировании сложные аналитические зависимости характеристик не требуются, а для их аппроксимации в процессе расчётов используются только табличные представления экспериментальных данных. Представленные в настоящей работе многомерные методы аппроксимации, основанные на кубической сплайн-интерполяции-экстраполяции характеристик, прошли апробацию в математических моделях рулевых трактов систем управления вектором тяги маршевых двигателей ракетных блоков и показали свою высокую эффективность. Показывается, что увеличение гидравлической силы, действующей на золотниковые плунжеры электрогидравлического усилителя со стороны потоков обтекающей их жидкости в статически устойчивой рулевой машине, не может приводить к автоколебаниям в рулевом тракте, т. е. не влияет на его динамическую устойчивость, а только изменяет вид его переходной характеристики.
Бесплатно
Создание плазменных двигателей малой мощности для микроспутников
Статья научная
В статье представлены результаты решений ряда практических задач, возникших при разработке нового плазменного двигателя малой мощности и оптимизации принципиальной схемы с целью повышения эффективности его функционирования, а также снижения энергетических затрат на генерацию тягового усилия. Представлена концепция принципиальной схемы плазменного двигателя с полым магнитным анодом. Изложены результаты исследовательских работ, направленных на создание перспективных плазменных двигателей малой мощности в диапазоне 70..300 Вт, обеспечивающих повышенные выходные параметры при снижении массогабаритных характеристик. В результате проведенных работ были разработаны двигатели малой мощности ПлаС-34 и ПлаС-40. Описаны итоги исследований влияния конструктивных параметров магнитной и разрядной систем на эффективность функционирования рассматриваемых двигателей. Определены особенности работы и поведение удельных параметров и характеристик плазменных двигателей новой схемы при различных режимах. Продемонстрированы преимущества двигателей типа ПлаС в сравнении с известными аналогами, а также конкурентоспособность и перспективность их применения.
Бесплатно
Сочетая традиции и новаторский подход
Статья научная
В статье представлен обзор основной деятельности АО «НПО Лавочкина», начиная с 1930-х гг. по настоящее время, а также описание перспективных проектов. Приведены разноплановые программы разработки и производства космических комплексов для научных исследований объектов дальнего и ближнего космоса. К 75-летней годовщине образования РКК «Энергия» рассматриваются точки взаимодействия между старейшими космическими предприятиями. Освещается вопрос передачи лунной и планетной тематики ОКБ-1 коллективу Машиностроительного завода имени С.А. Лавочкина и назначения на должность главного конструктора Георгия Николаевича Бабакина. Кратко анализируются задачи, решаемые космическими аппаратами, и пути их реализации. Изложены ближайшие перспективы отечественной и международных космических программ.
Бесплатно
Сплав 1570С - материал для герметичных конструкций перспективных многоразовых изделий РКК «Энергия»
Статья научная
Оптимизирован химический состав алюминиевого сплава 1570С применительно к созданию изделий ракетно-космической техники многоразового использования. Освоено промышленное производство сплава 1570С. Проведены всесторонние исследования и выпущены опытные технические условия на полуфабрикаты из сплава 1570С. Разработаны технологические рекомендации по изготовлению сварных крупногабаритных конструкций из сплава 1570С. Отработана технология изготовления элементов конструкции пилотируемого транспортного корабля нового поколения. Показано, что сварка трением с перемешиванием - эффективный и перспективный способ сварки для изготовления космических аппаратов.
Бесплатно
Способ герметичного соединения пилотируемого лунохода и напланетного модуля
Статья научная
В статье рассмотрены различные способы решения новой задачи - устранения рассогласования стыковочных интерфейсов пилотируемого герметичного лунохода и лунного модуля для создания их герметичного соединения. Проведено сравнение способов, выбрано использование в конструкции лунохода 6-степенной платформы, управляемой по контактным силам стыковочных интерфейсов. Разработаны макеты лунохода и станции, осуществляющих соединение интерфейсов выбранным способом. Представлены результаты их испытаний. Приведены описание конструкции макетов; циклограмма управления луноходом; алгоритм автоматической (роботизированной) стыковки; состав датчиковой аппаратуры; состав программного обеспечения. Рассмотрен проект стыковочного агрегата лунохода, отличающегося отсутствием в его составе стыковочного механизма. Сделан вывод о том, что предлагаемый способ устранения рассогласования стыковочных интерфейсов принципиально реализуем и работоспособен.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются новые полигармонические методы расчёта амплитудно-фазовых частотных характеристик нелинейных динамических объектов и систем управления с заданной погрешностью вычислений и за минимальное время. Исследуется работоспособность этих новых полигармонических методов. Показывается, что при использовании комбинированного полигармонического метода, в котором одновременно осуществляется анализ достаточности постоянства средних значений коэффициентов Фурье исследуемых гармоник и анализ достаточности постоянства суммы их средних значений, нормированных номером гармоники, существенно сокращается машинное время вычисления частотных характеристик первой гармоники нелинейных динамических объектов. Разработанный новый комбинированный полигармонический метод может применяться в программах расчётов частотных характеристик нелинейных динамических объектов, регуляторов и следящих систем управления, а также для их спектрального анализа и идентификации их параметров. Метод также может найти применение при создании новых анализаторов частотных характеристик и анализаторов спектра.
Бесплатно
Спутниковая навигация космических аппаратов на лунной орбите
Статья научная
Предложена концепция построения системы спутниковой навигации для обслуживания космических аппаратов, находящихся на лунных орбитах, орбитах перелета Земля-Луна-Земля, а также на околоземных участках орбит (до расстояний ~1 млн км) космических аппаратов дальнего космоса. Предложенная концепция предполагает развитие существующей системы ГЛОНАСС и использование ее инфраструктуры, а также возможность применения в качестве аппаратуры потребителя имеющейся аппаратуры с модернизированным программным обеспечением. Для предложенной концепции проведено моделирование функционирования системы навигации лунного космического аппарата, а также объекта, находящегося на поверхности Луны. Получены точностные и динамические характеристики навигационного решения для различных вариантов построения системы, даны рекомендации по выбору параметров исследуемой спутниковой навигационной системы.
Бесплатно
