Статьи журнала - Космическая техника и технологии
Все статьи: 505
Разработка языка анализа телеметрической информации
Статья научная
В статье рассматривается разработанный в Центре управления полётами язык программирования, предназначенный для подготовки подпрограмм анализа телеметрической информации. Язык основан на современных языках программирования и содержит специальные средства для оперирования телеметрическими значениями. В статье приводится описание уникальных элементов языка, даются примеры программного кода. Для разработанного языка реализованы транслятор и интерпретатор, которые внедрены в телеметрический информационно-вычислительный комплекс Центра управления полётами и используются для телеметрического обеспечения управления полётом Российского сегмента Международной космической станции и других космических аппаратов.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты многолетних разработок, экспериментальной отработки и практического применения высокочувствительных испытаний на суммарную герметичность без использования вакуумных камер гермоотсеков и пневмогидравлических систем крупногабаритных изделий космической техники - на примере российских стыковочного отсека (1995 г.) и малого исследовательского модуля МИМ-1 (2010 г.), российских систем и гермо отсеков пяти европейских автоматических транспортных кораблей ATV (2005-2014 гг.) при наземной предполетной подготовке на космодромах. Испытания проводятся по усовершенствованному методу накопления при атмосферном давлении с использованием пробного газа гелия. При атмосферных условиях в объеме накопления величиной 100 м3 за время выдержки 1 ч минимальный регистрируемый поток 100%-ного гелия может составить до 3,27-10-2лмкм рт. ст./с. Использование гелиевых течеискателей с турбомолекулярными насосами и методик, усовершенствованных по результатам испытаний, позволяет создать технологические процессы испытаний, способные в ряде случаев замещать традиционную технологию испытаний собранных космических кораблей и модулей в крупногабаритных вакуумных камерах в случае отсутствия последних на космодромах.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты выполненных в ОКБ-1 (РКК «Энергия») работ по созданию первого отечественного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) замкнутой схемы (с дожиганием генераторного газа) для разгонного блока Л ракетного комплекса «Молния». Его разработка определила переход в ракетной технике на ЖРД замкнутой схемы, что позволило практически полностью использовать энергетические возможности разных типов ракетного топлива, повысить давление в камерах сгорания и значительно улучшить характеристики ЖРД. В двигателях открытой схемы сделать это было невозможно из-за роста потерь на привод турбонасосных агрегатов. Опыт, полученный при создании этого двигателя, дал возможность разработать в РКК «Энергия» маршево-рулевые двигатели для разгонных блоков типа Д, ДМ и орбитального корабля «Буран» с высокими энергетическими характеристиками и надежностью. Результаты этих работ используются РКК «Энергия» и в настоящее время при разработке перспективного многофункционального ЖРД, камера которого охлаждается криогенным кислородом.
Бесплатно
Ракета космического назначения «Зенит-3SL» для программы «Морской старт»
Статья научная
Представлены материалы по ракетно-космическому комплексу морского базирования, созданному на базе ракетного комплекса «Зенит» и разгонного блока типа ДМ. Рассмотрены основные проблемные вопросы, которые были решены в процессе создания и эксплуатации комплекса.
Бесплатно
Ракетно-космической корпорации "Энергия" имени С.П. Королёва 75 лет
Статья научная
В статье кратко описаны основные достижения предприятия за 75 лет - от образования ОКБ-1 во главе с С.П. Королёвым для создания боевых межконтинентальных ракет до современного состояния РКК «Энергия» как ведущей отечественной и мировой организации в области пилотируемой космонавтики. На основе разработанных межконтинентальной ракеты Р-7 и кислородно-углеводородного жидкостного ракетного двигателя замкнутой схемы были созданы ракеты космического назначения, обеспечившие запуски первого в мире спутника Земли, первого космонавта планеты, автоматических межпланетных станций к Луне, Венере, Марсу. Многопрофильность предприятия мешала С.П. Королёву сосредоточиться на пилотируемой космонавтике, и он инициировал передачу разработки и изготовления боевых ракет в КБ имени В.П. Макеева, ракет космического назначения - в ЦСКБ «Прогресс», спутников связи и другого назначения - в ИСС имени М.Ф. Решетнёва, лунных и межпланетных станций - в НПО имени С.А. Лавочкина. Под руководством В.П. Глушко в 1980-е годы были созданы и с первого раза успешно запущены сверхтяжёлая ракета-носитель «Энергия» и в беспилотном режиме - система «Энергия-Буран». Были созданы пилотируемые одномодульные орбитальные станции «Салют», много -модульная многофункциональная космическая лаборатория «Мир» и успешно функционирующие модификации транспортных пилотируемых («Союз») и грузовых («Прогресс») кораблей. В тяжёлые для страны 1990-е гг. РКК «Энергия» под руководством Ю.П. Семенова спасла отечественную космонавтику за счёт коммерческих исследований на станции «Мир». В настоящее время РКК «Энергия» совместо с АО ГКНПЦ имени М.В. Хруничева завершает этап наземных испытаний многоцелевого лабораторного модуля и ведёт изготовление модулей для перспективной околоземной пилотируемой станции.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье представлен обзор стационарных плазменных и электро-термокаталитических двигателей, разработанных АО «ОКБ «Факел» и предназначенных для работы в составе систем управления движением космических аппаратов. Кратко изложена история, повествующая о первых космических рубежах, покорённых электр оракетными двигателями, двигательными блоками и двигательными установками АО «ОКБ «Факел». Приведены основные параметры двигателей АО «ОКБ «Факел», применяемых в настоящее время в космическом пространстве. Представлены новые перспективные разработки АО «ОКБ «Факел», предназначенные как для повышения эффективности и расширения возможностей двигательных установок в составе космических аппаратов (в т. ч. в составе малых космических аппаратов формата Cube Sat), так и для выполнения крупномасштабных научно-технических задач ближайшего будущего, к числу которых относятся задачи по исследованию и освоению планет и небесных тел Солнечной системы.
Бесплатно
Статья научная
Очистка атмосферы гермообъемов долговременных космических станций от диоксида углерода (СО2) является одним из основных вопросов жизнеобеспечения космонавтов, поскольку каждый человек в среднем выделяет в сутки 480 л СО2 (~1 кг). Хотя СО2 является одним из газов, необходимых для дыхания человека, его уровень следует поддерживать в атмосфере гермоообъема ниже нормативов, превышение которых делает СО2 вредной для человека газовой примесью. При этом следует учесть, что в настоящее время установленные нормативы содержания СО2 в атмосфере космической станции не являются научно обоснованными. Основным параметром системы очистки, определяющим содержание СО2 в атмосфере гермообъема космической станции, является эффективный расход очищаемого воздуха через систему его очистки. Установлено, что для очистки атмосферы необходимо выполнить два требования: подвести воздух с необходимым расходом к системе очистки (это требование одинаково для всех типов систем) и обеспечить необходимую эффективность системы очистки для удаления примеси. Определена формула для расчета эффективного расхода через систему очистки атмосферы, позволяющая не только рассчитать необходимый расход через систему очистки, но и сравнить эффективность работы систем разных типов. Установлено, что наиболее эффективной системой очистки атмосферы от СО2 является сорбционная система, как обладающая наибольшей поверхностью поглощения при прочих равных условиях и, следовательно, наибольшим коэффициентом эффективности.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются результаты численного моделирования обтекания возвращаемого аппарата сегментально-конического типа и находящегося вблизи него отделяющегося лобового теплозащитного экрана. Исследуется влияние их относительного расположения на структуру потока и действующие на них аэродинамические силы. Проводится визуализация пространственно-нестационарной вихревой структуры потока. Численное моделирование основано на консервативном конечно-разностном методе потоков. Расчеты осуществляются с использованием параллельных алгоритмов, реализованных на суперкомпьютере кластерной архитектуры. Проведенные расчеты говорят о существенном влиянии относительного положения объектов на их аэродинамические характеристики. Замечено, что аэродинамическое сопротивление лобового теплозащитного экрана увеличивается, а сопротивление возвращаемого аппарата становится отрицательным, что замедляет процесс их расхождения. При появлении поперечных смещений на лобовом теплозащитном экране и возвращаемом аппарате действуют дополнительные возмущающие аэродинамические силы и моменты, влияющие на траектории их относительного движения. Приведенные данные показывают, что лобовой теплозащитный экран статически устойчив в исследованном диапазоне изменения определяющих параметров.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время геостационарная орбита является предпочтительной для размещения спутников связи. Традиционные схемы выведения с использованием химических двигателей недостаточно эффективны и требуют задействования ракет-носителей тяжелого класса. Комбинация электроракетных и химических двигателей увеличивает массу полезной нагрузки. В свою очередь, при выведении космического аппарата с применением электроракетных двигателей возникает проблема отыскания оптимальных законов управления вектором тяги. В статье рассматривается перелет космического аппарата с электроракетной двигательной установкой малой тяги с высокоэллиптической на геостационарную орбиту. Предлагается приближенно-оптимальный закон управления вектором тяги. Приведены примеры моделирования перелета с использованием разработанного закона управления для различных вариантов исходных данных. Проведен выбор параметров промежуточных высокоэллиптических орбит с целью минимизации времени перелета на целевую орбиту, оценено влияние сопротивления остаточной атмосферы во время полета в области перигея орбиты. Учитывая малую погрешность метода и простоту реализации алгоритмов, предлагаемый метод может быть использован для проектно-баллистических расчетов.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты численного и экспериментального исследований турбулентного обтекания космической головной части с пилотируемым транспортным кораблем и ракетным блоком аварийного спасения на участке выведения на орбиту. Основной задачей этих исследований является определение амплитудночастотных характеристик пульсаций давления на поверхности возвращаемого аппарата. Описана двухэтапная комбинированная схема с моделированием вихревых структур рассматриваемого турбулентного течения, построенная для решения данной задачи, и представлены результаты ее верификации путем сопоставления соответствующих расчетных данных с результатами измерений пульсаций давления на модели масштаба М 1:20, параллельно проводившихся в аэродинамической трубе Т-128 ЦАГИ. Анализ результатов расчетов обтекания натурного объекта при дозвуковых, трансзвуковых и сверхзвуковых режимах полета свидетельствует о том, что на участке выведения поверхность космической головной части испытывает сильные динамические нагрузки (при числе Маха полета М = 1,5 интенсивность пульсаций давления достигает 175 дБ). Показано также, что значительный (до 7 дБ) дополнительный вклад в эти нагрузки вносится турбулентными вихревыми следами за соплами двигателей ракетного блока аварийного спасения.
Бесплатно
Статья научная
Возвращаемый аппарат разрабатываемого РКК «Энергия» пилотируемого транспортного корабля в штатном случае осуществляет мягкую посадку на земную поверхность с использованием парашютно-реактивной системы и посадочных устройств. В нештатных ситуациях возможна посадка возвращаемого аппарата на водную поверхность. В этом случае возникает необходимость определения гидродинамических воздействий на возвращаемый аппарат при касании водной поверхности и в процессе погружения в водную среду, а также исследования динамики поведения аппарата в последующие моменты времени. В данной публикации представлены результаты предварительных численных исследований гидродинамических воздействий на аппарат сегментально-конической формы при приводнении, выполненных с использованием программного комплекса FlowVision специалистами компании ТЕСИС и РКК «Энергия». Рассмотрен случай посадки на водную поверхность с неработающей твердотопливной двигательной установкой в условиях штиля и при отсутствии взаимодействия струй двигателей с водной поверхностью. Представлены данные по распределению давления по поверхности экрана агрегатного отсека в процессе погружения аппарата в водную среду и динамике поведения аппарата после приводнения. Приведены диаграммы структуры течения около возвращаемого аппарата в различные моменты времени, а также изменения по времени интегральных сил и моментов, действующих на аппарат. Данная информация необходима для детального анализа особенностей взаимодействий при приводнении.
Бесплатно
Статья научная
В работе кратко описаны цели и задачи планируемого космического эксперимента «Солнце-Терагерц» на борту Российского сегмента Международной космической станции. Эксперимент направлен на изучение излучения Солнца в неисследованном терагерцевом диапазоне на частотах 1012...1013 Гц, получение новых данных о терагерцевом излучении Солнца, солнечных активных областей и солнечных вспышек. Разрабатываемая научная аппаратура представляет собой совокупность восьми детекторов, чувствительных к излучению различной частоты: 0,4; 0,8; 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0 и 12,0 ТГц. Рассмотрены основные компоненты детекторов: телескоп, система фильтров, оптический прерыватель и приёмник. Приведён расчёт спектральной прозрачности для систем фильтров для каждого канала и их полоса пропускания. С помощью имитатора чёрного тела проверена оценка чувствительности восьми детекторов научной аппаратуры.
Бесплатно
Статья научная
Актуальным является вопрос исследования электрофизических характеристик высокоэнтальпийного сверхзвукового потока продуктов сгорания. Работа посвящена расчёту электризации стенки сопла жидкостного р акетного двигателя при взаимодействии со сверхзвуковым потоком продуктов сгорания топлива «керосин + жидкий кислород». Проведено расчётное исследование характеристик сверхзвукового потока в закритической части сопла жидкостного ракетного двигателя, получено распределение электрического потенциала в пристеночной области сопла.
Бесплатно
Статья научная
В статье исследуется влияние ветра на аэродинамические характеристики отделяемого головного блока (ОГБ) при аварии ракеты-носителя. Рассматривается случай аварии ракеты-носителя на старте - один из наиболее сложных для осуществления манёвра увода аппарата от аварийной ракеты. Решается модельная задача соосного разделения для конфигурации ОГБ с верхним расположением двигательной установки системы аварийного спасения и варианта работы основного ракетного двигателя без включённого двигателя разделения. В статье приводятся данные по суммарным аэродинамическим характеристикам ОГБ и его лобового теплозащитного экрана, структуре и параметрам поля течения около блока и в зазоре между отделяемыми частями, дающие представление об особенностях аэродинамики ОГБ при увеличении значений скорости и изменении направления ветра, а также в условиях интерференции. Показано существенное влияние на аэродинамические характеристики одновременного воздействия ветра и струй работающей двигательной установки системы аварийного спасения. Расчёты выполнены с помощью программного комплекса Flow Vision в квази-статической постановке.
Бесплатно
Реакторный исследовательско-испытательный комплекс
Статья научная
В статье представлен обзор истории развития и текущего состояния реакторного исследовательско-испытательного комплекса АО «ГНЦ РФ-ФЭИ», предназначенного для сборки, исследований и полномасштабных ресурсных энергетических испытаний космических ядерных энергетических установок (ЯЭУ) с термоэмиссионным реактором-преобразователем. Представлены ведущие специалисты, которые принимали участие в создании и работе данного комплекса. Обсуждаются наиболее важные технологические интерфейсы и работы по их модернизации, проводимые в последние годы. Авторы рассматривают использование безмасляной системы откачки в составе данного комплекса при обезгаживании и ресурсных испытаниях реактора-преобразователя. Предложены современные технические решения для разработки автоматизированной системы специзмерений, предназначенной для регистрации характеристик испытываемой ЯЭУ, в т. ч. вольт-амперных характеристик совместно с теплофизическими и ядерно-физическими параметрами наземного прототипа космической ЯЭУ.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлен новый подход к разработке многокристальных систем на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), реализующих объемные алгоритмы управления космическими аппаратами. При этом подходе учитываются требования по стойкости к специальным факторам и специфика реализуемых алгоритмов. Описан принцип разделения единого алгоритма на функциональные узлы и принципы их взаимодействия. Предложена методика защиты межкристальных связей с помощью кодов, восстанавливающих ошибки, с учетом вероятности возникновения ошибок в кодере. Обобщены результаты тестирования математической модели метода радиационно-стойкого кодирования на базе сверточного кода, а также испытания имплементации разработанной схемы в кристаллы ПЛИС. Сделаны выводы о перспективах применения данного метода с учетом расширения номенклатуры доступных к применению ПЛИС российского производства.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен новый метод регенеративного охлаждения камеры жидкостных ракетных двигателей с использованием принципа межканального движения теплоносителя сквозь пористый металлический сетчатый материал, изготовленный методом диффузионно-вакуумной сварки металлических тканых сеток. Теоретически обоснована необходимость перехода от одномерного (продольно-канального) к двумерному (межканальному) межсеточному движению теплоносителя сквозь пористый сетчатый материал. Представлены экспериментальные данные по гидравлическому сопротивлению и теплообмену в пористых металлических сетчатых материалах. На основе экспериментальных данных получено обобщающее критериальное уравнение поверхностной теплоотдачи для трактов с межканальным двумерным межсеточным движением теплоносителя сквозь металлический сетчатый материал. Исследована эффективность теплообмена трактов с межканальным движением теплоносителя.
Бесплатно
Статья научная
Цель работы - выяснить особенности функционирования приборных шариковых подшипников качения, применяемых в служебной и научной аппаратуре космического аппарата в колебательном режиме в вакууме со смазкой ВНИИ НП-274н. Ресурс работы таких подшипников в основном определяется режимом смазывания, а также уровнем момента сопротивления вращению, показывающим внутренние энергетические потери. Для наблюдения за данными параметрами в процессе работы подшипников в колебательном режиме в вакууме был создан электромеханический исследовательский стенд. Полученные экспериментальные данные колебательного режима сравнивались с данными, полученными при непрерывном вращении тех же подшипников. По результатам испытаний определен режим смазывания, предложена эмпирическая формула зависимости момента сопротивления вращению от параметров колебательного движения, а также даны рекомендации по продлению ресурса. Статья может быть полезной для разработчиков приборов служебной и научной аппаратуры КА с колеблющимся валом, в качестве опор которого используются приборные шариковые подшипники качения с преимущественно осевой нагрузкой.
Бесплатно
Статья научная
Показана важность определения интенсивности растворения неконденсируемого газа в компонентах топлива, используемых в ракетных двигательных установках, в связи с влиянием газосодержания в топливе на работоспособность жидкостного ракетного двигателя. Обоснована необходимость экспериментальных исследований интенсивности растворения газообразного гелия в жидком водороде на крупно -масштабной экспериментальной установке при создании кислородно-водородной двигательной установки ракеты-носителя «Энергия». Представлены особенности проведения исследований с обоснованием модели процесса и обобщением экспериментальных данных. Получена зависимость для коэффициента массообмена в безразмерном виде для широких диапазонов изменений критериев подобия, характерных для высококипящих и криогенных жидкостей. Приведены сравнительный анализ и преимущества полученных результатов, а также краткие сведения об их практическом использовании. Результаты исследований растворимости гелия в жидких криогенных компонентах топлива - водороде и кислороде - могут использоваться при разработке ракетных блоков с криогенными компонентами топлива ракеты-носителя сверхтяжелого класса.
Бесплатно
Статья научная
Композиционные материалы - углепластики имеют высокие удельные характеристики прочности и жесткости в сравнении с традиционными конструкционными материалами. В настоящей статье приведены результаты экспериментальных исследований углепластиков на основе различных углеродных наполнителей и полимерных связующих: ПСБ250/А, ПСБ250/Б, ПСБ250/В, 22500/НИИКАМ-РС, КМКУ-4м.175, КМУ-4Э, КМКУ3.150.Э01 для оценки возможности их использования при изготовлении высоконагруженных конструкций космической техники. В результате проведенных исследований определены следующие характеристики: физико-механические, теплофизические, оптические, электрофизические, уровень газовыделения в вакууме, степень негерметичности образцов материалов по гелиево-воздушной смеси, параметры безопасного применения, включая токсикологическую и пожарную безопасность и микробиологическую стойкость. Эти характеристики необходимы для проектного расчета указанных выше конструкций.
Бесплатно
