Journal articles - Сибирский аэрокосмический журнал
All articles: 3276
Обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн (часть 2)
Scientific article
Представлен обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн. Рассмотрены принципы классификации антенн.
Free
Обзор практики внедрения процессного подхода к управлению на российских предприятиях
Scientific article
Рассмотрены проблемы перехода к процессному управлению российскими предприятиями. Проведен обзор примеров внедрения процессного подхода к управлению на предприятиях Красноярского края.
Free
Scientific article
Приведены краткие сведения по истории развития фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) (кремние- вых и на основе соединений АIIIBV) и солнечных батарей на их основе для космических аппаратов. Перечислены основные факторы космического пространства и показана эволюция структуры и конструкций. Приведена принципиальная структура современных трехкаскадных InGaP / InGaAs / Ge солнечных элементов с указанием функционального назначения слоёв, их основных характеристик. Объяснен механизм деградации электрических параметров таких фотопреобразователей под действием космической радиации и показана возможность минимизации данного негативного эффекта. Описаны основные методы и особенности технологии изготов- ления трехкаскадных ФЭП. Приведен обзор ФЭП космического назначения на основе соединений АIIIBV основ- ных мировых производителей из США, Германии, Италии, России с иллюстрацией их внешнего вида, описанием особенностей конструкций и основных свойств. Показано, что наиболее распространенным является размер ФЭП с площадью ~ 30 см2. Представлены сведения о созданных трехкаскадных InGaP / InGaAs / Ge ФЭП большой площади (до ~ 60-65 см2). Показан мировой уровень эффективности преобразования солнечной энергии (КПД), достигнутый в промышленном производстве, составляющий 26-30 %. Приведены сведения о ФЭП для преобразования концентрированного солнечного излучения. Показаны основные направления повы- шения характеристик ФЭП на основе соединений АIIIBV.
Free
Scientific article
Представлен обзор технических решений, предназначенных для использования современных технологий электронного космического приборостроения применительно к разработке бортовых комплексов управления для сверхмалых космических аппаратов типа CubeSat. В качестве перспективных рассмотрены технология «система на кристалле» и сетевая технология Space Wire. Отмечается широкая мировая практика применения и преимущества использования данных технологий. Приводятся конкретные технические решения, использующие данные технологии, анализируется возможность и целесообразность их применения для проектирования бортового комплекса управления сверхмалого космического аппарата, учитывая его критические особенности по размерам, массе, энергопотреблению. Делается вывод о перспективности создания бортового комплекса управления для сверхмалого космического аппарата на основе интеграции в одном кристалле FPGA открытого IP-ядра процессора LEON 3 и маршрутизирующего коммутатора SpaceWire, определяющего сетевую архитектуру сверхмалого космического аппарата.
Free
Scientific article
При проектировании космических аппаратов (КА) прикладного назначения необходимо определить тип двигательной установки коррекции орбиты. В настоящее время проводятся интенсивные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИР и ОКР) по созданию электрореактивных двигательных установок (ЭРДУ) в широком диапазоне мощностей. Уточняются области рационального применения ЭРДУ в сравнении с другими типами двигательных систем. Эта проблема особенно актуальна для малых КА.
Free
Области сходимости гипергеометрических рядов в теории многообразий Калиби - Яу
Brief report
Рассмотрены примеры многообразий Калаби - Яу, вычисляются области сходимости гипергеометрических рядов, представляющих периоды этих многообразий.
Free
Область концентрации сегментов металлографических изображений деформируемых алюминиевых сплавов
Scientific article
Предлагается анализ концентрации сегментов как области изображений. Рассмотрен признак, позволяющий оценить концентрацию сегментов микр о структурных металлографических изображений деформируемых алюминиевых сплавов.
Free
Обликовый синтез механизма специализированного бюджетного программирования
Scientific article
Представлена выделенная сфера муниципального бюджетного целевого программирования группировки промышленных предприятий-дислокантов и предложен ряд решений по его регламентации посредством введения специализированного механизма управления.
Free
Обнаружение динамических текстур по видеопоследовательностям в условиях недостаточной освещенности
Scientific article
Обнаружение динамических текстур на видеоизображениях в настоящее время находит все более широкое применение как на городских территориях (в частности, на территориях аэродромов), так и на территориях природных парков, лесных массивов. Качество работы алгоритма поиска динамических текстур зависит от наличия шумов, вносимых сложными погодными условиями и недостаточной освещенностью. Для компенсации недостаточной освещенности и повышения качества темных видеоизображений необходимо расширить диапазон яркостей, увеличить среднюю яркость пикселов, повысить контраст и избавиться от аддитивного шума. Для имитации недостаточной освещенности к изображениям с нормальной освещенностью последова- тельно применена гамма-коррекция, добавлен аддитивный гауссов шум и импульсный шум. Компенсация недостаточной освещенности реализована с помощью многомасштабного алгоритма «Ретинекс» с рестав- рацией цвета, подавление аддитивного шума выполнено с использованием фильтра Гаусса, импульсный шум устраняется с применением медианного фильтра. Для повышения резкости использован фильтр Лапласа. Использованы видеопоследовательности из набора данных Билькентского университета, компании Wildfilm- sindia и др. Дополнительно репрезентативность тестового набора повышена самостоятельно снятой авто- рами в ночное время видеопоследовательностью. Экспериментальные исследования проведены на примере системы обнаружения дыма на основе локальных бинарных шаблонов. Точность обнаружения дыма в условиях недостаточной освещенности по сравнению с исходным изображением в среднем ниже на 28-30 %, при этом значительно увеличивается число ошибок первого рода и число ложных срабатываний до 34,2 и 27,4 % соот- ветственно. На изображениях, улучшенных с помощью предложенного алгоритма компенсации недостаточной освещенности, точность обнаружения существенно возрастает и составляет 94,41 %, что ниже точности обнаружения дыма относительно исходного изображения всего на 2,3 %. Таким образом, экспериментальные исследования подтверждают эффективность предложенных методов и алгоритмов анализа динамических текстур на примере обнаружения дыма на видеопоследовательностях.
Free
Scientific article
Создание и использование логических алгоритмов классификации основывается на выявлении в исходных данных закономерностей, из набора которых формируется решающая функция. Поиск закономерностей можно рассматривать как задачу комбинаторной оптимизации. Для получения более эффективного решения выбор алгоритма оптимизации следует производить исходя из характерных свойств, присущих рассматриваемой оптимизационной задаче. Рассматриваются некоторые свойства задач оптимизации, решаемых в ходе поиска логических закономерностей в данных. Рассматривается задача распознавания объектов, описываемых бинарными признаками и разделенных на два класса. Закономерности являются элементарными блоками для построения логических алгоритмов распознавания. Задачу нахождения максимальной закономерности можно записать в виде задачи условной псевдобулевой оптимизации. Проводится исследование свойств оптимизационной модели, описывающей поиск логических закономерностей в данных. Результаты исследований показывают, что в пространстве поиска имеется множество постоянства целевой функции, которое затрудняет работу алгоритмов оптимизации, начинающих поиск из допустимой точки и ведущих его по соседним точкам, так как вычисление целевой функции в системе окрестностей, состоящей из соседних точек, не дает информации о наилучшем направлении поиска. При решении практических задач больших размерностей это множество постоянства может быть таким, что ему принадлежит большая часть точек допустимой области. Рассматриваются возможности улучшения алгоритмов поиска закономерностей. Проводится экспериментальное исследование на практических задачах распознавания. Результаты экспериментов показывают, что использование информации о близости объектов выборки к закономерности позволяет преодолеть трудности, связанные с характерными особенностями решаемой задачи оптимизации и проявляющиеся в наличии множеств постоянства, и находить лучшие закономерности в данных для их использования в решении задач распознавания.
Free
Обнаружение информационного взаимодействия объектов информационной системы с DGA доменами
Scientific article
В настоящее время разработчики вредоносного программного обеспечения активно применяют технику генерации доменных имен DGA для установления информационного взаимодействия между вредоносным программным обеспечением и их командными центрами управления. Генерация доменных имен в соответствии с заданным алгоритмом позволяет вредоносному программному обеспечению обходить блокировки средств защиты информации, делая их малоэффективными и устанавливать канал связи для получения команд управления и их параметров, а также для передачи информации из информационной системы на внешние ресурсы, контролируемые злоумышленниками. Таким образом, необходимо разрабатывать новые подходы к решению задачи обнаружения сгенерированных с помощью DGA доменных имен в DNS трафике информационной системы. В рамках проведенного исследования авторами разработано решение для обнаружения информационного взаимодействия объектов информационной системы с DGA доменами, основанное на применении машинного обучения. Обнаружение информационного взаимодействия происходит в два этапа. На первом этапе методами машинного обучения решается задача классификации для каждого DNS имени из общего потока DNS запросов информационной системы. На втором этапе для каждого DNS имени, классифицированного как DGA, осуществляется обогащение данными из внешних источников и принятие окончательного решения о вредоносном характере запроса на разрешение данного DNS имени с последующим оперативным уведомлением администратора безопасности по каналам электронной почты. В работе приведено описание процесса разработки классификатора на основе машинного обучения, определены входные характеристические данные DNS имени, необходимые для классификации, представлены результаты обучения классификатора на представительном множестве тестовых данных. Обоснована логика принятия решения о вредоносном характере DNS запросов. Разработанное решение было апробировано в рамках экспериментального стенда. Предложены рекомендации по поддержке корректной работы классификатора на основе машинного обучения. Применение разработанного решения сделает возможным апостериорное обнаружение информационного взаимодействия вредоносного программного обеспечения со скомпрометированных объектов информационной системы с серверами командных центров управления злоумышленников.
Free
Обнаружение ионосферных и тропосферных откликов сейсмической активности по спутниковым данным
Scientific article
Обнаружено проявление акустических и внутренних гравитационных волн в тропосфере в период повышенной сейсмической активности. Проведено сравнение влияния сейсмического события на тропосферу и ионосферу. Результаты могут быть использованы для кратковременных прогнозов землетрясений.
Free
Обнаружение областей задымления на видеопоследовательности с применением локальных бинарных шаблонов
Scientific article
Раннее обнаружение дыма на открытых пространствах крайне важно, поскольку дым обычно становится видимым раньше пламени. В настоящее время системы видеонаблюдения получили широкое распространение в различных областях. Поэтому детектирование дыма на основе видеоизображений можно считать эффективным и недорогим способом для обнаружения задымлений и пожаров на открытых пространствах. Существующие методы можно разделить на группы: обнаружение дыма на основе гистограмм, временной анализ областей задымления, методика с применением эвристических правил и гибридный подход, комбинирующий эти методы. Предложен автоматический метод детектирования дыма, использующий технологии компьютерного зрения и методы анализа изображений. Метод включает в себя анализ текстуры с помощью инвариантных к повороту и освещению локальных бинарных шаблонов, локальных тернарных шаблонов и расширенных бинарных шаблонов. Разработан новый метод текстурного анализа, названный темпоральными шаблонами, которые стоятся как 3Б-структура, основанная на соседних кадрах видеоизображения. Использованы различные способы построения гистограмм на основе полученных шаблонов. В качестве меры различия двух гистограмм использовано расстояние Кульбака-Лейблера. Эксперименты проводились на видеопоследовательностях, содержащих густой и прозрачный дым, из базы данных динамических текстур Dyntex. Набор образцов был разделен в соотношении 80 % обучающий, 20 % тестовый набор. Эксперименты показали преимущества темпорального способа построения шаблона по сравнению с классическим для динамических текстур. Эксперименты показали, что предложенный метод эффективен для детектирования дыма на видеопоследовательности.
Free
Обнаружение сетевых вторжений эволюционным иммунным алгоритмом клональной селекции
Scientific article
Предложено применение аппарата искусственных иммунных систем в качестве эвристического метода обнаружения инцидентов информационной безопасности для алгоритмического обеспечения систем обнаружения вторжений. Из существующих вычислительных моделей искусственной иммунной системы, обладающих необходимыми особенностями для построения адаптивных систем обнаружения вторжений, выбрана теория клональной селекции. Для повышения эффективности работы (формирования высокоаффинных детекторов) предлагается модификация алгоритма клональной селекции путем применения внешней оптимизационной структуры, принцип которой основан на применении стратегии эволюционных алгоритмов. Для расчета аффинности в работе используется метрика «процент согласования». Дополнительно применяется генератор псевдослучайных чисел на основе алгоритма Блюма-Блюма-Шуба. Получены эмпирические результаты оценки эффективности эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции при апробации на множестве тестовых данных в соответствии с методикой исследования. Проведен сравнительный анализ эффективности с аналогами разрабатываемого эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции, построенными на других методах искусственного интеллекта. По результатам проведенных исследований сформулированы выводы об эффективности применения эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции при решении задачи обнаружения преднамеренных изменений на множестве контролируемых данных.
Free
Обобщенные эквивалентные условия прочности в расчетах композитных тел
Scientific article
Конструкции с неоднородной регулярной структурой (пластины, балки, оболочки) широко применяются в технике, особенно, в авиационной и ракетно-космической. В расчетах на прочность упругих композитных конструкций с помощью метода конечных элементов (МКЭ) важно знать погрешность решения. Для анализа погрешности решения необходимо использовать последовательность приближенных решений, построенных по МКЭ с применением процедуры измельчения для базовых дискретных моделей, которые учитывают в рамках микроподхода неоднородную, микронеоднородную структуру конструкций (тел). Реализация процедуры измельчения для базовых моделей требует больших ресурсов ЭВМ. В данной работе кратко изложен метод эквивалентных условий прочности (МЭУП) для расчета на статическую прочность упругих тел с неоднородной регулярной структурой, для которых заданы множества различных нагружений. Согласно МЭУП, расчет на прочность композитного тела, для которого задано нагружение, сводится к расчету на прочность изотропного однородного тела (имеющего такое же нагружение, как композитное тело) с применением эквивалентных условий прочности. При численной реализации МЭУП используются скорректированные эквивалентные условия прочности, которые учитывают погрешность приближенных решений. Здесь МЭУП реализуется на основе МКЭ. Если для композитного тела задано множество различных нагружений, то в этом случае применяются обобщенные эквивалентные условия прочности. Показана процедура построения обобщенных эквивалентных условий прочности. Расчет на прочность композитных тел по МЭУП с использованием многосеточных конечных элементов требует в 103 ÷ 106 раз меньше объема памяти ЭВМ, чем аналогичный расчет с применением измельченных базовых моделей композитных тел. Приведенный пример расчета на прочность композитной балки, для которой задано множество нагружений, с помощью МЭУП с применением обобщенных эквивалентных условий прочности показывает его высокую эффективность.
Free
Scientific article
Уточнено понятие результирующего вектора для плоской трехфазной системы сигналов. Приведены соотношения, связывающие мгновенные значения фазных сигналов с координатами обобщенного вектора в трехмерной декартовой и цилиндрической координатных системах.
Free
Оборонная промышленность в структуре общественного воспроизводства
Scientific article
Рассматриваются материальные и организационные условия реализации оборонной промышленностью воспроизводственной функции в российской экономике.
Free
Оборонно-промышленный комплекс России: проблемы и решения
Scientific article
Содержится обзор современного состояния оборонно-промышленного комплекса России, составленный на основе публикаций в открытых источниках, его проблемы, а также приводятся наиболее распространенные варианты их решения.
Free
Scientific article
Представлен облик радиолокационного полигона для задач калибровки и валидации космических РСА с позиций системного подхода. Целью работы является создание полигона, позволяющего в сжатые сроки подтверждать сквозные характеристики РСА и контролировать качество его выходного продукта, а также проводить периодические калибровки радиометрической шкалы радиолокатора.
Free
Scientific article
Актуальность работы объясняется существенными проблемами современной аэрокосмической промышленности, машиностроения, энергетики, горнодобывающей, перерабатывающей и других отраслей при утилизации отходов изделий из композиционных материалов и изделий на основе композитов различного функционального назначения (углепластиков, стеклопластиков, металлокерамических и литых дисперсноупрочненных). Цель работы – повышение эффективности процессов получения микронных фракций отходов композиционных материалов за счет применения модернизированной конструкции валковой дробилки-измельчителя. Расчетными и экспериментальными исследованиями обоснованы возможности повышения эффективности переработки отходов изделий из композиционных материалов за счет их постепенной (поэтапной) дезинтеграции. На основании аналитических расчетов и методами конечно-элементного анализа разработаны кинематическая схема, компоновка и конструктивное исполнение модернизированной сборной валковой дробилки-измельчителя с рабочими органами (дисками) в форме равноосного контура – треугольника Рело. В новой конструкции реализуется более сложная по сравнению с аналогами система сил (сжатия, трения, знакопеременных циклических нагрузок), позволяющая повысить скорость и производительность процесса дробления – измельчения. Между соседними встречными ножами РК-профиля реализуется процесс резания материала по механизму «вращающихся ножниц», что также способствует более интенсивному измельчению материала (особенно при обработке пластинчатых или длинных фрагментов отходов). Оригинальное расположение и непостоянство точек контакта встречных профилей, щелевого зазора между дисками при их вращении создаёт эффект перекатывания за счет возвратно-поступательного перемещения измельчаемого материала, что снижает риск заклинивания и увеличивает пропускную способность размольных валков и интенсивность процессов дезинтеграции. Для определения лучших, с точки зрения производительности, размеров рабочих органов дробилки, щелевого зазора между ними при измельчении материалов с разными размерами и свойствами были созданы кинематические модели для симуляции процессов измельчения и проведения численного эксперимента метода-ми конечно-элементного анализа. Показано, что за счет эффективного сочетания различных механизмов разрушения (истирание, раздавливание, резание, знакопеременные нагрузки) возрастают интенсивность деформационных процессов и удельные нагрузки на материал, но напряжения на рабочих поверхностях дробилки варьируются в диапазоне 430–580 МПа, запас прочности рабочих органов увеличивается до значений 0,43–0,65, что является предпосылкой увеличения срока эксплуатации рабочих размольных элементов. Результаты расчетов по новым методикам и кинематическим схемам показывают, что конструкция модернизированной сборной конструкции валковой дробилки с рабочими органами в форме треугольника Рело имеет увеличенную результирующую скорость (на 30 %) и производительность почти в 2 раза выше, чем прототип с цилиндрическими валками (при одинаковых или сопоставимых размерах рабочих органов, кинематических параметрах по частоте вращения и мощности привода). Проведена конструкторско-технологическая подготовка и изготовлен опытный образец установки для экспериментальных исследований, которые подтвердили хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных по величине щелевого зазора, скорости и производительности процесса дробления – измельчения.
Free
