Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3183
Статья научная
Представлен подход к решению задачи проектирования космического аппарата для очистки орбиты от космического мусора (космического сборщика мусора - КСМ), корпус которого выполнен в виде цилиндрической сетчатой анизогридной оболочки. Задачей проектирования является выбор оптимальных параметров анизогридного корпуса КСМ (форма и площадь сечения ребер, количество кольцевых и спиральных ребер, характеристика материала и др.), обеспечивающих необходимую прочность и устойчивость конструкции при минимальной массе. В процессе проектирования проведен параметрический анализ анизогридного корпуса космического сборщика мусора. Варьируя количество и угол наклона однонаправленных спиральных ребер, найдена оптимальная конструктивная схема, отвечающая заданным коэффициентам запаса прочности и устойчивости. Параметрический анализ корпуса КСМ включает в себя моделирование основных весовых и прочностных параметров: определение напряженно-деформированного состояния конструкции, значений собственных частот корпуса, определение запаса потери устойчивости от продольной силы, определение массы корпуса. Анализ несущей способности анизогридного корпуса космического сборщика мусора проводился с помощью метода конечных элементов с использованием программного пакета MSC Nastran. Конечно-элементная модель сетчатой оболочки была создана из двухузловых пространственных BEAM конечных элементов. Диск, прикрепленный к торцевой части оболочки, моделировался с помощью RIGID конечного элемента. Размер балочного конечного элемента для всех моделей оболочек был одинаковым и равным 10 мм. При проведении параметрического анализа были рассмотрены три варианта сетчатой композитной структуры с различным количеством и углом наклона однонаправленных спиральных ребер. По результатам параметрического анализа корпуса КСМ были определены его геометрические размеры и минимизирована масса конструкции космического аппарата в целом.
Бесплатно
Параметрический анализ прочности сопла ракетного двигателя на твердом топливе
Статья научная
В работе представлен подход к решению задачи проектирования сопла ракетного двигателя на твёрдом топливе (РДТТ) с использованием конструктивной особенности в виде вставной пластины из углепластика. Задачей проектирования является выбор оптимальных параметров формы и толщины пластины, обеспечивающей требуемую несущую способность при минимальной массе. В процессе проектирования проведен параметрический анализ сопла РДТТ со вставной пластиной из углепластика. Варьируя толщиной пластины, подобрана оптимальная конструктивная схема, отвечающая заданным коэффициентам запаса прочности и устойчивости. Параметрический анализ вставной пластины из композиционного материала включает в себя моделирование её основных весовых и прочностных параметров: анализ напряженно-деформированного состояния конструкции, значений собственных частот, определение запаса потери устойчивости, определение массы сопла РДТТ. Анализ несущей способности сопла РДТТ со вставной пластиной из композиционного материала проводился с помощью метода конечных элементов с использованием программного пакета SolidWorks Simulation. При проведении параметрического анализа были рассмотрены два варианта сопла двигателя РДТТ: со вставной пластиной и без неё. По результатам параметрического анализа сопла РДТТ были определены его геометрические размеры и минимизирована масса конструкции.
Бесплатно
Параметрический синтез оптимальных конструкций индукционных нагревателей с многослойными обмотками
Статья научная
Изложен один из подходов к селекции параметров конструкции и электропитанию индукционных нагревателей цветных металлов для выбора траектории многокритериальной оптимизации при конструировании. Проведены многовариантные поисковые расчеты оптимальных характеристик тепловых и электромагнитных полей в среде Ansys с учетом системы электропитания. Реализован алгоритм решения взаимосвязанной электротепловой задачи с учетом температурного состояния нагреваемой заготовки. Введено понятие пространства режимов индукционного нагревателя и определены закономерности влияния его конструктивных параметров на эффективность нагрева и режим работы источника питания.
Бесплатно
Параметры камер ракетных двигателей, полученных методом выборочного лазерного сплавления
Статья научная
При проектировании и отработке ракетного двигателя малой тяги (РДМТ) одной из важнейших задач является обеспечение качества материалов, что, в свою очередь, влияет на надежность изделия. В настоящее время активно развиваются аддитивные технологии изготовления деталей из металлов. Это направление актуально для изделий ракетно-космической техники с целью уменьшение массы и повышения надежности изделий. В статье представлены результаты исследований химического состава и механических характеристик материала камеры-демонстратора ракетного двигателя малой тяги, изготовленной методом выборочного лазерного сплавления из металлического порошка. Исследовались свойства изделий из порошка металла марки Инконель 718. Были изготовлены образцы, у которых исследовались химические, механические и структурные характеристики материала. По результатам испытаний напечатаны два образца РДМТ. Камеры РДМТ испытывались на вибронагрузки, прочность и герметичность. Была отмечена повышенная пористость и шероховатость исследуемого материала камеры двигателя. При анализе ряда параметров технологии выборочного лазерного сплавления, проведен экспериментальный подбор параметров печати и выявлены наиболее значимые факторы, влияющие на качество печати (шероховатость и пористость поверхности). По результатам проведенных работ выделены четыре группы управляемых параметров печати, влияющих на свойства получаемого материала. Также в работе приведены рекомендации по режимам и характеристикам печати для получения наиболее качественных деталей.
Бесплатно
Паровые турбины на низкокипящем рабочем теле
Статья научная
Освещается система парогенераторной установки с органическим рабочим телом. Рассматривается алгоритм расчета паровых турбин на низкокипящих рабочих телах с учетом изменения показателя адиабаты в зависимости от давления и температуры в зоне перегретого пара.
Бесплатно
Статья научная
Изыскания в области педагогических технологий, адекватных целям социально ориентированного обучения детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, обосновываются изучением проблем постинтернатной адаптации выпускников школ-интернатов и детских домов, а также исследованием сущности и структуры процесса социализации.
Бесплатно
Переборный метод разрешения неоднозначности в многошкальной фазовой радионавигационной системе
Статья научная
Рассмотрен алгоритм однозначного определения координат объектов по результатам измерения фазовых сдвигов на пяти метрических частотах радионавигационной системы «Крабик», предназначенной для морских потребителей. Однозначный отсчет радионавигационного параметра реализуется за счет использования переборного метода разрешения фазовой неоднозначности и выбора максимально правдоподобной оценки координат. Показано, что решение поставленной задачи достигается при обеспечении избыточности в системе уравнений, предназначенной для определения координат объектов. Проведен расчет вероятности правильного разрешения неоднозначности в зависимости от среднеквадратической погрешности измерения фазовых сдвигов принимаемых сигналов на метрических частотах системы «Крабик».
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается инвариантная система обработки информации, основанная на синхронном детектировании. При расчете параметров такой системы принято допущение, что отсчеты поднесущей зашумлены аддитивно помехой, отсчеты которой коррелированы между собой. Произведено сравнение количественных оценок работы такой системы с количественными показателями известной инвариантной системы при некоррелированности отсчетов шума и их слабой корреляции.
Бесплатно
Передача сигналов инвариантным методом с последующей нелинейной обработкой
Статья научная
Синтезирована инвариантная система обработки информации на основе квадратичной нелинейной обработки. При расчете параметров такой системы принято допущение, что отсчеты поднесущей зашумлены аддитивной помехой и некоррелированы между собой. Проведено сравнение количественных оценок работы данной системы с количественными показателями классической системы с амплитудной модуляцией и характеристиками инвариантной системы на основе расширенного синхронного детектирования.
Бесплатно
Краткое сообщение
Синтезирована инвариантная система обработки информации на основе квадратичной нелинейной обработки. При расчете параметров такой системы принято допущение, что отсчеты поднесущей зашумлены аддитивной помехой и слабо коррелированы между собой. Произведено сравнение количественных оценок работы такой системы с количественными показателями классической системы с амплитудной модуляцией и с характеристиками инвариантной системы на основе расширенного синхронного детектирования.
Бесплатно
Перемагничивание слоистого нанокомпозита FM/NM/FM/AFM с одноосной анизотропией
Статья научная
Рассмотрен процесс перемагничивания слоистого нанокомпозита FM/NM/FM/AFM, состоящего из магнитного сэндвича FM/NM/FM, расположенного на антиферромагнитной подложке (AFM). Магнитный сэндвич состоит из двух ферромагнитных слоев (FM), разделенных немагнитной прослойкой (NM). Нахождение распределения намагниченности в сэндвиче сводится к решению дифференциальных уравнений, определяющих указанное распределение в каждом слое. Дифференциальные уравнения дополняются граничными условиями. На границе между ферромагнитным слоем и антиферромагнитной подложкой ставится граничное условие жесткого закрепления магнитного вектора, на границе ферромагнитной пленки с вакуумом используется граничное условие свободного конца. Соединение ферромагнитных слоев посредством тонкой немагнитной прослойки моделируется парой граничных условий, одно из которых является нелинейным. Для описания процесса используются полученные ранее аналитические решения уравнения Ландау-Лифшица в системе координат, связанной с углом поворота намагниченности в плоскости пленки и расстоянием от границы FM/AFM. В ходе расчетов получено уравнение, определяющее пороговые поля перемагничивания, построены зависимости проекции намагниченности на направление внешнего магнитного поля. Полученные кривые намагничивания имеют гистерезис, обусловленный одноосной анизотропией. Для иллюстрации влияния физических характеристик немагнитной прослойки на магнитный гистерезис рассматриваемой многослойной магнитной пленки была построена зависимость ширины петли гистерезиса от комбинации параметров, характеризующих прослойку. В будущем полученные результаты могут использоваться для теоретического предсказания физических характеристик ферромагнитных пленок типа FM/NM/FM/AFM.
Бесплатно
Переход металл-диэлектрик в катион-замещенных соединениях Re xMn 1-xS (Re = Gd, Sm, Ho)
Статья научная
Представлены результаты исследования транспортных свойств катион-замещенных сульфидов Re XMn 1-XS (Re = Gd, Sm, Ho) с ГЦК-решеткой типа NaCl в области температур 77-1200 К. С увеличением степени катионного замещения в этих соединениях Re XMn 1-XS (Re = Gd, Sm, Ho) изменяется тип проводимости от полупроводникового до металлического при критической концентрации Х С. Концентрационный переход металл-диэлектрик в системе Gd XMn 1-XS сопровождается уменьшением величины удельного электросопротивления на 12 порядков и коэффициента термоЭДС (α) на два порядка. Катионное замещение в твердых растворах Gd XMn 1-XS приводит к смене дырочного типа проводимости (α > 0), свойственного моносульфиду марганца, на электронный (α 0,2Mn 0,8S обнаружен резкий максимум сопротивления при Т = 100 К, который может быть вызван рассеянием электронов проводимости на спиновых флуктуациях локализованных электронов. Установлен металлический тип проводимости для Sm 0,25Mn 0,75S и механизм электрического сопротивления, который связан с рассеянием электронов на акустических фононах и с магнитным рассеянием на нескомпенсированных антиферромагнитных кластерах марганца при Т XMn 1-XS электронная структура перестраивается, и сопротивление невозможно объяснить на основе протекания ионов самария. Общей закономерностью температурных зависимостей коэффициента термоЭДС как для системы с гадолинием, так и для системы с самарием является проявление отрицательного значения термоЭДС во всем диапазоне температур с ростом Х. В системе Ho XMn 1-XS переход металл-диэлектрик обнаружен для Х С = 0,3 с уменьшением величины удельного электросопротивления на десять порядков. Цель данной работы - установить условия реализации перехода металл-диэлектрик в катион-замещенных системах Re XMn 1-XS (Re = Gd, Sm, Ho).
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты расчетных и экспериментальных исследований формирования мик роструктуры и свойств сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного добавками керамических материалов оксида алюминия (А12О3f ) различной дисперсности и способа получения.
Бесплатно
Перспективные направления инвестиционной политики Красноярского края
Статья научная
Проведен анализ основных направлений государственной инвестиционной политики Красноярского края. Выявлены преимущества и недостатки в практике реализации основных мер государственной инвестиционной политики.
Бесплатно
Статья научная
Рассчитано несколько новых перспективных оптических телескопов длязагородной астрономической обсерватории СибГАУ для наблюдений переменных звезд, астероидов и комет, а также геостационарных объектов и космического мусора, которые проводятся в университете.
Бесплатно
Статья научная
Определение графа Кэли было дано известным английским математиком Артуром Кэли в XIX веке для представления алгебраической группы, заданной фиксированным множеством порождающих элементов. В настоящее время графы Кэли нашли широкое применение как в математике, так и в прикладных задачах. В частности, указанные графы используются для представления компьютерных сетей, в том числе для моделирования топологий многопроцессорных вычислительных систем (МВС) - суперкомпьютеров. С тех пор данное направление активно развивается. Это связано с тем, что графы Кэли имеют много привлекательных свойств, из которых выделим их регулярность, вершинную транзитивность, малые диаметр и степень при достаточно большом количестве вершин в графе. Например, такие базовые топологии сети, как кольцо, гиперкуб и тор, являются графами Кэли. Одной из широко применяемых топологий МВС является k-мерный гиперкуб. Данный граф задается k-порожденной бернсайдовой группой периода 2, которую обозначают B ( k,2 ). Группа B ( k,2 ) имеет простую структуру и равна прямому произведению k экземпляров циклической группы порядка 2. Обобщением гиперкуба является n-мерный тор, который порождается прямым произведением n экземпляров циклических подгрупп, порядки которых могут не совпадать. Проведены исследования по определению структуры графов Кэли групп B ( k,4 ) - бернсайдовых k-порожденных групп периода 4 (а также их фактор-групп), для сравнения с гиперкубами и торами соответствующих размерностей. Анализ выявил, что графы B ( k,4 ) обладают лучшими характеристиками в сравнении c гиперкубами и торами, поэтому заслуживают внимания при проектировании перспективных топологий МВС.
Бесплатно
Перспективные унифицированные платформы малого класса
Статья научная
Рассмотрены результаты разработки перспективных платформ малого класса, а также малые космические аппараты (МКА), создаваемые на их базе. Целью работы является создание серии унифицированных платформ, в полной мере отвечающих мировым тенденциям развития космической техники и современным техническим требованиям. Унифицированные платформы предназначены для дальнейшей установки и адаптации на них полезной нагрузки и обеспечения её всеми условиями для штатного функционирования и выполнения поставленных перед МКА задач. Проектирование МКА на базе перспективных унифицированных платформ, обладающих определённой степенью универсальности, в состав которых входит неизменная базовая конструкция и отработанная аппаратура бортовых обеспечивающих систем, ведет к сокращению времени разработки и снижению стоимости изготовления и запуска МКА. Серия базовых унифицированных платформ разрабатывается АО «ИСС» совместно с ООО «НПЦ «МКА» и включает в себя три унифицированные платформы: НТ-50, НТ-100 и НТ-400. Каждая из платформ семейства НТ отличается высокими техническими характеристиками и новыми конструктивно-компоновочными решениями. Серия перспективных негерметичных платформ предназначена для создания на их базе новейших МКА различного целевого назначения, таких как МКА связи, ДЗЗ, научно-экспериментальные и технологические МКА. Бортовые системы платформ построены на приборах и оборудовании, произведенных в Российской Федерации. МКА на базе платформ семейства НТ смогут выводиться на низкую круговую орбиту функционирования как одиночным запуском (в том числе и попутным), так и групповым запуском в составе блока из нескольких МКА.
Бесплатно
Статья научная
Изменение низковольтного уровня напряжения выходной шины питания нагрузки (27-28 В) в системе электропитания (СЭП) космического аппарата (КА) на высоковольтный (100 В) позволило существенно уменьшить массу КА в связи со снижением массы кабелей и энергопреобразующей аппаратуры (ЭПА). Однако возник ряд проблем, связанных со сложностью согласования возросших уровней напряжений источников энергии и нагрузки с учетом обеспечения необходимого уровня надежности СЭП. Поэтому выбор структуры СЭП и способов схемотехнической реализации ЭПА является актуальной и первоочередной задачей, стоящей перед разработчиками. На сегодняшний день в области разработки и создания высоковольтных СЭП КА перспективным направлением считается их проектирование на основе объединённых модулей ЭПА, в частности, на основе модулей зарядно-разрядных устройств (ЗРУ) аккумуляторных батарей (АБ). В статье проведен расчет и сопоставительный анализ структур СЭП КА с подключением модуля ЗРУ к шине солнечной батареи (БС) и выходной шине питания нагрузки. В ходе анализа полученных результатов установлено, что оба варианта реализации СЭП могут быть оптимальны в зависимости от заданной циклограммы нагрузки КА и предъявляемых к СЭП требованиям по удельным энергетическим, габаритно-массовым и иным характеристикам. Окончательный выбор структуры СЭП должен проводиться при условии учета удельной мощности ЭПА и последующего расчета габаритно-массовых характеристик альтернативных вариантов СЭП. Проведено имитационное моделирование двух вариантов реализации модуля ЗРУ АБ: двухтактного преобразователя c одним дросселем и преобразователя Вейнберга с магнитосвязанным дросселем и дополнительным силовым диодом. Установлено, что оба исследованных варианта могут быть использованы при разработке и создании модуля ЗРУ высоковольтной СЭП КА. Однако проектирование ЗРУ на основе преобразователя Вейнберга позволяет значительно уменьшить номиналы используемых дросселей и выходных конденсаторов при условии обеспечения требуемых уровней пульсаций выходных напряжений.
Бесплатно
