Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3183
Перспективы взаимодействия предприятий Роскосмоса при работе с электронной технической документацией
Статья научная
Отмечена важность инженерных данных - интеллектуальной собственности предприятия, от управления которыми зависит эффективная деятельность всех его служб. Рассмотрены принципы создания и обработки бумажной документации как общепринятой формы представления результатов проектирования. Обращено внимание на существенные неудобства при работе с бумажными подлинниками конструкторских документов и на потребность специалистов в оперативном доступе к инженерным данным разрабатываемых изделий. Предложен способ перехода к электронным подлинникам. В этом случае выпуск, согласование, хранение конструкторской документации и внесение в нее изменений осуществляются в электронном виде. Данная технология подкреплена нормативной базой и основными положениями концепции информатизации Роскосмоса, направленной на выполнение крупномасштабных проектов по созданию высокотехнологичной наукоемкой продукции. Представлена разработанная и внедренная в АО «НПЦ «Полюс» автоматизированная система управления инженерными данными и производством на всех этапах жизненного цикла изделия. Изложены стратегические принципы построения единого информационного пространства для управления инженерными данными, описаны механизмы эффективного взаимодействия нескольких предприятий Роскосмоса при работе с технической документацией в рамках совместных разработок. Заинтересованным предприятиям предложено совместно продолжить начатый АО «НПЦ «Полюс» проект по разработке и внедрению автоматизированной системы управления инженерными данными и производством. Базовое решение АО «НПЦ «Полюс» поставляет с открытым кодом, а предприятия-участники своими силами при поддержке координационной службы расширяют функционал системы, тем самым развивая проект до уровня отраслевого решения.
Бесплатно
Перспективы использования малой гидроэнергетики в Сибирском регионе
Статья научная
Рассмотрена возможность электрификации труднодоступных районов с помощью свободнопоточных микроГЭС, для компонентов которых разработаны математические модели, проверена их адекватность стендовыми и натурными испытаниями; разрабатывается интегрированная среда проектирования и конструирования.
Бесплатно
Перспективы использования электродинамических тросовых систем
Статья научная
Рассмотрены возможности использования в космической энергетике тросовых систем, взаимодействующих с магнитным полем Земли. Раскрыты основные вопросы, возникающие при моделировании и проектировании тросовых систем.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время в системах ориентации и стабилизации космических аппаратов широко применяются электромеханические исполнительные органы (ЭМИО). Электромеханический исполнительный орган обладает высокой точностью ориентации и не требует для своего функционирования рабочего тела. Рассмотрены современные электромеханические исполнительные органы систем ориентации космических аппаратов отечественного и зарубежного производства и приведены их основные характеристики. По итогам обзора выявлено, что электромеханические исполнительные органы как отечественного, так и зарубежного производства выполнены примерно по одной схеме, а именно, на основе двигателей-маховиков на шарикоподшипниковых опорах, и их технические и ресурсные характеристики сопоставимы. В настоящее время в космической отрасли наблюдаются две четко выраженные тенденции: тенденция к повышению массогабаритных характеристик космических аппаратов, вызванная увеличением объема целевой аппаратуры, и тенденция роста срока активного существования космических аппаратов. Повышение массогабаритных характеристик космического аппарата (КА) приводит к тому, что возникает необходимость увеличения управляющего момента электромеханического исполнительного органа. Управляющий момент может быть повышен путем увеличения массы или габаритов электромеханического исполнительного органа или путем повышения скорости вращения двигателя-маховика, входящего в его состав. Исходя из специфики космической техники, а именно, из-за ограничения её массогабаритных характеристик, наиболее целесообразным способом повышения управляющего момента ЭМИО является повышение скорости вращения его двигателя-маховика. Срок активного существования (САС) космического аппарата может быть увеличен за счет увеличения срока функционирования комплектующих изделий и узлов космического аппарата, в том числе и электромеханического исполнительного органа, и за счет резервирования наиболее критичных узлов КА. Предпочтительным при этом является повышение САС за счет увеличения срока активного существования комплектующих КА. Проведен краткий анализ возможных причин выхода из строя существующих электромеханических исполнительных органов при эксплуатации при повышении скорости вращения двигателя-маховика и определена наиболее вероятная причина выхода из строя - разрушение шарикоподшипниковой опоры электромеханического исполнительного органа из-за перегрузок, действующих на неё. Рассмотрены вопросы надежности и долговечности шарикоподшипниковой опоры, проблемы определения указанных характеристик шарикоподшипника. Рассмотрен возможный способ модификации данной опоры. Определены основные факторы, ограничивающие применение шарикоподшипниковой опоры в электромеханических исполнительных органах. Приведена классификация существующих опор электромеханических исполнительных органов и способов бесконтактной подвески тел, применяемых в современной технике. Проведен сравнительный анализ газовых и магнитных опор. Рассмотрены преимущества и недостатки газовых опор. Рассмотрены магнитные опоры различных типов, проведен их сравнительный анализ, определена практическая возможность их применения с удовлетворительными массогабаритными характеристиками. Поставлена задача создания пассивной магнитной опоры на основе высококоэрцитивных постоянных магнитов.
Бесплатно
Перспективы применения комбинированного накопителя электроэнергии космического применения
Статья научная
Комбинированные системы накопления электроэнергии находят широкое применение в составе возобновляемых источников в промышленности, транспортной инфраструктуре, космической технике и других отраслях. Обусловлена подобная тенденция их более высокой надежностью и эффективностью, нежели чем у блоков питания из однотипных элементов, что, в частности, можно наблюдать на примере устройств космического назначения, где к элементам питания предъявляются повышенные требования к диапазону рабочих температур, а также к входным и выходным характеристикам. В статье описывается разработка структуры портативного комбинированного накопителя электроэнергии на основе блока суперконденсаторов и аккумуляторов с системой контроля заряда и разряда, с масштабируемым (в зависимости от применяемых комплектующих) спектром входных характеристик и широким диапазоном рабочих температур. Представлена математическая модель комбинированного накопителя, разработанная в среде Simulink, позволяющая оценивать возможности работы предлагаемой структуры, анализируя различные режимы работы схемы. Подобное устройство может применяться в условиях крайне низких зарядных токов. Например, в случае затенения или неоптимальной пространственной ориентации солнечных панелей, литий-ионные аккумуляторы большой емкости не могут корректно заряжаться. Также к преимуществам комбинированных структур накопления электроэнергии можно отнести работоспособность в широком диапазоне температур, обеспеченную способностью суперконденсаторов сохранять заряд даже при низких температурах. В статье проиллюстрирован облик печатного узла в виде 3D-модели, полученной при проектировании схемы устройства в САПР Altium Designer 17, прилагаются результаты исследований и тестирования на работоспособность физически реализованного комбинированного накопителя электроэнергии, подтверждающие его рабочие характеристики на примере одного из составных модулей прототипа спутниковой платформы CubeSat, приводятся рекомендации по возможному применению подобных устройств и освещаются перспективы применения комбинированных накопителей в исполнительных элементах крупногабаритных трансформируемых конструкций.
Бесплатно
Перспективы развития зарядно-разрядных устройств систем электропитания космических аппаратов
Статья научная
Система электропитания (СЭП) предназначена для обеспечения бесперебойного автономного электроснабжения бортовой аппаратуры во всех режимах и на всех этапах в течение срока активного существования космического аппарата (КА). Масса СЭП составляет существенную долю массы КА и улучшение удельных энергетических характеристик СЭП приводит к возникновению синергетического эффекта, когда одновременно увеличиваются доступные для полезной нагрузки ресурсы массы и энергопотребления, что повышает эффективность КА в целом. В статье рассмотрена эволюция структурных и схемотехнических решений СЭП КА, её энергопреобразующей аппаратуры и влияние этих изменений на энергомассовые характеристики СЭП. Показано, что значительное влияние на энергомассовые характеристики СЭП оказывают структурные и схемотехнические решения зарядных и разрядных устройств энергопреобразующей аппаратуры и выбор величины напряжения аккумуляторной батареи (АБ). Развитие элементной базы, создание программируемых цифровых устройств, способных функционировать в условиях воздействия факторов космического пространства, и появление современных схемотехнических и управленческих решений для импульсных преобразователей в последнее десятилетие, открывают новые возможности по совершенствованию СЭП КА. В статье в качестве зарядно-разрядного устройства СЭП рассмотрен импульсный преобразователь напряжения (ИПН) с новой стратегией модуляции, обладающий способностью к реверсу потока энергии и возможностью работы в понижающе-повышающем режиме с высоким КПД. Его применение в качестве единого зарядно-разрядного устройства (ЗРУ) позволяет обеспечить значительное улучшение характеристик ЗРУ и СЭП в целом, таких, как КПД, энергомассовые, надёжностные и ряда других. Способность ИПН к реверсу потока энергии и возможность работы в понижающеповышающем режиме открывает возможность отказаться от применения АБ с напряжением, ниже напряжения на основном выходе СЭП, и перейти на использование АБ со средним разрядным с напряжением, близким к напряжению на основном выходе СЭП. Такое структурное и схемотехническое решение ЗРУ и АБ позволит поднять КПД ЗРУ до 99 % и дополнительно улучшить энергомассовые характеристики СЭП.
Бесплатно
Перспективы развития производства высокочистого кремния в Российской Федерации
Статья научная
Обоснована необходимость развития кремниевой промышленности в РФ. Рассмотрены основные предприятия, действующие в отрасли, и предполагаемые к реализации проекты, систематизированы особенности внутреннего рынка. Произведена оценка перспективности каждого из существующих проектов кремниевой отрасли в РФ, отмечены сильные и слабые стороны, выделены наиболее перспективные. Определены возможные сценарии развития кремниевой промышленности в РФ в условиях развития мирового рынка.
Бесплатно
Перспективы развития системы технологии гибки трубопроводов 3D-конфигурации на производстве
Статья научная
Представлено общее описание процесса производства трубопроводов сложной конфигурации (ТСК). Мно- госторонне описываются узкие направления и специализации, принимающие значительное участие в изготов- лении пространственных трубопроводных систем и являющиеся основополагающими технологиями в данном процессе. В качестве объекта описания выступает базовый модуль разгонного блока (БМРБ), имеющий как гражданское назначение - вывод полезной нагрузки ракетами-носителями среднего и тяжелого классов на геостационарную орбиту, траектории, так и специальное назначение. Предметом описания выступает методология процесса гибки трубопроводов. Статья подразделяется на введение, четыре раздела, описываю- щих данный процесс, и заключение. Даётся обоснование актуальности рассматриваемой темы, стратегиче- ская важность отрасли и цель. Определяется государственная потребность в БМРБ для тяжёлых ракет- носителей «Ангара-А5» на ближайшее десятилетие. Описаны функциональные назначения трубопроводов БМРБ и влияние параметров рабочего режима компонентов в трубопроводах на их размеры и материал. Про- цесс подготовки технологии производства трубопровода подразделён на девять этапов: получение и прора- ботка конструкторской документации (КД) в виде 2D-чертежей с техническими требованиями и размерами; конструкторское моделирование детали в 3D-модель; определение оборудования изготовления детали; техно- логическая подготовка трубопровода к гибке; операция непосредственного изготовления предварительного изделия - эталона; обмер размеров полученного эталона; анализ и решение возможности дальнейшего исполь- зования эталона; корректировка программы гибки станка с числовым программным управлением (ЧПУ) через поправочные коэффициенты; сборка трубопровода в составе сложного трубопровода по пневмогидравличе- ской схеме с директивным утверждением технологии. Описан алгоритм построения модели трубопровода, который подразделен на девять основных этапов. Далее даётся общее описание программного модуля для станка с ЧПУ гибки трубопроводов. Рассмотрен международный стандарт, регламентирующий разра- ботку программного модуля для станков с ЧПУ, с кратким описанием последовательности подготовительных и вспомогательных команд. Показана структурная схема создания управляющей программы трубогибочного станка. В заключении показаны перспективные направления развития технологии гибки ТСК, в частности, через внедрение в производство новой оснастки - универсального технологического перехвата гибки труб; специальной гибочной головки с индукционной функцией, а также через создание универсального техпроцесса гибки ТСК, позволяющего не прибегать к созданию новых техпроцессов для трубопроводов разных диаметров, длин, материалов и учитывающего особенности работы станка.
Бесплатно
Плазмонапыленные магнитодиэлектрики
Статья научная
Приводятся результаты исследований по формированию покрытий на основе механической смеси порошков аморфного сплава Co 58Ni 10Fe 5B 16Si 11 и электрокорунда Al 2O 3. Изучена морфология, проведен рентгенофазовый анализ покрытий, рассмотрены электрические и магнитные свойства напыленных магнитодиэлектриков с различной степенью ферромагнитного заполнения и разной пористостью.
Бесплатно
Плазмонапыленные ферритовые покрытия
Статья научная
Предложена методика плазменного напыления ферритовых покрытий из порошков спеченных ферритовых изделий. Исследовано влияние технологических факторов напыления и фракционного состава на морфологию, изменение структурного, химического состава и магнитных свойств покрытий. Установлено, что массопо-тери кислорода в феррите при плазменном напылении определяются фракционным составом исходного порошка, родом используемых газов, температурой нагрева и временем пребывания частиц в плазменной струе, коэффициентом диффузии кислорода. Увеличение фракции напыляемых порошков стабилизирует химический состав покрытий. Введение в плазменную струю технологического газа кислорода (1-3 %) даже при больших мощностях напыления стабилизирует химический состав покрытия по кислороду. Рентгенографическими исследованиями установлено, что в материале покрытия возникает небольшое количество аморфной фазы. Технология плазменного напыления позволяет совместить операции нанесения покрытия и отжига за счет управления температурой в пятне напыления и расхода технического газа кислорода, что обеспечивает химический состав и микроструктуру покрытия с необходимым уровнем магнитных характеристик.
Бесплатно
Плазмотрон для нанесения покрытий из тугоплавких дисперсных материалов
Статья научная
Одним из наиболее производительных, технологичных и эффективных способов получения защитных по- крытий на элементах аэрокосмической техники от воздействия значительных динамических нагрузок, агрес- сивных сред, высоких температур, нейтронных потоков и т. п. является плазменное напыление. Основным элементом, обеспечивающим необходимые характеристики напыляемым частицам, является плазмотрон. В мире разработано большое количество плазмотронов различных конструкций, каждая из которых имеет как свои преимущества, так и недостатки. В основном напыляемый материал подается в плазменную струю радиально через канал, находящийся на срезе сопла, что отрицательно сказывается на качестве покрытия и коэффициенте использования материала, так как происходит неравномерный прогрев напыляемых тугоплав- ких дисперсных материалов (оксидов, карбидов, нитридов и т. д.). Для обеспечения нагрева напыляемого ма- териала повышают мощность плазмотрона, что уменьшает ресурс его работы. Существует схема подачи транспортирующего газа с порошком спутно плазменному потоку, позволяющая обеспечить более эффектив- ный и равномерный прогрев напыляемого материала, а также предусматривающая дополнительную стабили- зацию дугового разряда, но в промышленном масштабе такие плазмотроны не выпускаются, так как техноло- гически сложны в изготовлении. Был разработан и изготовлен плазмотрон по такой схеме. Проведены срав- нительные экспериментальные исследования по напылению тугоплавких материалов импортным плазмотро- ном F4 (Switzerland) и разработанным ПМ-1. Для сравнительного анализа плазмотронов в качестве материала образцов выбрали сталь 45, материал для напыления - оксид Al2O3, который используется в основном в качестве теплозащитного покрытия. Напыление Al2O3 на сталь производили через подслой кермета (40 % Al2O3 +60 % NiCr по объёму) для сглаживания коэффициентов термического расширения. Выявили, что покрытия, нанесенные модернизированным плазмотроном ПМ-1, имеют более высокую прочность сцепления и большую толщину (примерно на 20 %), а пористость ниже на 13 %, чем у покрытий, полученных плазмотро- ном F4 (Switzerland).
Бесплатно
Плазмотрон для нанесения покрытий на внутренние поверхности изделий
Статья научная
Плазменное напыления является одним из технологичных, производительных и эффективных способов нанесения защитных покрытий на изделия аэрокосмической, металлургической и других отраслей промышленности, подвергаемых воздействию высоких температур, динамических нагрузок, агрессивных сред и т. д. Плазменным напылением практически можно наносить любые материалы, такие как металлы, оксиды, карбиды, нитриды и т. п. на различные поверхности. Но существуют проблемы по нанесению защитных покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей и деталей сложной формы с небольшими размерами (до 100 мм). Эти сложности связаны с габаритами самих плазмотронов. Малогабаритные плазмотроны в России не производятся, а импортируются из зарубежных стран, что причиняет ряд неудобств, связанных с поставками и очень высокой коммерческой ценой. Одним из путей решения этой проблемы является разработка малогабаритных плазмотронов, которые позволят наносить качественные покрытия на внутренние поверхности деталей с ограниченными размерами и существенно снизить их цену за счет импортозамещения. В результате использования предлагаемого устройства стало возможным наносить качественные покрытия на внутренние поверхности отверстий с минимальным диаметром 60 мм за счет уменьшения габаритов плазмотрона, а также существенно снизить его стоимость за счет собственного производства. Предварительные расчёты показывают, что цена плазмотрона не превышает 0,5 млн руб. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/articles/?id=677)
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается проблема планирования задач при обработке информации и управлении в распределенных системах реального времени. Предложен алгоритм формирования плана с минимальным числом процессоров. Рассмотрены эвристические алгоритмы планирования, проведено их относительное сравнение.
Бесплатно
Планирование инновационной деятельности вуза: инструменты и методы
Статья научная
Рассмотрены основные условия функционирования государственных образовательных учреждений высшего профессионального образования в настоящее время. Выявлено, что основным направлением развития вузов является осуществление инновационной деятельности. Сложность управления вузами инновационного типа заставляет исследователей искать новые инструменты и методы, в частности, в планировании деятельности таких вузов.
Бесплатно
Статья научная
Для двигателей S10 тягой 10 Н и S400 тягой 420 Н, разработанных в EADS Astrium, построены матрицы планирования для построения регрессионных моделей удельного импульса тяги. Результаты экспериментов обработаны с помощью специально разработанного программного обеспечения по приведенной методике обработки. Построены адекватные регрессионные модели удельного импульса тяги для данных двигателей. Проведен анализ построенных регрессионных моделей в графическом виде. Сделан вывод о влиянии горючего на регрессионные модели с увеличением тяги двигателя. Разработано и апробировано специальное программное обеспечение для планирования эксперимента и статистической обработки результатов.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассмотрены методы статистического анализа результатов работы городского пассажирского транспорта как составляющие механизма планирования предприятием объема предоставляемых услуг. Отражается возможность интеграции в существующую систему управления предприятием с типовой организационной структурой дополнительных функций в области планирования.
Бесплатно
Планирование системы технического обслуживания
Статья научная
Рассматривается определение параметров системы технического обслуживания в зависимости от вида и назначения объекта, основной принцип назначения сроков технического обслуживания, решение задач оптимизации системы технического обслуживания по графу состояний технического объекта, использование экономико-математических критериев для определения продолжительности работы объекта между отказами.
Бесплатно
Планирование эксперимента по исследованию карданных передач на игольчатых подшипниках
Статья научная
Представлен план эксперимента по исследованию карданных передач, основные расчетные формулы, выбрана определяющая функция - крутящий момент приводного электродвигателя, факторы эксперимента: тормозной момент устройства торможения, частота вращения двигателя, длина карданной передачи, угол излома карданной передачи. Дано краткое описание используемого оборудования, которое представляет собой стенд, включающий в себя электродвигатель, технологическую передачу, карданную передачу, устройство нагружения, которые последовательно соединены, а устройство нагружения выполнено гидравлическим, включающим в себя гидронасос, дроссель, фильтр, манометр, предохранительный клапан, бак, теплообменник. Конструкция предложенного стенда позволяет исследовать карданные передачи разных типоразмеров при различных углах излома карданной передачи. Стенд отличается простотой конструкции, большим диапазоном параметров нагружения и легкостью настройки, благодаря подвижной раме и нониусу, отградуированному в единицах угла излома карданной передачи. Стенд имеет ряд преимуществ: испытание карданных передач при исключении перегрева системы торможения за счет охлаждения рабочей жидкости, улучшение условий эксплуатации за счет обеспечения плавности регулирования тормозного момента. Для контроля заданных параметров режимов испытаний использовалась измерительная аппаратура: тензорезисторы в качестве измерителей крутящего и тормозного моментов, в качестве регистрирующего устройства использовался двухканальный осциллограф. Тензорезисторы были тарированы в единицах крутящего и тормозного моментов опытным путем с использованием технологического приспособления. Задача эксперимента состоит в поиске оптимальных условий функционирования карданной передачи, а именно, определении максимального коэффициента полезного действия карданной передачи в зависимости от выбранной длины и угла излома карданной передачи. Приведенная методика планирования экспериментов предназначена для экспериментальных исследований различных карданных передач с разнообразными типами подшипников. Получение полиномиальной регрессионной модели целевой функции - крутящего момента от выбранных конструктивно-режимных параметров карданной передачи - позволит в дальнейшем использовать методы поиска минимальных значений целевой функции, а следовательно, и коэффициента полезного действия передачи и соответствующих этим значениям конструктивно-режимных параметров, позволяющих в дальнейшем на этапе проектирования подобных передач обоснованно их назначать, что позволит сократить сроки проектирования при одновременном повышении качества принимаемых проектных решений, а в эксплуатации значительно экономить энергозатраты при одновременном повышении ресурса передачи.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено конструктивное исполнение и логика раскрытия крупногабаритной трансформируемой антенны. Выявлена необходимость компенсации весовой составляющей при сборке и испытаниях конструкции. Учитывая логику движения элементов силовой спицы, сделан вывод о применении следящей системы для компенсации весовой составляющей. Проведен анализ имеющегося оборудования и систем управления. Выбран производитель автоматизированного оборудования, удовлетворяющего поставленным задачам управления и контроля. Сделан вывод о проектировании системы компенсации весовой составляющей на основе сервоприводов, контроллеров и сенсоров, объединенных платформой автоматизации, управляемой специальным программным обеспечением. Разработана структура платформы автоматизации, соответствующая принятому технологическому процессу проведения испытаний. Определены принципы взаимодействия подсистем системы компенсации весовой составляющей для приёма, обработки и контроля параметров процесса испытаний. Сделан вывод о том, что предложенная система может быть интегрирована в перспективную систему автоматизации и управления технологическим процессом проведения испытаний раскрытия крупногабаритных антенн космических аппаратов.
Бесплатно
Пленки инверсного кварцевого опала как субстрат для каталитического синтеза углеродных нанотрубок
Статья научная
В качестве средства формирования субстрата для синтеза углеродных нанотрубок разработана экспериментальная технология получения пленок инверсного кварцевого опала. Рассмотрены основные вариации технологии, целесообразность применения которых зависит от поставленных задач.
Бесплатно
