Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3250
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
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
