Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3228
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
Плоские тепловые трубы для отвода тепла от электронной аппаратуры в космических аппаратах
Статья научная
Описаны медно-водяные плоские тепловые трубы, разработанные для отвода тепла от компонентов бортовой аппаратуры космического аппарата. Представлена математическая модель переноса тепла в плоских тепловых трубах, которая позволяет рассчитать температурное поле и максимальную тепловую нагрузку. Проведенные расчеты позволили оценить теплофизические характеристики плоских тепловых труб, а также показали перспективность их использования в системах отвода тепла от радиоэлектронной аппаратуры. Проведены экспериментальные исследования образцов Т-образных плоских тепловых труб. Представленные результаты экспериментов подтверждают высокую эффективность переноса тепла. Описанные плоские тепловые трубы позволяют существенно увеличить эффективность системы отвода тепла и снизить температурный перепад между тепловыделяющими элементами и радиатором космического аппарата.
Бесплатно
Пневматический упругий элемент дифференциального типа
Статья научная
Предлагается устройство демпфирования колебаний объектов с улучшенными параметрами демпфирования. Для исследования демпфирования колебаний предложенного устройства построена и исследована модель, описывающая термогазодинамические процессы в объемах пневматического упругого элемента при различных режимах работы и динамику амортизируемого объекта, которая позволяет провести анализ и выявить основные закономерности и особенности в работе пневматического упругого элемента, получить его упругодемпфи-рующую характеристику.
Бесплатно
Повышение возможностей испытательной баллистической ракеты по разведению объектов испытаний
Статья научная
Предметом исследования настоящей работы являются траекторные характеристики испытательной баллистической ракеты (ИБР) дальнего действия. Цель исследования - повышение возможностей ИБР по разведению объектов испытаний (ОИ). При этом в качестве обобщенной количественной меры данного повышения принят запас топлива ступени разведения (СР), расходуемого на разведение ОИ. Поставлена и численно-аналитически решена проектно-баллистическая задача рационализации распределения имеющегося топлива СР ИБР между следующими основными характерными участками её полета: компенсации недолета последней маршевой ступени; разворотов с последующей угловой стабилизацией, отхода и увода; отделения ОИ (участок разведения). В результате показано, что без снижения качества выполнения задач пусков ИБР допустимо перераспределение расходуемого топлива СР между данными участками относительно распределения для штатной баллистической ракеты (ШБР), приводящее к существенному увеличению его запаса, расходуемого на участке отделения ОИ (при полете по баллистической вертикали). При этом достигается цель исследования - повышаются возможности ИБР по разведению ОИ, что, при непосредственном планировании пусков, может выражаться в увеличении количества и / или суммарной массы ОИ и/или увеличении скоростных или временных интервалов в порядке последовательного отделения ОИ. В приведенных численных примерах (использующих в качестве ИБР переоборудованную трехступенчатую ШБР) также прослеживается существенная зависимость количества приращения топлива СР, расходуемого на участке отделения ОИ, от следующих траекторных условий испытательных пусков (соответствующие исходные данные (ИД) для расчетов заимствованы из ранее опубликованной работы автора): протяженности трассы; кинематических параметров выведения в момент начала автономного полета СР, определяемых задачей пуска. В ходе исследования применены методы теории полета и проектной баллистики ракет дальнего действия. В качестве заключения можно отметить, что рассмотренные задача и методы её решения могут быть полезны (естественно, с учетом проведения необходимых специализированных доработок) в работах уровня исполнительной баллистики при планировании и оценке результатов пусков ИБР.
Бесплатно
Повышение долговечности приборов космических аппаратов
Статья научная
Требования к долговечности бортовых приборов определяются особенностями их работы в составе мощных телекоммуникационных космических аппаратов (КА). Срок активного существования космических аппаратов - до 15 лет, мощность - до 15 кВт, десятки транспондеров в С-, Ku-, Ka- и L-диапазонах частот приводят к необходимости разработки и наземной экспериментальной отработки (НЭО) большого количества теплонагруженных приборов КА. Для сужения температурного диапазона работы бортовых приборов очень важно принять правильную концепцию проектного облика системы терморегулирования (СТР) КА. Приведен пример основных положений концепции СТР теплонагруженного КА. Для повышения долговечности бортовых приборов КА необходимо обеспечить качественную кондуктивную связь приборов с приборными панелями или обшивками приборных панелей КА, на которые они установлены. Тепловые анализы для бортовых приборов необходимо выполнять при различных режимах работы оборудования, например, методом конечных элементов, реализованном в приложении COSMOS для программы SolidWorks. Для обеспечения длительного срока работы электрорадиоизделий бортовых приборов теплонагруженных КА необходимо обеспечить коэффициент токовой нагрузки 30…50 %. Рассмотрены «горячий» и «холодный» расчетные случаи температуры посадочных мест бортовых приборов, при этом температура электрорадиоизделий составила от -10 до +40 °С. Надежность напрямую связана с долговечностью бортовых приборов, которая, в свою очередь, зависит от протекающих в конструкциях термопрочностных процессов. Дан анализ теоретических исследований. Результаты теоретических исследований термопрочностных процессов бортовых приборов подтверждены результатами НЭО и положительными результатами эксплуатации мощных телекоммуникационных космических аппаратов «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6». Приведены результаты прецизионных измерений в термовакуумных условиях типичной платы бортового прибора разработки и производства АО «ИСС» в диапазоне температур от -100 до +100 °С.
Бесплатно
Статья научная
На сегодняшний день проблемы, связанные с безопасностью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), стоят достаточно остро. Как правило, когда речь идет о коммерческих малогабаритных БПЛА, то для управления ими используются беспроводные каналы связи. Чаще всего организация связи реализуется на частоте 2,4 ГГц с применением протокола Wi-Fi. Такой БПЛА достаточно легко обнаружить, проанализировав радиочастотный диапазон или канальный уровень передачи данных, при этом не нужно обладать специализированным оборудованием и использовать открытое программное обеспечение. Обнаруженный БПЛА становится целью для проведения атак. Если известно, что БПЛА работает как беспроводная точка доступа, то все атаки, характерные для Wi-Fi, становятся актуальными для БПЛА. В данном исследовании предлагается для повышения устойчивости БПЛА к атакам в качестве первой линии защиты использовать технологию создания ложных информационных полей. Данная технология позволит скрыть легитимный БПЛА за множеством поддельных. Целью является создание поддельных точек доступа с характеристиками реальных и эмуляция передачи данных по каналам, на которых данные точки доступа развернуты. Кроме возможности скрыть легитимный БПЛА, данная технология позволяет вводить противника в заблуждение и заставлять думать, что на него надвигается ни один БПЛА, а группа. При попытке атаки ложных целей, противник себя скомпрометирует и может быть обнаружен. Таким образом, можно использовать БПЛА как приманку. В результате экспериментального исследования были выявлены каналы, на которых создание поддельных точек доступа наиболее эффективно. Используя небольшие вычислительные мощности и необходимую антенну, можно добиться высоких результатов. В данной статье продемонстрирована эффективность создания девяти поддельных точек доступа. Также проведено сравнение с реальным трафиком беспроводной сети. Можно сказать, что эмулированная активность является достаточно приближенной к реальной.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности насосных агрегатов жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) при подаче жидко- го водорода. На основе визуальных исследований и измерений параметров потока в проточной части полуоткры- того рабочего колеса насоса малой быстроходности изложены преимущества для подачи жидкого водорода.
Бесплатно
Повышение качества имитаторов солнечных батарей с двухкаскадным регулирующим элементом
Статья научная
Предложен способ повышенияка чества имитаторов солнечных батарей с каскадным включением импульсного и непрерывного регулирующих элементов последовательного и параллельного типов.
Бесплатно
Повышение конкурентоспособности региона в стратегическом управлении
Статья научная
Рассматриваются проблемы конкурентных преимуществ региона, определены ограничения и отрицательные факторы, снижающие результативность благоприятных конкурентных позиций региона. Сформированы основные стратегические направления повышения конкурентоспособности региона.
Бесплатно
Повышение надежности СВЧ-каналов модулей активной фазированной антенной решетки
Статья научная
В настоящее время в мире ведутся активные работы по исследованию структуры приёмопередающего мо- дуля активной фазированной антенной решетки (АФАР), а также его составных элементов. Увеличение мощ- ностей АФАР при общей тенденции уменьшения массогабаритных характеристик требует внедрения новых конструктивно-технологических решений, направленных на стабильную работу устройств. От выбора схемы многоканального модуля и АФАР в целом существенно зависят их показатели надежно- сти, следовательно, и эксплуатационные расходы, которые возможно оптимизировать на этапе проектиро- вания и тем самым минимизировать стоимость эксплуатации всей системы. Рассмотрено влияние схемных решений модулей и надежности их функциональных узлов на надежностные характеристики АФАР. Показано, что надежностные характеристики АФАР тем хуже, чем больше СВЧ-каналов в модуле, из чего следует, что очевидным путем улучшения надежностных характеристик АФАР является переход к одноканальным модулям. Приводятся расчетные величины среднего времени нара- ботки на отказ АФАР при различных сценариях отказов элементов, входящих в модули.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены причины низкой эксплуатационной надежности нагревательных элементов миксеров сопро- тивления для приготовления сплавов алюминия. На основе статистических данных и результатов численного, физического и натурного экспериментов предложены конструктивные решения для повышения эксплуатацион- ной надежности и энергетической эффективности систем электронагрева.
Бесплатно
Повышение надежности негерметичного приборного отсека космического аппарата
Статья научная
Предлагаются подходы повышения надежности негерметичного приборного отсека (НГПО) космического аппарата (КА), основанные на улучшении защищенности аппаратуры от воздействия факторов космического пространства (ФКП) и факторов техногенного характера (ФТХ). Осуществлена математическая постановка задачи оптимизации конструктивно-компоновочной схемы НГПО в части взаимного расположения вентиляционных отверстий, поверхностей, критичных к загрязняющему воздействию, и стационарных плазменных двигателей.
Бесплатно
Повышение надежности программного обеспечения для распределенных систем управления
Статья научная
Рассматривается подход для оценки и улучшения основных параметров эффективности вычислительной сети. Для распределенных систем управления надежность, при обеспечении требуемой производительности, является главным критерием. Для повышения надежности функционирования вычислительной сети вводится как аппаратная, так и программная избыточность. Для обеспечения программной избыточности разрабатываются новые версии для тех модулей программного обеспечения (ПО), в которых возможны программные сбои. Рассматривается применение методов N-версионного программирования и блока восстановления для введения программной избыточности, а также оцениваются затраты на разработку сетевого ПО с учетом мультиверсионности. Для реализации предлагаемого подхода приводится математическая модель оценки надежности ПО, которая учитывает архитектуру программного обеспечения вычислительной сети и затраты на его разработку. На основе данной модели создана программная система для проведения исследования программной надежности вычислительной сети, с помощью которой можно находить зависимость надежности сетевого программного обеспечения (СПО) от количества версий одного из выделенных программных модулей. Сравнение динамики изменения показателей надежности СПО и трудовых затрат специалистов на его разработку указывает на достаточное количество новых версий для тех модулей СПО, программную надежность которых необходимо повысить на этапе проектирования. Делается вывод о значимости как определения параметра трудозатрат на разработку СПО, так и его использования при проектировании вычислительной сети, в которой надежность повышается методом программной избыточности.
Бесплатно
Повышение надежности программного обеспечения сложных систем
Статья научная
Описывается модель оценки надежности программного обеспечения со сложной архитектурой, а также возможные варианты построения мультиверсионных модулей. Рассматриваются изменяемые характеристики программной архитектуры, оценивается мощность пространства ее оптимизации.
Бесплатно
Повышение надёжности зеркальных антенн и плат электронных модулей космических аппаратов
Статья научная
Повышение надёжности зеркальных антенн всё увеличивающихся размеров при более жёстких требова- ниях к отклонению размеров параболоида, а также миниатюризация электронных модулей и уплотнение монтажа на платах, являются актуальными задачами, решение которых связано с высокоточными измерениями при наземной экспериментальной отработке в термобарокамере, где находится объект испытаний. При этом надежность напрямую связана с долговечностью, поскольку вероятность безотказной работы тем выше, чем меньше требуемый срок активного существования, и которая, в свою очередь, зависит от протекающих в конструкциях термопрочностных процессов в условиях орбитального полета. Результаты теоретических расчетов подтверждаются в процессе наземной экспериментальной отработки. Основными параметрами, определяемыми при экспериментальных исследованиях, являются относительные деформации зонтичных антенн или плат в различных точках. Для плат предложен метод нанесения двух взаимно перпендикулярных полос вдоль и поперек с установкой меток по краям, в термовакуумных условиях проведения прецизионных измерений перемещения меток при различных температурах. Затем с помощью микроскопа определяется длина микротрещин, которую можно принять за допустимые деформации. При этом точность измерений должна быть не больше 1/3 длины трещины. Предложенный метод является применением усовершенствованных, широко известных методов хрупких тензочувствительных покрытий. Что касается методов, основанных на применении оптических чувствительных покрытий, и методов голографической интерферометрии, то они, как правило, не позволяют измерить линейные перемещения с требуемой точностью, особенно при большом количестве контролируемых точек. Использование результатов выполненных работ в практике проектирования зеркальных антенн и бортовой радиоэлектронной аппаратуры космического назначения позволит повысить ее надежность за счет уточнения проектных параметров по результатам эксперимента и оптимизации режимов функционирования в процессе эксплуатации.
Бесплатно
Повышение роста конкурентоспособности экономики региона: методический поход
Статья научная
Рассматриваются факторы повышения конкурентоспособности экономики региона. Описывается методика, позволяющая определять направления повышения качества жизни населения и расставлять приоритетность данных направлений с точки зрения повышения как качества жизни населения, так и конкурентоспособности экономики региона.
Бесплатно
Повышение срока активного использования бортовой электронной аппаратуры космических аппаратов
Статья научная
Для электронной аппаратуры космических систем, и в первую очередь устройств памяти, актуальна задача защиты от воздействия ионизирующего космического излучения и других внешних факторов, искажающих хранимую и обрабатываемую информацию. В данной работе предложен голографический метод кодирования, позволяющий восстанавливать информацию при большом числе ошибок. Метод основан на записи в память вместо исходных данных цифровой голограммы виртуального цифрового объекта, соответствующего блоку данных. Использовано свойство делимости голограммы, позволяющее восстановить записанный блок данных по его фрагменту. Достигаемый уровень помехоустойчивости определяется размером голограммы. Для 8-разрядного блока данных запись 256-разрядной голограммы обеспечивает восстановление информации при потере 75 % записанной голограммы. Разработанный декодер корректирует пакет зависимых (группирующихся) ошибок, искажающих все биты голограммы. Количество случайных независимых ошибок, которые корректирует декодер, может составлять до 40 % записанной информации. Система хранения информации, устойчивая к ионизирующему излучению, представляет собой массив памяти увеличенной емкости с учетом выбранного коэффициента избыточности, и контроллер памяти, осуществляющий голографическое кодирование при записи информации и декодирование с автоматическим исправлением ошибок при чтении информации. Алгоритм работы самого контроллера может быть реализован в виде программируемой логической интегральной схемы, либо хранится в постоянном запоминающем устройстве, не подверженном влиянию ионизирующего излучения.
Бесплатно
Статья научная
Представлены типы гироскопических измерителей вектора угловой скорости разработки и изготовления НИИ ПМ им. академика В. И. Кузнецова на базе динамически настраиваемого гироскопа (ДНГ) с газодинами- ческой опорой. Это два варианта конструкции малогабаритного гироскопического измерителя вектора угловой скорости (МБИС), предназначенного для системы ориентации космических аппаратов (КА), разраба- тываемых и изготавливаемых в АО «ИСС» им. академика М. Ф. Решетнева». Также представлен третий вариант конструкции МБИС, разрабатываемый для КА иностранного заказчика, в рамках разработки которого решалась задача по повышению стойкости к внешним механическим воздействиям модернизированного МБИС. Даны общие технические характеристики гироскопических приборов типа МБИС (габаритно-массовые па- раметры, точность измерения, количество измерительных осей, ресурс работы, энергопотребление и т. д.). Представлены преимущества и недостатки выбранного гироскопа (ДНГ) в качестве чувствительного элемента. Преимуществами являются средняя точность измерения при небольших габаритно-массовых характеристиках и при длительном ресурсе работы. Недостаток - необходимость применения системы амортизации в составе гироскопических приборов (типа МБИС), специальной системы, предназначенной для защиты чувствительных элементов от внешних механических нагрузок, действующих при выведении ра- кетой-носителем КА. Оригинальность и новизна представленных исследований заключается в их прикладном назначении. Иссле- дуется конструкция конкретного прибора. Решается задача по моделированию происходящих в приборе физи- ческих процессов, связанных с внешними возмущающими факторам. Полученные результаты использованы для обеспечения стойкости приборов типа МБИС к внешним механическим нагрузкам, действующим в процессе выведения КА на орбитальный участок полета. Изложены основные принципы обеспечения стойкости к данным воздействиям. Приведена упругая расчет- ная модель системы амортизации прибора, позволяющая подбирать ее вибродинамические параметры (резо- нансная частота и коэффициент передачи). Представлены теоретические результаты моделирования и кон- кретные практические результаты отработки МБИС при проведении вибродинамических испытаний. Теоретический и практический результат работы определяется обоснованными результатами работы системы амортизации в составе приборов типа МБИС, возможностью использования опыта данной работы при разработке новых приборов систем ориентации и навигации с повышенными показателями отказоустой- чивости, надежности и стойкости к внешним механическим воздействиям.
Бесплатно
