Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3239
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
Статья научная
Рассмотрены возможности повышения энергетической эффективности преобразования электрической энергии в тепловую при сквозном нагреве цветных металлов в многослойных соленоидальных индукторах.
Бесплатно
Статья научная
Для кристаллов, выращиваемых из жидкого расплава по способу Чохральского, при контроле и управлении текущей площадью кристалла, на основе контактного метода измерения определены основные требования для обеспечения точности измерения площади кристалла на цилиндрической части выращивания. В системе управления по координатам перемещения кристалла и тигля необходимо применять фотосчитывающие оптические линейки с дискретностью отсчета 0,1 мкм для определения величины перемещений за время цикла оценки сигнала управления. Для устранения ошибки из-за точности стабилизации уровня расплава в тигле предложен следующий алгоритм работы установки выращивания кристаллов. За время оценки сигнала управления на цилиндрической части выращиваемого кристалла принимается время выборки заданного количества импульсов перемещения тигля. Начинается вычисление времени оценки сигнала управления в момент замыкания датчика расплава и заканчивается в момент замыкания датчика расплава при условии выборки заданного количества импульсов перемещения тигля. Время оценки сигнала управления в предыдущем цикле управления используется в текущем цикле для вычис- ления паузы замыкания как части вычисленного времени цикла оценки. В системе управления в момент замы- кания контактного датчика выдерживается пауза замкнутого и последующая такая же пауза разомкнутого состояния датчика уровня. В моменты пауз состояние контактного датчика системой управления не анали- зируется, и управление подъемом тигля происходит с замедленной и ускоренной скоростью подъема тигля в моменты «условно замкнутого» и «условно разомкнутого» состояний датчика уровня. Все это обеспечивает в данной системе управления точность измерения текущей площади кристалла на цилиндрической части величиной не хуже 1 %.
Бесплатно
Повышение точности контроля проплавления при электронно-лучевой сварке
Статья научная
Рассмотрена возможность повышения точности контроля проплавления путем выбора оптимальной амплитуды поискового сигнала при электронно-лучевой сварке.
Бесплатно
Повышение точности определения радионавигационных параметров для систем дальней радионавигации
Статья научная
Рассматривается проблема повышения точности определения координат объектов по сигналам наземных радионавигационных систем (РНС) дальней радионавигации. Примерами таких систем являются система глобального действия «Омега» ОНЧ-диапазона, система НЧ-диапазона «Лоран-С», а также системы среднечастотного диапазона «Спрут», «Брас» и др. Поскольку данные системы работают в диапазоне сверхдлинных, длинных и средних волн, на результаты измерений радионавигационных параметров (разности дальностей, квазидальности и т. д.) оказывают влияние характеристики подстилающей поверхности, в результате чего измеренные значения этих параметров могут существенно отличаться от своих истинных значений. К характеристикам подстилающей поверхности относят удельное сопротивление и диэлектрическую проницаемость. В случае, если удается обеспечить точное определение значений характеристик подстилающей поверхности, можно, используя известные методы, рассчитать поправки к измеренным значениям радионавигационных параметров. Далее измеренные значения радионавигационных параметров могут быть скорректированы, что позволит повысить результирующую точность определения места объектов. Для определения проводимости и диэлектрической проницаемости можно использовать аппаратуру электромагнитных методов (ЭММ) определения параметров подстилающей поверхности, разработанную в г. Красноярске отделом геофизики ОАО «Алмаззолотоавтоматика» при участии кафедры радиоэлектронных систем Сибирского федерального университета. Основное назначение данной аппаратуры состоит в проведении разведки полезных ископаемых. Аппаратура обеспечивает измерение в диапазоне частот, соответствующих рабочим диапазонам исследуемых РНС. Это позволяет проводить измерения параметров подстилающей поверхности на значениях рабочих частот РНС, а также способствует более точному определению параметров подстилающей поверхности. Приведены математические выражения, связывающие параметры подстилающей поверхности с измеренными значениями составляющих поля, а также номограмма, по которой можно определять значения проводимости и диэлектрической проницаемости по результатам измерений, выполненных прибором. Дано описание рабочей программы, выполняющей расчет параметров подстилающей поверхности, предназначенной для выполнения на персональном компьютере в среде операционной системы MicroSoft Windows XP/7. Разработанная программа обеспечивает автоматизированный ввод результатов измерений с измерительного блока прибора и расчет значений параметров подстилающей поверхности. Полученные результаты расчета выводятся в файл, который в дальнейшем может быть считан и обработан при помощи офисной программы Microsoft Excel. Делается вывод о возможности использования разработанного прибора и программы для определения параметров подстилающей поверхности, требуемых для повышения точности решения задач определения места по сигналам РНС дальней навигации, работающих в низкочастотной части радиодиапазона. Приведены и другие возможные области применения описанного прибора как в технике связи, так и по своему прямому назначению - в электроразведке.
Бесплатно
Повышение точности позиционирования внутритрубных снарядов с использованием данных ГЛОНАСС/GPS
Краткое сообщение
Рассмотрено комплексирование данных бесплатформенной инерциальной навигационной системы внутритрубного снаряда и координатных данных пунктов коррекции (маркеров), оснащенных приемниками ГЛОНАСС/GPS, с использованием алгоритмов фильтрации и сглаживания.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются методы повышения точности позиционирования луча в условиях действия магнитных полей при электронно-лучевой сварке.
Бесплатно
Статья научная
Влияние остаточной намагниченности свариваемых деталей на точность позиционирования электронного пучка по стыку соединения является сложной научно-технической проблемой по достижению высокого качества сварных соединений в аэрокосмической отрасли, судостроении и энергетике. В результате анализа магнитных полей остаточной намагниченности получены математическая модель их распределения в пространстве «электронно-лучевая пушка - свариваемое изделие» и количественные характеристики отклонений пучка электронов от стыка соединения. Для получения математической модели используется известный в литературе метод представления остаточной намагниченности в виде эквивалентного поля проводника с током. Адекватность моделирования проверена сравнительной оценкой экспериментальных и расчетных данных. Предложены метод и функциональная схема системы автоматической компенсации влияния магнитных полей на точность позиционирования электронного пучка по стыку соединения при электронно-лучевой сварке. Для контроля отклонения пучка от оптической оси электронно-лучевой пушки используется коллимированный рентгеновский датчик, размещенный на электронно-лучевой пушке, коллимационная щель которого наведена на оптическую ось пушки. Информация рентгеновского датчика обрабатывается по методу синхронного детектирования с частотным выделением сигналов первой и второй гармоник частоты сканирования электронного пучка поперек стыка соединения. Для этого используется технологическое сканирование электронного пучка поперек и вдоль стыка соединения, позволяющее помимо обеспечения измерения отклонения пучка электронов расширить возможности повышения качества сварки за счет управления распределением энергии по пятну нагрева. Автоматическая компенсация действия магнитных полей остаточной намагниченности свариваемого изделия позволяет уменьшить погрешность позиционирования электронного пучка по стыку соединения в корне шва в 20-30 раз.
Бесплатно
Повышение точности позиционирования системы ГЛОНАСС
Статья научная
Точность определения координат в системах глобального позиционирования определяется количеством спутников, одновременно видимых навигационным оборудованием потребителя. На большей части поверхности земли над горизонтом находятся одновременно до 11 спутников ГЛОНАСС. Однако отношение сигнал/шум в канале связи, необходимое для безошибочного приема информации, часто обеспечивается только для 2-4 спутников. Для повышения точности позиционирования предложено использовать метод голографического помехоустойчивого кодирования, основанный на голографическом представлении цифрового сигнала. Процесс кодирования сообщения представляет собой математическое моделирование голограммы, создаваемой в виртуальном пространстве волной от источника входного сигнала. Показано, что голографическое представление сигнала обладает существенно большей помехоустойчивостью и позволяет восстановить исходную цифровую комбинацию при потере большей части кодового сообщения и при искажении кодированного сигнала шумом, в несколько раз превосходящим уровень сигнала. Проведенные исследования показали, что введение голографического кодирования в канале спутниковой связи системы ГЛОНАСС даст возможность навигационной аппаратуре потребителей получать информацию с большего количества спутников, что существенно повысит точность позиционирования. В часто встречающейся ситуации, когда требуемое отношение сигнал/шум выдерживается только для 4 спутников ГЛОНАСС, погрешность позиционирования превышает 10 м. При использовании голографического кодирования в такой же ситуации будет безошибочно декодироваться информация от 9 спутников и погрешность позиционирования составит около 2 м.
Бесплатно
Статья научная
Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), работающие по безгазаогенераторной схеме, применяются для верхних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков. В двигателях такой схемы используется только криогенное топливо, обеспечивающее высокий удельный импульс тяги двигателя. Также отличительной особенностью является отсутствие газогенератора, продукты сгорания которого питают турбину основного турбонасосного агрегата. В безгазогенераторной же схеме ЖРД привод турбины осуществляется газообратным водородом, нагретым в тракте охлаждения. Поэтому высокие параметры ЖРД, такие как давление в камере сгорания, тяга двигателя и удельный импульс тяги зависят от эффективного теплосъема с огневой стенки камеры сгорания и интенсификации теплообмена в тракте охлаждения. Существуют ряд решений, позволяющих увеличить количество тепла, передаваемого хладагенту в межрубашечном пространстве. Поэтому поиск оптимальной схемы охлаждения и перспективных конструкторских решений по интенсификации теплообмена в тракте охлаждения двигателя позволит определить высокие параметры ЖРД. В данной статье рассматривается влияние на тепловое состояние камеры сгорания применение газовых ребер, установленных на огневую стенку двигателя. Газовые рёбра относятся к развитым поверхностям теплообмена и увеличивают площадь боковой поверхности камеры сгорания. При помощи разработанной математической модели охлаждения камеры безгазогенераторного ЖРД выявлены экстремумы по интенсификации теплообмена в тракте охлаждения. Также получены зависимости удельного импульса тяги двигателя от давления в камере сгорания и геометрических размеров двигателя.
Бесплатно
Повышение уровня надежности информационных систем
Статья научная
Рассматривается вопрос повышения уровня надежности информационных систем путем построения математической модели информационной системы. Для анализа уровня надежности рассмотрены методы расчета уровня надежности информационной системы. Рассмотрены методы, позволяющие повысить уровень надежности информационной системы на различных этапах существования информационной системы. Рассмотрены методы прогнозирования уровня надежности информационной системы, а также вероятности возникновения ошибок при эксплуатации информационной системы. В рамках работы был сформирован комбинированный алгоритм повышения уровня надежности информационной системы в условиях необходимости непрерывной эксплуатации информационной системы на основе применения методов математического моделирования. Результаты работы могут быть применены для проведения экспериментальных исследований по вопросам обеспечения информационной безопасности, оптимизации работы информационных систем.
Бесплатно
Повышение устойчивости экономики регионов России за счет минерально-сырьевого потенциала
Статья научная
Рассматриваются некоторые вопросы повышения сырьевой составляющей природных ресурсов в развитии страны, регионов при межотраслевом перераспределении природной ренты, обеспечения эволюционного пере- хода к устойчивому развитию регионов.
Бесплатно
Повышение чистоты поверхности металлоизделий с применением нанотехнологий
Статья научная
Известно, что качество поверхности металлоизделий механизмов и машин, оцениваемое по величине шероховатости, существенно влияет на их эксплуатационные характеристики. Это касается и рабочих колес (РК) турбонасосных агрегатов (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), отливаемых из жаропрочных сплавов, так как этот показатель существенно влияет на объемную подачу компонентов топлива. Однако в связи с трудностями проведения натурного эксперимента на ЖРД в работе были использованы данные, полученные на судовом гребном винте (ГВ), отливаемом из стали, между геометрий которого и функциями РК ТНА имеется определенное сходство. Сходство имеется и в технологиях их изготовления. И те, и другие, во-первых, изготавливают литьем: РК ТНА - способом литья по выплавляемым моделям, ГВ - литьем в песчано-глинистые формы; во-вторых, имеется и сходство в материалах литейных форм: в обоих случаях их основой является песок, а вторым компонентом - жидкое связующее. При этом при литье в песчано-глинистые формы детали зачастую поражаются пригаром - прочно сцепленной с телом отливки коркой, образующейся в результате проникновения жидкого металла в поры между зернами песка формы, которую впоследствии удаляют разными способами, как правило, с ухудшением чистоты поверхности. С целью уменьшения пригара рабочие поверхности форм покрывают огнеупорными красками, представляющими собой суспензии из порошкового наполнителя (графит, пылевидный кварц и др.). Однако применение таких красок не предупреждает образование на отливках пригара из-за крупности частиц наполнителей. В работе использованы противопригарные краски, содержащие нанопорошки тугоплавких химических соединений. При использовании таких покрытий практически полностью предотвращается образование пригара на стальных отливках, включая и описанный в работе судовой гребной винт, и, как результат, повышается чистота и улучшается качество поверхности. Полученные результаты можно использовать при изготовлении форм при литье по выплавляемым моделям РК ТНА.
Бесплатно
Повышение энергетической эффективности системы электропитания перспективных космических аппаратов
Статья научная
Актуальность проблем выработки и накопления энергии на борту космических аппаратов повышается очень быстро. При этом постоянно повышаются требования к космическим аппаратам: увеличение информационной пропускной способности и сроков активного существования, снижение времени разработки и изготовления, уменьшение стоимости спутников. Имеющиеся публикации по данной тематике носят обзорный характер или посвящены отдельным частным вопросам, таким как повышение эффективности солнечных батарей. Система генерирования электроэнергии - одна из важнейших бортовых систем космических аппаратов. Конструкция и характеристики системы во многом определяют конструктивный облик, срок активного существования спутника на орбите, его функциональные возможности, надежность, массогабаритные и экономические показатели. Масса бортовой системы электропитания отечественных спутников составляет до 25 % от массы, объема и стоимости космического аппарата. Выход из строя данной системы влечет за собой выход из строя всего аппарата. Представлен краткий обзор состояния современных систем электропитания космических аппаратов с позиции энергообеспечения и надежности. Рассмотрены факторы, влияющие на бесперебойное снабжение электроэнергией потребителей на борту аппарата. Анализируется состояние разработок по литий-ионным аккумуляторам в части улучшения их удельных характеристик, а также увеличения циклов заряда-разряда. Для повышения энерговооружённости космических аппаратов предложено устройство, включающее в себя химический и кинетический накопители энергии. Данный комбинированный накопитель совместно с системой электропитания спутника позволит поддержать необходимое электропитание бортовой аппаратуры и компенсировать пиковое потребление энергии на борту спутника. Описан принцип работы данной установки в режиме накопления энергии и в режиме отдачи ее в систему потребителям. Кинетическая энергия вращающихся масс с помощью вентильного электродвигателя, работающего в режиме генератора, и блоков электроники преобразуется в электрическую энергию.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуется возможность повышения эффективности безлопастных вентиляторов за счёт нанесения продольных цилиндрических канавок на внутренние стенки диффузора. Безлопастные вентиляторы, являющиеся нагнетателями типа струйных насосов, в на-стоящее время рассматриваются в качестве перспективных движителей для малых летательных аппаратов с электрическими и газотурбинными двигателями. Ключевым параметром их эффективности является степень повышения расхода, зависящая от геометрии и аэродинамического совершенства воздушного тракта. В настоящем исследовании было проведено численное моделирование с целью оценки влияния геометрических параметров цилиндрических канавок на аэродинамические характеристики вентилятора. В качестве параметров рассматривались диаметры дуг, образующих канавки (3, 6, 9 мм) и угловой шаг установки (2°, 4°, 6°). Аэродинамические расчеты были выполнены в трёхмерной периодической постановке с использованием программного пакета ANSYS CFX с применением модели турбулентности k-ω SST. Показано, что при фиксированном полном давлении воздуха на выходе из кольцевой щели расход первичного воздуха остаётся неизменным для всех конфигураций. Наибольшее повышение эффективности достигнуто при диаметре канавок 6 мм и угловом шаге 2°: расход вторичного воздуха увеличился на 2 %, а тяга – на 4 % по сравнению с базовой моделью без канавок. Анализ полей турбулентной кинетической энергии и визуализации вихревых структур выявил, что данная конфигурация обеспечивает наименьшую интенсивность турбулентности и масштаб вихревых структур в пограничном слое, что способствует более эффективной передаче импульса от струи к окружающему воздуху. Канавки меньшего диаметра (3 мм) практически не оказывают влияния на эффективность, а при увеличении диаметра (9 мм) приводят к дополнительной турбулизации потока и снижению производительности. Результаты могут быть использованы при разработке высокоэффективных двигательных установок для беспилотных летательных аппаратов.
Бесплатно
Повышение эффективности газораспределения в ускорительном канале электрореактивного двигателя
Статья научная
Представлены результаты исследований влияния способов подачи газа в полость разрядной камеры на основные параметры и характеристики электрореактивных двигателей (ЭРД). Повышение эффективности работы ЭРД достигается за счет, во-первых, дополнительного распределения газа по глубине разрядной камеры путем приближения каналов впрыска газа непосредственно к входу в зону ионизации, и, во-вторых, ориентации каналов впрыска газа таким образом, чтобы подаваемый газ преимущественно подавался вдоль входа в зону ионизации. Испытания проводились на моделях различного типоразмера в диапазоне рабочих мощностей от 100 Вт до 2,3 кВт, включая режимы работы при высоких разрядных напряжениях.
Бесплатно
