Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3183
Применение аддитивной технологии при изготовлении каркаса статора электродвигателя-маховика
Статья научная
Снижение себестоимости продукции и сроков ее изготовления всегда актуально, однако с помощью традиционных методов инструментальной обработки материалов достичь его не всегда возможно. Альтернативой здесь может служить аддитивная технология. Первые коммерческие разработки оборудования, позволяющего изготавливать изделия по аддитивной технологии методами 3D-печати, появились более 30 лет назад. Ее бурное развитие в последние годы связано с прекращением действия патентных ограничений. Применение трехмерной печати способно значительно сократить использование инструментальной обработки или полностью отказаться от нее. Одним из главных преимуществ при этом является возможность изготовления изделий сложной геометрической формы, в том числе с внутренними полостями. Разработано множество вариантов 3D-принтеров, отличающихся не только способом печати, но и используемыми материалами, в частности пластмассами, в том числе с наполнением стеклом или углеродом, металлами и керамикой. Для исследования возможностей аддитивной технологии на FDM- и SLS-принтерах напечатаны каркасы статора электродвигателя-маховика, применяемого в системе ориентации космического аппарата. Каркасы подвергались воздействию внешних неблагоприятных факторов, таких как вакуум, повышенные температура и влажность. Наиболее перспективной показала себя печать на SLS-принтере из порошкообразного полиамида.
Бесплатно
Статья научная
Описано применение метода генетического программирования в задачах автоматизированного проектирования нейросетевых моделей и нечетких котроллеров. Приведены примеры решения конкретных практических задач из различных областей принятия решений
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается алгоритм оценки и формирования внутренней среды, способствующей распространению знаний на примере машиностроительного предприятия, что в современных условиях является одной из основных потребностей данной отрасли. Представленный алгоритм включает три направления оценки и позволяет создать в организации условия, позволяющие более эффективно использовать человеческий капитал.
Бесплатно
Применение баз аэронавигационных данных на воздушных судах гражданской авиации
Статья научная
Рассматривается назначение баз аэронавигационных данных. Приводятся их характеристика и типы. Приведены также варианты и необходимость обновления баз аэронавигационных данных. Отмечены проблемы, связанные с использованием спутниковых навигационных систем, а также возможность их решения при усовершенствовании эксплуатационных характеристик вспомогательного оборудования.
Бесплатно
Применение векторного подхода к распознаванию рукописных символов
Статья научная
Рассматриваются вопросы определения инвариантных признаков рукописных символов и способы их выделения. Приводится алгоритм построения векторной модели. Способы ее нормализации и уплотнения. Предлагается метод распознавания, основанный на сравнении полученной векторной модели с эталонными векторными моделями рукописных символов.
Бесплатно
Статья научная
Проанализирована возможность применения генетических алгоритмов для решения сложных задач оптимизации на примере задачи оценки эффективности региональной промышленной политики. Приведено сравнение расчета по линейной модели региона двумя методами – генетическим и симплекс-методом. Показана возможность применения генетических методов к модели, спрос в которой задается в виде логистической кривой.
Бесплатно
Статья научная
Разработан, реализован и исследован генетический алгоритм с модифицированным оператором обобщенного скрещивания. Алгоритм с оптимальными настройками использован для автоматического формирования математических моделей методами интеллектуальных информационных технологий (символьная регрессия, нейронные сети, нечеткая логика).
Бесплатно
Статья научная
Последнее время возросла актуальность задачи довыведения спутников на целевую орбиту бортовой электрореактивной двигательной подсистемой. Теоретический анализ и имевшаяся практика показали, что операция довыведения на геостационарную орбиту (ГСО) с некоей промежуточной орбиты выполнима, однако требует определенного времени, так как тяга бортовых электрореактивных двигателей (ЭРД) мала (40-300 мН) и несопоставима с тягой жидкостных двигателей апогейных двигательных установок (22-400 Н). Вследствие малой тяги ЭРД операция довыведения растянута по времени. Однако эффект в части увеличения массы, выводимой на ГСО, может перевешивать отрицательный эффект от увеличения времени введения спутника в эксплуатацию. Расчеты показали, что дополнительная масса спутника на ГСО может составить до нескольких сотен килограммов при времени довыведения порядка 6 месяцев. В частности, при массе космического аппарата (КА) не более 2500 кг становится возможным парный запуск существующими средствами выведения. С учетом положительного опыта, полученного ранее на КА «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6», проектирование в АО «ИСС» спутников «Экспресс-80», «Экспресс-103» проводилось с расчетом на выполнение операции довыведения. Это дало возможность осуществить парный запуск одной ракетой-носителем типа «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» и снизить затраты на запуск вдвое. Для увеличения тяги на этапе довыведения и сокращения его продолжительности была предусмотрена парная работа двигателей в режиме повышенной тяги. Суммарный эффект от применения операции довыведения в части увеличения массы КА на конечной орбите составил более 700 кг при длительности маневра до 158 сут. Полученный опыт позволяет при необходимости осуществлять парные запуски КА повышенной массы с довыведением на ГСО собственными двигателями в приемлемые сроки.
Бесплатно
Применение и перспективы развития нанотехнологий
Статья научная
Описано современное состояние и перспективы развития нанотехнолий, а также применение нанопорошков высокопрочных тугоплавких химических соединений для повышения физико-механических характеристик и эксплуатационных изделий, изготовляемых из различных металлов и сплавов различными методами.
Бесплатно
Применение контурного метода для решения задачи оптимального распределения трафика в сети
Статья научная
Целью настоящей работы является создание способа решения задачи оптимального распределения трафика в сети с помощью контурного метода анализа данных. В первом разделе работы объяснен принцип преобразования любой доступной сети к контурному виду, причем рассмотрен случай как для сетей без потерь, так и для сетей с потерями. Во втором разделе в общем виде показан метод приведения сети в контурном виде к системе нелинейных неравенств, решив которую можно получить некое распределение трафика в системе. В заключительном разделе на примере системы массового обслуживания M/M/1/N показано решение задачи оптимального распределения трафика по критерию минимизации потерь. В качестве исходных данных для задачи выступили матрица инцидентности, интенсивность обслуживания и размерность буфера для каналов связи. Указанный подход по оптимальному распределению трафика позволяет сократить число используемых переменных по сравнению с известными методами на основе беспетельных маршрутов, а также не требует их предварительного поиска, так как они определяются из размерности матрицы инцидентности графа моделируемой сети.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается технология расчета радарных мультивременных когерентных композитов. Приводятся принципы интерпретации цветов на таком композите. Рассматриваются примеры применения радарных и радарно-оптических композитов для задач тематического картографирования территорий и мониторинга вырубок в лесном хозяйстве.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено применение коэволюционного алгоритма генетического программирования к решению задачи аппроксимации рефрактометрических свойств оптически прозрачных кристаллов Rb2MnCl4 и NaMnCl3.
Бесплатно
Применение критериев динамического качества для оценки работоспособности зубчатых передач
Статья научная
Представлена методика оценки динамического качества электромеханического привода как в целом, так и отдельных составляющих его элементов при проектировании. В качестве одного из элементов электромеханического привода выбрана зубчатая передача, которая широко используется в механических приводах космической техники (приводы раскрытия антенн, поворотные механизмы антенн и т. п.). Для механических приводов космической техники при проведении агрегатных испытаний одним из критериев работоспособности является вибропрочность. В результате этих испытаний выполняется частотный анализ в момент запуска и эксплуатации, соответственно, предложенную методику можно использовать и при расчёте приводов космической техники. Рассмотрены динамические модели зубчатых передач, предложенные как российскими, так и зарубежными исследователями, и по результатам анализа предложена динамическая модель зубчатой передачи, позволяющая на этапе эскизного проекта сделать оценку динамического качества изделия с целью улучшения динамических характеристик привода при крутильно-поперечных колебаниях. Предложенная динамическая модель зубчатой передачи учитывает дополнительные степени свободы, что позволяет точнее оценить поведение динамической системы. Сделаны динамический расчет и оценка динамического качества с помощью коэффициента динамичности выбранной зубчатой передачи, которая показала хорошее динамическое качество спроектированной передачи. Предложенная методика позволяет на этапе эскизного проектирования без использования дорогостоящих CAD-, CAE-пакетов сделать быструю оценку динамического качества разрабатываемой конструкции привода с целью ее улучшения. Данная статья является продолжением работ авторов, направленных на составление динамической модели привода методом конечных элементов, состоящей из отдельных динамических элементов (ременных и цепных передач, электродвигателей, муфт, валов).
Бесплатно
Статья научная
В связи с развитием космической отрасли, расширением функций космических аппаратов и увеличением их срока службы все большее значение приобретает вопрос их надежности. Поэтому необходимо обеспечить не только высокое качество электронных комплектующих на космическом производстве, но и уделить большое внимание однородности их технических характеристик для обеспечения высокого уровня согласованности их работы в составе устройства. Для этого необходима комплексная система контроля, испытаний и автоматической классификации поступающих на производство деталей, имеющая целью отобрать из поступающих от поставщика электрорадиоизделий компоненты, изготовленные в рамках одной производственной партии. Кроме того, результаты выборочного разрушающего физического анализа можно распространять на всю партию электрорадиоизделий только будучи уверенными в однородности этой партии. Рассмотрен один из аспектов работы такой системы - определение предполагаемого числа производственных партий в сборной партии комплектующих. Задача определения числа групп является одним из сложнейших аспектов классификации данных. На сегодняшний день в литературе приведено значительное количество различных критериев оценки предполагаемого числа групп. Было проведено исследование эффективности различных критериев, и по его итогам был сделан вывод о том, что метод, основанный на критерии силуэта, весьма эффективен для решения задачи автоматической группировки, в частности, автоматической группировки электрорадиоизделий космического применения по однородным производственным партиям. Отдельное внимание было уделено вопросу «выбросов» - элементов, чьи характеристики далеко отстоят от характеристик основного количества классифицируемых элементов. Была проведена экспериментальная проверка метода на реальных данных. Экспериментально показано, что максимум критерия силуэта соответствует реальному количеству производственных партий в экзаменационной выборке, представляющей собой сборную партию, собранную из элементов, изготовленных в составе нескольких однородных производственных партий. Поскольку предлагаемый метод оценки числа производственных партий не требует проведения дополнительных испытаний электрорадиоизделий и базируется исключительно на данных испытаний, проводимых в специализированном тестовом центре, данный метод может быть внедрен в производственный процесс в целях повышения качества электронной продукции космического применения без значительных затрат.
Бесплатно
Применение крыльчатых движителей цилиндрического вида в авиационной технике
Статья научная
В программных документах, где описаны национальные цели развития Российской Федерации до 2030 г. с прогнозом до 2025 г., заявлено, что одними из основных государственных целей является расширение доступа населения к безопасным и качественным транспортным услугам, повышение пространственной связанности и транспортной доступности территорий и мобильности населения. Для решения поставленных государственных задач предлагается использовать авиационную технику нового поколения на основе крыльчатых движителей цилиндрического вида. В статье рассматриваются результаты проведенных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по нескольким размерностям крыльчатых движителей цилиндрического вида. Полученные в результате материальные объекты позволяют провести весь объем их исследований и заложить основу теории и практики работы крыльчатых движителей цилиндрического вида. Заложено понимание роли геометрических соотношений элементов ротора и числа лопастей. Определены пределы регулирования углов атаки и отклонения вектора тяги. Сформировались прочностные требования к конструкции и жесткости частей крыльчатого движителя цилиндрического вида. Сформировалось решение кинематических механизмов управления углами атаки лопастей и закрылками, а также вектором тяги в целом. Предложен концептуальный образ двухместного летательного аппарата, использующего крыльчатые движители цилиндрического вида. На основе проведенных стендовых испытаний крыльчатого движителя цилиндрического вида были сформированы тактико-технические требования, предъявляемые к двухместному летательному аппарату, использующему данные движители. Были сделаны выводы о необходимости проведения дополнительных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по изучению влияния друг на друга нескольких работающих роторов летательного аппарата. Заявлено о необходимости оптимизации габаритных размеров самих цилиндрических роторов. Предлагается проводить дальнейшие исследования для определения конструкционных решений по перспективным летательным аппарата большей грузоподъемности и вместимости.
Бесплатно
Статья научная
Обобщение информации по техническому состоянию длительно эксплуатируемых летательных аппаратов и анализ отказов свидетельствуют о том, что очень важным является учет факторов коррозионной стойкости конструкции.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается опыт реализации программно-целевого подхода в государственном управлении социально-экономическим развитием таких стран, как США, Франция, Япония, Китай. Обобщается зарубежный опыт и приводятся рекомендации по применению данного опыта на территории региона сырьевой направленности - Красноярского края. Анализируются достоинства и недостатки программно-целевого подхода в контексте его реализации на территории России. Предметом исследования, результаты которого отражены в настоящей статье, являются управленческие отношения, возникающие в процессе реализации целевых программ социально-экономического развития в различных странах мира. Целью данной статьи является выработка рекомендаций по реализации программно-целевого подхода в государственном управлении социально-экономическим развитием Красноярского края и иных регионов России, обладающих сходными с ним специфическими чертами. Теоретической и методологической основой исследования, результаты которого отражены в статье, послужили фундаментальные труды зарубежных и отечественных авторов в области теории и практики реализации целевых программ социально-экономического развития. Исследование показало, что на сегодняшний день в Красноярском крае может с успехом применяться опыт ведущих зарубежных стран в реализации программно-целевого подхода как в части формирования программ, так и в части поиска источников их финансирования. Следует отметить, что на сегодняшний день положительный опыт реализации целевых программ на территории Красноярского края имеется в аэрокосмической отрасли. В результате исследования выработаны рекомендации по реализации программно-целевого подхода в процессе государственного управления социально-экономическим развитием Красноярского края, учитывающие специфические особенности региона. Результаты исследования послужат основой для формирования эффективных целевых программ социально-экономического развития Красноярского края и могут использоваться при формировании механизмов государственного управления социально-экономическим развитием других регионов сырьевой направленности.
Бесплатно
Статья научная
Современное высокоточное радиоэлектронное оборудование, которое входит в состав космической техники, дорогостоящее в изготовлении за счет импортной компонентной базы и малосерийности производства. Рассматриваются существующие методы контроля качества выпускаемой радиоэлектронной аппаратуры, работоспособность которой обеспечивает надежность и долговечность активного существования космических аппаратов. Показана эффективность применения метода акустической эмиссии, позволяющего отслеживать появление дефектов в паяных соединениях печатных плат радиоэлектронной аппаратуры в реальном времени. Актуальность работы состоит в необходимости дальнейшей разработки неразрушающего метода выявления дефектов и мест их локализации, а также классификации их по степени опасности для работоспособности модулей печатных плат радиоэлектронной аппаратуры. В ходе работы разработан способ уточнения определения местоположения дефекта с применением метода акустической эмиссии при плоскостной локации. Точность способа позволяет локализовать дефект с погрешностью 1 мм. На стандартном корпусе чипа с шагом 1 мм вероятность определения дефектного контакта составляет от 95 %. На основании проведенных экспериментов построена модель накопления повреждений паяных контактных соединений корпуса чипа печатной платы радиоэлектронной аппаратуры, которая адекватно отражает свойства исследуемого объекта. Полученная модель накопления повреждений отображает поведение данного объекта не менее чем 80 % от планируемого срока эксплуатации. По результатам проведенных экспериментальных работ получены диаграммы накопления акустических сигналов от развивающихся дефектов в процессе деформирования паяного соединения, определена точность метода, определены параметры модели накопления повреждений паяного соединения и моменты зарождения дефектов в процессе механического воздействия, что демонстрирует перспективность применения метода акустической эмиссии для дефектоскопии печатных плат радиоэлектронной аппаратуры. Обосновывается совместное использование рентгеновской томографии и метода акустико-эмиссионного контроля, что позволит на этапах предварительной отработки и производства печатных плат с высокой точностью прогнозировать срок их надежной эксплуатации.
Бесплатно
Статья научная
Целью исследования является создание математической модели технологического процесса изготовления неразъемных соединений разнородных материалов на основе электронно-лучевой сварки с использованием алгоритмов машинного обучения. Каждый из соединяемых элементов представляет собой ответственный узел комплексного устройства, в связи с чем выставляются жесткие критерии к качеству сварного соединения. В сущности, поставленная задача представляет собой задачу регрессии. Существует множество алгоритмов, подходящих для решения задачи регрессии. Однако зачастую использование одного алгоритма не обеспечивает достаточной точности полученного результата. Одним из способов решения такой проблемы является построение композиции алгоритмов для компенсации проблем каждого из них. Одним из наиболее эффективных и мощных алгоритмов композиции является градиентный бустинг. Использование данного алгоритма повысит качество модели регрессии. Предлагаемая модель позволит технологу задавать параметры технологического процесса и получать оценку качества конечного изделия равно как по заданию входных, так и выходных величин. Использование методов оценки и прогнозирование снизит временные и трудовые затраты на поиск, отработку и наладку технологического процесса. Приводится описание алгоритма градиентного бустинга, а также анализ применимости данного алгоритма к модели, равно как и заключение касательно областей его применимости и достоверности прогнозов, получаемых при его использовании. Кроме того, рассматривается процесс непосредственного обучения модели на основе данных, полученных в рамках проведения поисковых экспериментов для улучшения качества конечного изделия. Результаты анализа применимости позволяют судить о допустимости использования предложенного метода для процессов, имеющих схожие статистические зависимости. Применение предложенного подхода позволит осуществить поддержку принятия технологических решений специалистов по электронно-лучевой сварке при отработке технологического процесса и при вводе в производство новых видов продукции. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/articles/?id=677)
Бесплатно
Применение метода изменяющихся вероятностей для задач оптимального размещения на сети
Статья научная
Рассматривается p-медианная задача оптимального размещения на графе (сети), являющаяся популярной моделью как в логистических задачах (оптимальное размещение транспортной, телекоммуникационной и иной инфраструктуры), так и опосредованно в задачах кластерного анализа, распознавания образов, в теории оценивания. Цель p-медианной задачи на графе (сети) заключается в нахождении определенного числа вершин (узлов) таких, чтобы суммарное расстояние от всех узлов сети до ближайшей из выбранных вершин (узлов) было минимальным. Для приближенного решения рассматриваемой неразрешимой (в общем случае) за полиномиальное время задачи предложен эвристический алгоритм, основанный на идеях метода изменяющихся вероятностей, являющегося методом случайного поиска с адаптацией. Идея алгоритма заключается в случайном выборе вершин в соответствии с заданными вероятностями выбора каждой из вершин и изменении этих вероятностей для каждой из выбранных вершин и вершин в некоторой ее окрестности в зависимости от достигнутого значения целевой функции (т. е. в зависимости от суммарного расстояния от каждой из вершин графа до ближайшей из выбранных вершин). При создании алгоритма для p-медианных задач с большой размерностью и вычислительной сложностью ставится задача оптимального использования вычислительных мощностей. Эффективность алгоритма подтверждена экспериментальной проверкой на тестовых примерах из библиотеки ORLIB. Также приведены результаты работы комбинированного алгоритма - комбинации предложенного алгоритма с процедурой локального поиска для решения данной задачи. Экспериментально показано, что результаты такой комбинации превосходят результаты оригинального многократных запусков алгоритма, реализующего локальный поиск из случайным образом выбранных вершин. Кроме того, в работе экспериментально показано, что для небольших задач алгоритм способен получить точное решение задачи.
Бесплатно
