Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3228
Статья научная
Освоение Солнечной системы человеком подразумевает создание долгосрочных обитаемых баз на ряде космических тел: Луне, Марсе и др. Поддержание на таких базах среды благоприятной для экипажа возможно благодаря системам жизнеобеспечения (СЖО), в которых реализуется замкнутый массообмен продуктов и отходов между экипажем, звеном высших растений и другими звеньями. Замкнутость повышает надежность и автономность системы, снижает стоимость ее снабжения. Управление таким массообменом представляется трудной технической задачей, требующей затрат многих человеко-часов, что является ценным ресурсом при осуществлении пилотируемых космических миссий. В общем случае эта задача решается средствами автоматики, однако, необходимо учитывать специфику процессов, поддерживающих массообмен, так как это позволит найти пути упрощения аппаратной и логической составляющих, повысить их универсальность и надежность. В данной статье представлен анализ технологических процессов экспериментального блока выделения NaCl из растворов минерализованных метаболитов человека и предложен простой алгоритм управления, который без принципиальных изменений может быть использован для всех процессов блока. Без разработки цикла превращений NaCl становится практически невозможным создание долгосрочно функционирующей биолого-технической системы жизнеобеспечения - оптимального варианта СЖО для инопланетных баз. В таких системах происходит массообмен между экипажем и звеном высших растений и существует опасность накопления NaCl в ирригационных растворах и последующего отравления растительного звена. Поэтому проблема управления циклом превращений NaCl в массообменных процессах высокой степени замкнутости является актуальной, а универсальные принципы автоматизированного управления могут быть использованы не только в космических, но и земных приложениях: в замкнутых агротехнических циклах и научно-образовательных стендах.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются основные вопросы разработки программно-алгоритмического комплекса проектирования электромонтажных чертежей в приборостроении. Показана актуальность его применения для уменьшения трудоемкости разработки, повышения качества конструкторской документации, исключения несоответствий между таблицей соединений, таблицей контактов и графическим изображением раскладки электромонтажного жгута. Обозначены основные принципы структуры программного обеспечения. Выделены основные модули обобщенной структурной схемы программно-алгоритмического комплекса, выполняющие следующие задачи: импорт данных электрической схемы в формате файла САПР; экспорт данных проекта приложения в виде графических, текстовых или бинарных файлов САПР; проверка корректности входных данных; хранение данных проекта; формирование отчетов о состоянии данных проекта; синхронизация данных конструкции и модифицированной электрической схемы; формирование извещений об изменениях проектного решения; визуализация данных проектного решения; прокладка траекторий жгутов, вычисление сечений и диаметров проводников, входящих в жгуты. Предложен алгоритм определения состояний цепей электрической схемы на базе библиотеки Boost Graph Library, основанный на алгоритме поиска в ширину на графе. Дана обобщенная схема работы программно-алгоритмического комплекса, выделены основные характеристики, необходимые для решения задачи проектирования электромонтажного жгута. Показана возможность применения библиотеки компонентов графического интерфейса Qt для разработки интерфейса программного комплекса. Разработано приложение для проектирования электромонтажных чертежей, обладающее следующими характеристиками: САПР- независимый ввод, хранение, графическое отображение данных электрической схемы; входной контроль данных; автоматизированное получение таблиц соединений и контактов электрической схемы; интерактивная и автоматическая прокладка жгута; отображение диаметра, длины и количества проводов в любой точке сегмента прокладываемого жгута; формирование отчетов о текущем состоянии данных конструкции; экспорт графики электромонтажного чертежа.
Бесплатно
Статья научная
Предлагаются алгоритмы и модели организации транспортных потоков, приводится база данных программного обеспечения, обоснована эффективность внедрения новой системы.
Бесплатно
Разработка рабочего места и алгоритмов тестирования бортового оборудования SpaceWire
Статья научная
В зарубежной космической отрасли на протяжении долгого времени используется одна из наиболее передовых и активно развивающихся технологий передачи информации на борту космического аппарата - SpaceWire. Данная технология обеспечивает высокоскоростную передачу больших объемов информации, создание единой инфраструктуры высокоскоростной обработки данных для соединения датчиков, элементов системы обработки данных и блоков массовой памяти. В России SpaceWire постепенно внедряется и используется на перспективных космических аппаратах. Для проверки соответствия бортовой аппаратуры таких аппаратов требованиям стандарта SpaceWire ECSS-E-ST-50-12C Rev.1 существует необходимость в разработке рабочего места, описанного в данной статье. Рабочее место предназначено для того, чтобы к нему можно было подключить бортовое оборудование SpaceWire и запустить тесты, проверяющие определенные параметры информационного обмена, регламентируемые стандартом. В статье представлена общая структура рабочего места, а также описание каждого из его элементов в отдельности вместе с изложением их функционала. Также в статье описаны разработанные алгоритмы тестирования. Среди них можно выделить проверку на соответствие коэффициенту битовых ошибок требуемому значению, проверку поддержки метода удаления заголовка коммутаторами SpaceWire, а также проверку на соответствие требованиям к транспортным протоколам RMAP и СТП-ИСС. Алгоритмы данных тестов представлены в виде блок-схем и подробного текстового описания. Сами тесты реализованы в виде программного кода на языке C. В качестве подтверждения корректности работы разработанных тестов было проведено практическое тестирование устройств SpaceWire, среди которых можно выделить две платы полезной нагрузки для космического аппарата «НОРБИ», а также сверхбольшую интегральную схему 1931КХ014 программируемого коммутатора для сетей SpaceWire. Приведено краткое описание используемых в работе устройств тестирования в виде изложения их функционала, применимого к разрабатываемому рабочему месту тестирования.
Бесплатно
Разработка системы признаков для классификации методик подбора цветовых координат
Статья научная
Рассмотрены классификация методик подбора цветовых координат, используемых в различных инструментах создания изображений, и индекс эффективности методик подбора цветовых координат. Проведен сравнительный анализ инструментов подбора цветовых координат в данной системе.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается проблема, заключающаяся в разработке нового класса порождающих грамматик, обеспечивающих лучшее качество генерации строк и внутреннюю упорядоченность правил. Цель работы состоит в теоретическом обосновании и построении модуля разработанной ранее программы по автоматической генерации транскрипции на различных европейских языках, обеспечивающего добавление интонационной разметки, что даст возможность обучающемуся более качественно изучать язык, его фонетический строй и особенности. Кроме того, важным является решение проблемы определения модальности высказывания - различение повествования, вопроса и восклицания, что должно обеспечить возможность говорить и выражать множество эмоций на иностранном языке без предварительного знания слов и правил. Данный тип порождающих грамматик - рекурсивные порождающие грамматики - должен позволить решать более широкий класс задач благодаря использованию разбиения всего класса правил порождающих грамматик на уровни и разделы, что будет отражено в структуре соответствующих правил. Методы реализации поставленной цели состоят в гибридизации порождающих грамматик и подстрок команд в форме особых нетерминальных символов языка порождающих грамматик. В результате исследования сформулирован принцип организации множества деревьев, состояний порождаемой строки высказывания на естественном языке. Разработанный подход позволяет обеспечить выполнение алгоритмов генерации строк естественного языка с учетом использования командных нетерминальных символов порождающих грамматик. Заявленный подход к расширению синтаксиса правил порождающих грамматик может позволить обеспечить более сложную и качественную трансформацию генерируемой строки алфавита символов с учетом структурирования деревьев состояния строки на уровне рекурсивной генерации. Такой инструментарий компьютерной лингвистики может найти свое применение в качестве средства моделирования и анализа естественных языков, в частности, в целях генерации осмысленной речи и осуществления языковых трансформаций. Это позволит решать более сложные классы проблем в компьютерной лингвистике и разработке лингвистического программного обеспечения.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются проблемы и пути внедрения стандартов, устанавливающих требования к качеству и компетентности клинико-диагностических лабораторий (КДЛ). Приведены результаты разработки и испытаний системы стандартизации их деятельности.
Бесплатно
Статья научная
Предложен способ кодирования двоичного потока данных на основе квадратурной фазовой манипуляции QPSK, обладающий высокой скоростью и контролем наличия ошибок в канале передачи данных. Представлен алгоритм анализа сигналов в приемном тракте, позволяющий анализировать присутствие двух или трех импульсов разных цветов на входе, что сигнализирует о наличии помехи или возникновении «засветки». Кроме того, алгоритм обеспечивает возможность динамической компенсации внешней «засветки» путем изменения коэффициента усиления фотоприемников и регулировки яркости излучающих светодиодов. Разработана функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа кодирования в беспроводном канале на основе оптического излучения. Учитывая, что большинство фотодиодов являются достаточно широкополосными в видимом диапазоне световых волн, для повышения чувствительности каждого цветового канала и селективности приемного тракта, предложено использовать оптические фильтры для каждого цветового канала. Наиболее эффективными являются интерференционные фильтры из оптически прозрачных материалов с различными физическими характеристиками. Представлен подход для расчета оптических фильтров.
Бесплатно
Разработка стратегии экономического развития регионов
Статья обзорная
В отечественной экономике в настоящее время укрепляются такие же тенденции современного экономического развития, которые набирают силу в развитых странах: глобализация, опережающее развитие сферы услуг, формирование постиндустриального общества, увеличение интеллектуальной составляющей в результатах любого производства, информатизация общества, исчерпание традиционных источников социально-экономического роста. В этих условиях все более актуальным становится поиск новых путей и факторов регионального саморазвития
Бесплатно
Статья научная
Актуальность исследования обусловлена активным развитием современного оборудования с применением мощных источников электромагнитного излучения, а также расширением сфер их применения. Представлены результаты разработки структуры и технологии изготовления термостойкой радиоотражающей ткани, отличающейся от существующих аналогов высокой термо- и радиационной стойкостью, меньшей поверхностной плотностью, высоким значением коэффициента отражения электромагнитного излучения частотой до 16 ГГц включительно. Необходимость использования новых радиоотражающих тканей продиктована ужесточением требований, предъявляемых к материалам и конструкциям космических антенн. Цель работы состояла в замене существующей серийной ткани, используемой в конструкциях излучателей спиральных космических антенн, на радиоотражающую ткань, изготовленную из новых комбинированных термостойких электропроводящих нитей. Комбинированные термостойкие электропроводящие нити предложено вырабатывать на крутильно-оплеточных машинах специальной конструкции. В качестве сердечника комбинированных нитей предложено использовать параарамидные или полиимидные нити линейной плотности не более 8-14 текс, а в качестве электропроводящей оплетки использовать стальные или медные микропроволоки диаметром не более 50 мкм. Разработанные нити отличаются высокими значениями разрывной нагрузки, малым удлинением и малой линейной плотностью. Предложены технологические параметры (натяжение и скоростные режимы) изготовления комбинированных нитей и технологические параметры процесса изготовления радиоотражающей ткани на их основе по переходам ткацкого производства. Исследованы основные физико-механические свойства и радиотехнические характеристики серийной и новой радиоотражающих тканей. Спроектированные на базе комбинированных термостойких электропроводящих нитей образцы радиоотражающих тканей обладают поверхностной плотностью от 50 до 130 г/м2 при требовании не более 150 г/м2. Новые образцы радиоотражающих тканей обеспечивают коэффициент отражения излучения частотой до 16 ГГц на уровне 98 % при требовании не менее 95 %. Установлено, что разработанная ткань имеет преимущество перед существующей тканью по всем показателям. Результатом работы является внедрение новых тканей в конструкции спиральных антенн, разрабаты- ваемых АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева».
Бесплатно
Разработка тепловой панели малого космического аппарата навигационного обеспечения
Статья научная
Для уточнения траектории движения космического аппарата по заданной орбите учитывается параметр немоделируемого ускорения. На сегодняшний день при проектировании и изготовлении космического аппарата для обеспечения требований технического задания к предельно допустимым значениям немоделируемых ускорений при работе бортовой аппаратуры, необходим учет воздействия несимметричных тепловых потоков с панелей космического аппарата на отклонение его центра масс от заданной орбиты. В данной статье рассмотрена проблема влияния ассиметричных тепловых потоков с поверхностей космического аппарата, исходящих с панелей ±Z, +У (детерминированной и недетерминированной составляющей) на величину уровня немоделируемых ускорений, что существенно влияет на траекторию движения космического аппарата. Для обеспечения требований к системе терморегулирования в части обеспечения эффективного отвода тепла от приборов бортовой аппаратуры и распределения его по поверхности панели установки приборов необходимо значительно улучшить технические характеристики процессов теплопередачи и теплопроводности в космическом аппарате. Проведен анализ действующей системы терморегулирования в современных спутниках и выявлены её недостатки. Предложен конструктивный вариант создания энергоемкой тепловой панели, которая позволяет эффективнее отводить тепло от приборов и распределять его по панели. Спроектированная тепловая панель представляет собой плоскую герметичную панель единой сложной конструкции из алюминиевого сплава, изготовленную методом аддитивных технологий. Размеры тепловой панели ограничены конструктивными размерами рабочей зоны 3D-принтеров. На сегодняшний момент основные размеры доходят до 600-800 мм. Увеличение рабочей площади в дальнейшем даст возможность монтажа крупногабаритной радиоэлектронной аппаратуры. Представлена двухмерная математическая модель для расчета процессов теплообмена в спроектированной тепловой панели. Для расчета вводятся удельные средние величины, характеризующие эффективные сечения для паровых каналов и фитиля в продольном и поперечном направлениях, физические параметры (пористость фитиля и степень его насыщенности жидкостью).
Бесплатно
Статья научная
Технологии утилизации органических отходов внутри замкнутых экосистем (ЗЭС) космического назначения позволяют вовлекать вещество отходов в массообменный процесс ЗЭС, что обеспечивает поддержание жиз- недеятельности экипажа. Среди таких технологий перспективной представляется комплексная технология, включающая утилизацию и вовлечение во внутрисистемный массообмен рыбных отходов. Это связано с тем, что рыба рассматривается как один из перспективных источников животного белка для экипажа ЗЭС. В связи с этим представлены результаты исследований по разработке технологии минерализации органических отхо- дов, включая рыбные отходы. Требования, предъявляемые к такой технологии, включают, в частности, эколо- гичность образующихся продуктов, приемлемую скорость переработки (среднее время переработки суточной нормы отходов не превышает суток), достаточную легкость и компактность, простоту включения продук- тов в трофическую цепь биологических звеньев ЗЭС и возможность совместно перерабатывать различные типы органических отходов, характерных для ЗЭС (плотные и жидкие отходы жизнедеятельности человека, несъедобная растительная биомасса и продукты жизнедеятельности и несъедобная биомасса других биологи- ческих звеньев ЗЭС). Разработанный в Институте биофизики СО РАН метод «мокрого» сжигания в перекиси водорода удовлетворяет вышеперечисленным требованиям и был взят за основу технологического процесса утилизации рыбных отходов. В ходе исследования была экспериментально доказана эффективность совмест- ного окисления рыбных отходов с экзометаболитами человека, что в совокупности с процессом пережигания осадка в реакторе «мокрого» сжигания позволяет минерализовать рыбные отходы в достаточной мере, что- бы использовать продукты переработки в качестве источника минерального питания растительного звена ЗЭС. Общее время технологических процессов составляет примерно 14 ч. Удается вывести в доступную для растений форму более 90 % минеральных макроэлементов. Полученная динамика процесса позволяет в даль- нейшем наладить автоматическое управление реактором на основании показаний текущего времени с воз- можностью аварийного отключения по показаниям давления, температуры и силы тока. Представленная работа открывает перспективы для разработки блока физико-химической комплексной переработки различ- ных видов органических отходов для ЗЭС космического назначения.
Бесплатно
Разработка технологии нанесения радиоотражающих покрытий
Статья научная
Разработана технология напыления многослойного радиоотражающего покрытия методом магнетронного распыления. Представлены результаты процесса подготовки поверхности под нанесение покрытий, результаты измерения скорости осаждения слоев SiO 2 и Al, удельного сопротивления алюминиевой пленки в зависимости от условий и режимов напыления. Установлены основные технологические режимы напыления всех слоев покрытия.
Бесплатно
Разработка технологии отжига отливок из сплава АК12 системы алюминии-кремнии
Статья научная
Показана перспективность применения отэюиза для снятия внутренних напряэюении литых колес из сплавов системы алюминии-кремнии с целью повышения механических свойств материала.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы создания формостабильных интегральных тонкостенных конструкций из полимерных композиционных материалов методом частичного отверждения связующего. Актуальность работы обусловлена возрастающими требованиями, предъявляемыми к конструкциям аэрокосмического назначения: увеличение прочности конструкции и снижение ее веса. Используя метод частичного отверждения, возможно создание интегральных конструкций с пониженным весом за счет отсутствия механических креплений, с высокой прочностью, жесткостью и размеростабильностью, ввиду отсутствия дополнительных материалов, помимо материала матрицы и армирующего наполнителя, что позволяет добиться принципа непрерывности конечного материала. Дополнительным преимуществом приема частичного отверждения является возможность формования конструкции за один технологический цикл. Описано актуальное состояние технологии производства изделий методом частичного отверждения, выделены результаты исследовательских предшествующих работ. Проведен анализ стадии отверждения полимерного связующего горячего отверждения. Определены оптимальные параметры режима отверждения связующего, учитывающего задачу обеспечения максимальной адгезии между деталями интегральной конструкции и минимального времени цикла для решения вопроса организации серийного изготовления. Кроме того, рассмотрена возможная конструкция технологической оснастки, пригодной для изготовления деталей методом трансферного формования с использованием приема частичного отверждения связующего в различных зонах тонкостенных оболочечных конструкций. Рассмотрена конструкция теплообменника для осуществления отвода тепла из зон с требуемым частичным отверждением. Проведен тепловой расчет различных конструкций теплообменников, показана теоретическая эффективность выбранной схемы. Показаны пути оценки эффективности разрабатываемой технологии на основе проведения прочностных и теплофизических испытаний. Результаты работы могут быть использованы при проектировании и изготовлении прецизионных размеростабильных изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов аэрокосмического назначения.
Бесплатно
Разработка файловых серверов для систем автоматизации технологической подготовки производства
Статья научная
Рассматриваются проблемы разработки файловых серверов для систем автоматизации технологической подготовки производства, на примере технических решений, реализованных в файловом сервере информационно-поисковой системы средств технологического обеспечения.
Бесплатно
Статья научная
Для защиты деталей и узлов, изготовленных из алюминиевых сплавов, от коррозии применяют покрытия, полученные гальваническим методом, которые не всегда удовлетворяют требованиям по коррозионной стойкости. Данный метод имеет ряд недостатков, связанных с применением агрессивных электролитов (растворы сильных кислот), наличием дополнительных операций, предусматривающих подготовку поверхности (предварительное обезжиривание, травление), а также необходимостью в технологическом цикле наличия холодильного оборудования. В связи с этим существует необходимость в применении новых методов по защите алюминиевых сплавов от коррозии. Одним из перспективных методов нанесения защитных покрытий на алюминиевые сплавы является микродуговое оксидирование (МДО). Для формирования покрытий с требуемыми эксплуатационными свойствами разработана принципиальная схема взаимосвязей технологических параметров процесса МДО со свойствами получаемых покрытий. С целью подтверждения теоретических предположений проведены исследовательские работы по определению закономерности влияния технологических режимов микродугового оксидирования на физико-механические свойства получаемых покрытий. Установлены закономерности влияния технологических режимов микродугового оксидирования на физико-механические свойства получаемых покрытий. Выявлено, что скорость коррозии МДО-покрытий в условиях ускоренных испытаний составляет 0,088 мм/год, что в 5 раз ниже твердого анодно-оксидного покрытия 0,4175 мм/год, полученного гальваническим методом. По полученным данным расчетов и отношению к группам коррозионной стойкости можно судить о более высокой коррозионной стойкости МДО-покрытий в агрессивных средах по сравнению с покрытиями, полученными гальваническим методом.
Бесплатно
Статья научная
Алюминий и сплавы на его основе являются основными материалами для космического машиностроения, как при производстве деталей аппаратов, так и в организации электроснабжения и электроники. Сырьем для получения алюминия является глинозем. Производство глинозема - это многостадийный процесс, включающий в себя переработку сырья различными способами: механически, термически, химически. Механическая переработка сырья является первой стадией производства, в нее входят отделение дробления и приготовления шихты. Подготовка шихты из нефелиновой руды к дальнейшим стадиям производства происходит в мельницах с добавлением известняка и оборотного раствора. Соотношение компонентов, поступающих в мельницы, напрямую влияет на состав шихты и качество конечного продукта. При этом требуемое качество шихты не всегда обеспечивается, так как расходы компонентов задаются человеком по результатам редкого химического анализа, выполняемого лабораторией с запаздыванием. Целью работы является совершенствование управления мельницей при получении шихты нефелиновой руды. Разработана программа виртуального управления мельницами и мнемосхема в программной среде TIA Portal с применением микропроцессорного контроллера S7-1500. Разработана система автоматического регулирования известкового и щелочного модулей сырьевой шихты. Программа управления построена на основе расчета влажности шихты, а также щелочного и известнякового модулей в зависимости от состава руды, известняка, а также скоростей подачи в мельницу оборотной воды, руды и известняка. Мнемосхема включает в себя индикацию важных параметров процесса, тренды входных и выходных характеристик и инструменты для задания управляющих воздействий.
Бесплатно
Разработка элементов управления механизмами параллельной структуры
Статья научная
Рассмотрены аспекты управления устройствами параллельной кинематики. Создана система управления шаговыми двигателями. При её разработке усовершенствован контроллер шаговых двигателей, написана программа управления для биполярных и униполярных двигателей.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается роль информационных технологий на промышленных предприятиях ракетно-космической отрасли, приводятся результаты анализа научных источников по организации систем информационной поддержки для принятия управленческих решений, анализ существующих методик построения управленческого учета на предприятиях и способов его автоматизации. Делаются выводы о недостаточной проработанности изученных решений, как с точки зрения логики организации учета, так и с технической точки зрения. Определяются основные задачи системы информационной поддержки, методы формирования эффективного управленческого учета и цели его внедрения. Предлагается подход к созданию системы информационной поддержки в виде надстроенной управляющей базы данных в виде OLAP-решения, посредством которой интегрируются функциональные информационные системы и строится детализированный управленческий учет, связанный с бухгалтерским и налоговым учетами в единую систему в едином информационном пространстве. Описываются преимущества внедрения предлагаемой системы, позволяющей проводить всесторонний ретроспективный и оперативный анализ текущего состояния протекающих на предприятии процессов с денежной оценкой средствами SQL с высокой степенью доверия к данным. Оговариваются принципы создания элементов информационной системы для последующего эффективного план-факт анализа и выработки управленческих решений. Приводится схема организации единого информационного пространства и системы, обеспечивающей информационную поддержку процессов управления предприятием, рассматриваются основные информационные потоки. Описывается логика поддержания процесса формирования структурированного хранилища данных при автоматизации финансово-экономической части АСУП на базе представляемого способа организации данных, позволяющая увязать управленческий, бухгалтерский и налоговый учеты с одним источником актуальных данных, создавая при это эффективное OLAP-решение. Приводится наглядный пример организации данных в виде увязки средствами БД отражений первичных документов предлагаемым способом, обеспечивающим возможность оперативного анализа дебиторской и кредиторской задолженности и осуществления предварительного финансового контроллинга. Приводятся примеры интерфейсов пользователя из разработанной системы информационной поддержки, построенной на описываемых способах организации данных. Делаются выводы об эффективности предлагаемого решения.
Бесплатно
