Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3183
Статья научная
Сообщается о результатах дифференциальной интерферометрической обработки данных РСА ASAR/ENVISAT по зоне землетрясения в Японии с использованием программного пакета SARscape. Представлены результаты совместного анализа данных дистанционного зондирования и подспутниковых GPS-измерений.
Бесплатно
Сравнение магнитной анизотропии поликристаллической и монокристаллической пленок Fe3Si
Статья научная
Постоянное совершенствование высокотехнологичных приборов требует от науки постоянного развития технологий и поиска новых материалов. На сегодняшний день развитие области магнетизма достигло очень широких знаний, что позволило создать и изучить множество искусственных ферромагнитных материалов, которые уже сейчас активно применяются в науке и технике. Последние научные знания показывают, что один и тот же материал в различном состоянии может проявлять разные электрические, магнитные свойства. Так в современных приборах активно применяются тонкие магнитные пленки. Физические процессы в тонких пленках протекает иначе, чем в массивных материалах. В результате пленочные элементы имеют характеристики, отличные от характеристик массивных образцов и позволяют наблюдать эффекты, не свойственные массивным образцам. Пленка - это тонкий слой связанного конденсированного вещества, толщина которого сравнивается с расстоянием действия поверхностных сил; представляет собой термодинамически стабильную или метастабильную часть гетерогенной системы «пленка - подложка». Дальнейшее изучение пленочных структур привело к созданию и исследованию многослойных магнитных систем. В таких структурах возможно присутствие как слоёв различных ферро-магнитных материалов, так и неферромагнитных прослоек, а свойства многослойных систем могут значительно отличаться от свойств любого из компонентов системы. Для практики эти материалы также имеют множество применений, в том числе, радиосвязь и геологоразведка. В нашем эксперименте методом молекулярно-лучевой эпитаксии при совместном осаждении Fe и Si синтезированы ферромагнитные тонкие пленки силицида Fe3Si. На подложке SiO2/Si(111) была получена поликристаллическая пленка силицида, а на Si(111)7×7 - монокристаллическая. Структура была исследована с помощью дифракции отраженных быстрых электронов непосредственно в процессе роста. Методом ферромагнитного резонанса была изучена магнитная анизотропия полученных образцов. Установлено, что поликристаллическая пленка характеризуется одноосной магнитной анизотропией, которая составляет 13.42 Э и формируется в следствие «косого» напыления. А магнитная анизотропия для монокристаллической пленки Fe3Si формируется в большей степени внутренними магнитокристаллическими силами.
Бесплатно
Сравнение методик расчета надежности функциональных систем самолетов государственной авиации
Статья обзорная
Выполнены сравнительные исследования расчетных значений показателей надежности систем самолетов. Показано, что традиционная методика расчета неадекватно оценивает изменения надежности по наработке. Использование методики расчета вероятности отказа через 1 час полета по альтернативной методике устраняет отмеченное несоответствие, свойственное традиционной методике
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагается применение методов кластеризации для определения наиболее подходящего количества нечетких термов при построении генетической нечеткой системы. При этом система на нечеткой логике применяется для решения задач классификации данных и автоматически формируется генетическим алгоритмом. В работе использовался генетический алгоритм с кодировкой термов и классов в бинарную строку, при этом каждый индивид кодировал базу правил. Для построения базы правил необходимо задавать такой параметр, как количество нечетких термов, так как он существенно влияет на качество сформированных классификаторов. Для выявления лучшего метода кластеризации данных было проведено сравнение наиболее известных алгоритмов: DBSCAN, k-средних и алгоритм среднего сдвига. Для оценки эффективности подобранного количества нечетких термов были проведены вычислительные эксперименты на нескольких наборах данных. По результатам было определено, что алгоритм среднего сдвига подбирает такое количество термов, которое позволяет строить более точные классификаторы в сравнении с двумя другими методами, участвовавшими в тестировании. Также было проведено сравнение с альтернативными методами классификации, такими как k ближайших соседей, метод опорных векторов и нейронные сети, в результате которого предложенный метод показал сравнимое качество классификации. Разработанный подход к автоматизации определения количества термов позволяет исключить ручной подбор грануляции для различных данных, снижая затраты на создание эффективной нечеткой системы для задачи классификации.
Бесплатно
Сравнение непараметрических критериев проверки гипотез о распределениях случайных величин
Статья научная
С позиций принципов коллективного оценивания развивается методика проверки гипотезы о тождественности законов распределениях случайных величин, основанная на непараметрических алгоритмах распознавания образов. Проведено ее сравнение с критериями Смирнова и Пирсона.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается вопрос математического моделирования двухфазных замкнутых систем терморегулирования, работающих по прямому и обратному циклам. Такие системы отличаются большой производительностью за счет величины скрытой теплоты фазового перехода рабочего тела и являются перспективными в связи с существующими тенденциями увеличения габаритов и энерговооруженности космических аппаратов. Математическое моделирование таких систем позволит расчетным путем получать их характеристики при изменении определяющих параметров, оценивать эффективность различных конструктивных конфигураций и проводить их оптимизацию. Анализируются основные сложности при расчете и моделировании двухфазных систем терморегулирования. Приводятся расчетные схемы и описание принципа работы таких систем в составе космических аппаратов негерметичного исполнения. Рассматривается методика построения системы уравнений и расчетный алгоритм для получения характеристик таких систем. В качестве базовых используются уравнения для расчета течения с теплоотдачей. В системе уравнений выделяются тепловая и гидрогазодинамическая части. Рассматривается конкретизация уравнений по иерархическим уровням системы. При построении расчетного алгоритма используется деление уравнений на два типа: компонентные, описывающие процессы в одном элементе системы терморегулирования, и топологические, связывающие все элементы в замкнутую систему. Приводится система уравнений математической модели в сосредоточенных параметрах, использующая в расчетах средние интегральные параметры элементов. Представлены результаты расчета двухфазных систем терморегулирования, работающих по прямому и обратному циклам, и сравнение их эффективности. В качестве параметров, влияющих на характеристики двух систем, рассматривались поддерживаемая температура приборов и производительность. Результаты расчета позволили сделать выводы о преимуществах и недостатках применения систем терморегулирования, работающих по прямому и обратному циклам, в составе космического аппарата. Было установлено, что минимальные площади радиатора-излучателя (а значит, и минимальная масса их конструкции) будут наблюдаться для системы с обратным циклом, что обусловлено высокой температурой конденсации. Минимальное энергопотребление будет наблюдаться у системы с прямым циклом.
Бесплатно
Сравнение силицидов железа, полученных методами молекулярно-лучевой и твердофазной эпитаксии
Статья научная
Представлены результаты исследований силицидов железа, полученных методами молекулярно-лучевой и твердофазной эпитаксии, с помощью дифракции отраженных быстрых электронов, электронной оже-спектроскопии, спектроскопии характеристических потерь энергии электронов и спектральной эллипсометрии.
Бесплатно
Сравнение способов инициализации начальных точек на генетическом алгоритме оптимизации
Статья научная
Способ инициализации начальных точек для алгоритмов оптимизации является одним из главных параметров. Сегодня используются способы инициализации начальных точек, основанные на стохастических алгоритмах разброса точек. В генетическом алгоритме точки представляют собой булевые строки. Эти строки формируются по-разному: напрямую с помощью случайных последовательностей (с равномерным законом распределения) или с помощью случайных последовательностей (с равномерным законом распределения) в пространстве вещественных чисел, а потом преобразуют вещественные числа в булевые. Спроектированы шесть алгоритмов построения многомерных точек для алгоритмов глобальной оптимизации - булевых строк, основанные как на стохастических, так и на неслучайных алгоритмах разброса точек. В первых четырех способах инициализации булевых строк использовался случайный закон распределения, а в четвертом и пятом способе инициализации использовался неслучайный способ формирования начальных точек - ЛПt последовательность. Применялось большое количество повторных запусков алгоритмов оптимизации. Использовалась достаточно высокая точность вычислений. Исследования проводились на генетическом алгоритме глобальной оптимизации. Использовались функция Акли, функция Растригина, функция Шекеля, функция Гриванка и функция Розенброка. Исследования проводились с использованием трех алгоритмов разброса начальных точек: ЛПt последовательность, UDC последовательность, равномерный случайный разброс. В работе использовались лучшие параметры генетического алгоритма глобальной оптимизации. На выходе получены массивы математических ожиданий и среднеквадратических отклонений качества решения для разных функции и оптимизационных алгоритмов. Цель анализа способов инициализации начальных точек для генетического оптимизационного алгоритма заключалась в нахождении экстремума одновременно быстро, точно, дешево и надёжно. Способы инициализации сравнивались между собой по математическому ожиданию и среднеквадратическому отклонению. Под качеством решения понимается среднестатистическая ошибка нахождения экстремума. Выявлен лучший способ инициализации начальных точек для генетического алгоритма оптимизации на данных тестовых функциях. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/arhiv/)
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются алгоритм муравьиных колоний, генетический алгоритм и параллельные версии этих методов для решения задачи коммивояжера.
Бесплатно
Статья научная
Многокритериальная нестационарная оптимизация является недостаточно изученным на данный момент классом задач оптимизации, однако представляет собой большую практическую ценность. В задачах многокритериальной нестационарной оптимизации целевые функции, их параметры и ограничения, накладываемые на область поиска, изменяются во времени, из этого следует изменение решения задачи. При возникновении изменений в задаче алгоритму необходимо адаптироваться к изменениям таким образом, чтобы скорость сходимости к решению задачи была достаточно высокой. Работа посвящена сравнению эффективности использования трех разных подходов к формированию популяции при возникновении изменений в задаче многокритериальной нестационарной оптимизации: использование полученных на предыдущем шаге решений, случайная инициализация популяции и частичное использование предыдущих решений. В первой части статьи приводится классификация изменений, возникающих в задачах этого типа; рассматриваются существующие на данный момент подходы к решению задач, основанные на использовании эволюционных алгоритмов. В ходе исследования при решении задач многокритериальной нестационарной оптимизации используются алгоритмы многокритериальной оптимизации NSGA-2 и SPEA2, для сравнения подходов к формированию популяции используется набор тестовых задач. Полученные результаты были обработаны с помощью статистического критерия Манна - Уитни. Было выявлено, что скорость изменений в задаче влияет на эффективность использования при формировании популяции решений, полученных в предыдущий момент времени.
Бесплатно
Статья научная
Предмет исследования включает динамические характеристики частотно-регулируемого асинхронного электропривода (АЭП) с модальным управлением. Тема исследования - получившая наибольшее распространение система «преобразователь частоты (ПЧ) с автономным инвертором напряжения (АИН) с широтно-импульсной модуляцией - асинхронный двигатель (АД)». Цель работы заключается в исследовании динамических свойств электропривода с модальным управлением, а также в рекомендациях к практическому использованию спроектированных систем управления. Метод исследования: для решения поставленных задач использовалась современная теория электропривода, теория автоматического управления, непрерывное преобразование Лапласа, метод передаточных функций и пространства состояний, метод стандартных полиномиальных уравнений. Экспериментальные исследования полученных теоретических результатов проведены методом математического моделирования во временной области с применением персональной электронно-вычислительной машины. В результате представлен анализ работы систем модального и подчиненного управлений асинхронным электродвигателем на примере конденсатного насоса. Дана оценка качества процессов регулирования координат путем анализа результатов имитационного моделирования системы в среде MatLab. Область применения результатов - системы частотно-регулируемого АЭП с большим количеством контролируемых выходных координат, например, роботизированные агрегаты и устройства, электромеханические системы космических аппаратов и др. Выполнен сравнительный анализ систем подчиненного и модального управлений. Установлено, что преимуществом применения модальных регуляторов в сравнении с аналогичными регуляторами, построенными на принципах подчиненного управления, является следующее: а) рассмотренная система частотного управления АЭП с модальным регулятором обладает примерно вдвое большим быстродействием в сравнении с аналогичными системами с подчиненным управлением; б) модальные регуляторы обладают большей помехоустойчивостью и менее чувствительны к изменениям внутренних параметров электродвигателя в сравнении с регуляторами, построенными по принципу подчиненного регулирования; в) жесткость механической характеристики замкнутой системы электропривода с модальным управлением значительно выше, чем в системе с подчиненным управлением.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена характеристика альгогруппировок городских почв, подверженных рекреационным нагрузкам. Проведен сравнительный анализ систематической и таксономической структуры. Определена реакция почвенной альгофлоры на рекреационную нагрузку.
Бесплатно
Сравнительный анализ "первых" критериев выявления связи между качественными переменными
Статья научная
Проведен сравнительный анализ использования «первых» критериев оценки связи между категориальными переменными. Показана согласованность этих критериев на примере выявления связи между типом авиарейса и числом крушений.
Бесплатно
Статья научная
Турбонасосный агрегат (ТНА) - один из основных агрегатов жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Обеспечение работоспособности и возможности непрерывной подачи компонентов горючего и окислителя с заданным расходом и давлением на протяжении всего цикла работы ЖРД - одна из основных задач при проектировании ТНА. Негативным эффектом, проявляющимся в случае местного понижения давления до давления насыщенного пара, является кавитация. В настоящее время в связи с ростом вычислительных мощностей современных компьютерных систем все чаще применяются методы вычислительной гидродинамики (Сomputational Fluid Dynamics, CFD) для отработки антикавитационных параметров насоса в различных областях общего машиностроения. Применительно к ракетно-космической отрасли, отличающейся особыми требованиями к надежности, необходимо большее количество статистических данных. На данный момент нет модели кавитации, способной полностью смоделировать весь процесс зарождения, роста и схлопывания кавитационного пузыря. Однако существует ряд упрощённых моделей данного процесса, среди которых можно выделить численную модель Zwart - Gerber - Belamri, предназначенную для моделирования кавитационного потока в насосах. Упомянутая модель является наиболее подходящей и применяется во всех рассмотренных далее работах. В данной работе проведён анализ экспериментальных данных и результатов численного моделирования насосов с различными параметрами расхода, давления и геометрии. В ходе работ с моделью расчёты произведены в среде ANSYS. В заключительной части сделан вывод о взаимосвязи характеристик и применяемости модели Zwart - Gerber - Belamri к проектированию кавитационного потока в ТНА ЖРД с учетом особенности работы насоса.
Бесплатно
Сравнительный анализ конструкций испытательных стендов для испытания карданных шарниров
Статья научная
Приведен обзор конструкций испытательных стендов для испытания кардных передач, таких как стенд для испытаний карданных подшипников (недостаток данного стенда - это применение в качестве нагру- жающего устройства торсионных валов, что снижает точность создания нагрузок в шарнирах карданной передачи); стенды с невозможностью управления процессом нагружения карданной передачи во время испы- таний карданной передачи; стенд с замкнутым силовым контуром для испытания агрегатов трансмиссии транспортных средств и стенд для испытаний агрегатов трансмиссий транспортных средств, недостатком которых является быстрый перегрев системы торможения, который возникает из-за отсутствия системы охлаждения. Задачей исследования является создание новых конструкций испытательных стендов на основе проведенного анализа конструкций испытательных стендов. Технической задачей стендов для испытания карданных шарниров на игольчатых подшипниках является испытание карданных передач в широком диапазо- не нагрузок, сравнительные испытания шарниров различных типоразмеров. Проведен анализ стендов для испытаний карданных передач на игольчатых подшипниках, в результате которого появилась необходимость создания новой конструкции, отличающейся большим диапазоном параметров нагружения и легкостью настройки. Возникает необходимость создания конструкции систем, которая позволит проводить испыта- ния карданных передач с повышенной точностью настройки угла излома карданной передачи и удобством экс- плуатации, а также создания конструкции систем, которая позволит проводить испытания карданных пере- дач с исключением перегрева системы торможения и обеспечит плавность регулирования тормозного момента. Поставленная задача создания новой конструкции, отличающейся большим диапазоном параметров нагружения и легкостью настройки, решается тем, что привод соединен с карданной передачей с помощью муфты через технологическую передачу, а устройство нагружения подключено через раздаточную коробку. Поставленная задача создания конструкции систем, которая позволит проводить испытания карданных передач с повышенной точностью настройки угла излома карданной передачи и удобством эксплуатации, решается тем, что в известном стенде для испытания карданных передач содержатся установленные на основной раме электродвигатель, технологическая передача, выполненная в виде механической коробки пере- ключения передач, присоединенной к входному валу испытываемой карданной передачи, при этом выходной вал карданной передачи соединен с устройством нагружения через раздаточный редуктор, а раздаточный редук- тор установлен на дополнительной раме, имеющей возможность перемещения по прорезям основной рамы с фиксацией положения раздаточного редуктора в горизонтальной плоскости по нониусу, отградуированному в единицах угла излома карданной передачи. Поставленная задача создания конструкции систем, которая позволит проводить испытания карданных передач с исключением перегрева системы торможения, а также обеспечить плавность регулирования тормозного момента, решается тем, что устройство нагружения вы- полнено в виде гидронасоса, вал которого присоединен к выходному валу раздаточного редуктора, входной канал гидронасоса соединен с гидравлическим баком, а выходной канал соединен со входом регулируемого дросселя, выход которого через теплообменник соединен с гидравлическим баком, причем между выходным каналом гидронасоса и входом дросселя установлены предохранительный клапан и манометр, отградуированный в еди- ницах тормозного момента. Конструкция первого предложенного стенда позволяет испытывать карданные передачи разных типоразмеров в широком диапазоне нагружающих моментов и скоростей вращения кардан- ных передач. Конструкция второго предложенного стенда позволяет испытывать карданные передачи раз- ных типоразмеров в широком диапазоне нагружающих моментов, скоростей вращения и высокой точности настройки угла излома карданной передачи. Конструкция третьего предложенного стенда позволяет прово- дить испытания карданных передач, исключая перегрев системы торможения благодаря охлаждению рабочей жидкости, а также повысить качество эксплуатации за счет обеспечения плавности регулирования тормоз- ного момента.
Бесплатно
Сравнительный анализ конструкций карданных шарниров неравных угловых скоростей
Статья научная
Приведен обзор конструкций карданных шарниров неравных угловых скоростей, таких как шарниры с разрезной втулкой и шарнир с витой цилиндрической пружиной из проволоки круглого сечения, шарнир с витой цилиндрической пружиной из проволоки, сечение которой имеет форму выпуклого многоугольника, шарнир с втулками из материала высокой твердости, шарнир с несколькими втулками, шарнир с разборным корпусом. Рассмотрено влияние угла перекоса роликов игольчатого подшипника на величину контактных напряжений и выполнен сравнительный анализ конструкций карданных шарниров на игольчатых подшипниках для применения в транспортно-технологических системах. Проведенный патентный поиск выявил ряд способов и устройств, направленных на решение проблемы выхода из строя подшипниковых узлов на игольчатых подшипниках. Рассмотрены карданные шарниры с разрезными втулками, карданные шарниры с витой цилиндрической пружиной из проволоки круглого сечения и с витой цилиндрической пружиной из проволоки, сечение которой имеет форму выпуклого многоугольника, карданные шарниры с втулками из материала высокой твердости и несколькими втулками, карданные шарниры с разборным корпусом крестовины. Предложены усовершенствованные конструкции карданных шарниров неравных угловых скоростей. Карданный шарнир со сменными шипами крестовины обеспечивает возможность замены частей карданного шарнира без демонтажа всей карданной передачи и включает в себя корпус крестовины, в который установлены шипы в виде втулок. Карданный шарнир с новым уплотнением позволяет исключить попадание инородных тел в рабочую полость карданного шарнира и утечку смазочного материала, а также повысить надежность карданных шарниров за счет герметизации рабочей полости. Уплотнение выполнено в виде гофрированной трубы, имеющей форму усеченного конуса, заканчивающегося со стороны большего основания коаксиальной шайбой L-образного сечения, а со стороны меньшего основания - кольцом в форме тора, зафиксированном в ответной торообразной проточке.
Бесплатно
Сравнительный анализ методов решения задачи оценки защищенности автоматизированных систем
Статья научная
Проведен сравнительный анализ методов решения задачи оценки защищенности автоматизированных систем. Рассмотрены их свойства, преимущества, недостатки, а также продукты, созданные на их основе.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается метод Хафа для поиска линий, а также способы формирования контурных представлений. Приведено описание алгоритмов, их формирования и метода бинаризации Отсу. Выполнена сравнительная оценка методов формирования контуров для поиска линий с учетом различных способов бинаризации. Представлены результаты экспериментов для различных изображений.
Бесплатно
Сравнительный анализ механизмов формирования инновационной среды регионов России
Статья научная
Исследуются механизмы формирования инновационной среды регионов России на основе сравнительного анализа факторов с использованием рейтинговых оценок общественных, неправительственных организаций, агентств, экспертов, а также информационных материалов в открытой печати по направлениям законодательного, информационного, инфраструктурного, организационного обеспечения.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты сравнительного металлографического анализа наплавок различными способами покрытыми электродами аустенитного класса для сварки нержавеющих сталей. Показаны преимущества высокоэффективного процесса наплавки независимой трехфазной дугой.
Бесплатно
