Современные и перспективные динамические системы комплексов авиационного вооружения Воздушно-космических сил (далее - системы) характеризуются усложнением структуры и повышением требований к надежности и эффективности функционирования. Более того, системы поколения 4++ и 5 достаточно уникальны и (или) малосерийны, а составляющие их элементы в своей основе миниатюрны и дороги, поэтому необходимым условием при выполнении требований контролепригодности к системам и составляющим элементам является максимально возможное сохранение качества исходного базиса при неизбежной новой трактовке дополнительной информации. Дальнейшее внедрение в практику решения задач технической диагностики (ТД) технологий искусственного интеллекта позволяет получать адекватные результаты практически с любой точностью. Достоверность результатов будет определяться исключительно пунктуальностью задания данных и полнотой математического описания систем, процессов и событий рассматриваемой предметной области. Поэтому следует ожидать, что дальнейшее развитие теории и практики ТД будет идти по пути более глубокого изучения физических процессов, происходящих в системах, и более точного математического задания процедур поиска места отказа систем. Целью работы установлена разработка взаимосвязанной совокупности математических и логических блок-схем получения и применения диагностических знаний в программно-математическом обеспечении современных и перспективных бортовых средств контроля технического состояния (ТС) систем. Приоритетным направлением в подобных исследованиях является дифференцированная селекция апробированных методов ТД с выбором соответствующего математического и алгоритмического аппарата прямого вероятностного моделирования систем. Представлена блоксхема и рассмотрен вариант практического приложения разработанного алгоритма последовательного распознавания отказов систем (далее - алгоритм, если из контекста изложения материала ясно, что речь идет именно о разработанном алгоритме). С применением алгоритма отсутствует необходимость в декомпозиции систем, а потенциал многократных повторений результатов случайного процесса смены ТС систем предопределяет возможность получения больших выборок с высокой точностью программной компиляции.

Бесплатно

Цепочка создания ценности как инструмент процессно-ориентированного управления воспроизводством основных производственных фондов предприятий ракетно-космической промышленности

Бойко А.А., Бахмарева Н.В.

Статья научная

Рассматривается процесс разработки цепочки создания ценности (ЦСЦ) воспроизводства основных фондов на предприятиях ракетно-космической промышленности.

Бесплатно

Цианат-эфирные связующие в аэрокосмической отрасли. Каталитические свойства органометаллических комплексов и солей диазония с комплексными анионами в отверждении цианат-эфирных связующих

Аристов В.Ф., Халиманович В.И., Миронович В.В., Ислентьева Т.А., Гуров Д.А.

Статья научная

Цианат-эфирный пластик (ЦЭП) является современным и перспективным материалом. Термостойкость, низкая газо- и влагопоглощаемость, высокие диэлектрические свойства, низкое газовыделение, хорошая со- противляемость к ионизирующему излучению и радиопрозрачность с учетом размеростабильных свойств де- лает ЦЭП лучшим кандидатом для применения в космическом аппаратостроении и спутникостроении. Во время экспериментов c импрегнированием цианат-эфирным преполимером высокомодульных углеволокон на пропиточной машине PLS-250-2F (Mikrosam, Македония) было выявлено преждевременное отверждение пре- полимера на нагреваемых металлических валах узла наноса. В связи с этим было исследовано влияние комплек- сов, содержащих ионы переходных металлов на кинетику полимеризации ЦЭП методами ДМА и вискозимет- рии. Показано, что использование стальных валов пропиточной машины приводит к существенному сниже- нию жизнестойкости расплава преполимера. На основании полученных данных рекомендуется использовать керамические поливочные валы, изготовленные, например, на основе нитрида бора. В качестве нового типа катализатора реакции полимеризации для получения ЦЭП с возможностью встраивания в полимерную сетку были впервые исследованы комплексные соли диазосоединений. Полученные данные позволяют отнести новый класс катализаторов реакции отверждения цианат-эфиров в разряд перспективных.

Бесплатно

Цифровой двойник для управления совмещенной литейно-прокатной линией

Якивьюк П.Н., Пискажова Т.В., Сальников А.В., Гофман П.М.

Статья научная

При производстве и эксплуатации ракетно-космических установок широко используются различные алюминиевые сплавы, как в конструктивных элементах, так и в линиях связи, электроснабжении. Параметры операций обработки сплавов должны жестко выдерживаться для исключения брака и получения продукции нужного качества. Технологические процессы обработки металлов в космическом машиностроении содержат такие операции, как литье, прокатка, прессование и могут использовать непрерывные линии расплав - кристаллизация - формоизменение, что предъявляет дополнительные требования к комплексному управлению такой линией. Целью работы является создание цифрового двойника для управления совмещенным литейнопрокатным комплексом. На основе ранее представленных математических моделей агрегатов и компонентов комплекса (печь, лоток, кристаллизатор, узел прессования, правильно-охладительное устройство, шпули) в программной среде TIA Portalс применением микропроцессорного контроллера S7-1200 разработана программа, которая имитирует изменение параметров как прокатываемого металла, так и устройств литейно-прокатной линии. Представлена структура и пользовательский интерфейс программы. Проведены расчёты параметров технологического цикла при обработке трёх сплавов, которые дают представление о распределении температур и скоростей прокатываемого металла в каждом узле установки. Программу можно использовать на производстве как для предварительных расчетов обработки различных сплавов с целью подбора нужных управляющих воздействий, так и в ходе процесса в составе действующего АСУТП для уточнения параметров охлаждения и скорости литья.

Бесплатно

Цифровые системы управления дополнительными секциями шунтовых секционных стабилизаторов напряжения

Лесных А.Н., Сарычев В.А.

Статья научная

мощных систем электропитания космических аппаратов остро стоят проолемы увеличения помехозащи-щенности и наоеэюности. Применение в системах электропитания цифровых компонентов вместо аналоговых позволяет частично решить эти проблемы. Предложены две различные схемы системы управления дополнитель-ными секциями шунтовых секционных стабилизаторов напряэюения, реализованные на цифровых компонентах.

Бесплатно

Частотно-управляемый асинхронный электропривод вентилятора декарбонизатора

Зуев Алексей Вячеславович, Иванчура Владимир Иванович

Статья научная

Рассмотрена замкнутая система автоматического регулирования расхода воздуха в процессе декарбонизации воды на основе частотно-управляемого асинхронного электропривода. Определена и смоделирована экспериментальная зависимость требуемого расхода воздуха в функции основных измеряемых параметров.

Бесплатно

Частотный метод динамического синтеза имитаторов первичных источников электроэнергии космических аппаратов

Мизрах Е.А.

Статья научная

Рассмотрен метод синтеза, позволяющий создавать имитаторы первичных источников электроэнергии космических аппаратов с требуемой динамической точностью.

Бесплатно

Человеческий капитал как фактор экономического развития аэрокосмической отрасли

Ощепкова Д.С.

Статья научная

В настоящее время стратегически важная отрасль российской экономики - аэрокосмическая промышленность нуждается в модернизации и переориентации на потребности современной экономики - экономики знаний. Для осуществления данной трансформации необходим квалифицированный творческий персонал, вовлеченный в отношения человеческого капитала. Объектом данного исследования являются отношения человеческого капитала (в аэрокосмической отрасли). Представлен анализ основных подходов к определению сущности человеческого капитала, проведена их классификация (деятельностный, доходный, инвестиционный, исторический). Через общие свойства систем (иерархичность, целостность, эмерджентность) доказано, что отношения человеческого капитала являются системой, в которой происходит превращение человеческого потенциала (запаса здоровья, знаний, навыков и пр.) в актив предприятия. Научная новизна заключается в выделении системообразующего элемента человеческого капитала - интеллектуальной собственности. В авторском определении интеллектуальная собственность представляет собой творческий подход работника к осуществлению трудовой деятельности, нестандартное использование средств производства, приводящее к повышению эффективности производственного процесса, формированию конкурентных преимуществ. Наличие интеллектуальной собственности может быть выражено в ответственном отношении к труду (стремлении работника выполнить трудовые операции качественно и точно в срок), новаторстве (рационализаторские предложения), инновационной деятельности. Сделан вывод о том, то управление человеческим капиталом (как системой экономических отношений) выходит за рамки управления персоналом и требует принципиально нового комплексного подхода, способного повысить конкурентоспособность аэрокосмической отрасли. Результаты данного исследования носят научно-прикладной характер и могут быть использованы в образовательном процессе и практической деятельности по управлению организациями аэрокосмической промышленности.

Бесплатно

Числа Фибоначчи и оценка состояния силовых трансформаторов

Чупак Т.М., Южанников Александр Юрьевич

Статья научная

На определенном этапе развития электротехнических систем в их организации и функционировании проявляются ценологические свойства, которые описываются Н-распределениями. Идеальное (гармоничное) распределение видов в ценозе описывается пропорциями золотого сечения. Рассмотрены примеры проявления данных свойств при оценке состояния силовых трансформаторов.

Бесплатно

Численно-аналитическое решение задачи оптимального управления

Охорзин В.А.

Статья научная

Рассмотрен численно-аналитический метод решения задач оптимального управления нелинейными системами, описываемыми обыкновенными дифференциальными уравнениями, в вычислительной среде MathCAD.

Бесплатно

Численно-статистический метод для решения задач теплообмена в теплозащитных конструкциях сотового типа

Гусев С.А., Николаев В.Н.

Статья научная

Предложен метод для определения теплового состояния теплозащитной панели сотового типа. Примене- ние теплозащитных материалов такого типа является перспективным направлением при конструировании высокоскоростных летательных аппаратов. Рассматриваемый процесс переноса тепла описывается краевой задачей для уравнения теплопроводности. При этом предполагается, что коэффициенты температуропро- водности материалов, из которых состоит панель, являются постоянными величинами, а процесс передачи тепла осуществляется только посредством теплопроводности. Предложенный метод основан на вероятно- стном представлении решения краевой задачи в виде математического ожидания от функционала случайного процесса диффузионного типа и численном моделировании этого случайного процесса. В более ранних рабо- тах предлагалось проводить вычисления с использованием метода Эйлера. В связи с тем, что процесс тепло- обмена происходит в неоднородной среде, при численном моделировании траекторий случайного процесса ис- пользуется сглаживание разрывных коэффициентов уравнения теплопроводности на основе интегрального усреднения. При этом в подобластях, в которых среда однородная, моделируемый случайный процесс является винеровским. Этот факт означает, что значительного ускорения счёта можно достичь путем использования в этих подобластях метода случайного блуждания по сферам. Предлагается для моделирования винеровского процесса внутри ячеек сотовой панели использовать метод блуждания по сферам, а для расчётов по каркасу панели и в его окрестности - метод Эйлера. Проведённые расчёты по данным физического эксперимента показали значительную эффективность предложенного комбинированного метода по сравнению с вычисле- ниями только одним методом Эйлера.

Бесплатно

Численное исследование гидроледотермического режима реки Ангары

Белолипецкий Виктор Михайлович, Генова Светлана Николаевна

Статья научная

Рассматривается компьютерное моделирование гидроледотермического режима реки Ангары выше и ниже плотины строящейся Богучанской ГЭС.

Бесплатно

Численное исследование задачи о продавливании связной сыпучей среды

Кузоватова О.И., Садовский В.М.

Краткое сообщение

Исследован процесс локализации деформаций в образцах из разнопрочного материала типа грунта при про-давливании через фильеру с прямолинейными, выпуклыми и вогнутыми боковыми поверхностями. Использована специальная математическая модель, обобщающая классическую теорию упругости на случай материала, по-разному сопротивляющегося растяжению и сжатию. Численное решение задачи построено с помощью итерационного процесса, на каждом шаге которого решаются уравнения теории упругости с начальными напряжениями на основе метода конечных элементов.

Бесплатно

Численное исследование задачи перевода космического аппарата на круговой орбите

Дударев О.К., Охорзин В.А.

Статья научная

Приводятся результаты численного исследования задачи перевода космического аппарата на круговой орбите. Для решения задачи используется метод моментов Н. Н. Красовского. В ходе исследования получены следующие результаты: множество компромисса между расходом топлива и временем быстродействия; зависимости времени быстродействия от различных начальных отклонений по углу эксцентриситету и периоду обращения. Результаты расчетов обработаны, и выведены простые зависимости для оценки минимально необходимого времени управления в задаче перевода.

Бесплатно

Численное исследование и анализ процесса загрязнения пористой среды

Молокова Наталья Викторовна

Статья научная

Приведено численное решение математической модели двухфазной фильтрации, учитывающей движение углеводородных загрязнителей и воздуха в пористом грунте. Модель включает систему уравнений в частных производных с дополнительными условиями. В число дифференциальных уравнений входит уравнение баланса массы в элементе пористой среды - уравнение неразрывности, а также дифференциальные уравнения движения. Для замыкания системы вводятся уравнения состояния рассматриваемого загрязнителя и среды. Начальные и граничные условия соответствуют фильтрационному процессу, начиная с поверхности грунта и начальной стадии разлива загрязнителя. Проводится сравнительный анализ результатов математического моделирования с экспериментами.

Бесплатно

Численное исследование методов поиска многомерных солитонов

Савенкова Н.П., Лапонин В.С.

Статья научная

В последние годы в связи с развитием разработки оптических вычислительных систем стало активно развиваться математическое моделирование распространения лазерных фемтосекундных импульсов в нелинейных средах. Среди предложенных методов нахождения солитонов наибольшее распространение получили метод обратной задачи, спектральные методы и др. Ниже предлагаются два итерационных метода M1 и M2 для поиска солитонных решений в задаче распространения оптического излучения в среде с кубичной нелинейностью в аксиально-симметричном случае.

Бесплатно

Численное моделирование двумерных электростатических полей при электрохимическом полировании

Бабкина Людмила Алексеевна, Шестаков Иван Яковлевич, Квасов Алексей Сергеевич

Статья научная

Рассматривается задача моделирования двумерного электростатического поля при электрохимическом полировании на основе биполярного электрода. Проводится сравнительный анализ результатов численного моделирования в программном комплексе COSMOS/M и пакете математических вычислений Maple.

Бесплатно

Численное моделирование процесса электронно-лучевой сварки с продольной осцилляцией луча на основе экспериментально определенной формы канала проплавления

Пермяков Г.Л., Трушников Д.Н., Беленький В.Я., Ольшанская Т.В.

Статья научная

Исследование посвящено изучению процесса электронно-лучевой сварки с глубоким проплавлением с применением осцилляции пучка при различной фокусировке на примере стали 15Х5М. Рассматривается влияние продольной осцилляции пучка и её параметров на форму канала проплавления, характер протекания процессов тепломассопереноса и параметры сварных швов для разработки методических рекомендаций по электронно-лучевой сварке с осцилляцией пучка. Представлена численная трёхмерная математическая модель электронно-лучевой сварки, основанная на совместном решении уравнений теплопроводности и Навье-Стокса в подвижной системе координат, с учётом фазовых переходов на границе раздела твёрдой и жидкой фазы. Граничные условия на свободной поверхности сварочной ванны и стенках канала представлены термокапиллярной конвекцией (эффект Марангони). В качестве входных параметров использовалась форма канала проплавления и распределение энергии пучка по стенкам канала, определённые на основе экспериментальных данных по параметрам вторичного сигнала в плазме над зоной сварки с помощью метода синхронного накопления. Форма канала аппроксимирована усечённым конусом со сферической вершиной. Такой подход избавляет от необходимости учета всех сложных факторов, оказывающих воздействие на формирование канала проплавления. Расчёты тепловых и гидродинамических процессов производились на кластере с использованием пакета моделирования COMSOL Multiphysics. Сравнение расчётных и экспериментальных поперечных сечений сварных швов показали хорошее соответствие. С помощью предложенной методики в ходе исследований были выявлены характерные особенности распределения мощности пучка при различных режимах фокусировки. Проведен анализ значимости различных факторов на формирование геометрии проплавления.

Бесплатно

Численное моделирование сверхзвукового потока газов в коническом сопле с локальным подогревом плазмой и результаты экспериментов

Воронин С. Т.

Статья научная

Приводятся результаты основных теоретических расчётов и некоторых экспериментов по локальному подогреву низкотемпературной плазмой сверхзвукового потока газов внешним индуктором при ионизации газов в керамическом коническом сопле, осуществляемой посредством мощного высокочастотного электромагнитного поля. В основе численных расчётов лежат положения электромагнитной теории поля на основе уравнений Максвелла, Навье - Стокса для газодинамики, Саха - Эггерта для ионов и электронов, которые дают возможность рассчитать основные параметры индуктора и необходимую удельную мощность для подогрева низкотемпературной плазмой сверхзвуковых многокомпонентных газовых потоков. Использована модель безвихревого (ламинарного) сверхзвукового стационарного потока газов и проведено математическое моделирование его движения в коническом сопле с целью возможного использования эффекта дополнительного подогрева газового потока низкотемпературной плазмой для увеличения эффективности работы жидкостного ракетного двигателя. Установлено, что, для осуществления эффективного подогрева газового потока низкотемпературной плазмой в расчётном диаметре, требуется проводимость газов не менее σs ≥ 200 1/Ω·м для исходной температуры Та = 2528 - 2674 оК и частоты f = 27,12 МГц, что неосуществимо даже при наличии высокой концентрации примесей на основе щелочных металлов. Поэтому был разработан специальный прибор - ионизатор для камеры сгорания. Использование ионизатора позволяет достигнуть указанной проводимости для давления в камере сгорания 15 МПа. Расчёты показывают на возможность эффективного подогрева низкотемпературной плазмой сверхзвукового потока газов в начальном объёме конического сопла, который прилегает к критическому сечению жидкостного ракетного двигателя. Это позволит в дальнейшем значительно увеличить его удельный импульс и тягу на старте у поверхности Земли вследствие увеличения скорости потока газов в расчётном сечении. Также определено, что пристеночная область конического сопла обладает значительным градиентом температуры в радиальном направлении, тогда как вдоль оси симметрии конического сопла рост температуры имеет линейную зависимость. Результаты численного моделирования качественно согласуются с проведёнными экспериментами в кварцевом реакторе, охлаждаемом водой, что позволяло использовать разнообразные газовые и газо-жидкостные смеси для выбора топлива с оптимальным составом компонентов. Приводятся предварительные данные, полученные на рабочем стенде с тепловой мощностью кварцевого реактора, не превышавшей 4 кВт.

Бесплатно

Численное моделирование цикла цезия в верхней атмосфере L-устойчивым методом второго порядка точности

Новиков А.Е., Новиков Е.А.

Краткое сообщение

Описан алгоритм формирования правой части и матрицы Якоби дифференциальных уравнений химической кинетики. Численное моделирование цикла цезия в верхней атмосфере проведено посредством L-устойчивого метода второго порядка с контролем точности вычислений. Приведены результаты расчетов.

Бесплатно

Журнал