Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3217
Выбор оптимальной точки размещения радиотелевизионной передающей станции
Статья обзорная
При строительстве новых или реконструкции действующих передающих станций возникает задача определения их оптимальных местоположения и технических параметров. Для определения оптимального местоположения станций необходимо производить расчет напряженностей полей сигналов и помех с учетом профилей интервалов, построенных в направлении от местоположения станции до границы зоны вещания. Рассматривается решение задачи оптимизации местоположения радиотелевизионной передающей станции посредством расчета зон обслуживания и зон теней вещательных передатчиков с использованием автоматизированной системы расчетов и географической информационной системы
Бесплатно
Выбор периода обращения спутников ГЛОНАСС
Статья научная
Анализируется выбор периода обращения спутников российской Глобальной навигационной спутниковой системы, исходя из соображений обеспечения непрерывного глобального и, как минимум, четырехкратного обзора поверхности земного шара с заданными точностными характеристиками. Рассматривается метод выбора драконического периода обращения всех спутников, позволяющий отказаться от коррекции орбитальных параметров на всем сроке их активного существования. В результате анализа эволюции орбитальных параметров спутников системы показана правильность выбора орбитальной структуры, обеспечивающая ее устойчивость на всем сроке активного существования.
Бесплатно
Выбор проектных параметров снарядов-пробойников активно-реактивного типа для движения в грунте
Статья научная
Целью работы является расчетно-экспериментальное обоснование целесообразности применения (как на Земле, так и на поверхности других планет) снарядов-пробойников активно-реактивного типа (СПАРТ) для решения целого ряда научных задач, связанных с образованием скважин в грунте и доставкой полезных грузов на некоторую глубину. Методы исследования: рассмотрены различные схемы запусков (варианты организации процесса функционирования) СПАРТ. Произведен расчет глубины проникания СПАРТ в суглинок для случая, когда СПАРТ выстреливается из баллистической установки, расположенной таким образом, что скорость выхода снаряда равна скорости его входа в грунт, а тяга двигательной установки в два раза больше статического сопротивления грунта. Из множества вариантов произведен выбор трех конструктивных схем СПАРТ в зависимости от скорости горения используемого топлива для обеспечения нормального функционирования двигателя. В результате проведенных расчетно-экспериментальных исследований по определению глубин проникания в суглинок 152,4 мм снарядов-пробойников длиной 4,6 м, запускаемых с артиллерийской установки, использующей одинаковый пороховой заряд весом 18 кг, установлено, что с момента выключения двигателя до полного останова будет , что более чем в два раза превышает глубину проникания такого же снаряда-пробойника, если бы он двигался в грунте только по инерции. Результаты, изложенные в статье, могут быть полезны для научных работников, аспирантов и инженеров, занятых созданием и эксплуатацией авиационной и ракетно-космической техники, а также студентов технических вузов, обучающихся по соответствующим специальностям.
Бесплатно
Выбор рационального взаимного расположения несущих поверхностей экраноплана схемы "Утка"
Статья научная
Рассматривается возможность определения рационального взаимного расположения несущих поверхностей экраноплана схемы « утка» аналитическими методами. Используется подход, отличный от традиционного, а именно, возможность увеличения аэродинамического качества несущей системы не за счет увеличения подъемной силы, а за счет уменьшения силы лобового сопротивления несущей системы. Выносится предположение о возможности применения совокупности аналитических методов, позволяющей существенно упростить поиск решения на качественном уровне, что в свою очередь позволит сократить количество экспериментов, в том числе и виртуальных, для получения искомых результатов.
Бесплатно
Выбор сплава системы Mg-Zn-Zr и оптимизация изготовления заготовок для штамповки
Статья научная
Изучены структура и механические свойства сплавов ZK60A и МА14 системы Mg-Zn-Zr после литья, гомогенизации и деформации. Предложено заменить сплав МА14 на ZK60A для изготовления крупногабаритных штамповок. Показана возможность исключения операции редуцирования.
Бесплатно
Выбор теплоаккумулирующего материала для солнечного теплового ракетного двигателя
Статья научная
Рассматривается солнечный тепловой ракетный двигатель (СТРкД) с тепловым аккумулятором (ТА), использующим фазопереходные высокотемпературные теплоаккумулирующие материалы (ТАМ) с высокой удельной теплотой плавления, обладающие определенными энергетическими преимуществами над твердотельными графитовыми аккумуляторами. ТА конструктивно совмещен с системой «концентратор-приемник» (КП) и предназначен для накопления тепловой энергии от зеркального солнечного концентратора в периоды пассивного движения космического аппарата (КА) по переходным орбитам многовитковой траектории выведения, при которой включение СТРкД осуществляется в апсидальных областях орбит за счет теплового разряда ТА, нагревающего рабочее тело (водород) до высоких температур, обеспечивая высокие значения удельного импульса. При этом обеспечивается независимость процессов точной ориентации системы КП на Солнце в периоды пассивного движения КА для заряда ТА и управления вектором тяги при разряде аккумулятора. Области включения СТРкД при этом не зависят от условий освещенности. Рассматриваются такие тугоплавкие ТАМ, как оксид бериллия и бинарные эвтектики B*Si и 3BeO*2MgO с температурой плавления выше 2000 К и удельной энергоемкостью более 2 МДж/кг. Рассматривается задача межорбитальной транспортировки КА с низкой стартовой орбиты на геостационарную орбиту в течение 60 суток. В качестве критерия эффективности задачи выведения принята масса полезной нагрузки (ПН), которая максимизируется путем оптимизации релевантных параметров системы КП-ТА. К таким параметрам можно отнести, в частности, соотношение масс концентратора и ТА и параметр точности псевдопараболоидного концентратора. Проведена совместная оптимизация релевантных параметров, показаны их целесообразные значения для каждого ТАМ. Показано, что при использовании в ТА сплава B*Si масса ПН может быть больше по сравнению с остальными рассмотренными теплоаккумулирующими материалами. Условия ориентации системы КП на Солнце при этом достаточно соответствуют современным техническим возможностям. Выигрыш в массе ПН может более чем в 1,5 раза превышать эффективность современных средств выведения с ЖРД, что позволяет использовать ракеты-носители (РН) более легкого класса.
Бесплатно
Выбор упругих и геометрических параметров тонкостенной спицы зонтичной антенны
Статья научная
Рассмотрена задача выбора упругих и геометрических параметров тонкостенной спицы большой космической зонтичной антенны, обеспечивающих изгибную жесткость, требуемую для раскрытия антенны и натяжения сетеполотна как при орбитальной эксплуатации, так и при наземных испытаниях конструкции.
Бесплатно
Статья научная
В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), выполненных по безгазогенераторной схеме, привод турбины турбонасосного агрегата (ТНА) осуществляется подогретым горючим в тракте охлаждения (ТО) камеры сгорания (КС). Отсутствие газогенератора в значительной мере повышает надежность ЖРД и дает ряд преимуществ по сравнению с другими схемами двигателя. На данный момент существующие кислородно-водородные безгазогенераторные ЖРД не отвечают современным тактико-техническим требованиям по уровню тяг и давлений в (КС) двигателя. Поэтому необходимо изучить способы повышения энергетических параметров ЖРД и выявить перспективные схемы двигателя. В данной статье предлагаются схемные решения кислородно-водородного ЖРД, приводится анализ влияния различных факторов на энергетические параметры двигателя, а также рекомендации по проектированию безгазогенераторных ЖРД. Разработана математическая модель расчета основных энергетических и геометрических параметров двигателя. Предложены перспективные пневмогидравлические схемы (ПГС) кислородно-водородного безгазогенераторного ЖРД в зависимости от тактико-технических требований.
Бесплатно
Выведение космического аппарата на геостационарную орбиту комбинированным методом
Статья научная
Актуальность работы определяется возросшей конкуренцией на мировом рынке разработки спутников, что требует снижения издержек на разработку и запуск космических аппаратов. Очевидным способом уменьшения затрат является снижение стартовой массы космического аппарата, позволяющее применять для запуска космического аппарата на геостационарную орбиту более дешевые ракеты-носители среднего класса либо запускать одной ракетой-носителем несколько космических аппаратов. Альтернативным решением этой проблемы является выведение космического аппарата комбинированным методом. Комбинированный метод выведения космического аппарата обладает преимуществом по времени выведения относительно метода выведения с использованием только электрореактивных двигателей, а относительно метода выведения на химических двухкомпонентных реактивных двигателях - по количеству топлива. Таким образом, применение комбинированного метода выведения позволит космическому аппарату быстро проходить зону внутреннего радиационного пояса Земли, используя химические двухкомпонентные реактивные двигатели, а электрореактивные - для дальнейшего довыведения космического аппарата на рабочую орбиту. Целью исследования является оценка эффективности выведения космического аппарата на геостационарную орбиту комбинированным методом, оптимизация массы топлива для выведения. В результате выполненной работы были разработаны критерии оптимизации комбинированного метода, методика оптимизации массы топлива и соответствующий комплекс программ в среде MatLab. Также проведены расчеты и анализ полученных результатов выведения космических аппаратов различной стартовой массы комбинированным методом при помощи ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» (космодром Байконур, Казахстан) и при помощи ракеты-носителя Falcon-9v1.1( мыс Канаверал, США). В заключение отмечено, что выведение посредством ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз» имеет ряд преимуществ относительно зарубежной ракеты-носителя.
Бесплатно
Вывод выражения энергии деформации оболочки в геометрически нелинейной постановке
Статья научная
В геометрически нелинейной постановке рассматривается вариационная задача о деформировании оболочки, податливой при трансверсальном сдвиге. Представлен вывод выражения потенциальной энергии деформации, которое может быть использовано для получения уравнений устойчивости для оболочек с низкой трансверсальной жесткостью.
Бесплатно
Вывод разрешающих уравнений равновесия пластины с низкой трансверсальной сдвиговой жесткостью
Статья обзорная
Рассматривается вариационная постановка задачи о деформировании пластины с низкой трансверсальной сдвиговой жесткостью. Выполнен вывод разрешающих уравнений равновесия и естественных граничных условий при двух вариантах выбора основных угловых переменных: углов наклона нормали и углов трансверсалъного ССоиси.
Бесплатно
Выделение осциллирующих и трендовых компонент на базе критериальной модификации сингулярного анализа
Статья научная
Рассматривается методика выделения осциллирующих колебательных и трендовых составляющих при анализе сложных нестационарных процессов, протекающих в реальных сложных системах.
Бесплатно
Выделение разрывов в двумерных течениях невязкого и вязкого теплопроводного газа
Статья научная
В рамках модели идеального совершенного газа моделируются стационарные течения с множественными взаимодействиями газодинамических разрывов между собой и с физическими границами области, для чего применяется метод выделения множества разрывов на сетке, несогласованной с ними, который обладает высоким разрешением и эффективностью. В рамках модели вязкого теплопроводного совершенного газа при больших числах Рейнольдса рассмотрена стационарная задача о взаимодействии скачка уплотнения со сдвиговым слоем. Скачок при этом также выделяется, а фактор вязкости - теплопроводности учитывается в обычных и в дифференциальных соотношениях на нем. Строится аналитическое (в расширенном смысле) решение задачи о проникновении скачка в сдвиговый слой. Вычислительным путем показано, что для возмущенного течения в сдвиговом слое возможно существование двух различных режимов: автомодельного и диффузионного.
Бесплатно
Выравнивание поля освещенности имитатора солнечного излучения на основе конического рефлектора
Статья научная
Актуальной проблемой в области освоения космического пространства в наше время остается моделиро- вание условий космического полета для испытаний космических аппаратов и отдельных их систем на Земле. Рассмотрена задача создания имитатора солнечного излучения для наземных испытаний солнечных батарей космического назначения на основе импульсной ксеноновой лампы удлиненной цилиндрической формы и кониче- ского рефлектора. Применение импульсных ксеноновых ламп в качестве источника излучения в имитаторах солнечного излучения позволяет воспроизводить излучение Солнца с достаточной степенью приближения по спектру и плотности потока. Малорасходящийся поток излучения можно получить с помощью осесим- метричных зеркал (параболических, параболоцилиндрических, конических), в фокусах которых находятся источники излучения. Изложены аспекты создания трехмерной модели имитатора солнечного излучения для исследования его характеристик, а также для проведения экспериментальной проверки адекватности создан- ной трехмерной модели. Предложены два способа получения потока излучения имитатора солнечного излуче- ния, соответствующего требуемым показателям по плотности, коллимированности потока, его спектру. Как искусственная расфокусировка источника излучения и конического отражателя, так и применение гради- ентного тонирования поверхности источника излучения либо конического отражателя позволяют уменьшить неравномерность распределения плотности потока излучения в 3 раза. Сделан вывод о принципиальной приме- нимости и эффективности предложенных способов выравнивания неравномерности падающего светового потока для исследуемой оптической схемы. Предложенная конструкция имитатора солнечного излучения про- ста в техническом исполнении, не требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат для своего функционирования. Предполагается дальнейшее исследование предложенной модели имитатора солнечного излучения и его апробации в лабораторных условиях.
Бесплатно
Высокотемпературная газостатическая обработка литых корпусных деталей турбонасосных агрегатов
Статья научная
Рассмотрены особенности технологии высокотемпературной газостатической обработки литых корпусных деталей, изготовленных из жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов. Приведены результаты исследований и оптимальные режимы обработки.
Бесплатно
Высокоточные навигационные определения по сигналам ГНСС
Статья научная
Проведен сравнительный анализ соответствия текущего состояния комплекса функционального дополнения ГЛОНАСС перспективным требованиям потребителей в части точности навигационного обеспечения. Предложен алгоритм высокоточного определения местоположения потребителей, обеспечивающий удовлетворение перспективных требований потребителей. Приведены результаты экспериментального исследования алгоритмов работы данного комплекса при использовании существующих технических средств системы дифференциальной коррекции и мониторинга. На основе проведенных исследований сделаны выводы о перспективах развития систем высокоточного определения местоположения по радиосигналам спутниковых навигационных систем.
Бесплатно
Высокочастотный ионный двигатель малой мощности
Статья научная
В настоящее время одним из активно развивающихся направлений в мировой космической отрасли является разработка и применение малых космических аппаратов (МКА). Анализ современных тенденций развития рынка КА показывает, что функционирование ряда систем могут обеспечивать МКА массой от 100 до 500 кг, размещенные на низких (до 1000 км) орбитах. Существует объективная потребность в средствах поддержания и коррекции орбит МКА массой 100…500 кг, способных обеспечить получение высококачественной информации в течение 5…10 лет, для чего на МКА необходимо ставить двигатели управления орбитальным движением, в качестве которых могут быть использованы электроракетные двигатели (ЭРД). Типичные сроки активного существования МКА массой до 500 кг, не оснащенных ЭРД, ограничиваются 2…3 годами. В 2010 г. в МАИ была создана лаборатория высокочастотных ионных двигателей. За последующие годы был накоплен значительный опыт в области исследования высокочастотных ионных двигателей (ВЧИД) с различными потребляемыми мощностями. В связи с вышесказанным в 2013 г. в МАИ совместно с ОАО «КБХА» была начата разработка ВЧИД малой мощности (ВЧИД ММ). В ходе разработки ВЧИД ММ выполнены расчетные исследования, позволившие оптимизировать конструктивные параметры эмиссионного и ускоряющего электродов двигателя. Выполнены тепловой и термомеханический расчеты ВЧИД ММ, выявившие наиболее теплонапряженные элементы двигательного блока и позволившие принять меры к перераспределению тепловых потоков, а также выбрать материалы для изготовления электродов ионно-оптической системы (ИОС) двигателя. Была создана и испытана лабораторная модель ВЧИД ММ. В ходе стендовых испытаний были продемонстрированы рабочие характеристики, близкие к расчетным. Были сделаны выводы о путях повышения основных рабочих характеристик двигателя.
Бесплатно
Высокочувствительный ЭПР-магнитометр для измерений геомагнитного поля Земли: новые решения
Статья научная
Разработана конструкция компактного высокочувствительного магнитометра для измерения геомагнитного поля Земли и его вариаций. В магнитометре применены новые технические решения, улучшающие его характеристики по сравнению с приборами предыдущего поколения. Приведено описание конструкции магнитометра, основных электронных блоков прибора, программного обеспечения. Приводятся результаты испытаний опытного экземпляра прибора, его основные характеристики.
Бесплатно
Вычисление положения искусственного спутника земли при ограничениях на ошибки измерений
Статья научная
Рассматривается применение метода наименьших квадратов и минимаксного метода для определения положения объекта околоземного пространства при известных ограничениях на ошибки измерений. Исследованы вычислительные схем, используемые для оценки значений траекторий космического объекта при различных условиях, налагаемых на ошибки измерений. Определены характеристики точности данных алгоритмов при различных распределениях ошибок измерений. Приводятся результаты численных расчетов, полученные на модельных примерах.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача исследования с помощью расчетного алгоритма работы системы терморегули- рования с жидкостным контуром (ЖК), включающей в себя трубы с текущим внутри рабочим телом, радиа- ционный теплообменник, панели с размещенным на них тепловыделяющим оборудованием, насосы для прокач- ки рабочего тела, систему регулирования расхода. Для разработки алгоритма расчета был произведен анализ и обоснование привлекаемых к расчету уравнений. Для моделируемой системы выделены влияющие параметры. В качестве исходных уравнений для моделирова- ния используются уравнения, оказывающие значимое влияние на теплофизические параметры (температуру, расход, коэффициент теплоотдачи): закон Стефана-Больцмана для теплового излучения; закон теплоотдачи от стенки жидкостного контура в теплоноситель; уравнение теплоемкости теплоносителя; уравнение теплопроводности внутри панели от излучающей поверхности до поверхности теплообмена между рабочим теплом и теплоносителем; уравнение расхода; критериальное уравнение для определения коэффициента теп- лоотдачи. Для верификации алгоритма расчета были сопоставлены расчетные и экспериментальные данные по тем- пературам теплоносителя ЖК для случаев зимнего и летнего солнцестояния. Результаты расчета имеют удовлетворительную сходимость с экспериментальными данными. С использованием алгоритма расчета в рамках вычислительного эксперимента было оценено влияние на ЖК четырех влияющих параметров: тепловое выделение приборов модуля полезной нагрузки, расход рабочего тела, площадь излучающих панелей, тепловое выделение приборов модуля служебных систем. Для каждого из указанных параметров устанавливались уровни воздействия. Так, например, для нагрузки приборов, размещенных в модуле служебных систем, в качестве уровней нагрузки рассматривались 0, 50, 100, 150 и 200 % от базовой нагрузки 915 Вт из экспериментального исследования. Приведены постановка задачи исследования, описание алгоритма расчета, полученные расчетным путем данные, анализ результатов вычислительного эксперимента и выводы относительно степени влияния выде- ленных параметров на работу жидкостного контура.
Бесплатно
