Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3183
Зубчатые двухступенчатые редукторы. Выбор оптимальной схемы
Статья обзорная
Рассмотрены оптимизация основных параметров коническо-цилиндрического редуктора и выбор оптимальной схемы зубчатого двухступенчатого редуктора на основе методик расчета, разработанных на кафедре прикладной механики Сибирского государственного технологического университета.
Бесплатно
Статья научная
Артиллерийский выстрел представляет собой сложный газо- и термодинамический процесс быстрого превращения химической энергии пороха в тепловую, а затем в механическую работу перемещения снаряда и откатных частей артиллерийского орудия. Отличительной особенностью применения авиационного артиллерийского оружия (ААО) является малое время, в течение которого возможна стрельба с летательного аппарата по цели, что требует производства не одного артиллерийского выстрела, а отстрела максимального количества снарядов с минимальными перерывами между очередями выстрелов. Анализ сложившихся физических представлений о процессах, протекающих в малокалиберном артиллерийском стволе (далее - ствол), позволяет выделить основную количественную характеристику температурного состояния, влияющую на качество функционирования ААО, - температурное поле ствола. Высокое по уровню и градиентам температурное поле, образующееся в стенке ствола при выстреле, очередях и сериях выстрелов, оказывает существенное влияние на снижение тактико-технических и эксплуатационных характеристик ААО. Поэтому задача синтеза математической модели теплофизического нагружения ствола (далее - модель, если из контекста изложения материала ясно, что речь идет именно о разработанной модели) и дефиниции температурного поля имеет большое значение для решения ряда практических приложений. К ним относятся: оценка износа канала ствола в зависимости от нагрева; анализ термопрочности материала ствола; анализ условий ведения снаряда по каналу ствола и экстракции гильзы при выстреле; оценка различных способов и методов искусственного охлаждения стволов; определение безопасности ААО по исключению события самосрабатывания термонагруженного патрона, находящегося в разогретом стрельбой стволе; обеспечение условий сохранения работоспособности взрывателей и т. д. Вместе с тем адекватный расчет нестационарного теплообмена в канале ствола затруднен, что связано с неполной достоверностью исходных данных и динамикой быстропротекающих процессов применения ААО. Целью работы установлено совершенствование математических средств, описывающих термодинамические состояния ствола на основе базовых функциональных зависимостей внутренней баллистики и рассредоточенного комбинирования методов теплообмена и конечных разностей. Многочисленное и всестороннее тестирование синтезированной модели, сравнение результатов расчета с данными классической теории, автомодельными решениями и с экспериментальными данными подтвердили достоверность и предопределили достаточную приспособленность модели к использованию по назначению по мере усложнения объектов исследований.
Бесплатно
Идентификация математической модели теплового состояния гидросистемы летательного аппарата
Статья научная
Предложен метод математического моделирования теплового состояния гидросистемы летательного аппарата. Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений в частных производных для углепластиковой композитной теплоизоляции и обыкновенных дифференциальных уравнений для элементов гидросистемы, описывающих их теплообмен с воздушной средой и окружающими поверхностями. Для решения прямой задачи теплового состояния элементов гидросистемы, т. е. для решения жесткой системы обыкновенных дифференциальных уравнений, использовали численную схему типа Розенброка второго порядка аппроксимации для неавтономных систем и решение системы дифференциальных уравнений с частными производными метода Монте-Карло на основе вероятностного представления решения в виде математического ожидания функционала от диффузионного процесса. Обратная задача теплового состояния элементов гидросистемы решена композицией метода наискорейшего спуска, метода Ньютона и квазиньютоновского метода Бройдена - Флетчера - Гольдфарба - Шэнно. Разработана математическая модель теплового состояния агрегата гидросистемы в негерметическом отсеке летательного аппарата и оценены доверительные интервалы каждого из искомых коэффициентов модели с использованием распределения при доверительной вероятности b = 0,95.
Бесплатно
Идентификация модели солнечной батареи
Статья научная
Предложена идентифицированная теоретическая модель солнечной батареи, содержащая элемент формализации. Разработанная модель позволяет производить практические расчеты в диапазоне от холостого хода до короткого замыкания.
Бесплатно
Идентификация параметров гидравлического сопротивления модели гидравлической сети
Статья научная
Представлена разработка алгоритма идентификации коэффициентов гидравлического сопротивления в модели гидравлической сети. Решение задачи актуально для предприятий, осуществляющих транспорт жид- ких углеводородов в водопроводных и тепловых сетях, и может быть применено при расчете технологических режимов эксплуатации трубопроводных сетей. Сложность трубопроводных систем, неопределенность и изменчивость их параметров на практике не позволяют описывать их состояние, минуя процесс идентифи- кации. Используемая модель сети представляет собой систему нелинейных уравнений, составленную в соот- ветствии с законами Кирхгофа для трубопроводной сети. Уравнения в системе формируются на основании законов сохранения для узлов и в результате учета действующих напоров и падения напоров для независимых контуров сети. Для решения такой системы традиционно применяют алгоритмы, составленные в соответ- ствии с методом Ньютона или его модификациями, в частности, метод последовательных приближений. Такие алгоритмы обладают рядом недостатков, среди которых - неустойчивость процедуры решения и чув- ствительность к выбору начальных условий. Решение системы сопровождается настройкой коэффициентов с использованием нелинейного метода наименьших квадратов (МНК). В случае больших размерностей проце- дура МНК может быть неустойчивой из-за переопределенности системы. Предложено использовать подход к непараметрическому оцениванию решения системы уравнений. Применяется модель регрессионного типа относительно невязок уравнений системы, полученных в результате подстановки в уравнения измеренных величин переменных. При этом идентификация также производится одновременно с оценкой решения систе- мы уравнений. В качестве алгоритма идентификации параметров используется модификация адаптивной процедуры Кифера-Вольфовица. Применение перечисленных алгоритмических процедур рассматривается на примере трехконтурной трубопроводной сети с одним действующим активным напором. Иллюстрируется процесс адаптивной подстройки коэффициентов гидравлического сопротивления. Делается вывод о примени- мости предложенной процедуры при решении практических задач идентификации.
Бесплатно
Идентификация человека по его личной подписи в системах электронного документооборота
Статья научная
Рассматривается подход к решению задачи идентификации человека по подписи. Описаны способы идентификации подписи человека, зависящие от источника, с которого была получена подпись. Основное внимание уделяется распознаванию статической подписи, полученной с изображения. Данная задача востребована в сфере бизнеса, маркетинга, банковских операций, контроля безопасности и аутентификации документа. Особенно остро проблема идентификации личности стоит в электронном документообороте. Чаще всего на документах стоят электронные подписи, однако далеко не все документы имеют исключительно электронный вид, как правило, это внешние входящие и исходящие документы. Именно на таких документах чаще всего и необходимо определить личность человека, который оставил на нем свою подпись. Разобраны основные наборы глобальных, локальных и специальных признаков для различных видов подписи. Приведен метод предварительной обработки изображения подписи. Обработка изображения проходит в несколько этапов. Каждый этап постепенно приводит изображение к бинаризованному, что позволяет перевести изображение подписи в вектор и производить анализ вектора подписи. Показан пример работы метода на изображении подписи кассира, полученной с фотографии чека. Приведена реализация алгоритма Distance Transform с описанием различных метрик. Данный алгоритм позволяет получить скелет изображения подписи, который преобразуется в совокупность связных векторов. Предложен подход для расчета графических характеристик изображения подписи, основанный на расчете матрицы расстояний. Описано преимущество предложенного алгоритма расчета характеристик перед классическим алгоритмом. Приведен алгоритм сравнения графических характеристик подписи с помощью метрики SSIM. Проведено тестирования алгоритма идентификации человека по подписи с использованием изображений разного качества и размера. Приведены результаты тестирования алгоритма. Разработана система идентификации человека по изображению подписи.
Бесплатно
Идентификация числовых параметров бизнес-процессов по данным автоматизированной системы управления
Краткое сообщение
Рассмотрены подход и метод идентификации параметров бизнес-процессов на основе функционирования АСУ малого (среднего) класса экономических систем
Бесплатно
Иерархические кусочно-линейные модели наблюдений многомерных объектов
Статья научная
Рассмотрено решение задачи моделирования многомерных объектов по наблюдаемым изменениям их свойств, то есть по упорядоченным последовательностям наблюдаемых данных. В качестве решения в работе предложены иерархические кусочно-линейные модели. Предложенные модели являются эффективным расширением класса кусочно-линейных моделей таких объектов, для которых иерархия является адекватным представлением их структуры или первым приближением к более сложной сетевой модели их структуры.
Бесплатно
Иерархические модели принятия решений на базе нечетких нейронных сетей для обработки информации
Статья научная
Применение классических математических методов длязадач принятиярешений с затруднено, однако в этом случае эффективны интеллектуальные системы, представляющие собой синтез адаптивных и традиционных математических алгоритмов. При векторном подходе задача принятия решений посредством декомпозиции свойств альтернатив представляется иерархической системой критериев. Возникает проблема обратного перехода к оценке и сравнению альтернатив в целом, которая предполагает задачу композиции критериев по уровням иерархии, осуществляемой нейронной сетью. Эта задача решается методом вложенных скалярных сверток. Описывается разработанная иерархическая нечеткая нейронная сеть.
Бесплатно
Иерархический метод поиска соответствующих точек на стереоизображениях
Статья научная
Рассматриваются вопросы поиска соответствующих точек на стереопарах. Приводится анализ базовых алгоритмов выявления точечных особенностей, поиска и оценки их соответствий. Подробно рассматривается новый иерархический метод поиска соответствующих точек на стереоизображениях. Результаты экспериментальных исследований подтверждают преимущества предложенного метода.
Бесплатно
Статья научная
Композиционные материалы широко используются практически во всех сферах науки, техники, без них современная жизнь не мыслима. Механика деформируемого твердого тела сформировалась и окрепла как наука на изучении материалов, используемых в 19 и 20 вв. Композиционные материалы потребовали новых способов как теоретического, так и экспериментального изучения. Особой проблемой стало определение напряжений и деформаций, возникающих в местах контакта матрицы с волокнами. Большую роль в современной технике играют композиты с пластической матрицей. Эти материалы успешно справляются с трещинообразованием и существенно замедляют рост трещин. В настоящей статье решена задача о напряженном состоянии композиционного бруса с упруго-пластической матрицей и упругими волокнами, расположенными вдоль оси бруса. Предполагается, что в зоне контакта матрицы с волокнами, по модели Ю. Н. Работнова, реализуется постоянное касательное напряжение, меньшее, чем предел текучести волокна. Один конец бруса закреплен, а на второй - действует постоянная сила, приложенная к центру тяжести, совпадающему с началом координат. Предполагается, что на свободной границе бруса и в местах контакта бруса с волокнами напряжения достигают предела пластичности. Задача решена с помощью законов сохранения. Это позволяет свести нахождение напряженного состояния в произвольной точке сечения к вычислению интегралов по внешней границе бруса и границам матрицы и волокон.
Бесплатно
Изгиб упругой консоли в поле центробежных сил: пороговые значения нагрузок
Статья научная
Рассмотрен практически значимый случай потери устойчивости консоли при изгибе в поле центробежных сил - случай общего перемещения действующей сосредоточенной нагрузки. Получены точные решения задачи в геометрически нелинейной постановке для пороговых нагрузок и стрелы прогиба консоли. Определены случаи возможных переходов между формами консоли, отличающимися числом точек перегиба.
Бесплатно
Изготовление заготовок гибких волноводных секций космического аппарата лазерной сваркой
Статья научная
В настоящее время в АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнева проводятся работы по освоению производства заготовок гибких волноводных секций (ГВС) сечениями от 20 ´ 10 до 70 ´ 30, с толщиной стенки 0,1 мм из медного сплава БрБ2. Предельные отклонения размеров внутреннего канала составляют не более 0,1 мм. Такие методы изготовления заготовок ГВС давлением, как раскатка и вытяжка, занимают до 20 рабочих смен и включают в себя большое количество циклов (от 6 до 8), требуют проведения термообработки и травления деталей после каждого цикла. В связи с этим была поставлена задача по снижению трудоёмкости изготовления заготовок ГВС. Решением задачи может являться сварка обечаек из листовых заготовок на формирующем приспособлении с последующим выполнением продольного шва. В рамках решения поставленной задачи выполнен расчет количества энергии, необходимого для проплавления кромок детали, проведен анализ возможности сборки различными способами сварки тонкостенных оболочек с точными размерами. Анализ материала показал, что сварка должна проводиться в инертных средах. Для сварки образцов были выбраны способы: дуговая сварка в среде защитного газа аргона неплавящимся электродом, микроплазменная и лазерная сварка. В ходе работ были сварены 30 образцов 100 ´ 200, показывающие, что при дуговой и микроплазменной сварке образуются дефекты у 70 % образцов, в то время как при лазерной сварке - только у 5 %. Получены следующие выводы: при дуговых способах сварки малых толщин возникают недопустимые дефекты из-за нестабильности дуги, тогда как при использовании лазерной сварки наблюдается равномерное формирование сварного шва. На образцах, сваренных лазерной сваркой, были проведены металлографические исследования и испытания на разрыв, показывающие удельную прочность металла сварного шва не менее 90 % от прочности основного металла и отсутствие дефектов в сечении металла шва.
Бесплатно
Изготовление и сварка алюминиевых сплавов нанопучковыми электродами
Статья научная
При изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов используются разные способы и средства выпол- нения неразъемных соединений, включая и сварку. Физическая сущность изготовления металлоизделий с при- менением сварки заключается в получении неразъемного соединения в результате расплавления и совместной кристаллизации материалов сварочного электрода и соединяемых деталей. Недостатком такого способа сборки является структура сварного шва, которая оказывается более крупной, чем структура соединяемого металла, что приводит к снижению механических свойств изделия в зоне сварки. По итогам исследований бы- ла установлена возможность измельчения структуры сварного шва и повышения механических свойств свар- ного изделия типа оболочки, сваренной из листов деформируемого алюминиево-магниевого сплава АМг6 с при- менением в качестве модификаторов нанопорошков химических соединений. Нанопорошки химических соеди- нений представляют собой сверхмелкозернистые кристаллические или аморфные образования с размерами частиц, не превышающими 100 нм (1 нм = 10-9 м), которые обладают уникальными физико-химическими свой- ствами и механическими характеристиками, существенно отличающимися от таковых для материалов того же химического состава в массивном состоянии. В результате выполненной в производственных условиях работы была установлена возможность измельчения структуры сварного шва и повышения механических свойств сварного изделия типа оболочки, сваренной из листов деформируемого алюминиево-магниевого сплава АМг6 с применением в качестве модификаторов нанопорошков химических соединений нитрида бора BN, гексаборида лантана LaB6 и карбонитрида титана TiCN.
Бесплатно
Статья научная
Описано состояние исследований по созданию измельчителей сырья и материалов, реализующих способ экструзионного измельчения, на основе специальных зубчатых передач. Дано сравнение и рекомендации по назначению измельчителей на основе торцевой оригинальной зубчатой передачи внутреннего зацепления.
Бесплатно
Изменение износостойкости стали ШХ15 при термостатировании ее в среде минерального масла М10-Г2К
Статья научная
Приведены результаты исследования изменения износостойкости стали ШХ15 при ее термостатировании в среде минерального моторного масла М10-Г2К и механохимические процессы при граничном трении скольжения.
Бесплатно
Статья научная
Исследованы электрические и оптические свойства анион-замещенных антиферромагнитных полупроводников MnSe1-ХTeХ (0,1 ≤ Х ≤ 0,4) в области температур 77-300 К и магнитных полей до 13 кЭ в объемных образцах и поликристаллических тонких пленках. В твердых растворах MnSe1-ХTeХ обнаружено отрицательное магнитосопротивление в окрестности температуры Нееля для Х = 0,1 и для состава с Х = 0,2 в парамагнитной области до 270 К. Установлена корреляция спин-стекольного состояния и магнитосопротивления для Х = 0,1 и 0,2. Измерены спектры оптического поглощения в интервале частот 2000 cm-1
Бесплатно
Статья научная
Осуществлена текстурная RGB-сегментация с использованием статистик второго порядка Харалика одноканальных изображений ледяного покрова оз. Байкал по радарным данным ALOS PALSAR в сезоне зима-весна. Сделано сравнение с кластеризацией изображений. Подсчитаны текстурные параметры и фрактальный размер в 140 точках вдоль становой трещины Т1 для января и марта, и сделано предположение о возможной связи изменений текстуры с временной и пространственной динамикой деформации льда.
Бесплатно
Изменение фазового состава оксидов меди при сульфидировании
Краткое сообщение
Рассмотрено взаимодействие двух оксидов меди(CuO и Cu2O) с серой, причем первый оксид меди получен из второго при нагреве до различных температур и последующей закалке. Показано, что при сульфидировании образуется ряд нестехиометрических сульфидов, нестехиометрия которых зависит от количества серы.
Бесплатно
Статья научная
Методом расплава из поликристаллических порошков сульфидов приготовлены катион замещенные твердые растворы YbXMn1-XS. Синтезированные образцы являются антиферромагнитными полупроводниками и согласно результатам рентгеноструктурного анализа имеют ГЦК структуру типа NaCl. Проведены исследования структурных, электрических, оптических и акустических свойств халькогенидной системы YbXMn1-XS в интервале температур 80-500 К. Исследовано влияние на электронную структуру элементов переменной валентности при катионном замещении сульфида марганца. Изменение электронной структуры в сиcтеме YbXMn1-XS происходит за счет электрон-фононного взаимодействия. Образцы с переменной валентностью обладают аномальной сжимаемостью, что подтверждается данными коэффициента теплового расширения и изменением коэффициента затухания. В результате неупругого взаимодействия с d-электронами меняется плотность состояний на уровне Ферми, что отражается на температурной зависимости проводимости. Из ИK спектров определены положения f-уровня и два электронных перехода. Обнаружена область температур и концентраций, где наблюдается корреляция структурных, электрических, оптических и акустических свойств. Для объяснения экспериментальных результатов рассмотрена электронная структура полупроводника и предложена модель, качественно описывающая эксперимент.
Бесплатно
