Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3183
Метод прогнозирования потока релятивистских электронов на геостационарной орбите
Статья научная
Потоки релятивистских электронов внешнего радиационного пояса представляют серьезную угрозу бортовой аппаратуре космических аппаратов, находящихся на геостационарной орбите, что делает актуальной разработку методов прогноза потоков энергичных частиц в этой области околоземного пространства. Предлагается способ прогноза, основанный на методе множественной регрессии (МР). В настоящее время известен один работающий метод прогноза релятивистских электронов, демонстрируемый на веб-сайте Национальной администрации США по изучению океана и атмосферы (NOAA). Он, однако, основан на единственном предикторе - среднесуточной скорости солнечного ветра, и не может точно предсказывать резкие изменения потоков частиц во время возмущений. На самом деле, для успешного прогноза необходимо учитывать все сложные процессы пополнения внешнего радиационного пояса вследствие ускорения затравочных электронов, а также процессы опустошения потока электронов в области геостационарной орбиты из-за адиабатического переноса и радиальной диффузии. Для этого приходится привлекать в качестве предикторов разнообразные параметры, измеряемые как на земной поверхности, так и в солнечном ветре. Хорошо известны основные параметры, коррелирующие с потоками энергичных электронов: скорость солнечного ветра, плотность и динамическое давление межпланетной плазмы, интенсивность ультранизкочастотных (УНЧ) колебаний перед фронтом магнитосферы и на Земле, поток затравочных электронов (с энергией в сотни эВ) на геостационарной орбите. Мы добавили к ним величину магнитного поля на геостационарной орбите и значение межпланетного электрического поля перед фронтом магнитосферы. Коэффициенты в модели уравнения МР рассчитываются из экспериментальных данных методом наименьших квадратов. Проведенные тесты показали хорошие результаты предлагаемой прогностической модели, включая предсказание поведения потоков в ходе воздействия на магнитосферу высокоскоростных потоков солнечного ветра.
Бесплатно
Метод проектирования в задаче вычисления параметров многофакторной регрессионной модели
Статья научная
Задача определения значений параметров многофакторной регрессионной модели обычно решается методом наименьших квадратов (НК) и сводится к решению системы линейных алгебраических уравнений. Эта система может быть вырожденной в силу зависимости векторов значений факторов. Вырожденность приводит к срыву вычислительного процесса. Предлагается метод определения параметров на основе проектирования вектора значений моделируемого показателя на линейное пространство независимых векторов значений факторов.
Бесплатно
Метод прямого статистического моделирования в задаче Томсона
Статья научная
Представлены минимальные и равновесные конфигурации систем зарядов на сфере, найденные с помощью метода Монте-Карло. Приведен анализ впервые полученных в ходе работы результатов.
Бесплатно
Метод расчета надежности авиационных систем с индивидуальным резервированием агрегатов
Статья научная
Рассмотрена возможность построения метода расчета надежности систем с индивидуальным резервированием, отличного от традиционного и учитывающего возможность реализации в системе различных сценариев развития отказа.
Бесплатно
Метод расчета надежности функциональных систем самолетов
Статья научная
Рассмотрен метод расчета надежности систем с учетом восстановления. Показана структура формирования математической модели времени до совместного отказа в восстанавливаемой системе одновременно двух и трех агрегатов.
Бесплатно
Статья научная
Разработан метод расчета вероятности отказа функциональных систем на 1 ч полета по статистическим материалам эксплуатантов.
Бесплатно
Метод расчета оптимальной геометрии вихревого эжектора
Статья научная
Составлена математическая модель рабочего процесса вихревого эжектора, на базе которой разработана методика расчёта оптимальной геометрии. Методика расчета учитывает обмен работой и теплотой между высоконапорным (эжектирующим) газом и низконапорным (эжектируемым) газом. Показано влияние вязкости и возникающих при этом касательных напряжений на обмен работой и теплотой в вихревом эжекторе. Совпадение расчетных и экспериментальных данных удовлетворительное.
Бесплатно
Статья научная
Представлен метод расчета теплового состояния камеры жидкостного ракетного двигателя малой тяги (ЖРДМТ). Рассмотрена физическая картина процессов, протекающих в ЖРДМТ на режиме запуска и останова двигателя. Выявлены трудности при моделировании процессов запуска и останова ЖРДМТ из-за наличия сопряженных внутрикамерных процессов, протекающих при работе смесительных элементов на нерасчетных режимах при изменяющемся давлении в камере сгорания. Представлена математическая модель, позволяющая прогнозировать тепловое поле конструкции камеры на различных режимах работы двигателя. Для моделирования процессов запуска и останова двигателя применяется квазистационарный подход, заменяющий неустановившийся процесс набором установившихся процессов с изменяемыми по времени рабочими параметрами. Исходные данные для математической модели соответствуют параметрам ЖРДМТ тягой 200 Н, разработанного в МАИ, работающего на компонентах азотный тетроксид + несимметричный диметилгидразин. Двигатель оснащен съемной смесительной головкой, которая содержит двухкомпонентную центробежную форсунку и щелевой пояс завесы из горючего, обеспечивающий защиту стенки камеры сгорания. Представлены результаты математического моделирования работы рассматриваемого ЖРДМТ в импульсных установившихся режимах работы. Рассмотрены режимы при импульсе 0,05 с и паузе 0,05 с, при импульсе 1 с и паузе 1 с, а также режим, состоящий из наборов импульсов разной продолжительности. Получены температуры стенки камеры в характерных сечениях, зависимости температуры стенки по времени для внешней и внутренней поверхностей стенки камеры. Показано, что в импульсных режимах работы между импульсами присутствует большой температурный градиент на внутренней поверхности стенки камеры.
Бесплатно
Статья научная
На базе составленной ранее физико-математической модели рабочего процесса вихревого эжектора было произведено ее решение. Решение этой модели позволило составить две методики расчета: методика расчета оптимальной геометрии вихревого эжектора для заданных термодинамических характеристик и методика расчета термодинамических характеристик вихревого эжектора при известных геометрических размерах [1; 2]. Во многих областях аэрокосмической техники применяют вихревые эжекторы. Составленная разработка метода расчета термодинамических характеристик вихревого эжектора при известных геометрических размерах позволит более широко применять вихревые эжекторы в аэрокосмической промышленности. В основе методики расчета лежат понятия о касательных напряжениях, возникающих в вязкой среде, при взаимодействии двух потоков, движущихся с разными скоростями. Показан механизм передачи кинетической энергии от высокоэнергетического газа к низкоэнергетическому.
Бесплатно
Метод расширения диапазона измерения аэродинамических параметров полета маневренного самолета
Статья научная
Рассматриваются способы и алгоритмы определения аэродинамических параметров полета высокоманевренного самолета на произвольных углах атаки и скольжения. Данный метод предполагает измерение поля давлений самолета с помощью многодырочных приемников давлений и обработку полученной информации оптимальными алгоритмами на основе разработанной математической модели давлений.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод эквивалентной линеаризации переменного параметра потока отказов агрегатов.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен метод эквивалентных параметров переменной линеаризации потока разбивки агрегатов
Бесплатно
Метод сегментации изображений с применением выращивания областей и многомасштабного анализа
Статья обзорная
Анализируются достоинства и недостатки существующих методов сегментации изображений. Ведется разработка оригинального алгоритма сегментации, использующего идеи метода выращивания областей и многомасштабного анализа. Проводится исследование возможностей предложенного подхода при сегментации разнотипных изображений
Бесплатно
Метод синтеза амплитудно-фазового распределения гибридно-зеркальной антенны
Статья научная
Основной недостаток спутниковых радионавигационных систем - их низкая помехоустойчивость. Это обусловлено тем, что высота орбиты навигационных спутников составляет 20 000 км над уровнем Земли, и навигационный сигнал, поступающий со спутников, имеет крайне низкий уровень. Применяя методы оптимальной обработки сигналов, тем не менее удается проводить достаточно точные навигационные измерения. Однако в случае сложной электромагнитной обстановки навигационные сигналы легко подавляются помехами. Источниками помех могут быть системы связи, радиолокации и др. Особенно проблема подавления навигационных сигналов проявляется в районах аэропортов. В последние годы проблеме помехоустойчивости радионавигационной аппаратуры уделяется большое внимание. Предложен метод синтеза амплитудно-фазового распределения гибридно-зеркальной антенны, обеспечивающего формирование контурной зоны обслуживания и провалов диаграммы направленности (ДН) в направлении не менее чем на три источника помехового сигнала. Разработанный метод обеспечивает формирование провалов в диаграмме направленности до минус 45-50 дБ при снижении уровня полезного сигнала не более 1 дБ при угловом разносе сигнала и помехи не менее чем на 0,15 от ширины ДН в главном лепестке ДН. При положении помехи в направлении боковых лепестков снижение полезного сигнала не происходит. Кроме того, разработанный метод обеспечивает ускоренную адаптацию к помеховой обстановке, заключающуюся в выборе из предварительно рассчитанных вариантов амплитудного распределения антенной решетки наиболее близкого к оптимальному в основном лепестке диаграммы направленности. Время адаптации уменьшается на 25 % с учетом быстродействия современных фазовращателей, скорость работы которых сопоставима с временем работы адаптивных алгоритмов. Для ускорения расчета амплитудно-фазового распределения целевая функция была ограничена набором точек, задаваемых программно, что позволяет уменьшить время синтеза в 5 раз по сравнению с классическим градиентным методом.
Бесплатно
Статья научная
В представленной работе предложен метод численного решения системы кинематических уравнений Пуассона, определяющих эволюцию положения космического аппарата (КА), по которой определяют матрицу перехода от связанной с КА системы координат в выбранный момент времени t1 к связанной с КА системе координат в текущий момент времени t2. Указанная матрица перехода используется в ходе решения задачи определения трехосной ориентации КА по показаниям магнитометра с использованием информации о его угловых скоростях. Предложенный метод основан на замене производных искомых функций в кинематических уравнениях Пуассона на частичные суммы рядов по масштабированной системе Хаара. Эти суммы представляют собой обобщенные многочлены по масштабированной системе Хаара и, следовательно, являются ступенчатыми (кусочно-постоянными) функциями. Выведены оценки погрешности предложенного метода, показывающие, что в случае коэффициентов уравнений, представляющих собой функции, удовлетворяющие условию Липшица, абсолютная погрешность вычисления каждого из элементов матрицы перехода от одной системы координат к другой есть величина O(N-1) при N ® ¥, где N - число разбиений отрезка [t1, t2] при построении сетки узлов, задействованных в данном методе. Доказано, что трудоемкость построенного алгоритма приближенного решения системы кинематических уравнений Пуассона незначительно превышает трудоемкость решения указанной системы методом Эйлера, который имеет первый порядок точности. Приведены результаты численных экспериментов, показывающие, что в определенных случаях метод сумм Хаара дает погрешность, значительно меньшую, чем метод Эйлера, и практически идентичную погрешностям методов Эйлера - Коши и Рунге - Кутты 2-го порядка, трудоемкость которых примерно в два раза превосходит трудоемкость метода сумм Хаара.
Бесплатно
Метод управления базовыми рисками промышленности строительных материалов
Статья научная
Рассмотрены основные риски предприятий промышленности строительных материалов в разрезе причин их возникновения и влияния на финансовый результат. Представлен метод управления комплексом значимых рисков, основанный на оптимизации деятельности предприятия посредством минимизации периода окупаемости инвестиционных проектов.
Бесплатно
Метод учета затрат в инновационных предприятиях космической отрасли
Статья научная
Рассматривается авторский метод учета производственных затрат, разработанный для предприятий, осуществляющих инновационную деятельность
Бесплатно
Метод фиктивных дискретных моделей в расчетах тел с неоднородной регулярной структурой
Статья научная
В расчетах на прочность упругих композитных конструкций (пластины, балки, оболочки), которые широко применяются в авиационной и ракетно-космической технике, с помощью метода конечных элементов (МКЭ) важно знать погрешность решения. Для анализа погрешности решения необходимо использовать последовательность приближенных решений, построенных по МКЭ с применением процедуры измельчения для базовых дискретных моделей (БМ), которые учитывают в рамках микроподхода неоднородную, микронеоднородную структуру конструкций (тел). Дискретные модели, полученные путем измельчения БМ, имеют высокую размерность, что затрудняет для них применение МКЭ. Кроме того, существуют БМ композитных тел (КТ), например, БМ тел с микронеоднородной структурой, которые имеют такую высокую размерность, что реализация МКЭ для таких БМ, в силу ограниченности ресурсов ЭВМ, практически невозможна. Для решения данных проблем здесь предлагается в расчетах КТ по МКЭ использовать фиктивные дискретные модели. В данной работе предлагается метод фиктивных дискретных моделей (МФДМ) для расчета на прочность упругих тел с неоднородной, микронеоднородной регулярной структурой. МФДМ реализуется с помощью МКЭ с применением скорректированных условий прочности, которые учитывают погрешность приближенных решений. В основе метода лежит следующее положение. Считаем, что БМ КТ порождают решения, которые мало отличаются от точных. В силу сходимости МКЭ такие БМ для КТ всегда существуют. Расчет КТ по МФДМ сводится к построению и расчету на прочность фиктивных дискретных моделей (ФМ), размерности которых меньше размерности БМ. ФМ отражают: форму, характерные размеры, крепление, нагружение и вид неоднородной структуры КТ и распределение модулей упругости, отвечающее БМ КТ. Последовательность, состоящая из ФМ, сходится к БМ, т. е. предельная ФМ совпадает с БМ. Сходимость такой последовательности обеспечивает равномерную сходимость напряжений ФМ к соответствующим напряжениям БМ. Реализация МКЭ для ФМ с применением многосеточных конечных элементов приводит к большой экономии ресурсов ЭВМ, что позволяет использовать МФДМ для расчетов на прочность тел с микронеоднородной регулярной структурой. Расчет на прочность КТ по МФДМ требует в 103¸ 106 раз меньше объема памяти ЭВМ, чем аналогичный расчет с использованием БМ КТ, и не содержит процедуру измельчения БМ. Приведенный пример расчета на прочность балки с неоднородной регулярной волокнистой структурой по МФДМ показывает его высокую эффективность. Применение скорректированных условий прочности позволяет использовать в расчетах КТ на прочность приближенные решения с большой погрешностью, что приводит к повышению эффективности МФДМ.
Бесплатно
Статья научная
Пластины, балки и оболочки с неоднородной и микронеоднородной регулярной структурой широко применяются в авиационной и ракетно-космической технике. На этапе эскизного проектирования первоначально важно знать, удовлетворяет ли коэффициент запаса конструкции заданным условиям прочности. Для определения коэффициента запаса необходимо решить по методу конечных элементов (МКЭ) задачу упругости для проектируемой конструкции с учетом ее неоднородной структуры, что требует больших ресурсов ЭВМ. В данной работе предложен метод эквивалентных условий прочности (МЭУП) для расчета на прочность упругих конструкций с неоднородной регулярной структурой. Предлагаемый метод сводится к расчету на прочность изотропных однородных тел с применением эквивалентных условий прочности. В основе МЭУП n лежит следующее утверждение. Для всякого композитного тела V 0 существует такое изотропное однородное тело V b и такое число p (коэффициент эквивалентности), что если коэффициент запаса 0 тела V b удовлетворяет эквивалентным условиям прочности pn 1 £ n 0 £ pn , то коэффициент запаса n тела V удовлетворяет заданным условиям прочности n 1 £ n 0 £ n 2 , и наоборот, n 1 , n 2 - заданы, коэффициенты n 0 , n 0 отвечают точным решениям задач упругости, построенных для тел V b и V 0 . Расчет на прочность по МКЭ изотропных однородных тел наиболее простой в реализации и требует меньше памяти ЭВМ, чем аналогичный расчет тел с учетом их неоднородной структуры. Изложена процедура определения коэффициента эквивалентности p с помощью МКЭ. При построении решений по МКЭ для изотропных однородных тел применяются многосеточные конечные элементы, порождающие модели малой размерности и решения с малой погрешностью. Скорректированные эквивалентные условия прочности имеют вид pn 1 (1 + e1 ) £ nb £ pn 2 (1 - e2 ) , где nb - коэффициент запаса тела V b и величины e1 , e2 отвечают приближенному решению. Реализация МКЭ для многосеточных дискретных моделей требует в 103 ¸ 106 раз меньше объема памяти ЭВМ, чем для базовых. Приведен расчет на прочность балки с микронеоднородной регулярной структурой с помощью МЭУП.
Бесплатно
Метод эмпирических категориальных коррелограмм и его применение
Статья научная
Предложен новый спектральный метод к анализу категориальных данных - метод эмпирических категориальных коррелограмм. На базе вычислительного эксперимента проводятся исследования на его статистическую устойчивость к различного рода шумовым воздействиям. Приводится пример анализа дендрохронологичес-ких данных на его основе.
Бесплатно
