Основное требование для бесперебойной работы космического аппарата - это его стабильный тепловой режим. Особо сложная задача - обеспечение стабильной системы терморегулирования аппарата с учетом жестких ограничений по энергетическим и массовым затратам на устройства терморегулирования. Эти задачи необходимо решать на каждом этапе создания спутников. На каждом этапе проводятся тепловые расчеты с выбором оптимальных теплофизических параметров. Такой объем работ составляет примерно десятую часть от всех работ со спутником. Необходимость теоретическо-экспериментального уточнения расчетных методик является актуальной задачей, которая позволит существенно снизить материальные и временные затраты на проектирование, испытания и доводку аппарата. Поэтому расчет и анализ тепловых режимов космических аппаратов является важным этапом при проектировании спутников. Наземные тепловакуумные испытания очень затратны как по времени, так и финансово. Суть концепции заключается в проведении только стационарных тепловых режимов в условиях максимальных и минимальных тепловых нагрузок на спутник в целом и его отдельные внешние элементы с последующим обеспечением сходимости результатов испытаний с расчетными результатами. А подтверждение промежуточных требований по обеспечению заданных тепловых режимов осуществляют расчетным путем. В статье рассмотрены задачи по обеспечению теплового режима конструкций космического аппарата; классификация устройств, применяемых для обеспечения теплового режима; наземная отработка теплового режима спутников связи при тепловакуумных испытаниях; обеспечение теплового режима космического аппарата связи при наземных электрических испытаниях; тепловой режим конструкций космического аппарата при транспортировании с завода-изготовителя на техническую позицию.

Бесплатно

Обеспечение экстремального регулирования мощности первичных источников энергии при их совместной работе на общую нагрузку

Непомнящий О. В., Краснобаев Ю. В., Яблонский А. П., Солопко И. В., Личаргин Д. В.

Статья научная

В системах электропитания космических аппаратов, беспилотных и пилотируемых летательных аппаратов в качестве первичных источников энергии широко используются солнечные батареи. Для энергоснабжения наземных автономных объектов находят применение возобновляемые источники энергии различной природы, позволяющие использовать энергию Солнца, ветра, волн, рек, приливов и т. п. Применение в составе автономной системы электропитания разнородных источников энергии позволяет осуществлять генерацию электрической энергии на интервалах времени, когда отсутствует поступление энергии от части используемых источников. Согласование первичных источников энергии с различными характеристиками и условиями работы в рамках одной системы электропитания приводит к возникновению дополнительных сложностей, связанных с регулированием мощности источников, что и определяет актуальность рассматриваемых задач. Цель исследования: разработка способов объединения первичных источников энергии с различными характеристиками и условиями работы в единую автономную систему электропитания и алгоритмов управления контроллерами этих источников. Задачи: создание имитационной модели системы электропитания в среде MATLAB/Simulink; разработка и проверка алгоритма управления контроллерами первичных источников, обеспечивающего поддержание желаемого тока заряда аккумуляторной батареи системы электропитания; разработка и проверка алгоритмов управления контроллерами первичных источников, обеспечивающих отбор максимальной мощности от каждого из нескольких первичных источников, в том числе и с минимизацией времени поиска точки максимальной мощности. Методы исследования: имитационное моделирование системы электропитания с использованием языка Simulink, входящего в состав программного пакета MATLAB 7.9. Результаты: разработана имитационная модель системы электропитания, включающая два источника энергии с различными характеристиками. При избытке мощности, генерируемой первичным источником энергии, контроллер источника энергии находится в режиме заряда аккумуляторной батареи заданным фиксированным током. При дефиците мощности первичного источника контроллер функционирует в режиме поиска экстремальной мощности. Структура системы электропитания позволяет управлять двумя источниками энергии независимо друг от друга. Таким образом, контроллеры источников энергии могут находиться в различных режимах работы, обеспечивая повышенную гибкость системы электропитания. Использование алгоритма управления на нечеткой логике увеличивает скорость поиска точки максимальной мощности, а также повышает точность работы алгоритма. Проведенные с использованием разработанной модели испытания подтвердили работоспособность алгоритмов управления контроллеров солнечной батареи во всех режимах работы. Подтверждена работоспособность алгоритма выбора режима работы контроллеров в различных условиях. Предложенные алгоритмы позволяют осуществлять эффективное регулирование мощности первичных источников энергии в зависимости от различных условий работы автономной системы электропитания.

Бесплатно

Обзор беспилотных авиационных систем доставки грузов

Соломин Е.В., Мартьянов А.С., Шахин Х., Пшениснов Н.А., Шерьязов С.К.

Статья научная

Статья относится к беспилотной авиации и посвящена обзору беспилотных авиационных систем (БАС согласно ГОСТ Р 59517–2021, или в ряде публикаций – беспилотных летательных аппаратов или дронов), способных доставлять различные грузы. Приведены и кратко проанализированы варианты их применения в различных сферах, включая сельское и лесное хозяйство, рыболовство, защиту дикой природы, мониторинг качества воздуха, горные разработки, оборонное и гражданское использование, поисковые и спасательные операции. Целью исследования являлась демонстрация выявленных возможностей БАС в части доставки грузов различного назначения, а также наличия инфраструктур при получении груза для дальнейшей транспортировки и выдачи его в месте доставки. Приведена история развития технологий беспилотных аппаратов. Представлены соответствующие стандарты Российской Федерации, классификация и категоризация БАС в РФ и за рубежом. Описаны преимущества и недостатки БАС, а также проблемы доставок почтовых отправлений с помощью дронов. Сделаны выводы о стремлении разработчиков и тенденциях по созданию интеллектуальных, полностью автоматических роботизированных авиационных систем, однако отмечено, что полностью автоматических систем пока в мире не существует, следовательно, данное направление разработок является актуальным. Сделано заключение о необходимости проведения научно-технических разработок в части создания автоматической доставки почтовых и иных отправлений, особенно актуальной для мегаполисов, в которых сосредоточена наиболее крупная часть населения развитых стран. При этом очевидно, что система доставки должна состоять, как минимум, из трех этапов – складской сортировки, непосредственно полета и навигации, отправления груза в соответствующий постамат. Каждый этап является инфраструктурной концепцией со сложной системой и логистикой, требующей наличия искусственного интеллекта, роботизированных устройств и других элементов и атрибутов сложных систем, подлежащих всестороннему изучению в техническом, законодательном, юридическом и логистическом плане.

Бесплатно

Обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн (часть 1)

Лопатин Александр Витальевич, Рутковская Марина Александровна

Статья научная

Представлен обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн. Рассмотрены принципы классификации антенн.

Бесплатно

Обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн (часть 2)

Лопатин Александр Витальевич, Рутковская Марина Александровна

Статья научная

Бесплатно

Обзор практики внедрения процессного подхода к управлению на российских предприятиях

Кукарцев Анатолий Викторович

Статья научная

Рассмотрены проблемы перехода к процессному управлению российскими предприятиями. Проведен обзор примеров внедрения процессного подхода к управлению на предприятиях Красноярского края.

Бесплатно

Обзор современных фотоэлектрических преобразователей космического назначения на основе соединений АIIIBV

Слыщенко Е.В., Наумова А.А., Лебедев А.А., Генали М.А., Вагапова Н.Т., Жалнин Б.В.

Статья научная

Приведены краткие сведения по истории развития фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) (кремние- вых и на основе соединений АIIIBV) и солнечных батарей на их основе для космических аппаратов. Перечислены основные факторы космического пространства и показана эволюция структуры и конструкций. Приведена принципиальная структура современных трехкаскадных InGaP / InGaAs / Ge солнечных элементов с указанием функционального назначения слоёв, их основных характеристик. Объяснен механизм деградации электрических параметров таких фотопреобразователей под действием космической радиации и показана возможность минимизации данного негативного эффекта. Описаны основные методы и особенности технологии изготов- ления трехкаскадных ФЭП. Приведен обзор ФЭП космического назначения на основе соединений АIIIBV основ- ных мировых производителей из США, Германии, Италии, России с иллюстрацией их внешнего вида, описанием особенностей конструкций и основных свойств. Показано, что наиболее распространенным является размер ФЭП с площадью ~ 30 см2. Представлены сведения о созданных трехкаскадных InGaP / InGaAs / Ge ФЭП большой площади (до ~ 60-65 см2). Показан мировой уровень эффективности преобразования солнечной энергии (КПД), достигнутый в промышленном производстве, составляющий 26-30 %. Приведены сведения о ФЭП для преобразования концентрированного солнечного излучения. Показаны основные направления повы- шения характеристик ФЭП на основе соединений АIIIBV.

Бесплатно

Обзор технических решений для разработки бортового комплекса управления типа «система на кристалле» для сверхмалого космического аппарата

Ханов Владислав Ханифович, Бородина Татьяна Владимировна, Антамошкин Александр Николаевич

Статья научная

Представлен обзор технических решений, предназначенных для использования современных технологий электронного космического приборостроения применительно к разработке бортовых комплексов управления для сверхмалых космических аппаратов типа CubeSat. В качестве перспективных рассмотрены технология «система на кристалле» и сетевая технология Space Wire. Отмечается широкая мировая практика применения и преимущества использования данных технологий. Приводятся конкретные технические решения, использующие данные технологии, анализируется возможность и целесообразность их применения для проектирования бортового комплекса управления сверхмалого космического аппарата, учитывая его критические особенности по размерам, массе, энергопотреблению. Делается вывод о перспективности создания бортового комплекса управления для сверхмалого космического аппарата на основе интеграции в одном кристалле FPGA открытого IP-ядра процессора LEON 3 и маршрутизирующего коммутатора SpaceWire, определяющего сетевую архитектуру сверхмалого космического аппарата.

Бесплатно

Области рационального применения электрореактивных двигательных установок на космических аппаратах прикладного назначения

Ермошкин Юрий Михайлович

Статья научная

При проектировании космических аппаратов (КА) прикладного назначения необходимо определить тип двигательной установки коррекции орбиты. В настоящее время проводятся интенсивные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИР и ОКР) по созданию электрореактивных двигательных установок (ЭРДУ) в широком диапазоне мощностей. Уточняются области рационального применения ЭРДУ в сравнении с другими типами двигательных систем. Эта проблема особенно актуальна для малых КА.

Бесплатно

Области сходимости гипергеометрических рядов в теории многообразий Калиби - Яу

Семушева Анастасия Юрьевна

Краткое сообщение

Рассмотрены примеры многообразий Калаби - Яу, вычисляются области сходимости гипергеометрических рядов, представляющих периоды этих многообразий.

Бесплатно

Область концентрации сегментов металлографических изображений деформируемых алюминиевых сплавов

Перфильев Д.А., Цибульский Г.М.

Статья научная

Предлагается анализ концентрации сегментов как области изображений. Рассмотрен признак, позволяющий оценить концентрацию сегментов микр о структурных металлографических изображений деформируемых алюминиевых сплавов.

Бесплатно

Обликовый синтез механизма специализированного бюджетного программирования

Пилюгина H.Ю.

Статья научная

Представлена выделенная сфера муниципального бюджетного целевого программирования группировки промышленных предприятий-дислокантов и предложен ряд решений по его регламентации посредством введения специализированного механизма управления.

Бесплатно

Обнаружение динамических текстур по видеопоследовательностям в условиях недостаточной освещенности

Пятаева А.В., Куликова Ю.Д.

Статья научная

Обнаружение динамических текстур на видеоизображениях в настоящее время находит все более широкое применение как на городских территориях (в частности, на территориях аэродромов), так и на территориях природных парков, лесных массивов. Качество работы алгоритма поиска динамических текстур зависит от наличия шумов, вносимых сложными погодными условиями и недостаточной освещенностью. Для компенсации недостаточной освещенности и повышения качества темных видеоизображений необходимо расширить диапазон яркостей, увеличить среднюю яркость пикселов, повысить контраст и избавиться от аддитивного шума. Для имитации недостаточной освещенности к изображениям с нормальной освещенностью последова- тельно применена гамма-коррекция, добавлен аддитивный гауссов шум и импульсный шум. Компенсация недостаточной освещенности реализована с помощью многомасштабного алгоритма «Ретинекс» с рестав- рацией цвета, подавление аддитивного шума выполнено с использованием фильтра Гаусса, импульсный шум устраняется с применением медианного фильтра. Для повышения резкости использован фильтр Лапласа. Использованы видеопоследовательности из набора данных Билькентского университета, компании Wildfilm- sindia и др. Дополнительно репрезентативность тестового набора повышена самостоятельно снятой авто- рами в ночное время видеопоследовательностью. Экспериментальные исследования проведены на примере системы обнаружения дыма на основе локальных бинарных шаблонов. Точность обнаружения дыма в условиях недостаточной освещенности по сравнению с исходным изображением в среднем ниже на 28-30 %, при этом значительно увеличивается число ошибок первого рода и число ложных срабатываний до 34,2 и 27,4 % соот- ветственно. На изображениях, улучшенных с помощью предложенного алгоритма компенсации недостаточной освещенности, точность обнаружения существенно возрастает и составляет 94,41 %, что ниже точности обнаружения дыма относительно исходного изображения всего на 2,3 %. Таким образом, экспериментальные исследования подтверждают эффективность предложенных методов и алгоритмов анализа динамических текстур на примере обнаружения дыма на видеопоследовательностях.

Бесплатно

Обнаружение закономерностей в данных для распознавания объектов как задача условной псевдобулевой оптимизации

Антамошкин А.Н., Масич И.С.

Статья научная

Создание и использование логических алгоритмов классификации основывается на выявлении в исходных данных закономерностей, из набора которых формируется решающая функция. Поиск закономерностей можно рассматривать как задачу комбинаторной оптимизации. Для получения более эффективного решения выбор алгоритма оптимизации следует производить исходя из характерных свойств, присущих рассматриваемой оптимизационной задаче. Рассматриваются некоторые свойства задач оптимизации, решаемых в ходе поиска логических закономерностей в данных. Рассматривается задача распознавания объектов, описываемых бинарными признаками и разделенных на два класса. Закономерности являются элементарными блоками для построения логических алгоритмов распознавания. Задачу нахождения максимальной закономерности можно записать в виде задачи условной псевдобулевой оптимизации. Проводится исследование свойств оптимизационной модели, описывающей поиск логических закономерностей в данных. Результаты исследований показывают, что в пространстве поиска имеется множество постоянства целевой функции, которое затрудняет работу алгоритмов оптимизации, начинающих поиск из допустимой точки и ведущих его по соседним точкам, так как вычисление целевой функции в системе окрестностей, состоящей из соседних точек, не дает информации о наилучшем направлении поиска. При решении практических задач больших размерностей это множество постоянства может быть таким, что ему принадлежит большая часть точек допустимой области. Рассматриваются возможности улучшения алгоритмов поиска закономерностей. Проводится экспериментальное исследование на практических задачах распознавания. Результаты экспериментов показывают, что использование информации о близости объектов выборки к закономерности позволяет преодолеть трудности, связанные с характерными особенностями решаемой задачи оптимизации и проявляющиеся в наличии множеств постоянства, и находить лучшие закономерности в данных для их использования в решении задач распознавания.

Бесплатно

Обнаружение информационного взаимодействия объектов информационной системы с DGA доменами

Жуков В.Г., Пигалев Я.В.

Статья научная

В настоящее время разработчики вредоносного программного обеспечения активно применяют технику генерации доменных имен DGA для установления информационного взаимодействия между вредоносным программным обеспечением и их командными центрами управления. Генерация доменных имен в соответствии с заданным алгоритмом позволяет вредоносному программному обеспечению обходить блокировки средств защиты информации, делая их малоэффективными и устанавливать канал связи для получения команд управления и их параметров, а также для передачи информации из информационной системы на внешние ресурсы, контролируемые злоумышленниками. Таким образом, необходимо разрабатывать новые подходы к решению задачи обнаружения сгенерированных с помощью DGA доменных имен в DNS трафике информационной системы. В рамках проведенного исследования авторами разработано решение для обнаружения информационного взаимодействия объектов информационной системы с DGA доменами, основанное на применении машинного обучения. Обнаружение информационного взаимодействия происходит в два этапа. На первом этапе методами машинного обучения решается задача классификации для каждого DNS имени из общего потока DNS запросов информационной системы. На втором этапе для каждого DNS имени, классифицированного как DGA, осуществляется обогащение данными из внешних источников и принятие окончательного решения о вредоносном характере запроса на разрешение данного DNS имени с последующим оперативным уведомлением администратора безопасности по каналам электронной почты. В работе приведено описание процесса разработки классификатора на основе машинного обучения, определены входные характеристические данные DNS имени, необходимые для классификации, представлены результаты обучения классификатора на представительном множестве тестовых данных. Обоснована логика принятия решения о вредоносном характере DNS запросов. Разработанное решение было апробировано в рамках экспериментального стенда. Предложены рекомендации по поддержке корректной работы классификатора на основе машинного обучения. Применение разработанного решения сделает возможным апостериорное обнаружение информационного взаимодействия вредоносного программного обеспечения со скомпрометированных объектов информационной системы с серверами командных центров управления злоумышленников.

Бесплатно

Обнаружение ионосферных и тропосферных откликов сейсмической активности по спутниковым данным

Григорьев А.С., Кашкин В.Б.

Статья научная

Обнаружено проявление акустических и внутренних гравитационных волн в тропосфере в период повышенной сейсмической активности. Проведено сравнение влияния сейсмического события на тропосферу и ионосферу. Результаты могут быть использованы для кратковременных прогнозов землетрясений.

Бесплатно

Обнаружение областей задымления на видеопоследовательности с применением локальных бинарных шаблонов

Пятаева Анна Владимировна

Статья научная

Раннее обнаружение дыма на открытых пространствах крайне важно, поскольку дым обычно становится видимым раньше пламени. В настоящее время системы видеонаблюдения получили широкое распространение в различных областях. Поэтому детектирование дыма на основе видеоизображений можно считать эффективным и недорогим способом для обнаружения задымлений и пожаров на открытых пространствах. Существующие методы можно разделить на группы: обнаружение дыма на основе гистограмм, временной анализ областей задымления, методика с применением эвристических правил и гибридный подход, комбинирующий эти методы. Предложен автоматический метод детектирования дыма, использующий технологии компьютерного зрения и методы анализа изображений. Метод включает в себя анализ текстуры с помощью инвариантных к повороту и освещению локальных бинарных шаблонов, локальных тернарных шаблонов и расширенных бинарных шаблонов. Разработан новый метод текстурного анализа, названный темпоральными шаблонами, которые стоятся как 3Б-структура, основанная на соседних кадрах видеоизображения. Использованы различные способы построения гистограмм на основе полученных шаблонов. В качестве меры различия двух гистограмм использовано расстояние Кульбака-Лейблера. Эксперименты проводились на видеопоследовательностях, содержащих густой и прозрачный дым, из базы данных динамических текстур Dyntex. Набор образцов был разделен в соотношении 80 % обучающий, 20 % тестовый набор. Эксперименты показали преимущества темпорального способа построения шаблона по сравнению с классическим для динамических текстур. Эксперименты показали, что предложенный метод эффективен для детектирования дыма на видеопоследовательности.

Бесплатно

Обнаружение сетевых вторжений эволюционным иммунным алгоритмом клональной селекции

Жуков Вадим Геннадьевич, Саламатова Татьяна Андреевна

Статья научная

Предложено применение аппарата искусственных иммунных систем в качестве эвристического метода обнаружения инцидентов информационной безопасности для алгоритмического обеспечения систем обнаружения вторжений. Из существующих вычислительных моделей искусственной иммунной системы, обладающих необходимыми особенностями для построения адаптивных систем обнаружения вторжений, выбрана теория клональной селекции. Для повышения эффективности работы (формирования высокоаффинных детекторов) предлагается модификация алгоритма клональной селекции путем применения внешней оптимизационной структуры, принцип которой основан на применении стратегии эволюционных алгоритмов. Для расчета аффинности в работе используется метрика «процент согласования». Дополнительно применяется генератор псевдослучайных чисел на основе алгоритма Блюма-Блюма-Шуба. Получены эмпирические результаты оценки эффективности эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции при апробации на множестве тестовых данных в соответствии с методикой исследования. Проведен сравнительный анализ эффективности с аналогами разрабатываемого эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции, построенными на других методах искусственного интеллекта. По результатам проведенных исследований сформулированы выводы об эффективности применения эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции при решении задачи обнаружения преднамеренных изменений на множестве контролируемых данных.

Бесплатно

Обобщенные эквивалентные условия прочности в расчетах композитных тел

Матвеев А.Д.

Статья научная

Конструкции с неоднородной регулярной структурой (пластины, балки, оболочки) широко применяются в технике, особенно, в авиационной и ракетно-космической. В расчетах на прочность упругих композитных конструкций 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, которые учитывают в рамках микроподхода неоднородную, микронеоднородную структуру конструкций (тел). Реализация процедуры измельчения для базовых моделей требует больших ресурсов ЭВМ. В данной работе кратко изложен метод эквивалентных условий прочности (МЭУП) для расчета на статическую прочность упругих тел с неоднородной регулярной структурой, для которых заданы множества различных нагружений. Согласно МЭУП, расчет на прочность композитного тела, для которого задано нагружение, сводится к расчету на прочность изотропного однородного тела (имеющего такое же нагружение, как композитное тело) с применением эквивалентных условий прочности. При численной реализации МЭУП используются скорректированные эквивалентные условия прочности, которые учитывают погрешность приближенных решений. Здесь МЭУП реализуется на основе МКЭ. Если для композитного тела задано множество различных нагружений, то в этом случае применяются обобщенные эквивалентные условия прочности. Показана процедура построения обобщенных эквивалентных условий прочности. Расчет на прочность композитных тел по МЭУП с использованием многосеточных конечных элементов требует в 103 ÷ 106 раз меньше объема памяти ЭВМ, чем аналогичный расчет с применением измельченных базовых моделей композитных тел. Приведенный пример расчета на прочность композитной балки, для которой задано множество нагружений, с помощью МЭУП с применением обобщенных эквивалентных условий прочности показывает его высокую эффективность.

Бесплатно

1
...
91
92
93
94
95
96
97
...
В конец

Журнал