Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3250
Определение основной частоты колебаний трехслойной пластины, шарнирно закрепленной в четырех углах
Статья научная
Трехслойные пластины со свободными краями широко применяются в конструкциях современных космических аппаратов, составляя силовую основу корпусов негерметичного исполнения. Основная частота колебаний трехслойной пластины используется для оценки весовой эффективности конструкции, что важно при проектировочных расчетах. Рассматривается задача определения основной частоты колебаний прямоугольной трехслойной пластины со свободными краями, у которой все четыре угла шарнирно закреплены. Пластина имеет симметричную структуру пакета, состоящего из одинаковых несущих слоев и ортотропного заполнителя. В такой постановке задача не имеет до настоящего времени аналитического решения. Это связано с необходимостью точного удовлетворения статических граничных условий на свободных краях пластины, что крайне затруднительно. Дается аналитическое решение поставленной задачи с использованием модели трехслойной пластины на основе теории слоистых композитов типа Рейсснера. Свободные колебания трехслойной пластины описываются вариационным уравнением, полученным на основе принципа Гамильтона. Для решения вариационного уравнения использован обобщенный метод Галеркина. Метод позволяет использовать аппроксимирующие функции, не обязательно точно удовлетворяющие статическим граничным условиям на свободных краях пластины, так как эти граничные условия удовлетворяются интегрально. В работе в качестве аппроксимирующих выбраны тригонометрические функции. Эти функции позволяют с высокой точностью представить изменения прогиба и угла поворота вдоль соответствующей координаты трехслойной пластины с рассматриваемым закреплением. В результате реализации обобщенного метода Галеркина задача сведена к однородной системе линейных алгебраических уравнений, из условия существования нетривиального решения которой получена аналитическая формула для основной частоты колебаний. По формуле вычислены частоты для нескольких вариантов пластин с различными сочетаниями размеров в плане и толщин слоев. Верификация полученных результатов аналогичным расчетом в конечно-элементном пакете показала высокую точность полученной формулы и возможность ее использования в проектировочных расчетах при минимальных вычислительных затратах.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассматривается возможность определения навигационных параметров объекта (координат, скорости и направления движения, параметров частотно-временной шкалы, пространственной ориентации) на основе результатов измерения радионавигационных параметров (задержки, доплеровского сдвига частоты и др.) ретранслированных сигналов НКА.
Бесплатно
Определение параметров клеевого шва при изготовлении сотовых панелей
Статья научная
Представлены критерии прочности клеевого соединения «обшивка – сотовый заполнитель». Проведен расчет теоретической высоты клеевой галтели, необходимой для обеспечения требуемой прочности клеевого соединения с учетом особенностей конструкции изготавливаемых сотовых панелей.
Бесплатно
Статья научная
Показана последовательность действий при формировании корректирующего звена системы на основе методики синтеза систем четвертого порядка, оптимальных по быстродействию. Рассмотрен пример формирования коррекции для импульсного стабилизатора напряжения с двухзвенным фильтром.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача определения погрешности наведения на стык по сохраненным координатам. Предлагается эффективная методика анализа помех и методика обработки траектории сохраненных координат стыка.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена роль предприятий оборонно-промышленного комплекса (ОПК) в осуществлении инновационного развития экономики. Определены принципы государственного стимулирования их инновационной деятельности.
Бесплатно
Статья научная
Приведены методы определения реологических параметров незатвердевших бетонных смесей, конструкция экспериментальной установки и результаты реометрических исследований. Приведен вывод аналитических зависимостей для определения режимов бездефектного заглаживания свежеотформованных бетонных поверхностей дисковыми, валковыми и брусовыми рабочими органами заглаживающих машин.
Бесплатно
Определение содержания германия в лигнитах Нижнего Приангарья
Статья научная
Производство полупроводникового германия в России вносит вклад в развитие аэрокосмической электроники. Германий используется в качестве подложек для эпитаксиальных структур A III B V типа GaInP/GaInAs/Ge, являющихся основой солнечных элементов космического базирования с высоким КПД, достигающим 39 %. Стратегическим вопросом для германиевого производства является источник собственного сырья. В настоящее время в качестве перспективного германийсодержащего сырья рассматриваются лигниты, залегающие в Нижнем Приангарье в бассейне среднего течения р. Енисей. Разработана методика выполнения измерений (МВИ) концентрации германия в лигнитах, включающая следующие операции: озоление лигнита, разложение зольной пробы в смеси концентрированных азотной и фтористоводородной кислот (1:2) и определение концентрации германия в растворе методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой с использованием спектрометра iCAP 6300 Duo (Thermo Scientific). Предложенная МВИ позволяет проводить количественный и качественный элементный анализ лигнитов и другого минерального сырья - углей, антрацитов, углистых аргиллитов и алевролитов. Определены метрологические характеристики МВИ содержания германия в сырье. Показатели прецизионности при уровне измеряемой величины от 150 до 300 г/т составляют: стандартное отклонение повторяемости - 3,0 г/т; стандартное отклонение промежуточной прецизионности - 5,4 г/т. Относительная погрешность определения содержания германия не превышает 4 %. Установлено, что среднее содержание германия в лигните составляет 0,02 мас. %, или 200 г/т. В составе лигнита доминируют углерод (68) и кислород (27 мас. %). Из числа металлических элементов преобладают кремний (1,0), алюминий (0,5) и железо (0,4 мас. %).
Бесплатно
Определение структуры линейного динамического объекта в задачах непараметрической идентификации
Статья научная
Рассматривается проблема идентификации линейных динамических объектов, в частности, исследуется задача определения параметрической структуры динамического объекта с точностью до параметров при использовании непараметрических моделей. Линейные динамические процессы достаточно часто имеют место в различных контурах управления аэрокосмической техники, в частности, в процессе производства космических аппаратов. В данном случае локальный канал «вибростол - космический аппарат», определяемый вибросигналом и соответствующим сигналом датчика, установленным на аппарате, может описываться динамическими разностными уравнениями. Так как разностное уравнение динамического объекта состоит из запаздывающих на соответствующее число тактов выходных переменных, то задача сводится к задаче определения существенных переменных. Таким образом, метод определения структуры динамического разностного уравнения с точностью до параметров основан на применении правила выделения существенных переменных при непараметрической идентификации. Суть данного правила состоит в следующем: если для каждой переменной, входящей в непараметрическую оценку, поставить в соответствие оптимальный коэффициент размытости ядерной функции, при котором разница между полученной моделью и фактическим выходом объекта будет минимальна, то тогда та переменная, коэффициент при которой будет наименьшим, вносит больший вклад в формирование итоговой оценки и тем самым имеет большее влияние на выходную переменную. Рассматриваются непараметрические модели динамических объектов. Анализируется связь коэффициента размытости ядерной функции с влиянием конкретной переменной, учтенной в непараметрической модели на выход объекта. Приводится алгоритм восстановления структуры разностного уравнения динамического объекта, который включает в себя этапы нахождения оптимальных коэффициентов размытости ядерной функции для каждой переменной, отбор коэффициентов, исключение несущественных переменных, построение модели и расчет относительной ошибки моделирования. Алгоритм будет последовательно производить набор перечисленных выше действий, пока относительная ошибка моделирования не станет больше значения, полученного на предыдущей итерации. Подробно приводятся результаты численного исследования, проводимого методами статистического моделирования, которые показали эффективность предложенного метода как для численных аналогов дифференциальных уравнений, так и для разностных уравнений объектов с памятью.
Бесплатно
Определение траектории движения небесных тел в атмосфере Земли
Статья научная
Разработана методика, позволяющая определять траекторию движения небесного тела в атмосфере Земли, параметры гелиоцентрической орбиты тела до его вхождения в атмосферу, а также оценивать основные факторы поражения ударной волной. Методика предусматривает исследование нескольких вариантов развития событий вследствие прохождения объекта в атмосфере Земли. В случае если объект прошел через атмосферу, не столкнувшись с Землей, определяются моменты входа и выхода тела из атмосферы Земли. Объект может столкнуться с Землей, не разрушившись. При этом дифференциальные уравнения интегрируются до достижения небесным телом поверхности Земли. Считалось, что объект сгорает в атмосфере, если его радиус становится менее 1 см. Отдельно рассматривался случай, когда во время движения объект разрушается, а до поверхности Земли долетают только фрагменты. Разработанная методика была реализована в программно-вычислительном комплексе. Одним из преимуществ комплекса является возможность сохранения результатов вычислений в файле формата.kml, позволяющем отображать трёхмерные геопространственные данные в программе «Google Планета Земля», а также на двухмерных картах Google. В нашем случае это траектория полета и ее проекция на поверхность Земли, места разрушения, взрыва и падения метеорита, области падения фрагментов и поражения ударной волной, а также другая полезная информация. Эффективность программно-вычислительного комплекса была проверена на движении астероида 2008 TC3 и метеорита «Челябинск». Было показано, что орбиты метеоритов 2008 TC3 и «Челябинск» до входа в атмосферу оказались близки к орбитам, полученным другими авторами, а параметры воздушных взрывов совпадают с исходными данными в пределах их точности. Полученные области падения фрагментов этих метеоритов находятся всего лишь в нескольких километрах от обнаруженных осколков. Зоны разрушений в результате действия воздушной ударной волны в случае метеорита « Челябинск» совпадают с реальными данными.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены результаты экспериментальных исследований по определению условий возникновения разрядных процессов в высоковольтном оборудовании космических аппаратов. Даны критерии для формирования системы граничных условий, реализация которых может привести к развитию разрядных процессов.
Бесплатно
Определение участников инвестиционного проекта
Краткое сообщение
Для успеха любого инвестиционного проекта необходимо его тщательное планирование. Для этого следует учесть интересы всех лиц, которые могут повлиять на его исполнение и результаты. Такие лица образуют социальную сеть проекта. Рассмотрены некоторые аспекты определения такой сети.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты определения прочностных характеристик механических свойств материалов металлокомпозитного ксенонового бака высокого давления путем проведения экспериментальных исследований на статическое растяжение образцов, вырезанных из титанового лейнера, и экспериментальных исследований на поперечный четырехточечный изгиб образцов из композитного материала, вырезанных из силовой композитной оболочки бака. На основании проведенных экспериментальных исследований сделаны расчетные обоснования для оценки дополнительных характеристик механических свойств материалов. Для исследования титанового сплава тонкостенной сварной емкости и композитного материала силовой оболочки были вырезаны плоские образцы на растяжение. Образцы вырезались вдоль и поперек проката металла бака. В процессе испытаний на растяжение проводилась автоматическая запись диаграммы деформирования с координатами «нагрузка-перемещение». Для экспериментального исследования композитного материала силовой композитной оболочки бака были вырезаны образцы из двух зон: из верхней части бака вблизи фланца и из области вблизи экватора средней части бака. Образцы из верхней части характеризовались углом намотки лент -30°...+30°, образцы с экватора - углом -12°…+12°. В процессе испытаний на поперечный четырехточечный изгиб прикладывалась ступенчатая нагрузка на образец с измерением соответствующего значения перемещения. По результатам испытаний образцов из титанового сплава получены значения предела текучести, предела прочности и относительного сужения материала после разрыва. На основании этих данных расчетным путем получены значения разрушающей деформации и коэффициента деформационного упрочнения металла титанового сплава. По результатам испытаний образцов, вырезанных из композитной оболочки бака, получены диаграммы «нагрузка-перемещение» для образцов двух типов. По этим данным расчетным путем определены значения модулей упругости для образцов из композитного материала двух типов. Полученные значения характеристик механических свойств для титанового сплава и композитного материала по результатам экспериментальных исследований сопоставлены с данными соответствующих нормативных документов. На основании этого уточнены марки титанового сплава и композитного материала, из которых изготовлен металлокомпозитный ксеноновый бак высокого давления.
Бесплатно
Определение характеристик цифровых регуляторов импульсных преобразователей напряжения
Статья научная
Развитие космического приборостроения идет по пути цифровизации. В частности, энергопреобразующая аппаратура космических аппаратов модернизируется путем внедрения цифровых систем автоматического управления взамен аналоговых. Это приводит к повышению эффективности системы электропитания, но в то же время возникает необходимость в создании способов определения их характеристик, которые позволят с высокой степенью точности подтвердить соответствие изготовленного прибора заданным при проектировании требованиям технического задания. В статье описаны особенности функционирования и предложен способ определения характеристик цифрового канала управления импульсным преобразователем напряжения. Предложенный подход представляет собой инструментарий для проверки правильности реализации как аппаратных частей канала управления, так и самого регулятора, представляющего собой программный код, реализованный на цифровых управляющих устройствах. Метод основан на определении степени соответствия откликов на типовые внешние воздействия аппаратно реализованного канала управления и его модели. На основе передаточных функций цифровых фильтров с бесконечной импульсной характеристикой и конечной импульсной характеристикой, с использованием типовых встроенных моделей, в пакете имитационного моделирования Matlab Simulink смоделирован канал управления импульсным преобразователем напряжения, соответствующий испытываемому аппаратно-реализованному устройству. Описаны основные принципы построения программной архитектуры обеспечения эксперимента. Разработана структурная схема испытательного комплекса, включающая источники внешнего воздействия, сам канал управления и средство управления проведением испытаний (в данном случае персональный компьютер). Приведен пример применения такой методики для верификации параметров разработанного пропорционально-интегрального дифференциального регулятора. Экспериментально показана работоспособность и точность предложенного способа определения характеристик канала управления по реакции на последовательность прямоугольных импульсов и путем построения логарифмической амплитудно-фазовой частотной характеристики. Применение такого метода верификации в условиях производства позволит обеспечить полную проверку отдельных цифровых управляющих устройств энергопреобразующей аппаратуры с замкнутыми обратными связями еще на этапе разработки приборов, что позволит исключить ошибки в реализации регуляторов в контурах управления.
Бесплатно
Статья научная
Предложен способ измерения ширины плотности распределения энергии в поперечном сечении электронного пучка, учитывающий форму кривой распределения. Способ основан на вычислении энтропии распределения. Рассмотрен метод расчета ширины распределения по зондовым характеристикам.
Бесплатно
Оптимальное проектирование трехслойной балки при заданных частотах поперечных колебаний
Статья научная
Рассмотрена задача определения оптимальных параметров трехслойной балки при наличии ограничений, накладываемых на частоты поперечных колебаний. Приведены уравнения движения балки, которые учитывают деформацию поперечного сдвига в заполнителе и инерцию поворота поперечного сечения. Получены выражения для частот колебаний трехслойной балки. Определена целевая функция задачи проектирования. Приведен пример выбора оптимальных параметров трехслойной балки.
Бесплатно
Оптимальное распределение социальных инвестиций
Статья научная
Предлагается решение задачи формирования портфеля социальных инвестиций с помощью модифицированного метода динамического программирования.
Бесплатно
Оптимальное управление безопасностью промышленных объектов
Статья научная
Рассмотрено определение вероятности состояния готовности при различных сочетаниях параметров системы технического обслуживания для установившегося и неустановившегося режимов эксплуатации, а также решение задач оптимизации системы технического обслуживания по графу состояний технического объекта, использование экономико-математических критериев для определения продолжительности работы объекта между отказами.
Бесплатно
Оптимальное управление процессами с рециркуляцией взаимодействующих потоков
Статья научная
Представлена математическая модель для процессов с рециркуляцией взаимодействующих потоков. Сформулирована задача оптимального управления и получены необходимые условия оптимальности в форме Вейерштрасса. Разработан численный метод решения задачи оптимального управления.
Бесплатно
