Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Статья научная
В данной статье рассматривается и оценивается влияние некоторых конструктивных параметров на величину осевой нагрузки, возникающей при работе главного элемента активной жидкостной системы терморегулирования космического аппарата (КА) - электронасосного агрегата (ЭНА). Описаны и проанализированы основные причины возникновения осевой нагрузки в центробежном насосе с «осевым» принципом компоновки. Исследовались конструктивные параметры, влияющие на величину осевой нагрузки: положение рабочего колеса относительно диффузора ЭНА (положение выбиралось из расчета размерных цепей), наличие и размер разгрузочных отверстий в рабочем колесе, количество и форма лопастей рабочего колеса (рассмотрено количество лопастей 14 и 16). Были спроектированы и изготовлены рабочие колеса ЭНА с различным количеством и формами лопастей. Проведен ряд экспериментов по исследованию влияния всех перечисленных параметров: измерение расходно-напорных характеристик и величины осевой нагрузки при достижении определенного расхода. Дана оценка вклада каждого из перечисленных параметров на величину осевой нагрузки, возникающей при функционировании рабочего колеса. Была получена и проанализирована виброизмерительная информация на электродвигателе (ЭД) ДБЭ 63-25-6.3 с установленными поочередно рабочими колесами. В данном исследовании использовалась аддитивная технология печати DLP для изготовления рабочих колес, что значительно ускорило процесс испытаний. Полученные результаты способствуют расширению знаний о процессах, происходящих в рабочем колесе, позволяют осуществить выбор вышеперечисленных параметров на этапе проектирования, способных снизить величину осевой нагрузки, возникающей при работе центробежного ЭНА в системе терморегулирования КА. Результаты данной работы способны повысить надежность функционирования КА во весь срок активного существования, поскольку повышенная осевая нагрузка в ЭНА является причиной его преждевременной потери работоспособности.
Бесплатно
Статья научная
Особенностью настоящего времени является переход к созданию многофункциональных комплексов назем- ных и бортовых радиотехнических систем на основе новых технических решений, повышающих уровень функ- циональной интеграции аппаратуры, в том числе путем внедрения в них активных фазированных антенных решеток (АФАР). В зависимости от решаемых задач такие антенные системы содержат от сотен до нескольких тысяч активных модулей (АМ). В связи с этим вероятность выхода из строя (отказов) АМ, по сравнению с пассивной фазированной антенной решеткой, повышается. Соответственно, встают вопросы обеспечения работоспособности АФАР в подобных условиях. Ррассмотрено влияние рабочей температуры на характеристики излучения активной фазированной антенной решетки, размещаемой на космическом аппа- рате.
Бесплатно
Статья научная
По причине постоянного ужесточения требований к безопасности полетов в стране и за рубежом связи с постоянным ростом объёмов авиаперевозок предъявляется все больше требований к достоверности, безотказности работы аэронавигационных систем и методов обновления их аэронавигационных баз данных, а также возникает вопрос актуальности используемых баз данных в соответствии с циклом AIRAC, так как в случае использования не обновленной аэронавигационной информации в системах FMS, ВСС, СНС, СРПБЗ увеличивается риск возникновения внештатных ситуаций или катастроф. В статье предлагается рассмотреть вопросы улучшению систем самолетовождения и обновления баз данных с использованием вычислительных систем типа FMS. На российских воздушных судах используются ВСС-95-1В, бортовые системы раннего предупреждения близости земли (СППЗ) и бортовые системы спутниковой навигации, работающие с орбитальной спутниковой группировкой (GPS, Глонасс). Все они снабжены аэронавигационными базами данных, которые в соответствии с циклом AIRAC, обновляются на земле инженерно-техническим персоналом раз в 28 дней. Периодичность обновления производится в зависимости от поступления изменений навигационных данных для работы этих систем. Рассмотрены вопросы анализа эксплуатационных характеристик, методов передачи данных в бортовые системы воздушных судов, разработки системы передачи аэронавигационных данных, разработки системы управления дистанционной передачи, а также разработка алгоритмов передачи данных, теоретическое и экспериментальное обоснование выбора модели системы передачи. Использование рассмотренного комплекса ведет к качественно новому уровню оперативности, достоверности обновления аэронавигационных баз данных в системах FMS,СНС, СРПБЗ, ВСС, что повлияет на повышение безопасности полетов, а также регулярность выполнения рейсов за отсутствием простоев воздушных судов по критерию оперативного обновления баз данных по циклу AIRAC.
Бесплатно
Статья научная
Описана проблема проектирования высоковольтных систем электропитания космических аппаратов. Предлагается использовать систему электропитания со стабилизатором напряжения вольтодобавочного типа, которая позволит значительно снизить запас на деградацию солнечной батареи по оптимальному напряжению. Проведены исследования предложенной системы, выявлены ее основные недостатки и намечены пути их устранения.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуется задача организации межспутниковой линии связи (МЛС) в космической системе, которая строится на основе орбитальной группировки (ОГ) космических аппаратов (КА) на низкой около круговой орбите. Рассматривается одна из проблем при создании МЛС на такой орбите - наведение антенны КА друг на друга. Для возможности отслеживания друг друга важно размещать КА в орбитальной плоскости так, чтобы они были постоянно в зоне взаимной видимости. Анализируется дальность прямой видимости как внутри одной орбитальной плоскости, так и в соседних плоскостях. Создание МЛС рассматривается с точки зрения баллистического построения ОГ. При организации МЛС определены несколько типов характерного движения КА в соседних плоскостях: параллельного, ортогонального, встречного. Приводятся значения параметров наведения антенны МЛС. Полученные результаты построения ОГ и вычисления параметров наведения антенны могут быть актуальны для создания модифицированной системы. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/arhiv/)
Бесплатно
Исследование динамики движения раскрывающихся механических систем с упругими связями
Статья научная
Рассмотрена математическая модель раскрывающейся механической системы крыла панелей солнечных батарей и проведено полное исследование параметров системы, которые проверяются на этапе экспериментальной отработки, и параметров системы, проверить которые на этапе экспериментальной отработки не представляется возможным.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено загрязняющее воздействие собственной внешней атмосферы (СВА) и плазмы стационарных плазменных двигателей (СПД) на критичные поверхности космического аппарата (КА) «Экспресс-AM». Приведены результаты численных оценок, выявлены вклады в загрязнение различных источников загрязнения и механизмов массопереноса. Особое внимание уделено влиянию конструктивно-компоновочной схемы (ККС) КА на степень загрязняющего воздействия СВА и плазмы СПД. Представлены рекомендации по минимизации этого воздействия за счет оптимизации ККС.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведён обзор актуальных методов измерения и контроля усилия натяжения материала сетеполотна рефлекторов космических аппаратов. Цель исследования - получение наиболее точных результатов измерения натяжения сетеполотна. На основании обзора проведен сравнительный анализ достоинств и недостатков каждого из рассмотренных методов при измерении усилия натяжения на сетеполотне крупногабаритных трансформируемых рефлекторов космических аппаратов. Рассмотренные в статье методы измерения усилия: фотометод, принцип работы которого заключается в последовательном фотографировании определенных зон натянутого сетеполотна на каркас рефлектора; метод на основе распознавания образов, аналогичный фото-методу, но использующий информационно-измерительную систему с заданным алгоритмом обработки информации; метод на основе локального деформирования мембраны, относящийся к контактному типу, при которых измерение натяжения сетеполотна определяется как реакция от воздействия физической силой на поверхность сетеполотна; метод, основанный на влиянии воздействия звуковых волн на поверхность сетеполотна. Экспериментальная часть исследования, описанного в статье, включает измерение натяжения сетеполотна методом резонанса как наиболее оптимального метода с точки зрения проведённого анализа. Предложены и проанализированы перспективы возможного использования метода резонансов в ракетно-космической промышленности при изготовлении радиоотражающих поверхностей антенн космических аппаратов. По результатам проведенного исследования установлена зависимость усилия натяжения сетеполотна от частоты звуковых колебаний, воздействующих на сетеполотно, при которых возникает резонанс.
Бесплатно
Исследование методов определения относительных координат группы объектов
Статья научная
В представленной статье рассмотрена задача исследования методов определения координат нескольких наземных объектов в локальной системе координат. Проведен расчет погрешностей местоопределения для угломерно-дальномерного, дальномерного и разностно-дальномерного методов. Проведено сравнение погрешностей для исследованных методов, в результате которого получено, что наиболее точным является дальномерный метод определения координат объектов, что не противоречит известным результатам. С целью уменьшения погрешностей определения места в дальномерном и разностно-дальномерном режимах, предложен выбор опорных станций, основанный на критерии минимума суммарного геометрического фактора, получаемого для других станций. Использование такой оптимизации обеспечивает уменьшение погрешностей определения координат остальных станций. Приведены результаты расчета и сравнения погрешностей в дальномерном и разностно-дальномерном режимах по сигналам 3 и 4 опорных станций, на основании которых сделан вывод о целесообразности увеличения числа опорных станций и оптимизации их выбора. Разработанные методы могут быть использованы в системах дистанционного определения координат объектов при выполнении транспортных перевозок, а также в разведке и добыче полезных ископаемых.
Бесплатно
Статья научная
Объектом исследования выступает цилиндрическая сетчатая оболочка без обшивки регулярной структуры, выполненная из композиционного материала углепластик. Отличительная особенность данного класса конструкций заключается в пересечении семейств кольцевых и спиральных ребер. Сетчатые оболочки используются в качестве силовых элементов космических аппаратов, поэтому при их проектировании основными требованиями выступают уменьшение массы конструкции, высокие прочностные и жесткостные характеристики. Снижение массы оболочки достигается за счет варьирования и подбора структурных и геометрических параметров ребер. В статье рассматривается набор сетчатых цилиндрических конструкций фиксированной массы. Авторами разработан и приведен алгоритм расчета числа элементов регулярной реберной структуры и вычисления значений геометрических параметров элементов семейств ребер. Рассматриваются два подхода к формированию систем ребер: путем изменения высот или толщин реберной структуры. Разработан макрос для моделирования параметрических дискретных моделей таких реберных структур в программном комплексе Ansys Mechanical APD. При построении дискретных моделей сеток применялся одномерный двух узловой конечный элемент BEAM4. Модель жестко крепилась в узлах по нижней кромке, к узлам верхней кромки прикладывалась нагрузка. Рассматривалось два вида нагружения. Режим «не полет» определяло равномерно распределенное по верхней кромке осевое нагружение оболочки. Режим «полет» дополнительно учитывал приложенный момент. Расчет полей перемещений и деформаций проводился численно в конечно-элементом пакете ANSYS. В статье приведены результаты исследования влияния плотности реберной структуры на устойчивость сетчатых оболочек при статическом осевом нагружении, собственные частоты и формы колебаний. Показано, что с увеличением плотности реберная структура становится тоньше. При этом критическая нагрузка падает, значения собственных частот оболочек уменьшаются, а в формах увеличивается число волн. Отмечено влияние подходов к моделированию реберных структур на результаты численных расчетов.
Бесплатно
Исследование обтекания полусферического крыла в потоке газа, растекающегося от центра
Статья научная
На основе представленной модели радиального обтекания газовым потоком полусферической поверхности обосновывается возможность создания достаточной подъемной силы для летательного аппарата нетрадиционной формы. В ходе анализа возможных конструктивных решений выявлены оптимальные геометрические характеристики крыла и двигательной установки. Проведены экспериментальные исследования по определению подъемной силы.
Бесплатно
Исследование одночастотного метода определения вертикальной задержки сигнала в ионосфере
Статья научная
Приведено описание одночастотного метода определения задержки сигнала в ионосфере. Одночастотный метод основан на однослойной модели ионосферы, поэтому используется приближение, что вертикальная задержка сигнала в ионосфере в зоне радиовидимости для каждого НКА будет одинакова. В основе алгоритма, реализующего одночастотный метод, приращения прямых измерений кодовой и фазовой псевдодальности. Использование приращений измерений позволяет определять задержку сигнала в ионосфере без компенсации погрешности, возникающей в радиочастотной части навигационной аппаратуры и НКА,а также без разрешения фазовой неоднозначности. На малых интервалах шумовая погрешность будет превышать полезный сигнал, для компенсации данного недостатка реализовано накопление измерений с помощью фильтра. Накопление измерений необходимо ограничить статическим интервалом измерений. При выборе интервала для накопления необходимо руководствоваться следующими требованиями: минимум шума измерений и при этом неизменность тренда вертикальной задержки сигнала. Целью данной работы является обоснование выбора коэффициента фильтрации для одночастотного метода. Представлены результаты экспериментальных исследований одночастотного метода определения задержки сигнала в ионосфере и модели Клобучара. В ходе экспериментальных исследований алгоритма, реализующего одночастотный метод, были приведены основные причины нарушения работоспособности алгоритма и механизмы их устранения. Главными составляющими бюджета погрешности одночастотного метода являются погрешность многолучевого распространения сигнала и шумовая погрешность кодовых измерений. В результате экспериментальных исследований было установлено, что изменения вертикальной задержки сигнала в ионосфере на интервале 60 мин при дискретности измерений в 30 с сопоставимы с шумом кодовых измерений.
Бесплатно
Исследование параметров движения входа космоплана в атмосферу
Статья научная
После прекращения эксплуатации Международной космической станции в 2028 г., Российская Федерация планирует развивать проект национальной орбитальной станции. Российская орбитальная станция будет отличаться от своего предшественника большей практической направленностью. Одной из задач, возлагаемых на станцию, является запуск и управление группировки малых спутников дистанционного зондирования Земли, а также взаимодействие и обслуживание перспективных спутниковых группировок. Так как возможности маневрирования орбитальной станции весьма ограничены, а неисправный аппарат может находиться в значительном удалении от неё, то для повышения транспортно-технических возможностей станции предлагается использовать беспилотный космоплан. В работе представлены два аэродинамических облика космоплана, в результате аэродинамического и весового анализов которых был сделан выбор в пользу первого, описаны компоновка аппарата и алгоритмы его работы на орбите и спуске в атмосферу. Целью исследования является сравнение параметров траектории при спуске аппарата с различных орбит схода. Для этого сформулирована задача по определению зависимости площади коридора входа от начальных параметров. В свою очередь, площадь коридора входа определялась граничными условиями, зависящими от эксплуатационных параметров космоплана. Для определения параметров входа написана расчётная программа, решающая дифференциальные уравнения движения летательного аппарата методом Эйлера в общем случае и методом Рунге - Кутта в расчётном случае. В качестве результатов исследования представлена зависимость площади коридора входа от высоты орбиты схода, а также графические зависимости основных параметров для расчётного случая.
Бесплатно
Исследование поведения конструкции космических аппаратов при виброакустическом нагружении
Статья научная
Рассматривается актуальная в настоящее время проблема анализа реакции конструкции космических аппаратов при акустическом воздействии участка выведения. Предложенный подход позволяет достаточно корректно оценивать уровни нагружения для конструкций космических аппаратов при прогнозировании их динамической реакции на рассматриваемый тип воздействий.
Бесплатно
Исследование погрешностей определения координат наземной радионавигационной системы
Статья научная
Рассматриваются методы определения погрешности координат в рабочей зоне радионавигационной системы. Показано, что метод косвенных измерений по точности и вычислительным затратам является наиболее оптимальным. Приводится алгоритм определения координат бортовой станции через широту и долготу на базе итерационного метода Ньютона.
Бесплатно
Исследование помехоустойчивости частотного дискриминатора шумоподобного сигнала
Статья научная
Предложены квазиоптимальные алгоритмы частотного дискриминирована для системы слежения за частотой шумоподобного сигнала с минимальной частотной манипуляцией, приведены результаты анализа их помехоустойчивости.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена математическая модель рабочей поверхности антенны зонтичного вида для двух вариантов упругих параметров сетеполотна. В первом варианте сетеполотно имеет нулевую жесткость в направлении меридиана, а во втором - нулевую жесткость в окружном направлении. Получены аналитические зависимости, позволяющие оценить предельные среднеквадратичные отклонения поверхности зонтичной антенны от параболоида.
Бесплатно
Исследование прецессирующего вихревого ядра в цилиндрической камере
Статья научная
Работа посвящена численному и экспериментальному исследованию нестационарных режимов течения в модельной вихревой камере с формированием прецессирующего вихревого ядра (ПВЯ). Изучено влияние геометрических особенностей камеры на частотные характеристики ПВЯ и структуру вторичных вихрей, образующихся в выходной секции рабочего участка. Проведена оптимизация вихревой камеры для изучения ПВЯ в канонических условиях. Результаты данной работы создают основу для дальнейших исследований ПВЯ, которые будут направлены на проведение детальных измерений нестационарного поля течения с использованием современных оптических измерительных систем, таких как PIV и ЛДА.
Бесплатно
Исследование процесса абразивно-экструзионной обработки каналов с переменной формой сечения
Статья научная
Проведены исследования потока рабочей среды в кольцевой щели. Установлена степень влияния площади сечения щели и состава рабочей среды на параметры обработки. Разработаны рекомендации по применению выравнивающих устройств.
Бесплатно
Исследование процессов старения систем электроснабжения и автоматики самолета Ту-154М
Статья научная
С использованием статистических материалов эксплуатанта выполнена оценка старения электрифицированных систем самолета Ту-154М. Рассмотрены процессы старения, заложенные разработчиком самолета
Бесплатно
