Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Концепция создания бортового комплекса управления для малых космических аппаратов
Статья научная
Описываются основные технические решения, принятые при проектировании бортового комплекса управления для малых космических аппаратов. Определены открытые технологии и продукты, используемые в проекте. Представлены сетевая архитектура и конструкция бортового комплекса управления. Приведены результаты разработки экспериментального макета.
Бесплатно
Критерий усталостного разрушения металлов при мало- и многоцикловом нагружении
Статья научная
Рассмотрена применимость критериального уравнения для расчета долговечности на стадии образования усталостной трещины, основанного на раздельном вычислении повреждений от упругой и пластической составляющих деформации.
Бесплатно
Крупногабаритная прецизионная трансформируемая антенна на основе твердотельных отражательных панелей
Статья научная
Развитие современных космических информационных систем связи идёт по пути освоения высоких диапазонов частот. В основном это связано с необходимостью организации высокоскоростных каналов передачи информации. Для успешного решения таких задач применяются антенные системы с прецизионными трансформируемыми рефлекторами большой апертуры. Трансформируемая конфигурация рефлектора определена требованиями к размещению антенны под обтекателем ракеты-носителя. Точность профиля отражающей поверхности рефлектора связана с работой антенны в высоких диапазонах частот. Достичь необходимую точность рефлектора можно лишь используя жесткие твердотельные панели в качестве отражающей поверхности. Был проведен поиск существующих на сегодняшний день подобных антенн. Он показал, что существующие концепции имеют ряд конструктивных недостатков. Представлена конструкция крупногабаритной прецизионной антенны на основе твердотельных отражательных панелей, которая имеет ряд преимуществ перед своими аналогами. Основными преимуществами являются надежность и высокий коэффициент трансформации. Высокая надежность достигается благодаря применению малого числа механических элементов, а использование принципиально новой схемы развёртывания антенны позволяет получать высокий коэффициент трансформации. Точность отражающей поверхности рефлектора является одним из основных параметров и напрямую зависит от жесткости конструкции в целом. Предложенная в работе силовая схема конструкции способна обеспечить достаточную жесткость при относительно небольшой массе антенны. В рамках работы проведен модальный анализ разработанной конструкции и получена параметрическая модель, которую можно использовать для подбора оптимального соотношения массы и жесткости антенны в зависимости от требуемого диаметра апертуры. Основным материалом, применяемым в конструкции, является углепластик, который благодаря своим свойствам идеально подходит для создания крупногабаритных конструкций высокой жесткости. Использование разработанной конструкции антенн на современных космических аппаратах связи позволит повысить качество предоставляемых услуг абонентам. Результаты данной работы могут быть применены для создания систем связи с космическими аппаратами, исследующими дальний космос.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе проведено аналитическое определение локального коэффициента теплоотдачи в плоскостях вращения газовых турбин с использованием аффинноподобной модели распределения температурного и динамического пространственных пограничных слоев с конвективной составляющей (при Pr
Бесплатно
Магистрально-модульная система для отработки бортовой радиоэлектронной аппаратуры
Статья научная
Обоснована необходимость создания унифицированных автоматизированных комплексов проверки радио- электронной аппаратуры. Сформулированы требования к комплексам проверки, удовлетворяющие разработ- чиков и цех испытаний радиоэлектронной аппаратуры. Предложена реализация автоматизированных ком- плексов, удовлетворяющих предъявленным требованиям, с использованием магистрально-модульных систем. Приведен пример использования такой системы для испытаний навигационной аппаратуры космического на- значения. Рассмотрен вариант реализации имитатора радионавигационного сигнала на магистрально- модульной системе компании National Instruments. Реализация автоматизированных комплексов с использова- нием магистрально-модульных систем позволяет существенно сократить время проверки радиоэлектронной аппаратуры без потери качества, а также создавать гибкую проверочную аппаратуру. Все это позволит по- высить конкурентоспособность производимой продукции.
Бесплатно
Мажоритирование на основе тристабильных буферов для аэрокосмических вычислительных комплексов
Статья научная
Для аэрокосмических вычислительных комплексов крайне актуальна разработка радиационно стойкой элементной базы. В FPGA Virtex фирмы Xilinx используются мажоритарные элементы на основе буферов с тремя состояниями с целью реализации тройного резервирования (Triple Module Redundancy, TMR) для обеспечения радиационной стойкости. Моделируются мажоритарные элементы (элементы голосования по большинству) на основе буферов с тремя состояниями на выходе. Предложен вариант реализации, соответствующий описанию, приведённому в документации производителя, без детального раскрытия схемного решения
Бесплатно
Малые космические аппараты для зондирования морской поверхности
Статья научная
В статье представлен метод обработки сигналов радиолокационного зондирования подстилающей поверхности с применением подсвета от имеющихся космических аппаратов (навигационных, связных) и группировки малых приёмных космических аппаратов (МКА), использующих антенны с синтезированной апертурой. Методы и результаты. Малые космические аппараты обладают многими преимуществами перед большими спутниками. Так, они относительно недорогие в создании, занимают минимально время от проектирования до вывода на орбиту, легко модифицируются для решения определенной задачи, создают меньше радиопомех. Рассматриваемый подход заключается в перераспределении решаемых задач между группировкой спутников, находящихся на орбите. В качестве носителей передатчиков для подсветки подстилающейся поверхности, представлены, как штатные высокоорбитальные спутники связи, так и низкоорбитальные спутниковые системы связи, а также навигационные спутники. Данные космические системы используют необходимый широкополосный сигнал. Приемники отраженных сигналов размещаются на борту малых космических аппаратов. Одной из задач системы является выполнение научно-исследовательских экспериментов, заключающихся, в том числе, в оперативном мониторинге быстро перемещающихся атмосферных циклонов. В работе применяется метод формирования радиолокационного изображения морской поверхности, основываясь на моделях отраженных сигналов. Основные результаты исследований заключаются в следующем: 1) возможность в качестве зондирующего сигнала использовать как импульсный, так и широкополосный сигнал с априорно неизвестным законом модуляции; 2) приемлемая разрешающая способность; 3) возможность существенного уменьшения стоимости системы по сравнению с действующими космическими радиолокаторами обзора морской поверхности. Выводы. В результате использования многопозиционной радиолокационной системы, использующей малые приёмные антенны с синтезированной апертурой и подсвет морской поверхности от действующих космических аппаратов, представляется возможным перейти на качественно новый уровень решения задач дистанционного зондирования морской поверхности с пространственным разрешением до 1 м, независимо от освещенности и наличия облачного покрова.
Бесплатно
Математическая модель выбора параметров экраноплана на стадии технического предложения
Статья научная
Построена математическая модель выбора рациональных параметров экраноплана при эскизном проектировании методом исследования пространства параметров. Получены численные значения аэродинамических коэффициентов cy (a, h) и mz (a, h), относительной координаты аэродинамического фокуса xf(a, h), распределение аэродинамической нагрузки по несущей поверхности для трех аэродинамических схем несущих поверхностей: «самолетная», «утка», «гибрид». Построены функциональные зависимости cy = f(a, h), mz = f(a,h), хf = f(a, h).
Бесплатно
Статья научная
Создается система контроля геометрии зеркал обсерватории «Миллиметрон» для работы в составе бортового комплекса научной аппаратуры. Система предназначена для контроля качества зеркальной системы космического телескопа и использования получаемых данных в качестве сигналов «обратной связи» для предварительных настройки и юстировки оптической системы телескопа в космическом пространстве. Задачей системы является определение многомерного вектора неизвестных параметров зеркальной системы телескопа по косвенным измерениям, получаемым в результате обмера телескопа 3D-сканированием. Создана математическая модель, численно описывающая процесс предварительного обмера зеркальной системы обсерватории «Миллиметрон» с использованием оптических контрольных меток на поверхности зеркальной системы. Линейная математическая модель позволяет связать фактические косвенные измерения зеркальной системы с неизвестными смещениями ее параметров, определяющими форму телескопа. Выведена формула для оптимального решателя обратной задачи в процессе предварительного обмера зеркальной системы. Описана методика обмера составляющих элементов телескопа в рамках его предварительной настройки. Обмер контрольных меток выполняется бортовым 3D-сканером, применяемым в конструкции системы контроля зеркальной системы. Проведен анализ ошибок при использовании оптимального решателя, получена ковариационная матрица для вектора ошибки оцениваемых параметров.
Бесплатно
Математическая модель процесса выворачивания металлических разделителей топливных баков
Статья научная
Рассматривается математическая модель процесса выворачивания металлического разделителя топливного бака космического летательного аппарата. Структура математической модели определена на основе качественного анализа закономерностей, выявленных при экспериментальном исследовании процесса выворачивания разделителя. Параметры математической модели определяются на основе количественного анализа результатов эксперимента по выворачиванию разделителя - ближайшего прототипа.
Бесплатно
Математическая модель стабилизатора напряжения на базе квазирезонансного преобразователя
Статья научная
Предложена математическая модель стабилизатора напряжения на базе понижающего квазирезонансного преобразователя с коммутацией ключевого элемента при нулевых значениях тока, позволяющая проводить динамический анализ подобных систем при больших возмущающих воздействиях.
Бесплатно
Статья научная
В условиях непрерывного финансирования программ Министерства обороны Российской Федерации особенно остро встает вопрос поиска наиболее результативных путей модернизации изделий вооружения и военной (специальной) техники, наработки в области которых максимальны и процессы их совершенствования могут занять не более нескольких лет. К таким изделиям, в частности, можно отнести авиационное артиллерийское оружие (ААО), перспективы использования которого сохраняются на весь период существования армии с вооружением обычного типа. Основным фактором, влияющим на качество функционирования ААО, считается теплофизическое нагружение малокалиберного артиллерийского ствола (далее - ствол) в процессе стрельбы. Проблема повышения точности определения температурного поля ствола вновь актуализирована ужесточением условий нанесения ударов по целям. На первый план выдвинулись вопросы, тесно связанные с интенсификацией режимов применения ААО. Это вопросы нагрева, охлаждения, прочности при нагреве, износа, живучести стволов, вопросы безопасности и эффективности стрельбы. Несмотря на методологическую очевидность аналитических и численных подходов формализации теплопередачи в стволе, их практическая реализация довольно сложна. Физико-математический смысл этой причины следующий: возможная неустойчивость решений; проявление осцилляций в областях больших градиентов; одновременное присутствие в областях решений сверхзвуковых, звуковых и дозвуковых зон; существование ламинарных, турбулентных течений и других нелинейных образований; нетривиальность постановки граничных условий; наличие термического сопротивления поверхностей и т. д. Однако практические нужды обеспечения безопасности и повышения эффективности огневой эксплуатации ААО диктуют необходимость получения близкого приближения рассматриваемой задачи к ее возможно существующему точному аналитическому решению. Целью работы установлено совершенствование математического аппарата, моделирующего температурное поле ствола на основе сочетания методов теплообмена и математической физики. Проверкой достоверности разработанной математической модели (далее - модель, если из контекста изложения материала ясно, что речь идет именно о предлагаемом инструментарии), установлены факты отсутствия методических ошибок при формировании составных блоков модели и повышения точности дефиниции теплового нагружения ствола на 9,4 %. Исходя из акцентов заявленной проблемы, аргументированы направления совершенствования модели.
Бесплатно
Математические модели и методы расчета схемной надежности функциональных систем самолетов
Статья научная
Рассмотрены общепринятые методы расчета надеэюности отдельных azpezamoe и слоэюных функциональных систем. Показана их неадекватность исходным предпосылкам расчета. Предлоэюен метод расчета надеэю-ности слоэюных систем.
Бесплатно
Статья научная
Предложено математическое описание газожидкостных течений в микроканалах различной геометрии с учетом химических реакций, трения и теплообмена. Проведено сопоставление результатов расчета течения в микроканалах с опубликованными данными. Газожидкостные течения в микроканалах сложной геометрии с химическими реакциями и теплообменом показаны на примере течения в трактах жидкостных ракетных микродвигательных установок на однокомпонентном топливе. Представлены результаты расчетов процессов каталитического и термического разложения гидразина, гидро- и газодинамических процессов течения в распределительном блоке, каталитическом реакторе и сопле, процессов теплообмена в камере двигателя, с учетом теплоотвода в стенку корпуса.
Бесплатно
Математическое моделирование процессов в технологических печах
Статья научная
Предложена математическая модель и метод решения задачи для случая горения жидкого топлива в трубчатых печах нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Выполнена физическая интерпретация результатов расчета.
Бесплатно
Математическое моделирование тепловых потоков космического аппарата
Статья научная
Предлагается расчет внешнего теплообмена космического аппарата, учитывающий солнечную и теневую орбиты, с исследованием температурных полей космического аппарата и определением составляющих тепловых потоков, не связанных с температурными участками поверхности.
Бесплатно
Место и роль инновационных технологий в развитии экономической системы
Статья научная
Обобщены существующие представления о роли инноваций в волновом развитии экономики, представлен анализ различных мнений, определены концептуальные подходы к их оценке с точки зрения современной экономической теории.
Бесплатно
Метод автоматизации подготовки типовых работ по управлению космическими аппаратами
Статья научная
Типовые работы представляют собой командные скрипты, написанные на специализированном проблемно-ориентированном языке, применяемые для управления космическими аппаратами производства АО «ИСС». Типовые работы формализуют последовательность команд для выдачи, условия их выдачи и некоторые вспомогательные операции, например, вывод на экран сообщения для привлечения внимания оператора. Все типовые работы, необходимые для штатного управления космическими аппаратами, разрабатываются и тестируются на базе АО «ИСС», а затем поставляются в составе других исходных данных управления. Также поддерживается возможность разрабатывать свои собственные типовые работы, следуя синтаксическим правилам языка управления. Рассмотрена технология подготовки типовых работ, применяемая на АО «ИСС»: типовые работы разрабатываются вручную, на основе эксплуатационной документации по управлению, содержащей все необходимые данные в стандартном формате, в виде таблиц. Выделены недостатки данного метода: большое количество затрачиваемого времени, возможность ошибок, вызванных влиянием человеческого фактора. Предложен метод автоматизации процесса подготовки типовых работ: использование алгоритма, который на основе анализа текстов эксплуатационной документации составляет типовые работы по управлению космическими аппаратами. В ходе выполнения исследования были рассмотрены некоторые из существующих программных систем управления производства США, Испании, Японии и др., где, несмотря на широкое использование скриптовых языков управления, аналогов данному алгоритму найдено не было. Разработан прототип программного обеспечения, реализующего указанный метод, доказана его эффективность: использование данного прототипа показало значительное увеличение скорости разработки типовых работ. Данное ПО предполагается использовать для подготовки типовых работ по управлению космическими аппаратами разработки АО «ИСС».
Бесплатно
Метод изготовления волновода с токопроводящим вакуумным покрытием
Статья научная
Предложен способ изготовления волноводов и волноводных элементов гальванопластическим методом с нанесением токопроводящего вакуумного покрытия, удовлетворяющий техническим требованиям, выдвигаемым к волноводным элементам: минимальный коэффициент стоящей волны по напряжению - 1,03-1,05; минимальные потери энергии при прохождении волны - не более 5 ∙ 10 -2дБ; электрогерметичность фланцевых изделий - до 40-50 дБ. Также предъявляются требования по шероховатости внутренней поверхности канала (Ra не более 0,2 мкм) и отклонению от номинального размера в пределах ±0,01 мм. В работе использован способ изготовления волноводов миллиметрового диапазона, включающий изготовление оправки из алюминиевого сплава, наружная поверхность которой повторяет форму внутреннего канала волновода, нанесение на оправку металлических слоев для формирования токопроводящего покрытия внутреннего канала и корпуса волновода и дальнейшее вытравливание оправки. Исследована микроструктура корпуса волноводного тракта, проведены исследования на адгезионную прочность серебряного покрытия с корпусом волновода и измерена шероховатость волноводного тракта. Проведены исследования внутренней поверхности волноводного тракта на наличие различных включений. Отработана технология нанесения вакуумного покрытия на оправку и наращивания медного корпуса волноводного тракта с последующим вытравливанием оправки. Таким способом можно изготавливать волноводы и элементы волноводных трактов сложного сечения. Токопроводящие покрытия, нанесенные вакуумным способом, получаются плотными и однородными, не происходит наводораживания, и исключается химическое загрязнение покрытий, что приводит к снижению потери энергии при прохождении волны и повышению качества передаваемого сигнала. Данным способом был изготовлен волновод круглого сечения диаметром 10 мм и длиной 120 мм, который имеет высокую адгезию электропроводящего покрытия с корпусом волновода.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются ошиоки спосооа максимально точного определения месторасполоэюения оиъекта при ис-пользовании навигационных систем GPS-NAVSTAR (( 111А), 1 JiCJiiAtsts (Россия), Galileo (европейский ^оюз), IRNSS (Индия), QZSS (Япония).
Бесплатно
