Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
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
Метод контроля влияния доливов
Статья обзорная
Представлены результаты исследования влияния доливов на процессы окисления моторных масел. Предложены критерии оценки влияния доливов на ресурс моторных масел
Бесплатно
Статья научная
Приведены некоторые основные параметры сетеполотна, влияющие на радиоотражающие свойства рефлектора, и технология достижения этих параметров с помощью контроля усилия натяжения сетеполотна на различных этапах изготовления радиоотражающей поверхности рефлектора. Сделан краткий обзор существующих и применяемых на предприятии АО «РЕШЕТНЁВ» методов измерения и контроля усилия натяжения сетеполотна рефлекторов космических аппаратов и представлен анализ недостатков в результате их отработки. Предложен новый метод контроля усилия натяжения, основанный на локальном деформировании сетеполотна силой давления втягиваемого воздуха через его поверхность. Представлены результаты разработки и испытаний метода и прототипа устройства для контроля усилия натяжения сетеполотна. Целью исследования являлось определение работоспособности устройства и возможности его дальнейшего применения для контроля натяжения сетеполотна на рабочих рефлекторах. Разработанный метод и прототип устройства, его реализующего, позволяют оперативно проводить контроль усилия натяжения сетеполотна при любом его пространственном положении. Предложены и проанализированы перспективы возможного использования метода в ракетно-космической промышленности при изготовлении радиоотражающих поверхностей антенн космических аппаратов. По результатам проведенного исследования установлена зависимость усилия натяжения сетеполотна от силы давления втягиваемого воздуха через сетеполотно. Выявлена необходимость в дальнейшей доработке разработанного устройства для повышения точности получения данных измерений. При успешном испытании доработанного устройства контроля усилия натяжения сетеполотна в лабораторных условиях, будут проведены дальнейшие испытания на стадии раскроя сетеполотна и на сетеполотне в составе рефлектора.
Бесплатно
Метод определения натяжения сетеполотна антенн на основе распознавания образов
Статья научная
Рассматривается метод определения усилия натяжения сетеполотна параболических антенн, основанный на классификации фотоизображений текстуры сетеполотна, деформированного под действием натяжения.
Бесплатно
Метод оценки напряженного состояния упруго-деформируемых объектов
Статья научная
Рассматривается эффект красно-фиолетового расщепления излучений от вторичной эмиссии, возникающей вокруг контакта между упруго-деформируемым металлом и диэлектриком под воздействием единичного электроимпульса, возбуждающего в металле колебания на фононном уровне. Дается экспериментальное подтверждение предполагаемого механизма низкочастотной модуляции электрического поля фононами.
Бесплатно
Статья научная
Одной из особенностей современных систем электропитания космического аппарата является связь сило- вой шины «минус» с корпусом, это делается в целях защиты от статического заряда, накапливаемого на кор- пусе, который может привести к появлению высокой разности потенциалов между токоведущими частями системы электропитания и корпусом, что приводит к ухудшению помеховой обстановки, а также к возмож- ному электрическому пробою изоляции токоведущих элементов системы электропитания. Недостатком это- го решения является возникающая опасность замыкания плюсовых шин системы электропитания на корпус, что, в свою очередь, может привести к короткому замыканию и выходу из строя составных частей системы электропитания и кабельной сети. С целью исключения аварийных ситуаций в ходе испытаний и эксплуатации космического аппарата авторами разрабатывается устройство непрерывного контроля сопротивления изо- ляции, основанное на бесконтактном измерении токов утечки на каждой линии системы электропитания. При этом величина измеряемых дифференциальных токов весьма мала и может составлять десятки микро- ампер. Применяемые в настоящее время датчики малых токов имеют недостатки, проявляющиеся в значи- тельном влиянии магнитных полей от силовых токов, которые приводят к увеличению погрешности датчика и, следовательно, к повышению погрешности контроля сопротивления изоляции. Авторами были исследованы датчики тока, предложен метод компенсации изученных погрешностей измерения с применением дополни- тельного датчика тока, разработано и исследовано устройство, использующее предложенный принцип, и проведено экспериментальное исследование опытного образца устройства. Разработанное устройство вне- дрено на рабочем месте лабораторно-отработочных испытаний космического аппарата, в настоящее время проводятся дополнительные исследования и отработка новых методов, повышающих качество и точность контроля сопротивления изоляции.
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
