Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Статья научная
Предложен метод определения параметров резонансного контура стабилизатора напряжения на базе квазирезонансного преобразователя.
Бесплатно
Определение допустимых значений выходного импеданса автономной системы электропитания
Статья научная
Описана методика определения допустимых значений выходного импеданса автономной системы электропитания на ранних этапах проектирования в условиях ограниченной информации о каналах электропотребления. Проведено исследование зависимостей входного импеданса канала электропотребления с вторичным источником питания от его параметров с использованием моделей каналов в формате PSpice. Предложен способ ослабления требований к выходному импедансу системы электропитания.
Бесплатно
Статья научная
Приведены основные преимущества активных магнитных подшипников при использовании их в качестве опор роторов электродвигателей-маховиков систем ориентации и стабилизации космических аппаратов. Обоснована необходимость в устройстве арретирования, обеспечивающем жесткую механическую фиксацию ротора относительно корпуса электродвигателя-маховика не только при его транспортировке и выводе космического аппарата на орбиту, но и при возникновении нештатных ситуаций в процессе орбитальной эксплуатации. Предложено устройство арретирования, содержащее страховочные подшипники, установленные на конических фиксаторах, перемещающихся в осевом направлении под действием сил притяжения электромагнитов и постоянных магнитов. Разработана методика определения требуемого перемещения фиксаторов, при котором одновременно обеспечивается бесконтактная левитация ротора в магнитном поле в штатном режиме работы и исключается возможность контакта ротора со статорными элементами системы активного магнитного подвеса в аварийных ситуациях. Рассматриваются различные варианты смещения ротора относительно его номинального положения: поступательные перемещения, повороты вокруг поперечной оси электродвигателя-маховика, а также случаи одновременного поступательного и углового перемещения. Исходя из характера динамического поведения вращающегося ротора в активном магнитном подвесе, рассчитываются результирующие колебания ротора, представляющие собой сумму колебаний его центра масс вдоль поперечных осей, обусловленных остаточной статической неуравновешенностью, и угловых колебаний вокруг данных осей под действием моментной неуравновешенности. В ходе анализа вынужденных колебаний и частотного анализа ротора рассчитываются собственные частоты, соответствующие им моды колебаний и амплитудные значения перемещений элементов ротора с учетом коэффициента жесткости системы активного магнитного подвеса. Разработанная методика позволяет не только судить о достаточности осевого перемещения фиксаторов устройства арретирования, исключающего возможность контакта ротора и статорных элементов системы активного магнитного подвеса, но и проверить отсутствие контакта вращающегося ротора с другими элементами электродвигателя-маховика, например, статорами электродвигателя и датчиком положения ротора.
Бесплатно
Определение навигационных параметров объектов в условиях действия помех различного происхождения
Статья научная
Рассмотрена разработка метода повышения помехоустойчивости аппаратуры потребителей посредством комплексирования глобальных навигационных спутниковых систем-приемников и инерциальных датчиков. К недостаткам спутниковых радионавигационных систем можно отнести невысокую надежность угловых измерений, достаточно длительное время разрешения фазовой неоднозначности, недостаточную длину базовых линий интерферометра, которые непосредственно влияют на погрешность измерений пространственной ориентации. Предложен метод комплексирования данных датчиков с угломерной аппаратурой спутниковых радионавигационных систем, который дает возможность повысить эффективность использования угломерной аппаратуры потребителей за счет того, что эти системы определяют одни и те же параметры пространственного положения объекта. Кроме того, данный метод позволяет сузить полосы пропускания следящих систем спутниковых радионавигационных систем до минимума, обеспечивая точность и помехоустойчивость, близкие к потенциальным. В интегрированных инерциально-спутниковых навигационных системах комплексирование позволяет устранить инструментальные погрешности, такие как дрейф гироскопических датчиков, до минимума сокращает время начальной выставки. Наиболее целесообразно использование тесно связанных интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем с интеграцией по выходным параметрам. Такие системы по параметрам близки к оптимальным и не требуют кардинальной переработки аппаратурных средств. В свою очередь, тесно связанная система требует доработки аппаратурных и программных средств как у инерциальных навигационных систем, так и у спутниковых радионавигационных систем на всех уровнях. Если такая доработка невозможна, например, при использовании импортной аппаратуры, то комплексирование обеспечивается только вторичной обработкой или на уровне выходных данных. В первом случае это слабосвязанная система, а во втором - разомкнутая система.
Бесплатно
Определение оптимальной дозы заправки тепловых труб с продольными канавками
Статья научная
Представлено уточнение метода определения оптимальной дозы заправки тепловых труб с продольными канавками, с точки зрения теории о заглублении радиуса мениска и самого мениска. В предложенной расчетной модели учитывается перепад температур на тепловых трубах (ТТ) с учетом блокирования жидкостью части конденсаторной зоны за счет технологии изготовления и эксплуатационных условий (температурный диапазон работоспособности ТТ). Проведен анализ трех видов профилей тепловых труб с продольными канавками.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача определения оптимальных параметров закона управления нагружением летательного аппарата при проведении ресурсных испытаний. Исследования проведены на компьютерных моделях испытательных стендов самолетов Ту-154 и Ту-204. Достоверность результатов подтверждена их сравнением с данными натурных испытаний. Показано, что компьютерная модель позволяет уже на этапе проектирования испытательного стенда определить оптимальные параметры систем нагружения с учетом упругости конструкции и других свойств стенда.
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
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
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 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 управление разведением спицы трансформируемого рефлектора при наличии возмущений
Статья научная
Одним из перспективных видов космических аппаратов являются крупногабаритные трансформируемые рефлекторы. Такие аппараты доставляются на заданною орбиту в сложенном виде, а затем разворачиваются до рабочего состояния. Большая апертура позволяет значительно расширить возможности антенны. При этом возникают задачи плавного и надёжного раскрытия, настройки формы радиоотражающего сетеполотна, регулировка орбитального положения. Ввиду того что процесс раскрытия занимает длительное время, учёт возмущающих воздействий является важной проблемой. Наличие радиации, большого перепада температур, солнечного ветра оказывает влияние на всю систему и, главным образом, на диаграмму направленности. Также необходимо плавно раскрыть элементы конструкции, так как с увеличением диаметра радиоотражающей поверхности возрастают моменты инерции антенны, что приводит к длительным колебаниям. В данной работе рассмотрен процесс разведения спицы рефлектора при наличии возмущений и ошибок измерений. Решение задачи представлено с использованием теоремы разделения. Для оценивания параметров системы при наличии шумов измерений применен фильтр Калмана. Показана его работоспособность при различных значениях интенсивности шума. В качестве внешних возмущений и шумов измерений выбран случайный процесс типа белого шума. Задача управления решается при использовании алгоритма оптимального управления по иерархии целевых критериев. Показана возможность минимизации энергетических затрат путем интервального включения измерительных датчиков. Представлены результаты численного моделирования.
Бесплатно
Оптимизация наборадиагностических параметров
Статья научная
Проведена оптимизация выбора перечня параметров диагностирования авиационной техники, базирующаяся на анализе таблиц состояний.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлена оптимизация расположения интерфейсных точек приборной панели космического аппарата (КА) с помощью модального анализа, а также проведен квазистатический расчет исследуемой панели, подтверждающий эффективность предложенных изменений конструкции панели. Приборная панель представляет собой трехслойную сотовую конструкцию, состоящую из двух алюминиевых пластин и сотового заполнителя. Сотовые панели обладают рядом достоинств: небольшая масса конструкции, высокая жесткость, удельная прочность. С помощью конечно-элементного моделирования определен диапазон собственных частот и форм колебаний приборной панели, что позволило определить оптимальное расположение точек крепления панели к корпусу КА для увеличения нижней границы диапазона собственных частот и повышения её несущей способности.
Бесплатно
Оптимизация структуры и параметров энергодвигательных систем большой энерговооруженности
Статья научная
Энергодвигательные системы космических аппаратов (КА) оказывают существенное влияние на возможность и эффективность решения целевых задач. В последние годы наблюдается тенденция к увеличению энерговооруженности КА. Это связано с существенным повышением энергопотребления целевых систем. Кроме того, широкое применение для выведения КА и коррекции его орбиты получили электроракетные двигательные установки, которые в процессе работы потребляют значительную электрическую мощность. Для создания КА с высокой энерговооруженностью возможно использование энергодвигательных систем с различными структурами, в том числе на базе ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Помимо хорошо известных ЯЭУ на основе термоэмиссионных преобразователей, интерес представляют ЯЭУ с газотурбинным преобразователем энергии. Данный тип энергоустановок обладает значительно большим КПД преобразования тепловой энергии в электрическую. В связи с наличием большого числа альтернативных вариантов энергетических установок, двигательных установок и накопителей электрической энергии возникла необходимость определения областей рационального использования различных структур энергодвигательных систем. Предложена методика расчета и получены области рационального использования энергодвигательных систем различного типа. В процессе исследований установлено, что при высоких значениях затрат характеристической скорости, высокой периодичности маневрирования и большой мощности целевой системы целесообразно применение ЯЭУ на базе газотурбинного преобразователя. Для ЯЭУ с газотурбинным преобразователем предложена математическая модель, которая позволяет оценить основные проектные параметры и провести оптимизацию по интересующему критерию. На основе полученной математической модели установлено, что требуемый диапазон температур на теплообменнике-холодильнике практически не изменяется с увеличением подводимой мощности. Кроме того, установлено, что КПД цикла в большей степени зависит от температуры на входе в турбину и температуры на входе в компрессор.
Бесплатно
Оптические измерительные системы и лазерные технологии для промышленных применений
Статья обзорная
Представлены результаты работ Конструкторско-технологического института научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук (КТИ НП СО РАН) по разработке, созданию и поставке новейших измерительных и лазерных технологий и систем для решения проблем безопасности в ядерной энергетике, на железнодорожном транспорте, в нефтедобывающей промышленности и в других отраслях. Приводятся технические характеристики ряда созданных приборов и систем.
Бесплатно
Статья научная
Обобщен опыт создания тепловых труб всех типов в научно-производственном объединении имени С.А. Лавочкина. Описаны удачные технические решения в создании контурных тепловых труб, нашедшие широкое применение в космической отрасли.
Бесплатно
Организация учета светового давления на поверхность космического аппарата
Статья научная
Описывается необходимость учета действующего на поверхность космического аппарата (КА) давления солнечного света и теплового излучения Земли. Рассматривается необходимость более точного определения характерной площади КА и её применение. Описывается технология расчета характерной площади современных КА, создание модели поверхности КА и формирование на её основе исходных данных. Оценивается возможность ускорения вычислительного процесса и варианты развития технологии расчета.
Бесплатно
Основные виды избыточности, применяемые в бортовом программном обеспечении для надежного
Статья обзорная
Рассматриваются основные виды избыточности, применяемые при проектировании программного обеспечения, их применение и реализация в бортовом программном обеспечении спутников связи и навигации для повышения надежности функционирования вычислительной системы в целом, ее устойчивости при обнаружении ошибок и методы их предупреждения
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе рассмотрены проблемные вопросы обеспечения стойкости бортовой аппаратуры космических аппаратов к воздействию ионизирующего излучения космического пространства (ИИ КП), существенно ограничивающего срок активного существования космического аппарата. В работе описывается методология обеспечения радиационной стойкости, разработанная специалистами АО «ИСС». Результатом проделанной работы является обеспечение гарантированного выполнения целевой функции космическими аппаратами (КА) с длительными сроками активного существования (САС) 15 и более лет. Среди комплекса факторов космического пространства (ФКП), воздействующих на КА, ионизирующее излучение космического пространства является основным фактором, ограничивающим САС. Воздействие энергетических частиц ИИ КП вызывает деградацию электронной компонентной базы (ЭКБ), которая приводит к сбоям и отказам бортовой аппаратуры (БА) и деградации ее функциональных поверхностей. Обеспечение радиационной стойкости КА является сложной комплексной задачей, одним из этапов которой является определение радиационной стойкости компонентов, комплектующих бортовую аппаратуру. В результате накопленного опыта по проведению радиационных испытаний и анализа их результатов специалистами АО «ИСС» была разработана методология, позволяющая гарантированно обеспечить радиационную стойкость КА в условиях сжатых сроков производства и оптимизированных затрат.
Бесплатно
