Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Статья научная
Изготовление изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов (ПКМ) происходит на оснастке, геометрия которой повторяет геометрию изделия. На формообразующую оснастку выкладывают материал, затем проводят его полимеризацию при определенном давлении и температуре, которая может доходить до 200 °С. В связи с этим наиболее сложной проблемой при формовании высокоточных изделий из ПКМ является возникновение температурных деформаций в процессе полимеризации. Многие годы в производстве высокоточных изделий из ПКМ преобладали металлические гибридные оснастки. Гибридная оснастка имеет формообразующую плиту из инвара (сплав на основе никеля, имеющий КЛТР, близкий к нулю) и опорную структуру из другого металла, как правило, чугуна. Недостатками металлических оснасток являются высокая стоимость, низкий коэффициент использования материала и долговременный цикл изготовления. Следующим шагом в развитии технологических оснасток для формования высокоточных изделий из ПКМ стало создание композитных формообразующих оснасток. В производстве таких оснасток применяют стекло- и углепластики. На поверхность оснастки может быть нанесен размероточный слой керамики или гелькоута, который обеспечивает минимальную шероховатость, ремонтопригодность и увеличивает количество съемов изделий. В композитных оснастках отсутствуют недостатки металлических, однако остается ряд нерешенных задач, таких как повышение конструкционной жесткости и снижение тепловых деформаций во время цикла полимеризации. Предлагается конструкция технологической оснастки из углепластикового композиционного материала для создания рефлектора антенны космического аппарата. Главными требованиями к такой оснастке являются точность и геометрическая стабильность формообразующей поверхности. Для подтверждения правильности конструктивных решений приводится тепловой и статический анализ оснастки методом конечных элементов.
Бесплатно
Теплоотдача в каверне газовой турбины ЖРД
Статья научная
Предметом работы является теоретическое исследование течения с учетом теплоотдачи в полости вращения между ротором и статором газовой турбины. Для получения зависимостей, позволяющих производить расчет локального коэффициента теплоотдачи в стенку вращающегося диска (ротора) и неподвижную стенку корпуса (статора) использован метод интегральных соотношений. В результате выполненной работы получены зависимости, реализация которых в программное обеспечение позволит производить расчет тепловых потоков в элементы конструкции осевой газовой турбины. Сравнительный анализ с теориями различных авторов при расчете локального коэффициента теплоотдачи в стенку вращающегося диска дал удовлетворительную сходимость. Сравнительный анализ полученных зависимостей показал больший коэффициент теплоотдачи от вращающегося в каверне потока в стенку статора, нежели ротора.
Бесплатно
Теплоотдача в поле центробежных сил для элементов газовых турбин
Статья научная
Исследование теплоотдачи от продуктов сгорания (ПС) к рабочему колесу и корпусу газовых турбин жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) является актуальной задачей. Решение задачи течения с учетом теплообмена при вращательных течениях в проточных частях турбонасосных агрегатов (ТНА) ЖРД осуществляется следующими способами: численными методами, аналитическим подходом при решении уравнений динамического и температурного пограничных слоев, а также с использованием эмпирических зависимостей. Параметр температуры газообразных ПС и, как следствие, теплообмен между ПС и конструктивными элементами проточной части значительно влияет на рабочие и энергетические характеристики ТНА ЖРД. При проектировании газовых турбин ЖРД необходимо учитывать наличие теплообменных процессов, распределение температур рабочего тела и температур конструктивных элементов в полостях ТНА ЖРД (так как энергетические потери и вязкость зависят от температур рабочего тела, а также определяют параметры течения). Распределение температур в конструктивных элементах определяют работоспособность и надежность агрегата. В случае применения криогенных компонентов топлива в агрегатах подачи ТНА ЖРД, подогрев компонента приводит к реализации кавитационных режимов и падению рабочих и энергетических характеристик. С другой стороны, пониженная температура рабочего тела приводит к повышенной вязкости компонентов и снижению КПД агрегата (особенно при использовании гелеобразных компонентов). При исследовании теплоотдачи в поле центробежных сил для элементов газовых турбин ЖРД необходимо получить совместное решение уравнений динамического и температурного пограничных слоев в граничных условиях проточных частей. Предложена модель распределения динамического и температурного пограничных слоев с учетом конвективной составляющей (для случая газообразного рабочего тела, т. е. Pr function show_eabstract() { $('#eabstract1').hide(); $('#eabstract2').show(); $('#eabstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен частный случай течения газового потока, индуцированного вращением диска. Записаны интегральные соотношения уравнения энергии пространственного пограничного слоя для вращательного течения при степенном законе распределения скорости. Получены зависимости для оценки локальных коэффициентов теплоотдачи вращательных течений с различным распределением скорости.
Бесплатно
Термоанемометрический преобразователь массовой скорости воздушного потока
Статья научная
Разработан термоанемометрический преобразователь массовой скорости воздушного потока. Предложен метод оценивания динамической погрешности измерения на основе построения математических моделей нестационарного теплообмена преобразователя.
Бесплатно
Статья научная
Описываются результаты разработки технического облика безгенераторной кислородно-водородной жидкостной ракетной двигательной установки (ЖРДУ) межорбитального транспортного аппарата (МТА) одноразового использования с помощью математической модели многокритериальной оптимизации проект- ных параметров. В качестве критериев оптимизации выбраны максимальная масса полезного груза и мини- мальная удельная стоимость выведения полезного груза на целевую орбиту. Приведен расчет оптимальных проектных параметров ЖРДУ МТА для четырех задач выведения, определенных характеристическими скоро- стями межорбитального перехода: 2 500, 3 500, 4 800 и 7 000 м/с. По полученным оптимальным проектным параметрам рассчитаны проектные параметры агрегатов питания ЖРДУ и построен технический облик.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен концептуальный, системотехнический и методический облик технологии обоснования лизинговых тарифов применительно к гражданским авиационным двигателям российского производства.
Бесплатно
Технологические аспекты создания бортового программного обеспечения спутников связи
Статья научная
Рассматриваются концепция и методы, приводящие к существенному повышению эффективности и качества разработки и сопровождения бортового программного обеспечения спутников связи.
Бесплатно
Технологические особенности многолезвийной обработки винтовых поверхностей ротационным точением
Статья научная
Показаны возможности и перспективы технологии ротационного точения наружных винтовых поверхно- стей деталей машин принудительно вращаемым многолезвийным инструментом.
Бесплатно
Технологическое обеспечение качества в производстве многоканальных волноводов EHF-диапазона
Статья обзорная
Представлены конструктивно-технологические решения электролитического формообразования многоканальных волноводов КВЧ-диапазона.
Бесплатно
Статья научная
Представлено описание технологии инъектирования сбоев и обзор методов, применяемых при внесении сбоев в электронные цифровые устройства. Технология инъектирования предназначена для тестирования на сбоеустойчивость элементов и устройств вычислительной техники и систем управления, эксплуатируемых в составе бортовой аппаратуры космических аппаратов. Введение сбоев в микропроцессор имитирует одиночные сбои в его внутренней памяти, а также во внешней памяти микропроцессорной системы. Одиночные сбои заключаются в инвертировании ячеек памяти на противоположное значение. Модель введения сбоев определяется набором планируемых сбоев, включающим вид сбоя, его время и место, набором выполняемых действий тестируемой системой во время внесения сбоя, набором результатов (сбой парирован или нет), а также набором производных от полученных результатов статистических метрик. Процесс внесения сбоев в микропроцессор заключается в инвертировании каким-либо методом его ячеек памяти во время его работы. Результаты инъектирования собираются и в последующем обрабатываются внешним по отношению к тестируемому микропроцессору компьютером. Методы инъектирования бывают физическими или осуществляемыми в модели тестируемой системы, инвазивными или неинвазивными. Физические методы основаны на применении реальных процессов, которые могут вызвать сбои в реально существующей микропроцессорной системе. Неинвазивные методы для проведения процесса инъектирования не используют или минимально используют аппаратное вмешательство внутрь тестируемой микропроцессорной системы. Большинство методов внесения сбоев являются универсальными для любых электронных, преимущественно цифровых, систем, но два подхода специально разработаны для микропроцессорных систем: инъектирование с помощью программного обеспечения и внесение сбоев через порт тестирования микропроцессора с помощью внутрикристального отладчика. Инъектирование через порт тестирования вносит сбои независимо от процесса выполнения микропроцессором программы. Большинство методов инъектирования, основанных на внутрикристальном отладчике, используют внешнее аппаратно-программное окружение, что замедляет процесс введения сбоев. Для микропроцессоров типа «система на кристалле» разработан метод внутрикристального инъектирования, когда инфраструктура для проведения размещается непосредственно внутри тестируемого микропроцессора в виде его сложнофункционального блока, что сокращает задержки внесения сбоев. Обзор показал, что технология инъектирования сбоев имеет высокую практическую значимость и активно развивается.
Бесплатно
Технология программирования среды программного управления спутников связи и навигации
Статья научная
Рассматривается технология надеэюного и эффективного программирования команд управления для унифи-цированной среды программного управления спутниками связи и навигации с использованием универсальной системы визуального программирования.
Бесплатно
Трехкомпонентные аэродинамические тензовесы
Статья научная
В статье рассматривается воздействие потока на модели, исследуемые в аэродинамических трубах. Для определения силового воздействия потока на исследуемую модель предложен более точный и надёжный метод непосредственного измерения сил и моментов с помощью аэродинамических тензометрических весов. При решении плоской задачи для симметричной модели при нулевом угле скольжения предлагается конструкция трёхкомпонентных весов, измеряющих подъёмную силу, силу лобового сопротивления и момент тангажа. Для исключения взаимодействие между поддерживающими устройствами и моделью, которое вызывает возмущения в потоке вблизи модели, весы располагаются вне модели и рабочей части аэродинамической трубы. Компоненты аэродинамической силы и момента, действующие на модель, измеряются при помощи тензодатчиков сопротивления, преобразующих деформации упругого элемента в изменение электрического сопротивления, которое измеряется прибором, соединенным с соответствующей измерительной схемой. Выбор тензодатчиков в качестве весовых элементов обусловлен их весьма малыми размерами и весом, возможностью измерения очень незначительных относительных деформаций упругих элементов, малой инертностью, что позволяет измерять не только статические, но и динамические нагрузки, а также возможностью дистанционных измерений. Для компенсации влияние различных источников погрешностей, повышения чувствительности и обеспечения большей точности измерений тензодатчики соединены по мостовой схеме и включены во все четыре плеча моста. Деформация горизонтальной измерительной балки вызывает изменение сопротивления не только в тензодатчиках, измеряющих момент тангажа, но и в тензодатчиках, предназначенных для измерения подъемной силы. Так как конструкция весов не позволяет электрически разделить эти компоненты, то влияние момента тангажа на величину подъемной силы определяется в процессе тарировки и оценивается с помощью специального графика влияния, построенного по результатам тарировочных данных. При тензометрических измерениях выходные величины сил и момента, действующих на испытуемую модель, получаются в виде соответствующих показаний прибора, измеряющего электрические сигналы, пропорциональные приложенным силам. Для перевода приборных данных в величины сил и моментов производится совместная тарировка весов и приборов с цељю получения тарировочных коэффициентов. Дополнительные составляющие аэродинамических сил и моментов, создаваемые державкой, определяются путем её продувки в присутствии модели. Приведены расчетные зависимости для определения составляющих аэродинамического воздействия. Величины коэффициентов аэродинамических сил и моментов даются в поточной системе координат. Дано заключение о том, что использование тензометрических весов позволяет значительно сократить время проведения эксперимента и повысить точность определения исследуемых параметров по сравнению с весами механического типа.
Бесплатно
Тунгусское событие в аспекте гармонического единства явлений
Статья научная
Показано, что в момент Тунгусского события конфигурация космических объектов, включающая Планетарную туманность NGC 2392 (Эскимос), созвездие Близнецы, Солнце, Юпитер, Марс со спутником Фобос, Луну и Землю, составляла периодическую ретрансляционную линию для когерентного космического излучения. При этом поверхность Луны создала концентрацию магнитного потока в шлейфе возмущения, генерируемого Фобосом как мощного магнитного тела. В результате этого на орбитальной высоте образовался электромагнитный вихрь большой интенсивности, который вызвал катастрофические последствия в проективной области от зоны пересечения Луной шлейфа возмущения.
Бесплатно
Турбулентная неустойчивость поверхности "жидкость-газ" полостей вращения роторных гидромашин
Статья научная
На основе представленной картины течения в поле центробежных сил жидкости и газа в межлопаточном канале полуоткрытого рабочего колеса роторной гидромашины выполнен расчет параметров поверхности раздела «жидкость-газ» с анализами устойчивости вращающейся поверхности с экспериментальными данными.
Бесплатно
Угловые колебания амортизируемого объекта с пассивной системой демпфирования
Статья научная
Исследуются угловые движения амортизируемого объекта с упругим подвесом и пассивным демпфированием. Рассмотрены приближенные решения для нестационарного сейсмовоздействия и приводятся результаты численного моделирования переходных процессов с помощью прикладной программы Matlab.
Бесплатно
Уменьшение массы кабельной продукции для космических аппаратов
Статья научная
Масса кабельной продукции космических аппаратов является одним из самых важных параметров, учитываемых при разработке спутников. Необходимо обеспечить высокое соотношение массы полезной нагрузки относительно массы всего космического аппарата, поскольку доля кабельных линий в весовой сводке масс современных космических аппаратов составляет значимую часть; также кабели имеют значительную протяженность, в связи с этим масса кабельных линий приобретает высокую актуальность. Приводятся определение и оценка основных критериев, учитываемых при проектировании силовых шин питания, входящих в состав бортовой кабельной сети телекоммуникационных космических аппаратов. Определены основные вкладчики в бюджет масс на уровне космического аппарата, приведен анализ существующих в настоящий момент на мировом рынке конкурентоспособных изготовителей платформ космических аппаратов и сравнение массовых характеристик космических аппаратов, изготовленных на базе высокоэнерговооруженных платформ, на примере спутников на базе платформ E3000 и «Экспресс-2000». Описана необходимость учета важных обобщенных показателей, таких как стоимость и масса, при выборе изготовителя кабельной продукции. Уменьшение массы низкочастотной бортовой кабельной сети возможно за счет применения новых современных технологий, подтвержденных натурными испытаниями, широко применяемыми как отечественными, так и зарубежными изготовителями космических аппаратов. Проанализировано преимущество применения силовых шин, обеспечивающих надежное распределение постоянной энергии, которые являются жизненно важными элементами электропитания телекоммуникационных космических аппаратов. Обосновано использование современной технологии Bus Bar компании Axon’, которая позволяет уменьшить массу силовой низкочастотной бортовой кабельной сети космического аппарата и добиться снижения массы изделия и удешевить его запуск.
Бесплатно
Управление устойчивостью хозяйственных систем в условиях модернизационных изменений
Статья научная
Рассматриваются теоретические и практические вопросы управления устойчивостью хозяйственных систем в современных условиях. Подтверждается необходимость разработки новых методических подходов и инструментальных средств к анализу и обеспечению устойчивости производственных систем.
Бесплатно
