Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Статья научная
Трековые высокоскоростные наземные испытания изделий авиационной и ракетной техники позволяют экспериментально подтвердить аэродинамические и прочностные характеристики новых летательных аппаратов или их составных частей. Экспериментальная установка «Ракетный рельсовый трек 3500», расположенная на территории Федерального казенного предприятия «Государственный казенный научно испытательный полигон авиационных систем имени Л. К. Сафронова» (ФКП «ГкНИПАС» имени Л. К. Сафронова), представляет собой сложное гидрогазодинамическое инженерное сооружение. Основной частью этой установки является рельсовый путь, размещенный на специальном бетонном основании, которое опирается на сваи для исключения влияния вязкоупругих колебаний грунта. Между рельсами с учетом профиля трека выполнен гидродинамический многоуровневый лоток, предназначенный для гидравлического торможения сохраняемой трековой каретки. Подвижная ракетная трековая каретка опирается на башмаки скольжения, охватывающие верхнюю головку рельса. На трековой каретке размещаются ракетные двигатели твердого топлива и объект исследования. В статье изложен подход расчетного определения динамических нагрузок, действующих на упругую конструкцию трековой каретки с объектом испытания. Конструкция представлена схематической пространственной моделью упругих балок в виде стержней, пластин, труб с эквивалентной массой и жесткостью, соединенных между собой упругими связями. Сформулирована модель нестационарных аэродинамических сил с учетом вязкости для численных расчетов обтекания конструкции каретки. Разработаны программы и выполнено моделирование аэродинамического взаимодействия при обтекании сверхзвуковым воздушным потоком конструкции ракетной каретки. Расчетным путем получены результаты вибрационных ускорений элементов, составных частей каретки и объекта испытания в зависимости от скорости движения. Определены формы и частоты собственных свободных колебаний конструкции каретки, вычислены плотности спектров виброускорений.
Бесплатно
Статья научная
Периферийные шнуры входят в состав фронтальной и тыльной сетей формообразующей структуры трансформируемого сетчатого рефлектора. Периферийный шнур выполняет функцию растяжения формообразующей структуры в процессе раскрытия рефлектора, а также обеспечивает равномерное распределение усилий натяжения во внутренних шнурах фронтальной и тыльной сетей. Вследствие сложности конструктивно-силовой схемы рассматриваемого космического рефлектора выбор геометрической формы и усилия натяжения в периферийном шнуре является нетривиальной задачей. Для решения этой задачи был разработан алгоритм построения периферийного шнура.
Бесплатно
Алгоритм форсирования режимов ударных испытаний, сформированных по данным натурных измерений
Статья научная
Рассматривается форсирование режимов ударных испытаний, сформированных по результатам натурных измерений, на примере воздействий, возникающих при авиационном транспортировании космических аппаратов самолетами Ил- 76. Форсирование проводится относительно максимальных значений уровней ударных спектров ускорений, зарегистрированных при натурном транспортировании.
Бесплатно
Статья обзорная
Рассматриваются основные виды алгоритмов диспетчеризации, их особенности, классификация и применение при построении мультипрограммных вычислительных систем, а также реализация их в бортовом программном обеспечении спутников связи и навигации
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен актуальный вопрос минимизации погрешности вычисления фазового центра антенны относительно солнечно-земной системы координат при прохождении особых точек орбиты. Для решения данной проблемы разработаны алгоритмы упреждающего разворота, которые закладываются на борт космического аппарата (КА) и в аппаратуру потребителя. Разработанные алгоритмы дают возможность определять значение курсового угла КА на участках упреждающего разворота. Знание курсового углы позволяет вычислить поправки к координатам фазового центра антенны. Алгоритмы повышают точность определения координат потребителя на участках упреждающего разворота и являются универсальными для всех типов КА навигационной группировки ГЛОНАСС.
Бесплатно
Статья научная
Имитаторы солнечного излучения на основе газоразрядных ксеноновых ламп, применяемые для получения теплового состояния объектов термовакуумных испытаний - космических аппаратов, являются одними из ключевых, наиболее сложных и энергозатратных элементов испытательного оборудования. Сложность оптической системы, большое число оптических элементов, необходимость постоянного контроля их состояния, настройки и юстировки высококвалифицированным персоналом значительно усложняют получение требуемых световых характеристик, главным образом - пространственной равномерности энергетической освещенности. Другим общим недостатком является низкая энергоэффективность, не превышающая 10 %. Предложен альтернативный метод имитации солнечного излучения с использованием твердотельных световых источников - высокоэффективных светодиодов с их размещением без громоздкой и сложной оптической системы непосредственно в термовакуумной камере. При этом одной из наиболее сложных проблем адаптации к условиям термовакуумных испытаний является обеспечение требуемых световых характеристик. Необходимый диапазон длин волн и спектральное соответствие получены при помощи комбинирования высокоэффективных светодиодных сборок из светодиодов шести различных длин волн с галогенными лампами. Проведен ряд экспериментов, включающий измерение световых характеристик альтернативных световых источников и математическое моделирование матричного излучателя. В результате подтверждена возможность применения предлагаемого метода для термовакуумных испытаний космических аппаратов; световые характеристики модели соответствуют предъявляемым требованиям, а в части равномерности энергетической освещенности и энергоэффективности - значительно превосходят аналогичные характеристики традиционных имитаторов солнечного излучения.
Бесплатно
Амортизатор для исполнительных органов системы стабилизации космического аппарата
Статья научная
В системах ориентации и стабилизации малогабаритных космических аппаратов широко используются двигатели-маховики. На сегодняшний день актуальна проблема уменьшения вредных возмущающих воздействий на них, вызванных погрешностями изготовления и сборки шарикоподшипниковых опор, неуравновешенностью ротора, электромагнитными силами. Минимизация отрицательных воздействий отдельных узлов и элементов двигателя-маховика позволит улучшить динамические свойства и срок службы космического аппарата в целом. Исходя из этого, рассмотрены основные причины возникновения указанных воздействий при работе двигателя-маховика и методы их уменьшения. Проведен краткий обзор существующих типов амортизаторов и принципов их работы. Описаны особенности применения данных устройств для систем ориентации и стабилизации на базе двигателей-маховиков. Предложена оригинальная конструкция амортизатора для электродвигателя-маховика. Приведено описание его работы. По разработанным чертежам изготовлен образец амортизатора. Составлена методика измерения вибрационных характеристик. Проведены испытания с целью выявления влияния амортизатора на снижение вибрации двигателя, которые заключались в измерении характеристик двигателя-маховика в нормальных климатических условиях на свободном упругом подвесе без внешнего виброзащитного устройства, а также совместно с ним. Приведены графики сравнения зависимостей виброскорости от частоты вращения ротора-маховика исследуемого двигателя по трем ортогональным осям без амортизатора и совместно с ним. Выявлено, что при установке амортизатора на космический аппарат уровень виброскорости снижается по сравнению с имеющимся на посадочной поверхности двигателя-маховика. Для определения этого снижения рассчитаны амплитудные коэффициенты эффективности применения амортизатора от частоты вращения ротора-маховика. Представлены соответствующие графики, из которых видно, что установка амортизатора между двигателем-маховиком и космическим аппаратом уменьшает уровень виброскорости, передаваемой на космический аппарат, до 3,5 - 4 раз (в среднем вдвое) и, следовательно, уменьшает вредные возмущающие моменты, передаваемые на космический аппарат. Дано заключение о целесообразности применения разработанного амортизатора.
Бесплатно
Амплитудно-импульсная модель силовых цепей стабилизаторов напряжения
Статья научная
Предложена универсальная амплитудно-импульсная модель силовых цепей стабилизаторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией по регулируемым составляющим процессов.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы статистические эксплуатационные данные по отказам и инцидентам гидравлической системы самолётного парка Ту-154, по ним определены рейтинги нарушения, толерантная граница перехода нарушенияв аварию и выбросы как предвестники аварии.
Бесплатно
Статья научная
Проанализирована возможность использования традиционных уравнений движения упругого КА для расчетов среднеквадратичных отклонений отражающих поверхностей и представлен метод расчета изменения геометрических характеристик рефлекторов (линейных и угловых смещений вершины и изменения фокусного расстояния), обусловленных упругими деформациями их конструкции.
Бесплатно
Статья научная
Имитатор солнечного излучения является одним из самых сложных элементов испытательного оборудо- вания, применяемого в ходе наземной отработки космических аппаратов. Большинство современных крупно- габаритных имитаторов построено на основе массива газоразрядных ксеноновых ламп воздушного охлажде- ния по принципу «совмещенных фокусов». Основными недостатками подобных имитаторов являются низкая эффективность и малый ресурс ксеноновых газоразрядных ламп, высокие потери в сложной оптической системе, сложность и неудобство эксплуатации. Предложена схема свободного от указанных недостатков комбинированного имитатора на основе высокоэффективных светодиодов в видимой области спектра и до- полнительных традиционных источников, которыми могут быть кварцево-галогенные лампы накаливания в инфракрасной и газоразрядные ртутные лампы среднего давления в ультрафиолетовой областях. Светоди- одный источник конструктивно выполнен в виде матриц с распределенными параметрами, расположенных в виде одного или нескольких модулей внутри термовакуумной камеры, непосредственно возле объекта испы- таний. Модули снабжены оптической системой, формирующей квазипараллельный световой поток, термо- изоляцией и системой охлаждения, выводящей избыточное тепло за пределы камеры. Проведен краткий сравнительный анализ, в ходе которого показаны преимущества светодиодного имитатора по энергоэффек- тивности, однородности и временной стабильности светового потока, надежности, долговечности и безо- пасности. Предлагаемый имитатор обладает лучшими массогабаритными характеристиками, не требует настройки и юстировки и имеет ряд дополнительных возможностей. Основным недостатком светодиодных источников является несоответствие спектра излучения солнечному. Необходимая спектральная точность может быть достигнута при применении в матрицах большого количества раздельно регулируемых по мощ- ности групп белых и монохромных светодиодов с разными длинами волн и оптической системы, суммирующей потоки групп светодиодов по спектру, углу и площади. На примерах серийно выпускаемых зарубежных свето- диодных имитаторов солнечного излучения наземного спектра АМ1,5 прослеживается тенденция перехода на светодиодные источники. Сделан вывод о возможности создания комбинированного имитатора солнечного излучения на основе высокоэффективных светодиодов для наземной отработки космических аппаратов, обла- дающего улучшенными техническими и эксплуатационными характеристиками
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены актуальные вопросы исследования динамики системы ориентации и стабилизации (СОС) с учетом нежесткости элементов конструкции космического аппарата (КА). Проведены исследования резо- нансных упругих колебаний в нежестких элементах конструкции КА, таких как панели батареи солнечной (БС) и антенны бортового радиотехнического комплекса (БРТК), возбуждаемых возмущающими моментами сило- вого гироскопического комплекса (СГК) на базе гиродина ГД 02-150 (далее ГД), при формировании им требуе- мого управляющего момента. Проведен анализ свободного движения «упругого» КА с непрерывным заданием скорости рамки, динамики свободного движения «упругого» КА при воздействии на него моментов со стороны силового гироскопа (СГ) ГД и ошибок от упругих колебаний при работе СГК в контуре управления. Дана оцен- ка величины динамической ошибки ориентации связанной системы координат относительно заданной и угло- вых отклонений антенны от номинального положения, обусловленных упругими колебаниями. По результатам проведенных исследований разработаны рекомендации по устранению резонансных упругих колебаний в неже- стких элементах конструкции КА.
Бесплатно
Статья обзорная
Выполнен анализ условий обеспечения пpочности, надежности и эффективности пеpевозок самолетов гpажданской авиации.
Бесплатно
Анализ и оптимизация использования однотипного самолетного парка на маршрутной сети авиакомпании
Статья научная
Выполнен анализ и оптимизация использования самолетного парка Ан-24 на маршрутных сетях.
Бесплатно
Анализ инструментов управления бизнес-процессами современного предприятия
Статья научная
Рассматриваются такие инструменты управления бизнес-процессами как цепочка создания ценностей, матрица разделения административных задач управления, система показателей и регламентация. Определяются преимущества и ограничения данных инструментов.
Бесплатно
Анализ командно-телеметрической радиолинии связи с беспилотными летательными аппаратами
Статья научная
Рассматриваются вопросы организации командно-телеметрической радиолинии связи с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА). Приводится анализ канала связи, формируются требования к бортовому и наземному антенно-фидерному оборудованию, формулируются необходимые характеристики приемопередающего оборудования. Обсуждаются возможные пути развития радиолиний связи с БПЛА.
Бесплатно
Анализ конструкции кольцевых токосъемных устройств
Статья научная
Представлен анализ типовой конструкции современных кольцевых токосъемных устройств, применяемых в космической технике. Главной целью работы явилось определение конструктивных методов и приемов, улучшающих выходные характеристики кольцевого токосъемного устройства и позволяющих сохранить надежность функционирования устройства на протяжении всего срока активного существования космического аппарата на орбите. Рассмотрена роль кольцевого токосъемного устройства в системе электропитания космического корабля, описаны его основные конструктивные элементы, кратко изложены принципы функционирования. Определены выходные характеристики кольцевого токосъемного устройства - величина падения напряжения на слое токосъемных колец и суммарная мощность, рассеиваемая на устройстве. Установлены факторы, влияющие на описанные выходные параметры, - изменение фактической площади контакта между токосъемными кольцами одной кинематической контактной пары, попадание частиц диэлектрического материала на контактную поверхность токосъемных колец, образование непроводящих пленок. Показано влияние осевой и радиальной нестабильности обойм токосъемных колец на фактическую площадь контакта токосъемных колец кинематической контактной пары. Описаны причины образования частиц диэлектрического материала в процессе функционирования устройства, образования пленки диэлектрического материала на контактной поверхности токосъемных колец. Рассмотрено влияние суммарной радиальной смещающей силы на деформацию контактных колец кинематической контактной пары. Установлена связь между цикличным нагружением наружных токосъемных колец и волнообразным изменением момента проворота выходного вала устройства. Представлен и описан эксперимент по влиянию колебаний момента проворота выходного вала устройства на величину падения напряжения на токосъемных кольцах одного слоя. В заключение сделан вывод о необходимости сглаживания пиков момента проворота для получения более ровной и стабильной характеристики изменения падения напряжения на слое токосъемных колец, снижения средней величины падения напряжения на каждом слое токосъемных колец и, следовательно, уменьшения суммарной мощности, рассеиваемой на кольцевом токосъемном устройстве. Предложено включить в будущие конструкции кольцевых токосъемных устройств решения, позволяющие добиться как осевой, так и радиальной стабильности обойм токосъемных колец в процессе функционирования устройства.
Бесплатно
Анализ концепций очистки околоземного космического пространства
Статья научная
Безопасность полетов космических аппаратов различного назначения определяется множеством факто- ров, одним из которых является возможность их разрушения или повреждения при случайном соударении с космическим мусором техногенного характера. Космический мусор техногенного характера - это все нахо- дящиеся на околоземной орбите космические объекты искусственного происхождения, включая фрагменты или части таких объектов, которые закончили свое активное функционирование. Исходя из официальных данных, с каждым годом количество объектов космического мусора техногенного характера растет. Объекты космического мусора техногенного характера в случае столкновения с ними могут привести к прекращению всякой деятельности в космосе, поскольку скорость движения этих объектов на разных орбитах может достигать сверхзвуковой. Ввиду особенностей геостационарной орбиты, связан- ных с неподвижностью космического аппарата относительно подспутниковой точки на Земле, по окончании срока эксплуатации космический аппарат должен быть уведен на орбиту захоронения. Это необходимо для обеспечения возможности установки в данную орбитальную позицию нового космического аппарата. Выход из строя геостационарного космического аппарата делает невозможным использование этой орбитальной позиции в будущем. Таким образом, актуальность работы обусловлена, с одной стороны, необходимостью освобождения орбитальной позиции, занятой выработавшим свой ресурс космическим аппаратом, с другой стороны, исклю- чением угрозы столкновения неисправного космического аппарата с действующими. Представлена информация о запусках космических объектов в околоземное космическое пространство и количестве объектов космического мусора в нем за последние семь лет. Также рассмотрены существующие концепции очистки околоземного космического пространства. Приведены данные по концепции сервисного космического аппарата, разрабатываемой инженерами АО «ИСС» на базе существующих негерметичных платформ для геостационарных космических аппаратов. Цель данного исследования заключается в проведении анализа существующего техногенного засорения околоземного космического пространства и анализе существующих концепций очистки околоземного космиче- ского пространства. В заключение отмечено, что результаты анализа рассмотренных концепций учтены инженерами АО «ИСС» при разработке концепции сервисного космического аппарата для увода космического мусора из области гео- стационарной орбиты.
Бесплатно
Статья научная
Силоизмерительное устройство (СИУ) является частью стендовой системы измерения усилий, необходимое для прямого измерения тяги ракетного двигателя в процессе огневого испытания. Одним из распространенных типов градуировочных систем СИУ является рычажное градуировочное устройство (РГУ). Простота кинематической схемы стала одним из главных преимуществ ее использования в качестве градуировочной системы. Наряду с этим, недостатки данной схемы концентрируются в опорных элементах системы ее рычагов, поскольку именно износ опор приводит к накапливанию систематической погрешности всей системы с пропорциональным ухудшением точности процесса силоизмерения. Целью работы было провести анализ особенностей призматических опор, использующихся в составе РГУ СИУ, а также смоделировать напряженнодеформированное состояние модели реальной призматической опоры, эксплуатируемой в существующей силоизмерительной системе. В работе рассмотрены наиболее близкие теоритические сведения, связанные с расчетом распределения напряжений в клине и полуплоскости в соответствии с плоской задачей теории упругости. Проведены подбор механических свойств материалов в зависимости от известных показателей твердости и моделирование контактной задачи в заданной призматической опоре, в зависимости от угла наклона призмы по отношению к подушке, с помощью статического анализа программного пакета Solidworks Simulation. Приведены результаты расчета, сделаны выводы по проделанной работе.
Бесплатно
Анализ несущих поверхностей экранопланов
Статья научная
Исследованы несущие поверхности экранопланов произвольной формы. Получены численные значения аэродинамических коэффициентов сy (α, h) и mz (α, h), относительной координаты аэродинамического фокуса xf (α, h), распределение аэродинамической нагрузки по несущей поверхности для трех форм несущих поверхностей. Построены функциональные зависимости сy = f(α, h), mz = f(α, h), xа= f(α, h).
Бесплатно
