Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Вопросы методологии индивидуального продления ресурсов агрегатам воздушных судов гражданской авиации
Статья научная
В системах воздушных судов гражданской авиации условия нагружения и отработки ресурсов однотипных агрегатов часто существенно различаются. Обсуждается возможность и методология учета этих особенностей и дифференцированного подхода к назначению ресурсов.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждаются вопросы методологии обеспечения безопасности полетов, связанные как с разобщенностью систем сертификации разработчиков и эксплуатантов авиационной техники, так и с приходом к стратегии эксплуатации по фактическому техническому состоянию.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы обеспечения стойкости высоковольтных солнечных батарей (БС) космических аппаратов (КА) к воздействию вторичных дуговых разрядов. Исследования в этой области продолжаются уже более 50 лет, но ответа на все возникающие вопросы пока не найдено. Прежде всего, это связано со сложностью электрофизических процессов, протекающих на поверхности БС КА в космосе и в лабораторных условиях. Вторая причина - случайный характер вторичных дуговых разрядов, который требует применения специальных методов испытаний, позволяющих подтвердить эффективность и надежность выбранных конструкторско-технологических решений. Испытания в условиях, приближенных к натурным, не позволяют решить эту задачу. В статье приведен ретроспективный обзор публикаций по физическим особенностям вторичных дуговых разрядов, возникающих на БС КА, механизмам их инициирования, экспериментальным методам исследований и испытаний. Значительное внимание уделено вопросам возникновения вторичных дуговых разрядов на БС КА в условиях ионосферной плазмы и плазмы, генерируемой электроракетными двигателями. Показано, что, несмотря на большой объем накопленных данных и знаний, переход от низковольтных БС к высоковольтным остается сложной научно-технической проблемой, для решения которой необходимо проведение дополнительных исследований. Кроме того, уже сейчас надо начинать готовить кадры, владеющие широким спектром знаний и способные работать по данной тематике. Для этого представляется целесообразной организация отраслевой НИР, а также выделение целевых средств на подготовку высококвалифицированных специалистов и проведение ими самостоятельных исследований. Такой подход позволит в кратчайшие сроки решить проблему создания высоковольтных БС и подготовить кадры для дальнейшего развития этой технологии.
Бесплатно
Вопросы отработки и создания трансформируемых антенн
Статья научная
Рассмотрены вопросы обеспечения требований параметров трансформируемых зонтичных антенн.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены проблемные вопросы применения электрорадиоизделий иностранного производства (ЭРИ ИП), проблемы проведения сертификационных испытаний, зарубежные уровни качества интегральных микросхем иностранного производства, а также вопросы разработки типовой программы сертификационных испытаний ЭРИ ИП.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются основные принципы построения стенда измерения динамических моментов управляющего-двигателя-маховика. Описан принцип работы управляющего двигателя-маховика. Проведен анализ существующих стендов измерения момента двигателя-маховика. Приведено описание конструктивной, функциональной схем разработанного измерительного блока стенда, его принцип действия. Получены характеристические уравнения элементов измерительного блока. Определена структурная схема измерительного блока и рассчитаны ее основные параметры. Приведено описание моментного двигателя, датчика угла, упруговязкой опоры. В результате разработан динамический стенд, позволяющий производить измерения динамического момента одновременно с четырех двигателей-маховиков в диапазоне ± 0,9 Нм, с точностью не менее 10 -4 Нм. Динамический стенд способен измерять момент непосредственно от двигателя-маховика, что обеспечивает более точную имитацию углового движения КА в замкнутом контуре испытаний системы ориентации и стабилизации КА.
Бесплатно
Восемь новых затменно-двойных систем в созвездии Кассиопеи
Статья научная
Несмотря на близость промышленных предприятий, культурных и спортивных сооружений, незамерзающий Енисей, оживленный проспект с его иллюминацией, в обсерватории Сибирского государственного аэрокосмического университета (СибГАУ) получен наблюдательный материал, по которому удалось открыть и исследовать восемь новых затменно-переменных звезд в созвездии Кассиопеи. Идентификационные номера звезд по каталогу USNO-A2.0: 1425-379853, 1425-413000, 1425-243950, 1425-458499,1425-207145, 1425-238265, 1425-424072, 1425-364307. Для поиска использовалась методика, основанная на том, что переменные звезды выпадают из общей зависимости среднеквадратического отклонения фотометрических измерений блеска звезд.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены критерии, используемые при оценках совместного загрязняющего воздействия собственной внешней атмосферы и плазмы, генерируемой стационарными плазменными двигателями. Обоснован переход от критерия «осажденной массы» к критерию «оптической деградации». Предложена интерполяционная модель, позволяющая оценить изменение оптических характеристик функциональных поверхностей космического аппарата. Рассмотрено влияние частиц металла, входящих в состав продуктов распыления, на оптические свойства покрытий
Бесплатно
Выбор периода обращения спутников ГЛОНАСС
Статья научная
Анализируется выбор периода обращения спутников российской Глобальной навигационной спутниковой системы, исходя из соображений обеспечения непрерывного глобального и, как минимум, четырехкратного обзора поверхности земного шара с заданными точностными характеристиками. Рассматривается метод выбора драконического периода обращения всех спутников, позволяющий отказаться от коррекции орбитальных параметров на всем сроке их активного существования. В результате анализа эволюции орбитальных параметров спутников системы показана правильность выбора орбитальной структуры, обеспечивающая ее устойчивость на всем сроке активного существования.
Бесплатно
Выбор проектных параметров снарядов-пробойников активно-реактивного типа для движения в грунте
Статья научная
Целью работы является расчетно-экспериментальное обоснование целесообразности применения (как на Земле, так и на поверхности других планет) снарядов-пробойников активно-реактивного типа (СПАРТ) для решения целого ряда научных задач, связанных с образованием скважин в грунте и доставкой полезных грузов на некоторую глубину. Методы исследования: рассмотрены различные схемы запусков (варианты организации процесса функционирования) СПАРТ. Произведен расчет глубины проникания СПАРТ в суглинок для случая, когда СПАРТ выстреливается из баллистической установки, расположенной таким образом, что скорость выхода снаряда равна скорости его входа в грунт, а тяга двигательной установки в два раза больше статического сопротивления грунта. Из множества вариантов произведен выбор трех конструктивных схем СПАРТ в зависимости от скорости горения используемого топлива для обеспечения нормального функционирования двигателя. В результате проведенных расчетно-экспериментальных исследований по определению глубин проникания в суглинок 152,4 мм снарядов-пробойников длиной 4,6 м, запускаемых с артиллерийской установки, использующей одинаковый пороховой заряд весом 18 кг, установлено, что с момента выключения двигателя до полного останова будет , что более чем в два раза превышает глубину проникания такого же снаряда-пробойника, если бы он двигался в грунте только по инерции. Результаты, изложенные в статье, могут быть полезны для научных работников, аспирантов и инженеров, занятых созданием и эксплуатацией авиационной и ракетно-космической техники, а также студентов технических вузов, обучающихся по соответствующим специальностям.
Бесплатно
Выбор рационального взаимного расположения несущих поверхностей экраноплана схемы "Утка"
Статья научная
Рассматривается возможность определения рационального взаимного расположения несущих поверхностей экраноплана схемы « утка» аналитическими методами. Используется подход, отличный от традиционного, а именно, возможность увеличения аэродинамического качества несущей системы не за счет увеличения подъемной силы, а за счет уменьшения силы лобового сопротивления несущей системы. Выносится предположение о возможности применения совокупности аналитических методов, позволяющей существенно упростить поиск решения на качественном уровне, что в свою очередь позволит сократить количество экспериментов, в том числе и виртуальных, для получения искомых результатов.
Бесплатно
Выбор теплоаккумулирующего материала для солнечного теплового ракетного двигателя
Статья научная
Рассматривается солнечный тепловой ракетный двигатель (СТРкД) с тепловым аккумулятором (ТА), использующим фазопереходные высокотемпературные теплоаккумулирующие материалы (ТАМ) с высокой удельной теплотой плавления, обладающие определенными энергетическими преимуществами над твердотельными графитовыми аккумуляторами. ТА конструктивно совмещен с системой «концентратор-приемник» (КП) и предназначен для накопления тепловой энергии от зеркального солнечного концентратора в периоды пассивного движения космического аппарата (КА) по переходным орбитам многовитковой траектории выведения, при которой включение СТРкД осуществляется в апсидальных областях орбит за счет теплового разряда ТА, нагревающего рабочее тело (водород) до высоких температур, обеспечивая высокие значения удельного импульса. При этом обеспечивается независимость процессов точной ориентации системы КП на Солнце в периоды пассивного движения КА для заряда ТА и управления вектором тяги при разряде аккумулятора. Области включения СТРкД при этом не зависят от условий освещенности. Рассматриваются такие тугоплавкие ТАМ, как оксид бериллия и бинарные эвтектики B*Si и 3BeO*2MgO с температурой плавления выше 2000 К и удельной энергоемкостью более 2 МДж/кг. Рассматривается задача межорбитальной транспортировки КА с низкой стартовой орбиты на геостационарную орбиту в течение 60 суток. В качестве критерия эффективности задачи выведения принята масса полезной нагрузки (ПН), которая максимизируется путем оптимизации релевантных параметров системы КП-ТА. К таким параметрам можно отнести, в частности, соотношение масс концентратора и ТА и параметр точности псевдопараболоидного концентратора. Проведена совместная оптимизация релевантных параметров, показаны их целесообразные значения для каждого ТАМ. Показано, что при использовании в ТА сплава B*Si масса ПН может быть больше по сравнению с остальными рассмотренными теплоаккумулирующими материалами. Условия ориентации системы КП на Солнце при этом достаточно соответствуют современным техническим возможностям. Выигрыш в массе ПН может более чем в 1,5 раза превышать эффективность современных средств выведения с ЖРД, что позволяет использовать ракеты-носители (РН) более легкого класса.
Бесплатно
Статья научная
В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), выполненных по безгазогенераторной схеме, привод турбины турбонасосного агрегата (ТНА) осуществляется подогретым горючим в тракте охлаждения (ТО) камеры сгорания (КС). Отсутствие газогенератора в значительной мере повышает надежность ЖРД и дает ряд преимуществ по сравнению с другими схемами двигателя. На данный момент существующие кислородно-водородные безгазогенераторные ЖРД не отвечают современным тактико-техническим требованиям по уровню тяг и давлений в (КС) двигателя. Поэтому необходимо изучить способы повышения энергетических параметров ЖРД и выявить перспективные схемы двигателя. В данной статье предлагаются схемные решения кислородно-водородного ЖРД, приводится анализ влияния различных факторов на энергетические параметры двигателя, а также рекомендации по проектированию безгазогенераторных ЖРД. Разработана математическая модель расчета основных энергетических и геометрических параметров двигателя. Предложены перспективные пневмогидравлические схемы (ПГС) кислородно-водородного безгазогенераторного ЖРД в зависимости от тактико-технических требований.
Бесплатно
Выведение космического аппарата на геостационарную орбиту комбинированным методом
Статья научная
Актуальность работы определяется возросшей конкуренцией на мировом рынке разработки спутников, что требует снижения издержек на разработку и запуск космических аппаратов. Очевидным способом уменьшения затрат является снижение стартовой массы космического аппарата, позволяющее применять для запуска космического аппарата на геостационарную орбиту более дешевые ракеты-носители среднего класса либо запускать одной ракетой-носителем несколько космических аппаратов. Альтернативным решением этой проблемы является выведение космического аппарата комбинированным методом. Комбинированный метод выведения космического аппарата обладает преимуществом по времени выведения относительно метода выведения с использованием только электрореактивных двигателей, а относительно метода выведения на химических двухкомпонентных реактивных двигателях - по количеству топлива. Таким образом, применение комбинированного метода выведения позволит космическому аппарату быстро проходить зону внутреннего радиационного пояса Земли, используя химические двухкомпонентные реактивные двигатели, а электрореактивные - для дальнейшего довыведения космического аппарата на рабочую орбиту. Целью исследования является оценка эффективности выведения космического аппарата на геостационарную орбиту комбинированным методом, оптимизация массы топлива для выведения. В результате выполненной работы были разработаны критерии оптимизации комбинированного метода, методика оптимизации массы топлива и соответствующий комплекс программ в среде MatLab. Также проведены расчеты и анализ полученных результатов выведения космических аппаратов различной стартовой массы комбинированным методом при помощи ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» (космодром Байконур, Казахстан) и при помощи ракеты-носителя Falcon-9v1.1( мыс Канаверал, США). В заключение отмечено, что выведение посредством ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз» имеет ряд преимуществ относительно зарубежной ракеты-носителя.
Бесплатно
Выравнивание поля освещенности имитатора солнечного излучения на основе конического рефлектора
Статья научная
Актуальной проблемой в области освоения космического пространства в наше время остается моделиро- вание условий космического полета для испытаний космических аппаратов и отдельных их систем на Земле. Рассмотрена задача создания имитатора солнечного излучения для наземных испытаний солнечных батарей космического назначения на основе импульсной ксеноновой лампы удлиненной цилиндрической формы и кониче- ского рефлектора. Применение импульсных ксеноновых ламп в качестве источника излучения в имитаторах солнечного излучения позволяет воспроизводить излучение Солнца с достаточной степенью приближения по спектру и плотности потока. Малорасходящийся поток излучения можно получить с помощью осесим- метричных зеркал (параболических, параболоцилиндрических, конических), в фокусах которых находятся источники излучения. Изложены аспекты создания трехмерной модели имитатора солнечного излучения для исследования его характеристик, а также для проведения экспериментальной проверки адекватности создан- ной трехмерной модели. Предложены два способа получения потока излучения имитатора солнечного излуче- ния, соответствующего требуемым показателям по плотности, коллимированности потока, его спектру. Как искусственная расфокусировка источника излучения и конического отражателя, так и применение гради- ентного тонирования поверхности источника излучения либо конического отражателя позволяют уменьшить неравномерность распределения плотности потока излучения в 3 раза. Сделан вывод о принципиальной приме- нимости и эффективности предложенных способов выравнивания неравномерности падающего светового потока для исследуемой оптической схемы. Предложенная конструкция имитатора солнечного излучения про- ста в техническом исполнении, не требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат для своего функционирования. Предполагается дальнейшее исследование предложенной модели имитатора солнечного излучения и его апробации в лабораторных условиях.
Бесплатно
Высокочастотный ионный двигатель малой мощности
Статья научная
В настоящее время одним из активно развивающихся направлений в мировой космической отрасли является разработка и применение малых космических аппаратов (МКА). Анализ современных тенденций развития рынка КА показывает, что функционирование ряда систем могут обеспечивать МКА массой от 100 до 500 кг, размещенные на низких (до 1000 км) орбитах. Существует объективная потребность в средствах поддержания и коррекции орбит МКА массой 100…500 кг, способных обеспечить получение высококачественной информации в течение 5…10 лет, для чего на МКА необходимо ставить двигатели управления орбитальным движением, в качестве которых могут быть использованы электроракетные двигатели (ЭРД). Типичные сроки активного существования МКА массой до 500 кг, не оснащенных ЭРД, ограничиваются 2…3 годами. В 2010 г. в МАИ была создана лаборатория высокочастотных ионных двигателей. За последующие годы был накоплен значительный опыт в области исследования высокочастотных ионных двигателей (ВЧИД) с различными потребляемыми мощностями. В связи с вышесказанным в 2013 г. в МАИ совместно с ОАО «КБХА» была начата разработка ВЧИД малой мощности (ВЧИД ММ). В ходе разработки ВЧИД ММ выполнены расчетные исследования, позволившие оптимизировать конструктивные параметры эмиссионного и ускоряющего электродов двигателя. Выполнены тепловой и термомеханический расчеты ВЧИД ММ, выявившие наиболее теплонапряженные элементы двигательного блока и позволившие принять меры к перераспределению тепловых потоков, а также выбрать материалы для изготовления электродов ионно-оптической системы (ИОС) двигателя. Была создана и испытана лабораторная модель ВЧИД ММ. В ходе стендовых испытаний были продемонстрированы рабочие характеристики, близкие к расчетным. Были сделаны выводы о путях повышения основных рабочих характеристик двигателя.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается способ выявления дефектов КА в процессе изготовления методами вибрационных и акустических воздействий.
Бесплатно
Гидродинамика потока вязкой жидкости в решетке профилей лопаток центробежной гидромашины
Статья научная
Представлен расчет потока вязкой жидкости решетки профилей лопаток центробежного рабочего колеса. Получены зависимости изменения параметров пограничного слоя вдоль входных кромок лопаток решетки профилей центробежной гидромашины. Выполнены расчеты с учетом вязкости для ряда рабочих вязкостей.
Бесплатно
Гидродинамическая нестационарность при кавитационных режимах работы высокооборотных насосов
Статья научная
Рассматриваются кавитационные явления при обтекании лопаток высокооборотного центробежного колеса насосного агрегата жидкостного ракетного двигателя. На основе полученных фотоснимков по визуализации течений уточнены форма, объемы и динамика роста кавитационных каверн в проточной части рабочего колеса.
Бесплатно
Гидродинамические параметры проточной части высокооборотного центробежного насоса
Статья научная
На основе струйно-вихревой модели гидродинамики проточной части высокооборотного центробежного насоса с полуоткрытым рабочим колесом представлены расчетные соотношения для проектирования высокооборотных центробежных насосов, подтвержденные экспериментально.
Бесплатно
