2019. № 106

Механика

Механика деформируемого твердого тела

Грушенкова Е. Д., Могилевич Л. И., Попов В. С., Попова А. А.

Исследовано взаимодействие трехслойной пластины с пульсирующим слоем вязкой несжимаемой жидкости. Движение жидкости в слое изучается как ламинарное течение в узком канале с параллельными стенками, одна из которых образована трехслойной пластиной, а вторая считается абсолютно жесткой. На границах контакта с жидкостью выполняются условия прилипания. Несущие слои пластины удовлетворяют гипотезам Кирхгофа и учитывается обжатие жесткого заполнителя. Поставлена и аналитически решена задача о продольных и изгибных гидроупругих колебаниях трехслойной пластины. Решение получено для режима установившихся гармонических колебаний с учетом нормальных и касательных напряжений, действующих со стороны жидкости на несущий слой пластины, находящейся в контакте с жидкостью. Определены гидродинамические параметры слоя жидкости, перемещения слоев пластины. Построены частотозависимые функции распределения амплитуд перемещений слоев пластины и давления в слое вязкой жидкости.

Ключевые слова: гидроупругость, колебания, трехслойная пластина, сжимаемый заполнительтель, вязкая жидкость, пульсация давления

Дударьков Ю. И., Левченко Е. А., Лимонин М. В., Шевченко А. В.

В работе приведены результаты численных исследований по влиянию эксплуатационно-технологических повреждений на характеристики прочности и устойчивости силовых авиационных панелей из композиционных материалов. В качестве повреждений рассматривалось ударное повреждения обшивки, расслоение одного из стрингеров панели, отслоение стрингера от обшивки. Исследовалось влияние размеров указанных повреждений на характеристики прочности и устойчивости панелей. Было показано, что для панели с ударным повреждением обшивки существует его критический размер, до которого требования к остаточной прочности могут быть удовлетворены. Превышение этого предела ведет к необратимому процессу разрушения композита и исчерпанию несущей способности панели. Исследования по влиянию размеров расслоения стрингера или его отслоения от обшивки на общую устойчивость и прочность панели позволили оценить максимальную возможную величину снижения ее остаточной прочности при возрастании размеров повреждения.

Ключевые слова: композиционные материалы, стрингерные панели, остаточная прочность, устойчивость, несущая способность

Иванычев Д. А.

Работа посвящена определению напряженно-деформированного состояния трансверсально-изотропных тел вращения, находящихся в стационарном осесимметричном поле установившихся температур. Граница тела свободна от защемления. Поставленная задача обеспечивается развитием обратного метода. Сформулировано понятие внутренних состояний и введено скалярное произведение в этом пространстве. Решение представляет собой ряды Фурье по элементам ортонормированного базиса. Задача сводится к определению коэффициентов этих рядов. Представлены строгое решение тестовой задачи термоупругости для кругового цилиндра и приближенное решение задачи для тела в виде ступенчатого цилиндра. Полученные поля характеристик напряженно-деформируемого состояния показаны в графическом виде. Проведен анализ результатов.

Ключевые слова: анизотропия, термоупругость, метод граничных состояний, обратный метод, осесимметричные задачи, трансверсально-изотропные тела, ряды Фурье

Механика жидкости, газа и плазмы

Хатунцева О. Н.

В работе теоретически найдены два решения плоской задачи Пуазейля. Одно из них соответствует ламинарному режиму течения, второе – турбулентному. Первое решение реализуется при любых значениях числа Рейнольдса и характеризуется параболическим профилем скорости во всей области течения жидкости, второе – реализуется только при достаточно больших значениях числа Рейнольдса и в центре плоского канала характеризуется логарифмическим профилем скорости. Множитель, стоящий перед функцией логарифма, является постоянной Кармана. Приведено сравнение результатов с имеющимися экспериментальными данными. Аналитические решения плоской задачи Пуазейля удалось определить из уравнений Навье-Стокса благодаря учету в них производства энтропии, обусловленного возбуждением стохастических пульсаций в потоке жидкости.

Ключевые слова: турбулентность, плоское течение Пуазейля, ламинарно-турбулентный переход, критическое число Рейнольдса

Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Ермаков В. Ю.

В статье описан комплексный прикладной метод снижения статического и динамического дисбаланса от подвижных масс приводных устройств с применением магнитожидкостных виброизоляторов.

Ключевые слова: магнитная жидкость, магнитожидкостной виброизолятор, электродвигатель-маховик, виброизолятор

Радиотехника и связь

Антенны, СВЧ-устройства и их технологии

Звонарев В. В., Мороз А. В., Шерстюк А. В.

В статье рассмотрены вопросы моделирования параметров диаграммы направленности ультразвукового локатора в режиме синтезирования апертуры антенны. Представлены результаты оценивания характеристик ДН ультразвукового приемопередающего устройства, полученные с помощью предложенного методического подхода. Проведена экспериментальная проверка результатов с использованием ультразвукового полигона.

Ключевые слова: радиолокатор с синтезированной апертурой антенны (РСА), диаграмма направленности, цифровая обработка сигналов, ультразвуковой локатор в режиме синтезирования апертуры, антенная решетка

Генералов А. Г., Гаджиев Э. В., Салихова М. Р.

В настоящее время наблюдается активный процесс освоения космического пространства. Антенно–фидерные устройства составляют неотъемлемую часть космических аппаратов любого класса и целевого назначения. В работе рассмотрено применение класса спиральных антенн в качестве бортовых антенн космических аппаратов. Показаны разработанные спиральные антенны различных бортовых систем и комплексов.

Ключевые слова: космический аппарат, антенная система, антенно–фидерное устройство спиральные антенны; коэффициент стоячей волны, диаграмма направленности, коэффициент усиления

Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Карпухин Е. О., Макаренков Н. С.

В работе предложено использовать сигналы OCDM-OFDM с ППРЧ для противодействия атакам на физическом уровне модели OSI и повышению структурной скрытности сигнала. Рассмотрена помехозащищенность от ретрансляционных помех, показатели структурной скрытности и влияние эффекта Доплера. Имитационное моделирование показало энергетический выигрыш в 1Дб при использовании предложенной сигнально-кодовой конструкции перед сигналами с OFDM-ППРЧ в условиях воздействия ретрансляционной помехи. Также показано, что сигналы данного типа обладают более высокими показателями структурной скрытности, а также более устойчивы к эффекту Доплера по сравнению с сигналами с OFDM-ППРЧ.

Ключевые слова: сигнально-кодовые конструкции OFDM, OCDM, ППРЧ, LDPC коды, эффект Доплера

Масалкин А. А., Колесник А. В., Проценко П. А.

В статье предложен методический подход по повышению эффективности контроля космической радиоэлектронной обстановки, основанный на оптимизации планирования применения группировки радиоэлектронных средств с использованием методов математического программирования, которые широко применяются в решении прикладных задач оптимизации распределения ресурсов.

Ключевые слова: спутниковый радиоконтроль, радиоэлектронная обстановка, методы планирования

Информатика, вычислительная техника и управление

Системный анализ, управление и обработка информации

Подстригаев А. C., Слободян М. Г., Можаева Е. И.

В настоящей статье представлена система критериев, позволяющая дать количественную оценку эффективности технических способов противодействия беспилотным летательным аппаратам. Предложенные критерии учитывают различные характеристики обнаружения и противодействия способов, фоноцелевую обстановку, последствия применения, экономические показатели и т.д. Оценку эффективности предлагается проводить с использованием весовых и оценочных коэффициентов критериев. Сделаны выводы о возможности применения разработанной системы для оценки и прогноза эффективности существующих и перспективных способов соответственно. Также дана рекомендация по проведению дальнейшего сравнения.

Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, борьба с беспилотными летательными аппаратами, противодействие беспилотным летательным аппаратам, оценка эффективности противодействия беспилотным летательным аппаратам

Косачев И. М., Чугай К. Н., Рыбаков К. А.

Данная статья является продолжением изложения методологии высокоточной нелинейной фильтрации многомерных негауссовых случайных процессов в стохастических динамических системах с фиксированной структурой.

Ключевые слова: высокоточная фильтрация, случайный процесс, динамическая система, стохастическая система, фиксированная структура

Евдокименков В. Н., Ляпин Н. А.

Представлен алгоритм гарантирующего управления траекторией самолета-истребителя для задачи преследования-уклонения в условиях ближнего воздушного боя. Представлены результаты моделирования, отражающие влияние маневренных возможностей атакующего самолета-истребителя на достижение позиционного преимущества в воздушном бою.

Ключевые слова: ближний воздушный бой, гарантирующее управление, маневренные возможности, моделирование траекторий сближения

Михалёв С. М.

Объектом исследования является многоразовая транспортная аэрокосмическая система (АКС) на базе двухфюзеляжного дозвукового самолета-носителя для выведения на околоземную орбиту различных полезных грузов.

Цель работы – определение возможности использования многоразовых аэрокосмических систем для выведения грузов на высокоэнергетические орбиты, в том числе в интересах ГЛОНАСС.

Метод и методология проведения работ основаны на теоретических и вычислительных работах, в том числе с использованием программ систем автоматизированного проектирования и вычислительной гидродинамики [1, 2].

В работе представлены:

– анализ основных параметров ГЛОНАСС как исходных данных для формирования облика аэрокосмической системы;

– формирование траектории многоразовой аэрокосмической системы (АКС) с возвратом к точке старта ее первых ступеней;

– оптимизация основных параметров АКС в задаче доставки на орбиту спутников ГЛОНАСС.

В работе выполнен анализ применения частично многоразовой аэрокосмической системы – максимально унифицированной модификации полностью многоразовой АКС – для выведения спутников на высокоэнергетические орбиты.

В целях увеличения энергетики РКС, потребной для доставки спутников ГЛОНАСС на круговую высокоэнергетическую орбиту предложен вариант АКС с одноразовой второй ракетной ступенью и космическим разгонным блоком на кислородно-водородном топливе (как и первые две ступени РКС). В результате проведенного анализа и формирования облика определены оптимальные траектории и тяговооруженности ступеней РКС и космического разгонного блока.

Ключевые слова: аэрокосмическая система, ГЛОНАСС, двухфюзеляжный самолет-носитель, ракетно-космическая система, формирование облика

Голомазов А. В.

В работе рассматривается построение метода многокритериальной оценки и выбор предпочтительных решений по реализации транспортно-логистических процессов в условиях проявления риска и конфликтных ситуаций. При построении метода были реализованы принципы системного анализа и синтеза, способствующие созданию рациональных структурно-функциональных компонентов создаваемой информационной поддержки принятия решений в среде мультиагентной системы (ИППР МАС). В работе на основе предпочтительных компромиссов детерминированного и нечёткого выбора рассматривается актуальная задача повышения эффективности ИППР при реализации ТЛП в ситуациях риска и конфликта решаемая в составе МАС транспортной логистики.

Ключевые слова: конфликт, риск, ситуация, принятие решений, метод, модель, критерий, ограничения, логистика, агент

Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Романов А. М.

В работе решается проблема реализации подчиненных устройств Ethernet POWERLINK на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) с минимальным использованием логических ячеек и блоков памяти. Для этого предлагается новая модульная архитектура, ресурсоемкость которой может гибко настраиваться в зависимости от требуемого функционала. На базе предложенной архитектуры было создано первое в России устройство Ethernet POWERLINK, прошедшее сертификацию Ethernet POWERLINK Standartization Group на соответствие стандарту. По результатам экспериментальных исследований было продемонстрировано, что новая архитектура требует от 3.5 до 9 раз меньше логических ресурсов ПЛИС и до 126 раз меньший объём блочной памяти для реализации устройств Ethernet POWERLINK. Также важным результатом является возможность реализации разработанных решений на базе отечественных микросхем ПЛИС, в том числе в радиационно-стойком исполнении, что позволяет использовать их при создании авиационной и космической технике.

Ключевые слова: полевая шина, программируемые логические интегральные схемы, Ethernet POWERLINK, стандарт 61158, отечественная элементная база

Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Улыбышев С. Ю.

В представленных материалах исследования, разбитых на четыре части (отдельные статьи), рассмотрен комплексный вопрос математического моделирования и сравнительного анализа двух типов ДУ и связанный с этим проектный облик перспективного космического аппарата-буксировщика (КА-Б), предназначенного для решения задачи увода на орбиту захоронения объектов космического мусора (ОКМ) из состава спутниковых систем (СС). На примере реализации миссии увода одного ОКМ из заданной орбитальной плоскости с обеспечением возврата для увода следующего объекта, численно рассчитывается сценарий многократного применения КА-Б.

Данная статья посвящена вопросам обоснования и проработки проектного облика перспективного КА-Б с двигательной установкой (ДУ) двух типов жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и стационарного плазменного двигателя (СПД). Приведен расчет системы энергоснабжения КА-Б и определены ее массовые и энергетические характеристики, а также размеры солнечных батарей. Проанализированы особенности и варианты возможных схем увода ОКМ на орбиту захоронения. Определены параметры орбит захоронения для каждого типа ДУ на КА-Б. Также рассмотрен вопрос расчета среднего значения баллистического коэффициента КА-Б с СПД на типовом витке функционирования при буксировке ОКМ на орбиту захоронения. Определены границы по минимально возможной высоте применения СПД, обеспечивающих ускорение выше уровня возмущений от атмосферного торможения.

Ключевые слова: математическое моделирование, космический аппарат-буксировщик, объект космического мусора, двигательная установка, жидкостной ракетный двигатель, стационарный плазменный двигатель, орбита захоронения, компланарная орбита, орбита с синхронной прецессией

Скрябин Ю. М., Потехин Д. С.

В статье рассматривается возможность детектирования БПЛА при помощи сигналов электростатических датчиков, расположенных на одной прямой на равнине. Показан аналитический вывод функциональной зависимости сигналов датчиков от параметров горизонтального пролета БПЛА и решена обратная задача локализации БПЛА по положению экстремумов сигналов электростатических датчиков.

Ключевые слова: обнаружение беспилотного летательного аппарата, обнаружение летательного аппарата, электростатический мониторинг, электростатический датчик, электростатический сигнал

Вернигора Л. В., Казмерчук П. В.

Задачи оптимизации траекторий КА с малой тягой являются довольно сложными задачами нелинейной оптимизации при наличии ограничений. Для их решения предлагается использовать метод линеаризации, модифицированный для оптимизации составных динамических систем. В работе решается ряд хорошо изученных задач оптимизации траекторий КА с малой тягой. Полученные результаты сравниваются с результатами других авторов.

Ключевые слова: метод линеаризации, малая тяга, нелинейная оптимизация

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2019

Вход