Аннотации и ключевые слова

Механика

Попов И. П.

Рассмотрены параллельно- последовательное и последовательно- параллельное соединения потребителей механической мощности при вынужденных гармонических колебаниях. Параллельное соединение характеризуется такими параметрами как механические реактанс (инертный и упругий), резистанс и импеданс. Последовательное соединение характеризуется такими параметрами как механические сассептанс (инертный и упругий), кондактанс и адмитанс. Показано, что импеданс и адмитанс являются взаимно обратными величинами. Найдены соотношения, связывающие реактанс и резистанс с кондактансом и сассептансом. Определен адмитанс сложной механической системы как суперпозиция адмитансов ее фрагментов. Определен импеданс сложной механической системы как суперпозиция импедансов ее фрагментов. Особое значение учет колебаний приобретает в ракетной отрасли. В авиации борьба с виброперегрузками несущего винта и изгибными аэроупругими колебаниями крыла самолета являются жизненно важными мероприятиями.

Ключевые слова: потребители механической мощности, вынужденные колебания, параллельное, последовательное соединение, резонанс сил, резонанс скоростей

Городнов А. О., Лаптев И. В.

В работе рассматривается проблема влияния теплоемкости и теплопроводности стенки на температурное расслоение и рост давления при тепловой конвекции газообразного водорода в замкнутом сосуде в условиях, приближенно моделирующих паровую подушку криогенного топливного бака при хранении. Для описания процессов тепломассопереноса в газе применяется модель на основе приближения малых чисел Маха. В результате серии численных экспериментов получены оценки степени влияния стенки на скорость роста давления и величину температурного расслоения для случая вертикального цилиндрического сосуда с изотермической нижней границей.

Ключевые слова: естественная конвекция, приближение малых чисел Маха, приближение гомобаричности, бездренажное хранение, паровая подушка

Антуфьев Б. А., Сукманов И. В.

Решена задача о динамическом деформировании цилиндрической оболочки с разрушающимся во времени упругим основанием под действием внутреннего давления на свободной части цилиндра и подвижной радиальной нагрузки. Деформация конструкции считается осесимметричной и описывается уравнениями моментной классической теории оболочек, а заполнитель подчиняется гипотезе Винклера. Сходные задачи возникают при конструировании ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ). В этом случае разрушение заполнителя объясняется выгоранием топлива, а внутреннее давление – действием продуктов сгорания. Подвижная радиальная нагрузка моделирует волну давления, вследствие чего возникает проблема определения критической скорости ее движения, при которой происходит потеря устойчивости стенок РДТТ. Эти скорости определяются в двух вариантах – квазистатическом и динамическом. Кроме того, в замкнутой форме получены формулы для собственных частот колебаний изучаемой конструкции. Рассмотрены примеры и проведены параметрические исследования.

Ключевые слова: цилиндрическая оболочка, разрушающееся упругое основание, подвижная нагрузка, критические скорости движения, собственные частоты колебаний, квазистатическое и динамическое решения

Шишкин С. В., Бойков А. А.

Рассматривается соединение трубопроводов с не контактирующими фланцами, которое герметизируется за счёт установки в узел Z-образного уплотнения. Ставится вопрос о необходимости расчёта соединения на герметичность в условиях нагружения продольной силой, возникающей в процессе эксплуатации объекта техники, в состав которого входит соединение. Выводятся зависимости, позволяющие рассчитать соединение, функционирующее условиях нагружения продольной силой, как на прочность, так и на герметичность.

Ключевые слова: Z- образное уплотнение, нагружение продольной силой, расчёт на герметичность

Радиотехника и связь

Быков А. П., Пиганов М. Н.

В статье приведена методика разработки прогнозных математических моделей и индивидуального прогнозирования показателей качества бортовых радиоэлектронных устройств космических аппаратов по результатам автономных испытаний. Для прогнозирования был выбран метод экстраполяции, который основан на использовании квазидетерминированных моделей. Исходными для прогнозирования служили данные обучающего эксперимента, полученные после второго цикла испытательных воздействий. Предложены линейная, параболическая, логарифмическая и экспоненциальная модели. Проведено исследование указанных моделей.

Ключевые слова: прогнозирование, качество, радиоэлектронное устройство, испытания, математическая модель, исследование, экстраполяция

Быданов Е. В.

Разработана методика управления ресурсами радиолинии, использующей пространственно-временную обработку сигналов для передачи данных и предоставления современных сервисов связи операторам, в тех местах, где прокладка оптоволоконных линий связи затруднена или невозможна. Предложенный подход предоставляет возможность осуществлять операторами передачу данных по средствам более безопасной от радиоконтроля и устойчивой к помехам, радиолинии. При этом энергопотребление абонентских терминалов представленной радиолинии значительно меньше, поскольку мощность излучения сигнала меньше, по сравнению с абонентскими терминалами схожих, по технологии, радиолиний, и линейно зависит от расстояния до абонентского терминала собеседника.

Ключевые слова: радиосвязь, система связи, множественный вход, множественный выход, широкополосный канал, помехоустойчивость, тактический интернет, информационная решетка

Волков А. С., Солодков А. В., Цымляков Д. В.

Полярные коды – это относительно новый класс помехоустойчивых кодов, используемый в стандарте нового поколения мобильной связи. Поскольку такие коды из-за мягкого приема не являются алгебраическими, а значит, не имеют точно определяемых характеристик, все результаты следует получать только из математического моделирования либо по результатам испытаний на стенде, которое позволяет без сложных математических вычислений дать оценку эффективности кода в определенных условиях.

В статье описывается работа по построению испытательного стенда по принципам быстрого прототипирования для проведения натурного моделирования различных видов сигнально-кодовых конструкций, основанных на полярных помехозащищенных кодах и использующихся в системах мобильной связи нового поколения. Приведен обзор методов декодирования полярных кодов, которые участвовали в тестировании, в малой степени описана математическая основа этих методов.

Для создания стенда было использовано несколько средств разработки: Vivado, Matlab, а также язык Verilog. Аппаратной частью стенда является плата Digilent Zedboard на основе Zynq-7000 компании Xilinx.

Описаны ключевые моменты создания испытательного стенда. Продемонстрирована методика оценки эффективности кодирования сигнала при воздействии на него белого шума.

Получены данные по эффективности и аппаратным затратам для разных видов декодеров.

Ключевые слова: помехоустойчивое кодирование, полярное кодирование, прототипирование систем связи, СнК, ПЛИС, натурные испытания

Подстригаев А. C.

Описано техническое решение на основе оптоволоконной линии задержки, направленное на повышение пропускной способности матричного приемника в сложной сигнальной обстановке. На примере сигнальной обстановки, сформированной импульсными РЛС, показано увеличение количества одновременно обрабатываемых без ошибок сигналов не менее, чем в 2 раза, при использовании одной линии задержки и не менее, чем в 3 раза, при использовании двух линий задержки.

Ключевые слова: матричный приемник, оптоволоконная линия задержки, сложная сигнальная обстановка, сложная радиоэлектронная обстановка, широкополосный анализ

Баркова М. Е.

Основные трудности в создании солнечной космической электростанции (СКЭС) связаны с точным наведением транслирующего луча на целевой объект. В представленной работе предлагается решение данной проблемы за счет создания радионавигационного обеспечения СКЭС, состоящего из параметров и режимов (трансляции на космический аппарат, нуждающийся в энергии и на ректенну).

Ключевые слова: солнечная космическая электростанция, энергия, трансляция, наведение, техническое обеспечение, радионавигационное обеспечение

Информатика, вычислительная техника и управление

Балабан И. Г., Балабан А. Л.

В работе изложены основные принципы построения телеметрической системы контроля параметров химических источников тока. Для обеспечения гальванической развязки предлагается использовать разработанный метод бесконтактного измерения тока, отличительной особенностью которого является использование трех нагрузочных резисторов (шунтов) с целью снижения погрешности при измерении токов различной величины. Метод позволяет измерять токи величиной до 120 А. Диапазон измерения напряжения: от 0 до +40 В, температуры: от 0 до +100 oC, ёмкости: от 0 до 511 А⸱ч, сопротивления изоляции: от 0 до 5 МОм. Погрешность измерений тока и ёмкости – не более 5 %, напряжения и температуры – не более 1 %, сопротивления изоляции – не более 10 %. Разработан алгоритм работы системы, который реализован программным способом. Разработан метод защиты телеметрической информации при контроле параметров химических источников тока. В рамках реализации стратегии импортозамещения в экономике РФ при разработке системы телеметрии и контроля параметров ХИТ применены электронные компоненты только отечественного производства.

Результаты исследований могут быть использованы при разработке устройств контроля состояния ХИТ, используемых для электропитания автономных устройств, для которых не предусмотрены процедуры обслуживания в процессе эксплуатации. Применение таких средств мониторинга позволит проводить анализ работы ХИТ с целью повышения их надежности, определения способов усовершенствования аппаратуры и установления причин ее отказов.

Ключевые слова: телеметрия, контроль параметров, химмический источник тока, метод бесконтактного измерения тока, алгоритм, защита телеметрической информации импортозамещение

Никулин В. С., Сторожев С. А., Абдуллин Д. М., Хижняков Ю. Н.

Рассматривается проектирование на базе нечеткой технологии адаптивного виртуального измерителя вредных веществ и распределение подачи топлива в камеру сгорания между диффузионным и гомогенным коллекторами с целью снижения вредных веществ за взлетно-посадочный режим летательного аппарата в районе аэропорта.

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, камера сгорания, измеритель вредных веществ, уравнения Сугено, нечеткий регулятор

Дюков В. А.

В работе приведены методы исправления геометрии тонкостенных композитных конструкций сложной формы, были построены топологически корректные модели препрега и формообразующей оснастки. Получение новых теоретических поверхностей препрега обеспечивалось рассечением граней исходных деталей параллельными или радиальными плоскостями и созданием поверхности по линиям пересечения данных плоскостей и связанных граней.

Моделям задавались теплофизические параметры препрега, производилось решение связанной задачи теплопередачи и полимеризации. В результате, были выбраны оптимальные температурные и временные режимы двухстадийного цикла автоклавного формования, которые обеспечивают достижение требуемого значения степени полимеризации препрега из углепластика, и минимизированы разбросы температуры и степени полимеризации связующего в полимеризуемом объеме.

Результаты симуляций процесса формования продемонстрировали существенную зависимость как средних значений температур и степени полимеризации препрега, так и их разброса в объеме препрега и формы, от характеристик технологического процесса и технологических ограничений.

Ключевые слова: оптимизация технологического процесса, автоклавное формование, полимерные композитные материалы, CAD/CAE технологии

Трусфус М. В., Абдуллин И. Н.

В данной работе рассматривается проблема автоматической вертикальной посадки летального аппарата в месте, обозначенным маркерным изображением. Описана структура маркерного изображения, которое может использоваться в качестве обозначения места посадки. Описан алгоритм обнаружения вершин маркера на изображении с камеры на основе структурного анализа изображения. Для обнаружения объекта на изображении рассмотрены методы адаптивной бинаризации и применения детектора границ Кэнни. Предложен метод сравнения длин на изображении, компенсирующий оптические и перспективные искажения размеров. Приведены результаты экспериментального исследования.

Ключевые слова: маркерное изображение, распознавание образов, обработка изображений, вертикальная посадка

Зайцева Ю. С.

В статье рассматривается предотвращение колебаний, вызванных летчиком, с помощью ввода в контур управления нелинейного корректирующего устройства. На основе свойства летчика настраивать параметры модели своего поведения проведена оптимизация системы летчик-самолет с помощью имитационного моделирования и разработанной компьютерной программы на языке MATLAB. Получены численные значения параметров модели пилота и корректирующего устройства. Характеристики оптимальной системы проиллюстрированы в виде частотных характеристик, переходных процессов при установленном значении ограничения сигнала скорости привода управляющей поверхности самолета. В целях выявления и предотвращения колебаний, вызванных летчиком, предложенный метод может применятся при проектировании систем управления полетом, для оценки техники пилотирования летчиков на авиатренажерах.

Ключевые слова: колебания, вызванные летчиком, нелинейная коррекция, самолет, оптимизация, модель пилота

Вэй Я. С.

На основе малопараметрической математической модели движения земного полюса показано существование различных режимов колебательного процесса, связанных с изменением соотношения амплитуд основных гармоник. Установлено, что изменение амплитудного соотношения негативно влияет на точность аппроксимации движения полюса и точность прогнозирования его положения. Рассмотрены динамические эффекты, вызванные изменением соотношения амплитуд чандлеровской и годичной гармоник. Получена модификация малопараметрической модели движения полюса, позволяющая распространить применение двухчастотной модели на длительный временной интервал и улучшить точность аппроксимации при сохранении числа оцениваемых параметров.

Ключевые слова: земной полюс, чандлеровское колебание, параметры вращения Земли

Мьо З. А.

Для модели вязкоупругой Земли определены выражения вариаций коэффициентов тессеральной гармоники геопотенциала, обусловленных полюсным приливом модели вязкоупругой Земли. Проведено сравнение полученных выражений полюсного прилива с общепринятыми выражениями, рекомендованными Международной службой вращения Земли. Исследовано влияние структуры диссипативных слагаемых на установившееся движение земного полюса. Показано, что выбор модели полюсного прилива существенно влияет на параметры установившегося колебательного процесса земного полюса и амплитуду необходимого возмущения с чандлеровской частотой для возбуждения наблюдаемого чандлеровского колебания полюса.

Ключевые слова: земной полюс, чандлеровское колебание, параметры вращения Земли, геопотенциал

Чигринец Е. Г., Родригес С. Б., Заболотний Д. И., Чотчаева С. К.

Используя экспериментальные данные пирометрического мониторинга средней температуры на поверхности механически обрабатываемых отверстий в лонжероне лопасти несущего винта вертолета Ми-28 и результаты термокинетического исследования композита методом дифференциальной сканирующей калориметрии, выполнено численное решение задачи распространения тепла в процессе сверления гибридного материала стеклопластик-титан. Конечно-элементная модель теплообразования построена в САЕ системе COMSOL Multiphysics. Верификация постобработанных результатов моделирования позволила выявить источники, направления, область действия и численные значения интенсивности тепловых потоков в каждой конкретной точке слоистого композита.

Ключевые слова: сверление стеклопластика, теплообразование, метод конечных элементов, САЕ системы, COMSOL Multiphysics

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2020

Вход