2012. Т. . № 51

Математика. Физика. Механика

Болосов Д. А.

Рассмотрен подход численного решения сопряжённой задачи моделирования пространственного безотрывного обтекания тонких несущих поверхностей сверхзвуковым потоком невязкого газа с определением напряжённо-деформированного состояния несущей поверхности под действием распределённой аэродинамической нагрузки. В результате решения сопряжённой задачи рассчитываются аэродинамические характеристики деформированной несущей поверхности.

Ключевые слова: аэродинамика; аэроупругость

Пановский В. Н.

Объектом исследований в данной работе являются разработанные методы поиска глобального экстремума функций, основывающиеся на теории интервального анализа: метод отсечки мнимых значений, метод дихотомии прямого образа и метод колоний.Целями работы были выявление возможности эффективного применения аппарата интервального анализа как базовой составляющей методов глобальной оптимизации, формулировка и решение проблем, препятствующих его эффективному применению, разработка алгоритмов, составление плана улучшения разработанных алгоритмов.Итогом работы является формирование алгоритмического и программного обеспечения всех трех методов, эффективность которых продемонстрирована на примере поиска глобального экстремума нескольких типовых целевых функций, отличающихся различной структурой линий уровня.

Ключевые слова: глобальный экстремум; интервальный анализ; эффект обертывания; функция включения; оптимизация.

Авиационная техника и технология

Золотарев А. А., Кулешов С. В.

Тенденция развития технологий в вертолетостроении, как и в самолетостроении, идет по пути создания скоростных и маневренных летательных аппаратов (ЛА) за счет увеличения мощности двигательных агрегатов и реализации сложных систем управления полетом и навигации. При этом эволюционное развитие самого человека  отстает от технических возможностей  новой авиационной техники в плане эффективного и быстрого ее управления, выполнения сложных задач связанных с большими психофизиологическими нагрузками в условиях дефицита времени

Ключевые слова: аэродинамика; аэроупругость

Богушевская В. А., Заяц О. В., Масляков Я. Н., Мацак И. С., Никонов А. А., Савельев В. В., Шептунов А. А.

Ведущие высокотехнологичные страны нацелены на создание систем дистанционного беспроводного энергоснабжения космических и летательных аппаратов, различных устройств, а также объектов инфраструктуры. Наиболее перспективным для авиации и космонавтики является применение технологии беспроводной передачи электрической энергии (БПЭЭ) лазерным излучением. В работе рассматриваются особенности создания системы дистанционного энергоснабжения (СДЭ) беспилотных летательных аппаратов (БЛА) на основе технологии БПЭЭ посредством узконаправленного пучка монохроматического инфракрасного излучения. Проведенные исследования показали перспективность разработки и возможность ее реализации в ближайшем будущем. Запланирован демонстрационный эксперимент.

Ключевые слова: дистанционное энергоснабжение; беспроводная передача энергии; беспилотный летательный аппарат; инфракрасное излучение.

Колычев А. В.

Целью данного исследования является разработка концепции активной тепловой защиты (АТЗ) элементов конструкции гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА) на новом физическом принципе при их аэродинамическом нагреве. В работе предлагается активная тепловая защита (АТЗ) на новом физическом принципе, когда сами элементы конструкции ГЛА в значительной степени участвуют в процессе их охлаждения и генерирования значительных количеств электрической энергии при аэродинамическом нагреве. В основе данного способа лежит явление термоэлектронной эмиссии – испускание электронов нагретым металлом.

Ключевые слова: термоэлектронная эмиссия; электронное охлаждение; электрическая энергия; гиперзвуковой летательный аппарат; тепловая защита

Макеич Г. С., Тюкаев М. Ю., Чибисов Я. Н.

Целью работы является разработка первой ступени авиационно-космической транспортной системы малой грузоподъемности: беспилотного самолета-разгонщика с комбинированной турбо-прямоточной силовой установкой и гиперзвуковой скоростью полета. Основным результатом работы является научно-техническое обоснование создания гиперзвукового самолета-разгонщика в интересах научно-технического и коммерческого развития российской космонавтики в ближайшей перспективе. Данный летательный аппарат, помимо основного предназначения, следует рассматривать как непосредственный прототип и демонстратор технологии комбинированной силовой установки для создания самолетов-разгонщиков транспортных космических систем средней и большой грузоподъемности.

Ключевые слова: гиперзвуковой самолет-разгонщик; комбинированная силовая установка; прямоточный воздушно-реактивный двигатель; экранный воздухозаборник.

Гусев Д. И.

Предметом работы является вопрос решения задачи автоматизации полета группы самолетов посредством разработки режима группового самолетовождения. Сформированы состав задач и структура режима, выполнена декомпозиция процесса разработки; разработаны и промоделированы интерфейс взаимодействия с летчиком и алгоритмы автоматического управления в режиме; разработана методика испытаний режима.
Результаты работы применены при решении задачи автоматизации полета группы самолетов и являются базовыми для дальнейшего развития режима группового самолетовождения.

Ключевые слова: групповое самолетовождение; автоматическое управление; испытания; методические указания; информационно-управляющее поле.

Большунов К. Ю., Бабулин А. А.

Для обеспечения необходимого уровня безопасности и экономичности полетов в условиях обледенения в процессе проектирования летательных аппаратов необходимо учитывать влияние на аэродинамические характеристики льда, образующегося на внешних поверхностях. Цель данной работы – определение влияния имитаторов льда, установленных на передней кромке крыла самолета на его аэродинамические характеристики. В результате получены интегральные и распределенные аэродинамические характеристики. Моделирование проведено при различных числах Рейнольдса. Некоторые результаты сравниваются с испытаниями в АДТ ЦАГИ. Результаты работы были использованы для выбора конфигурации противообледенительной системы самолета МС-21-200.

Ключевые слова: лед; противообледенительная система; математическая модель; расчет; имитаторы льда; число Рейнольдса.

Ярыгина М. В.

В статье рассмотрены различные варианты конструктивного исполнения стыка складывания крыла палубного самолёта. Проанализированы типы соединений, применяемых в авиации. Дан обзор весовых формул, позволяющих вычислить массу крыла. Описана весовая модель крыла со складыванием и её апробация на самолётах Су-33 и МиГ-29К.

Ключевые слова: соединение; крыло; стык складывания; масса.

Шилова М. С.

К перспективным маневренным самолетам предъявляется ряд требований, в том числе по обеспечению незаметности в боковом ракурсе и снижению площади омываемой поверхности. Обеспечение заданных требований достигается в том числе установкой цельноповортного вертикального оперения  с малой площадью (например J-20,Китай). Это приводит к статической путевой неустойчивости на больших числах М полета. Требования по устойчивости и управляемости обеспечиваются системой управления.
Ключевые слова: методика, шарнирные моменты органов управления, привод, система управления.

Ключевые слова: методика, шарнирные моменты органов управления, привод, система управления.

Космическая техника и технология

Дел Корто Н. Б., Дугин Д. А.

Целью исследования в  работе является создание микроспутника для сбора информации о солнечном излучении и солнечном ветре на геостационарной орбите высотой 652 км, для дальнейшей передачи информации на Землю в центр обработки, изучения  и предсказаний солнечной активности. А так же изучение эффективности солнечного паруса в качестве системы стабилизации КА.

Ключевые слова: микроспутник, солнечный парус, солнечная активность.

Дорофеев Р. Ю.

В данной публикации приведено описание особенностей построения системы контроля электризации поверхности КА с целью увеличения надежности в интересах повышения срока активного существования КА. Основным назначением проекта по созданию системы контроля электризации  поверхности КА является возможность его применения при разработке комплекса конкретных мероприятий, способов и методов, направленных на повышение надежности БРА путем обеспечения ее защищенности от воздействия отрицательных факторов в орбитальных условиях эксплуатации. Кроме того, реализация данного проекта позволит развивать и внедрять современные технологии создания микроэлектронных устройств для КА. Областями применения предлагаемой системы контроля электризации являются предприятия и структуры космической отрасли РФ, создающие и использующие спутниковые аппараты, в том числе КА с аппаратурой и оборудованием, производимые предприятиями, которые в настоящее время проводят техническую политику, направленную на повышение ресурса и надежности используемых КА.

Ключевые слова: электризации поверхности КА, бортовая радиоэлектронная аппаратура, геометрическая модель, структурная электрофизическая модель, датчиковая аппаратура.

Ильина И. Ю.

Настоящая статья посвящена актуальной проблеме - разработке индикаторов эффективности космической деятельности, учитывающих затраты, сроки создания космической техники, её инновационность и эффективность  использования. Предлагаемые индикаторы,  позволят на этапе проектирования и эксплуатации национальных космических систем осуществлять мониторинг их эффективности и соответствия требованиям потребителей их информации, а также получать сведения о конкурентоспособности информационной продукции отечественных космических систем на мировом рынке материалов дистанционного зондирования Земли.
В данной работе представлены индикаторы эффективности космической деятельности на примере метеорологических космических аппаратов.

Ключевые слова: индикаторы; космический аппарат; метеорологические космические системы; дистанционное зондирование Земли.

Малова Н. В.

Показана актуальность решения задачи наблюдения за морскими объектами и созда-ния единого информационного центра. Приведено описание метода создания информацион-но-программного комплекса (ИПК) космической системы. Для хранения информации пред-ложена и описана структура объектной базы данных (БД), представлены принципы решения задачи наблюдения средствами космических аппаратов. Описаны результаты разработки с применением предложенной технологии.

Ключевые слова: информационно-программный комплекс; информационная технология проектиро-вания; база данных; система управления базами данных; информационно-управляющая сис-тема; фреймворк.

Монахов Д. О.

В работе предложена комплексная методика реализации тепловых испытаний бортовой аппаратуры. Методика позволяет выявлять дополнительные механизмы зачетных отказов аппаратуры и обеспечивает более полный анализ результатов испытаний, чем точечная оценка. Для реализации методики создан специальный инструмент – установка «Ресурс». Эффективность установки подтверждена испытанием на установке трех образцов приборов ИКФС-2 общей продолжительностью свыше 8 тысяч часов. Установка воспроизводит условия гермоотсека КА «Метеор-М», включая интенсивность теплообмена, что позволяет полностью имитировать условия эксплуатации электронных модулей.

Ключевые слова: ИКФС-2; Метеор-М; параметрическая надежность; бортовой фурье-спектрометр; наземная отработка; тепловые испытания.

Сутырин А. А.

При создании различных элементов РКТ (топливных баков, двигательных установок и т.п.), контактирующих с компонентами криогенного ракетного топлива поверхностная плотность масляных загрязнений, образующихся после механической обработки, не должна превышать 100 мг/м2. Существующая методика измерения плотности загрязнения заключаются в снятии проб (смывок) с контролируемой поверхности и последующим анализом на флюориметре в лабораторных условиях. Недостатками методики являются: высокая продолжительность по времени, трудоёмкость и применение расходных материалов. Проведённые исследования показали возможность создания методики и аппаратуры свободной от указанных недостатков.

Ключевые слова: ракетное криогенное топливо; масленые загрязнения; флюоресценция; ракетная техника; контроль чистоты.

Аэрокосмическое двигателестроение

Попов Н. А., Травников Р. И.

Представлен метод оптической диагностики факела ракетного двигателя при огневых испытаниях во время стендовой отработке двигателя. Описана работа комплекса аппаратуры оптической диагностики с использованием волоконно-оптического кабеля для передачи излучения, в состав которого входят два независимых измерительных канала для регистрации спектра факела в разных диапазонах спектра. Приведены примеры спектров излучения факела ракетного двигателя и динамики линий конструкционных материалов при штатной работе и при появлении дефектов.

Ключевые слова: оптическая диагностика; аварийная защита; стендовые испытания.

Ионов А. В., Катенин Д. А., Федосеев С. Ю., Попов В. А.

При проектировании и производстве деталей сложной геометрической формы, таких как центробежные колеса турбомашин, при малых сериях их выпуска сложно добиться невысокой стоимости изделий при высоких требованиях к качеству.
В данной работе изложены способы проектирования и производства центробежных колес, которые позволяют снизить расходы на их изготовление в условиях малого серийного производства.

Ключевые слова: турбомашины, центробежные колеса, Ресурсный Центр МАИ, нестационарное турбулентное течение, стереолитография, литье по выплавляемым моделям, электронный архив.

Системы навигации

Коровин А. В., Устюжанин Д. А.

Приводится структурная схема методики априорной оценки точности местоопределения с помощью астроинерциально-спутниковой системы, модель и соотношения для определения наблюдаемости  навигационных спутников. Представлены примеры расчета наблюдаемости.

Ключевые слова: астроинерциально-спутниковая система; оценка точности; наблюдаемость.

Кружков Д. М.

В данной статье описывается процесс формирования облика автономной интегрированной астро-спутниковой навигационной системы. Проведено имитационное моделирование процесса функционирования разработанной навигационной системы и произведена оценка  ее точности, на основании которой сделаны выводы о пригодности разработанной навигационной системы применительно к спутникам связи.

Ключевые слова: навигация; комплексирование; астро-спутниковая навигационная система; фильтр Калмана; ГЛОНАСС; астродатчик; геостационарная орбита;

Пикалов С. А.

Инерциально-спутниковые системы наведения (ИССН) в последнее время нашли широкое применение в системах ВТО. Однако, применение изделий, у которых ИССН используется как система конечного наведения, возможно только по неподвижным наземным целям с известными до пуска координатами. Измерение координат оперативно-обнаруженной цели  при помощи бортовых информационно-измерительных систем с требуемой точностью для применения таких изделий в настоящее время невозможно. Реализация на борту авиационных боевых комплексов перспективного дальномерного способа высокоточного определения координат наземных целей при помощи их ПрНК позволит расширить номенклатуру поражаемых целей данным видом АСП.  В данной статье рассмотрены результаты исследования, полученные на математической модели.

Ключевые слова: бортовая радиолокационная станция; приемник спутниковой навигации; дальномерный способ; инерциально-спутниковая система наведения.

Зимин А. С., Криницкий Г. В.

Объектом исследований в настоящей работе является применение многоантенных систем для повышения помехозащищенности систем спутниковой радионавигации на подвижных объектах.
Целью исследований является разработка помехозащищенной радионавигационной системы с многоэлементной антенной системой для определения углового положения подвижного объекта в пространстве. В работе рассмотрены способы построения и применения адаптивных антенных систем для решения задач подавления помех, как непреднамеренных, так и специально созданных. Приведены схемы диограммообразующего устройства, многолучевой антенной системы.

Ключевые слова: глобальные навигационные спутниковые системы, определения ориентации объектов в пространстве, динамический диапазон, помеха, приемное устройство, диаграмма направленности, адаптивные антенны, диапазон частот, цифровое управление, адаптивная фильтрация.

Бекешев Р. А.

Выполнено моделирование излучателя широкополосной четырехзаходной спиральной антенны для работы с глобальными навигационными спутниковыми системами, в равной степени принимающего сигналы с несущих частот открытых и специализированных каналов этих систем.

Ключевые слова: четырехзаходная спиральная антенна; антенна на полусферической поверхности; антенна для глобальной навигационной спутниковой системы.

Приборостроение

Удалов А. Ю., Назарова И. Т.

В работе предложено конструктивно-технологическое решение дифференциального волоконно-оптического преобразователя угловых перемещений (ВОПУП), который является базовым элементом волоконно-оптических датчиков (ВОД) ускорений, силы, давления и др. физических величин (ФВ). ВОПУП преобразует изменение угла наклона отражающих поверхностей модулирующего элемента (МЭ) в изменение интенсивности светового потока.

Ключевые слова: волоконно-оптический преобразователь, угловое перемещение, измерительная установка, дифференциальное преобразование, отражающая поверхность, световой поток.

Электротехника. Электромеханика

Поклад П. М.

В работе представлено описание структуры и принципа работы микропроцессорного электропривода на базе контура цифровой фазовой синхронизации для управления оптической осью телескопа и приведено описание программного обеспечения поддержки его жизненного цикла.

Ключевые слова: прецизионный электропривод, телескоп, микроконтроллер, автоматическое управление, fuzzy-регулятор, импульсно-фазовая система, дискриминатор.

Техническая кибернетика. Информационные технологии. Вычислительная техника

Ефимов Е. Н., Шевгунов Т. Я.

В работе рассмотрены искусственные нейронные сети прямого распространения сигнала, обучаемые по методу обратного распространения ошибки. Для представления такой сети используется системный подход, описывающий её в форме структурного графа взаимосвязанных элементов, в которых осуществляются преобразования сигналов, распространяющихся в сети в прямом и обратном направлениях. Для практической реализацией такого подхода был разработан прототип программного обеспечения, частью которого является библиотека классов, реализующая основные адаптивные элементы и связи между ними. Также в настоящей работе представлены результаты численного моделирования решения двух практических задач: аппроксимации радиолокационного изображения и классификации двух случайных процессов.

Ключевые слова: нейронная сеть; обратное распространение ошибки; адаптивный элемент; сигналы и системы; математические методы моделирования; метод градиентного спуска; SageMath; Python.

Анисин Д. А., Морозов И. В.

В работе рассматриваются основные методы, способы и пример автоматизации проектирования и производства деталей, узлов и агрегатов конструкции космического летательного аппарата.  Решена задача создания интегрированных систем автоматизированного проектирования, включающих: проектирование конструкции, проектирование технологического процесса,  проектирование технологического оснащения.
Даны рекомендации по параметризации 3-х мерной модели для автоматизированного решения технологических задач. Показаны возможные области применения метода.

Ключевые слова: автоматизация проектирования; технология производства; технологическая подготовка.

Радиотехника. Электроника. Телекоммуникационные системы

Федотова Э. В.

Применение системы связи в боевых условиях накладывает повышенные требования к скрытности и помехоустойчивости системы. Поэтому в разрабатываемой системе связи были использованы широкополосные сигналы, применявшиеся военными в радиолокации еще в годы второй мировой войны. Главное преимущество их применения в том, что они делают сложные сигналы похожими на случайный шум, поэтому и получили название шумоподобных сигналов.
Высокая стоимость изготовления аппаратуры связи делает актуальным на этапе проектирования и синтеза использование имитационных моделей.
Разработана и представлена имитационная модель, предназначенная для разработки и отладки алгоритмов формирования и функционирования широкополосной беспроводной системы связи, обладающей мобильностью. Алгоритмы, отрабатываемые на модели, реализованы в новой аппаратуре системы связи.

Ключевые слова: имитационная модель; децентрализованная сеть; широкополосные сигналы; кластеризация; синхронизация.

Селиверстов Д. В., Иванов С. Л.

В работе приводится описание функционирования адаптивного алгоритма совместной обработки информации бортовой РЛС и бортовой станции радиотехнической разведки самолета фронтовой авиации, обеспечивающего сопровождение воздушных целей с разными динамическими характеристиками на основе использования для адаптации решений о типе целей от станции радиотехнической разведки.

Ключевые слова: БРЛС, СРТР, комплексная обработка, адаптивная фильтрация, распознавание целей.

Материаловедение

Кустов М. А.

Создание новых технологий и новых методов диагностики композитов, позволяющих, характеризовать их физическое и напряженно-деформированное состояние  становится жизненно необходимым в связи с тем, что уровень температурно-деформационных воздействий в изделиях РКТ сместился в сторону увеличения, как на этапах технологических переделов, так и в момент функционирования.
С разработкой оптоволоконных датчиков становится реальным решение актуальных проблем оценки уровня напряженно-деформированного состояния в критичных зонах многослойных стенок, характерных для пластиковых корпусов типа «кокон» с закладными элементами и теплозащитными днищами. Характерные для эластомеров усадочные явления могут сдерживаться однонаправленными нитями, обладающими памятью формы.
Результаты первичных исследований позволяют рассчитывать на эффективное использование интеллектуальных материалов на этапах экспериментальной отработки новых образцов ракетно - космической техники.

Ключевые слова: интеллектуальные материалы; нитиноловая проволока; оптоволоконные датчики; внедрение в структуру композита.

Смирнов М. М., Малюгин А. С.

Как известно, полимерные композиционные материалы (ПКМ) сочетают в себе все свойства входящих в них компонентов, при формировании которых можно получить конструкционный материал в заданном диапазоне эксплуатационных и технологических параметров оборудования. Задача создания пастообразных композиционных материалов холодного отверждения для узлов трения машин и механизмов общего назначения распределяются на три самостоятельных раздела: 

- выбор оптимального связующего для композиционного материала;
- создание антифрикционного многокомпонентного наполнителя, придающего антискачковые свойства композиционному материалу;
-создание технологии нанесения на изношенные детали оборудования. В результате комплекса научных исследований, проведённых авторами, были разработаны новые композиционные пастообразные самосмазывающиеся материалы холодного отверждения на основе высокомолекулярных связующих, отличающиеся малыми релаксационными автоколебаниями при пониженных скоростях скольжения, а также методы нанесения этих материалов на изношенные направляющие и другие детали оборудования.

Ключевые слова: высокомолекулярные связующие; направляющие; эпоксидные смолы; антифрикционный наполнитель

Энергетика

Окорокова Н. С., Пушкин К. В.

В работе приведены экспериментальные данные исследования электрохимических характеристик рабочих тел гидронного химического источника тока (ХИТ) с алюминиевым анодом методом вольтамперометрии. В работе впервые показано, что применение гибридной энергоустановки (ЭУ) “гидронный ХИТ + кислород-водородный топливный элемент (О2/Н2 ТЭ)” является эффективным и безопасным решением проблемы хранения водорода для автономных ЭУ на основе О2/Н2 ТЭ.

Ключевые слова: алюминий; анод; вода; водород; гидронный ХИТ; катализатор; катод; кислородно-водородные топливные элементы.

Экономика и менеджмент

Антощук А. С., Кузнецова А. Ю.

В статье рассмотрена разработанная и внедренная на ОАО «КнААПО» единая систе-ма оценки, идентификации и учета рисков, возникающих в процессе деятельности каждого подразделения Объединения, включая риски, возникающие непосредственно в процессе производства. Подробно описан процесс управления рисками, заключающийся в организа-ции цикла управления рисками.

Ключевые слова: цикл управления рисками; идентификация рисков; оценивание риска; обработка рис-ка; критичность риска; мониторинг риска.

Барабаш Ж. А., Молчанский А. В.

Объектом исследований в настоящей конкурсной работе является адаптивная система управления, автоматизирующая документооборот в механосборочном цехе. Целью исследований является построить адаптивную систему управления бизнес-процессами в механосборочном цехе (далее система) с возможностью контроля и оценки результатов работы каждого участника бизнес-процесса, включая рабочих. В работе представлены основные этапы построения системы. Обоснован выбор программного обеспечения, выбранного для написания системы. Приведены алгоритм и требования к тестированию системы. А также приведены расчеты об экономической целесообразности внедрения и применения данной системы для автоматизации процессов документооборота в цехе.

Ключевые слова: системы управления, open source, бизнес-процесс

Козлов А. Е.

Прогнозирование производственного потенциала региона является непосредственным показателем, характеризующим в совокупности социально-экономические показатели региона в более упорядоченном виде. Данный показатель не является определенной закономерностью величиной. Эта величина расчетная, построенная на уравнениях множественной регрессии и проверенная на адекватность с использованием критериев Фишера и Снедекора. При этом модель, основанная на произведенных расчетах является улучшенной формой и может более тщательно и применяться при прогнозировании.

Ключевые слова: анализ, величина, моделирование, модель, показатели, прогнозирование, производственный потенциал, регион, регрессия, ресурсы, система, социально-экономическое развитие, уравнение, факторы производства.

Долганова А. А.

Рассматриваются способы достижения экономического результата путем создания принципиального нового товара на рынке с помощью инструментов QFD-анализа, а так же использования экономики знаний и компетентностного подхода при создании нового качества подготовки кадров для предприятий внедряющих Lean Production.

Ключевые слова: lean production; qfd-анализ; дом качества; компетентностный подход; бенчмаркинг; потребность; обучение; экономика знаний; самообучающаяся организация.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2017

Вход