2014. № 75

Методы и средства обучения

Качалин А. М., Задорожная О. Н.

В статье рассматриваются вопросы необходимости непрерывной подготовки инженерных кадров для аэрокосмической отрасли, начиная со школьного возраста, что способствует повышению уровня специалистов и развитию отрасли в целом, а так же рассматривается принцип функционирования комплексной системы дистанционного обучения и видеоконференцсвязи, как основного инструмента подготовки специалистов.

Ключевые слова: аэрокосмическая отрасль, целевая подготовка, специализированное программное обеспечение, дистанционное образование, инновационные информационные технологии

Математика. Физика. Механика

Зарецкий М. В., Сидоренко А. С.

Разработана методика численного моделирования и получены результаты рас-четных исследований характеристик вибронапряжений изделий авиационной техни-ки, вызванных действием стационарной случайной вибрации при полете с носителем. Получены спектральные характеристик и уровни вибрационных напряжений в различных точках конструкции изделия и  установлены максимальные уровни на-пряжений. С использованием алгоритмов статистического моделирования получены реализации случайных процессов вибронапряжений, соответствующие исходным спектральным плотностям, для различных видов случайного нагружения.

Ключевые слова: авиационное изделие, конструкция, вынужденные случайные колебания, метод конечного элемента; динамическое состояние, вибронапряжение, стационарная вибрация, спектральная плотность, статистическое моделирование

До С. З.

Течение Куэтта-Тэйлора в сжимаемом газе имеет большое значение для теоретической, а также для прикладной науки. Данному течению в сжимаемом газе или жидкости посвящено большое количество статей, содержащих как теоретический анализ, так и результаты численных расчетов. Однако число исследований для сжимаемого газа ограничено, несмотря на возрастающий практический интерес. Целью данной работы является численное исследование вихревой структуры течения Куэтта-Тэйлора для сжимаемого газа в зависимости от числа Рейнольдса и температуры поверхности цилиндров с использованием программного комплекса ANSYS CFX.
С целью получения надежных результатов для неограниченных коаксиальных цилиндров в построенной физической модели предполагается, что длина цилиндров существенно превышает промежуток между ними (в 100 раз в рассматриваемой модели). В качестве сжимаемого газа взят воздух. Численные результаты показывают, что траектории жидких частиц в соседних вихрях симметричны, что означает, что вихри являются спаренными.
Получена зависимость плотности вихрей, а также их структуры от числа Рейнольдса и поверхностной температуры цилиндров. Число Рейнольдса в данном случае определено по скорости внутреннего цилиндра и изменяется в пределах от 4.104 до 4.105, а температура отнесена к температуре торможения. Результаты расчетов показывают схожие зависимости плотности вихрей от числа Рейнольдса и от температуры поверхности. С ростом числа Рейнольдса плотность вихрей возрастает, затем достигает определенного уровня, после чего резко снижается.
Похожая картина наблюдается для соотношения плотности вихрей и температуры. В рассматриваемой модели температура поверхности внутреннего цилиндра фиксирована, а температура внешнего цилиндра изменяется в диапазоне от одной до восьми температур торможения. Вихревая плотность перестает изменяться, когда температура поверхности внешнего цилиндра превышает температуру торможения в семь раз.

Ключевые слова: течения Куэтта Тэйлора, влияние сжимаемости, структура течения

Лурье С. А., Дудченко А. А., Нгуен Д. К.

Проводится исследование локальных полей напряжений в задачах градиентной термоупругости, возникающих в рамках градиентных моделей теплопроводности, описывающих термобарьерные свойства границ за счет более полного учета условий сопряжения на границах раздела слоев композита. В основе расчётной модели используется градиентная теория упругости, учитывающая масштабный параметр структуры. Градиентная модель упругости полностью определяется Лагранжианом, учитывающим девиаторные, вихревые и объёмные деформации. Для учёта температурных воздействий используется классическая гипотеза Дюамеля-Неймана. В качестве примера рассматривается трехслойная композиционная структура с двумя прослойками между ними. Показано отличие распределение температуры по толщине структуры, рассчитанной по классической теории и по градиентной теории термоупругости, что позволяет определять распределение локализованных около границ контакта поперечных напряжений и деформации.

Ключевые слова: градиентная теория упругости, термоупругость, слоистый композит, напряженно-деформированное состояние, термобарьерные свойства границ

Крупенин А. М., Мартиросов М. И.

В статье изучаются вопросы численного моделирования эксперимента по сбросу плоских тел в жидкость. Моделируется вертикальный сброс на воду прямоугольной однослойной пластиныиз однородного изотропного материала. Вода моделируется идеальной сжимаемой жидкостью. Учитывается наличие воздушной прослойки между пластиной и водой. Изучается начальный этап взаимодействия, когда гидродинамические силы и давления достигают максимальных значений. Учитывается влияние на динамику пластины гравитационных сил. Задача решается в связной плоскосимметричной постановке.

Ключевые слова: удар, прямоугольная пластина,взаимодействие с жидкостью, численное моделирование

Блинков Ю. А., Ковалева И. А., Кузнецова Е. Л., Могилевич Л. И.

Получены уравнения, описывающие волны деформации с помощью асимптотических методов решения связанной задачи гидроупругости, включающей уравнения динамики трех соосных геометрически нелинейных упругих оболочек с учетом уравнений динамики вязкой несжимаемой жидкости, находящейся между цилиндрическими оболочками, с соответствующими граничными условиями. Мы получаем уравнения, обобщающие известное модифицированное уравнение Кортевега-де Вриза. Вследствие того, что радиус срединной поверхности оболочки значительно меньше длины волны деформации, в уравнениях динамики вязкой несжимаемой жидкости сделан асимптотический переход к классическому уравнению гидродинамической теории смазки. В данной работе при численном решения задачи Коши для полученного нового уравнения, с учетом влияния жидкости, применяется подход к построению разностной схемы, основанный на построении переопределенной системы разностных уравнений, получаемой из аппроксимации интегральных законов сохранения и интегральных соотношений, связывающих искомые функции и их производные. В результате разностная схема определяется как условие совместности для данной системы и получаемая разностная схема, автоматически обеспечивает выполнение интегральных законов сохранения по областям, составленным из базовых конечных объемов. Наличие жидкости между соосными оболочками приводит к волне деформации не только во внешней оболочке, но и во внутренних, в которых в начальный момент деформации равнялись нулю. В результате во внешней и внутренних оболочках устанавливается волна деформации постоянной амплитуды и скорости распространения с локальными всплесками на заднем фронте, что соответствует решению типа «уединенной волны», которое не описывается аналитически. Исследуемую конструкцию можно толковать как пятислойный пакет, заполнителем которого является жидкость. Использование данных моделей в свою очередь позволит существенно расширить возможности анализа экспериментальных данных по исследованию систем подачи топлива, систем охлаждения для авиакосмической техники, и т.д. динамика которых носит принципиально нелинейный характер.

Ключевые слова: нелинейные волны, цилиндрические оболочки, солитон

Авиационные технологии

Шутов П. В., Ефанов В. В.

В работе рассматривается современное состояние вопроса по методическому обеспечению испытаний осколочных боеприпасов, проводится анализ существующих теоретических и экспериментальных методик получения данных о параметрах осколочных полей. Для устранения выявленных недостатков предлагается методика определения параметров осколочных полей дистанционных боеприпасов, которая может быть реализована при условии наличия испытательного комплекса. Основным преимуществом испытательного комплекса является использование бесконтактных датчиков состоящих из набора секторов выполненных в виде перпендикулярно размещенных линеек фотоприемников и излучателей. Моделирование процесса разлета осколков позволяет произвести проверку работоспособности системы автоматизированного сбора и обработки данных о параметрах осколочного поля, а также рассчитать влияние получаемых исходных данных на изменение координатного закона поражения цели при заданных условиях.

Ключевые слова: испытания, осколочное поле, боеприпас, методика определения параметров

Керножицкий В. А., Колычев А. В., Макаренко А. В.

Статья посвящена конструктивной реализации метода термоэмиссионной тепловой защиты многоэлементной схемы с характерным размером термоэмиссионных элементов порядка 1-10 мм, методике ее расчета и проведению численных оценок параметров ее функционирования при аэродинамическом нагреве в диапазонах температур элементов конструкции гиперзвуковых летательных аппаратов от 1500К до 2100К. Полученные результаты можно использовать при разработке и создании гиперзвуковых летательных аппара различных типов и назначений на этапе эскизного и технического проектирования.

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

Космические технологии

Соколов Н. Л.

Разработан метод расчета приближенно–оптимальных траекторий движения космического аппарата (КА) на активных участках выведения на спутниковые орбиты при управлении вектором тяги двигательной установки. В качестве критерия оптимальности используется максимум конечной массы КА. Учитываются ограничения на максимально допустимые значения перегрузки и скоростного напора. Суть метода заключается в условном разбиении траекторий полета КА на характерные участки, определении рациональных программ управления и сопряжении полученных результатов. Применение метода позволяет избежать сложных вычислительных процедур, используемых при расчете оптимальных траекторий классическими методами. Приводятся результаты апробации разработанного метода при расчетах траекторий выведения при вертикальном и горизонтальном стартах КА.

Ключевые слова: космический аппарат, приближенно-оптимальное управление, активный участок, спутниковые орбиты, максимизация конечной массы, скоростной напор, перегрузка, характерные участки полета

Иванюхин А. В.

Статья посвящена вопросу оптимизации перелётов космических аппаратов с малой тягой и идеально регулируемым двигателем, в параметрическом пространстве KS-переменных. Задача оптимального управления решается с помощью принципа максимума Понтрягина, краевая задача – методом продолжения по параметру. Приводится параметризация краевой задачи, позволяющая расширить множество допустимых управлений за счёт отказа от ограничения, гарантирующего существование отображения в физическое пространство, в процессе решения краевой задачи. Приводится пример решения задачи, иллюстрирующий некоторые качественные особенности KS-преобразования.

Ключевые слова: механика космического полёта, преобразование Кустаанхеймо-Штифеля, идеально регулируемый двигатель, метод продолжения

Аэрокосмическое двигателестроение

Кожевников В. В., Смирнов А. А., Смирнов П. Е., Черный И. А.

Одним из направлений исследований работы электроракетных двигателей и в частности радиочастотных ионных двигателей является анализ параметров выходного пучка. Для этой цели была разработана автоматизированная система диагностики, включающая в себя: датчики для определения локальных параметров плазмы в пучке; трехкоординатный механизм перемещения зондов; программно-аппаратный блок управления координатным механизмом, а также сбором и первичной обработкой экспериментальной информации. В данной системе для определения тока заряженных частиц в пучке, построения профиля ионного пучка, его угловой расходимости и соответствующих потерь тяги используется зонд Фарадея. Для определения энергии ионов пучка, позволяющей, с учетом известных концентраций заряженных частиц разных типов, определить потери тяги, используется многосеточный энергоанализатор. Для определения заряда ионов разработан ExB зонд, обеспечивающий пространственное разделение заряженных частиц в скрещенных электрическом и магнитном полях. Оценка распределения электрических полей в пучке производится с помощью накального зонда. Данная система была создана в лаборатории кафедры «Электроракетные двигатели, энергетические и энергофизические установки» Московского авиационного института.

Ключевые слова: высокочастотный ионный двигатель, система диагностики параметров пучка, зонды

Системы управления и навигации

Бусурин В. И., Коробков В. В., Наинг Т. Л.

Рассмотрено влияние конструктивных параметров воспринимающего четырехлучевого элемента, построенного на основе оптического туннельного эффекта, на характеристики преобразователя ускорения;проведен анализ погрешностейтакого преобразователя ускорения, показывающий возможность построения малогабаритного помехозащищенного измерительного устройства для пассажирского самолета.

Ключевые слова: преобразователь, ускорения, четырехлучевой элемент, туннелирование, призма, температура, отражательная способность, погрешность

Электротехника. Электромеханика

Кириллов В. Ю., Клыков А. В., Жегов Н. А., Нгуен В. Х., Томилин М. М.

В статье приводится сравнение частотных диаграмм различных моделей сопротивления связи бортового кабеля летательного аппарата, выполненное в программной среде MATLAB.

Ключевые слова: бортовой кабель, летательный аппарат, электромагнитная помеха, со-противление связи

Техническая кибернетика. Информационные технологии. Вычислительная техника

Абдулхаков А. Р.

Рассматриваются вопросы повышения эффективности использования экспертных систем за счет структурной оптимизации их баз знаний методами нечеткой логики и кластерного анализа. Предлагается алгоритм редукции нечетко-продукционных правил Такаги-Сугено. На примере таксономии базы знаний системы фильтрации нежелательных почтовых сообщений производится анализ эффективности предложенного подхода для оптимизации баз знаний экспертных систем.

Ключевые слова: база знаний, экспертная система, редукция нечетких правил, оптимизация баз знаний экспертных систем

Радиотехника. Электроника. Телекоммуникационные системы

Зыонг Д. Х., Чайка Ю. В.

В статье рассматривается методика системного проектирования электронных устройств управления, предназначенных для работы в качестве составной части контура управления высокоточными электроприводами на базе бесконтактных мо-ментных электродвигателей. Предложенная методика позволяет: – автоматизировать получение передаточных характеристик всех звеньев следящей системы как во временной, так и в частотной области, используя встроен-ные возможности известного программного продукта моделирования электронных устройств OrCAD-PSpice; – автоматизировать получение набора функциональных характеристик привода в целом и всех промежуточных звеньев за счет возможности объединения однородных по виду моделей звеньев в единые модели электропривода и использо-вания единого средства моделирования; – использовать подсистему параметрической оптимизации пакета про-граммы PSpice для автоматизации улучшения характеристик звеньев, синтезиро-ванных известными формальными методами, с целью получения более высоких точностных характеристик привода, быстродействия привода, энергоэффективности; – выполнять непосредственное моделирование приводов и электронных устройств, содержащих нелинейные и параметрические звенья, а, следовательно, устройств управления с изменяемыми в процессе работы параметрами, а также осу-ществлять их параметрическую оптимизацию.

Ключевые слова: устройство управления электроприводом, бесконтактный электродвигатель, проектирование, оптимизация

Старовойтов Е. И., Савчук Д. В.

Исследованы характеристики бортовых лазерных локационных систем космических аппаратов методами математического моделирования. С использованием модели на основе приближений геометрической оптики разработана программа «МИТРА». Эта программа предназначена для оценки возможностей импульсных лазерных локационных систем при работе по близкорасположенным или удаленным космическим объектам, имеющим диффузно отражающую поверхность, а также снабженными уголковыми отражателями. Исследовано влияние расходимости зондирующего пучка и фоновой засветки на дальность локации. Результаты моделирования показывают, что программу «МИТРА» можно рекомендовать к широкому применению в проектных работах.

Ключевые слова: лазерная локационная система, космический аппарат, стыковка, моделирование, программа для ЭВМ

Материаловедение

Бойправ О. В., Борботько Т. В., Лыньков Л. М.

Обоснована актуальность проведения измерений параметров характеристик отражения и передачи электромагнитного излучения (ЭМИ) экранов ЭМИ в условиях, соответствующих пониженным температурам воздуха. Получены частотные зависимости коэффициентов отражения и передачи ЭМИ в диапазоне 0,7...17 ГГц для экранов ЭМИ, изготовленных на основе перлитосодержащих композиционных материалов, с плоской и геометрически неоднородной формами поверхности при температуре последней, составляющей —18 °С, +6 °С и +18 °С. Установлена динамика изменения температуры поверхности указанных экранов ЭМИ в диапазоне от —18 °С до +18 °С. Исследованные экраны ЭМИ предложено использовать для изготовления защитных корпусов оборудования, эксплуатируемого в неотапливаемых помещениях. Такие корпуса будут способствовать снижению уровня внешних электромагнитных воздействий на данное оборудование.

Ключевые слова: гипс, коэффициент отражения, коэффициент передачи, перлит, хлорид кальция, электромагнитное излучение

Экономика и менеджмент

Немудрый К. В.

Аэродромы и аэропорты наравне с авиакомпаниями и предприятиями по организации воздушного движения являются ключевыми элементами системы гражданской авиации. Однако сегодняшнее состояние дел в этой сфере вызывает серьезную озабоченность. Общесистемный кризис привел к сокращению с 1992 года более чем 900 аэродромов. Количество действующих аэродромов на территории России, начиная с 1991 года по настоящее время, сократилось в 5 раз.
В настоящее время в реестр аэродромов гражданской авиации включено 393 аэродрома, 62 из которых имеют федеральное значение и образуют опорную сеть российской гражданской авиации.
Проблема развития местных и региональных перевозок, прежде всего в районах со слаборазвитой сетью наземных путей сообщения, является особенно актуальной. Непринятие действенных мер может привести к необратимым последствиям, которые приведут к прекращению деятельности перевозчиков обслуживающих местные и региональные авиалинии, что в свою очередь приведет к серьезным социально-экономическим последствиям в регионах.

Ключевые слова: аэродромы, аэропорты, гражданская авиация, региональные перевозки

Замковой А. А.

Статья посвящена решению актуальной научной задачи о формировании нормативов рентабельности проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) в авиационной промышленности из средств федерального бюджета. Рассмотрены основные принципы программно-целевого управления и финансирования НИОКР в авиационной промышленности России. Предложен и обоснован расчет базовых нормативов рентабельности.

Ключевые слова: авиационный комплекс, финансирования НИОКР, авиационная промышленность, рентабельность

Малыхина М. А.

Цель исследования: разработать новый подход к формированию набора коммуникаций в интегрированном маркетинге. В статье раскрыта системная модель взаимосвязи управления качеством, маркетинговых исследований и связей с общественностьюв социальном маркетинге услуг. Статья формирует новый взгляд на роль маркетинговых исследований в комплексе интегрированного маркетинга как самостоятельной диалогичной маркетинговой коммуникации на примере маркетинга здравоохранения. В социальном маркетинге это позволяет подбирать маркетинговые коммуникации не только исходя из особенностей отрасли, компании, продукта и рынка, но и с учетом степени диалогичности, с приоритетом двусторонних маркетинговых коммуникаций: PR и маркетинговых исследований.

Ключевые слова: управление качеством, интегрированные маркетинговые коммуникации, связи с общественностью, маркетинговые исследования, социальный маркетинг, маркетинг услуг

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2017

Вход