2016. № 90

Механика

Теоретическая механика

Зайцев В. В.

Рассматриваются гарантирующие оценки интегральных воронок систем, описывающих движение ЛА при воздействии ограниченных неконтролируемых факторов. Доказаны теоремы об оценке сверху и снизу фазового потока системы, для траекторий, начинающихся в некотором начальном множестве. Обсуждаемые оценки получены с помощью развития метода сравнения для динамических систем, у которых необязательно существуют особые точки в исследуемой части пространства.

Ключевые слова: динамические системы, гарантирующие оценки фазового потока системы, системы сравнения, неконтролируемые факторы, динамика летательных аппаратов

Асланов В. С., Алексеев А. В., Ледков А. С.

В работе исследуется процесс уборки космического мусора при помощи тросовой системы. Рассматривается этап захвата космического мусора при помощи гарпуна и этап начала буксировки. Система состоит из буксира, снабженного двигателем малой тяги, пассивного объекта — космического мусора, моделируемого протяженным твердым телом тяжелее буксира, и упругого троса. Построена математическая модель и определены возмущения, возникающие из-за воздействия гарпуна. В результате проведения численных экспериментов найдены границы параметров системы буксировки, позволяющие осуществлять безопасный захват и последующий увод с орбиты пассивного объекта. Результаты работы могут быть использованы для создания новых систем уборки космического мусора.

Ключевые слова: космический мусор, космическая тросовая система, уравнения движения, стыковка, гарпун, хаос

Механика жидкости, газа и плазмы

Гидаспов В. Ю., Москаленко О. А.

В работе исследуется процесс инициирования детонации газокапельной смеси керосина с воздухом падающей ударной волной в модельной ударной трубе. Разработана упрощенная физико-математическая модель процесса. Капли углеводородного горючего считаются однокомпонентными, учитываются процесс испарения горючего и газофазные химические превращения. Исследуется влияние массовой доли капель на процессы образования и распространения детонационной волны в канале.

Ключевые слова: численное моделирование, углеводородные топлива, химические реакции, фазовые переходы, горение, детонации

Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Ларионова А. А., Дудченко А. А., Сергеев В. Н.

Рассматривается методика аналитического решения задачи по определению параметров в переходной зоне стыка крыла для передачи нагрузки от композита к металлу. Разработанная методика позволяет определить рациональную длину переходной зоны стыка, которая зависит от величины нагрузок, диаметра болтов, материала металла и композита. Вначале определяется длина зоны включения. Затем в зависимости от диаметра болта или заклепки определяется необходимое количество рядов крепежа. Аналитический расчет проверен методом МКЭ. Показано хорошее совпадение результатов расчета.

Ключевые слова: механические соединения, аналитический расчет, металлические материалы, композиционные материалы, болты, заклёпки, иголки, метод конечных элементов

Авиационная и ракетно-космическая техника

Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов

Головкин М. А., Головкина Е. В.

Представлены полученные в течение ряда лет в гидродинамических трубах методом подкрашенных струй картины течения вблизи моделей самолетов МиГ-23, МиГ-29, Су-27, орбитального корабля «Буран» и других моделей летательных аппаратов (ЛА). Отмечаются характерные особенности течений и вихревых структур, образующихся при обтекании моделей ЛА. Эти результаты использовались при отработке аэродинамики указанных ЛА, анализе весовых экспериментов в аэродинамических трубах, а также могут быть полезны при разработке других летательных аппаратов.

Ключевые слова: гидродинамическая труба, метод подкрашенных струй, вихревые структуры, наплыв крыла

Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

Макаров И. К.

Представлены результаты оценки достоверности расчета балансировочных углов отклонений рулей направления , элеронов  и угла крена  сверхзвукового самолета с несимметрично расположенной ракетой типа «воздух-поверхность», выполняющего горизонтальный прямолинейный полет со скольжением. В расчетах учитывалось интерференционное взаимодействие упругого крыла и ракеты. Оценка достоверности выполнена путем сопоставления результатов расчета с данными летного эксперимента.

Ключевые слова: сверхзвуковой полет, балансировка, аэродинамическая интерференция, упругое крыло, достоверность

Арутюнов А. Г., Дыдышко Д. В., Ендогур А. И., Кузнецов К. В., Толмачев В. И.

В статье представлены основные характеристики современных и перспективных транспортных самолетов (ТС). Проанализированы данные по некоторым техническим характеристикам транспортных и пассажирских самолетов (ПС). Проведен обзор основных тенденций развития ТС в различных областях, таких как аэродинамика, силовые установки, конструкция планера и т.п. Определены направления развития ТС на среднесрочную и долгосрочную перспективы.

Ключевые слова: перспективный транспортный самолет, грузовая рампа, грузовая кабина, уникальный негабаритный груз, генеральный груз, рамповый грузовой самолет

Колыхалов Д. Г., Сысоев О. Е., Иванов И. Н.

Статья посвящена новым подходам к оценке трубопроводных систем и их элементов на технологичность. В работе рассмотрены основные аспекты производственной технологичности трубопроводов летательных аппаратов, выявлены основные конструктивно-технологические параметры трубопроводов, в значительной степени влияющие на технологичность производства и монтажа трубопроводных систем. Проведен анализ производства трубопроводов и их элементов, проведена классификация технологических операций с точки зрения их сложности и влияния на технологичность, разработана система поправочных коэффициентов, учитывающая сложность производства и монтажа изделий трубопроводов. Предложен коэффициентный подход к оценке технологичности, введены коэффициенты технологичности трубопроводов, патрубков, магистралей, основанные на использование сравнения проектируемых элементов трубопроводов с эталонными прямыми трубами без разделки. Данный подход может быть полезен при предварительной оценке технологичности трубопроводных магистралей на ранних этапах проектирования летательных аппаратов и их систем. Приведены примеры оценки производственной технологичности трубопроводов.

Ключевые слова: производственная технологичность, коэффициенты технологичности, трубопроводные системы, летательные аппараты

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Куроедов А. А., Лаптев И. В., Борисов Д. М.

В вычислительном эксперименте исследуется влияние частиц конденсированной фазы на распространение возмущения конечной амплитуды в канале переменного сечения с проницаемыми стенками. Рассматриваются твёрдые сферические частицы одинакового размера. Численно определяется коэффициент затухания для конденсированной фазы. Показано существование оптимального размера частиц, способствующего наилучшему демпфированию возмущения.

Ключевые слова: акустическая неустойчивость, двухфазный, коэффициент затухания, диссипация

Борисов А. Д.

В статье рассматриваются способы подачи газогенраторного газа в основную камеру сгорания воздушно-реактивных двигателей комбинированных схем. Рассмотрены различные варианты соплового блока газогенератора при осевой подаче. Выбран оптимальный вариант с точки зрения коэффициента полноты сгорания. Исследована зависимость эффективности смешения от угла вдува при подаче со стенки камеры сгорания. Результаты сопоставлены с эмпирическими формулами для траектории струи в поперечном потоке. Показана необходимость учета спектра конденсированных частиц при изучении вдува двухфазного газогенераторного газа.

Ключевые слова: струйная система стабилизации, газогенератор, эффективность смешения, конденсированные частицы

Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов

Розин П. Е.

В статье рассматривается система ориентации и стабилизации (СОиС) малого КА «Аурига». Рассмотрен приборный состав (исполнительные органы и измерительные приборы) СОиС. Предложена логика функционирования бортовой задачи системы ориентации и стабилизации в режиме трехосной ориентации. Получены результаты предварительного моделирования управляемого углового движения КА в подрежиме орбитальной ориентации.

Ключевые слова: малый космический аппарат дистанционного зондирования Земли, КА «Аурига», трехосная ориентации, логика работы бортовой задачи системы управления

Хуан И.

Работа посвящена проблеме оптимального управления маневром лунного аппарата для посадки на выбранную точку после этапа основного торможения при мягкой посадке на поверхность Луны с использованием схемы «с зависаниями». Разработана методика выбора программ управления углом тангажа и дросселирования тяги двигателя на этапе поступательного спуска между зависаниями, обеспечивающих обнуление скорости и вертикальную ориентацию аппарата в начале и в конце этапа.

Ключевые слова: лунный аппарат, мягкая посадка, зависание, оптимальное управление

Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы

Приборы навигации

Антонов Д. А., Жарков М. В., Кузнецов И. М., Чернодубов А. Ю.

В статье приводится анализ требований к применению автомобильных навигационных систем в составе интеллектуальных транспортных систем (ИТС). Определяются функциональные ограничения, накладываемые особенностями эксплуатации в городских условиях. Приводятся методы борьбы с явлением многолучевости, возникающим в условиях плотной городской застройки.

Ключевые слова: интеллектуальная транспортная система, инерциальная навигационная система, микромеханические инерциальные датчики, спутниковая навигационная система, многолучевость, оптимальная обработка информации, интегрированная навигационная система

Белоусов Е. О.

В данной работе предложен метод подавления шумов микроэлектромеханических систем (МЭМС) гироскопа с использованием интегральной схемы обработки сигналов с адаптивной обратной связью. Адаптивная схема отслеживает граничную частоту входного сигнала и, в зависимости от нее, изменяет полосу схемы обработки и шум на выходе. Была разработана математическая модель системы, состоящей из датчика и схемы обработки для оценки шумовых и динамических характеристик системы. Предложена архитектура адаптивной схемы, включающую дополнительную петлю, отслеживающую граничную частоту, а также алгоритм переключения параметров петли ОС. Был проведен анализ устойчивости полученной схемы, по итогам которого произведена модификация адаптивной схемы путем включения перестраиваемых звеньев компенсации. Применение предложенного метода позволяет увеличить среднее значение соотношения сигнал-шум на 5 дБ, что увеличивает точность горизонтального позиционирования на 3,4 м после интегрирования шума в течение одной минуты.

Ключевые слова: МЭМС датчики, инерциальные системы навигации, интегральные схемы, следящие системы

Купоросова Е. С.

С целью исследования точности работы алгоритма инерциального счисления пути с помощью пешеходной навигационной системы (ПНС) выполнено моделирование движения робота, имитирующего походку человека. Для оценки количественных и качественных характеристик модели движения робота проведен эксперимент с движением человека по замкнутому прямоугольному маршруту с блоком инерциальных измерителей (БИИ) ADIS16405, закрепленным на поясе пользователя. При моделировании движения робота основное внимание уделено работе алгоритма обработки входной информации с выходов трех гироскопов и трех акселерометров БИИ, характеристики моделей которых приняты идеальными. Моделирование работы алгоритма обработки входной информации выполнено без внешней коррекции. Исследовано влияние амплитуд угловых колебаний БИИ на погрешность счисления пути при заданном периоде дискретности ПНС Т=0,025 с.

Ключевые слова: акселерометр, датчик угловой скорости, угловые колебания, траектория, система координат, кинематическая модель движения, кажущееся ускорение, преобразование Фурье

Технология приборостроения

Ванцов С. В., Зве М. М.

В статье рассмотрены вопросы, касающиеся тепловыделения при сверлении монтажных и переходных отверстий в печатных платах. Особенность заключается в малых размерах инструмента и свойствах композиционных материалов диэлектрического основания печатных плат. Показаны основные дефекты отверстий и механизмы их возникновения. Получены формулы изменения температуры.

Ключевые слова: сверление, тепловыделение, печатные платы

Сокольский А. М., Сокольский М. Л.

В данной статье рассматривается проблема возникновения явления электрохимической миграции, и факторы, влияющие на ее интенсивность. Явление электрохимической миграции заключается в том, что при появлении разности потенциалов между расположенными близко друг к другу проводниками и наличии токопроводящей среды (электролита) начитается рост проводящих нитей — дендритов. Наличие дендритов может привести к сбоям в работе авиационных приборов, и, как следствие к выходу их из строя. Для выявления факторов, увеличивающих интенсивность электрохимической миграции, был проведен ряд экспериментальных исследований в климатической камере с имитацией условий полета летательного аппарата. И также, даны рекомендации по уменьшению вероятности возникновения электрохимической миграции.

Ключевые слова: авионика, электрохимические процессы отказов, физическая надежность, электроизоляционные конструкции

Приборы и методы преобразования изображений и звука

Попов Л. Н.

Рассмотрена методика построения линейки полосовых КИХ фильтров, являющейся основным элементом графического эквалайзера. Предложена методика расчета коэффициентов фильтров, обеспечивающая подобие характеристик фильтра при сдвиге его граничной частоты. Показана практическая невозможность прямой реализации системы КИХ фильтров на базе сигнального процессора из-за большого числа операций умножения, выполняемых за период дискретизации. Предложена структура, основанная на использовании интерполирующих КИХ фильтров сложенной структуры, позволяющая на три порядка уменьшить число требуемых операций умножения. Проведена оценка сложности программной реализации эквалайзера.

Ключевые слова: полосовой фильтр, интерполированный фильтр нижних частот сложенной структуры

Тихомиров А. В., Иванов М. С., Омельянчук Е. В.

В статье рассмотрен принцип работы пассивного акустического пеленгатора, определен метод вычисления временных определений, произведена оценка требуемой частоты дискретизации, необходимой для программно-аппаратной реализации цифровой части акустического пеленгатора. Значение частоты дискретизации получено в результате лабораторных измерений, выполненных на макете пеленгационного устройства акустических сигналов. Показано, что уровень развития современной компонентной базы для акустических устройств позволяет существенно уменьшить их габариты и повысить точность временных определений.

Ключевые слова: акустический пеленгатор, база пеленгационного устройства, временные определения, азимутальный угол, частота дискретизации

Радиотехника и связь

Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Ковальский А. А.

Научная работа посвящена организации статистического уплотнения разнородного трафика в каналообразующей аппаратуре земных станций спутниковой связи (ЗССС) в условиях изменяющейся помеховой обстановки. Объектом исследования является земная станция спутниковой связи. Предметом исследования является технология уплотнения спутниковых радиолиний при передаче мультисервисного трафика в земных станциях.

Целью исследований состоит в повышении пропускной способности земных станций спутниковой связи за счет статистического уплотнения мультисервисного трафика в различных условиях помеховой обстановки.

Разработаны модели статистического уплотнения и алгоритмы диспетчеризации разнородного трафика с учетом приоритетов в обслуживании и нестационарности входящих информационных потоков на основе марковски модулируемых пуассоновских процессов. Проведено исследование зависимостей увеличения пропускной способности ЗССС от применения технологии статистического уплотнения и изменения параметров качества обслуживания разнородного трафика. Предложены рекомендации по модернизации каналообразующей аппаратуры ЗССС, а также разработан макет специального программно-математического обеспечения каналообразующей аппаратуры ЗССС.

Ключевые слова: статистическое уплотнение, диспетчеризация трафика, земная станция спутниковой связи

Радиолокация и радионавигация

Картуков А. В., Меркишин Г. В., Назаров А. Н., Никитин Д. А.

Статья посвящена проблеме регистрации аэродинамических характеристик в режиме реального времени. Существующие методы исследования не позволяют быстро регистрировать быстрое изменение параметров и колебаний неоднородностей в воздушной среде и дают усредненную в некотором отрезке времени картину. Представленная система позволяет проводить анализ проходящих колебаний давления в воздушной среде, возникающих под влиянием движущегося объекта, оценивать их амплитуду и частоту, длительность переходного процесса и может быть полезной при исследовании аэродинамических характеристик объектов различной формы.

Ключевые слова: анализ атмосферы, лазер, четырёхоконный фотоприёмник, аналого-цифровой преобразователь

Расторгуев В. В., Нуждин В. М., Коновальцев А. В., Ананенков А. Е., Марин Д. В.

Рассмотрен вопрос внедрения в многофункциональную бортовую РЛС нового режима работы с земной поверхности по малоразмерным низкоскоростным целям. Проведена оценка потенциальных характеристик в сравнении с известными специализированными РЛС.

Ключевые слова: многофункциональная РЛС, режим охраны территории, обнаружение малоразмерных целей, селекция движущихся целей

Сычев М. И.

Рассматривается задача сопровождения траекторий воздушных судов по информации от радиолокационных средств наблюдения на основе многомодельной фильтрации. Представлены модели для описания их горизонтального движения с использованием различных векторов состояния. Описан подход для построения упрощенных многомодельных алгоритмов траекторной обработки. Проведено сравнение трех многомодельных алгоритмов тракторной обработки. Представлены результаты моделирования.

Ключевые слова: траекторная обработка, многомодельная фильтрация, радиолокационные средства наблюдения

Информатика, вычислительная техника и управление

Системный анализ, управление и обработка информации

Гусейнов А. Б., Маховых А. В.

В данной работе изложена методика формирования рационального облика бортового распознающего устройства в составе беспилотного летательного аппарата на основе комплексного критерия «Стоимость-Эффективность». Сформулирована матрица возможных признаков распознавания объекта. Приведена структурно-функциональная схема распознающего устройства. Для оценки эффективности распознавания объекта используется правило минимизации риска, которое называется байесовским методом оценки вероятности различных гипотез. Техническое подобие объекта и эталона определяется средней вероятностью распознавания во всем диапазоне изменения числовых показателей закона распределения признака, как случайной величины. Сформулированы постановки задачи структурного анализа и синтеза и параметрической оптимизации. Дана блок-схема и методы решения задач на базе комплексного критерия — минимум стоимости выполнения задачи с заданной эффективностью.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, распознающее устройство

Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Дудаков Н. С., Макаров К. В., Тимошенко А. В.

Предложена методика формализации требований к системам управления базами данных (СУБД) при проектировании АСУ специального назначения. Показано, что при решении разнородных высокодинамичных задач применение универсальных СУБД неэффективно, что обусловливает актуальность разработки специальной СУБД с учетом поставленных требований. Проведена декомпозиция задач АСУ Воздушно-Космическими силами (ВКС), предложено использование распределенной неоднородной СУБД.

Ключевые слова: системы управления базами данных, автоматизированные системы управления, требования к программному обеспечению

Системы автоматизации проектирования

Чистяков М. Г., Назаров А. В., Морозов С. А.

В статье представлен базовый маршрут автоматизированного проектирования библиотеки стандартных комплементарных металл-окисел-полупроводниковых (КМОП) элементов, выполненных по технологии кремний-на-сапфире (КНИ) с минимальным топологическим размером 0,25 мкм, обеспечивающей гарантированный уровень радиационной стойкости. Апробирован комплекс программных средств, реализующий представленный маршрут и приведена методика проектирования конкретного библиотечного стандартного элемента.

Ключевые слова: маршрут проектирования, библиотека стандартных элементов, радиационная стойкость, сверхбольшая интегральная схема, система автоматизированного проектирования

Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Аносов Ю. В., Курдюмов Н. Н.

В статье рассматривается проблема разработки прикладных программных приложений, одной из функций которых является распознавание и интерпретация тех или иных математических выражений, заданных в символьной форме, а также представляется разработанный авторами статьи встраиваемый интерпретатор подобных математических выражений, основанный на информационных таблицах и сложноподчинённых рекурсивных вычислениях. Представляемый интерпретатор обладает небольшими размерами, поддерживает широкий набор математических функций (включая гиперболические), скобочную и функциональную запись любой степени вложенности. Реализованная в интерпретаторе многоуровневая система анализа символьных математических выражений позволяет отслеживать множество лексических, синтаксических, семантических и математических ошибок (включая ошибки периода исполнения).

Представляемый интерпретатор может быть использован при разработке различных программных приложений математического характера путём простого включения модуля интерпретатора в разрабатываемый проект директивами инструментальной среды разработки «Microsoft Visual Studio» и соответствующего оформления вызовов средствами языка «Си» [1-3].

Ключевые слова: интерпретатор, лексический анализатор, синтаксический анализатор, анализатор математических ошибок периода исполнения, промежуточная форма, программное приложение, программный модуль, рекурсия

Танненберг И. Д., Рамазанов Р. Ф.

В настоящей работе приводятся результаты моделирования движения прямоугольных жестких пластин в набегающем потоке с помощью методов вычислительной гидродинамики на перекрывающихся сетках [1], реализованных в программном продукте ЛОГОС, разработки ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». Моделирование проводится с целью валидации возможностей ПП ЛОГОС путем сравнения расчетных траекторий движения пластин и известных результатов расчетного и экспериментального исследования. В трех исследованиях из четырех получено удовлетворительное совпадение результатов, для неудовлетворительного случая дан анализ причин отклонения.

Ключевые слова: вычислительная гидродинамика, расчет движения тел, валидация, суперкомпьютерные вычисления, обледенение, ЛОГОС, перекрывающиеся сетки

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2017

Вход