2022. № 123

Механика

Попов И. П.

Цель исследования состоит в аналитическом синтезировании искусственного момента инерции и установлении определяющих его параметров. Существование аналогий между физическими величинами разной физической природы не приводит автоматически к возможности получения соответствующих функциональных зависимостей. Для этого в первую очередь необходимы технические средства, обеспечивающие согласование размерностей дуальных величин. Если поместить искусственный электрический маховик в «черный ящик» с выведением вала наружу, то никакими экспериментами невозможно установить, искусственный или «натуральный» маховик находится внутри. Главными преимуществами искусственного маховика над «натуральным» являются несопоставимо меньший вес и возможность электрического управления моментом инерции в широких пределах путем изменения магнитного поля (возбуждения) и емкости, что создает хорошую перспективу применения его в системах автоматического управления.

Ключевые слова: искусственная масса, искусственный момент инерции, вес, магнитное поле, электрическая емкость

Коровайцева Е. А.

В работе сравнивается поведение мягких оболочек вращения различных канонических форм меридиана из неогуковского материала при больших деформациях под воздействием равномерно распределенного по меридиану давления. Деформирование оболочек описывается единой системой уравнений, применимой для конструкции любой из рассматриваемых форм меридиана при произвольных перемещениях и деформациях. Граничные условия, геометрические размеры в плане и площадь недеформированной поверхности оболочек считаются одинаковыми. Для решения задачи используется алгоритм метода дифференцирования по параметру. При этом исходная система нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений дифференцируется по параметру продолжения решения задачи, что приводит к формированию взаимосвязанных квазилинейной краевой и нелинейной начальной задач, решаемых последовательно итерационным способом. Установлены значимые для проектирования мягкооболочечных конструкций различия свойств напряженно-деформированного состояния, характерные для полусферической, цилиндрической, торовой и конической мягких оболочек при больших перемещениях и деформациях.

Ключевые слова: мягкая оболочка, высокоэластичный материал, большие деформации, метод дифференцирования по параметру

Серегин С. В., Добрышкин А. Ю., Сысоев Е. О., Журавлева Е. В.

Тонкостенные цилиндрические оболочки имеют широкое применение в различных отраслях промышленности. Развитие техники выдвигает все более серьезные требования к прочности и устойчивости конструкций на ряду с их невысоким весом и стоимостью. Такие требования применяются к воздушной технике, к беспилотным летательным аппаратам. Оптимальным решением во многих случаях является использование тонкостенных оболочек из карбоновых материалов, обладающих высокими прочностными качествами. Оптимальным решением во многих случаях является использование тонкостенных оболочек из карбоновых материалов, обладающих высокими прочностными качествами. Оболочечные конструкции подвергаются температурным, ветровым нагрузкам, переменным атмосферным давлением во время полета летательных аппаратов и многим другим динамическим воздействиям. Поэтому, конструктивные материалы оболочек должны быть лёгкими и прочными. Наиболее часто в последнее время применяют карбоновые материалы, которые на порядок легче и прочнее металла. В условиях эксплуатации оболочки подвергаются высоким динамическим воздействиям, которые могут привести к неблагоприятным воздействиям. Однако, проблема динамики многослойных карбоновых оболочек на сегодняшний день не до конца изучена. Так, например, известные теоретические исследования, в ряде случаев, имеют значительные расхождения в значениях низших частот спектра колебаний армированных оболочек с численными расчетами, выполненными методом конечных элементов. Данное обстоятельство требует проведение экспериментального исследования поведения низших частот В статье проведено экспериментальное исследование влияния многослойного армирования карбоновых тонкостенных разомкнутых цилиндрических оболочек на их свободные колебания. Для экспериментального исследования влияния многослойности армирования карбоновых тонкостенных разомкнутых цилиндрических оболочек на их свободные колебания, на базе Комсомольского-на-Амуре государственного университета были созданы экспериментальные образцы. Модели оболочек с однослойным армированием выполнялись из карбоновой ткани 2/2 12К-1000-600. Двухслойное армирование создавалось из слоя карбоновой ткани 2/2 12К-1000-200 и слоя ткани 2/2 12К-1000-400. Трехслойное армирование создавалось из трех слоев карбоновой ткани 2/2 12К-1000-200 Выполнено сравнение экспериментальных данных с аналитическим решением. Выявлено увеличение частот колебаний карбоновых тонкостенных разомкнутых цилиндрических оболочек с увеличением количества слоев армирования карбоновой тканью по отношению к значениям частот, полученных аналитически.

Ключевые слова: колебания, оболочка, экспериментальные исследования, методика расчета

Зотов А. А.

В данной работе предлагается методика построения расчетной модели трехслойных пластин с дискретным заполнителем в виде регулярной системы конусообразных ячеек, расположенных в шахматном порядке. Приведены примеры расчетных моделей, использованных при изготовлении различных трехслойных структур методом 3D-печати. Для определения напряженно-деформированного состояния, а также критических параметров устойчивости и динамики пластин переменной жесткости применяются обычно КЭ-комплексы. Предлагаемая методика позволяет получить аналитическое решение дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. При решении задачи изгиба трехслойной пластины используется методика, основанная на уравнениях Э. Рейсснера для пластин средней толщины (h/a > 1/5).

Ключевые слова: прямоугольная трехслойная пластина, аналитические методы, напряженно-деформированное состояние, прочность, устойчивость

Михайлова Е. Ю., Федотенков Г. В.

Исследуется напряженно-деформированное состояние системы «полупространство-мембрана» под действием нестационарной нагрузки. Разрешающее уравнение, базирующееся на принципе суперпозиции, вытекает из условий свободного проскальзывания между мембраной и упругим полупространством. Для решения задачи используется численно-аналитический алгоритм, основанный на методе квадратур. Найдены контактные напряжения, возникающие между мембраной и полупространством, а также нормальные перемещения поверхности системы в зависимости от времени и координаты. Проведен параметрический анализ результатов решения.

Результаты решения могут найти применение в различных отраслях промышленности, где используются покрытия для защиты поверхностей от нестационарных механических воздействий.

Ключевые слова: нестационарные контактные задачи, упругое полупространство, мембрана, нестационарная нагрузка, сингулярные интегралы, принцип суперпозиции, функция влияния, интегральные преобразования

Егоров И. А.

На базе использования метода дискретных вихрей рассматриваются особенности обтекания дугообразного крыла на дозвуковых скоростях. Показана важность учёта кривизны дугообразного крыла на всех этапах расчёта. Построена методика, позволяющая проводить определение распределения аэродинамической нагрузки по дугообразным крыльям различных схем и значения коэффициентов подъемной силы.

Ключевые слова: обтекание, аэродинамическая нагрузка, дозвуковая скорость, дугообразное крыло, кривизна, метод дискретных вихрей, густота сетки, подъемная сила

Корнев С. В., Пименов И. А.

Исследуется поле течения вокруг двух несущих поверхностей, моделирующих крыло и горизонтальное оперение (ГО). Проведён расчёт аэродинамических характеристик и смоделирована картина обтекания двух несущих поверхностей в диапазоне углов атаки α от 0 до 25° при различном расположении ГО по высоте: верхнем (№ 1), исходном (№ 2) и нижнем (№ 3). Показано, что нижнее расположение ГО является рациональным, т.к. на больших углах атаки ГО находится вне области вихревого следа за крылом.

Ключевые слова: поле скоростей, крыло, горизонтальное оперение, расчётная сетка, вихревой след, аэродинамические характеристики

Хатунцева О. Н.

Проведены исследования возможности описания как ламинарных, так и турбулентных режимов течения жидкости на основе одних и тех же уравнений. Предложено рассматривать уравнения Навье-Стокса (УНС) в фазовом пространстве, расширенном за счет введения дополнительной – стохастической переменной. В результате, в выражении для полной производной по времени появляется дополнительное слагаемое, характеризуемое производством энтропии за счет возбуждения стохастических возмущений.

Для ламинарных режимов течения производство энтропии принимает нулевое значение, дополнительное слагаемое исчезает, и осуществляется переход к УНС в их стандартном виде, решения которого описывают только ламинарные режимы течения.

Включение в уравнения дополнительного слагаемого, характеризуемого производством энтропии (которое всегда неотрицательно), позволяет учитывать необратимость физических процессов по времени в тех случаях, когда это производство ненулевое.

Показано, что возникновение и поддержание недетерминированных – стохастических процессов – в жидкости возможно в тех системах, где существуют несовместимые между собой граничные условия. В этом случае становится невозможным существование одного гладкого решения, и можно говорить лишь о наличии двух или более непересекающихся или пересекающихся негладким образом асимптот решения. Область, находящаяся между этими асимптотами (или в окрестности точки «разрыва» производных) является областью неопределенности, порождающая стохастический процесс.

Для описания таких процессов будем использовать «обобщенные» решения, в которых учитывается вклад каждой асимптоты решения в общее решение в каждой точке исследуемой области.

В такой постановке найдены «ламинарное» и обобщенное «турбулентное» решения плоской задачи Пуазейля. Приведено сравнение экспериментального универсального пристеночного профиля скорости и обобщенного «турбулентного» решения задачи для различных значений числа Рейнольдса.

Ключевые слова: турбулентное течение Пуазейля, универсальный профиль скорости, ламинарно-турбулентный переход

Гаврилова А. Ю., Кули-Заде М. Е., Черкасова М. В.

Плазмомеханическая трактовка возбуждённых атомов применяется в рамках физико-химической кинетики инертных газов. Рассматривается квазистационарная задача, когда общее число ядер известно. Вводится понятие вектор состояния как результат решения многоуровневой кинетики. Квазиравновесие низкотемпературной плазмы инертных газов характеризуется диаграммами параметров.

Ключевые слова: плазмомеханика, плазма инертных газов, столкновительно–излучательная модель, квазиравновесие, вектор состояния, диаграммы метаравновесных состояний

Гидаспов В. Ю., Зыонг М. Д.

Рассматривается задача о распаде произвольного разрыва на границе раздела между многокомпонентными газами, свойства которых описываются вириальным термическим уравнением состояния с однофлюидной моделью смешения. Представлены физико-математическая модель, вычислительные алгоритмы и результаты численного моделирования. Вычислительная модель реализована для трех случаев: первый – «замороженный», физико-химические процессы в газах не происходят и концентрации компонентов не меняются; второй – «равновесный» концентрации химических компонентов удовлетворяют условиям химического равновесия; третий – комбинированный, концентрации компонентов слева и справа от разрыва могут быть «замороженными» или «равновесными». Проведены расчетно-теоретические исследования распада разрыва на границе: аргон – метано-воздушная горючая смесь и гелий – водородо-воздушная горючая смесь. Определены диапазоны начальных данных, при которых результаты расчетов с использованием термического уравнения состояния реального и совершенного газов существенно отличаются.

Ключевые слова: реальный газ, равновесная адиабата, детонация, термодинамическое моделирование, распад произвольного разрыва в равновесно-реагирующем и детонирующем газе

Жуков Н. А., Киселёв И. А.

В настоящей работе представлена новая имитационная модель динамики концевого фрезерования тонкостенных деталей из труднообрабатываемых сплавов. Отличительными особенностями модели являются учет пространственного силового взаимодействия как по передней, так и по задней поверхности режущих зубьев фрезы, а также эффекта регенерации поверхности при моделировании динамики лезвийной обработки. Модель позволяет рассчитывать временные законы колебательного движения обрабатываемой детали в процессе обработки фрезерованием, сил резания, а также выбирать рациональные режимы обработки по критерию производительности технологического процесса за счет проведения многовариантных расчетов при изменении технологических параметров. Приведена структура разработанной имитационной модели, а также описаны все основные блоки, составляющие данную модель. Разработанная модель была использована для проведения численного эксперимента по исследованию влияния сил контактного взаимодействия по задней поверхности режущего зуба инструмента на динамику концевого фрезерования тонкостенной заготовки. Полученные результаты моделирования показали качественное соответствие экспериментальным данным из открытых литературных источников.

Ключевые слова: динамика резания, концевое фрезерование, демпфирование процесса, задняя поверхность зуба фрезы, имитационное моделирование

Радиотехника и связь

Азаров А. В., Караваев М. Н., Рожков С. С., Славянский А. О., Смолка К. А.

Целью работы является создание малогабаритного комплекса пассивной радиолокации для размещения на беспилотном летательном аппарате. Рассмотрены принципы построения радиопеленгатора, работающего в диапазоне от 1 до 18 ГГц, с учетом ограничений по массогабаритным характеристикам. Предложена антенная система, обеспечивающая высокую вероятность получения азимута на источник радиоизлучения с точностью до одного градуса в зоне обзора до 180 градусов. Рассмотрена возможность определения географических координат источников радиоизлучения при использовании пеленгатора на беспилотном летательном аппарате.

Ключевые слова: радиолокация, фазовая пеленгация, антенная система, беспилотный летательный аппарат

Муратчаев С. С., Волков А. С., Маргарян Р. А., Бахтин А. А.

В работе рассмотрен алгоритм подбора метода маршрутизации на основе метрики сети, для применения в сценариях с различной динамикой изменения топологии сети. За основу взят протокол маршрутизации OLSRv2 располагающий алгоритмами подбора кротчайшего пути между узлами на основе остаточной энергии узлов, что в среднем увеличивает время жизни сети.

При анализе полученных результатов имитационного моделирования были выявлены сценарии, при которых разработанный алгоритм выигрывал в параметрах средней задержки и коэффициента доставки пакетов данных у классических протоколов маршрутизации. Также был выявлен недостаток, связанный с большим количеством добавленных метрик, что приводит к увеличению количества генерируемых служебных сообщений в сети. Однако, благодаря стабильной работе протокола и его эффективности в различных сценариях моделирования, данные недостатки компенсируются параметрами основанных на остаточной энергии в узлах.

Ключевые слова: MANET, протоколы маршрутизации, OLSR, AODV, ad hoc

Бужин И. Г., Антонова В. М., Миронов Ю. Б., Антонова В. А.

В статье проанализированы опасные события и уязвимости существующих транспортных сетей связи 5G; выявлены актуальные угрозы безопасности информации для 5G/SDN/NFV; приведены рекомендации операторам сетей 5G для решения потенциальных проблем безопасности сетей 5G.

Ключевые слова: 5G, угрозы, уязвимости, УБИ, модель угроз, сети передачи данных

Подстригаев А. C., Смоляков А. В.

В работе исследована точность определения несущей частоты и длительности импульса в цифровом многоканальном приемнике с субдискретизацией. Такой приемник целесообразно использовать для широкополосного частотного анализа в когнитивных радиосистемах и средствах радиомониторинга. Так как наложения импульсов во времени на входе приемника при этом неизбежны, в работе исследованы эффекты, возникающие при определении частотно-временных параметров наложенных импульсов. Особое внимание уделяется случаю, когда несущие частоты импульсов близки в первой зоне Найквиста. Показано, что точности определения частотно-временных параметров в приемнике, а также его разрешающей способности по частоте достаточно для решения задач широкополосного анализа. Предложены возможные пути дальнейшего снижения ошибок и повышения разрешающей способности.

Ключевые слова: приемник с субдискретизацией, субдискретизация, широкополосный приемник, цифровой приемник, частотно-временные параметры, SDR, программно-определяемый приемник

Бельский А. Б.

Необходимость круглосуточного, всепогодного и безопасного выполнения боевых и специальных задач летательными аппаратами (ЛА) военного назначения, обеспечение полной ситуационной осведомленности экипажа ЛА о закабинном пространстве и фоноцелевой обстановке (ФЦО) в условиях информационного противодействия противником, накладывают повышенные требования к средствам воздушной разведки, т.е. функциональным характеристикам бортовых систем мониторинга, обнаружения и распознавания целей, а также к определению их координат и целеуказания.

В статье рассматриваются и анализируются особенности построения, применения бортовых оптико-электронных систем (ОЭС) для выполнения задач воздушной разведки.

Ключевые слова: оптико-электронные системы, радиолокационные системы, комплексирование изображений, информационные каналы, алгоритмы обработки

Соколов Д. Ю.

Статья посвящена рассмотрению применения искусственной нейронной сети для решения задач прогнозирования движения наземных объектов. Предлагается новый подход к построению архитектуры и использованию способов обучения нейронной сети применительно к специфике задачи прогнозирования траектории движения в пространстве параметров. Дается оценка различным способам обучения, и определяются оптимальные параметры коэффициентов, используемых в алгоритмах обучения нейронной сети.

Задача прогнозирования движения наземных объектов является актуальной, как применительно к действиям боевых вертолётов, в случае наведения их на подвижную маневрирующую цель, так и применительно к гражданской авиации, в том числе беспилотной, когда необходимо отслеживать различные наземные объекты.

Применение известных типов нейронных сетей для решения задачи прогнозирования движения наземного объекта (как образа траектории движения объекта в целом) не учитывает последовательность прохождения объектом точек траектории, что является важной информацией для решения задачи прогнозирования движения объекта. Дополнительная обработка данных и математические преобразования позволяют решить задачу учета информации о последовательности прохождения точек, однако это увеличивает общую сложность вычислений и может нивелировать эффективность применения НС для решения задачи прогнозирования.

В статье предложена некоторая архитектура построения нейронной сети, в которой каждый нейрон соответствует отдельной точке или области пространства, где осуществляется движение объекта. Данная архитектура предполагает построение рекуррентной нейронной сети, что накладывает некоторые особенности на процесс обучения и последующего использования нейронной сети. Так процесс обучения рекуррентной нейронной сети должен быть итерационным до достижения некоторого минимума целевой функции.

В статье рассмотрены различные способы обучения нейронной сети и определены наиболее подходящие с точки зрения минимизации ошибки и длительности циклов обучения.

В данной статье рассмотрено движение в двух координатах (на плоскости). Однако в общем случае пространство параметров в которых происходит движение может содержать большее количество координат (гиперплоскость). Обучение и использование пространственно-закрепленной НС для прогнозирования движения в пространстве параметров любого количества координат будет осуществляться аналогичным способом, как и для прогнозирования движения на плоскости.

В перспективе предложенный вариант построения нейронной сети может быть использован для прогнозирования движения различных, в том числе абстрактных объектов в многомерном гиперпространстве их параметров.

Ключевые слова: нейронные сети, траектория движения, прогнозирование движения объекта, пространство параметров, наземный объект, архитектура нейронной сети, алгоритм обучения нейронной сети

Ананьев А. В., Иванников К. С., Кажанов А. П.

В статье проведен анализ существующих подходов к оценке эффективности способов применения авиационных средств поражения. Показано, что при оценке эффективности определение потребных нарядов может осуществляться как без учета, так и с учетом средств противовоздушной обороны противника, что в целом обоснованно. В то же время акцентировано внимание на том, что во многих источниках в случае использования вероятностного подхода, вероятность в моделях применения авиационных средств поражения принимается постоянной. Сложившееся положение дел не соответствует действительности, так как по мере нанесения авиационных ударов с одной стороны экипажами авиационных комплексов производится коррекция промахов, с другой стороны, противоборствующая сторона наращивает противодействие за счет применения средств противовоздушной обороны, средств радиоэлектронной борьбы или вывода своих сил и средств из-под удара.

Для учета изменения оценки вероятности поражения объектов предложено использование нестационарных марковских случайных процессов. Учет изменения вероятности в циклах авиационных ударов заключается в представлении ее, как переменной величины, зависящей от времени, что является основным отличием предлагаемой модели от известных подходов.

Ключевые слова: рациональное применение, авиационное средство поражения, нестационарный марковский случайный процесс

Куренных А. Е.

В статье рассматриваются вопросы поддержки решений и выработки рекомендаций с применением компьютерного моделирования и методов повышения согласованности суждений, а также вопросы передачи данных между информационными системами. Предложена методика использования множеств параметров и результатов прогона компьютерных моделей в процессе многокритериальной оценки альтернатив. Формализовано и разработано математическое и программное обеспечение для повышения согласованности суждений на примере метода парных сравнений.

Ключевые слова: поддержка принятия решений, информационный обмен, выработка рекомендаций

Князев А. С., Антоненко А. С., Арбузов Е. Д., Чеботарёв А. Д.

Кабины современных воздушных судов (ВС) оснащены многофункциональными индикаторами (МФИ). В настоящее время МФИ используются не только в качестве индикаторов для отображения информации, но и в качестве пультов управления для ввода исходных данных во время предполётной подготовки, а также для проверки исправности бортовых систем и комплексов. В статье рассматривается вопрос повышения наглядности и эффективности обучения курсантов-лётчиков путём использования в учебном процессе вуза имитатора отдельного элемента кабины ВС - многофункционального индикатора, который позволяет обучающимся выработать необходимые практические навыки по работе с комплексом бортового оборудования.

Ключевые слова: тренажёрный имитатор, многофункциональный индикатор, SimInTech, X-Plane

Лукин В. Н., Чечиков Ю. Б., Секретарев В. Е., Дзюбенко А. Л., Алтухова Н. Ф.

В данной статье рассматриваются проблемы, связанные со сложностью обслуживания аппаратных и программных систем в условиях нехватки времени, расширения комплекса и обновления элементной базы. Целью данной работы является снижение сложности разработки и сопровождения программного обеспечения комплекса, повышение надежности программирования. Задачей исследования является обоснование подхода к построению программно-аппаратных систем в парадигме объектно-ориентированного программирования, а также его применение к построению систем различного уровня сложности. В данной статье анализируются внешние и внутренние проблемы, влияющие на продолжительность жизненного цикла аппаратных и программных систем для различных предметных областей. Подходом к решению проблем является технология, основанная на объектно-ориентированной парадигме, включающей понятия интерфейсов, абстрактных базовых классов, вертикального и веерного наследования, виртуальных функций, полиморфизма. Технологии объектно-ориентированного программирования обеспечивают одновременное функционирование существующих и вновь появившихся устройств без переписывания системы. Предложен вариант адаптивной ОС RT для подключения бортового оборудования, который значительно сокращает время разработки серийных и отдельных изделий и повышает их надежность. Приведен пример возможного применения предложенной методологии в области автоматизации лабораторных исследований в медицине и показано как при большом разнообразии парка автоанализаторов общие архитектурные решения позволяют разработать базовую модель лаборатории с возможностью детализации для каждого прибора. Новизной является использование объектно-ориентированного подхода при разработке операционной системы реального времени (RTOS), что сокращает время и трудоемкость разработки серийных и отдельных продуктов.

Ключевые слова: аппаратно-программный комплекс, операционная система, объектно-ориентированное программирование, адаптивность, аппаратный интерфейс передачи данных, полиморфизм

Информатика, вычислительная техника и управление

Привалов А. Е.

В статье предложена унифицированная программная платформа для разработки многоагентных моделей орбитальных группировок (ОГ) космических аппаратов (КА). Разработаны математическая и объектно-ориентированная модели программной платформы, особенностью которых является высокий уровень абстрагирования и расширенное множество систем координат, что позволяет рассматривать разработанные модели в качестве платформы для разработки многоагентных моделей ОГ КА различного целевого назначения с различной степенью детализации. Предложен вариант реализации многоагентной модели ОГ КА на языке Python с применением унифицированной программной платформы, обеспечивающий единство структуры, методов и алгоритмов соподчиненных и взаимодействующих моделей ОГ КА различного целевого назначения на всех стадиях жизненного цикла.

Ключевые слова: многоагентная модель, орбитальная группировка, объектно-ориентированная модель, программная платформа

Эзрохи Ю. А., Каленский С. М.

В статье приведен анализ актуальности задачи определения степени ухудшений характеристик узлов авиационного газотурбинного двигателя в полете. Даны основные положения рассматриваемого способа диагностики, основанного на допущении о том, что влияние изменения показателя эффективности каждого узла двигателя на его тягу независимы между собой и носят линейный характер. Проведен анализ методик определения тяги турбореактивного двигателя в полете как ключевой составляющей рассматриваемого способа диагностики.

В заключение рассмотрен пример определения величин изменения коэффициентов полезного действия узлов двигателя для варианта двухвального турбореактивного двухконтурного двигателя с типовым уровнем параметров, соответствующим 4 поколению.

Ключевые слова: Математическая модель, ухудшение характеристик узлов, газотурбинный двигатель, экспериментальные данные, параметр влияния, определение тяги в полете

Морозов А. Ю.

В работе выполняется применение ранее разработанного алгоритма адаптивной интерполяции к задаче моделирования движения астероида XF11 с учетом интервальных неопределенностей в положении и скорости астероида. Приводится соответствующая задача Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) с интервальными неопределенностями в начальных условиях. Алгоритм адаптивной интерполяции относится к методам, которые получают в явном виде зависимость решения задачи от точечных значений интервальных неопределенностей. На примере рассматриваемой задачи выполняется сравнение различных существующих методов и соответствующих программных комплексов. Полученные результаты демонстрируют превосходство алгоритма адаптивной интерполяции с точки зрения точности и требуемых вычислительных затрат.

Ключевые слова: астероид, интервальная система обыкновенных дифференциальных уравнений, алгоритм адаптивной интерполяции, программные библиотеки

Кондратьева Л. А.

Рассматривается трёхмерная модель движения спутника с тремя скалярными управляющими параметрами и двумя типами управляющих функций. Эта модель описывает плоское движение летательного аппарата вокруг объекта пренебрежимо малой массы, которым может быть другой летательный аппарат или небесное тело небольших размеров. Центр орбиты может даже не представлять собой материальный объект, а быть фиксированной геометрической точкой в пространстве. При определённых условиях на управление в трёхмерном фазовом пространстве данной модели существует двумерное инерциальное многообразие M ‒ гладкая инвариантная поверхность, экспоненциально притягивающая при t → +∞ произвольные решения системы. Более того, инерциальное многообразие содержит асимптотически орбитально устойчивый предельный цикл ‒ замкнутую траекторию, притягивающую при t → +∞ все траектории из некоторой своей окрестности. Наличие k-мерного инерциального многообразия для n-мерной динамической системы позволяет, фактически, выделить k (k < n) степеней свободы, полностью определяющих поведение системы при большом времени, Для рассматриваемой трёхмерной модели выделяем две определяющие степени свободы. Явно (аналитически) найти циклы, а тем более инерциальное многообразие конкретных динамических систем удаётся лишь в исключительных случаях. Целью данной работы является приближённая аналитическая аппроксимация инерциального многообразия и предельного цикла для системы ОДУ, описывающей модель движения спутника. Предлагается итеративная процедура аналитического приближения многообразия M, отличная от ранее известных. С помощью пакета Maple строятся вещественно-аналитические поверхности Sk , всё более точно приближающие инерциальное многообразие с ростом числа итераций k. При этом предельный цикл «всё лучше укладывается» на Sk при возрастании k. Численные эксперименты дают основания считать, что построенная последовательность приближённых инерциальных многообразий сходится к точному инерциальному многообразию. В работе представлены примеры пошагового приближённого вычисления инерциального многообразия для двух вариантов выбора управляющей функции в модели движения спутника. Предложенный итерационный метод применим к широкому классу конечномерных динамических систем. Данный подход выглядит проще традиционных, его теоретическое обоснование должно составить предмет последующих публикаций.

Ключевые слова: модель движения спутника; инерциальное многообразие; устойчивый предельный цикл

Железняков А. О., Сидорчук В. П., Подрезов С. Н.

В статье приведен краткий анализ существующих имитационных моделей сложных систем, в различных средах. Ввиду возросшей технической сложности бортового оборудования, установленного на летательных аппаратах, возникает проблема в качественном и своевременном техническом обслуживании, и ремонте, поэтому при организации данных видов деятельности необходимо учитывать большое количество факторов, которые могут повлиять сроки выполнения и качество работ. Для решения этих задач, на основе обобщенной статистической информации об отказах, в системе AnyLogic разработана имитационная модель процесса организации, функционирования и ремонта блоков со всеми влияющими на него внешними и внутренними условиями, позволяющая принять рациональное решение о выборе места ремонта, оценить объём загруженности специалистов при выполнении различных видов работ, а также сформировать требования по рациональному составу и количеству запасных частей изделий авиационной техники, требуемых для оперативного восстановления работоспособности.

Ключевые слова: система технического обслуживания и ремонта, имитационная модель, авиационная техника, AnyLogic

Дементьев А. Н., Клюев Д. С., Новиков А. Н., Межнов А. С., Питерскова Ю. А., Захарова Е. В., Дементьев Л. А.

Задача обеспечения электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры летательного аппарата имеет важное значение, так как от ее реализации зависит качество функционирования летательного аппарата. Существует множество подходов для решения данной задачи, однако все они носят общий характер и не позволяют решить ее комплексно. В статье для комплексного решения данной задачи проведена её декомпозиция на частные задачи. Отдельно рассмотрено взаимодействие проводов бортовой кабельной сети между собой, учтено влияние бортовой аппаратуры на бортовую кабельную сеть и определена напряженность электрического поля, создаваемая бортовой аппаратурой и бортовой кабельной сетью внутри летательного аппарата и за его пределами.

Ключевые слова: электромагнитная совместимость, экран, напряженность электрического поля, напряжение, бортовая аппаратура, металлизация

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

Вход