2023. № 131

Механика

Аверьянов И. О.

В работе описывается математическая модель процесса парашютного приземления недеформируемого груза с амортизирующим устройством на жесткую площадку в условиях ветрового сноса. Поле ветра принято стационарным. Данная модель расширяет описанную в [1] на случай ее пространственного движения с целью дальнейшего использования в задачах статистического моделирования парашютного приземления грузов и техники [2].

Ключевые слова: парашютное приземление, многокупольная парашютная система, пневматический амортизатор, система мягкой посадки, статистическое моделирование, процесс приземления, система объект-парашют

Герасимчук В. В., Жиряков А. В., Кузнецов Д. А., Телепнев П. П.

Двигатели-маховики и двигатели коррекции, являясь устройствами обмена импульсами, выступают фундаментальным компонентом большинства космических аппаратов как для грубого управления ориентацией, так и для точного наведения. Неуравновешенность вращающихся масс при работе двигателей-маховиков и силовые вибрационные воздействия, вызванные пульсациями давления в камере сгорания двигателей коррекции, способны вызывать чрезмерные колебания исследовательского оборудования, что может привести к снижению точности функционирования. Уровни вибронагруженности определяются в ходе экспериментальной отработки космического аппарата, однако на ранних стадиях проектирования целесообразно предварительным моделированием вибрационного фона мест установки высокоточного оборудования выбрать оптимальные места для их установки с целью минимизации уровней их вибронагруженности.

Вибрационный фон определялся для разработанной конечно-элементной модели «гибкой» конструкции космического аппарата в среде пакета программ Femap with NX Nastran. Расчёты проводились для вариантов вибронагружения одним из четырёх двигателей-маховиков и от двух двигателей коррекции. Модель воздействия от двигателя-маховика учитывала силы, возникающие в результате дисбаланса маховика. Моделировалось гармоническое воздействие с амплитудой, пропорциональной квадрату скорости вращения маховика. Уровни вибронагруженности от возмущающих сил двигателей коррекции исследовались для синфазного и противофазного случаев воздействия. Исследование выполнялось методом гармонического анализа. Значения величин воздействий соответствовали уровням возмущений штатных двигателей-маховиков и двигателей коррекции.

Оценка уровней вибронагруженности в местах предполагаемого крепления приборов осуществлялась по максимальным значениям рассчитанных линейных и угловых виброускорений, угловых скоростей и угловых перемещений по трём осям.

Представленный в статье вариант моделирования вибрационного фона мест установки аппаратуры, чувствительной к стабильности положения для эффективной работы, позволяет провести предварительную оценку уровня вибронагруженности такой аппаратуры на ранних этапах проектирования космических аппаратов.

Ключевые слова: собственная частота колебаний, динамическая схема, космический аппарат

Попов И. П.

Отмечено, что при прочностных расчетах элементов конструкций летательных аппаратов, в том числе, учитываются режимы вынужденных и собственных колебаний. В этой связи принимаются во внимание динамические свойства транспортируемого груза, которые для сплошных и дисперсных материалов являются существенно разными. Рассматривается дисперсный материал, расположенный на платформе, совершающей гармонические колебания. Главная проблема при установлении динамических свойств дисперсного материала заключается в невозможности вычисления усредненного коэффициента динамического трения, т.к. на его значение оказывает влияние взаимодействие дисперсных частиц между собой во всей массе материала, а не только с поверхностью платформы. Описание динамического статуса дисперсного материала в форме композиции его неустойчивого и устойчивого статусов дает ключ к разрешению этой и сходных проблем.

Ключевые слова: дисперсный материал, динамические свойства, статус системы, комбинация статусов, платформа, устойчивость/неустойчивость

Ледков А. С.

Космический мусор представляет серьезную угрозу для существующих и вновь выводимых космических аппаратов. Одним из перспективных способов решения этой проблемы является создание систем бесконтактной транспортировки, основанных на использовании ионного потока, генерируемого электрореактивным двигателем активного космического аппарата, для оказания силового воздействия на объект космического мусора. Целью работы является повышение эффективности метода ионной транспортировки космического мусора за счет учета особенностей его движения относительно центра масс. Разработаны математические модели, описывающие движение объекта космического мусора под действием гравитационных и ионных сил и моментов. Проведено исследование невозмущенного движения объекта космического мусора на круговой орбите. Предложены законы управления ионным потоком, обеспечивающий стабилизацию космического мусора в положении равновесия и его перевод в требуемый угловой режим движения. Определены угловые режимы невозмущенного движения, при которых генерируемая ионная сила максимальна и минимальна. Проведено численное моделирование спуска объекта космического мусора с орбиты и дана оценка затрат топлива, необходимого для осуществления этой транспортной операции. Для рассматриваемого объекта космического мусора разница топлива для наиболее благоприятного и неблагоприятного углового режима движения составила 7.82%.

Ключевые слова: космический мусор, ионный поток, бесконтактная транспортировка, активная уборка, затраты топлива

Зуськова В. Н., Оконечников А. С., Сердюк Д. О.

В осесимметричной постановке исследована нестационарная динамика тонкого сферического пояса с произвольными граничными условиями при воздействии подвижной нестационарной нагрузки. Материал пояса упругий и изотропный. В качестве математический модели сферического пояса приняты гипотезы Кирхгофа-Лява. Подход к исследованию основан на принципе суперпозиции, методе функции Грина и методе компенсирующих нагрузок. Суть заключается в связи искомого решения с действующей и компенсирующими нагрузками при помощи интегральных операторов типа свертки по координате и времени. Ядром этих операторов является функция Грина для сферической оболочки, которая представляет собой нормальное перемещение в ответ на воздействие единичной сосредоточенной по координате и времени нагрузки, математически описываемой дельта-функцией Дирака. Компенсирующее решение есть результат влияния некоторых специально вычисленных нагрузок, при котором сумма решений от действующей нагрузки и компенсирующих нагрузок удовлетворяет граничным условиям на торцах сферического пояса.

Ключевые слова: нестационарная динамика, компенсирующие нагрузки, функция Грина, сферический пояс, сферическая оболочка

Коровайцева Е. А.

В работе исследуется процесс локального раздувания цилиндрической оболочки из гиперупругих материалов различных типов под воздействием равномерно распределенного по меридиану давления и растягивающей силы путем задания малого местного утонения стенки. Деформирование оболочки описывается системой уравнений, основанной на соотношениях безмоментной теории и применимой при больших перемещениях и деформациях. 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. Показано, что закритическое поведение цилиндрической оболочки из неогуковского материала при наличии местного утонения характеризуется выпучиванием меридиана и переменностью распределения компонент напряженно-деформированного состояния. Оболочка из материала Йео в закритическом состоянии удлиняется без выпучивания меридиана, при этом характер распределения компонент напряженно-деформированного состояния по меридиану остается постоянным и практически не отличается от аналогичного распределения для цилиндрической оболочки постоянной толщины.

Ключевые слова: мягкая оболочка, нелинейное деформирование, гиперупругий материал, большие деформации, закритическое поведение, метод дифференцирования по параметру

Сазанов В. П., Кирпичёв В. А., Письмаров А. В.

В работе представлены результаты расчётно-экспериментального исследования влияния опережающего поверхностного пластического деформирования на сопротивление усталости деталей с метрической резьбой М16×2, изготовленных из конструкционных сталей 30ХГСА и 40Х. Перед технологической операцией нарезания резьбы поверхность цилиндрических заготовок была упрочнена путём обкатки на роликовом приспособлении. Проведены расчёты распределений остаточных напряжений в наименьших сечениях впадин резьбы аналитическим методом и методом конечно-элементного моделирования. Установлено, что эти результаты дают достаточно высокую сходимость во впадинах резьбы, несколько удалённых от начала резьбовой части детали. Очевидно, данное обстоятельство связано с тем, что аналитическое решение распределения остаточных напряжений выполнено на достаточно удалённом расстоянии от краевой зоны. Конечно-элементное моделирование и необходимый объём расчётов выполнены с использованием программного комплекса PATRAN/NASTRAN. Конечно-элементные модели гладких цилиндрических и резьбовых деталей разработаны в осесимметричной постановке, а моделирование остаточного напряжённо-деформированного состояния проводилось методом термоупругости с использованием первоначальных деформаций. Влияние сжимающих остаточных напряжений на сопротивление усталости определялось через приращение предела выносливости по критерию среднеинтегральных напряжений. Расчётные приращения пределов выносливости сравнены с их опытными значениями, полученными при испытании на усталость упрочнённых и неупрочнённых резьбовых деталей при изгибе с вращением в случае симметричного цикла (30ХГСА) и при растяжении в случае асимметричного цикла (40Х). Учитывая близкие значения приращений пределов выносливости при изгибе и предельной амплитуды цикла при растяжении, подтверждён важный вывод о замене растяжения на изгиб при проведении испытаний на усталость.

Ключевые слова: остаточное напряженное состояние, поверхностное пластическое деформирование, обкатка поверхности, предел выносливости, конечно-элементное моделирование, метод термоупругости, среднеинтегральные остаточные напряжения, испытания на усталость

Дмитриев В. Г., Попова А. Р.

В работе разрабатываются математические модели и вычислительные алгоритмы для исследования особенностей процессов деформирования панельных и арочных конструкций из гиперупругих материалов при произвольных обобщенных перемещениях и деформациях. Дискретизация исходной континуальной задачи по пространственным переменным осуществляется методом конечных разностей с аппроксимацией дифференциальных операторов конечно-разностными второго порядка точности. Для построения вычислительного алгоритма решения нелинейной краевой задачи используется квазидинамическая форма метода установления с построения явной двухслойной разностной схемы по времени второго порядка точности. Методами вычислительного эксперимента исследованы особенности напряженно-деформированного состояния и определены значения критических нагрузок для локально нагруженной арочной конструкции из гиперупругого материала при использовании соотношений модели Муни-Ривлина и неогуковской модели как для случаев защемленных, так и шарнирно закрепленных краев.

Ключевые слова: арки, панели, гиперупругие материалы, конечные разности, нелинейные задачи, метод установления, аппроксимация, граничные условия

Никитченко Ю. А., Березко М. Э., Красавин Е. Э.

Рассмотрено сверхзвуковое обтекание пластины с закругленной кромкой в интервале чисел Кнудсена 10–2...1. Численные исследования проведены с использованием модели Навье-Стокса-Фурье и двухтемпературной модели. Проанализированы распределения газодинамических параметров по поверхности обтекаемого тела. Основное внимание уделено обтеканию носика пластины. Показано, что при числах Кнудсена 10–2 решения обеих моделей практически совпадают. При больших значениях числа Кнудсена распределения температуры по криволинейной поверхности, полученные рассматриваемыми моделями, существенно отличаются.

Ключевые слова: модель Навье-Стокса-Фурье, двухтемпературная модель, острая кромка, сверхзвуковое обтекание

Хатунцева О. Н.

Ранее были проведены исследования возможности описания течения несжимаемой нетеплопроводной жидкости, как для ламинарных, так и для турбулентных режимов на основе одних и тех же модифицированных уравнений Навье-Стокса (УНС), учитывающих в турбулентном режиме производство энтропии за счет возбуждения стохастических возмущений [1-3].

Решения, соответствующие ламинарным и турбулентным режимам течения, были аналитически получены для задач Хагена-Пуазейля, плоского течения Пуазейля и плоского течения Куэтта. Проведено сравнение экспериментальных и аналитических решений для различных значений числа Рейнольдса.

В настоящей работе с помощью аналогичного подхода предполагается рассмотреть более общий случай, а именно, проанализировать, как должны измениться уравнения неразрывности, Навье-Стокса, уравнения полного сохранения энергии и переноса тепла при описании течения вязкой сжимаемой теплопроводной жидкости, в которой при больших значениях числа Рейнольдса возможно возникновение стохастических возмущений в широком диапазоне масштабов.

Ключевые слова: турбулентное течение, вязкая сжимаемая теплопроводная жидкость, ламинарно-турбулентный переход

Вавилов В. Е., Исмагилов Ф. Р., Мустаев Э. И., Уразбахтин Р. Р.

В статье приводится предложение по использованию усовершенствованной схемы винтомоторной группы (ВМГ) с интегрированным в электродвигатель воздушным винтом в беспилотных летательных аппаратах мультикоптерного типа. Произведена проверка с целью подтверждения работоспособности предлагаемого технического решения, реализованная путем сравнения представленной модификации с классической схемой ВМГ. Сопоставление осуществлялось по аэродинамическим характеристикам воздушного винта в режиме висения с помощью методов вычислительной гидрогазодинамики в пакетах прикладных программ STAR CCM+ и ANSYS CFX. Численное моделирование производилось в трехмерной постановке и основывалось на решении системы осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса. Результаты проведенной проверки удовлетворительны и доказывают применимость усовершенствованной схемы ВМГ в беспилотных летательных системах для повышения их надежности, а также уменьшения массы и габаритов без возникновения рисков неисправностей в их работе.

Ключевые слова: численное моделирование, винтомоторная группа, беспилотный летательный аппарат, мультикоптер, осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье–Стокса

Бабич Е. В., Колесник Е. В.

Представлены результаты численного решения задачи сверхзвукового обтекания симметричного затупленного ребра, установленного на пластине, вдоль которой развивается пограничный слой. Проанализированы газодинамическая и вихревая структуры потока, определяемые вязко-невязким взаимодействием. Приведены данные, показывающее качественное и количественное влияние геометрической формы препятствия на структуру потока и теплообмен. Исследована зависимость картины обтекания от угла атаки набегающего потока.

Ключевые слова: высокоскоростные течения, вязко-невязкое взаимодействие, подковообразные вихри, численное моделирование

Тарасов А. Л.

В работе представлены результаты расчета распределенных и интегральных аэродинамических характеристик вертолетных профилей NACA0012, NACA23012, VR12 и HH02 в эксплуатационном диапазоне изменения углов атаки и чисел Маха, полученные методом численного моделирования на основе RANS. Моделирование обтекания вертолетных профилей проводились с учетом наличия ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое на их поверхности, наличия срывных явлений и сжимаемости потока. Расчеты проводились с использованием программного комплекса ANSYS Fluent. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с данными известных экспериментальных исследований. Дано описание особенностей используемых для расчетов конечно-разностных сеток, граничных и начальных условий, модели турбулентности, настроек решателя. Распределенные аэродинамические характеристики профилей представлены в виде координатных диаграмм распределения коэффициента давления по их обводам. Интегральные аэродинамические характеристики профилей представлены в виде графических зависимостей и диаграмм. По результатам проведенных расчетов выявлены закономерности поведения распределенных и интегральных аэродинамических характеристик исследуемых профилей при изменении условий обтекания во всем возможном эксплуатационном диапазоне работы. Приведено сопоставление и сравнительный анализ характеристик исследуемых профилей, определяющих их аэродинамические совершенство. Результаты работы могут быть использованы при разработке вертолетных профилей, решении прямых и обратных задач оптимизации их форм, а также при проведении расчетов по определению аэродинамических характеристик профилей лопастей вертолетных винтов методами CFD во всем возможном эксплуатационном диапазоне их работы по углам атаки и числам Маха.

Ключевые слова: вертолетный профиль, вычислительная аэродинамика, аэродинамические характеристики

Радиотехника и связь

Пиганов М. Н., Куликов А. В., Новомейский Д. Н.

Для индивидуального прогнозирования показателей качества и надёжности тонкоплёночных резисторов и конденсаторов микросборок предложены математические модели, разработанные на основе методов теории распознавания образов и экстраполяции. Приведена оценка эффективности прогнозирования на основе предложенных моделей. Построенные модели рекомендовано использовать для решения задач индивидуального прогнозирования элементов с классификацией.

Ключевые слова: прогнозная математическая модель, прогнозирование, эффективность, анализ тонкоплёночных резисторов, конденсатор, микросборка, бортовое устройство

Ненашев В. А., Афанасьева В. И., Залищук А. А., Григоров М. Ю., Морозов А. В.

В статье реализовано применение беспилотного летательного аппарата, с установленной на нем малогабаритной бортовой лазерной системы, для получения лидарных данных местности, которые в последствии преобразованы в трехмерные модели местности и использованы для контроля над экологической обстановкой определенного участка земной поверхности.

Для сбора данных был использован метод лазерного сканирования местности. Обработка информации осуществлялась с помощью преобразования облака точек в трехмерную модель земной поверхности с помощью программы Agisoft Metashape. Для сравнения двух моделей местности использовался метод совмещения, само совмещение происходит в программе для трехмерного моделирования — Blender.

В результате исследования были получены данные о структурном отличии двух моделей земной поверхности, снятых в разные моменты времени, которые можно применять для исследования экологической обстановки отснятого участка земной поверхности.

Применение беспилотных систем мониторинга земной поверхности для сбора и дальнейшей обработки информации применимы в различных областях деятельности человека, будь то составление карты местности или виртуальной модели рельефа, подсчет количества деревьев, поиск людей, при планировании возведения новых архитектурных и инженерных сооружений, охраны правопорядка и мониторинг экологической обстановки. С помощью данного подхода была показана практическая значимость процесса получения структурных изменений между двумя трехмерными моделями местности, снятыми в разные моменты времени с БПЛА для использования в сфере экологии.


Ключевые слова: бортовая лазерная система, БЛС, БПЛА, трехмерные модели, лазерное сканирование, экологический мониторинг

Информатика, вычислительная техника и управление

Испулов А. А., Калмыков А. В.

Задача баллистики представляет собой процесс расчета траектории неуправляемого реактивного баллистического тела после отделения его от носителя. В настоящее время основу расчета траектории составляет каноническая модель движения. Однако данная модель адекватна лишь в условиях равномерного прямолинейного полета, при маневрировании носителя дополнительно вносятся поправки, зависящие от углов атаки и скольжения носителя. Точность применения неуправляемых реактивных баллистических тел зависит от начальных условий пуска, которые определяются параметрами движения носителя и цели. В статье разработана методика определения начальных условий пуска неуправляемого реактивного баллистического тела при вертикальном маневре подвижного носителя, полученные значения которых будут использоваться для решения дифференциальных уравнений, описывающих процесс движения неуправляемого реактивного баллистического тела, что в свою очередь позволит повысить точность прицеливания.

Ключевые слова: внешняя баллистика, траектория, неуправляемое реактивное баллистическое тело, подвижный носитель, начальные условия пуска

Тарасов А. Г., Миляев И. К., Мусиенко А. С.

Рассматривается модель оценки коэффициента готовности электрической кабельной системы космического средства, позволяющая получить адекватную оценку коэффициента готовности с учетом особенностей определения технического состояния и сравнить эффективность применения различных способов коммутации при диагностировании электрической кабельной системы. Предлагаемая модель может быть использована специалистами при проведении операций контроля и диагностирования электрической кабельной системы с целью повышения их оперативности.

Ключевые слова: электрическая кабельная система, коэффициент готовности, количество коммутаций, процессы контроля и диагностирования

Дяченко С. А.

В работе рассмотрены методы верификации авиационных бортовых систем и средства автоматизации данного процесса, имеющиеся на рынке. Установлено, что перспективным направлением развития является автоматизация проверки графической и звуковой информации для систем человеко-машинного взаимодействия. Предложены архитектура и программно-алгоритмическое обеспечение подобного комплекса для систем индикации гражданских самолетов в части текстовой информации, а также проведено тестирование описанного средства, подтвердившее его эффективность. При этом лежащие в основе алгоритмы компьютерной обработки изображений универсальны, что позволяет адаптировать представленный инструмент под любые технические системы с ЧМИ (в т. ч. для других отраслей промышленности).

Ключевые слова: гражданский самолет, авионика, автоматизация, верификация, безопасность полета, человеко-машинный интерфейс, распознавание изображений

Минаков Е. П., Привалов А. Е., Бугайченко П. Ю.

Внедрение цифровых технологий в область управления сложными техническими системами привело к появлению концепций киберфизических систем (КФС) и цифровых двойников (ЦД). Основным элементом ЦД является цифровая модель КФС. Требования к характеристикам цифровых моделей подтверждаются в ходе испытаний, верификации и валидации, для обеспечения которых решаются задачи обоснования перечня характеристик цифровой модели и разработки методов их оценивания. В статье обоснован выбор полноты и достоверности цифровой модели в качестве ее целевых характеристик. Предложен метод их оценивания по характеристикам точности оценок свойств КФС, полученных с применением цифровой модели, и весовых коэффициентов, определяемых с применением множественного регрессионного анализа результатов применения цифровой модели. Метод основан на анализе целевой функции КФС, за счет чего критерий, используемый при оценивании достоверности, приобретает явный физический смысл. Предложенный метод может быть использован для решения задач структурного и параметрического синтеза ЦД, а также анализа эффективности их функционирования на всех этапах жизненного цикла КФС. Результатом этапа обучения являются аналитические модели характеристик КФС, которые могут быть использованы в оптимизационных алгоритмах без существенных требований к вычислительным ресурсам. Обучающая выборка может пополняться в процессе функционирования ЦД, что повышает точность оценивания характеристик ЦМ на различных этапах жизненного цикла КФС. Адекватность метода подтверждается приведенным в статье примером оценивания характеристик цифровой модели системы управления угловым движением с двигателями-маховиками.

Ключевые слова: цифровая модель, цифровой двойник, квалиметрия моделей, множественный регрессионный анализ

Сенцов А. А., Коротков В. А., Иванов С. А., Турнецкая Е. Л.

Современная тенденция разработки радиолокационных станций с высокой разрешающей способностью включает в себя размещение инерциальных измерительных датчиков IMU (Inertial Measurement Unit) на антенне или в непосредственной близости от фазового центра антенны. Одной из основных задач, решаемых с использованием инерциального датчика, является компенсация траекторных флуктуаций в режиме решения задачи синтезирования радиолокационного изображения. Представлена программная модель бесплатформенной инерциальной навигационной системы, применяемой для радиолокационных станций, располагаемых на объектах-носителях. Рассмотрена задача разработки математической модели входных воздействий бесплатформенной инерциальной навигационной системы, связанная с решением обратной навигационной задачи. В результате решения навигационной задачи получены математические зависимости для вычисления на текущем шаге координат вектора скорости (его соответствующих проекций) и углов ориентации носителя. Для отработки приведённого метода калибровки была разработана математическая модель, имитирующая установку ортогонального корпуса в любое из 24-х положений с последующим формированием выходных сигналов датчика. Представлены результаты работы с инерциальным измерительным блоком в составе отладочного комплекса, которые позволяют сделать вывод о том, что точность решения задачи выставки БИНС чувствительна к выбору параметров инерциального измерительного блока. Полученные результаты по калибровке датчика показали высокую повторяемость для разных условий экспериментов в лабораторных условиях, особенно в оценке параметров акселерометров.

Ключевые слова: радиолокационная станция, инерциальный датчик, спутниковая навигационная система, инерциальный измерительный блок

Фетисов Е. В., Завялик И. И.

В процессе совершенствования функциональных систем воздушных судов, направленном на повышение уровня надежности и безопасности полетов, ужесточаются требования к эксплуатационным свойствам авиационной техники. Несмотря на значительное влияние загрязненности авиационного топлива на надежность агрегатов топливной системы воздушного судна, этот вопрос остается недостаточно изученным. Особенно это касается установления количественных зависимостей вероятности безотказной работы наиболее чувствительных к качеству и чистоте авиационного топлива агрегатов топливной системы от степени и характера загрязнений и изменения условий эксплуатации воздушного судна. Существующие на сегодняшний день методики оценки безотказности топливной системы воздушного судна базируются на определении значений показателей безотказности исходя из статистических данных по результатам испытаний и эксплуатации, что позволяет учитывать лишь сам факт проявления отказа и его последствия, но не дает возможности оценить влияние таких внешних факторов, как природно-климатические условия эксплуатации и применения авиационной техники, изменение чистоты применяемого авиационного топлива на вероятность проявления параметрических отказов и неисправностей агрегатов топливной системы воздушного судна. Для решения этой задачи в статье представлена разработанная в среде MATLAB Simulink имитационная математическая модель функционирования агрегатов топливной системы авиационного двигателя в различных условиях эксплуатации воздушного судна. Модель позволяет исследовать и прогнозировать техническое состояние агрегатов топливной системы авиационного двигателя в зависимости от изменения условий эксплуатации воздушного судна. Для этого в систему уравнений функционирования агрегатов топливной системы авиационного двигателя на основе применения агрегативного подхода заложена зависимость значений определяющих параметров агрегатов топливной системы от размера и концентрации частиц загрязнений, содержащихся в авиационном топливе в различных условиях эксплуатации воздушного судна. Использование разработанной имитационной модели при проведении исследований оценки работоспособности агрегатов топливной системы с расширением диапазонов значений входных параметров и внутренних параметров системы (агрегатов топливной системы силовой установки летательного аппарата) позволит получить достоверную оценку технического состояния агрегатов топливной системы при изменении условий эксплуатации воздушного судна.

Ключевые слова: безотказность, топливная система, модель, определяющий параметр, техническое состояние

Павлов Д. А., Попов А. М., Ткаченко В. В.

При моделировании различных параллельных асинхронных процессов нередко используется аппарат на основе классической сети Петри, который позволяет наглядно показать переход системы от состояния к событию, установить причинно-следственные связи между состояниями моделируемой системы, дает возможность производить формальный анализ свойств модели и отражать результаты полученного анализа на реальные свойства системы. Однако когда объем моделируемой системы велик и анализ свойств сети Петри дает некорректный результат, необходимо внести изменения в сформированную модель, но определить место, которое необходимо скорректировать в модели задача не простая, придется анализировать отношения между всеми позициями и переходами вместе с начальной, промежуточными и конечной маркировкой сети поэтапно: от исходного до конечного состояния.

В данной статье предлагается формальный подход к коррекции начальной маркировки сети Петри для достижения сетью конечного состояния, т.е. корректного выполнения свойства достижимости сети путем решения задачи дискретного программирования.

Задача дискретного программирования будет решаться в случае невыполнения свойства достижимости сети Петри, т.е. когда решение уравнения достижимости будет отлично от X ∈ Zn. После нахождения необходимого решения осуществляется операция обратного преобразования системы линейных уравнений в уравнение достижимости, для выделения из него скорректированного вектора начальный маркировки. Коррекция вектора начальной маркировки необходима для перехода сети в требуемое (конечное) состояние.

Данный подход может быть использован для коррекции различного рода исходных данных, поступающих на вход моделируемой системы, коррекции управляющих воздействий на систему, а также коррекций количественных составляющих отдельных состояний моделируемой системы.


Ключевые слова: сеть Петри, анализ свойств сетей Петри, начальная маркировка, коррекция ошибок, дискретное программирование

Касатиков Н. Н., Брехов О. М., Николаева Е. О.

В данной работе рассмотрена технология и шаги в сфере соединения технологий искусственного интеллекта и Интернета вещей для контроля, мониторинга и оптимизации объектов в умных городах, в частности на объектах энергетики. Изучены технологии применения в гражданской авиации. Рассмотрен перечень примеров ситуаций применения. Проведены оценки теоретических сценариев с применением нейронных сетей, где они берут данные IoT-технологий для мониторинга роста пикового спроса. Авторы смоделировали варианты разнообразных климатических условий при расчете уровня отклика спроса. Рассмотрены вариации спроса энергетики на тестовых данных.

Ключевые слова: Интернет-вещей, умный город, искусственный интеллект, умные приборы, умные датчики, нейронные сети

Кузнецова С. В., Семенов А. С.

В статье исследуется технология разработки цифровых двойников (ЦД) в аэрокосмической промышленности. В ней детально определены основные особенности, связанные с созданием ЦД, и рассмотрены фундаментальные технологии, необходимые для их реализации: интернет вещей (IoT), XR (расширенная реальность), облачные и квантовые вычисления. искусственный интеллект (AI) и кибербезопасность.

Предложена методология фрактальной аппроксимации для разработки, производства и эксплуатации ЦД на основе эластичных объектов, а также архитектура платформы для создания ЦД.

Ключевые слова: цифровой двойник изделия, жизненный цикл цифрового двойника, методология разработки цифровых двойников, IoT, XR (Extended reality), облачные вычисления, квантовое моделирование, декомпозиция системы, инкрементная объектно-ориентированная разработка, фрактальная аппроксимация

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

Вход