2025. № 145

В данной работе представлены результаты исследования влияния гранулометрического состава порошков сплава AlSi10Mg на процесс его селективного лазерного плавления и термомеханику процесса. Показано влияние среднего размера частиц на морфологию ванны расплава и дефектность ее структуры в экспериментах на уровне единичных треков, получаемых методом селективного лазерного плавления. Исследования проводились для порошков с размером частиц d50 от 20 до 70 мкм, полученных просеиванием стандартного порошка, в широком диапазоне варьирования скоростей (0,1-1,98 м/с) и мощностей (40-400 Вт) лазерного источника. Анализировалось влияние гранулометрического состава металлопорошковой композиции на глубину и ширину ванны расплава, появление эффекта глубокого проплавления, комкования и нестабильного плавления, а также появления дефектов в виде трещин. По результатам исследования вида сверху и поперечных шлифов единичных треков построены карты процесса, отражающие характерные диапазоны параметров, соответствующих различным типам морфологии единичных треков, а также появления трещин. По результатам анализа начала проплавления порошкового слоя, полученного из композиции различной гранулометрии, была установлена зависимость величины потребной для плавления энергии от среднего размера частиц слоя и решена обратная задача идентификации эффективных коэффициентов поглощения и теплопроводности порошкового слоя.

Ключевые слова: селективное лазерное плавление, гранулометрический состав, параметры плавления, единичный трек, ванна расплава, трещина

Интенсивное внедрение ортотропных материалов в различных областях промышленности показывает большой потенциал полимерных композиционных материалов (ПКМ) по показателям прочности и весовой эффективности. В работе представлены результаты расчетно-экспериментальных исследований прочности ортотропных пластин со свободным и нагруженным отверстиями. Рассмотрены различные методы испытаний для образцов, моделирующих работу конструкции с проходящей и сминающей нагрузкой, а также образцы, моделирующие совместное действие указанных выше нагрузок. Для различных методов испытаний представлены виды образцов, схемы нагружения. На образцах со свободным и нагруженным отверстиями проведены экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) и остаточной прочности ПКМ на основе эпоксидной матрицы и высокомодульного углеродного волокна. Показаны особенности исследования несущей способности пластин и соединений при комбинированном нагружении. Проведено сравнение экспериментальных данных для различных схем армирования с учетом совместного действия смятия и проходящей нагрузки и без неё. Показано, что расчетные и экспериментальные результаты удовлетворительно согласуются между собой.

Ключевые слова: полоса с отверстием, полимерные композиционные материалы, смятие, проходящая нагрузка, испытания, критерии разрушения ПКМ, напряженно-деформированное состояние, программный комплекс LS-DYNA

В работе рассмотрено применение малогабаритного поршневого двигателя бытового, неавиационного назначения, переоборудованного для авиационного применения на малоразмерном беспилотном летательном аппарате самолётного типа летающих лабораторий. Проведено сравнение стоимостных и технических характеристик специализированных авиационных и конвертированных поршневых двигателей. Показана целесообразность такой конверсии. Выполнен инженерно-статистический анализ неисправностей по наработке силовых установок с конвертированным поршневым двигателем в составе летательного аппарата и испытательного стенда. Выявлено, что наиболее частые отказы и неисправности связаны с вибрационным разрушением элементов планера и креплений двигателя. Предприняты меры по защите конструкции планера и полетного контроллера от негативного влияния вибрации. Эффективность внедрённых мероприятий подтверждена наземными испытаниями, в ходе которых возникновение отказов не наблюдалось. Так же зафиксировано снижение среднеквадратичного значения виброускорения на полётном контроллере до приемлемого уровня. Дано заключение о возможности применения конвертированного поршневого двигателя в составе малоразмерного беспилотного летательного аппарата.

Ключевые слова: вибрация, вибрационная диагностика, поршневой двигатель, беспилотный летательный аппарат, авиационная конверсия, техническая диагностика, испытания, конвертированный авиационный поршневой двигатель (АПД).

В работе осуществлена постановка задачи гидроупругости для цилиндрической оболочки типа Кирхгофа-Лява, материал которой обладает обобщенным законом Гука, учитывающим его нелинейность в виде комбинации квадратичной функции и степенной функции с показателем 3/2. Изучен случай бесконечно протяженной оболочки, заполненной вязкой ньютоновской жидкостью постоянной плотности. Проведен асимптотической анализ поставленной краевой задачи математической физики методом двухмасштабных разложений. Рассматривая первое (линейное) приближение по малому параметру задачи установлено, что жидкость, заполняющая оболочку, не влияет на волновой процесс. Профиль фронта волны продольной деформации в оболочке является произвольной функцией, а волны деформации в оболочке распространяются со звуковой скоростью. Рассматривая задачу во втором приближении получено нелинейное эволюционное уравнение, обобщающее уравнение Кортевега-де Вриза-Шамеля (КдВШ), которое позволяет исследовать нелинейные уединенные гидроупругие волны продольной деформации в оболочке. Показано, что данное уравнение в частном случае при рассмотрении материала оболочки несжимаемым, а течение жидкости в оболочке ползущем имеет точное решение в виде солитона. При этом вязкая жидкость, заполняющая оболочку, не оказывает влияние на волновой процесс в ее стенках, а скорость солитонов оказывается выше звуковой. Для исследования общего случая предложена новая разностная схема для перехода к дискретному аналогу обобщенного уравнения КдВШ, которая получена в рамках интегро-интерполяционного подхода, базирующегося на применении техники построения базисов Грёбнера. Проведено численное исследование данного уравнения при задание начальных условий в виде точного частного солитонного решения. Вычислительные эксперименты позволили установить, что скорость уединенных волн продольной деформации в оболочке оказывается ниже звуковой, а первоначально возбуждаемый солитон разрушается с течением времени, если осуществляется учет инерции движения жидкости и материал оболочки сжимаем.

Ключевые слова: цилиндрическая оболочка, комбинированная нелинейность, вязкая жидкость, гидроупругость, солитоны деформации, вычислительный эксперимент

Послеполетный анализ траекторий посадок пассажирских самолетов, выполненных в процессе эксплуатации, дает важную информацию для понимания причин авиационных происшествий и разработки мер по их предотвращению. Восстановление c достаточной точностью фактической траектории полета самолета по зарегистрированным полетным данным остается актуальной задачей. Правильность восстановления траектории имеет особую значимость, когда стоит задача формирования и исследования масштабной выборки полетов с целью выявления объективных предпосылок к летному происшествию на посадке.
В работе предлагается методика коррекции восстановленной траектории движения самолета на этапе посадки по зарегистрированным отклонениям самолета от равносигнальной зоны курсового радиомаяка и анализируются результаты коррекции. Показано, что индивидуальная коррекция каждой из траекторий посадки оказывает существенное влияние на характер распределения бокового отклонения рассматриваемой выборки траекторий самолета от оси ВПП над входным порогом, а также координат точек приземления воздушного судна на ВПП.
В работе использованы записи более 3000 реальных посадок пассажирского самолета в одном их аэропортов Российской Федерации. Для получения результата работы потребовалось выполнить все основные этапы обработки зарегистрированных полетных данных, начиная с расшифровки файла бортового регистратора, валидации записей рассматриваемых параметров и заканчивая пересчетом геодезических координат в дальность и боковое отклонения самолета относительно выбранной ВПП и восстановлением каждой из траекторий посадки.

Ключевые слова: заход на посадку, координаты самолета, траектория, GPS, курсоглиссадная система, зарегистрированные полетные данные, коррекция траектории

В работе предложен вариант построения и производства авиационных измерительно-вычислительных комплексов, актуальность обоснована необходимостью импортозамещения в условиях складывающейся международной обстановки и необходимостью развития отечественных высокотехнологичных продуктов. Рассмотрен вариант модульного построения бортового оборудования с наращиваемыми характеристиками для создания масштабируемых автоматизированных средств измерения и управления, рассчитанных на многофункциональную работу в тяжелых климатических условиях применения с учетом повышенных требований к надежности и техническим характеристикам. Рассматривается устройство и принцип действия одноплатного модуля, созданного для создания масштабируемых авиационных измерительно-вычислительных комплексов, а также варианта их объединения путем встроенных средств комплексирования. Одним из основных преимуществ предлагаемого подхода в производстве является применение отечественных вычислительных средств и операционных систем с расширенными интерфейсными базами, включающих не только традиционные электрические интерфейсы передачи данных – ARINC-429, магистрального канала информационного обмена и других, - но и современный оптический интерфейс FC-AE. На примерах каналов комплексирования выполнено сравнение уровней масштабирования в одноплатном модуле. Разработан протокол информационного обмена с принятием технических соглашений. На базе новой отечественной высокопроизводительной кластеризированной вычислительной платформы одноплатных модулей рассматривается возможность построения высокоскоростной объектовой локальной сети с применением оригинальной высоконадежной физической среды. При решении задач построения таких локальных сетей приоритет сосредоточен на обеспечении высокого уровня помехоустойчивости, надежности и отказоустойчивости широкополосной физической среды распространения, использующей волоконно-оптические кабели в качестве линий связи.

Ключевые слова: измерительно-вычислительный комплекс, канал передачи данных, операционная система, процессор, кластер

В статье рассматривается алгоритм оценивания параметров линейной модели ошибок микромеханической бесплатформенной инерциальной навигационной системы низкого класса точности. Оцениваемыми параметрами модели ошибок являются смещения нулей акселерометров и дрейфы гироскопов. Алгоритм оценивания строится на базе калмановской фильтрации, при этом рассматривается вариант алгоритма оценивания, в котором используются два фильтра Калмана: первый для сглаживания измерений, получаемых с акселерометров и гироскопов, а второй для оценивания параметров модели ошибок бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Исследование алгоритма заключается в анализе характера оценивания параметров модели ошибок при различной конфигурации алгоритма. Анализируется алгоритм с полным и редуцированным вектором состояния одного из фильтров Калмана, исследуется характер оценивания при различных соотношениях ковариационных матриц входных и измерительных шумов обоих фильтров Калмана, в том числе, в случае нестационарного характера вращения бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Полученные в ходе моделирования результаты показывают принципиальную работоспособность рассмотренного алгоритма и иллюстрируют характер оценивания в различных условиях.

Ключевые слова: модель ошибок, БИНС, алгоритм оценивания, фильтр Калмана, алгоритм навигации

В настоящей работе исследуется метрологическая цепь, возникающая при калибровке бесплатформенного инерциального блока, включающего в свой состав акселерометрические и гироскопические измерительные каналы. В качестве чувствительных элементов рассматриваемого прибора используются прецизионные вибрационно-струнные акселерометры и волоконно-оптические гироскопы. Но эти чувствительные элементы в составе бесплатформенной инерциальной системы не имеют возможности предстартовой самокалибровки на борту объекта управления, а значит необходима достоверная калибровка их постоянных точностных параметров на предприятии изготовителе. В настоящий момент использование нелинейных моделей, описывающих измерения прибора, невозможно вследствие ограниченной производительности, применяемых в космических аппаратах высоконадежных бортовых вычислительных системах. Поэтому для описания модели измерений и погрешности прибора применяются линейные или степенные (не выше 3 порядка) формулы. Проводится оценка относительных погрешностей при калибровке каноническим методом по строгим формулам для отдельных точностных параметров, учитывающим часть измерений в положениях поворотного стенда, и методом линейной регрессии, использующим полный набор имеющихся измерений. При помощи этой оценки делается заключение о пригодности калибровки методом линейной регрессии с точки зрения сравнимости погрешностей с каноническим методом калибровки, и приводятся результаты экспериментально проведенной калибровки методом линейной регрессии для трех типов приборов. Полученные результаты подтверждают преимущества предложенного способа калибровки и открывают дополнительные перспективы при введении сервисных файлов, содержащих информацию об особенностях отдельных приборов. На текущем этапе считается, что при эксплуатации прибора будет реализована слабосвязанная схема комплексирования, в которой значения ускорений для гироскопических измерительных каналов получаются в отдельном алгоритме более высокого уровня. Однако, преимущества описываемого подхода еще сильнее проявляются в глубоко интегрированных системах измерений. Причем применяемое при испытаниях прибора оборудование позволяет работать с сервисными файлами, имеющими распространенный формат XML, что позволяет значительно упростить подготовку к испытаниям и анализ получаемых результатов. Дальнейшим развитием предлагаемого подхода является исключение понятия акселерометрических, гироскопических, температурных каналов, поскольку адресные коэффициенты матрицы преобразования будут нивелировать необходимость учета чувствительности датчиков к входной величине конкретного типа.

Ключевые слова: бесплатформенный инерциальный прибор, калибровка, линейная регрессия, метрологическая цепь, метод вариаций

Основными параметрами, характеризующими эффективность тепловизионных оптико-электронных систем, является функция передачи сигнала (SiTF), частотно-контрастная характеристика и шум. В статье рассмотрены определение SiTF, и пространственных и временных составляющих 3-D шума по изображениям, полученным в лабораторных условиях. Были синтезированы однородные изображения объекта и фона по полученным функциям SiTF и составляющим 3-D шума, затем по этим изображениям рассчитаны температурный контраст и отношение сигнал-шум (SNR), определена зависимость вероятности обнаружения объекта от SNR и температурного контраста.
Рассмотрена методика оценки влияния температурного контраста на вероятность обнаружения объекта, по результатам лабораторных испытаний оптико-электронных систем, включающая: подготовку исходных данных и получение целевых изображений посредством оптико-электронных систем; обработку изображений, расчёт функций SiTF, шума и его составляющих; синтез изображений фона и цели; расчёт по изображениям средних значений температуры объекта, фона, среднеквадратического отклонения температуры объекта и фона, стандартного отклонения шума от объекта и фона; расчёт температурного контраста и отношения сигнал-шум; расчёт вероятности обнаружения объекта и построение зависимости вероятности обнаружения от температурного контраста.

Ключевые слова: эквивалентная разность температур, температурный контраст, оптический контраст, вероятность обнаружения, функция передачи сигнала, SiTF, 3-D шум и его составляющие.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения точности и надежности автономной навигации воздушных судов в условиях недоступности или отказа глобальных навигационных спутниковых систем. В подобных ситуациях бесплатформенная инерциальная навигационная система, работая в автономном режиме, накапливает ошибки, что существенно снижает точность навигационного решения. В этой связи целесообразным представляется использование дополнительной информации от двухканального когерентного радиовысотомера в составе комплексного навигационного фильтра в качестве канала коррекции бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Радиовысотомер обеспечивает измерения высоты над подстилающей поверхностью, которые могут быть эффективно сопоставлены с цифровой моделью рельефа местности, позволяя уточнять пространственное положение воздушного судна. Предлагается методика оценки точности решения навигационной задачи воздушным судном с двухканальным когерентным радиовысотомером. Согласно разработанной методики на основе математического моделирования проведена оценка точности выполнения автономного полета воздушного судна по заданному маршруту с наведением на промежуточные пункты маршрута курсовым методом. При этом в качестве источника навигационной информации использованы: навигационная аппаратура потребителей глобальных навигационных спутниковых систем, бесплатформенная инерциальная навигационная система и двухканальный когерентный радиовысотомер с возможностью измерения составляющих скорости носителя. Разработанная методика позволяет обеспечить существенный прирост в точности автономного наведения воздушного судна по маршруту при использовании в работе комплексного навигационного фильтра дополнительной информации от двухканального когерентного радиовысотомера.

Ключевые слова: система наведения, комплексная обработка информации, бесплатформенная инерциальная навигационная система, навигационная аппаратура потребителей глобальных навигационных спутниковых систем, двухканальный когерентный радиовысотомер, оценка скорости носителя, промах.

Данная работа посвящена алгебраической оценке помехоустойчивости алгебраического каскадного сверточного кода. Актуальность исследования обусловлена широким применением помехоустойчивого кодирования в современных системах беспроводной связи, а также преимуществами каскадных конструкций, сочетающих высокую корректирующую способность и приемлемую сложность реализации.
Целью работы является теоретическая оценка помехоустойчивости и моделирование алгебраического сверточного кода и каскадного кода с недвоичными алгебраическими сверточными кодами на внешней и внутренней ступенях, построенных на основе кодов Рида-Соломона над расширенными полями Галуа. Приведена оценка вероятности ошибки в канале с АБГШ при использовании модуляции BPSK и 16-PSK. 
Предложенный подход позволяет алгебраическим способом задавать коды с высокими корректирующими способностями и оценивать их теоретически достижимую помехоустойчивость.
Из-за больших длин кодовых слов классический биномиальный подход к расчету вероятности ошибки заменен на более точный интегральный метод с использованием неполной бета-функции. Моделирование учитывало влияние перемежения между ступенями кодирования. Результаты показали, что использование реального перемежителя с конечной глубиной (на примере глубины 1000 бит) приводит к ухудшению помехоустойчивости по сравнению с идеальным случаем из-за группировки ошибок.
Таким образом, показана возможность применения алгебраических методов теории блоковых кодов для оценки помехоустойчивости каскадных сверточных конструкций. Моделирование подтвердило корректность предложенной методики и выявило зависимость эффективности кода от параметров перемежителя. 
В результате исследований было выявлено, что алгебраический декодер не учитывает кадровую избыточность алгебраического сверточного кода и его свойства. Следовательно, для устранения данного недостатка алгебраического декодера и учета свойств алгебраического сверточного кода необходимо синтезировать алгебраический метод декодирования с методом максимального правдоподобия.

Ключевые слова: сверточные коды, декодирование сверточных кодов, каскадные сверточные коды, алгебраические сверточные коды, расчет помехоустойчивости.

В статье рассмотрена возможность применения системы, состоящей из бортового радиолокатора и уголкового отражателя, для обеспечения высокоточной посадки в выбранном районе Луны. Представлена одна из возможных схем посадки космического аппарата на поверхность Луны. В соответствии со схемой предложено применение бортового радиолокатора со спиральным сканированием подстилающей поверхности Луны, установленного на поворотной платформе для обеспечения наведения излучения на уголковый отражатель, предварительно размещенный в точке предполагаемой посадки. Полученные измерения положения уголкового отражателя относительно бортовой системы координат могут быть использованы для корректировки навигационной задачи системы управления космическим аппаратом на участке основного торможения. Определена максимальная дальность обнаружения подстилающей поверхности в зависимости от угла облучения, а также максимальная дальность обнаружения уголкового отражателя в зависимости от размера граней для заданных параметров приемо-передающей системы. Проведены расчеты энергетических параметров сигнала для обеспечения требуемой наклонной дальности обнаружения уголкового отражателя. Проведена оценка точности определения координат уголкового отражателя относительно бортовой системы координат. Полученные результаты показали принципиальную возможность применения бортового сканирующего радиолокатора и уголкового отражателя для обеспечения высокоточной посадки в выбранном районе Луны.

Ключевые слова: Луна, бортовой радиолокатор, уголковый отражатель, высокоточная посадка

Эффективность применения системы навигации и ориентации летательного аппарата определяется ее способностью определять линейные и угловые параметры движения летательного аппарата с точностью, которая не ниже заданных значений. Отказы составных частей современных систем навигации и ориентации летательного аппарата приводят, как правило, к частичному отказу всей системы и, как следствие, к снижению эффективности ее применения. Для оценки степени влияния частичного отказа системы навигации и ориентации летательного аппарата, на эффективность ее применения используется коэффициент сохранения эффективности. Особенность этого показателя относительно других показателей надежности состоит в том, что с его помощью учитывается влияние надежности системы навигации и ориентации на эффективность ее функционирования.В статье представлены результаты применения научно-методического подхода к возможности решения задачи оценивания коэффициента сохранения эффективности системы навигации и ориентации летательного аппарата в условиях его летной эксплуатации. В качестве показателя эффективности применения систем навигации и ориентации предложен векторный показатель. Компонентами этого показателя являются величины, обратно пропорциональные среднему квадратическому отклонению погрешностей оценок определяемых параметров, которые получены по результатам статистической обработки результатов измерений определенного объема в течение заданной продолжительности времени.
Реализация предлагаемой методики оценивания коэффициента сохранения эффективности системы навигации и ориентации рассмотрена на примере системы автономной навигации, которая установлена на космическом аппарате, совершающим полет по круговой орбите.
Представленные исследования могут быть использованы при обосновании требований к надежности составных частей разрабатываемых систем навигации и ориентации перспективных летательных аппаратов.

Ключевые слова: коэффициент сохранения эффективности, надежность системы навигации и ориентации, летательный аппарат, частичный отказ, работоспособное состояние средства измерений параметров движения, летная эксплуатация

В работе представлены результаты исследования алгоритма динамической обработки радиолокационных сигналов на базе частичной корреляции модулирующих последовательностей и построения дерева агрегации пространственной функции неопределенности в радиолокаторах с многоканальным входом и многоканальным выходом (MIMO). В MIMO радиолокаторах с кодовым разделением передающих каналов с каждого из передатчиков излучается ортогональная по отношению к другим последовательность. Предлагаемый алгоритм заключается в использовании достаточно длинных последовательностей (соответствующих полному времени зондирования во временной области), что позволяет уже в вычислительном устройстве после записи всего зондирующего цикла на этапе цифровой обработки сигналов вычислить нижний уровень дерева агрегации пространственной функции неопределённости за счет частичной кросс-корреляции, затем простыми вычислениями с использованием только операций сложения построить полное дерево агрегации. Показано, как обработка полного дерева агрегации открывает новые возможности в части динамической обработки информации о целях и позволяет гибко подстраивать обработку под конкретные режимы работы радиолокатора. 

Ключевые слова: MIMO радиолокатор, кодовое разделение, виртуальная антенна решетка, селекция движущихся целей, частичная кросс корреляция, радиолокатор, дерево агрегаций

В работе рассматривается технология оперативного обнаружения и компенсации преднамеренных воздействий на оптический канал связи, построенный по принципу передачи сигналов по видимому свету с использованием светодиодного излучателя для мультиканальной малогабаритной бортовой радиолокационной станции. Предложена модель пакетного протокола передачи данных, в котором преамбула и контрольная последовательность пакетов используются для синхронизации и оценки фоновой световой засветки и внешних преднамеренных атак. В модели применено Пуассоновское распределение, позволяющее учитывать четыре класса внешних воздействий на оптический канал: устойчивая засветка приёмника сигналов, кратковременные импульсные световые вспышки, воспроизведение ранее зарегистрированного сигнала (replay) и имитация легитимного начала пакета (ложная преамбула). Имитационное моделирование при характерных параметрах геометрии канала и фоновой засветки демонстрирует надёжное раннее обнаружение (истинно-положительные ≈ 0,85 при ложных тревогах ≈ 0,12) и сохранение доли доставленной полезной информации.

Ключевые слова: бортовой светодиодный излучатель, связь по видимому свету, компенсация преднамеренных воздействий, передача информации по видимому свету

Современные цифровые модели, представляющие собой системы математических и компьютерных моделей, описывающих структуру, функциональность и поведение разрабатываемого или эксплуатируемого изделия, используются на различных стадиях жизненного цикла воздушного судна. Одной из важных задач проектирования воздушного судна является разработка системы автоматического регулирования давления в салоне. Для решения этой задачи в настоящей работе представлена цифровая модель разгерметизации в виде системы, состоящей из CAD (геометрической) модели фюзеляжа, численной модели течения воздуха в салоне и за его пределами, с учетом работы системы кондиционирования воздуха (СКВ), выполненной на основе метода контрольных объемов, и математической модели расхода воздуха в области утечки. С использованием разработанной цифровой модели проведено моделирование различных сценариев отказов и нарушений работы систем. Представлены результаты апробации методики на примере моделирования режима истечения со снижением по профилю экстренного снижения при высоте в кабине 9,8 тыс. фт. с функционирующей системой кондиционирования воздуха. По результатам моделирования построена зависимость абсолютного давления в отсеке электронного оборудования от времени после возникновения отказа, также приведена кривая забортного давления. Указаны возможности применения модели в решении задач проектирования.

Ключевые слова: цифровое моделирование, воздушное судно, разгерметизация, вычислительная динамика жидкости

Работа посвящена вопросам использования больших языковых моделей в агентном моделировании. Стандартные модели и подходы в моделировании позволяют создать системы, позволяющие имитировать с высокой точностью человеческое поведение, однако возникают сложности, если агенту необходимо производить нестандартные действия. Использование больших языковых моделей позволяет обойти эту проблему и создать систему принятия решений агента, которая способна реагировать на окружающую среду и изменения своего состояния без необходимости описывать все возможные исходы. Для реализации была создана абстрактная среда, основанная на структуре аэропорта, в которой LLM агенты должны пройти все процедуры от захода на территорию до посадки на самолёт и в обратном порядке. В результате эксперимента агентам удалось пройти успешно пройти все процедуры, основываясь только на предоставленной информации о необходимом порядке действий и изменении собственного статуса, однако в процессе был выявлен ряд недостатков, требующих дополнительного рассмотрения.

Ключевые слова: математическое моделирование, большие языковые модели (LLM), агентное моделирование, аэропорты

Проблема прогнозирования массы самолёта на начальном этапе его проектирования, а также массы отдельных его агрегатов, актуальна на сегодняшний день. Существуют разные методы решения этой проблемы. Один из них состоит либо в использовании хорошо зарекомендовавших себя «весовых формул», либо в получении с помощью регрессионного анализа новых зависимостей. Одними из самых тяжелых структурных компонентов больших транспортных самолётов являются крылья. Для прогнозирования массы крыла самолёта разработаны методы Торенбека, Шевелла, Хоува, Кунду, Шейнина, Бадягина и др. Часто математическая форма связи между массой крыла самолёта и влияющими на неё факторами выражается степенной функцией (функцией Кобба-Дугласа). Известно, что для построения степенной регрессии достаточно её прологарифмировать, а оценки полученной линейной регрессии идентифицировать с помощью метода наименьших квадратов. В данной работе для параметризации такой линейной регрессии предлагается использовать разработанный ранее метод двухкритериального оценивания. В результате применения этого метода формируется множество паретовских альтернатив, включающее оценки метода наименьших квадратов и модулей, а также других близких к ним идентификаторов. Для формирования множества Парето требуется решить серию задач линейного программирования. Приводится описание конкретного алгоритма параметризации степенной регрессии с помощью метода двухкритериального оценивания. С помощью предложенного алгоритма удалось улучшить качество разработанной ранее модели массы крыла самолёта, построенной на основе информации о характеристиках тридцати двух различных летательных аппаратов. По величине средней абсолютной ошибки улучшение составило примерно 31%, а по величине корня из среднеквадратичной ошибки   26,4%.

Ключевые слова: регрессионный анализ, масса крыла самолёта, степенная регрессия, метод двухкритериального оценивания, метод наименьших квадратов, метод наименьших модулей, линейное программирование

В рамках управления программой или портфелем проектов космической корпорации, а также при реализации проектов больших сложных систем возникает проблема оценки полученных результатов с учётом множества критериев. Подобные задачи обычно имеют многоцелевой характер и требуют оценки каждого проекта по совокупности показателей, оказывающих влияние на проектирование системы, её разработку и функционирование. В сфере освоения космоса цена ошибочных или недостаточно сбалансированных решений слишком велика и оказывает существенное, стратегическое воздействие на уровень научно-технического развития страны, её экономический, научный и оборонный потенциал на многие годы вперёд. Тщательно отработанные научно-обоснованные методы принятия решений позволяют избежать финансовых потерь, оптимизировать расходование бюджетных средств и обеспечить в конечном итоге лидерство в вопросах освоения и использования космоса. Необходимо иметь средства, позволяющие вовремя получать информацию для принятия оптимальных решений. Используемые подходы не свободны от недостатков, среди которых зависимость от субъективизма экспертов и от сложной, длительной и неоднозначной процедуры формализации экспертного мнения. Многокритериальность также обуславливается учётом интересов и задач множества структур, ведомств и организаций, участвующих в реализации каждого проекта.
Общим свойством существующих методик, несмотря на их широкое применение, является зависимость от субъективизма экспертов и в большинстве случаев от сложной, длительной и неоднозначной процедуры формализации экспертного мнения. Часто возникают проблемы со сходимостью мнений экспертов.
Предлагается новая методика балансировки федерального проекта по развитию космических средств методом уверенных решений. Метод позволяет значительно снизить влияние субъективного экспертного мнения на итоговый результат и повысить скорость и качество принимаемых решений. Кроме того, предлагаемая методика в отличие от существующих обеспечивает возможность использования в ходе балансировки проекта дополнительных ограничений, что расширяет область ее применения. Приведен пример, иллюстрирующий результативность данной методики.

Ключевые слова: федеральный проект, балансировка, метод уверенных решений

С увеличением плотности воздушного трафика возрастает необходимость в эффективных системах предотвращения столкновений в воздухе. Традиционные системы, такие как TCAS, хотя и эффективно поддерживают безопасность, сталкиваются с трудностями в адаптации и оптимизации в современных сложных условиях. Чтобы преодолеть эти ограничения, мы применяем обучение с подкреплением (RL) в рамках марковского процесса принятия решений с ограничениями по ресурсам (RC-MDP), вводя управление виртуальными ресурсами для сокращения числа ложных тревог. Мы предлагаем бонус за время и ресурсы (TRB) для модификации алгоритмов DQN и SAC в DQNTRB и SACTRB, которые поощряют эффективное использование ресурсов при сохранении эффективности предотвращения столкновений. Результаты экспериментов показывают, что эти модифицированные алгоритмы значительно сокращают количество ложных тревог, достигая почти аналогичной эффективности по сравнению с алгоритмами без ограничений.

Ключевые слова: реакция пилота, глубокое обучение с подкреплением, воздушное столкновение, марковский процесс принятия решений, динамическое программирование

Задача повышения точности ориентации робототехнических комплексов и беспилотных летательных аппаратов сохраняет свою актуальность. Существующие решения, реализующие визуальную одометрию на основе алгоритмов, требуют ручной настройки параметров, а также чувствительны к освещённости и цвету. Научной новизной работы является применение нейронных сетей на этапе обработки изображений визуальной одометрии для выделения признаков. В работе рассматривается изучение применения нейронной сети, построенной на основе комбинации модифицированных архитектур MobileNet V2 и U-Net для выделения особых признаков на изображении. Выполнена модификация архитектуры U-Net – заменена транспонированная свёртка на комбинацию из слоёв, выполняющих: растяжение изображения, нормализацию, свёртку с функцией активации, свёртку, нормализацию, функцию активации для повышения качества обучения по метрике F1-Score. Для обучения нейронной сети подготовлено два датасета на основе 4 видеозаписей, из которых 2 синтетические и 2 записанные на камеру видеорегистратора. Первый датасет состоял из отмасштабированных цветных кадров исходного изображения до разрешения 224х224x3, второй из квадратов фиксированного разрешения 128х128x3 полученных из исходного изображения. Для получения карты признаков для датасетов использовался алгоритм SIFT применяемый к изображениям видеозаписей для формирования чёрно-белой карты, где чёрный – отсутствие признака, белый – наличие признака. На этих датасетах обучалось 4 нейронных сети из которых 2 нейронные сети обучались на датасете состоящем из сегментов разрешения 64х64x3 и 128х128x3 для которых входные изображения – цветные. Одна на сегментах, отмасштабированных до разрешения 64х64x3 и преобразованных в чёрно-белый формат. Одна с цветными изображениями разрешения 224х224x3. Лучший результат по метрике F1-Score у нейросетевого детектора, работавшего с чёрно-белыми изображениями разрешения 64х64x3. Для апробирования выбрана простая система визуальной одометрии, в которую был встроен детектор особых признаков на основе разработанной нейронной сети. Выполнено апробирование полученной системы визуальной одометрии на датасете KITTI и сравнение с исходной системой визуальной одометрии, использующей детектор SIFT. Полученное программное решение показало свою работоспособность. В результате тестирования выявлено, что нейросетевой детектор находит большее число признаков, чем детектор SIFT. В одном из трёх маршрутов KITTI нейросетевой детектор показал превосходство. В двух других маршрутах выявлен дрейф и накопление ошибок, связанное с встречным трафиком при отсутствии движения транспортного средства, на котором установлена камера.

Ключевые слова: визуальная одометрия, нейронные сети, особенности изображений, SIFT, MobileNet V2, U-Net

В статье рассматривается комплекс моделей диагностирования технического состояния разгонного блока, созданный с применением методологии автоматизированного системно-когнитивного анализа. Изложена процедура построения статистических и системно-когнитивных моделей, базирующихся на обработке значительных массивов телеметрических данных. В процессе анализа исходные данные преобразуются в обучающую выборку – базу событий, после чего выявляются причинно-следственные связи между этими событиями, что позволяет перейти от данных к информации и знаниям. Полученные модели в различной форме аккумулируют знания о состоянии разгонного блока в зависимости от наблюдаемых значений телеметрируемых параметров. Приводится числовой пример, на основе эмпирических данных, иллюстрирующий процесс построения моделей.

Ключевые слова: техническое состояние, разгонный блок, диагностическая модель, автоматизированный системно-когнитивный анализ (АСК-анализ).

В работе представлена методика численного моделирования лазерных оптических систем, в частности, оптического резонатора, основанная на комплексировании различных средств численного моделирования. Предложено совместное использование оригинальной программы расчета резонатора, написанной в среде Delphi, для определения параметров электромагнитного излучения на выходе из лазерного резонатора и блока моделирования быстрого дискретного преобразования Фурье (БПФ) в среде MathCad для расчета транспортировки излучения в дальнюю зону (зону дифракции Фраунгофера).
Такое комплексирование позволяет существенно упростить оригинальный код программы расчёта резонатора в Delphi за счет исключения из него алгоритмов БПФ и их переноса в MathCad, который в отличии от Delphi имеет соответствующие библиотечные модули. В статье рассмотрены общий алгоритм расчета, его основные модули и представлены результаты моделирования оптического резонатора при наличии случайных неоднородностей на его зеркалах и (или) в активной среде лазера. 
В работе также обсуждаются особенности применения стандартных алгоритмов БПФ для моделирования распространения лазерного излучения в дальнюю зону и расчета его основных параметров – угла расходимости, числа Штреля, параметра оптического качества М2.

Ключевые слова: оптический резонатор, дифракционное приближение, численное моделирование, число Штреля, критерий М2

Статья посвящена исследованию и разработке методов синтеза нелинейных систем автоматического управления с характеристикой типа «зона нечувствительности». Рассматривается актуальность задачи синтеза таких систем, вызванная растущим спросом на сложные системы управления. В качестве математического аппарата предлагается использовать обобщённый метод Галеркина, дополненный полиномиальной аппроксимацией нелинейных характеристик. Предлагается алгоритм расчёта интегралов Галеркина для кусочно-линейной аппроксимации нелинейности «зона нечувствительности». Алгоритм реализует пошаговую процедуру вычисления интегралов, основывающуюся на определении моментов переключения нелинейности и суммировании промежуточных результатов.

Ключевые слова: зона нечувствительности, нелинейные системы, полиномиальная аппроксимация, обобщённый метод Галёркина, алгоритм

Одна из актуальных проблем проектирования современных авиационных и космических бортовых электронных средств заключается в обеспечении их нормального теплового режима, при котором для всех элементов должно выполняться условие работоспособности в диапазоне допустимых температур. Актуальность данной проблемы обуславливается наличием большого количества элементов, обладающих высокой мощностью тепловыделения, при условии их высокой плотности размещения в корпусе бортового электронного средства. Одним из способов снижения температур элементов является их оптимальное размещение на монтажной области печатной платы электронного средства, обеспечивающее максимальное увеличение тепловых потоков между элементами. В связи с этим, возникает необходимость в решении задачи оптимального размещения элементов на печатной плате с учетом критериев тепловой совместимости.
В данной работе рассматривается решение задачи размещения элементов на печатной плате электронного средства. Обосновывается выбор ограничений и критериев для данной задачи оптимизации. Для обеспечения нормального теплового режима печатной платы, в данной работе предлагается учитывать критерий тепловой совместимости. Показателем качества решения задачи является максимальная температура элемента среди всех элементов, размещаемых на печатной плате. Приводится описание муравьиного алгоритма для решения задачи размещения элементов на печатной плате. Представлены результаты вычислительных экспериментов по исследованию эффективности муравьиного алгоритма для решения задачи размещения элементов на печатной плате электронного средства. Проведенные эксперименты показали, что рациональное размещение элементов на печатной плате электронного средства позволяет снизить максимальную температуру элементов.

Ключевые слова: автоматизированное размещение элементов, печатная плата, электронное средство, муравьиный алгоритм, температура элементов, Парето множество

Данная статья посвящена модификации роевого алгоритма для решения задачи автоматизированной трассировки кабелей в летательных аппаратах с учетом электромагнитной совместимости. Предложена топологическая модель монтажного пространства бортовой кабельной сети летательного аппарата в виде ортогонального графа-решетки, которая позволяет решать задачу автоматизированной трассировки с учетом крепления кабелей к конструкции летательного аппарата, пересечения кабелей с конструкцией летательного аппарата и электромагнитной обстановки во внутрифюзеляжном пространстве летательного аппарата, характеризующейся распределением напряженности электрического или магнитного поля. Предложена модификация роевого алгоритма для решения задачи автоматизированной трассировки кабелей в летательных аппаратах на графовой модели монтажного пространства с учетом критериев минимизации суммарной длины кабелей и минимизации влияния электрических полей на кабельные линии связи. Разработаны программная реализация предложенной топологической модели монтажного пространства бортовой кабельной сети летательного аппарата и модифицированного роевого алгоритма. Получены результаты трассировки кабелей в конструкции тестового летательного аппарата, которые демонстрируют возможность использования роевых алгоритмов для решения задачи трассировки и определяют методы коллективного поведения, как одно из актуальных направлений для дальнейших исследовании в данной области.

Ключевые слова: электромагнитная совместимость, летательный аппарат, бортовая кабельная сеть, роевой алгоритм, трассировка кабелей