2012. № 50

В рамках метаравновесной модели двухтемпературной квазистационарной плазмы рассчитаны распределения возбуждённых состояний аргона. Результаты расчёта согласуются с экспериментами И.В.Подмошенского, H.Shindo и S.Imazu.

Ключевые слова: распределения возбуждённых состояний в плазме аргона, многоуровневая кинетика плазмы аргона, диаграммы метаравновесных состояний, оптическая диагностика плазменных потоков.

В рамках метаравновесной модели двухтемпературной квазистационарной плазмы поставлена и решена задача моделирования распределений возбужденных состояний аргона, позволяющая объяснить классический эксперимент В.Н. Колесникова, относящийся к спектроскопическим исследованиям дугового разряда при атмосферном давлении (разнозначный характер распределений в плазме аргоновой дуги). Рассчитанные распределения возбужденных состояний аргона согласуются с результатами экспериментальных исследований сверхзвуковой плазменной струи Ar.

Ключевые слова: радиационная плазмодинамика, столкновительно-излучательное равновесие (метаравновесие) в низкотемпературной плазме, диагностика плазменных потоков аргона, распределения возбужденных состояний, заселённости возбуждённого аргона.

В статье обсуждаются основные свойства функции Ламберта. Приводится ряд примеров из области гидродинамики турбулентных течений, в которых с помощью функции Ламберта удаётся получить точные решения для уравнений, которые без использования функции Ламберта могли быть решены только численно.

Ключевые слова: турбулентность; аналитическое решение; математические функции;

Предлагается эксперимент, подтверждающий теорию электромагнитного луча круговой поляризации, который можно использовать для решения конкретных задачи в области космических систем. В частности, с помощью такого луча, направляемого с земли или орбитальной станции, можно дистанционно изменять ориентацию космических объектов в пространстве, уменьшив или исключив использование двигателей самого объекта. При этом эксперимент имеет общетеоретическое значение в области теории поля: согласно классической электродинамике, момент импульса такого луча сосредоточен на его поверхности, однако квантовая теория предсказывает, что спиновый момента импульса распределен внутри луча. Мы предлагаем интерферировать две составляющие луча, прошедшие через две полуволновые пластинки, одна из которых разделена на две коаксиальные части. При ручном вращении одной из частей изменится частота проходящего через неё света, и это вызовет смещение интерференционных полос.

Ключевые слова: электродинамический вращающий момент силы, классический спин, интерферометр

Использованию электромагнитного луча круговой поляризации для целей дистанционного изменения ориентации космических объектов в пространстве мешает отсутствие в настоящее время непротиворечивой теории такого луча, которая необходима для определения вращающего момента силы, действующего со стороны луча на космические объекты. При разборе классических монографий Джексона и Бекера в статье показана ошибочность отождествления спина электромагнитного излучения и момента его линейного импульса. В теорию расчёта вращающего момента силы введён тензор спина, использованный в электродинамике ранее.

Ключевые слова: тензор спина; процедура Белинфате-Розенфельда

Рассматриваются особенности оптимизации программного блока в задачах механики и электродинамики пристеночной плазмы на примере задачи обтекания цилиндра, помещенного в поток слабоионизованной плотной плазмы. Обсуждается выбор оптимального шага по времени, размера расчетной области, расчетной сетки, особенности выбора оптимальных конечно-разностных и численно-аналитических методов расчета. Особое внимание уделяется возможности применения классического условия устойчивости Куранта-Фридрихса-Леви к задачам данного класса.

Ключевые слова: пристеночная плазма; уравнения неразрывности, уравнение Пуассона, метод крупных частиц, условие устойчивости Куранта-Фридрихса-Леви, расчетная сетка, шаг по времени, метод Рунге-Кутта.

Рассмотрены различные коммутационные соотношения для оператора суммарного орбитального момента частиц со скалярным произведением операторов их моментов, с суммой квадратов и др. В рамках многоэлектронной задачи представлены операторы комбинаций спиновых моментов.

Ключевые слова: коммутационные соотношения, оператор орбитального момента, оператор спина, многоэлектронная задача.

Представлены результаты численных и экспериментальных исследований по присо-единению потока за перегородкой на пластине и влиянию формы перегородки на точку присоединения потока. Перегородка устанавливалась перпендикулярно пластины на 0.25 хорды.

Ключевые слова: пластина; перегородки; отрывно-вихревое течение; отрыв потока.

Рассмотрена значимость этапа летных испытаний в общем цикле создания современного самолета. Проанализированы задачи, которые летный экипаж решает на этапе подготовки к испытаниям, при проведении летных экспериментов и анализе их результатов. Сформулирован метод комплексного анализа к проведению летных испытаний по оценке самолетовождения, базирующийся на совместном анализе результатов испытаний летчиками-испытателями, разработчиками оборудования и ведущими инженерами по испытаниям. Применение комплексного анализа позволяет повысить зачетность испытательных полетов и объективность получаемых результатов за счет объединения качественной оценки функционирования оборудования, выполняемой экипажем и количественной оценки необходимых характеристик.

Ключевые слова: летные испытания, пилотажно-навигационный комплекс, самолетовождение.

В статье представлены численные исследования экспериментальных методов отработки ресурса авиационных пусковых устройств (АПУ) по срабатыванию путем приложения повторно-статических нагрузок, а также динамических нагрузок. Произведено сравнение результатов численных расчетов ресурса АПУ по срабатываниям при использовании указанных методов.

Ключевые слова: авиационное пусковое устройство; метод конечных элементов; мера повреждений; ресурс по срабатыванию.

В работе приведены результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик модели дискообразного дистанционно пилотируемого летательного аппарата (ДПЛА) с несущей системой «винт в кольце» в условиях косой обдувки. Полученные результаты позволили выявить особенности взаимовлияния кольца и винта на этих режимах, что послужило основой разработки методики его аэродинамического расчета.

Ключевые слова: дискообразный ДПЛА; винт в кольце; аэродинамические характеристики; экспериментальные исследования.

Работа посвящена разработке нелинейного регулятора для пространственного движения высокоскоростного (сверхзвукового) летательного аппарата с прямоточным воздушно-реактивным двигателем. Для построения регулятора используется второй (прямой) метод теории устойчивости А.М. Ляпунова.

Ключевые слова: пространственное движение; высокоскоростной летательный аппарат; прямоточный воздушно-реактивный двигатель; система автоматического управления; регулятор; второй метод Ляпунова; робастность; адаптивность.

Проведены исследования влияния ускорения элементов конструкций и  вязкости жидкости на  процесс возникновения и развития кавитации в  зазорах, теоретическим путем получены формулы для  трех кавитационных критериев, два из которых (по ускорению и по вязкости) ранее неизвестны. Получены формулы, выражающие кавитационные критерии через критические значения основных гидродинамических критериев. Дана математическая формулировка условий возникновения кавитации в зазорах элементов конструкций с  учетом вязкости жидкости и ускорения элементов конструкций.

Ключевые слова: кавитационные критерии; зазоры; вязкость жидкости; ускорение элементов конструк-ций.

В статье рассматривается расчет и проектирование контурно подкрепленной композитной панели, нагруженной поперечной нагрузкой. Решение строится в аналитической форме с использованием вариационного метода В.З. Власова в рядах по перемещениям в плоскости конструкции. Панель может быть нагружена произвольной поперечной силой и иметь произвольные условия закрепления. Полученное решение является основой для удовлетворения условия прочности в задаче проектирования. Приведены примеры решения задачи.

Ключевые слова: контурно подкрепленная панель, композитный материал, поперечная нагрузка, метод В.З.Власова

Модель динамики спуска космического аппарата в возмущенной атмосфере Марса можно представить в виде многомерного марковского процесса [1,2]. При этом необходимо записать стохастические дифференциальные уравнения для возмущений, т.е. уравнения формирующих фильтров. Под возмущениями будем понимать случайные вариации плотности атмосферы, связанные в основном, с действием пылевых бурь на планете. Рассматривается задача построения нестационарного формирующего фильтра 1-ого порядка для вариаций плотности атмосферы при неполной статистической информации.

Ключевые слова: космический аппарат; Марс; возмущенная атмосфера; пылевая буря; формирующий фильтр.

Данная статья посвящена вопросу расчета и оптимизации межпланетных траекторий-космических аппаратов, оснащенных электроракетными двигательными установками, при использовании гравитационного маневра у Луны.В рамках данной работы предлагается ме-тодический подход для расчета таких траекторий. Как пример применения методики, про-анализирован перелет Земля – Марс с гравитационным маневром у Луны для космической транспортной системы на базе ракеты-носителя «Союз2-1б» и химического разгонного блока «Фрегат». Приведены оценки величины выигрыша в конечной массе КА, который можно получить благодаря использованию лунного гравитационного маневра для рассматриваемого перелета.

Ключевые слова: космический аппарат; электроракетная двигательная установка; межпланетная траек-тория; лунный гравитационный маневр; оптимизация

В статье представлены результаты численного анализа течения жидкости в осевом насосе для систем терморегулирования летательных аппаратов. Выявлены особенности течения теплоносителя в насосе на различных режимах его работы. Получено, что работа насоса на малых подачах, сопровождается существенными и интенсивными обратными и отрывными течения, при этом варьируя угол на входе в рабочее колесо и геометрию спрямляющего аппарата можно минимизировать выявленные эффекты.

Ключевые слова: осевой насос, система терморегулирования, массогабаритные характеристики, численный анализ

В статье представлены результаты проектирования подшипниковых пар для осевого насоса систем терморегулирования летательных аппаратов с учетом минимизации массогабаритных размеров и высоких требований по надежности работы. Рассмотрены подходы к выбору материалов узлов трения подшипников. Представлены результаты испытаний спроектированных подшипниковых узлов в составе экспериментальных образцов осевого насоса.

Ключевые слова: опоры осевого насоса; подшипниковые узлы; системы терморегулирования

Представлены результаты анализа тепло-массообмена при разрушении поверхностного слоя тепловой защиты спускаемого космического аппарата малой формы, совершающего баллистический спуск на Землю. Выполнен расчёт траекторных параметров и теплообмена на поверхности спускаемого космического аппарата на гиперзвуковом участке полёта. По результатам расчёта проведена серия экспериментов на высокотемпературном газодинамическом стенде с целью определения теплозащитных характеристик ряда ТЗМ. Выбран теплозащитный материал поверхностного слоя системы тепловой защиты КЛА. Проведена оценка толщины разрушения данного слоя.

Ключевые слова: тепло-массообмен, гиперзвуковая скорость, тепловая защита, траекторные параметры, энтальпия торможения, орбитальный полёт, баллистический спуск, газодинамический стенд.

Рассмотрена структура плазменной струи истекающей из сопла электро-реактивного двигателя в вакуум, путем решения системы уравнений Власова-Пуассона, получены функции распределения заряженных частиц, скоростей, концентрации и самосогласованных электрических полей в потоке плазмы, в зависимости от характерных параметров задачи: направленной скорости на срезе сопла, концентрации, ширины, отношении температур ионов и электронов.

Ключевые слова: поток разреженной плазмы, стационарный плазменный движитель, уравнения Власова-Пуассона, метод крупных частиц, функция распределения заряженных частиц.

Предложена методика обработки зондового эксперимента в потоке разреженной плазмы с помощью плоского зонда, ориентированного на встречу вектору скорости потока. Приведены результаты обработки зондовой характеристики, полученной в потоке, истекающем из магнитоплазмодинамического движителя.

Ключевые слова: зондовая диагностика плазмы, плоские электрические зонды, магнитоплазмодинамический двигатель, зондовая характеристика.

В последние 15-20 лет резко возрос интерес к изучению движения разреженной неравновесной плазмы. Одной из причин этого является то, что на данном этапе развития космической техники большую роль в функционировании космических аппаратов стали играть электроракетные или электрореактивные двигатели. Анализ струи, возникающей при работе такого двигателя как стационарный плазменный двигатель, показывает, что его струя состоит как минимум из ионов, электронов и нейтралов, причем является плаз-мой. Числа Кнудсена основных взаимодействий или порядка или много больше единицы, поэтому адекватное поведение такой среды возможно только на основе кинетической теории. Трудности подхода к описанию движения плазмы заключаются в том, что здесь в от-личии от разреженного газа отсутствует уравнение типа Больцмана. Пути преодоления указанной трудности такие же, как и в динамике разреженного газа – создание модельных кинетических уравнений, которые достаточно хорошо описывают изучаемое движение, и использование методов статистического моделирования (типа Берда). В отличие от динамики разреженного газа в плазме возникает задада определения электрического поля, так как происходит вырождение соответствующего уравнения Максвелла. До настоящего времени использовался метод определения так называемого самосогласованного электрического поля. Он связан с тем или иным способом замыкания уравнений сохранения при условии равенства плотностей электронов и ионов. В статье приведена полностью кинетическая постановка задачи и обсуждается метод, который будет использован при ее решении.

Ключевые слова: струя стационарного плазменного двигателя (СПД), система кинетических уравнений, кинетическое уравнение электронов, функции распределения электронов, ионов и нейтралов, граничные условия для функций распределения электронов, ионов и нейтралов, уравнение Максвелла (Пуассона), электрическое поле, ларморовский радиус, дебаевский радиус, квазинейтральность, малый параметр, асимптотические методы, уравнения сохранения, электронный ток, ионный ток, ток заряженных частиц, ньюто-новский потенциал

Представлены результаты исследований влияния различных форм сердечников наружных источников намагничивающей силы магнитных систем электрореактивных двигателей на азимутальную равномерность распределения магнитного поля в рабочем межполюсном промежутке

Ключевые слова: электрореактивный двигатель, гибридный плазменный двигатель, магнитная система, катушка намагничивания

В статье представлена математическая модель (ММ) теплофизических свойств индивидуальных углеводородов (ИУ) и их смесей в любых соотношениях, а также синтетического жидкого топлива (СЖТ). Представлены результаты экспериментов по определению теплофизических свойств ИУ и их смесей, которые были сравнены с результатами расчета ММ.

Ключевые слова: математическая модель; синтетические жидкие топлива

Для решения современных энергоемких задач работы космических аппаратов требуется энергия, дать которую в настоящее время способны только ядерные энергетические установки (ЯЭУ). Спектральный метод удобен для моделирования систем управления ЯЭУ. В настоящее время для моделирования систем управления спектральным методом применяются различные системы компьютерной математики (СКМ) и пакеты их расширения. В данной статье спектральный метод применяется для моделирования САУ ядерной энергетической установкой при условии ее описания линейными уравнениями точечной кинетики. Для моделирования такой системы применяется пакет расширения MLSY_SM СКМ Mathcad.

Ключевые слова: системы автоматического управления; спектральная форма математического описания; системы компьютерной математики; дробные интегрирующие и дифференцирующие звенья, ядерная энергетическая установка.

В настоящее время для моделирования систем управления спектральным методом применяются различные системы компьютерной математики (СКМ) и пакеты их расширения. Современные технологии, связанные с фрактальным подходом в различных прикладных областях, в частности в теории динамических систем, порождают новую элементную базу, математические модели которой содержат дробные интегрирующие и дифференцирующие операторы. В данной статье спектральный метод применяется для моделирования распределенных и дробно-распределенных процессов и систем управления. Для моделирования таких систем модифицирован пакет расширения MLSY_SM СКМ Mathcad. Применение этого пакета демонстрируется на примере решения уравнения аномальной диффузии и моделировании системы управления ядерной энергетической установкой с распределенными параметрами, которая содержит дробный ПИД регулятор.

Ключевые слова: нестационарные системы автоматического управления; спектральная форма математического описания; системы компьютерной математики; дробные интегрирующие и дифференцирующие звенья; аномальная диффузия; ядерная энергетическая установка

Рассматривается стационарный линейный объект, все характеристические числа которого (спектр) имеют строго положительные вещественные части. Показывается, что при оптимальном управлении, обеспечивающем минимум интеграла от квадрата управляющего сигнала, спектр объекта симметрично отображается в левую полуплоскость комплексной плоскости.

Ключевые слова: спектр линейного оператора, неустойчивый объект, оптимальное управление, динамическое программирование, линейные с насыщением законы управления, область притяжения нулевого состояния равновесия.

В статье рассматривается методика учета смещений фазовых центров антенн спутников и приемников в глобальных навигационных спутниковых системах, а также приводятся результаты вычислительных экспериментов по определению критичности учета этих смещений при обработке реальных навигационных данных. Описываются физические причины возникновения указанных смещений. Проводится экспериментальный анализ степени влияния смещений фазовых центров антенн спутников и приемников на результаты оценивания координат потребителя при высокоточном местоопределении в апостериорном режиме.

Ключевые слова: глобальные навигационные спутниковые системы; гнсс; precise point positioning; ppp; pco; phase center offset; смещение фазового центра.

Рассматривается решение задачи авиационной гравиметрии с учетом ее пространственной статистической неоднородности. Задача сводится к оцениванию в пространстве состояний для систем с марковскими скачками. Рассмотрено применение методики оценивания параметров аномалии силы тяжести и погрешностей системы, основанное на решении задачи идентификации для модели вида смеси скользящих средних с марковскими скачками. Решение задачи идентификации позволяет построить оптимальный калмановский сглаживатель для оценивания аномалии на траектории. Приведены результаты тестирования данной методики на полетных данных.

Ключевые слова: гравиметрия; аномалия силы тяжести; скрытые марковские модели; mjls; обучение; распознавание; фильтр калмана

Работа посвящена проектированию радиопередатчика, предназначена для передачи на расстояние информации, поступающей с ряда датчиков. Преобразователь информации передатчика выполнен на микроконтроллере. Использование микроконтроллеров позволяет разрабатывать устройства, обладающие такими качествами, как лучшие массогабаритные и энергические показатели, относительная дешевизна, простота и надежность. К несомненным преимуществам изделий, выполненных с применением микроконтроллеров, следует отнести совместимость с персональным компьютером через стандартные интерфейсы. В работе решены задачи схемотехники и конструкторского проектирования передатчика. Произведены оценки показателей, подтверждающих работоспособность передатчика в заданных условиях применения.

Ключевые слова: передатчик; микроконтроллер; программатор; конструкция.

Проведено исследование работы мехатронного модуля с трёхфазным вентильным двигателем и фазами, соединёнными по схеме «звезда», при различных методах 180-градусной коммутации ключевыми элементами, в ходе которого: получены аналитические выражения рассматриваемых методов; разработана компьютерная модель мехатронного модуля; реализованы на языке MATLAB модули, позволяющие автоматизировать моделирование и представление результатов в необходимом для анализа виде; на языке AHDL описаны методы коммутации и осуществлено программирование цифровой системы управления мехатронного модуля в программируемую логическую интегральную схему; выполнены экспериментальные исследования лабораторного макета мехатронного модуля и проанализированы полученные данные экспериментальных исследований и результатов компьютерного моделирования на предмет адекватности модели и реального устройства; построены механические, регулировочные и энергетические характеристики. В результате проведённого исследования определён метод коммутации, при котором механические характеристики присутствуют во всех квадрантах, регулировочные характеристики линейные, а теряемая мощность в обмотке минимальная, что даёт право рекомендовать его в качестве одного из основных методов при проектировании приводных систем.

Ключевые слова: энергосберегающий алгоритм; исследование, цифровой электропривод; импульсное управление; методы коммутации; трехфазный вентильный двигатель; компьютерное моделирование; программный комплекс; цифровые сигналы, напряжения; статические характеристики; энергетические характеристики

Предложена теоретико-числовая модель представления функции взаимной корреляции (ФВК) кодов максимальной длины, позволяющая выполнить аналитическое оценивание характеристик ФВК путем анализа числовых сравнений. Предложена методика и примеры аналитического оценивания максимальных уровней ФВК. Использование методики не связано с компьютерными вычислительными процессами. Результаты носят общий характер и полезны для оперативной оценки возможностей построения квазиортогональных ансамблей сложных кодированных сигналов требуемого качества при проектировании асинхронно-адресных и командных авиационно-космических телекоммуникационных системах.

Ключевые слова: аналитическое оценивание; ансамбли сигналов; асинхронно-адресные системы; телекоммуникации, функции взаимной корреляции.

В работе представлен алгоритм двухканального подавления помех, работоспособный в условиях, когда помехи в каналах автокомпенсатора взаимно некоррелированы. Теоретически доказано, что синтезированный автором алгоритм позволяет оптимальным образом выделять полезный сигнал по критерию наименьшей среднеквадратической ошибки.

Ключевые слова: модельный компенсатор помех; формирующий белый шум; оптимальный фильтр; корректирующий фильтр.

В статье рассмотрена проблема удаления помех, которые имеют некоторую периодичность, на изображениях, полученных в результате спутниковой съемки. Такие помехи могут возникать при спутниковой съемки поверхности Земли из-за особенностей съемочной аппаратуры (так называемый «дрейф темновых токов»). В статье на примере удаления таких помех рассмотрен метод частотной фильтрации изображений. Использование данного подхода дает значительные преимущества перед пространственными методами фильтрации, когда используются значения яркости пикселей и может быть заметная потеря полезной информации в виде снижения четкости и размытия границ. При использовании частотной фильтрации для удаления периодических помех удаляются преимущественно только помехи, так как устраняется только малая часть спектра соответствующая помехам. При этом методы частотной фильтрации могут быть достаточно эффективно реализованы благодаря алгоритму быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Ключевые слова: частотная фильтрация изображений; быстрое преобразование Фурье; периодические помехи на изображениях.

В статье обозначены основные проблемы при производстве современных печатных плат (ПП), выделены доминирующие факторы техпроцесса, влияющие на их качество, а так же предложены пути повышения стабильности техпроцесса, которые ведут к снижению издержек и повышению качества выпускаемой продукции. Представлена методика оценки геометрической стабильности базового материала многослойных печатных плат (МПП), методика обработки полученных результатов и использование их для адаптации подготовки производства.

Ключевые слова: геометрическая стабильность; базовый материал; печатные платы; подготовка производства; межслойные соединения; система совмещения.

В статье рассматриваются законодательная база, определяющая порядок отнесения сведений к государственной тайне и к конфиденциальной информации. Анализируются состав конфиденциальной информации вуза, и возможные варианты ее утечки физическими, организационными и техническими методами получения информации. Рассматриваются легальные и нелегальные методы.

Ключевые слова: информационные ресурсы, государственная тайна, конфиденциальность, несанкционированный доступ, утрата информации.

Рассматривается задача распределения инвестиций, выделяемых на развитие наземного космического комплекса, в условиях случайного спроса на продукцию отраслей и наличии конкуренции. Данная модель основана на двухэтапной двухуровневой задаче стохастического программирования с квантильным критерием. Показано, что в частном случае задача сводится к одноэтапной задаче стохастического линейного программирования. Приведены достаточные условия существования решения задачи. Для случая дискретного распределения вектора случайных параметров предлагается способ сведения исходной задачи к смешанной задаче линейного программирования.

Ключевые слова: стохастическое программирование; квантильный критерий; смешанная задача линейного программирования; доверительный метод; двухэтапная задача; двухуровневая задача.

Представлен оригинальный авторский подход к управлению конкурентоспособностью авиационных двигателей (АД). Конкурентоспособность АД рассмотрена как многопараметрическая технико-экономическая категория. В работе проведена систематизация и предложено обобщение основных составляющих конкурентоспособности, с целью повышения спроса на авиационную технику и решения конкретных проблем в интересах заказчиков.

Ключевые слова: конкурентоспособность; авиационные двигатели; целевой рынок; товарное предложение; динамика спроса.

Статья посвящена проблемам обновления российского парка транспортных самолетов. Приводятся сведения о предприятиях, разрабатывающих и серийно выпускающих транспортные воздушные суда марок «Ил», «Ту» и «Ан», а также осуществляющих их послепродажное обслуживание и ремонт. Отдельная часть статьи посвящена предприятиям, проектирующим и выпускающим комплектующие изделия, агрегаты, системы навигации и жизнеобеспечения для транспортных самолетов. Рассмотрены проблемы поставок комплектующих и запасных частей к данному типу самолетов.

Ключевые слова: грузовые авиаперевозки; транспортные самолеты; серийное производство самолетов; техническое обслуживание самолетов; ремонт воздушных грузовых судов; запасные части; комплектующие изделия; авиаремонтный завод; авиационное оборудование.

Предложена структура методологии моделирования организационных обособлений низшего и промежуточного уровней, характерных для современного авиационно-промышленного комплекса России. Данная структура введена в обеспечение выполнения технико-экономического обоснования управленческих решений в отношении соответствующих организационных обособлений.

Ключевые слова: авиационно-промышленный комплекс, организационное обособление, управление, организационное проектирование, методология.