2011. № 49

Разработана система обновления базы данных Интернет учебников по теории принятия решений и создана программа для оперативного внесения изменений и дополнений в постоянно развивающийся проект по разработке серии учебников. Тестовое обновление ориентировано на результаты, опубликованные в [1,2]. Межкоалиционный верхний уровень предполагает принятие решения в соответствии с одним из известных принципов оптимальности: гарантированного результата, оптимальности по Нэшу и оптимальности по Парето. Многокритериальная задача в нижней двухуровневой системе декомпозируется на модифицированные задачи. Выстроен итерационный алгоритм получения оптимальных решений.

Ключевые слова: коалиция; иерархия; стратегия; декомпозиция; база данных; программа оперативного обновления

Решение многоэлектронной задачи в атомной и молекулярной физике осуществляется с помощью метода матрицы плотности. Вводится эффективный гамильтониан. Для любой выбранной пары электронов спектр этого оператора можно представить набором собственных значений энергии и собственных волновых функций. Многоконфигурационное приближение, моделирующее волновую функцию всей электронной системы многодетерминантной суммой, более детально описывает матрицы плотности и позволяет выяснить некоторые их свойства. Новая формулировка – электронной задачи позволяет резко сократить трудоёмкость численного решения таких задач.

Ключевые слова: метод матрицы плотности, редуцированная матрица плотности второго порядка, многоконфигурационное взаимодействие, – электронная задача, спектральное разложение матриц плотности.

Построены линеаризованные уравнения таких движений произвольного тела, которые называются регулярными прецессиями и играют существенную роль в динамике твёрдого тела. Проведена классификация возможных типов систем линейных дифференциальных уравнений и сформулированы утверждения о соответствующей реакции устойчивости этих систем на изменения параметров тела.

Ключевые слова: регулярные прецессии; уравнения в вариациях; структурная устойчивость.

Статья посвящена разработке математической модели, методики расчета и расчету защитных характеристик высотно-компенсирующего жилета (ВКЖ), предназначенного для защиты летчика от воздействия пониженного барометрического давления при полетах на больших высотах. Методика позволяет обоснованно выбирать конструктивные параметры жилета на этапе его проектирования, снижая тем самым объем дорогостоящих испытаний.

Ключевые слова: высотно-компенсирующий жилет; опорная компенсация; силовая компенсация; герметичная камера; силовая оболочка; натяжное устройство; мягкая оболочка вращения; уравнения равновесия; метод конечных разностей

Решена задача вычисления динамических приоритетов на вход пассажирского самолета в заданный воздушный эшелон или строй. При этом учтена возможность повышения этого приоритета при ограниченном запасе топлива.

Ключевые слова: контроль безопасности, оптимальное управление, летательные аппараты, динамическое программирование, функция риска.

В работе рассматриваются основные методы и способы создания прототипов проектируемых деталей объектов аэрокосмической техники на этапах разработки конструкции. Технологии быстрого прототипирования позволяют провести проверку правильности созданной конструкции, оптимизировать ее и таким образом уже на ранних этапах жизненного цикла обеспечить требуемое качество продукции. Показаны возможные области применения технологий быстрого прототипирования при проектировании.

Ключевые слова: быстрое прототипирование и производство, качество продукции, технологическая подготовка производства

Описывается построение программного модуля приближенного исследования дина-мики раскрытия купола парашюта. Процесс раскрытия моделируется движением упругой абсолютно гибкой нити – каркасной ленты, переходящей в стропу. Уравнения движения та-кой нити заменяются дискретными аналогами. На начальном этапе раскрытия, когда купол еще не имеет выполненной части, применяется «принудительный наддув» — по куполу зада-ется постоянный перепад давления, действующий до тех пор, пока в полюсе не образуется выполненная область. После этого перепад на невыполненной части купола принимается равным нулю, а на выполненной части – постоянным по куполу с добавлением расчетной динамической составляющей. Предлагаемый программный модуль позволяет рассчитывать основные зависимости, характеризующие процесс раскрытия купола, определять значения перегрузок в коуше, в полюсе и на кромках купола. Предусмотрена возможность модифика-ции модуля для решения задач динамики раскрытия парашюта с рифованным куполом или куполом произвольной формы.

Ключевые слова: раскрытие купола; гибкая нить; каркасная лента; перепад давления; обобщенная стропа; механизм псевдовязкозти; программный модуль.

Решена задача вычисления динамических приоритетов на вход пассажирского самолета в заданный воздушный эшелон. При этом учтена возможность повышения этого приоритета при ограниченном запасе топлива.

Ключевые слова: контроль безопасности, оптимальное управление, летательные аппараты, динамическое программирование, функция риска

Рассматривается движение в вертикальной плоскости парашютной системы со сво-бодно подвешенным грузом. При записи уравнений движения парашют, соединительное звено и груз моделируются твердыми телами, соединенными идеальными шарнирами. Со-ставляются упрощенные нелинейные уравнения возмущенного движения системы, в кото-рых учитывается нелинейная зависимость нормальной составляющей аэродинамической си-лы купола парашюта от угла атаки. Методом гармонической линеаризации находятся выра-жения, определяющие основные параметры колебательных режимов, возникающих при движении системы. Приводится пример, позволяющий сравнить результаты предлагаемой теории с результатами численного интегрирования исходных уравнений движения системы.

Ключевые слова: парашютная система; свободно подвешенный груз; нормальная составля-ющая аэродинамической силы; гармоническая линеаризация; устойчивость; автоколебания.

В статье рассматривается процесс управления поражением цели за счет целенаправ-ленного изменения относительного положения средства поражения и цели. Предлагается математическое описание динамики вектора относительного положения авиационного средства поражения (АСП) и цели в процессе атаки как системы со случайным изменением структуры. Формулируются задачи прицеливания и наведения управляемых АСП и определяется их место в задаче поражения цели. Рассматривается вопрос анализа качества процесса прицеливания и формируются общий и частные показатели качества авиационной прицельной системы.

Ключевые слова: поражение; прицеливание; наведение; управление; случайная структура; показатель качества; вооружение.

Рассматривается проблема автоматического управления движением строя пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Обсуждаются принципы построения и структура систем управления строем. Предлагается метод виртуального ведущего для организации систем. Приводятся примеры систем управления относительным положением объектов и предотвращения их опасного сближения.

Ключевые слова: строй; группа; самолет; ведущий; ведомый; управление; система.

В статье рассматривается актуальная проблема, связанная с планированием летных испытаний беспилотного летательного аппарата (БЛА) проводимых в процессе отработки БЛА. Рассмотрен метод оценки полноты испытаний, позволяющий вполне формализовано обосновать необходимость проведения очередного испытания. Метод основывается на восстановлении полиномиальной модели по статистической выборке, представляющей собой данные телеметрии, и далее полиномиальная модель оценивается по статистическим критериям. Основная особенность статистических критериев состоит в том, что значения критериев известны для ситуаций, когда практически все закономерности, имеющиеся в статистической выборке, описываются данной полиномиальной моделью. Таким образом, такие критерии могут быть мерой полноты экспериментальной модели с одной стороны и условием продолжения испытаний с другой стороны.

Ключевые слова: статистический синтез; испытания ЛА; аэродинамические коэффициенты; статистические критерии; оптимизация; полиномиальная модель; статистическая выборка; планирование экспериментов.

В работе рассматривается многоканальная система массового обслуживания простого груп-пового потока требований с экспоненциально распределённым временем обслуживания групп и с очередью неограниченной длины. Исследуемая система обладает отличительной особенностью: требования поступают на обслуживание и обслуживаются в составе групп; по окончании обслуживания все требования группы одновременно покидают систему. Для частного случая – двухканальной системы массового обслуживания одиночных и парных заявок – приводятся размеченный граф состояний и система дифференциальных уравнений. Рассматривается установившийся режим функционирования системы. Описывается проце-дура получения системы уравнений равновесия в терминах производящих функций, нахож-дение решения которой предполагается осуществлять численно. Полученные результаты мо-гут быть использованы для осуществления вероятностного анализа авиационных систем.

Ключевые слова: система массового обслуживания, неделимые групповые заявки, простой групповой поток, групповое обслуживание, граф состояний, система уравнений равновесия, производящая функция.

В статье даны основные понятия, определения и положение унификации и типажирования технических систем. Рассмотрены методы оценки влияния унификации на технико – экономические показатели систем снаряжения. Представлены алгоритм, модели, критерии обоснования типажа технических систем.

Ключевые слова: Системы снаряжения; унификация; технико-экономические показатели; критерии оптимальности; типажирование.

В статье дан анализ методов структурно-параметрического синтеза облика беспилотного летательного аппарата (БЛА). Представлены блок-схема декомпозиции объекта исследования, решаемые задачи и критерии качества проектных решений. Рассмотрена матрица признаков облика БЛА, технических решений по ним и их проектных параметров. Дана структурно-логическая схема формирования рационального облика ЛА. Сформулирована постановка и даны методы решения задач структурного синтеза и оптимизации проектных параметров.

Ключевые слова: летательный аппарат; признаки облика; структурный синтез; параметрическая оптимизация; критерии качества.

Изучены достаточные условия устойчивости нелинейных динамических систем при оптимальном управлении производством. Предложено использовать метод Ляпунова и применить в расчетах функцию Беллмана.

Ключевые слова: кризисные ситуации, переменная рентабельность, оптимальное управление, динамическая устойчивость.

В статьеприводятсясостав, структура и алгоритмы структурной перестройки пилотажно-навигационного комплекса беспилотного летательного аппарата. Рассматриваются режимыработы ПНК, включаярежимы захода на посадку и посадки. Показан переход отполноразмерного фильтра к декомпозированному в режиме захода напосадку.

Ключевые слова: инерциальная навигационная система, спутниковая навигационная система, микромеханические датчики, псевдоспутник, логические схемы, оптимальная обработка информации, беспилотный летательный аппарат.

Разработана продукционная экспертная система с правилами на базе нечеткой логики для исследования биоэлектрической активности мозга с помощью ультразвукового доплеровского измерителя скорости кровотока и электроэнцефалографа. Представлены особенности, возможности и преимущества экспертной системы с правилами на базе нечеткой логики для исследования биоэлектрической активности мозга у летного и диспетчерского состава.

Ключевые слова: медицинский измерительно-вычислительный комплекс; продукционная экспертная система; нечеткая логика; электроэнцефалограф; ультразвуковой доплеровский измеритель скорости кровотока; комплексирование информации; исследование биоэлектрической активности мозга; летный и диспетчерский состав.

В статье показано влияние геометрических параметров внешней поверхности проектируемой авиационной техники на ее потребительские качества. Все это требует разработки эффективной геометрической модели внешней поверхности. Использование параметрических моделей дает реальный базис для многокритериальной оптимизации поверхности и формы летательного аппарата. Показано, что технология полного электронного определения изделия предусматривает последовательное движение от внешних обводов к конструкции и системам изделия. Внешние обводы в этом случае являются ограничениями с различным уровнем приоритетов в случае необходимости доработки внешней поверхности изделия в ходе технологической проработки изделия

Ключевые слова: геометрическое моделирование, компьютерная графика, авиационная техника, внешние обводы, оптимизация поверхности и формы, параметрические модели, электронный макет.

Приведена математическая модель расчёта радиационного теплообмена в рабочем участке стенда с использованием для нагревания объекта испытания галогенных ламп накаливания (ГЛН). Рассматриваются варианты расчёта в спектральной и интегральной постановках. Учитывается вклад в суммарный поток излучения его составляющих в виде излучения тела накала и собственного излучения оболочки ГЛН. Оценивается их влияние на её температурное состояние.

Ключевые слова: теплообмен; излучение; поток; спектр; испытания; материал; конструкция; метод; температура.

Приведена математическая модель расчёта радиационного теплообмена в рабочем участке стенда с газоразрядными источниками излучения, позволяющая определять потоки излучений на поверхностях, образующих внутренний контур рабочего участка.

Ключевые слова: теплообмен; излучение; модель; расчёт; материал; конструкция; спектр; испытания; эксперимент.

Приведен аналитический подход и предложены математически модели оценки эффективности перспективных направлений модернизации беспилотных летательных аппаратов (БЛА), базирующиеся на обобщенных понятиях эффективности, таких как качество, техническое совершенство. Рассмотрен пример оценки эффективности замены металлических материалов в конструкции БЛА на композиционные материалы, подтверждающий работоспособность предложенных моделей. Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат; модернизация; эффективность; техническое совершенство; качество; технический уровень, композиционные материалы.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат; модернизация; эффективность; техническое совершенство; качество; технический уровень, композиционные материалы.

Представлены результаты энергетического анализа дистанционно-пилотируемого ле-тательного аппарата (ДПЛА) с несущей системой «винт в кольце» на режимах висения и горизонтального полета. Проведена оценка энергетических характеристик данного типа ДПЛА в зависимости от параметров его аэродинамической компоновки.

Ключевые слова: дистанционно пилотируемый летательный аппарат; винт в кольце, аэродинамическое про-ектирование.

В статье дается метод расчета подъемной силы (тяги) дистанционно пилотируемо-го летательного аппарата (ДПЛА), испытывающего влияние экранного эффекта земли. Исследовано соотношение составляющих суммарной тяги (кольца, винта, днища) при раз-личных расстояниях от земли.

Ключевые слова: дистанционно-пилотируемый летательный аппарат, винт в кольце, влияние близости зем-ли, аэродинамические характеристики.

Рассматриваются принципы, методы и алгоритмы формирования составной динамической системы, моделирующей с заданной точностью целевую миссию беспилотного ЛА. Оценка точности такой модели осуществляется на основе критериев качества выполнения этапов миссии. Учитываются также компьютерные затраты на реализацию формируемых вариантов составных динамических систем. Рассматриваются источники многообразия моделей: формы описания динамики БЛА, внешних возмущений. Предлагается применение пространственного случайного поля для высокоточного моделирования ветровых воздействий на беспилотный ЛА.

Ключевые слова: беспилотный ЛА; целевые миссии; математические модели; компьютерное моделирование; точность моделирования, критерии качества.

Рассматривается упругий малогабаритный ЛА, вращающийся вокруг своей оси, имеющий скорость порядка 3-5 М, учитывается интенсивное продольное нагружение и, как следствие, продольное ускорение ЛА. При этом учитывается влияние на динамическое поведение ЛА типового электромеханического рулевого привода. Разработана математическая модель, имитирующая работу основных элементов рулевого привода. Уравнения динамики пространственного движения упругого ЛА модифицируются с учетом разработанной математической модели рулевого привод

Ключевые слова: математическое моделирование; колебания; рулевой привод; управление полетом

Рассмотрена задача формирования контура стабилизации маневренного беспилотного летательного аппарата (БЛА) классов «воздух – поверхностей» и «воздух – воздух» с учетом требований аэроупругой устойчивости с системой автоматического управления (САУ); описаны модели и методы, предназначенные для решения данной задачи; приведен пример; даны рекомендации по обеспечению аэроупругой устойчивости БЛА с САУ.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, конструкция, система автоматического управления, контур стабилизации, аэроупругая устойчивость

В работе излагается способ количественного определения экологической безопасности аэрокосмических объектов. В основе методики лежит расчет частных оценок экологической опасности объекта, получение величины общей экологической опасности и переход к оценке экологической безопасности. Рассматривается последовательность расчетов, приводятся алгоритмы получения частных оценок и оценки общей экологической опасности объекта.

Ключевые слова: аэрокосмические объекты, окружающая среда, загрязнение, экологическая безопасность, количественная оценка, алгоритм

В статье рассматривается теоретическое обоснование выбора параметров климатических камер для испытания тепловых режимов малогабаритной бортовой аппаратуры (МБА), предназначенной для работы в негерметичных отсеках космических аппаратов. Это позволяет на этапе сдаточных испытаний, при серии большого объема, заменить дорогие испытания тепловых режимов МБА в тепловакуумной камере на значительно более дешевые испытания в климатической камере.

Ключевые слова: тепловые испытания; малогабаритная бортовая аппаратура; негерметичный отсек; климатическая камера.

В статье дано обоснование тенденции улучшения массогабаритных характеристик космических аппаратов, сложившейся в современных условиях интенсивного развития космического рынка. Описана актуальность использования в сфере навигации, спутниковой связи, мониторинга и дистанционного зондирования Земли малых космических аппаратов в сравнении с космическими аппаратами той же функциональности, но значительно превышающих их по массогабаритным характеристикам.

Ключевые слова: малые космические аппараты; микроспутники; наноспутники; ракеты-носители; массогабаритные характеристики космических аппаратов.

В статье описаны инновационные подходы к разработке малых космических аппаратов (МКА) на примере спутника дистанционного зондирования Земли «Монитор-Э», созданного на базе унифицированной космической платформы (УКП) «Яхта». Подтверждена правильность заложенных принципов и выбранных при разработке рассмотренных объектов конструктивно-технологических решений. Приведены характеристики МКА «Монитор-Э» и УКП «Яхта». Дано описание применения малых космических аппаратов в космической деятельности.

Ключевые слова: малые космические аппараты; унифицированная космическая платформа; спутник дистанционного зондирования Земли.

В статье рассматриваются вопросы восстановления группировки КА в процессе ее функционирования. Приведены методы оценки продолжительности циклов, позволяющий производить прогноз периодичности замен и  потребного числа запасных изделий при заданном сроке службы группировки КА. Представленные результаты могут быть полезными для  специалистов по эксплуатации высоконадежных ракетно-космических систем и для студентов соответствующего профиля.

Ключевые слова: орбитальная группировка, космический аппарат, количество замен, периодичность замен.

В статье приведены основные принципы построения методики автоматизированного планирования полёта автоматических космических аппаратов (КА). Рассмотрены три вида плана, два из которых являются исходными для составления основного вида плана – плана полёта, используемого для управления автоматическим КА. Рассматривается структура плана и составляющие его элементы. Раскрывается процедура составления плана, базирующаяся на причинно-следственных отношениях. Формулируется алгоритм построения плана полёта автоматизированным способом.

Ключевые слова: космический аппарат; план полёта; команды управления; целевые фрагменты; причинно-следственные отношения; таблицы отношений

В статье рассмотрены четыре ключевые операции, определяющие назначение процедуры управления околоземными автоматическими космическими аппаратами (КА): операция по определению программы работы целевой аппаратуры, операция по составлению плана пространственно-временных действий, планирование работы устройств и систем космического аппарата и реализация плана полёта на КА. Показано, что эти операции выполняются практически для любого автоматического КА, функционирующего на околоземных орбитах. Первые три из них носят информационный характер, который определяет структуру системы управления КА. Система, в задачи которой входит решение данных ключевых операций, будет называться информационной системой обеспечения управления полётами автоматических космических аппаратов.

Ключевые слова: система управления полётом, космический аппарат как транспортное средство, ключевые операции КА, план работы целевой аппаратуры, план пространственно-временных действий, план полёта КА

В статье рассмотрены закономерности развития космической техники и возможные этапы ее деятельности в космосе.

Ключевые слова: космическая техника; научно-технический прогресс; пилотируемый космический аппарат; закономерность; развитие.

Статья посвящена исследованию эффективности использования нового типа тепловых аккумуляторов, получивших название бескорпусных, в которых, в отличие от традиционных, рабочее тело не требует герметизации своего объема при фазовых превращениях из твердого в жидкое состояние и обратно.

Ключевые слова: тепловой аккумулятор, формоустойчивый композиционный фазопереходный материал, плавкий заполнитель.

Предлагается системный подход синтеза оптимальных межпланетных траекторий на основе современных космических технологий для широкого диапазона дальних космических миссий, планируемых на ближайшую перспективу. Высокие энергетические возможности получаемых межпланетных траекторий и относительно низкая стоимость космических миссий достигаются за счет использования многократных гравитационных маневров у планет и применения электрореактивных двигателей. Для решения сложной задачи оптимального управления составной динамической системой с функциональными ограничениями предлагается оригинальная методика.

Ключевые слова: межпланетная траектория, дальняя космическая миссия, гравитационные маневры, электрореактивные двигатели, оптимизация, управление, составная динамическая система, функционалы, ограничения

Рассматриваются некоторые вопросы динамики управляемого полета ракет на пассивном участке траектории, а именно – ставится задача по определению угла атаки, угла наклона вектора скорости, угла тангажа. Решение подобной задачи при определенных ниже условиях, видимо, не представляет принципиаль-ных трудностей. Тем не менее, в опубликованных работах, насколько известно авторам, ее решения нет. При этом авторы исходят из того, что в процессе проектирования и отработки систем управления летательных аппаратов определенного типа знание зависимостей отмеченных углов от времени является не только полезным, но в ряде случаев просто необходимым. Поэтому, рассматриваемая задача, по мнению авторов, является актуальной и привлекательной.

Ключевые слова: : уравнения движения, пассивный участок, вертикальная плоскость, статическая устойчивость, аналитические решения, угол атаки, угол тангажа

Описывается математическая модель пространственного движения комбинированной системы мягкой посадки (КСМП) спускаемого космического аппарата (КА), составленной из КА, парашютной системы (ПС) и тормозной двигательной установки (ТДУ). При записи уравнений движения КСМП рассматривается ее упрощенная физическая модель в виде двух твердых тел (купола ПС и КА с ТДУ), соединенных невесомыми стропами и подвесной си-стемой. Скорость воздушной среды выражается суммой трех составляющих ветра: постоян-ной, турбулентной и порыва. При определении проекций главного вектора и главного мо-мента сил тяги ТДУ считается, что тормозные двигатели расположены на кольце с центром на оси симметрии КА, а создаваемые ими силы тяги параллельны и направлены в одну сто-рону. Предлагаемая математическая модель может быть использована как для численного, так и аналитического исследования динамики КСМП.

Ключевые слова: парашютная система; космический аппарат; тормозная двигательная установка; порыв ветра; случайная величина; закон Релея; массовый расход топлива.

В работе представлен вариант модернизации математической модели газотурбинного двигателя (ГТД) при помощи дополнительных моделей атмосферы и искривления воздушного потока в воздухозаборнике ГТД с целью уточнения влияния связанных явлений на динамику двигателя и планера летательного аппарата. В реализации всех этапов работы использован инструментарий математического моделирования воздушного потока в объёмах ГТД с открытым исходным кодом (свободной лицензией), позволившего уточнить характеристики динамики ГТД и, как следствие, точностные свойства САУ ЛА и ГТД.

Ключевые слова: системы управления; модели газотурбинных двигателей; приёмистость; нестационарный режим работы ГТД; неравномерность потока; численное моделирование газовой динамики (CFD); OpenFOAM