2016. № 86

В статье содержится описание компьютерной программы SNCalculator для расчета долговечности элементов конструкции с геометрическими концентраторами. SNCalculator интегрируется в программный комплекс конечно-элементных расчетов Femap и позволяет значительно повысить степень автоматизации расчетов. Приложение реализует три наиболее распространенные в авиационной отрасли методики расчета усталостной прочности: расчет по качеству конструкции (Лоим В.Б.), расчет по теории подобия (Когаев В.П.) и расчет по теории рейтингов усталости (Стрижиус В.Е.). Описаны основные элементы методик и приведена принципиальная схема алгоритма расчета усталостной долговечности программой SNCalculator.

Ключевые слова: усталостная долговечность, концентрация напряжений, авиационные конструкции, автоматизация

В настоящее время, после длительного перерыва в венерианских исследованиях, прорабатываются различные варианты сценариев миссий к Венере. В состав перспективного космического аппарата российского проекта «Венера-Д», предназначенного для проведения длительных исследований планеты, предполагается включить орбитальный аппарат, субспутники, посадочный аппарат и атмосферные зонды. Рассматриваются предложения по организации международной миссии с распределением ответственности за различные составляющие космического аппарата и, возможно, использование различных ракетоносителей. Международное сотрудничество в осуществлении комплексной программы исследования Венеры позволит существенно повысить научную результативность проектов при высокой экономической эффективности.

Ключевые слова: Венера, программа исследований, международное сотрудничество, космический аппарат

Приводятся методические основы прогнозных исследований перспективных КА (модификаций КА) в составе космической системы (КС) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) при модернизации к заданному моменту времени. Используется метод многоуровневой согласованной оптимизации при статистическом учете функциональных связей, в основе которого схема двухуровневой организации проектных исследований и двухуровневая проектная модель. Рассматривается задача оптимизации параметров модификации модуля МЦА при замене его подсистем с учетом требований к надежности модуля. Представлен алгоритм решения задачи.

Прогнозные исследования с использованием разработанных методических основ проводятся с учетом динамики функциональных связей, технико-экономических ограничений, позволяют количественно оценить характеристики альтернативных вариантов модуля МЦА и КА в целом, найти их рациональные значения, установить закономерности развития техники и технологий.

Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, модернизация, модификация, прогнозные исследования, методические основы, технико-экономическая модель, алгоритм, параметры

Предлагается компактная методика расчета температурного поля многослойной конструкции, основанная на использовании метода конечных разностей. Особое внимание уделено корректному учету зависимости теплофизических характеристик (ТФХ) конструкционных и теплозащитных материалов от температуры и записи граничных условий на стыке слоев различных материалов. Проведено сравнение результатов расчета с учетом и без учета зависимости ТФХ от температуры для высокоскоростных летательных аппаратов. Показана недопустимость использования значений ТФХ, полученных при комнатной температуре при расчете температурного поля сильно нагревающихся конструкций. Кроме того показана важность учета переменности значения коэффициента теплопроводности по толщине материала при существенной неравномерности распределения температуры.

Ключевые слова: температурное поле, многослойная обшивка, летательный аппарат, характеристики материала, точность, сравнение

Представлены основные сведения о пространственной плотности, составе и динамике пылевых частиц на трассе функционирования солнечного зонда. Приведены оценки возможной степени разрушения материала теплозащитного экрана КА в результате столкновений с высокоскоростными частицами в ближайшей окрестности Солнца. Показано, что ударное воздействие пылевых частиц не оказывает существенного влияния на тепловое состояние КА и разрушение его тепловой защиты.

Ключевые слова: космический аппарат, исследование Солнца, тепловая защита, высокоскоростные частицы, ударное воздействие

Создание перспективных ЖРД для разгонных блоков и верхних ступеней ракет-носителей, работающих на компонентах ракетного топлива (жидкие кислород и водород, керосин, сжиженный природный газ и др.), требует проведения большого объема автономных испытаний камер сгорания и газогенераторов в составе экспериментальных установок с вытеснительной системой подачи компоненты ракетного топлива. В статье на основе анализа функционирования вытеснительной системы подачи жидкого кислорода разработаны рекомендации по построению систем подачи компоненты ракетного топлива для обеспечения равномерной выработки компонента при испытаниях и оптимизации технологии заправки баллонных систем.

Ключевые слова: компоненты ракетного топлива, камеры сгорания, экспериментальные установки, вытеснительная система подачи, испытания

Исследуется алгоритм работы прототипа системы синтетического видения (Synthetic Vision System) для формирования трёхмерной модели рельефа в зоне посадки в условиях частичного или полного отсутствия видимости. Рассматриваемый подход позволяет при ограниченных машинных ресурсах и временных затратах восстановить трёхмерный план рабочей области. Разработано программное обеспечение, реализующее предложенный подход.

Ключевые слова: летательный аппарат, система синтетического видения, 3D-моделирование, посадка

В работе рассмотрен подход к задаче оценки влияния топологии воздушного пространства аэропорта на его пропускную способность. Предложена унифицированная модель представления аэродромной воздушной зоны и на ее основе сформулирована задача по оценке пропускной способности. Приводятся и обсуждаются результаты расчета пропускной способности для аэропортов МАУ.

Ключевые слова: пропускная способность аэропорта, квантовая модель воздушной обстановки, топология аэродромного воздушного пространства

Представлены результаты исследования возможных путей повышения точности измерения навигационных параметров полета летательного аппарата путем принудительного вращения блока чувствительных элементов бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Предметом исследования являются математические модели функционирования инерциальной навигационной системы в автономном режиме функционирования и ошибок инерциальных датчиков. Представлены результаты сравнительного анализа точностных характеристик навигационных систем с различными законами вращения блока чувствительных элементов.

Ключевые слова: бесплатформенная инерциальная навигационная система, блок чувствительных элементов, закон вращения, гироскоп, акселерометр, имитационное моделирование

Рассматривается задача измерения положения лопастей вертолета в реальном времени с целью исследований эффективности и безопасности функционирования соосных винтов вертолета. Предложена оптическая система измерений, основанная на обработке видеокадров с высокоскоростной камеры с целью определения положения торца лопасти в системе координат вертолета. Разработаны алгоритмы обработки и анализа экспериментальных данных. Результаты исследований подтверждают реализуемость предложенного подхода.

Ключевые слова: лопасти вертолета, оптические измерения, высокоскоростная видеокамера, обработка изображений

Показана возможность практической реализации технологичной конструкции моноимпульсной волноводно-щелевой антенной решетки с частотным сканированием. В предлагаемой конструкции антенны получено высокое качество технических характеристик. Исследованы особенности диаграммообразующей схемы с последовательной запиткой излучателей, приведены способы устранения характерных для нее недостатков. Разработаны эффективные методики численного анализа и оптимизации параметров электродинамической модели диаграммообразующей схемы. Рассмотрены технологические вопросы, позволяющие обеспечить требуемую точность изготовления.

Ключевые слова: моноимпульсная антенная решетка, частотное сканирование, диаграмма направленности, диаграммообразующая схема, электродинамическое моделирование, численный анализ

Подход к выбору общих показателей эффективности связи и радиотехнического обеспечения полетов авиации, характеризующих качество информационного обеспечения авиации. Предложена методика определения частных показателей эффективности системы связи и радиотехнического обеспечения.

Ключевые слова: связь, радиотехническое обеспечение полётов, воздушное судно, эффективность, показатель, живучесть системы, информационный обмен

В настоящее время широкое распространение получили глобальные спутниковые навигационные системы, позволяющие определять местоположение объектов с высокой точностью. Однако, возникает задача местоопределения не только под открытым небом, но и в областях, где спутниковые сигналы сильно искажены или недоступны, например, в цехах, ангарах, глубоких карьерах, офисных помещениях и т.п. При наличии сильной многолучевости или затенения получить высокую точность местоопределения с помощью глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) становится затруднительно. Однако, существуют системы локального местоопределения, которые способны дополнить или полностью заменить ГНСС на некоторой ограниченной территории или внутри помещений.

Как правило, данные системы используют методы временного разделения сигналов различных передатчиков системы. В настоящее время широкое практическое применение получают и системы относительного местоопределения, в которых объект всегда начинает движение из известной точки. В данной работе рассматривается математическая модель системы, описывающая систему относительного местоопределения с временным разделением сигналов передатчиков. На основе модели разработан прототип и проведены эксперименты на испытательном полигоне, результаты которых подтверждают работоспособность и эффективность предложенных алгоритмов формирования и обработки сигналов.

Ключевые слова: относительное местоопределение, прототипирование, программно-определяемое радио

Экспериментально исследуется влияние имитирующей помехи на аппаратуру потребителей спутниковых сетевых систем позиционирования. Подтверждается возможность нарушения функционирования аппаратуры потребителя и внесения ложной информации. Формулируются рекомендации по формированию такой помехи и защиты от ее деструктивного воздействия.

Ключевые слова: глобальные навигационные спутниковые системы, имитирующая помеха, дезинформация

Рассматривается вопрос создания программного комплекса автоматизированного планирования задействования средств наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения и измерений. Определены цели и задачи программного комплекса, режимы функционирования и требования к их исполнению. Раскрыт структурный состав программного комплекса. Приведены результаты экспериментальной отработки программного комплекса в режимах его функционирования.

Ключевые слова: программный комплекс, планирование, космический аппарат, наземный автоматизированный комплекс управления

В статье рассмотрены вопросы автоматизации компоновки изделий с высокой плотностью компоновки (прежде всего авиационной техники). Поскольку задача размещения является классической геометрической задачей, то для ее решения используется комплекс соответствующих геометрических моделей. В статье показано, что при обилии компьютерно-ориентированных геометрических моделей, позволяющих описывать геометрическую форму объектов любой сложности, их использование в задачах автоматизированной компоновки, не обеспечивает решение поставленной задачи максимально плотного размещения. Описана математическая постановка задачи компоновки как оптимизационная задача, с указанием ее целевой функции, ограничений и критериев эффективности. Предложен подход (использование рецепторных геометрических моделей), позволяющий при создании геометрических моделей автоматизированной компоновки, перейти от переборных вариантов размещения компонуемых объектов к интеллектуальным алгоритмам автоматизированного размещения. Показаны результаты использования рецепторных геометрических моделей при автоматизированной компоновке летательных аппаратов (заполнение свободных пространств, трассировка, обеспечение зон обслуживания).

Ключевые слова: геометрические модели, автоматизированная компоновка, плотное размещение, рецепторные модели, незаполненные пространства, трассировка, зоны обслуживания

Построена математическая модель электромагнитного процесса, приводящего к излучению гравитационных волн. Согласно проведенному расчету, при распространении электромагнитных волн в постоянных магнитных полях происходит излучение высокочастотных гравитационных волн. Этот процесс может быть использован при поиске путей практического овладения радио, СВЧ и оптического диапазонов гравитационно — волнового канала связи. Показано, что учет кривизны фронта электромагнитной волны существенно изменяет асимптотику амплитуды рожденной гравитационной волны. Это обстоятельство необходимо учитывать при оценке эффективности превращения электромагнитной волны в гравитационную волну в астрофизических условиях, а также при расчете лабораторных источников гравитационного излучения.

Ключевые слова: математическое моделирование, гравитационные волны, электромагнитные волны, уравнения Эйнштейна, гравитационно – волновой канал связи

Исследовано поведение параметров систем распознавания пользователей по динамике подписи на основе модифицированного наивного классификатора Байеса и нейронной сети в зависимости от значения порогов в соответствующих системах. Получены оценки качества системы аутентификации в виде вероятностей ошибок 1-го и 2-го рода. Были проведены исследования по определению возможности объединения классификатора на основе нейронной сети и классификатора Байеса путем линейного комбинирования выходов для снижения суммарной вероятности ошибки классификации без учета рода ошибки.

Ключевые слова: идентификация, подпись, классификатор Байеса, нейронная сеть, интеграция, линейная зависимость, ошибки первого и второго рода