2010. Т. 17. № 5

Авиационная техника

Раков Д. Л., Торбек Ю.

Рассматриваются различные принципы управления подъемной силой для аэростатов. Исследуется возможность применения активной системы управления аэростатической подъемной силой. В основе предложенной схемы лежит воз-можность одновременного варьирования объема и давления в двух оболочках при маневрировании аэростатов. По ре-зультатам структурно-параметрического синтеза и численного расчета делаются выводы об особенностях предложенных схем.

Ключевые слова: аэростаты, управление подъемной силой, синтез новых технических решений, моделиро¬вание, численный расчет

Резников В. М.

Рассматривается использование воздухоплавательных аппаратов (ВПА) - дирижаблей, аэростатов - при мони¬торинге чрезвычайных ситуаций (ЧС) и ведении аварийно-спасательных и восстановительных работ. В качестве эф¬фективности мониторинга рассматривается оперативность получения информации и показана ее недостаточность при группировке космических аппаратов (КА) менее двух десятков. Предложена оценка априорной и апостериорной веро¬ятности краткосрочного прогноза землетрясений. Показано преимущество ВПА перед КА также и за счет снижения высоты в 20-30раз, и за счет обеспечения всепогодности использования радиолокатора.

Ключевые слова: мониторинг, чрезвычайные ситуации (ЧС), рискЧС, прогноз, эффективность, вероятность, марковский процесс, система массового обслуживания, космические аппараты, дирижабли.

Воронич И. В., Колчев С. А., Коньшин В. Н., Ткаченко В. В.

Целью данной работы является формирование требований к малоразмерному беспилотному летательному аппара¬ту, пригодному для массового применения в полевых условиях в целях радиационного и экологического мониторинга тер¬риторий. Приведен краткий обзор компоновок, аэродинамических и технических характеристик малоразмерных и средних аппаратов для обобщения результатов исследований. Рассматриваются аспекты реализации таких аппаратов по аэро¬динамическим формам, энергосиловой установке, полезной нагрузке. Определен прототип и пути его модификации для удовлетворения сформулированным требованиям. Излагаются основы расчетной методики для проведения расчетно-экспериментальных исследований. Приведен пример применения методики.

Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, мониторинг, аэродинамика

Сидоренко А. С.

Представлены методика и результаты разработки численной модели и данные расчетных исследований динамичес¬кого состояния несущей конструкции и агрегатов вертолета при его размещении на подвижной посадочной площадке. Рассматривается действие кратковременного нестационарного кинематического возмущения на конструкцию верто¬лета, соединенного с подвижной площадкой односторонними упругими связями (швартовочными элементами). Кинема¬тическое возмущение, возникающее при аварийной ситуации, передается на конструкцию через стойки шасси и швар-товочные элементы. Задача о нестационарном движении решена с использованием метода конечных элементов, на ос¬нове которого разработаны модели силовой конструкции и нелинейно-упругих механизмов стоек шасси. Получены зависимости от времени перемещений, скоростей и ускорений в различных точках конструкции вертолета.

Ключевые слова: вертолет; аварийная ситуация; удар; несущая конструкция; колебания; демпфирование; метод конечного элемента; динамическое состояние; ускорение

Долгов О. С., Куприков М. Ю., Рипецкий А. В.

Предложен новый подход к формированию геометрического облика перспективных дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости - выявлены актуальные области применения разработанных методов.

Ключевые слова: проектирование самолетов, геометрическая компоновка, эргономика

Шайдаков В. И.

Предлагается нелинейная дисковая вихревая теория несущего винта для режимов висения и вертикального взлета вертолета. Получены интегральные уравнения, с помощью которых при заданном распределении удельной нагрузки по диску винта определяется поле индуктивных скоростей как в плоскости диска, так и в струе за винтом

Ключевые слова: вертолет, несущий винт, дисковая теория, математическая модель

Шайдаков В. И., Завалов О. А.

Приводится расчет полей индуктивных скоростей в плоскости диска несущего винта и в струе за ним на основе нелинейной дисковой вихревой теории. Представлена расчетная картина линий тока воздушной струи и проводится исследование ее параметров в режимах висения и вертикального взлета вертолета.

Ключевые слова: вертолет, несущий винт, дисковая теория, расчет поля индуктивных скоростей

Кондратьев А. И., Тюменцев Ю. В.

Для обеспечения работы все более широко используемых алгоритмов адаптивного отказоустойчивого управления часто требуется формирование модели объекта управления. Одним из наиболее перспективных подходов к решению данной задачи применительно к нелинейному объекту является подход, основанный на нейросетевом моделировании динамических си¬стем. Предлагается один из возможных способов реализации такого моделирования. Приводятся результаты вычисли¬тельного эксперимента, подтверждающие эффективность и перспективность рассматриваемого подхода.

Ключевые слова: самолет, модель движения, искусственная нейронная сеть, вычислительный эксперимент

Ракетная и космическая техника

Сыров А. С., Соколов В. Н., Ежов В. В., Бочаров М. В.

Рассмотрены особенности разгонного блока (РБ) «Бриз- М» как объекта управления и принципы построения тер-минального управления наведения его на заданную орбиту. Это управление реализуется на основе периодического реше¬ния краевой задачи путем использования численно-аналитического метода. Используемый алгоритм обеспечивает вы¬сокую методическую точность.

Ключевые слова: разгонный блок, система управления, терминальное управление, краевая задача

Двигатели и энергетические установки летательных аппаратов

Ха С.

Рассматривается процесс нестационарного разделения газовой смеси под влиянием гравитационного поля и диффу¬зии. Для решения уравнений Навье - Стокса с различными по массе молекулами используется модель Эйлера. Показана возможность определения скорости оседания более тяжелых молекул из газовой смеси.

Ключевые слова: уравнение Навье-Стокса, многофазовый поток, разделение газов, гравитация, диффузия

Аверин С. В., Анисимова Т. В., Данилина А. Н., Крючков В. В.

Рассмотрена задача формирования напряжений ступенчатой формы с помощью обобщенного рядя Фурье. Этот метод может быть применен, главным образом, для устройств силовой электроники в качестве средства, позволяющего фор-мировать переменные напряжения, аппроксимирующие синусоидальные. Такой подход к синтезу переменных напряже¬ний основан на разложении вряд Фурье множества ортогональных функций. Используя аналитические методы и выра¬жения, приведенные в статье, можно определить оптимальные параметры напряжений, обеспечивающие минимальное содержание в их спектрах высших гармоник. Представленное математическое средство крайне полезно при разработ¬ке структур и алгоритмов управления преобразователями со ступенчатым выходным напряжением

Ключевые слова: ряд Фурье, инвертор, ступенчатое напряжение, аппроксимация, спектральный состав

Губертов А. М., Десятов А. В., Головин Ю. М., Вежневец П. Д., Валиуллин Ф. Х., Лукоянов Ю. М., Соболев В. В.

Проведены экспериментальные исследования течения углеводородных топлив в модельной трубке при сверхкрити¬ческих давлениях. Выявлены общие закономерности образования осадков на стенках трубки. Приведен расчет профиля температур по длине модельной трубки. Проведены исследования по влиянию наличия кислорода на протекающие про¬цессы. Предложен механизм коксоотложения на стенках канала.

Ключевые слова: керосины, термическое разложение, газообразные и твердые продукты разложения, коксо¬отложения, турбулентность, коэффициент теплопередачи

Коротеев А. А.

Приводится обобщение методов расчета энергетических потерь и геометрии электронного пучка при выводе в плотные среды с использованием систем дифференциальной откачки. Рассматриваются методы приближенного расчета рассе¬яния при многократных соударениях с атомами. Обосновываются параметры фокусирующих пучок магнитных систем, определяется оптимальная длина каналов транспортировки. Анализируется метод «укрупненных взаимодействий» для численного расчета изменения геометрии пучка в каналах и ступенях давления выводных систем.

Ключевые слова: электронные пучки (ЭП), системы транспортировки электронных пучков (СТЭП), методы расчета режимов работы, ступени давления, фокусировка пучков, режимы течения газа в каналах выводных сис¬тем

Лобанов И. Е., Низовитин А. А., Флейтлих Б. Б.

Разработана теоретическая модель для расчета предельного изотермического гидравлического сопротивления в ус¬ловиях интенсификации теплообмена в трубах за счет турбулизации потока при турбулентном течении в шерохова¬тых трубах малого диаметра. Модель справедлива для широкого диапазона чисел Рейнольдса, поскольку коррелирует с существующим экспериментальным материалом, что позволяет прогнозировать резервы интенсификации теплообме¬на с более высокой точностью, чем существующие методы.

Ключевые слова: теплообмен, интенсификация, математическое моделирование, гидросопротивление, шеро¬ховатость, турбулентное течение, турбулизация

Крылов Б. А., Мануйлов А. А., Федоров С. А., Юн А. А.

Проведен анализ моделей турбулентности и представлены результаты расчетов процессов тепломассообмена у ох-лаждаемой поверхности стенки жаровой трубы основной камеры сгорания газотурбинного двигателя (ОКСГТД). Расчет проведен в коммерческом пакете ANSYS CFX 10.0. Использовались и анализировались следующие модели тур-булентности: k-E, k-m, SST, m-RSM.

Ключевые слова: двухсменная схема охлаждения, модель турбулентности, вычислительная гидрогазодинами¬ка, численные методы.

Щербаков М. А., Юн А. А., Марчуков Е. Ю., Крылов Б. А.

Проведено сравнение турбулентных моделей на примере двумерных каналов с внезапным расширением и с незначи¬тельным препятствием и сравнение результатов расчета в программных пакетах ANSYS CFXu FastestSD. Использо¬вались следующие модели турбулентности: k-E, k-(u, SST, ю -RSM, EARSM и Low-Re EARSM. В качестве приклад¬ной задачи моделировался термогазодинамический процесс в выходном устройстве воздушно-реактивного двигателя (ВРД). Даны общие рекомендации по уменьшению теплового воздействия на стенку сопла.

Ключевые слова: канал, модель турбулентности, вычислительная гидрогазодинамика, численное моделирова¬ние, сеточная модель, выходное устройство.

Архипов А. С., Сидоренко Е. К.

Приводятся результаты анализа потоков энергии в разряде стационарного плазменного двигателя (СПД). Такой анализ представляет значительный интерес для специалистов, занимающихся исследованием физики работы СПД. В частности, необходимо понять изменения в названных потоках энергии при изменении режима работы двигателя. Прямые измерения составляющих потоков энергии в разряде СПД осуществить очень сложно. Поэтому авторами рассмотрены методы косвенной оценки, и в данной статье приводятся некоторые подходы к решению этой задачи. Они основаны на анализе совокупности результатов определения интегральных параметров двигателя, распределений локальных параметров плазмы в ускорительном канале двигателя и характеристик его струи.

Ключевые слова: стационарный плазменный двигатель, ускорительный канал, струя, плазма, поток энергии, ионный ток

Машиностроение

Филимонов А. В., Фаткуллин О. Х.

Предложена методика определения направления и степени необходимого изменения технологических параметров процесса формирования слитков и отливок при изменении размера получаемой литой заготовки. Предложены зависи¬мости для расчета корректировки параметров технологии литья при изменении диаметра слитка (толщины стенки отливки) для сплавов с различной склонностью к образованию литейных дефектов. Рассмотрены основные группы ли¬тейных авиационных промышленных сплавов.

Ключевые слова: диаметр слитка, толщина стенки отливки, оптимальные технологические параметры, литей¬ные авиационные промышленные сплавы.

Измерительная техника и метрология

Черноморский А. И., Фещенко С. В., Сачков Г. П.

Решается задача построения датчика горизонта на основе акселерометра, не возмущаемого силами инерции, обес-печивающего высокоточное измерение угловой ориентации одноосной колёсной платформы относительно плоскости го-ризонта. Осуществляется выбор датчиков схемы компенсации методической составляющей погрешности акселеромет¬ра. Представлены результаты моделирования характерных режимов движения одноосной колёсной платформы с учё¬том динамики горизонтального измерительного канала

Ключевые слова: одноосная колёсная платформа, гироскопическая стабилизация, невозмущаемость, акселе-рометрический датчик горизонта.

Электроника, радиотехника и связь

Самойленко М. В.

Предложен новый метод определения направлений на источники излучения, основанный на томографическом под¬ходе к решению задачи и позволяющий по ограниченному числу измерений интегральной мощности на выходе приемной антенны с широкоугольной диаграммой направленности определять направления на источники излучения с высокой точностью и достигать сверхразрешения источников. Приведены результаты компьютерных экспериментов.

Ключевые слова: диаграмма направленности, элемент разрешения, интегральная мощность, оригинал, томо-грфическое отображение, матрица отображения, псевдообратная матрица, винеровское оценивание

Корнилов А. М.

Приведены результаты анализа принципов организации информационного обмена подвижных объектов в реальном времени с использованием различных логических каналов, в том числе спутниковых. Предложен способ реализации логи¬ческих каналов безопасного информационного обмена подвижных объектов на основе современных инфокоммуникацион-ных технологий.

Ключевые слова: информационные и телекоммуникационные системы; информационно-телекоммуникаци¬онные системы в космической отрасли; проектирование; программное обеспечение; информационная безопас¬ность

Репин А. И., Меркишин Г. В., Попова Л. В.

На основе методов статистической теории приема и передачи информации в оптическом диапазоне длин волн по¬лучено выражение, которое определяет алгоритм оптимальной обработки принимаемых сигналов, и производится вы¬бор структурной схемы оптимального приема дискретных сигналов оптического диапазона, модулированных по часто¬те или интенсивности, по соответствующей методике вычисления отношения правдоподобия. Приводятся результа¬ты вычислений отношения с/ш и вероятностей правильного обнаружения с использованием аналитических выражений рабочих характеристик, определяющих процесс обнаружения и приема полезных сигналов, а также результаты вы¬числения порогового уровня.

Ключевые слова: алгоритм, структурная схема, сигнал, начальная ориентация, лазерная система.

Назаров О. П., Трофимов А. С.

Предложен быстрый алгоритм фрактального сжатия изображений. Данный алгоритм по сравнению с известными позволяет существенно сократить время процедуры сжатия.

Ключевые слова: сжатие, изображение, видео, маска.

Зарощинский О. И., Ельцов А. К.

Излагаются результаты исследований возможности применения численных методов Монте-Карло в качестве ал¬горитма работы цифровой системы формирования диаграмм направленности приемных антенных решеток.

Ключевые слова: Монте-Карло, антенная решетка, цифровая, формирование диаграммы направленности

Репин А. И., Яшин М. М.

Представлены материалы по исследованию системы управления, рассмотренной на примере временного автоселек¬тора с нечетким временным дискриминатором в кольце слежения, входящего в состав системы сопровождения целей по дальности. Дана краткая сравнительная характеристика различных типов дискриминаторов (цифрового, нечетко¬го). Путем моделирования получены переходные процессы, протекающие в нечетком временном автоселекторе.

Ключевые слова: временной автоселектор, дискриминатор, нечеткая система управления.

Поваляев А. А., Глухов П. Б., Подкорытов А. Н.

Определение ориентации в глобальных навигационных спутниковых системах (ШСС) основано на совместной об¬работке высокоточных и неоднозначных псевдофазовых измерений, сформированных по сигналам нескольких антенн, рас¬полагающихся на поверхности объекта. Для обеспечения мгновенного определения ориентации по одночастотным изме¬рениям на один момент времени известные алгоритмы разрешения неоднозначности требуют присутствия в зоне ви¬димости не менее 11-12 спутников. Это число может быть значительно уменьшено за счет привлечения в обработку сведений о расстояниях между фазовыми центрами антенн, которые не меняются при изменении ориентации объекта. В статье рассматривается алгоритм разрешения целочисленной неоднозначности с использованием сведений о рассто¬яниях между фазовыми центрами антенн. Приводятся сравнительные характеристики предлагаемого алгоритма.

Ключевые слова: ГНСС, псевдофазовые измерения, пространственная ориентация, целочисленная неодноз¬начность, минимизация квадратичной формы.

Управление, вычислительная техника и информатика

Василевский В. В., Рисенберг Д. В.

Описывается алгоритм решения задачи восстановления трехмерной сцены по множеству снимков, полученных с летательных аппаратов. Особенностью алгоритма является предложенный способ выявления ошибок привязки фраг¬ментов изображения. Строится модель регистрирующей камеры, на ее основе выводятся математические соотноше¬ния, позволяющие находить ЗБ-координаты точек на изображениях. Выводится перечень исходных данных, необходи¬мых для корректной работы алгоритма. Предложенный алгоритм реализован авторами в виде программы на языке C++.

Ключевые слова: стереозрение, распознавание образов, обработка изображений, восстановление поверхности.

Кавалеров Б. В., Полулях А. И., Шигапов А. А., Лисовин И. Г.

Рассматривается методика создания программных моделирующих комплексов для испытания и настройки алгорит-мического обеспечения систем автоматического управления газотурбинными установками, применяемыми в наземных электростанциях. На основе разработанных принципов математического моделирования сформулированы требования к программному комплексу, позволяющему выполнять совместное моделирование газотурбинных установок, синхрон¬ных генераторов и системы электроснабжения. Разработанный программный комплекс обеспечивает возможность испытаний и настройки алгоритмов управления.

Ключевые слова: газотурбинная установка, электрическая станция, система электроснабжения, автоматичес¬кое управление, математическое моделирование.

Прикладная математика, механика, физика

Фирсанов В. В.

С позиции трехмерной задачи теории упругости рассматриваются результаты построения варианта уточненной теории расчета цилиндрических оболочек с несимметричной существенно переменной толщиной. Сущность этой тео¬рии состоит в построении основного напряженного состояния, базирующегося на гипотезе вертикального элемента, и дополнительного напряженного состояния краевой плоской деформации, возникающей вблизи жестко защемленного края. Это дает возможность оценить напряженно-деформированное состояние (НДС) тонкостенных авиационных конст¬рукций как во внутренних областях, так и в узких краевых зонах вблизи нерегулярностей типа авиационных соедине¬ний, стыков разностенных элементов конструкций и т.п.

Ключевые слова: цилиндрическая оболочка, напряженно-деформированное состояние, гипотеза Кирхгофа-Лява, пограничный слой, теория упругости, краевая задача, вариационный метод Власова-Канторовича.

Цхондия Г. А.

Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что импульсное действие электрического тока в процессах релаксации напряжений приводит к значительному изменению механических свойств металлических мате¬риалов. В данной работе по предложенной модели процесс релаксации напряжений, индуцированный импульсом тока, был промоделирован посредством конечно-элементного пакета, использующего метод Ньютона-Рафсона. Результаты моделирования показали корреляцию расчетных данных с основными экспериментальными данными.

Ключевые слова: модель, релаксация напряжений, импульс тока, моделирование

Короваицев А. В., Короваицева Е. А., Федотенков Г. В.

Для линейных моделей деформируемых элементов конструкции авиационно-космических систем предлагается мо-дифицированный локально-аналитический метод решения краевых задач, записанных в векторно-матричной форме. В методе используются основные положения теории решетчатых функций, сопряженных дифференциальных уравнений, циклическая матрица, позволяющие получить аналитическую форму интегральных матриц, не связанную с обращением фундаментальных матриц. Метод позволяет отказаться от использования сеточных функций. Приводится один из примеров иллюстрации возможностей метода, позволяющий судить о его эффективности применительно к расчету на¬пряженно-деформированного состояния типовых элементов конструкции летательных аппаратов и ракетно-космической техники.

Ключевые слова: анализ напряженно-деформированного состояния, краевые задачи, интегральные матрицы, циклическая матрица, локальные аналитические решения, сравнительный анализ.

Экономика и менеджмент

Барабанов К. С., Теплов Ю. А., Турищева М. А.

Данная работа нацелена на описание модели оценки конфиденциальности корпоративных информационных ресур¬сов авиационного сектора. В начале статьи описана обобщенная методика обеспечения конфиденциальности корпора¬тивной инфраструктуры, основанная на индикативно-алгоритмическом подходе. Далее рассматривается математи¬ческая модель и методика анализа информационных рисков на стадии предпроектного исследования в домене конфиден¬циальности корпоративных информационных ресурсов.

Ключевые слова: информационные ресурсы, информационные технологии, конфиденциальность, защита информации, оценка информационных рисков, индикативно-алгоритмический подход, авиационные корпорации, авиационная промышленность.

Вучкович А. А., Гаврилова И. С., Цаи И. В.

В статье показана роль производственного и кадрового потенциала предприятий авиационной промышленности в обеспечении конкурентоспособности создаваемой техники. Предложены основные направления взаимоувязанного разви¬тия производственного и кадрового потенциала предприятий авиастроения при создании авиационной техники.

Ключевые слова: экономический механизм, производственный потенциал, кадровый потенциал, предприятие авиастроения.

Махорин А. О., Станкевич А. М.

Рассмотрена задача назначения самолетов на рейсы, которая возникает на последнем этапе планирования авиапе¬ревозок. Дана формулировка этой задачи в терминах однопродуктовой сетевой модели, что позволяет использовать существующие эффективные методы сетевой оптимизации. Показано, каким образом можно учитывать дополнительные ограничения для индивидуальных самолетов.

Ключевые слова: : планирование авиаперевозок, задача назначения самолетов, однопродуктовая сетевая модель, алгоритмы сетевой оптимизации.

Научные заметки

Комиссаренко А. И.

Рассматриваются вопросы определения скорости полета ракет на пассивном участке полета с учетом веса и ло¬бового сопротивления, изменяющегося по квадратичному закону. Получено аналитическое выражение скорости полета ракеты в функции угла вектора скорости. Представленная в работе аналитическая зависимость может быть исполь¬зована при идентификации траектории движения ракет.

Ключевые слова: лобовое сопротивление, идентификация траектории ракеты.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2017