2012. Т. 19. № 1

Авиационная техника

Захарченко В. Ф., Таргамадзе Р. Ч., Фролов Е. А.

Получена приближенная оценка частот в продольном движении беспилотных малоразмерных летательных аппаратов (МЛА), отличающихся малыми значениями нагрузки на крыло и способностью старта «с руки». Такая задача возникает при необходимости автоматизации управления полётом летательного аппарата (ЛА) обеспечения требуемого уровня устойчивости и управляемости, стабилизации фазовых координат.

Ключевые слова: : беспилотный летательный аппарат, динамика полета, частоты в продольном движении, нагрузка на крыло, старт «с руки», устойчивость и управляемость, аэродинамические коэффициенты.

Лебедев Г. Н., Ефимов А. В., Михайлин Д. А.

Рассматривается новый способ получения косвенной оценки вектора состояния беспилотного летательного аппарата (БЛА) в продольном и боковом каналах с помощью идентификатора, использующего операцию прогноза оптимального фильтра Калмана (ОФК). Производится оценивание координат БЛА, измерение которых непосредственно на объекте не выполняется. К таким координатам относятся угол наклона траектории, угол скольжения, угол вертикального ветра и сила бокового ветра. В целях исключения переменных коэффициентов идентификатора и обеспечения разгрузки бортового вычислителя предлагается заморозить наиболее значимые для оцениваемых координат коэффициенты матрицы поправок ОФК, а остальные коэффициенты обнулить. Так как в исполнительных приводах рулей высоты, направления и элеронов существуют ограничения их скоростной и позиционной составляющих, оценка координат БЛА в идентификаторе должна производиться с учетом указанных нелинейностей. В работе представлен подход, учитывающий указанные ограничения, при этом в идентификатор вводятся ограничения в виде линейной зоны с насыщением на скорости изменения оценок вектора состояния. Приводятся результаты имитационного моделирования работы алгоритма в режиме посадки с использованием пакета Matlab Simulink.

Ключевые слова: фильтр Калмана, идентификатор, ветер, посадка, выдерживание глиссады.

Громов В. Ф., Макаров А. Ф., Овсянников Д. А.

Приведена расчетная модель и определено методом конечных элементов напряженно-деформированное состояние от действия внешней нагрузки пластины с эксцентрично расположенным отверстием, в котором установлена по сво- бодной посадке и с натягом тонкостенная высокопрочная втулка. На примере с конкретными значениями конструктивно-технологических параметров определена целесообразность установки втулки в отверстие шарнирных узлов с радиальным натягом, так как при передаче как сжимающей, так и растягивающей нагрузки снижается концентрация напряжений и улучшаются условия работы такого соединения.

Ключевые слова: шарнирный узел; напряженная посадка; втулка; перемычка; нагрузка; окружные, радиаль- ные и эквивалентные напряжения.

Крахин О. И., Кузнецов А. П., Зенин В. А.

Активные элементы из сплавов с памятью являются базовыми элементами приводных устройств различного на- значения, применяемых в авиакосмической технике, радиолокации, в энергетических установках, преобразующих теп- ловую энергию в электрическую. Приведена классификация приводных устройств различного назначения на основе активных элементов из сплавов с памятью, рассмотрены результаты исследований характеристик, критериев их оценки и расчета. Даны основные требования, предъявляемые к специальным свойствам сплавов и активным элементам на их основе.

Ключевые слова: сплавы с памятью, приводные устройства, активные элементы, двигатель, энергетическая установка, свойства сплавов с памятью, оценка, расчет, проектирование.

Вербицкий А. Б., Родионов Г. Л., Сидоренко А. С.

Представлены результаты разработки численной модели и данные расчетной оценки характеристик динамическо- го состояния конструкций авиационных изделий, размещенных на крыле авиационного носителя, при действии нагрузок от их применения и на основе разработанной конечно-элементной модели, соответствующей особенностям реальной конструкции консоли крыла, определены собственные формы и частоты конструкции с учетом влияния подвесных из- делий. Нагрузки от применения изделий представлены в виде квазистационарных случайных процессов на ограниченном временном отрезке. Определены спектральные плотности и уровни составляющих виброускорения в местах подвески изделий и зоны конструкции с максимальными уровнями вибрации. Получены оценки максимальных значений перемеще- ний конструкций изделий в условиях применения для различных случаев нагружения и различных вариантов расположе- ния изделий.

Ключевые слова: авиационный носитель; колебания; метод конечного элемента; балка, оболочка; динамичес- кое состояние; виброускорение; стационарная вибрация, спектральная плотность.

Алексеенков А. С., Найденов А. В., Селиванов А. М.

Рассматривается современное состояние и ближайшие перспективы развития автономных приводов. В том числе рассмотрена новая схема привода, позволяющая получить высокие динамические характеристики в автономном режиме работы.

Ключевые слова: привод, автономный, электрогидравлический, гибридный, дроссельное, объемное, электро- моторное, комбинированное, регулирование.

Занегин С. Ю., Калугин В. Н., Шишов Д. М.

Описаны конструктивные отличия биротативного электродвигателя от однороторного, его преимущества при использовании в качестве привода воздушных винтов. Выбран вариант компоновки беспилотного летательного аппара- та с учетом особенностей данной силовой установки, а также для получения дополнительной подъемной силы от тан- генциальной составляющей потока, создаваемого воздушным винтом (ВВ). Приведено описание и результаты экспери- мента по исследованию тяги, создаваемой биротативной силовой установкой, и дополнительной подъемной силы, со- здаваемой тангенциальной составляющей потока ВВ при выбранной компоновке ЛА. С учетом позиций системного подхода проработана концепция летательного аппарата, в которой электропривод интегрирован в силовую конструкцию кры- ла, а схема трехфазного инвертора выбрана таким образом, чтобы максимально эффективно использовать источник энергии аккумуляторную батарею.

Ключевые слова: биротативный электропривод воздушных винтов, беспилотный летательный аппарат, элек- тролет, эллипсовидное крыло, соосные винты

Матвеенко А. М., Чаплыгин В. Я.

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований течения жидкости в несим- метричных гидравлических каналах (н.г.к.) под воздействием периодически пульсирующего источника давления с различной крутизной фронтов нарастания и убывания давления, находящегося внутри н.г.к. Дана схема экспе- риментальной установки. Экспериментально установлен факт возникновения осредненного по времени направлен- ного течения жидкости в н.г.к. Направление течения жидкости зависит от спектра пульсаций давления.

Ключевые слова: несимметричный гидравлический канал; источник давления; течение жидкости; спектр пульсаций.

Ракетная и космическая техника

Быков А. В.

Рассмотрены аппаратные и программные средства расчетно-экспериментальных исследований аэроупругости ра- кет класса «воздухвоздух» наземных резонансных испытаний, расчетов на флаттер и исследований устойчивости упругого летательного аппарата (ЛА) совместно с системой автоматического управления (САУ).

Ключевые слова: аэроупругая устойчивость, флаттер, аппаратно-программный комплекс, наземные резонан- сные испытания.

Кондратьева Л. А.

На примере задачи движения спутника реализуется метод приближенного аналитического вычисления предельных циклов трёхмерных систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Оценки точности полученных периодических решений даются в терминах относительной невязки. Строятся траектории последовательных аналитических решений, и демонстрируется их сходимость к искомому устойчивому предельному циклу, причём геометрическая форма данного цикла оказывается близкой к эллипсу.

Ключевые слова: периодическое движение спутника, система обыкновенных дифференциальных уравнений, предельный цикл.

Двигатели и энергетические установки летательных аппаратов

Аврашков В. Н., Гнесин Е. М., Давиденко Д. М., Мещеряков Д. В., Шаво К.

Целью настоящей работы является демонстрация использования PIV-метода для точного измерения полей скоростей в установившейся недорасширенной горячей свободной струе. В работе описан генератор горячего газа, способный создавать струю с начальным диаметром 25 мм, с полным давлением до 4 МПа и полной температурой до 2200 К, а также изложена использованная методика определения параметров торможения. В описании применения PIV-метода большое внимание уделяется выбору компонентов PIV-системы и техники посева. Представлены экспериментальные результаты наблюдаемой структуры струи и непосредственного измерения геометрии диска Маха. При анализе результатов исследования поля скоростей принимались во внимание тип частиц посева, а также параметры торможения струи. Сравнивались результаты экспериментального и численного моделирования для валидации измерений поля скоростей.

Ключевые слова: горение, сверхзвуковая струя, PIV-метод, измерение скоростей.

Машиностроение

Леонтьев М. К., Давыдов А. В., Дегтярев С. А.

Активные магнитные подшипники (АМП) имеют много преимуществ перед традиционными подшипниками роторных систем. Но их применение требует установки в опоры роторов страховочных подшипников, чтобы предотвратить повреждения магнитных подшипников при внезапном нарушении энергопитания. Конструктивные параметры таких комбинированных опор оказывают большое влияние на динамическое поведение ротора в критических ситуациях. В статье рассматриваются общие уравнения динамики роторных систем в нестационарной постановке. Рассматриваются нелинейные модели АМП, зазора, подшипника качения. Приводятся результаты моделирования перехода ротора через резонанс, падения ротора на страховочные подшипники различных типов и его последующего выбега. Показано, что в отдельных случаях ротор может совершать опасное для конструкции движение - обратную прецессию или обкатку.

Ключевые слова: активные магнитные подшипники, роторная динамика, подшипники качения, подшипники скольжения, зазоры, обкатка, обратная прецессия

Измерительная техника и метрология

Костюков В. М., Нгуен Н. М.

Обсуждается вопрос о влиянии погрешностей измерений бароинерциальной системы, не полностью скомпенсированных в бортовом алгоритме измерительно-вычислительного комплекса (ИВК), на точность навигации самолета. Полученные результаты позволяют формировать требования к точности калибровки, обеспечивающие заданную точность движения самолета. Алгоритм реализует моделирование движения самолета в неинерциальной (нормальной земной) системе координат (СК) в соответствии с полетным заданием, состоянием среды движения (с вариациями атмосферы), используя общие нелинейные модели характеристик самолета, систему управления, содержащую алгоритм оптимального управления самолетом для поиска требуемых траекторий и законов управления, алгоритм стабилизации и балансировки самолета, измерительно-вычислительный комплекс на базе гироинерциального блока, баровысотомера и бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ).

Ключевые слова: пространственное движение, тяжелый беспилотный самолет, разбег, набор высоты, марш- рут, бароинерциальная система измерения, точность измерения вектора состояния самолета

Чубаров О. Ю.

Разработана методика диагностики возникшего неисправного состояния на основе измеренных автоматизированной информационно-измерительной и управляющей системой параметров с применением вторичных признаков как характеристик неисправностей. Отработка предложенной методики осуществлена на испытательном комплексе, подсистема диагностики которого позволяет опознавать возникшее неисправное состояние и определять неисправный измеритель или измерители в случае их отказа. Результаты экспериментов подтвердили работоспособность разработанной методики.

Ключевые слова: измерения при испытаниях, диагностика неисправностей, функциональная диагностика, вторичные признаки, жидкостные ракетные двигатели малой тяги.

Электроника, радиотехника и связь

Ананенков А. Е., Нуждин В. М., Расторгуев В. В., Соколов П. В., Шнайдер В. Б.

Рассмотрена актуальная задача обеспечения безопасности маловысотного полёта вертолета средствами радиолокационной станции (РЛС) переднего обзора. Показаны ограничения, вызванные физической природой рассеяния электромагнитных волн (ЭМВ) на цилиндрическом теле. Предложены методы решения задачи обнаружения проводов линий электропередачи (ЛЭП).

Ключевые слова: безопасность воздушного движения, маловысотный полёт, диаграмма обратного рассеяния, бортовой радиолокатор переднего обзора, алгоритм обработки радиолокационного изображения

Тимошенков С. П., Калугин В. В., Соколов Л. В., Парфенов Н. М.

В настоящее время структуры «кремний на изоляторе» (КНИ) являются перспективной основой в области разви- тия авиационных датчиков давления, микроэлектромеханических систем (МЭМС) устройств и определяют возмож- ность перехода к нанотехнологиям. Применение КНИ позволяет уменьшать размер элементов до 50 нм, а также обес- печить полную электрическую изоляцию отдельных приборов на чипе.

Ключевые слова: технология сращивания структур КНИ, МЭМС устройства.

Моргулис И. Л.

Анализируется точность приближенной формулы для расчета вероятности правильного обнаружения дружно флуктуирующей цели при некогерентном суммировании N импульсов с полной корреляцией флуктуаций.

Ключевые слова: вероятность правильного обнаружения, некогерентное накопление.

Михайлов В. Ю.

Предлагается оригинальная конструкция трехкомпонентного кода, потенциально обладающего сверхбольшим размером ансамбля. Конструкция кода предполагает особые алгебраические связи между компонентами кода, в качестве которых выступают коды максимальной длины. Выполнен анализ основных характеристик функций авто- и взаимной корреляции трехкомпонентных кодов. Полнота проведенного математического анализа позволила определить необходимые и достаточные условия синтеза кодов требуемого качества. Результаты носят общий для данного подкласса кодов характер и полезны для построения мощных квазиортогональных ансамблей кодированных сигналов требуемого качества при проектировании перспективных асинхронно-адресных и командных аэрокосмических телекоммуникационных систем.

Ключевые слова: трехкомпонентный код; ансамбли сигналов; анализ; синтез; функции корреляции; асинх- ронно-адресные системы; аэрокосмические информационно-телекоммуникационные системы.

Управление, вычислительная техника и информатика

Бусурин В. И., Звей Н. З.

Рассмотрены влияние неравномерности прогиба воспринимающего элемента преобразователя давления на основе оптического туннелирования на его характеристики и компенсация температурной погрешности преобразователя давления на основе оптического туннелирования с целью получения более достоверной информации (например, о давлении в камерах сгорания двигателей).

Ключевые слова: преобразователь, давление, оптическое туннелирование, призма, мембрана, температура, отражательная способность.

Прикладная математика, механика, физика

Фирсанов В. В., Ле Ч. Х.

Рассматривается построение соотношений краевого эффекта для цилиндрической оболочки c несимметрично изменяющейся по длине толщиной. Применяется метод асимптотического интегрирования дифференциальных уравнений трехмерной задачи теории упругости. С помощью специально введенной косоугольной системы координат получены соотношения, аналогичные соотношениям краевого эффекта для цилиндрической оболочки постоянной толщины. Основное дифференциальное уравнение четвертого порядка с переменными коэффициентами путем введения новой переменной приводится к виду, общее решение которого выражается через модифицированные функции Бесселя. Рассматривается пример расчета оболочки, жестко защемленной на одном краю. Анализируется влияние длины и толщины оболочки на компоненты напряженно-деформированного состояния.

Ключевые слова: круговая цилиндрическая оболочка; переменная толщина; уравнения теории упругости; метод асимптотического интегрирования; краевой эффект; краевые условия; функции Бесселя; напряженно-деформированное состояние

Экономика и менеджмент

Мантуров Д. В., Клочков В. В.

Предложены принципы построения и функционирования системы оценки и обеспечения реализуемости производственных программ предприятий авиационной промышленности. Особое внимание уделяется организационным аспектам внедрения предлагаемых процедур и методов.

Ключевые слова: производственные программы, реализуемость, производственные мощности, «узкие места», инвестиции.

Иванов М. К.

Рассмотрены проблемы построения экономико-математической модели для анализа инвестиций при выборе варианта авиакосмического эксперимента и технических средств его реализации (АКЭ и TCP). Исходные данные для расчета «реальных инвестиций» (капитальных вложений) дают сведения о рынке услуг предприятия, осуществляющего деятельность по разработке и обеспечению относительно долговременного проведения АКЭ и TCP. Задаваясь определенными техническими характеристиками, размерами спроса и ценами, рассчитывают рентабельность осуществления инвестиций в перспективе, исходя из намечаемого уровня прибыли. В этом подходе имеются такие трудности, как неопределенность будущих денежных поступлений из оборота и невозможность в конкретных условиях реализации инвестиций проследить рентабельность отдельных ее составляющих. Раскрывается применение методов финансовых и коммерческих расчетов для совершенствования расчетов эффективности инвестиций и построения оценочной модели. Последовательность разработки модели проиллюстрирована на условном примере создания и эксплуатации «виртуального» предприятия по выполнению АКЭ и TCP.

Ключевые слова: инвестиции, капитальные вложения, экономическая отдача, денежные поступления, рентабельность, метод актуализации, процентная ставка, степень доходности, капитализация процентов, финансовая рента.

Фомкина В. И., Шатловская К. В.

Функционирование авиационного предприятия при внедрении новых технологий увеличивает финансовые, предпринимательские, инвестиционные и другие риски. К рискам, связанным с реализацией новых проектов, в первую очередь относят невыполнение сроков проекта и недостаточность финансирования. Важно предусмотреть возможные варианты развития событий и своевременно предупредить их негативные последствия.

Ключевые слова: риск, вероятность, управление, срок, оценка, анализ.

Шемяков А. О.

Рассматриваются основные вопросы и особенности построения системы зашиты информационной безопасности вуза. Раскрываются основные этапы программы обеспечения безопасности, начиная от оценки рисков, заканчивая распределением ролей и ответственности лиц за безопасность систем. Анализируются инструменты обеспечения уровней физической и логической безопасности.

Ключевые слова: информационные ресурсы, информационная система, политика безопасности, оценка рисков.

Научные заметки

Адамович А. Б.

Рассматривается вопрос о возможности повышения эффективности солнечной кремниевой батареи путем фильтрования нефотоактивной длинноволновой части солнечного спектра. Указан подход, при котором нагрев батареи сверх максимальной температуры исключается.

Ключевые слова: солнечная батарея, космическая станция.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2017