2013. Т. 20. № 2

Авиационная техника

Горячев О. В., Ефромеев А. Г., Минчук С. В.

В настоящее время ведущие иностранные и российские фирмы, разрабатывающие высокоточные комплексы вооружения, реализуют ряд перспективных научно-технических программ, направленных на модернизацию неуправляемых реактивных снарядов (РС) наземного и авиационного базирования. Главным направление модернизации РС считается повышение их эффективности за счет внедрения автоматических систем коррекции траектории. Коррекция траектории РС благодаря увеличению дальности пуска и эффективности ракет позволит сократить число носителей и средств аэродромного обслуживания, снизить расход ракет, повысить выживаемость носителей.

Ключевые слова: вращающийся по крену летательный аппарат, бесконтактный моментный двигатель, форсированный режим работы, квазиоптимальное управление

Немудрый К. В.

Воздушный транспорт является сегодня практически безальтернативным средством сообщения на территориях Крайнего Севера, Республики Саха (Якутия), Ханты-Мансийского, Ямало-Ненецкого, Ненецкого автономных округов, Камчатского края и других территорий Северо-Западного, Уральского, Сибирского и Дальневосточного федеральных округов.
Стагнация авиационной промышленности, вызванная политическими и экономическими кризисами, запрет на осуществление полетов некоторых типов судов после авиационных происшествий 20102011 гг. привели к масштабному сокращению авиационного парка: самолетов Як-40, Як-42, Ан-24, Ан-26, Ту-134, Ту-154, Ан-2, а также вертолетов типа Ми-8, Ми-8Т, используемых в России в последние двадцать лет.
Перечисляя характеристики регионального самолета, можно сделать вывод, что на сегодняшний день нет единого воздушного судна, которое подходит для всех российских авиакомпаний, занимающихся региональными перевозками.

Ключевые слова: региональный самолет, гражданская авиация, региональные перевозки

Сыпало К. И., Подогова А. А.

Рассматривается способ решения задачи on-line идентификации в бездвигательном полёте аэродинамических характеристик высокоскоростного летательного аппарата на основе использования алгоритма динамической фильтрации, работающего параллельно с алгоритмами бортовой навигационной системы в рамках бортовой интегрированной навигационной системы.

Ключевые слова: бортовая интегрированная навигационная система, высокоскоростной летательный аппарат, идентификация аэродинамических характеристик в процессе полёта

Ракетная и космическая техника

Комиссаренко А. И.

Рассматриваются вопросы определения зависимости углового положения ракеты от эксцентриситета тяги двигателя при произвольном вращении. Приведены аналитические выражения для углов скольжения и вектора скорости в зависимости от пути. Представленные в работе аналитические зависимости используются при идентификации траектории движения ракет и анализе экспериментальных пусков.

Ключевые слова: эксцентриситет тяги двигателя, идентификация траектории

Панчуков А. А.

Представлен анализ условий сходимости метода решения краевых задач астродинамики, основанного на использовании приближённых моделей движения для коррекции вектора аргументов. Получены условия сходимости метода и численные оценки его применимости при маневрировании на низких орбитах.

Ключевые слова: модель движения, условия сходимости итераций, маневрирование на низких орбитах

Шклярчук Ф. Н., Рей Чжунбум .. ..

Рассматриваются колебания баков в виде произвольных ортотропных оболочек вращения, дискретно подкрепленных шпангоутами и частично заполненных жидкостью, с учетом предварительного статического напряженно-деформированного состояния. Для расчета неосесимметричных колебаний таких баков при n = 1, 2, 3,... разработан новый вариант метода конечных элементов (МКЭ), в котором в качестве конечных элементов (КЭ) рассматриваются узкие круговые конические полоски оболочки с содержащимися в них слоями жидкости.
Тангенциальные перемещения оболочки КЭ аппроксимируются линейными функциями меридиональной координаты, а нормальное перемещение полным кубическим полиномом. Для слоя жидкости используется двучленная аппроксимация ее осевых перемещений в виде произведения линейной функции осевой координаты и степенной функции rncos n ϴ радиальной координаты. При этом радиальные и окружные перемещения определяются из точного решения уравнения неразрывности с граничным условием на поверхности упругой оболочки в зависимости от ее нормального перемещения и осевого перемещения жидкости.
Получены выражения для коэффициентов матричного уравнения МКЭ. На примерах расчета двух оболочек со сравнениями с результатами других авторов показана высокая точность и эффективность разработанного варианта МКЭ.

Ключевые слова: оболочка вращения, оболочка с жидкостью, колебания гидроупругие, колебания неосесимметричные

Усовик И. В., Гришин В. М.

Работа посвящена вопросу повышения безотказности систем в аэрокосмической области, в частности поиску новых методов синтеза структур резервирования систем, содержащих большое количество элементов. Рассматривается новый метод нахождения оптимальной структуры активного нагруженного блочного резервирования авиационно-космических систем и их подсистем, обеспечивающего максимизацию их безотказности. Основу метода составляет формирование ветвей дерева поиска решения задачи синтеза из оптимальной структуры предыдущего шага.

Ключевые слова: показатели безотказности, внезапный отказ, активное нагруженное резервирование, экстремум, блочное резервирование, оптимизация, синтез структуры резервирования, дерево поиска оптимального решения

Бирюков В. И., Пронин О. Ю., Радченко А. В.

Рассматривается алгоритм определения надежности изделий авиационной и ракетно-космической техники на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). Приводятся различные методики определения вероятности безотказной работы (ВБР) для составных частей изделия, как имеющих опытные данные по интенсивностям отказов элементов, так и не имеющих официальных данных по надёжности. Даются рекомендации по увеличению ВБР составных частей и изделия в целом.

Ключевые слова: вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, электрорадиоизделия иностранного производства, космический аппарат

Матвеев Ю. А., Ковалевская О. В.

Рассматривается задача двухуровневой согласованной оптимизации параметров летательного аппарата (ЛА) и подсистем, представлены метод и алгоритм согласованного оптимизационного поиска параметров модификации ЛА с ракетным двигателем твердого топлива (РДТТ) и заменяемых подсистем, исследуются вопросы согласования проектных решений.

Ключевые слова: алгоритм, двухуровневая модель, модификация летательного аппарата, адаптация, массовая и геометрическая модель

Двигатели и энергетические установки летательных аппаратов

Гидаспов В. Ю.

Приводятся физико-математическая модель, вычислительные алгоритмы решения прямой задачи теории сопла с переходом через скорость звука при наличии неравновесных химических реакций, а также результаты численного моделирования химически равновесного и неравновесного течения в сопле жидкостного ракетного двигателя.

Ключевые слова: численное моделирование, прямая задача теории сопла, химические превращения, потери удельного импульса

Котельников В. А., Котельников М. В., Морозов А. В.

Рассмотрена структура плазменной струи, истекающей из сопла электрореактивного двигателя в вакуум с поперечным магнитным полем, путем решения системы уравнений ВласоваПуассона. Получены функции распределения заряженных частиц, поля скоростей, концентрации и самосогласованных электрических полей в потоке плазмы в зависимости от характерных параметров задачи: индукции магнитного поля; направленной скорости потока плазмы на срезе сопла; концентрации заряженных частиц; геометрических размеров сопла; отношения температур ионов и электронов. Исследованы особенности взаимодействия потока разреженной плазмы споперечным магнитным полем.

Ключевые слова: поток разреженной плазмы, плазменный движитель, магнитное поле, уравнения Власова Пуассона, метод крупных частиц, функция распределения заряженных частиц

Габриелян Д. А., Семенов В. В.

Рассмотрена задача выбора оптимальных параметров магнитной системы, используемой в магнитотепловом двигателе (МТД), и ее решение с помощью инженерной расчетной программы ANSYS. Даны рекомендации по проектированию таких систем.

Ключевые слова: магнитотепловой двигатель, магнитная система, постоянный магнит, магнитостатика, ANSYS, ферромагнитный элемент

Бондарева Н. В., Коротеев А. А., Самсонов А. Б.

Приводятся результаты сравнительного анализа основных эксплуатационных свойств теплоносителей, пригодных для использования в капельных холодильниках-излучателях перспективных устройствах, предназначенных для отвода низкопотенциального тепла в циклах космических энергетических установок нового поколения.

Ключевые слова: капельный холодильник-излучатель, рабочее тело, сверхвысоковакуумная жидкость, физико-химические характеристики

Крылов Б. А., Барыкин И. Ю.

Проанализированы методы расчета потерь коэффициента полезного действия (КПД) ступеней осевой турбины с рабочим колесом с бандажом и без бандажа при полном подводе, разработан метод сопоставления КПД и геометрических параметров таких турбин.

Ключевые слова: ступени осевых турбин, рабочие колеса с бандажом и без бандажа, зазоры

Мисютин Р. Ю., Левин А. В., Журавлев С. В., Зечихин Б. С.

Рассмотрены задачи конструирования авиационных электрогенераторов с постоянными магнитами, показана целесообразность и пути автоматизации решения этих задач на основе компьютерных технологий и метода конечных элементов. Приведены различные конструктивные исполнения обойм, удерживающих постоянные магниты на роторе, и представлена схема расчета для выбора рационального исполнения обоймы. Проведено сравнение традиционных методов расчета критических частот роторов с расчетом по уточненным математическим моделям методом конечных элементов. Для генераторов с радиальными и тангенциальными магнитами представлена схема размерной цепи для оценки величины эксцентриситета ротора относительно статора и расчета немагнитного зазора, влияющих на силу одностороннего магнитного тяжения.

Ключевые слова: авиационный генератор, постоянные магниты, метод конечных элементов, критическая частота, магнитное тяжение, обойма, подшипники

Измерительная техника и метрология

Павлова Н. В., Видов К. С., Гусев Д. И., Харченко Д. Н.

Предметом исследования является обработка информации, поступающей от авиационных систем, о взаимном движении летательных аппаратов в составе группы, ее комплексирование и использование в программно-алгоритмическом обеспечении безопасности при движении ЛА на этапе сбора. Разработана математическая модель формирования параметров для автоматического управления с обеспечением безопасности при выполнении сбора.

Ключевые слова: измерительная информация, комплекс бортового оборудования, обеспечение безопасности, информационная модель

Управление, вычислительная техника и информатика

Константинов Г. С., Кувшинов В. М., Кузнецов И. П., Паршин А. А., Редько П. Г., Стеблинкин А. И., Халецкий Л. В.

Рассматриваются основные проблемы, возникающие при разработке систем рулевых приводов для перспективных самолетов нового поколения, которые обеспечивают существенное повышение показателей качества и безопасности полета самолета при использовании энергосберегающих технологий.

Ключевые слова: привод электрогидравлический (ЭГРП) с дроссельным регулированием скорости, привод электрогидростатический (ЭГСП), привод электрогидростатический (ЭГСП) с комбинированным управлением скорости, привод электромеханический (ЭМП), двигатель постоянного тока бесколлекторный (БДПТ), мехатронный модуль, системы управления полетом (СУП), устойчивость, управляемость

Ермаков С. А., Карев В. И., Константинов С. В., Оболенский Ю. Г., Селиванов А. М., Сухоруков Р. В.

Рассматриваются принципы формирования структуры системы дистанционного управления полётом современных манёвренных и пассажирских самолётов, принципиальные схемы построения систем рулевых приводов повышенной надёжности, а также применение разнородного резервирования в системах приводов критических рулевых поверхностей.

Ключевые слова: система дистанционного управления, самолет, резервирование, электрогидравлический рулевой привод

Абросимов В. К., Гончаренко В. И.

Раскрываются недостатки современного подхода к оценке противника при построении систем воздушно-космической обороны. Приводится гипотеза о возможности активного обмена информацией между атакующими летательными аппаратами, что позволяет создавать принципиально новые пространственно-временные структуры массового налета на защищаемые средствами воздушно-космической обороны объекты. Для моделирования налёта летательных аппаратов в таких условиях предложено использовать агентно-ориентированный подход. Разработаны принципы описания сценариев воздушно-космической атаки с представлением атакующих средств в виде взаимодействующих между собой интеллектуальных агентов.

Ключевые слова: противовоздушная оборона, противоракетная оборона, сценарий воздушно-космической атаки, агентно-ориентированный подход, интеллектуальный агент, стратегия, моделирование

Черноморский А. И., Максимов В. Н., Плеханов В. Е.

Решается задача разработки математической модели неголономной механической системы одноосного колесного модуля для измерения геометрических параметров аэродромов. При этом уравнения выводятся методом множителей Лагранжа в форме, ориентированной на последующее построение системы управления модулем с линеаризацией обратной связью.

Ключевые слова: одноосный колесный модуль, неголономные ограничения, множители Лагранжа, линеаризация обратной связью

Прикладная математика, механика, физика

Захарова Н. Г., Юрищева А. А., Карандин В. И., Рожков А. Г., Кыдралиева К. А.

Настоящее исследование посвящено поиску эффективных методов, необходимых для систем жизнеобеспечения длительных экспедиций и реабилитации после их завершения, в частности, для очистки биологических жидкостей. Показана возможность использования в эфферентных системах жизнеобеспечения и реабилитации методов фильтрации (включая центрифугирование, микро- и ультрафильтрации), а также наночастиц магнетита Fe3O4, синтезированных полимер-опосредованным методом в матрице гуминовых или пектиновых кислот методом химического соосаждения in situ хлоридов двух- и трехвалентных железа в среде NH4OH, в качестве биосовместимых сорбентов ингредиентов лимфы. Приведены некоторые результаты структурных исследований наночастиц с использованием сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Средний размер частиц, рассчитанный по уравнению Шеррера, а также согласно данным электронной микроскопии составляет ~16 нм для Fe3O4/HA и ~14 нм для Fe3O4/Pec. В качестве контролируемых критериев эффективности и механической обработки и величины сорбционной ёмкости использовались биохимические показатели содержания в лимфе их основных постоянных ингредиентов, по уровню концентрации которых можно судить о состоянии клеточного, органного и общего гомеостаза при различных заболеваниях.

Ключевые слова: наночастицы магнетита, природные полимеры, биосовместимые сорбенты, эфферентная терапия, системы жизнеобеспечения и реабилитации, метод химического соосаждения, сорбционная эффективность и специфичность

Жук А. З., Илюхин А. С., Окорокова Н. С., Севрук С. Д., Фармаковская А. А.

Приведены результаты исследований влияния состава и технологии изготовления анодов из сплава Al-In для воздушно-алюминиевых химических источников тока авиационной и ракетно-космической техники на их энергетические, поляризационные и коррозионные характеристики. Изучались сплавы, изготовленные в ОИВТ РАН и ООО «НТЦ «Металлкомпозит», по различным технологиям, регламентируемым техническими условиями. Проведён анализ микроструктуры исследуемых сплавов с помощью металлографического инвертированного микроскопа Axiovert 40 MAT. Для различных образцов сплавов определялись: потенциал по отношению к стандартному хлор-серебряному электроду сравнения, плотность тока разряда и плотность тока коррозии. Для базового Al-In сплава, содержащего 0,6 масс.%, исследованы зависимости поляризационных и коррозионных характеристик от температуры и концентрации щёлочи.

Ключевые слова: алюминий, анод, коррозия, поляризация, характеристика, химический источник тока, щёлочь, электролит, энергоустановка

Зиатдинов Р. А., Набиев Р. И., Миура К. Т.

Рассматриваются семейства кривых с монотонными функциями кривизны и их применение в геометрическом моделировании и эстетическом дизайне. Впервые в области геометрического моделирования проводится эстетический анализ и оценка структуры и пластических качеств кривых с монотонной функцией кривизны с позиций законов технической эстетики. Приводится пример моделирования поверхности кузова автомобиля с помощью эстетических сплайнов.

Ключевые слова: спираль, псевдоспираль, эстетическая кривая, суперспираль, мультиспираль, монотонность кривизны, кривая высокого качества, эстетический дизайн, сплайн, компьютерный геометрический дизайн, пластика, напряжение, притяжение, структура, эстетическая оценка, формообразование, композиция

Смерчинская С. О., Яшина Н. П.

Предложен метод выбора оптимальных вариантов авиационно-космической техники на основе агрегирования заданных по отдельным критериям предпочтений между различными образцами техники. Для построения агрегированного (суммарного) предпочтения на множестве рассматриваемых альтернатив и выбора оптимальных вариантов авиационной техники используются математические методы теории отношений и теории графов.

Ключевые слова: принятие решений, оптимальный выбор, мажоритарный граф, отношение предпочтения, ранжирование, агрегированное предпочтение

Гойхбург Д. М., Земсков А. В., Тарлаковский Д. В.

Рассматривается задача об определении напряжённо-деформированного состояния упругой двухкомпонентной среды с учётом структурных изменений, обусловленных наличием диффузионных потоков. Влияние диффузионных процессов на напряжённо-деформированное состояние среды учитывается с помощью локально равновесной модели упругой диффузии, включающей в себя связанную систему уравнений движения упругого тела и уравнения массопереноса. Для решения используется разложение искомых функций в ряды Фурье с  последующим применением интегрального преобразования Лапласа по времени. Строится фундаментальное решение задачи. Рассмотрены примеры для случаев, когда диффузионный поток на границе постоянен или затухает по экспоненциальному закону. Полученные результаты представляют собой теоретическую основу для анализа напряжённо-деформированного состояния в авиационных и космических конструкциях, работающих в условиях многофакторных внешних воздействий.

Ключевые слова: упругая диффузия, нестационарные задачи, ряды Фурье, преобразование Лапласа

Экономика и менеджмент

Ершов Д. М.

Предложен метод, позволяющий определить интервалы варьирования коэффициентов взаимосвязей стратегических целей организации и использовать их при решении задачи оптимального распределения ресурсов. Использование предложенного метода оказывается особенно актуальным для предприятий авиационной промышленности, так как, ввиду особенностей отрасли, цена ошибки в случае неверного определения весовых коэффициентов достаточно высока. Для получения оценок предлагается применять интервальный метод анализа иерархий. Для отыскания оптимального распределения ресурсов используется количественная модель оценки эффективности стратегии, предложенная М. Хеллом, С. Видачиком и З. Гарачей. Неопределенность, возникающая при распределении ресурсов вследствие интервального характера коэффициентов взаимосвязей стратегических целей организации, устраняется посредством применения максимаксного и максиминного критериев. В заключении приведен пример использования предложенного метода при планировании распределения ресурсов одного из малых инновационных предприятий Объединенной авиастроительной корпорации.

Ключевые слова: количественная модель оценки эффективности стратегии, коэффициенты взаимосвязей стратегических целей, задача оптимального распределения ресурсов, сбалансированная система показателей

Мантуров Д. В.

Проведен технико-экономический анализ современного состояния и перспектив развития авиационной промышленности России. Проанализированы основные направления реализации государственной программ РФ «Развитие авиационной промышленности на 20132025 годы». Предложен методический подход к оценке эффективности реализации государственной программы.

Ключевые слова: авиационная промышленность, государственная программа, реализация, показатели оценки эффективности

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2017