2015. Т. 22. № 4

Авиационная и ракетно-космическая техника

Авиационная техника

Самсонович С. Л., Макарин М. А., Ларин А. П.

Рассматриваются вопросы создания новой активной боковой ручки управления самолетом. Приведены результаты анализа и синтеза конструктивно-кинематической схемы. Показано, что боковая ручка управления, сконструированная на основе электромеханического силового мини-привода, позволяет повысить надежность и безопасность полета за счет использования в аварийных ситуациях специальной механической проводки. Составлены твердотельная и математическая модели и алгоритмы работы боковых ручек в различных режимах.

Ключевые слова: боковая ручка управления, силовые мини-приводы, электромеханические приводы, рулевые приводы

Аэродинамика

Тютюнников Н. П., Шклярчук Ф. Н.

Исследуется возможность управления аэродинамическими свойствами крыла большого удлинения с помощью поворотных законцовок. Для определения распределения аэродинамических нагрузок используется метод дискретных вихрей [1]. Математическая модель упругой конструкции крыла построена с использованием разновидности метода конечных элементов (МКЭ) — метода отсеков [2]. Эти модели применяются для решения связанной задачи аэроупругости. Определяются распределение аэродинамической нагрузки для упругого крыла и скорость дивергенции. Исследуется зависимость аэродинамических характеристик от поворотов законцовок.

Ключевые слова: аэродинамические характеристики, управление, крыло большого удлинения, поворотные законцовки, метод дискретных вихрей, метод отсеков, аэроупругость

Правидло М. Н., Прокудин С. В.

Приводится методика расчета экономического эффекта при использовании нового компьютерного оборудования (компактной супер-ЭВМ) для расчета аэродинамических характеристик беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Наглядно проиллюстрировано, что проведение компьютерных (расчетных) экспериментов резко уменьшает объем реальных испытаний в аэродинамической трубе (АДТ). По экспертной оценке зарубежных разработчиков, в зависимости от режимов полета и конфигураций, на которых определяются аэродинамические характеристики изделия, сокращение затрат на АДТ составляет пять раз и более. При этом сокращение объема испытаний в АДТ не приводит к потере потребного для качественного проектирования изделий объема информации. В статье рассматриваются результаты осуществленной и обоснованной авторами оценки экономической эффективности, которые убедительно свидетельствуют в пользу компьютерного моделирования.

Ключевые слова: затраты, экономическая эффективность, компьютерное моделирование, аэродинамическая труба

Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

Панасюченко П. С.

Переход от вертолёта к винтокрылу позволяет увеличить крейсерскую скорость аппарата, однако выбор параметров крыла и пропульсивного движителя винтокрыла является самостоятельной задачей. На основе параметрических расчётов показано, что для винтокрыла с заданным несущим винтом существуют оптимальные параметры этих агрегатов и описаны способы их выбора.

Ключевые слова: скоростной вертолёт, поворотный рулевой винт, пропульсивный движитель, максимальная крейсерская скорость

Ракетная и космическая техника

Золотов А. А., Нуруллаев Э. Д.

Проанализированы методы повышения эффективности экспериментальной отработки изделий ракетно-космической техники (РКТ) и агрегатов наземного оборудования. Рассмотрены вопросы подтверждения высоких уровней надежности при ограниченных объемах испытаний. Представлены методы подтверждения надежности агрегатов наземного оборудования при проведении утяжеленных испытаний и методы прогнозирования параметров экспериментальной отработки при проведении ускоренных испытаний, а также методы оптимизации объема испытаний при контроле годности изделий РКТ.

Ключевые слова: надежность, число испытаний, риск возникновения отказа

Двигатели и энергетические установки летательных аппаратов

Ким В. П., Грдличко Д. П., Меркурьев Д. В., Смирнов П. Г., Шилов Е. А.

Приведены результаты исследования интегральных характеристик лабораторных моделей стационарных плазменных двигателей типа СПД-100ПМ и типа СПД-140ПМ с наружными диаметрами ускорительного канала соответственно 100 мм и 140 мм, модифицированных для работы с высокими разрядными напряжениями. Показана возможность снижения отрицательного влияния уменьшения расхода рабочего вещества через ускорительный канал при увеличении разрядного напряжения на тяговые характеристики за счет уменьшения ширины ускорительного канал и оптимизации магнитного поля, а также возможность получения в модели типа СПД-140ПМ эффективных скоростей истечения истекающего из него потока или «анодных» удельных импульсов тяги двигателя до 40 км/с на режимах работы с разрядной мощностью не более 5 кВт и разрядными напряжениями до 1400 В.

Ключевые слова: стационарный плазменный двигатель (СПД), модифицированная лабораторная модель, режимы работы, мощность разряда, высокие разрядные напряжения, эффективная скорость истечения, удельный импульс тяги

Колодяжный Д. Ю., Нагорный В. С.

Приведены результаты экспериментальных исследований воздействия электрического поля с использованием электрического устройства воздействия на топливо (ЭУВТ), приложенного к потоку керосина на входе в форсунку, на химический состав продуктов сгорания керосино-воздушной смеси.

Ключевые слова: авиационный двигатель, керосино-воздушные смеси, горение, электрическое поле, стенд испытания, камера сгорания, продукт горения, форсунка, лазерно-оптические измерения

Лепешинский И. А., Антоновский И. В., Гузенко А. А., Зуев Ю. В.

Представлены результаты численного исследования влияния граничных условий в форме безразмерных параметров и основных критериев подобия системы «соплоструя» на распространение и геометрию двухфазных газокапельных струй. Влияние наиболее важных критериев и параметров в значительной степени связано с энергетикой и структурой системы и ее вкладом в интенсификацию турбулентности и межфазного взаимодействия. В частности, уменьшение перепада давления, увеличение размера капель, концентрации конденсированной фазы, массового расхода в исследованном диапазоне параметров увеличивают дальнобойность двухфазной струи, при этом струя течет более компактно на все большем участке струи.

Ключевые слова: газ, капли, двухфазные течения, сопла, газокапельные струи, большие концентрации капель, геометрия струи

Контроль и испытание летательных аппаратов и их систем

Максимов Н. А., Малюта Е. В., Шаронов А. В.

Разработана и реализована система автоматизированного учета повреждений воздушного судна, рассчитанная на использование во время предполетного технического обслуживания самолета. Система состоит из двух модулей: модуля регистрации повреждений на перроне у самолета и модуля ведения базы данных и выпуска отчетности. Разработанное программное обеспечение повышает оперативность и качество технического обслуживания, выполняя задачу сбора, хранения и систематизации информации взамен бумажных носителей.

Ключевые слова: система автоматического учета повреждений, воздушное судно, предполетный осмотр, программное обеспечение, база данных, Андроид-приложение

Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов

Воронцова В. Л.

Изучение влияния аэродинамики на движение искусственного спутника-связки двух тел обусловлено расширением области применения космической техники на орбитальные тросовые системы большой протяженности. Для таких больших космических систем аэродинамические эффекты весьма существенны. В работе исследовано поведение предельного цикла для уравнения относительного движения орбитальной связки двух тел с учетом влияния гравитационного эффекта, аэродинамического давления, аэроградиентного и диссипативного факторов в зависимости от роста аэродинамического параметра a. Использованы уравнения связанного движения с учетом сил гравитационного градиента и аэродинамических факторов. Исследовано влияние аэродинамического параметра на поведение предельных циклов. Для исследования применены известные методы нелинейной механики: метод уравнений Лагранжа первого рода, метод фазовой плоскости, метод точечных отображений, методы теории устойчивости движения.

Ключевые слова: динамика космических систем, качественная теория динамических систем, орбитальная связка тел, тросовые системы, предельные циклы, фазовое пространство, аэродинамический параметр, эксцентриситет орбиты

Машиностроение и машиноведение

Машиноведение, системы приводов и детали машин

Носов А. С.

Обозначена научная задача, для решения которой необходимо решение частных задач исследования, предлагается разработка научно-методического аппарата обоснования выбора структуры, состава и параметров электромеханического привода с применением планетарной роликовинтовой передачи (ПРВП) повышенной надежности функционирования, позволяющей повысить точность воспроизведения заданного закона движения специального монтажно-стыковочного оборудования ракетно-космического комплекса. Рассмотрена схема электромеханического привода линейного перемещения повышенной точности и надежности на базе ПРВП. Обоснованы преимущества электромеханического привода перед гидравлическим. Проведен расчет основных показателей и построена схема ПРВП. Сделаны выводы по результатам использования электромеханического привода с ПРВП и описаны его преимущества.

Ключевые слова: планетарная роликовинтовая передача, силовой электромеханический привод, сравнительный анализ электромеханического привод, точность

Трение и износ в машинах

Бобылёв А. А., Белашова И. С.

Рассмотрена плоская контактная задача об изнашивании упругой полуплоскости со структурно-неоднородной поверхностью при контакте с жестким неизнашиваемым штампом. При постановке задачи предполагается, что упругие характеристики материала являются структурно нечувствительными и одинаковыми во всех точках полуплоскости, а параметры, характеризующие износостойкие свойства материала, зависят от линейного износа. Получена вариационная формулировка задачи в напряжениях в виде системы квазивариационного неравенства эволюционного типа и дифференциального уравнения первого порядка. Для дискретизации задачи по времени использована явная разностная схема Эйлера, а дискретизация задачи по пространственным координатам производилась на основе гранично-элементного подхода. Проведенные расчеты показали, что структурная неоднородность по глубине изнашиваемой поверхности существенно влияет на характер процесса приработки сопряжения.

Ключевые слова: структурно-неоднородная поверхность, износоконтактная задача, вариационное неравенство, интегрированные фундаментальные решения, метод граничных элементов

Роботы, мехатроника и робототехнические системы

Данг Т. Ф., Дивеев А. И., Софронова Е. А.

Рассматривается задача синтеза идентификационного управления и его применение для мобильного робота LEGO Mindstorms NXT 2.0. Задача состоит из двух подзадач: идентификации математической модели объекта и синтеза системы управления для полученной модели. Для решения обеих задач использовался метод сетевого оператора, который позволяет с помощью эволюционного алгоритма находить структуру и параметры атематического выражения, закодированного в форме целочисленной матрицы. При решении задачи идентификации были известны размерности векторов управления и состояния. Управление задавалось как функция времени, состояние робота фиксировалось в дискретные моменты. Математическую модель искали в виде правых частей системы обыкновенных дифференциальных уравнений. В задаче синтеза системы управления необходимо найти управление идентифицированным объектом как функцию вектора состояния для обеспечения движения робота по заданной пространственной траектории, не совпадающей с траекторией для задачи идентификации.

Ключевые слова: идентификация систем управления, синтез систем управления, метод сетевого оператора, генетический алгоритм

Электротехника

Электротехнические комплексы и системы

Резников С. Б., Харченко И. А., Аверин С. В., Лавринович А. В.

Предлагаются варианты радикальной модернизации традиционных узкофункциональных трехуровневых инверторов синусоидального напряжения, рекомендуемые для создания унифицированных модулей двунаправленных инверторно-выпрямительных преобразователей (ДИВП) с целью синтеза так называемых многофункциональных импульсных преобразователей (МИП) для авиационно-бортовых систем электроснабжения с модульно-масштабируемой архитектурой с высокой массоэнергетической и надежностной эффективностью, что обеспечит максимальную производственную, монтажную и ремонто-эксплуатационную технологичность, снижение затрат на модернизацию, проектирование, изготовление и обслуживание, а также повышение надежности систем электроснабжения (СЭС) и уровня безопасности полётов летательных аппаратов.

Ключевые слова: двунаправленный инверторно-выпрямительный преобразователь, многофункциональный импульсный преобразователь, обратимый выпрямительно-инверторный преобразователь, демпферно-снабберная цепочка

Электротехника

Жегов Н. А., Кириллов В. Ю., Клыков А. В., Томилин М. М.

Представлены расчетные и экспериментальные частотные характеристики сопротивления связи и эффективности экранирования бортового кабеля летательного аппарата. Проведено сравнение теоретических и экспериментальных характеристик сопротивлений связи и эффективности экранирования бортового кабеля на заданном диапазоне частот.

Ключевые слова: бортовой кабель, сопротивление связи, электромагнитная помеха, эффективность экранирования

Андреев А. К.

Численно исследовано поле аксиально намагниченного тора в окрестности его оси симметрии . Показано, что профиль поля позволяет построить простую математическую модель для определения пондеромоторных сил в системе «торшар» вдоль оси Z. Модель предполагает расчёт поляризации шара в поле тора с «усреднением» поверхностных «магнитных зарядов» по двум полусферам и определение сил, действующих на эффективные «магнитные заряды» полусфер. Исследованы положения шара вдоль оси Z в зависимости от внешних сил. Рассчитаны диапазоны устойчивого равновесия шара для областей над- и под тором. Результаты расчётов согласуются с экспериментальными данными.

Ключевые слова: магнитная левитация, намагниченность, аксиально намагниченный тор, пондеромоторные силы, магнитомягкий шар, магнитостатический потенциал, «магнитные заряды», размагничивающий фактор

Щетинин В. Е., Аверин С. В.

Проведен сравнительный спектральный анализ выходных напряжений разных способов формирования многоуровневого напряжения. Рассмотрены способы формирования многоуровневого напряжения, аппроксимирующего синусоидальное на выходе инвертора с многоканальным преобразованием. Предложен алгоритм управления ячейками инвертора, позволяющий сформировать выходное напряжение, по форме максимально приближенное к синусоидальной, при равномерной нагрузке ячеек инвертора.

Ключевые слова: источник вторичного электропитания, инвертор, алгоритм коммутации, многоканальное преобразование, спектральный анализ напряжения

Оскирко В. О., Семенов В. Д., Павлов А. П.

Приведено описание принципа действия демпфирующих цепей (ДЦ), обеспечивающих мягкую коммутацию транзисторов в формирователе биполярных импульсов (ФБИ) повышенной частоты для питания магнетронных распылительных систем (МРС). Определены параметры элементов ДЦ, позволяющих снизить динамические потери мощности в транзисторе. Показано, что применение рекуперативных ДЦ в ФБИ дает возможность повысить энергоэффективность схемы в режиме повышенной частоты формирования импульсов.

Ключевые слова: импульсный источник питания, магнетронная распылительная система, демпфирующие цепи

Экономические науки

Черных Н. А.

Рассмотрены особенности создания малых инновационных предприятий в газотурбинном двигателестроении. Предложен комплекс методов оценки экономических рисков, который также применим для соответствующей оценки объектов инвестирования при создании инновационного малого экономического окружения отечественных предприятий в газотурбинном двигателестроении.

Ключевые слова: газотурбинное двигателестроение, малое инновационное предприятие, оценка экономических рисков, эффективность инвестиций

Шевцова А. С.

Внешнеэкономические связи России с Латинской Америкой и Карибским бассейном в данный момент стремительно развиваются, но в основном только в области экспорта сырья и военно-стратегической продукции. Возникает вопрос об изучении особенностей российских внешнеэкономических отношений с государствами Латинской Америки и определении перспективных форм торгово-экономического сотрудничества.

Ключевые слова: внешнеполитическая стратегия РФ, торгово-экономические отношения со странами Латинской Америки и Карибского бассейна, поставки российских самолетов

Бендеров В. В., Попов Э. В., Савинич В. С., Сосунов Я. А., Шведов А. Г.

Рассматриваются вопросы стратегии развития предприятия, реализация которой зависит от имеющегося научно-технического задела и наличия квалифицированных кадров. Комплексный многолетний перспективный план развития предприятия, в частности авиационного, должен включать в себя долгосрочный, среднесрочный и годовой планы по созданию необходимого научно-технического задела и подготовке кадров с целью сохранения и совершенствования технических (технологических) и интеллектуальных ресурсов предприятия. В статье обосновывается необходимость системного подхода к обсуждаемой проблеме.

Ключевые слова: стратегические планы развития, авиационная наука и технология, новые самолеты

Опрышко Ю. В.

Рассматриваются критерии оценки затрат на эксплуатацию пассажирского самолета; обосновывается необходимость разработки критерия оценки, учитывающего не только основные затраты, но и изменчивость внешней среды, различную пассажировместимость самолета, ограничения Международной организации гражданской авиации. (International Civil Aviation Organization ICAO) на полет двухдвигательных самолетов над безориентированной местностью. Разработанный критерий «динамическая себестоимость рейса на одно кресло» позволяет получить объективную информацию об эксплуатационных затратах.

Ключевые слова: эксплуатационные затраты, критерий оценки, динамическая себестоимость рейса на одно кресло, правила выполнения полетов увеличенной дальности на самолетах с двумя газотурбинными двигателями (ETOPS), ограничения ICAO, изменчивость внешней среды

Мелик-Асланова Н. О., Москвичёва Н. В.

Представлен анализ основных фондов предприятий авиационной промышленности. Выявлены особенности инвестиционной политики предприятий в области модернизации производственных мощностей. Разработана технология обоснования источников инвестиционных ресурсов обновления технологического оборудования на предприятиях авиационной промышленности.

Ключевые слова: модернизация производственных мощностей, основные фонды предприятий авиационной промышленности, инвестиционные ресурсы

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2017