2016. Т. 23. № 2

Авиационная и ракетно-космическая техника

Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

Панасюченко П. С., Артамонов Б. Л.

Переход от вертолёта к винтокрылу позволяет увеличить крейсерскую скорость полёта аппарата путём установки крыла и пропульсивного движителя, однако при этом ухудшаются другие важные характеристики, в первую очередь статический потолок. Авторами проанализированы возможные схемы выполнения пропульсивного движителя и рассчитаны лётно-технические характеристики винтокрыла.

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

Акимов Е. Н., Балык В. М.

Рассматривается метод статистического синтеза функции распределения целевых задач между отдельными типами летательных аппаратов. Приводятся статистические выборки, описывающие в целом систему летательных аппаратов оптимального типажа, а также выборки, описывающие функцию целераспределения. Представлены аналитические модели функций распределения целевых задач, которые являются аппроксимацией представленных статистик. Приводится простой, но в то же время эффективный способ статистического удовлетворения функциональным ограничениям.

Ключевые слова: статистический синтез, функция распределения, статистическая выборка, базисные функции, редукция, система ЛА, оптимальный типаж

Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов

Трифонова Т. И., Шелюхин Ю. Ф., Шуховцов Д. В.

На основе анализа введены понятия характерных углов атаки, которые использованы при разработке модели нестационарных аэродинамических характеристик, основанной на знании этих углов, статических характеристик cyст(α) , mzст (α) и зависимости угла атаки от времени α(t).

Ключевые слова: нестационарные характеристики, коэффициент подъемной силы, коэффициент продольного момента, угол атаки

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Машеров П. Е.

Приводятся результаты диагностики локальных параметров ксеноновой плазмы высокочастотного индукционного (ВЧИ) разряда с частотой 2 МГц при давлении 2 мТорр и мощности разряда до 176 Вт. Измерения проводились цилиндрическими вольфрамовыми зондами диаметром 0,15 мм с использованием зондовой станции Plasma Sensors VGPS-12. Данный прибор обеспечивает обработку локальных параметров ВЧИ-плазмы методом Дрювестейна. В работе использовалось понятие «первый зондодержатель», которое обозначает элемент конструкции зонда, прилегающий непосредственно к измерительной части. Введен параметр соотношения размеров длины зонда и диаметра первого зондодержателя, позволяющего оценить степень вносимых зондом возмущений параметров плазмы. Определены значения этого соотношения, при которых можно пренебречь искажениями, вносимыми данным зондодержателем в оценках параметров плазмы.

Ключевые слова: высокочастотный индукционный разряд, локальная диагностика плазмы, зонд Ленгмюра, функция распределения электронов

Мошков П. А., Самохин В. Ф.

Представлены результаты экспериментального определения роли поршневого двигателя в суммарном шуме силовых установок самолетов Ан-2, Як-18Т, МАИ-223М и МАИ-890У. Дан краткий обзор механизмов генерации шума авиационных поршневых двигателей. Установлена существенная роль акустического излучения от поршневого двигателя в суммарной мощности излучения винтомоторных силовых установок, особенно при пониженных режимах работы двигателей самолетов Ан-2 и Як-18Т (при числах Маха окружной скорости воздушных винтов менее 0,7). Установлено, что капотирование двигателя приводит к существенному снижению вклада основного тона двигателя в суммарную звуковую мощность силовой установки и может рассматриваться как один из способов снижения шума сверхлегкого самолета МАИ-890У на местности.

Ключевые слова: шум авиационного поршневого двигателя, шум винтомоторной силовой установки, шум самолета на местности

Козлов А. А., Аврашков В. Н., Боровик И. Н., Чудина Ю. С., Козлов О. А.

Представлена концептуальная модель демонстратора транспортной космической системы (ТКС) с двумя типами двигательных установок, в состав которых входят жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) с различными уровнями тяг и гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД). Приведены сравнительные характеристики экологичных пар топлива, и сделан выбор в пользу использования высококонцентрированной перекиси и керосина в ЖРД. По результатам баллистических расчетов и конструкторских проработок получены массовые характеристики и внешний облик демонстратора ТКС. Разработана концепция системы управления полетом демонстратора с помощью аппаратуры наземного пункта управления и бортовой аппаратуры.

Ключевые слова: демонстратор, двухступенчатая многоразовая транспортная космическая система, гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, жидкостная ракетная двигательная установка, высококонцентрированная перекись водорода (ВПВ) и керосин, система управления полетом

Калабухов Д. С.

Изложены теоретические основы рабочего процесса в турбинах сверхмалой мощности с диагональным рабочим колесом. Проведено численное исследование влияния степени диагональности рабочего колеса и способов его меридионального профилирования на энергетические характеристики соплового аппарата, рабочего колеса и турбины в целом с использованием методов пространственного моделирования вязкого течения в пакете ANSYS CFX. Сделан вывод об эффективности применения небольшой диагональности рабочего колеса в турбине сверхмалой мощности на расчетном режиме ее работы.

Ключевые слова: турбина сверхмалой мощности, диагональное рабочее колесо, степень диагональности, мощностный КПД, степень реактивности

Наземные комплексы, стартовое оборудование, эксплуатация летательных аппаратов

Сое Т.

В Республике Союз Мьянма модернизируются существующие аэропорты и создаются новые. Одной из основных услуг, оказываемых в аэропортах, являются техническое обслуживание и ремонт (ТОиР) самолетов. Статья посвящена анализу и обоснованию необходимости формирования системы современных центров ТОиР в аэропортах Мьянмы.

Ключевые слова: аэропорты Мьянмы, пассажиропотоки в аэропортах, типы воздушных судов (ВС) Мьянмы, техническое обслуживание и ремонт (ТОиР) ВС, стоимость ТОиР ВС, показатели и критерии системы ТОиР

Контроль и испытание летательных аппаратов и их систем

Дунаев Д. В.

Анализируется применение существующих методов экспертных оценок (МЭО) при планировании наземной экспериментальной отработки (НЭО) изделий ракетной техники для составления оптимального плана с точки зрения минимализации материальных и временных ресурсов. Рассматривается многоуровневое применение МЭО, где верхний уровень определяет порядок опроса экспертов дискуссия (методы мозгового штурма, синектики, комиссии и суда) или анкетирование (метод Делфи), а выбор МЭО низкого уровня определяется конкретной практической задачей. Необходимые виды и категории испытаний определяются на основании плана испытаний изделия-аналога, которое выбирается (соответствует методу ЧерчменаАкоффа) с учетом его рабочих характеристик, и данного изделия (сборочной единицы), что уменьшает длительность и стоимость НЭО.

Ключевые слова: наземная экспериментальная отработка, метод экспертных оценок, комплексная программа экспериментальной отработки, ракета космического назначения (РКН)

Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов

Жигастова О. К., Почукаев В. Н.

Важнейшим элементом программного комплекса автоматизированного планирования полёта автоматических космических аппаратов (КА) [1] является база данных (БД). Она представляет собой инфологическую модель программного комплекса планирования полёта, которая объединяет его элементы в единую систему. БД решает задачи организации работы комплекса, обеспечивает связь между программными модулями, доступ, хранение и управление данными, ведение архива, взаимодействие с комплексами Центра управления полетами (ЦУП) и внешними организациями, участвующими в процессе управления КА. Предложенная структура БД позволила упорядочить хранимые в ней данные, выстроить их иерархию, установить логические связи, обеспечить наглядное представление данных. Благодаря созданной БД была значительно упрощена работа с данными, сокращено время их поиска. Это позволило снизить трудоёмкость и увеличить быстродействие комплекса. БД в составе программного комплекса была внедрена при управлении полётом пятью автоматическими КА и показала свою эффективность в штатных и нештатных ситуациях.

Ключевые слова: автоматический космический аппарат, автоматизированный программный комплекс планирования полёта, база данных автоматизированного программного комплекса

Брусов В. С., Нефедов Л. В., Лищинский М. А.

Рассматриваются проблемы набора высоты сверхлегкого низкоскоростного летательного аппарата (ЛА) на солнечной энергии во время прохождения квазициклического участка траектории многосуточного полета. Представлены особенности объекта управления, особенности построения оптимальной траектории набора высоты в диапазоне рабочих высот полета и обоснование выбора методов решения данной задачи. Также в работе представлены результаты сравнительного анализа траекторий, полученных с учетом влияния числа Рейнольдса (Re) и без учета этого влияния.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат (БЛА) на солнечной энергии, летающее крыло, оптимизация траектории полета высотного БЛА, квазициклическая траектория

Арутюнов А. Г., Кривиченко Я. О., Медведев А. С., Орлов В. С.

Представлена архитектура бортового радиоэлектронного оборудования перспективного транспортного самолета, отвечающая современным мировым требованиям концепции CNS/ATM, построенная по принципам интегрированной модульной авионики. Приводятся состав и техническое описание вычислительной части комплекса, компоновка информационно-управляющего поля кабины. Рассмотрен состав бортового функционального программного обеспечения, реализующего выполнение функций связи, навигации и наблюдения.

Ключевые слова: комплекс бортового оборудования, интегрированная модульная авионика, сетевая архитектура, функциональное программное обеспечение

Машиностроение и машиноведение

Сварка, родственные процессы и технологии

Рыбаулин А. Г., Сидоренко А. С.

Представлены результаты разработки численной модели и данные расчетной оценки характеристик напряженного состояния и долговечности конструкции авиационного изделия с точечными сварными соединениями при случайной вибрации. Для обоснования корректности моделирования точечного сварного соединения проведены расчетные исследования для моделей образцов точечных сварных соединений, испытанных на статическую прочность при нагружении на отрыв и на срез. При моделировании случайной вибрации авиационного изделия рассматривается действие случайной кинематической нагрузки в условиях эксплуатации изделия на подвеске маневренного носителя. Построены спектральные характеристики вибронапряжений в различных точках конструкции изделия, и определены зоны и уровни максимальных напряжений. Выявлены особенности динамического напряженного состояния в сварных соединениях. Получены оценки удельной повреждаемости сварного соединения по различным теориям накопления усталостных повреждений.

Ключевые слова: дискретное сварное соединение, точечная сварка, случайная вибрация, конечно-элементное моделирование, динамическое напряженное состояние, спектральная плотность, усталостная прочность, усталостная долговечность

Технология машиностроения

Окунев В. С.

Рассмотрены методы определения деформаций от сил резания при механической обработке нежестких цилиндрических деталей. Эти деформации оказывают большое влияние на точность обработки тонкостенных заготовок. Проведен анализ возможности автоматизации проведения расчетов с применением метода конечных элементов.

Ключевые слова: нежесткие детали, деформации, погрешности механической обработки, точность, моделирование в модуле CAE ANSYS, упругая деформация, моментная теория тонкостенных оболочек, метод конечных элементов

Металлургия и материаловедение

Материаловедение

Казьмин А. И.

Рассмотрен поляризационный метод определения диэлектрической проницаемости и дефектоскопии радиопоглощающих и композиционных материалов по результатам относительных измерений сигналов в ортогональных каналах приемного устройства (рупорной антенны) как отношение напряжений и разности фаз. Метод измерения обладает повышенной точностью благодаря учёту мнимой части диэлектрической проницаемости. Дано описание апертурной антенны специального вида для реализации метода, позволяющего увеличить пробивную мощность электромагнитной волны и уменьшить «эффективный» радиус зоны взаимодействия поля с материалом. Предложен вариант измерительно-вычислительной системы для реализации разработанного метода.

Ключевые слова: фазорный метод, диэлектрическая проницаемость, радиопоглощающий материал, измерение, дефектоскопия, специальная рупорная антенна

Жидик Ю. С., Троян П. Е., Воронюк Е. Е.

Описаны перспективы применения иллюминаторов с динамическим затемнением на основе электрохромных устройств (ЭХ-устройств). Приводятся результаты исследования электрохромных устройств, выполненных на основе WO3 и Fe4(Fe(CN)6)3. Показано, что наиболее оптимально электрохромное устройство, выполненное на основе Fe4(Fe(CN)6)3 с толщиной покрытия 400 нм, коэффициент пропускания которого в видимом диапазоне при приложении разности потенциалов в 1,5 В изменяется с 68 до 21% в течение 3 с.

Ключевые слова: авиационная техника, тонкопленочные покрытия, триоксид вольфрама, берлинская лазурь, электрохромное устройство

Прокофьев М. В., Журавлев С. Ю.

Выполнены исследования свойств покрытий из химически активированных графитов на базальтовых и кварцевых волокнах. Методами рентгеноструктурного анализа и лазерной дифракции определены характеристики исходных графитовых паст и установлено, что размеры частиц графита и параметры их анизотропии оказывают определяющее влияние на возможность формирования устойчивых к термическим ударам радиопоглощающих материалов (РПМ). Объёмные РПМ с такими свойствами могут использоваться в авиационной и космической технике.

Ключевые слова: химические активированные графиты, термостойкие покрытия на минеральных волокнах

Электротехника

Электротехнические комплексы и системы

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

Приведены временные диаграммы фазных токов в обмотках исполнительного двигателя рулевого электропривода самолёта, полученные при моделировании в среде ORCAD. Сделано заключение о влиянии данных токов на функционирование электропривода и электромагнитную обстановку во внутреннем объёме самолёта.

Ключевые слова: переходный процесс, самолёт, система рулевого привода, электромагнитная помеха, электромагнитная обстановка

Силовая электроника

Бибиков С. Б., Мальцев А. А., Кошелев Б. В., Зудов К. А., Кудров М. А.

Изложены подходы к разработке накопителей энергии типа суперконденсаторов, или ионисторов, которые занимают, условно говоря, промежуточное положение между аккумуляторами и классическими конденсаторами. Показаны возможности увеличения зарядовых ёмкостей путём подбора состава и оптимизации структуры электродов.

На примере электродов на основе нанодисперсных слоистых графитовых структур (графены, восстановленные окиси графита и другие соединения) показана необходимость и возможность учёта доступности нанопористой поверхности электрода для ионов электролита. Рассмотрены пути увеличения запасаемой ионисторами энергии за счет использования неводных электролитов и расширения рабочего окна напряжений, а также за счёт создания «несимметричных» ионисторов с вовлеченным редокс-процессом. Сравнительные исследования показали возможность практического использования суперконденсаторов на основе неводных электролитов, обеспечивающих удельную зарядовую ёмкость (емкость на единицу массы электрода) 90 Ф/г.

Показана перспективность применения суперконденсаторов в ряде областей, таких, как транспорт, приводы различного назначения, электронные приборы и средства связи и др. Особое внимание уделено использованию суперконденсаторов в авиации и космической технике, в том числе в беспилотных летательных аппаратах.

Ключевые слова: суперконденсатор, ионистор, графен, накопитель энергии, беспилотные летательные аппараты

Экономические науки

Силантьева Е. А.

Проанализированы основные направления научно-технологического развития оборонно-промышленного комплекса, состояние ресурсного обеспечения инновационной деятельности. Отдельно рассмотрена программа инновационного развития НПО «Энергомаш им. академика Глушко», в том числе ее кадровое обеспечение.

Ключевые слова: инновационное развитие, оборонно-промышленный комплекс (ОПК), кадровое обеспечение предприятия ракетно-космической промышленности

Трошин А. Н., Сёмина Л. В., Николенко Т. Ю.

Рассмотрена проблема организации инновационной деятельности на авиационном предприятии. Определена суть успешной деятельности инновационных предприятий в России, состоящая в необходимом сочетании внешних и внутренних факторов. Особое внимание уделено своевременному реагированию внутренней среды предприятия на изменения внешней среды в результате развития инноваций. Представлена блок-схема процесса адаптации авиационного предприятия к возможному реагированию на изменения внешней среды. На примере ПАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» рассмотрен процесс формирования условий для конкурентоспособной деятельности при внедрении инновационной технологии по созданию полых широкохордных лопаток и блисков (неразъемных монолитных соединений диска с лопаткой) ротора компрессора нового авиационного двигателя ПД-14.

Ключевые слова: инновационная деятельность, адаптационные меры, внешняя и внутренняя среда, инновационная технология авиационного предприятия

Леонов А. Г., Довгодуш С. И., Петровский В. С.

Рассматривается применение системного подхода головным предприятием кооперации разработчиков космической техники для рационального решения многоаспектных прикладных проблем организации и проведения международного сотрудничества в области космической деятельности с позиций разработки, производства и эксплуатации космической техники.

Ключевые слова: международное космическое сотрудничество, совместная разработка, головное предприятие, системный подход, многоаспектный анализ, сферы государственной деятельности, цели сотрудничества, реализуемость проекта, эффективность сотрудничества

Новиков С. В.

Показаны проблемы российских корпораций и предприятий микроуровневого управления, в частности соответствие современных организационных структур управления (ОСУ) требованиям нового этапа экономического развития, и даны рекомендации по их совершенствованию; рассмотрены взаимосвязи ОСУ и существующего рынка; анализируется организационно-экономический механизм взаимосвязей корпораций с дочерними предприятиями, филиалами и структурными подразделениями и предлагаются рекомендации по его совершенствованию; предложена технологическая модель по совершенствованию целей и политики на разных уровнях управления во взаимосвязи их и целевой направленности. Решены задачи низших уровней по обеспечению целей и политики высших уровней управления. Настоящая работа имеет научно-практическую ценность для предприятий радиопромышленности авиационного направления.

Ключевые слова: организационные структуры управления, предприятия радиопромышленности, организационно-экономический механизм, авиационные системы, стратегическое управление корпорацией

Калошина М. Н., Чемерисова А. В.

Представлена концепция оценки влияния трудового потенциала на устойчивое развитие предприятия аэрокосмической отрасли. Приведены элективные результаты оценки структурных преобразований отрасли на примере НПО «Сатурн» на основе изменения количественных и качественных показателей трудового потенциала.

Ключевые слова: трудовой потенциал, устойчивое развитие, реорганизация, аэрокосмическая отрасль

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2017