2010. Т. 17. № 5

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

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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.

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

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.

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.

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

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

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.

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

Ключевые слова: сжатие, изображение, видео, маска.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.