2011. Т. 18. № 3

Статья посвящена разработке и анализу математической модели герметичной кабины в качестве объекта терморегулирования среднемагистрального пассажирского самолета. Рассмотрено влияние места установки датчика обратной связи на переходные процессы в системе терморегулирования.

Ключевые слова: сертификация, гермокабина, отсек, расход, температура, время, запаздывание, датчик обратной связи, тепловой поток, тепловая инерция

Рассмотрены альтернативные варианты выявления моментно-инерционного облика перспективных типов самолетов тандемной схемы. Проанализировано влияние изменения моментно-инерционных характеристик на формирование облика самолета. Определены значения осевых моментов инерции для существующих самолетов экспериментальным путем на основе натурных и летных испытаний, а также при помощи специализированного программного комплекса «МИФ».

Ключевые слова: моменты инерции, компоновка, натурные и летные испытания, облик самолета

Рассмотрена задача об обтекании бесконечно тонкой пластины, установленной под нулевым углом атаки в гиперзвуковом потоке. В качестве физико-математической модели течения принята модель NSF. Расчеты проведены с использованием явной схемы Мак-Кормака и алгоритма Томаса. Рассмотрены два метода выставления граничных условий на твердой поверхности. Показано, что в сильно неравновесной области течения модель NSF дает качественно неверные результаты расчета нормальных напряжений.

Ключевые слова: гиперзвуковой поток, пластина, модель Навье-Стокса, граничные условия.

Ставится задача одновременного контроля безопасности встречного движения воздушных судов и управления ими с помощью автоматических средств. Предложена объединенная двухуровневая структура контроля и управления, обеспечивающая с помощью адаптивной перестройки регуляторов необходимую безопасность полета при сближении воздушных судов.

Ключевые слова: контроль безопасности, оптимальное управление, летательные аппараты, динамическое программирование, функция риска.

Представлены результаты исследований автора в области конкурентоспособности летательного аппарата (ЛА). Анализируются сущность проблемы, ее состояние и направления совершенствования, главным из которых является повышение качества проектных разработок, оцениваемое конкурентоспособностью ЛА. Предложена концепция и методическая основа формирования конкурентоспособности ЛА на этапе проектной разработки. Основные составляющие методологии: концепция и структура системы обеспечения конкурентоспособности ЛА (СОКС ЛА); система знаний, накопление знаний и их трансформация с целью выбора конкурентных преимуществ; анализ информационного обеспечения СОКС; вопросы принятия решения.

Ключевые слова: концепция, объектно-ориентированное проектирование, база знаний, целевая эффективность, совершенство, конкурентное преимущество, прогностическая цена.

Рассматривается проблема разработки жидкостных ракетных двигателей малых тяг (ЖРД МТ) на топливе кислородметан. Дан обзор современного состояния проблемы. Приведен анализ расчетных и экспериментальных данных, полученных в ходе огневых испытаний в Пекинском аэрокосмическом университете (ПАКУ).

Ключевые слова: ЖРД малых тяг, камера сгорания, кислородно-метановое топливо.

Проведен обзор опубликованной информации об отрывных течениях в расширяющейся части сверхзвуковых осесимметричных круглых сопел реактивных двигателей. Кратко описаны методы профилирования сопел и методы прогнозирования места отрыва потока в соплах. Предложены направления дальнейшего развития исследований по данной тематике.

Ключевые слова: сверхзвуковое осесимметричное круглое сопло, отрывное течение, пограничный слой.

Для гидронного химического источника тока (ХИТ) с катодом из гладкого никеля получены экспериментальные вольтамперные и коррозионные характеристики анодов из алюминия А99, протекторного сплава АП4Н и сплава алюминия А995 с индием (0,6 мас. % In). Исследование проведено в щелочных электролитах (4 М раствор NaOH, чистый и с добавкой 0,06 моль/л Na2SnO3) и солевом электролите (4 М раствор NaCl). Показано, что скорость выделения водорода в гидронном ХИТ со щелочно-станнатным и солевым электролитами пропорциональна токовой нагрузке, что позволяет легко регулировать производительность гидронного ХИТ, работающего в режиме генератора водорода для кислородно-водородных топливных элементов авиационной и ракетно-космической техники. В щелочно-станнатном электролите целесообразно использовать аноды из сплава Al-In, а в нейтральном солевом электролите из протекторного сплава АП4Н. Показано, что с солевым электролитом ток короткого замыкания гидронного ХИТ составляет 250300 А/м2, а со щелочно-станнатным электролитом возрастает до 1500 А/ м2.

Ключевые слова: алюминий, анод, вода, водород, генератор, коррозия, топливный элемент, химический источник тока, электролит.

Для гидронного химического источника тока (ХИТ) с алюминиевым анодом изучены поляризационные характеристики катодов из гладкого никеля, просечной никелевой сетки, составного катода из гладкого никеля с просечной никелевой сеткой, электроды с использованием просечной никелевой сетки, покрытой катализатором NiPx, и электроды из гладкой платиновой фольги в щелочном и нейтральном солевом электролитах. Показано, что перспективным путем улучшения энергомассовых и габаритных характеристик гидронного ХИТ, работающего в режиме генератора водорода для кислородно-водородных топливных элементов авиационной и ракетно-космической техники, является применение катодов с развитой поверхностью и активированных катализатором NiPx, которые позволяют увеличить напряжение элемента более чем на 250 мВ при использовании щелочного электролита и примерно на 180 мВ в случае нейтрального электролита.

Ключевые слова: алюминий, катод, вода, водород, генератор, катализатор, топливный элемент, химический источник тока, электролит.

Разработаны конструкции экспериментальных биметаллических блисков для высокотемпературных газовых турбин, лопатки которых изготавливаются из жаропрочных никелевых сплавов методом направленной кристаллизации или монокристального литья, дисковая часть из гранулируемого сплава. Предложена модель оснастки для технологии соединения методом горячего изостатического прессования (ГИП) неохлаждаемых и охлаждаемых лопаток с диском. Разработана конструкция и технология изготовления биметаллических блисков турбины с неохлаждаемыми и охлаждаемыми лопатками. Проведен численный анализ статической прочности разработанных конструкций.

Ключевые слова: газовые турбины, конструкции биметаллических блисков, горячее изостатическое прессование, прочностные расчеты.

Статья посвящена исследованию применения тепловой трубы в каталитическом газогенераторе. Рассмотрена опытная установка газогенератора на тепловых трубах с жидкометаллическим теплоносителем. Представлены результаты экспериментального исследования распределения температуры внутри газогенератора, а также показатели производительности.

Ключевые слова: тепловая труба, каталитический газогенератор, испытательный стенд, экспериментальные исследования.

Показан один из возможных подходов к созданию космической электроракетной двигательной установки (ЭРДУ) большой мощности. Принципиально доказана возможность использования для этого электроракетных двигателей (ЭРД) холловского типа мощностью 2530 кВт. Предложена блочно-модульная схема компоновки ЭРДУ по два одновременно работающих ЭРД в модуле. Ориентировочные расчеты показывают, что компоновка ЭРДУ из модулей большой мощности дает выигрыш по массе порядка 20% даже с учетом «холодного» резервирования. Во избежание создания мощных и дорогостоящих вакуумных стендов, основные испытания полномасштабного модуля предлагается проводить непосредственно в космосе, используя для этого грузовой корабль «Прогресс».

Ключевые слова: двигатель холловский, плазменный, электроракетный, космический, катод, тяга, маршевый двигатель, импульс.

Представлены материалы балансовых испытаний центробежных высокооборотных насосов малого расхода. На основе анализа и обобщения результатов исследований показаны области рационального применения рабочих колес полуоткрытого и открытого типов, обеспечивающих высокие значения энергетических параметров систем подачи малого расхода

Ключевые слова: центробежный насос, рабочее колесо, коэффициент быстроходности, напор, энергетические параметры, характеристики, балансовые испытания, анализ, КПД

Проектирование современных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) невозможно без учета экспериментального материала по устранению высокочастотной неустойчивости рабочего процесса в камерах сгорания, накопленного в результате огневых испытаний натурных и модельных изделий. Настоящая статья является разделом такого обобщения, в ней рассматриваются способы устранения высокочастотных (ВЧ) колебаний давления газа в камерах сгорания ЖРД и увеличения запаса динамической устойчивости камер за счет конструктивных особенностей смесительных головок.

Ключевые слова: ЖРД, камера сгорания, форсунки, смесительные головки, высокочастотные колебания, акустические поглотители, импеданс

Рассмотрены вопросы глубокого тестирования сертифицированных параметров турбореактивных двигателей (ТРД) методами математической статистики для повышения их качества после стендовых испытаний на примере ТРД J-75P-17. Представительные статистические выборки сертифицированных выходных рабочих параметров ТРД рассматриваются в трехмерной постановке задачи (система координат Pr-n2-EPR, где EPR перепад полного давления на двигателе) для оценки его качества по двум-трем параметрам, задействованным в системе автоматического управления (САУ) ТРД, как управляющие факторы. Предлагается минимизировать асимметрию тяги ТРД в горизонтальной плоскости для увеличения дальности полета или сокращения часового расхода топлива в полете.

Ключевые слова: представительная статистическая выборка, нормальный закон распределения, случайная функция двух переменных, плотность вероятности параметра, среднеквадратичная погрешность представительной выборки

Рассматривается задача сокращения объема экспериментальной отработки двигательной установки (ДУ) ракеты космического назначения (РКН) путем создания комплекса математических моделей, настраиваемых по результатам наземной экспериментальной отработки. Задача решена в результате совместных работ ГКНПЦ им. М.В. Хруничева и МАИ. Комплекс математических моделей создан на базе анализа результатов стендовых испытаний ДУ РКН «Союз-2» и настроен в соответствии с результатами экспериментальной отработки ДУ 3-й ступени РКН «Ангара».

Ключевые слова: двигательная установка ракеты космического назначения; комплекс математических моделей; экспериментальная отработка

Рассматривается задача определения жесткостных свойств упругих колец, устанавливаемых в опорах газотурбин ных двигателей. Аналитические решения определяют податливость кольца как криволинейной балки, опирающейся по краям. Вместе с тем практика показывает наличие следов износа на различных поверхностях кольца, что говорит о более сложном поведении кольца в условиях прецессионного движения ротора по сравнению с простым изгибом балки. Подготовлена конечно-элементная модель упругого кольца, между двумя жесткими кольцами. Результаты анализа, показывают существенное расхождение податливостей, определенных аналитическим путем и в конечно-элементной постановке с учетом контактного взаимодействия колец, а также зависимость податливости опоры с упругим кольцом от условий сборки.

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, опора ротора, упругое кольцо, податливость

Предлагается новый комбинированный способ регулирования скорости автономного электрогидравлического привода, отличающийся использованием дроссельного и/или электромоторного управления скоростью в зависимости отвеличины сигнала управления. Рассматриваются общая идея и структурная схема комбинированного регулирования. Приводятся принципиальная схема привода, реализующего этот способ для системы управления самолетом, и некоторые результаты исследований такого привода.

Ключевые слова: привод, автономный, электрогидравлический, дроссельное, объемное, электромоторное, комбинированное регулирование, скорость

Рассмотрены результаты разработки нового поколения средств комплексной экспресс-диагностики состояния лётного и диспетчерского состава (ЛДС) на этапах медицинского освидетельствования и оперативного контроля дисфункций сердечно-сосудистой системы (ССС). Определены основные направления совершенствования средств и методов экспресс-диагностики ССС ЛДС. Рассмотрены результаты практической реализации технологии мультимодальных исследований ССС в информационно-вычислительном комплексе «Unimonex».

Ключевые слова: безопасность полетов, медицинское обеспечение, освидетельствование, комплексная диагностика, сердечно-сосудистая система, мультимодальность, Web-сервер, удаленный on-line-мониторинг, диагностика патологий ССС на базе Интернет, синхронизация каналов диагностики

Исследуются математические модели малогабаритного модуляционного гравиметрического датчика (МГД), построенного на базе прецизионных маятниковых акселерометров, предназначенного для работы на подвижном основании в условиях переменных измеряемых проекций кажущегося ускорения. Анализируется модифицированный алгоритм работы МГД с переменной текущей частотой модуляции. Приводятся результаты имитационного моделирования, демонстрирующие эффективность работы алгоритма в условиях подвижного основания.

Ключевые слова: гравиметрический датчик, модуляционный динамический способ измерения, маятниковый акселерометр, кажущееся ускорение

Решается задача построения алгоритмического и аппаратного обеспечения курсовертикали одноосного колёсного модуля. В качестве инерциальных измерителей используются микромеханические акселерометры и датчики угловой скорости. Для комплексирования информации от инерциальных датчиков и магнитометра используется фильтр Калмана, а представление информации об ориентации осуществляется в кватернионах. Приводятся результаты моделирования алгоритмов работы курсовертикали и вариант построения ее аппаратного обеспечения.

Ключевые слова: микромеханическая курсовертикаль, одноосный колёсный модуль, микромеханические датчики, фильтр Калмана, кватернионы, цифровой сигнальный процессор

Разработан метод высокоскоростной обработки бортовой информации на базе оптической реализации нейронной сети Хопфилда. Предложена модификация одномерной и двумерной модели Хопфилда для обеспечения возможности ее реализации оптическими методами. Для отработки предложенных алгоритмов разработан испытательный комплекс, позволяющий реализовать вектор-матричное и матрично-матричное умножение оптическими методами. Результаты экспериментов подтвердили работоспособность разработанного метода.

Ключевые слова: обработка информации, нейронные сети, модель Хопфилда, оптическая реализация, веторматричное умножение, матрично-матричное умножение, двумерная реализация четырехмерной матрицы.

Рассматривается конструкция опытного образца самостабилизатора давления для трубопроводов самолетных технических систем, построенного на принципе гашения возмущающих импульсов давления самими импульсами. Приводится описание спроектированного и изготовленного для экспериментальных исследований стенда, методика, результаты и анализ экспериментальных исследований опытного образца самостабилизатора давления, разработаны рекомендации по оптимизации параметров его отдельных конструктивных элементов.

Ключевые слова: трубопроводы самолетных технических систем, самостабилизатор давления, опытный образец, экспериментальные исследования, оптимизация параметров

Рассматриваются особенности нового типа стабилизатора давления, его принцип действия, конструкторская реализация, математическая модель, результаты математического моделирования и экспериментальных исследований работы стабилизатора давления самолетных, стендовых и технических систем, построенного на основе использования энергии самих возмущающих импульсов.

Ключевые слова: стабилизатор давления, гидроудар, возмущающий импульс, гидропневмосистема, самостабилизатор давления, аккумулятор давления

Приводится описание прецизионного сканирующего профилометра и программного обеспечения для автоматизации его работы. Демонстрируется применение программного обеспечения для построения контуров тел и компенсации погрешностей измерений. Предлагается форма и алгоритм получения CAD-модели тел на основе метода тетраэдризации Делоне, описывается получение модели тела по результатам измерения.

Ключевые слова: профилометр, измерения, база данных, эксперимент, погрешность, автоматизация, настройка, визуализация данных, триангуляция, CAD-модель

Рассматриваются система и методика для проведения ROC-анализа помехоустойчивости алгоритмов обработки электрокардиосигнала (ЭКС) при мониторинге лётного состава. Приводится структура системы для оценки эффективности обнаружения информативных импульсов ЭКС и результаты ее исследований в пакете Маtlab. Рассматриваются особенности и преимущества пользовательского интерфейса системы, а также перспективы ее применения в процессе предполетной подготовки.

Ключевые слова: ЭКГ, анализ, ROC-кривая, оценка эффективности, программный интерфейс

Исследуется качество устройств контроля перспективной автоматизированной системы управления технологи ческим процессом (АСУТП), построенной на основе нейросетевых процессоров, функционирующих в базисе непозиционной системы вычетов.

Ключевые слова: самопроверяемые блоки встроенного контроля, непозиционная система вычетов, нейросетевые процессоры, оперативность обнаружения и локализации ошибки, вероятность обнаружения ошибки, полнота контроля

Статья посвящена оценке надежности перспективной автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП) на основе нейросетевых процессоров, функционирующих в базисе непозиционной системы вычетов.

Ключевые слова: надежность, непозиционная система вычетов, нейросетевые процессоры, контроль и коррекция ошибок, вероятность безотказной работы, интенсивность отказов

Рассмотрен разностно-фазовый метод однозначного определения угловых координат нескольких источников радиосигнала с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) и выделения несущих частот для каждого источника излучения, находящегося в зоне разведки.

Ключевые слова: псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ), отношение сигнал/шум, восстановление несущей, пеленгование, разрешающая способность

Рассмотрены методы контроля стирания информации с магнитных носителей информации путем визуализации магнитных полей. Предложен метод и устройство, реализующее надежное стирание информации и обеспечивающее оперативный контроль стирания информации в локальных сетях связи.

Ключевые слова: визуальный контроль, электромагнитные поля, сканирующая зондовая микроскопия, накопитель на жестком магнитном диске, стирание информации, напряженность магнитного поля

Рассматривается алгоритм высокоточного местоопределения в абсолютном режиме по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем c использованием уточненной эфемеридно-временной информации. Приводятся результаты экспериментального исследования разработанного алгоритма и результаты сравнения с международными сервисами высокоточного местоопределения. Описывается компенсация систематических смещений в исходных измерениях псевдодальностей и псевдофаз, а также использование высокоточной эфемеридно-временной информации. Делаются выводы относительно достигнутого качества местоопределения и формулируются условия дальнейшего повышения точности.

Ключевые слова: глобальные навигационные спутниковые системы, ГЛОНАСС, GPS, PPP, высокоточное местоопределение, координаты

На примере оптической головки самонаведения показано, что параметры следящей системы с переменной частотой вращения координат связаны в зависимости от структуры управления либо только с производными угла вращения, либо и с производными, и с углом вращения. В последнем случае изменяются ее динамика и точность. в частности при одноканальном управлении и стабилизации частоты вращения.

Ключевые слова: координаты, вращающиеся с переменной частотой, комплексирование систем координат, нестационарность.

Рассматривается толерантная распределенная вычислительная сеть (РВС), вычислительные модули (ВМ) которой могут находиться в одном из трех возможных состояний: работоспособном рабочем и работоспособном контролируемом и неработоспособном (из-за функционального отказа или телекоммуникационной недоступности). При этом предполагается возможность восстановления работоспособности ВМ. На основе предложенной модели выполнена оценка эффективности распределенной вычислительной сети с переменным числом ВМ.

Ключевые слова: распределенная толерантная вычислительная сеть, переменное число вычислительных модулей, восстановление работоспособности, оценка эффективности

В результате обрыва лопатки вращающегося ротора газотурбинного двигателя происходит ее торможение при ударе о корпус двигателя и соударение с набегающей лопаткой. Это соударение вызывает значительный динамический изгиб набегающей лопатки. В отдельных зонах лопатки максимальные деформации приближаются к относительному удлинению материала. В связи с этим возникает весьма актуальная задача исследования особенностей динамики деформирования при высокоскоростном соударении лопаток [19]. Численные эксперименты показывают, что напряженно деформированное состояние, весьма близкое по виду и скоростям изменения, в лопатке реализуется при соударении плоских пластин с подобранными размерами и ориентацией. Поэтому целью настоящей работы является расчетно-экспериментальное изучение соударения пластин и выявление критерия динамической прочности, применимого к анализу аварийного динамического деформирования элементов авиационного двигателя.

Ключевые слова: консольная пластина, высокоскоростной удар, метод конечных элементов, критерий разрушения

В рамках энергетически согласованной теории оболочек рассматривается цилиндрическая оболочка под действием некоторых видов нагрузок. С помощью преобразования Лапласа построено решение вновь сформулированной краевой задачи о напряженно-деформированном состоянии оболочки. Получено частное решение для некоторых видов локальной нагрузки, а именно распределенной нагрузки, изменяющейся по произвольному закону вдоль продольной оси и по закону косинуса в окружном направлении. В качестве частных случаев нагружения рассмотрено действие распределенной нагрузки постоянной интенсивности и изменяющейся по закону синуса на части внешней поверхности оболочки. На основании полученных в работе уравнений исследовано влияние толщины оболочки, размеров зоны локального нагружения и характера внешней нагрузки на нормальные напряжения в оболочке. Дано сравнение результатов расчета нормальных напряжений, полученных в данной работе и по классической теории.

Ключевые слова: энергетически согласованная теория, условия согласованности, круговая цилиндрическая оболочка, краевые условия, преобразование Лапласа, локальная нагрузка

Получена система уравнений, описывающая движение и взаимодействие возвращаемой капсулы и грузового транспортного корабля с учетом специфической механической связи между ними. Исследована безопасность выхода капсулы из корабля, под которой понимается исключение соударений в процессе относительного движения.

Ключевые слова: динамика космических систем, численные решения, баллистическая капсула, безопасность процесса отделения.

Предложен подход к моделированию динамики солнечных батарей в процессе их раскрытия с использованием уравнений Лагранжа 2-го рода. Рассмотрена наиболее часто встречающаяся на практике конфигурация механической системы центральное тело (корпус космического аппарата) и произвольное число «крыльев» солнечной батареи, построенных по типу цепочки. Показано, что данный подход позволяет записать систему уравнений движения минимальной размерности. Возможности метода проиллюстрированы конкретными примерами.

Ключевые слова: cолнечная батарея, динамика раскрытия, численные решения, механические связи, параметрическая оптимизация.

Изложена методика аналитического расчета параметров стационарных автоколебаний нелинейных дискретных систем. Проблемы исследования стационарных автоколебаний являются одними из самых актуальных проблем, возникающих при проектировании, разработке и эксплуатации самых разнообразных технических систем. Исключительно важное значение они имеют для отвественных конструкций узлов и приборов авиационно-космических комплексов и энергетического оборудования. Методика опробована в наиболее сложных условиях: для дискретных систем с высоким качеством колебательного процесса с добротностью порядка 106 на примере электрических колебаний двухконтурного кварцевого генератора. Для уточнения и контроля результатов применения методики приближенного аналитического расчета параметров автоколебаний предлагается численное моделирование.

Ключевые слова: методика, анализ состояния, дискретные системы, задача Коши, спектральный анализ, случайные колебания, метод осреднения, сравнительный анализ

Проведен анализ современного состояния авиационной промышленности. Выявлены проблемы кредитования инновационных проектов авиационной отрасли. Рассмотрены вопросы оценки кредитного обеспечения инновационных проектов авиационной промышленности.

Ключевые слова: инновационный проект; инновационная деятельность; адаптированная чистая текущая стоимость; функциональная модель системы кредитования инновационных проектов авиационной промышленности

Рассматриваются основные проблемы организационного управления инновационным развитием авиационно-промышленного комплекса (АПК) на стратегическом уровне. Предлагаются оригинальные виды стратегий инновационного развития авиационно-производственных систем (АПС) на рынке товаров, труда и капитала. Каждый из предлагаемых видов стратегий характеризуется установленными параметрами и критериями, которые могут быть рассмотрены также в качестве критериев и системы ограничений при выборе оптимальной стратегии для конкретного предприятия, функционирующего в определенной инновационной среде.

Ключевые слова: инновационное развитие; организационное управление; авиационно-промышленный комплекс; стратегии