2015. Т. 22. № 1

Рассматривается методика расчета аэродинамических характеристик отделяемых от летательного аппарата (ЛА) грузов, основанная на применении CAD/CAE-систем компьютерной инженерии в части пакета программ газогидродинамического анализа, твердотельного моделирования и функции многомерной интерполяции. Описаны основные недостатки традиционных экспериментальных способов получения аэродинамических характеристик в аэродинамических трубах, рассмотрены возможности современных систем вычислительной газодинамики в совокупности с системами твердотельного моделирования. Рассмотрен подход проведения «виртуальных» вычислительных экспериментов, позволяющий на ранних этапах проектирования получать аэродинамические характеристики для различных вариантов компоновки и проводить оптимизацию конструкции. Описано применение функции многомерной интерполяции для обработки данных вычислительного эксперимента и последующего применения при моделировании траектории отделяемого груза в окрестности самолета-носителя. Оценена адекватность характеристик, полученных расчетным методом, с имеющимися экспериментальными данными.

Ключевые слова: аэродинамические характеристики, безопасность отделения, система твердотельного моделирования, система газо- и гидродинамического расчета, многомерная интерполяция

Целью работы является обоснование модели обтекания воздушным потоком пассажирского самолета с помощью программного комлекса ANSYS FLUENT. Определены константы модели турбулентости, дающие наилучшую сходимость расчетных и экспериментальных данных. Полученные результаты позволяют применить данную модель обтекания для оптимизации приемника воздушного давления.

Ключевые слова: пассажирский самолет, аэродинамические коэффициенты, модель турбулентности.

Представлен алгоритм обнаружения и распознавания ошибок в системе с резервным инерциальным измерительным модулем. Для иллюстрации работоспособности предложенного алгоритма проведено моделирование в среде MATLAB/SIMULINK^® с использованием генератора сигнала ошибок.

Ключевые слова: инерциальный измерительный модуль, обнаружение и распознавание ошибок, метод равноценных пространств, дискретное вейвлет-преобразование

Рассмотрена модель структуры одноосевого микрооптоэлектромеханического (МОЭМ) преобразователя угловых скоростей. Воспринимающий элемент преобразователя представляет собой микроэлектронный механический элемент, работающий на основе оптического туннельного эффекта и использующий эффект Кориолиса для преобразования угловой скорости в перемещение специальной чувствительной структуры. Также рассчитано влияние силы Кориолиса на отклонение чувствительного элемента в зависимости от различных конструктивных факторов, выбран соответствующий пьезоматериал. Исследуются и сравниваются с предыдущим вариантом характеристики чувствительного элемента с дополнительной массой.

Ключевые слова: первичный преобразователь, пьезокерамика, микрооптоэлектромеханическая система, оптическое туннелирование, функция преобразования, сила Кориолиса

Рассматриваются задачи поиска высокодинамичных объектов. Показано, что выбор алгоритма поиска в реальном времени должен учитывать их вычислительную экономичность. Предложен экономичный алгоритм поиска на основе выделения созвездия характерных точек. Приведены примеры использования предложенного алгоритма.

Ключевые слова: система технического зрения, алгоритмы поиска и слежения, дескрипторы, характерные точки

Рассматривается вопрос автоматизации проектирования компоновок авиационно-космической техники. Показано, что сложность этого процесса обусловлена сложностью представления в ЭВМ информации о геометрической форме компонуемых объектов авиакосмической техники. Задача автоматизированной компоновки описана как оптимизационная задача математического программирования с конкретными критериями оптимизации и ограничениями. Приведенный в статье анализ существующих методов автоматизированной компоновки показывает, что они реализованы лишь для объектов простейших геометрических форм примитивов. Предложен метод автоматизированной компоновки, основанный на математическом аппарате нормальных уравнений, что позволяет создавать интеллектуальные алгоритмы компоновки, сводя позиционную задачу размещения объектов к геометрической. Описаны способы получения нормальных уравнений плоских и пространственных объектов и их возможности в задачах автоматизированной компоновки.

Ключевые слова: автоматизированное проектирование, автоматизированная компоновка, геометрические модели компонуемых объектов, оптимизация размещения объектов в пространстве, плотное размещение, условия взаимного непересечения, нормальные уравнения компонуемых объектов.

Представлены варианты размещения на поверхности Луны ядерной электрической станции (ЯЭС), содержащей один или несколько термоэмиссионных модулей (ТМ). В качестве ТМ рассмотрена термоэмиссионная ядерная энергетическая установка (ЯЭУ) электрической мощностью 50 кВт. Приведены результаты расчёта радиационной обстановки на поверхности Луны в окрестности ядерного реактора, расположенного в шахте; распределения полей излучения, генерируемых как работающим реактором, так и продуктами деления и наведенной в лунном грунте (реголите) активностью после 10-летнего ресурса; варианты оптимального взаимного расположения четырёх ТМ, подстанции и лунной базы при последовательном вводе ТМ в действие. Предлагаемые варианты обеспечивают минимальные массогабаритные характеристики электрокоммуникаций (ЭК) и заданные уровни облучения при монтировании ЯЭС, обслуживании подстанции и на лунной базе.

Ключевые слова: ядерная электрическая станция, термоэмиссионный модуль, Луна, радиационная защита, доза, радиационная обстановка

Разработана структура робастной системы стабилизации натяжения троса для стенда имитации невесомости. Предложен алгоритм параметрического синтеза робастного ПИ-регулятора на основе коэффициентного метода и критерия максимальной степени устойчивости. Работоспособность синтезированной робастной системы подтверждают результаты цифрового моделирования.

Ключевые слова: система стабилизации натяжения троса, синтез робастного регулятора, максимальная робастная степень устойчивости, робастная степень колебательности.

В контексте проблем всепогодного лоцирования удаленных космических объектов описываются четыре оригинальные схемы детектирования дальнего инфракрасного излучения (ИК-излучения), приближающиеся по своей чувствительности к уровню, позволяющему использовать их в режиме счета фотонов.

Ключевые слова: дальнее ИК-излучение, TEA-лазер, лидар, космический объект, астероид

Рассматриваются перспективные концепции авиационных силовых установок (СУ) с гибридными газотурбинными двигателями (ГГТД), имеющие потенциал в улучшении экономических и эмиссионных характеристик для самолетов 2030-х годов. Проанализированы результаты прогноза в этой области зарубежных фирм, таких, как Boeing и NASA. Приводятся основные проектные параметры ГГТД и результаты исследований по оценке эффективности применения ГГТД на перспективных магистральных самолетах, использующих в качестве топлива керосин и сжиженный природный газ (СПГ). Выполнен анализ и приведены основные расчетные проектные параметры концепций маршевых ГГТД, исследуемых в настоящее время в ЦИАМ, на различных типах топлива, в том числе газовых и криогенных. Сделан прогноз перспектив развития рассматриваемых концепций ГГТД на 2030-е годы и после 2045 года.

Ключевые слова: гибридный двигатель, топливный элемент, топливо, перспективный самолет, эффективность, экология

На основе решения контактной задачи моделирования резонансных колебаний системы «шестерня-демпфер» развита методика расчетной оценки эффективности пластинчатого демпфера, прижатого к конической шестерне монтажным усилием. Представлен подход по определению собственной частоты колебаний системы «шестерня -демпфер». Моделированием резонансных колебаний отдельно взятой конической шестерни подтверждено экспериментально зафиксированное возникновение резонанса по форме колебаний с двумя узловыми диаметрами при рабочей частоте возбуждения, кратной (z-2).

Ключевые слова: демпфер, резонанс, колебание, контакт, динамика, шестерня

Работа посвящена теоретическому моделированию поведения торсионного актуатора с рабочим телом, выполненным из сплава с памятью формы (СПФ). Устройства такого типа весьма перспективны для использования в элементах механизации крыла, хвостового оперения, системах управления самолетов или ракет. Решена задача об обратном мартенситном превращении в рабочем теле актуатора с упругим контртелом, а также в заневоленном состоянии для стержней сплошного круглого поперечного сечения из СПФ. Анализ выполнен в рамках нелинейной модели деформирования СПФ при фазовых и структурных превращениях в однократно связной постановке, с учетом возможности протекания структурного перехода. В ходе работы изучено влияние жесткости контртела на термомеханический отклик актуатора. Получены зависимости безразмерной крутки и крутящего момента от безразмерного параметра температуры, а также эпюры безразмерных напряжений для различных этапов нагрева стрежня.

Ключевые слова: актуатор, сплавы с памятью формы, стержни, обратное мартенситное превращение, структурный переход, контртело

Рассмотрен метод магнитного контроля, основанный на вибросканировании топографии магнитного поля рассеяния дефекта с помощью индукционного преобразователя и определении характеристического размера и местоположения дефекта по форме и параметрам индуцированного сигнала. Получены аналитические соотношения для определения параметров виброперемещения индукционного преобразователя, обеспечивающих высокую селективную чувствительность. Приведены экспериментальные результаты по оценке относительной чувствительности и локальности определения местоположения дефекта.

Ключевые слова: магнитный контроль, индукционный преобразователь, вибросканирование, индуцированная ЭДС, селективная чувствительность, локальность

Предложена новая методика проектирования магнитного ключа на управляемом однообмоточном дросселе насыщения для регулируемых выпрямительных устройств перспективных авиационных систем электроснабжения. При проектировании проводятся конструктивный, энергетический и тепловой расчеты дросселей насыщения, выбор марки магнитопровода и расчет количества витков обмотки. По предложенной методике были рассчитаны параметры управляемых дросселей насыщения, включенных во вторичную цепь силового трансформатора для схемы нового однофазного выпрямительного устройства.

Ключевые слова: методика проектирования, регулируемое выпрямительное устройств, магнитный ключ, однообмоточный дроссель насыщения, магнитомягкие материалы, аморфный сплав, нанокристаллический сплав, прямоугольная петля магнитного гистерезиса

Рассмотрена возможность создания транспортных самолетов с полностью электрическими силовыми установками на основе перспективных аккумуляторных батарей (АКБ) большой энергоемкости. Построены зависимости взлетной массы полностью электрических транспортных самолетов средней и большой дальности от энергоемкости бортовых аккумуляторных батарей. Определены основные технические и экономические параметры электрических силовых установок, при достижении которых полностью электрический транспортный самолет становится технически возможным и экономически оправданным.

Ключевые слова: полностью электрический самолет, транспортные самолеты, аккумуляторная батарея, взлетная масса, удельная энергоемкость, удельная мощность

Рассмотрена проблема влияния экспертных оценок на принятие решения о финансировании инновационного проекта на авиационном предприятии. Определены суть и технология экспертных оценок. Представлен пример проведения оценки инновационности продукции, инновационной активности предприятия и риска финансирования инновационной технологии по линейной сварке трением на предприятии ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение». Смоделирован вариант получения противоположных результатов оценки. Доказано, что экспертная оценка инновационного проекта субъективна, даны рекомендации по совершенствованию метода.

Ключевые слова: инновационный проект, финансирование, экспертные оценки риска, инновационная технология авиационного предприятия

Рассматривается актуальная задача формирования основных направлений организации производства малой авиации в условиях экономической безопасности. Анализируются основные факторы экономической безопасности предприятий-производителей воздушных судов (ВС) малой авиации. Предложен и обоснован методический подход к обеспечению экономической безопасности производства ВС малой авиации.

Ключевые слова: малая авиация, экономическая безопасность, авиация специального назначения, авиация общего назначения, технико-технологическая составляющая, группа индикаторов

Качество организационно-экономического механизма характеризуется эффективностью функционирования интегрированных структур ракетно-космической промышленности, заключающейся в обеспечении жизненного цикла создаваемой ракетно-космической техники. В существующих реалиях актуальна потребность в совершенствовании организационно-экономического механизма, методологическую основу которого составят принципы функционирования интегрированных структур ракетно-космической промышленности. Формирование комплексной системы принципов возможно при учете современного состояния и тенденций развития ракетно-космической промышленности, особенностей деятельности интегрированных структур и предъявляемых требований к организационно-экономическому механизму функционирования. В работе выделено три типа принципов: принципы функционирования интегрированных структур как высокотехнологичных организаций, принципы структурной организации отраслевых корпораций и общесистемные принципы, что дает возможность установить «триединство» принципов функционирования интегрированных структур ракетно-космической промышленности.

Ключевые слова: интегрированная структура, ракетно-космическая промышленность, организационно-экономический механизм, ракетно-космическая техника