Русский
На главную Написать письмо Контакты Карта сайта

Аннотации

№1(16) январь-март 2017

Журнал "Космическая техника и технологии"
№1(16), 2017

Микрин Е.А.
Перспективы развития отечественной пилотируемой космонавтики (к 110-летию со дня рождения С.П. Королёва)

Рассмотрены современное состояние и перспективные разработки РКК «Энергия» в области пилотируемой космонавтики. Завершается разработка трех новых модулей для Российского сегмента Международной космической станции (МКС): многоцелевого лабораторного, узлового и научно-энергетического. Ведется разработка транспортного грузового корабля повышенной грузоподъемности. Рассмотрена возможность после завершения эксплуатации МКС создания Российской орбитальной станции, для транспортно-технического обеспечения которой планируется создание нового грузовозвращающего корабля, трансформируемого модуля и новой шлюзовой камеры. Приведены характеристики разрабатываемого пилотируемого транспортного корабля нового поколения. Одна из его модификаций будет использоваться в перспективной программе пилотируемых полетов, которая позволит обеспечить начало пилотируемых миссий на поверхность Луны и в дальнейшем — освоение дальнего космоса. Рассмотрены предлагаемые этапы этой программы.

Ключевые слова: Международная космическая станция, Российский сегмент, многоцелевой лабораторный модуль, узловой модуль, научно-энергетический модуль, трансформируемый модуль, пилотируемый транспортный корабль нового поколения, лунная программа.

 

Содержание номера

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Деречин А.Г., Жарова Л.Н., Синявский В.В., Солнцев В.Л., Сорокин И.В.
Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 1. Исторический обзор

Рассмотрены история, особенности и основные результаты международного сотрудничества в сфере пилотируемых космических полетов, включая проект «Аполлон–Союз», орбитальные станции «Салют» и «Мир», и роль в этом процессе РКК «Энергия». Подчеркивается, что в программе «Аполлон–Союз» были выработаны основные положения международного сотрудничества, которые сохранились в течение более чем сорока лет. Многому научились при полетах на космических кораблях «Союз» интернациональных экипажей на советские орбитальные станции «Салют-6» и «Салют-7». На основе двусторонних соглашений наиболее крупные совместные программы выполнялись с Индией, Францией, США и Германией. Приведены результаты беспрецедентной международной программы работ и исследований на российском пилотируемом орбитальном комплексе «Мир» в течение 15-летнего полета станции и использования этого опыта при разработке Международной космической станции. Описаны результаты и опыт сотрудничества с США по программам «Мир–Shuttle» и «Мир–NASA» в тяжелые для России 90-е годы прошлого столетия.

Ключевые слова: пилотируемая космонавтика, пилотируемые корабли, орбитальные станции, международное сотрудничество, научные эксперименты, «Аполлон–Союз», «Салют-6», «Салют-7», «Мир», «Мир–Shuttle», «Мир–NASA».

 

Хамиц И.И., Филиппов И.М., Бурылов Л.С., Тененбаум С.М., Перфильев А.В., Гусак Д.И.
Концепция космической транспортно-энергетической системы на основе солнечного межорбитального электроракетного буксира

В статье представлены результаты проектно-исследовательских работ по определению технического облика и основных характеристик транспортно-энергетической системы на основе солнечного межорбитального электроракетного буксира. Анализируются преимущества использования солнечных межорбитальных буксиров при создании эффективных космических транспортных систем. Рассмотрены проектный облик солнечного буксира мощностью 400 кВт (СМБ-400) и параметры транспортной системы на его основе. Рассмотрены возможные варианты элементов энергодвигательного комплекса (солнечные и аккумуляторные батареи, электроракетные двигатели). Приведены результаты расчетов параметров транспортной системы для обеспечения грузопотока на геостационарную и окололунную орбиты. Показана привлекательность использования солнечных межорбитальных буксиров для решения коммерческих задач и освоения ближнего космического пространства в интересах перспективных пилотируемых программ.

Ключевые слова: космическая транспортно-энергетическая система, солнечный межорбитальный буксир, солнечная энергодвигательная установка, космический электроракетный буксир, электроракетная двигательная установка.

 

АЭРОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ТЕПЛООБМЕНА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Бабаков А.В., Белошицкий А.В., Гайдаенко В.И., Дядькин А.А.
Моделирование методом потоков течения в диффузорной части регулируемого сопла тормозного двигателя возвращаемого аппарата

На основе консервативного метода потоков осуществлено численное моделирование потока вязкого теплопроводного газа внутри диффузорной части пространственного сопла. Расчеты проведены в широком диапазоне изменения параметров, влияющих на характер и структуру потока, в частности, на отрыв потока внутри сопла. Рассматривалось критическое сечение сопла прямоугольной формы, величина которого может меняться за счет изменения размера одной стороны. Плоскость среза сопла сильно наклонена по отношению к его продольной оси. Проведены исследования влияния величины площади критического сечения и давления в конфузорной части на параметры потока в диффузорной части сопла, положение отрыва потока, а также на поперечные силы, действующие на внутреннюю часть сопла. Приводятся распределения параметров течения внутри сопла. Осуществляется визуализация структуры потока внутри и вне сопла. Расчеты выполнены на основе параллельных алгоритмов, реализованных на многопроцессорном вычислительном комплексе кластерной архитектуры с использованием до 1 000 вычислительных узлов.

Ключевые слова: сопло, отрыв потока, численное моделирование, параллельные алгоритмы.

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Артемов А.Л., Дядченко В.Ю., Лукьяшко А.В., Новиков А.Н., Попович А.А., Рудской А.И., Свечкин В.П., Скоромнов В.И., Смоленцев А.А., Соколов Б.А., Солнцев В.Л., Суфияров В.Ш., Шачнев С.Ю.
Отработка конструктивных и технологических решений для изготовления опытных образцов внутренней оболочки камеры сгорания многофункционального жидкостного ракетного двигателя с использованием аддитивных технологий

Представлены результаты научно-исследовательской работы «Отработка конструктивных и технологических решений для изготовления опытных образцов деталей двигателя 11Д58МФ». Целями научно-исследовательской работы являлись исследование порошкового материала медного жаропрочного сплава БрХЦрТ В; исследование механических свойств стандартных образцов, полученных методом селективного лазерного плавления (СЛП) порошка БрХЦрТ В; изготовление двух полноразмерных образцов внутренней оболочки камеры сгорания многофункционального двигателя 11Д58МФ. Разработана технология промышленного производства отечественного порошка медного жаропрочного сплава БрХЦрТ В. Определены химический состав и физико-технологические свойства порошка медного жаропрочного сплава БрХЦрТ В (гранулометрический состав, текучесть, форма и морфология поверхности частиц, насыпная плотность); выявлена возможность выращивания полноразмерных образцов внутренней оболочки камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя 11Д58МФ по аддитивной технологии методом СЛП из отечественного порошка сплава БрХЦрТ В; исследованы плотность этих образцов и их микроструктура; произведена термическая обработка и исследована микроструктура образцов после термической обработки. Определены механические свойства при комнатной и повышенных температурах образцов, выращенных в горизонтальном и вертикальном направлениях; разработаны технологические режимы выращивания опытных образцов внутренней оболочки камеры сгорания двигателя 11Д58МФ методом СЛП; изготовлены два полноразмерных образца внутренней оболочки камеры сгорания двигателя 11Д58МФ.

Ключевые слова: жидкостной ракетный двигатель, камера сгорания, аддитивные технологии, селективное лазерное плавление, медный жаропрочный сплав, металлические порошки.

 

ТЕПЛОВЫЕ, ЭЛЕКТРОРАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ И ЭНЕРГОУСТАНОВКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Катков Р.Э., Киселева О.В., Стриженко П.П., Тупицын Н.Н.
Экспериментальные исследования вариантов конструкции струйного насоса-конденсатора в составе бустерного турбонасосного агрегата подачи жидкого кислорода

В работе представлены результаты отработки струйного насоса-конденсатора в составе бустерного турбонасосного агрегата подачи жидкого кислорода, разрабатываемого для жидкостного ракетного двигателя. Струйный насос-конденсатор предназначен для смешения газа, отработавшего на турбине бустерного турбонасосного агрегата, с основным потоком жидкого кислорода, что позволяет снизить потери рабочего тела при работе двигателя. Приведены результаты экспериментальных исследований различных вариантов конструкции струйного насоса-конденсатора при его работе на штатном компоненте (кислороде), во время которых проводились измерения давления, а также частоты и амплитуды пульсаций давления в магистрали до и после насоса-конденсатора. По результатам исследований выбрана оптимальная конструкция струйного насоса-конденсатора.

Ключевые слова: жидкостный ракетный двигатель, струйный насос-конденсатор, бустер- ный турбонасосный агрегат, жидкий кислород, газообразный кислород, пульсации давления.

 

Евдокимов Р.А., Синявский В.В., Скребков С.А.
Вероятностные оценки массовых характеристик энергодвигательных систем транспортных и транспортно-энергетических космических аппаратов

Предложен подход к выполнению вероятностных оценок массовых характеристик перспективных энергетических и двигательных установок для транспортных и транспортно-энергетических космических аппаратов, учитывающий влияние на процесс их создания случайных факторов. В основе подхода лежит метод экспертных оценок, предполагающий статистическую обработку результатов опроса. Обосновано использование усеченного нормального закона распределения для оценок масс энергетических и двигательных установок заданного уровня мощности. Представлены вероятностные оценки массовых характеристик одно- и двухрежимных термоэмиссионных космических ядерных энергетических установок для различных уровней мощности. Оценки выполнены на основе статистического анализа результатов опроса восьми экспертов. Получены аппроксимационные зависимости минимальных, максимальных и наиболее вероятных значений массы космических ядерных энергетических установок указанных типов от проектной мощности.

Ключевые слова: межорбитальные буксиры, транспортно-энергетические модули, массовые характеристики, случайные величины, метод экспертных оценок, космическая ядерная энергетическая установка, электроракетная двигательная установка.

 

НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ, СТАРТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Вострухин А.А., Головин Д.В., Козырев А.С., Литвак М.Л., Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Мокроусов М.И., Томилина Т.М., Гребенников А.С., Лактионова М.М., Бахтин Б.Н.
Микрофонный эффект в сцинтилляционном гамма-спектрометре в условиях вибрационных воздействий на борту космического аппарата

Для задач космической ядерной планетологии по изучению элементного состава планет и их спутников, а также для исследования потоков космического излучения, в т. ч. и вторичного, широкое распространение получили сцинтилляционные детекторы на основе фотоэлектронных умножителей (ФЭУ). При поглощении ионизирующего излучения в объеме сцинтиллятора излучаются фотоны, которые регистрируются ФЭУ. Известно, что ФЭУ подвержено влиянию микрофонного эффекта, при котором внешнее вибрационное воздействие приводит к появлению электрических шумов. На борту космических аппаратов присутствуют различные источники вибрации: гиродины, насосы, поворотные устройства и пр., которые могут существенно повлиять на результаты измерений. В статье рассмотрено влияние микровибрации на работу ФЭУ, которое приводит к возникновению шумов при измерениях потоков нейтронов и гамма-лучей детекторами на борту космических аппаратов. Приведены результаты испытаний фотоэлектронного умножителя Hamamatsu R1840 на восприимчивость к микровибрации и определены уровни возникновения шумов.

Ключевые слова: микрофонный эффект, фотоэлектронные умножители.

 

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

Богданов К.А., Тимаков С.Н.
Синтез адаптивного алгоритма управления движением космической платформы с вращающимся солнечным парусом

Рассмотрена задача построения адаптивного закона управления с настраиваемой моделью для управления угловым движением космического аппарата при неполном составе измерений вектора состояния и параметрической неопределенности объекта управления. В качестве объекта управления рассматривалась космическая платформа с вращающимся солнечным парусом. Конструкция космического аппарата включает в себя солнечный парус в виде вращающегося пленочного диска с центральной жесткой вставкой, приборный отсек с целевой аппаратурой и компенсирующий силовой гироскоп с регулируемой скоростью вращения ротора. Синтез регулятора (обратной связи) и адаптивного наблюдателя осуществлен с использованием метода последовательного замыкания мод движения (модифицированного метода модального управления, представляющего собой итеративный численный алгоритм, позволяющий работать с динамическими системами большой размерности). Проведено математическое моделирование этапа гашения начальных угловых скоростей космического аппарата, результаты которого демонстрируют эффективность рассматриваемых адаптивных алгоритмов управления и численных процедур модального управления.

Ключевые слова: адаптивный наблюдатель, настраиваемая модель, параметрическая неопределенность, модальное управление, космическая платформа с солнечным парусом.

 

ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Кузнецов В.И., Бабанин В.И., Пащина А.С.
Экспериментальные исследования бессеточного сильноточного модулятора на основе термоэмиссионного диода для космических систем преобразования тока

Представлены результаты экспериментальных исследований модулятора тока, созданного на основе термоэмиссионного диода и предназначенного для космических систем преобразования тока. Модуляция тока в этом устройстве осуществляется за счет развития плазменных структур в межэлектродном промежутке и не требует использования каких-либо внешних воздействий. Причиной формирования таких структур является развитие электронной неустойчивости в плазме. Эксперименты, проведенные в кнудсеновском диоде с цезий-бариевым наполнением, продемонстрировали возможность полной модуляции тока при напряжении горения 5…6 В и плотности тока в разряде ~10 А/см2. При величине межэлектродного зазора 0,2…2,0 мм устойчивая модуляция тока и напряжения с частотой 5…20 кГц и полным прерыванием тока существовала в диапазоне давлений цезия 1,5·10–3…3,5·10–3 мм рт. ст. Обнаружена возможность управления процессом модуляции с помощью дополнительных внешних воздействий (вспомогательный разряд, электрические и магнитные поля), что представляется перспективным для расширения диапазона параметров и функциональных возможностей диода-модулятора.

Ключевые слова: модуляция тока, термоэмиссионный диод, разрядная плазма, электронная неустойчивость, плазменные структуры.

 

СКАЧАТЬ НОМЕР
№ 1 (16) январь — март 2017