Русский
На главную Написать письмо Контакты Карта сайта

Аннотации

№2(21) апрель-июнь 2018

Журнал "Космическая техника и технологии"
№ 2 (21), 2018

Содержание номера

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Дегтярь В.Г.
Государственному ракетному центру имени академика В.П. Макеева 70 лет

Статья знакомит с историей и основными разработками за 70-летний период деятельности АО «ГРЦ Макеева» — головного разработчика ракетных комплексов стратегического назначения. В ГРЦ спроектированы и сданы на вооружение ВМФ три поколения ракетных комплексов, восемь базовых баллистических ракет подводных лодок и шестнадцать их модернизированных вариантов, которые составляли и составляют основу морских стратегических ядерных сил СССР и России. Предприятие обладает развитой промышленной и лабораторно-экспериментальной базой, позволяющей проводить полномасштабные испытания образцов ракетно-космической техники, вплоть до имитации полета в условиях вакуума и невесомости, а также испытания на все виды эксплуатационных воздействий. Представлены реализованные и перспективные проекты ГРЦ по российским и международным ракетно-космическим программам.

Ключевые слова: ГРЦ, ракетный комплекс стратегического назначения, лабораторно-экспериментальная база, ракетно-космические проекты.

 

АЭРОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ТЕПЛООБМЕНА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Борзых С.В., Воронин В.В.
Программно-методический подход к моделированию динамики посадки лунного взлетно-посадочного корабля

В статье предлагается подход к реализации системы моделирования и анализа динамики посадки лунного взлетно-посадочного корабля на прикладном программном обеспечении Adams MSC Software и кодовой базы на языке программирования Python. Данный подход обусловлен потребностью автоматизации создания модели, ускорения процесса разработки и минимизации ошибок, так как совместное использование ряда технологий позволяет исключить ошибки, обусловленные человеческим фактором при выполнении рутинных операций. В процессе решения сложных инженерных задач, таких как посадка корабля на Луну, используется принцип разбиения задачи на ряд более простых и мелких и, следовательно, используется ряд соответствующих технологий. Однако часто отсутствуют готовые решения под оригинальные задачи, поэтому возникает необходимость формализации процесса разбиения задачи и разработки соответствующего инструмента для их решения.

Ключевые слова: Луна, динамика посадки, MSC Adams, Python, моделирование, автоматизация.

 

ПРОЧНОСТЬ И ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Денисова В.С.
Высокотемпературные стеклокерамические покрытия для защиты никелевых сплавов, формируемые при температурах, близких к рабочим

Разработаны составы и технология получения жаростойких покрытий на основе тугоплавких стекол и модифицирующих соединений для защиты деталей из жаропрочных никелевых сплавов и коррозионностойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии при эксплуатации. Особенностью разработанных покрытий является возможность их формирования в окислительной атмосфере при температурах, близких к рабочим. Основой жаростойкого покрытия являются тугоплавкие фритты системы BaO–Al2O3–SiO2, при этом добавка тетраборида кремния SiB4 позволяет получать покрытия, температура формирования которых близка к их рабочей температуре. Небольшая плотность, недефицитность и невысокая стоимость сырья, относительно простая технология получения делают эти материалы конкурентоспособными. По своим эксплуатационным свойствам данный класс жаростойких покрытий превосходит отечественные и зарубежные аналоги и является перспективным материалом для применения в горячих узлах жидкостных реактивных и газотурбинных двигателей. Разработанные жаростойкие покрытия позволяют обеспечить эффективную защиту никелевых сплавов и коррозионностойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии и возгорания при температурах вплоть до 1 250 °С.

Ключевые слова: стеклокерамические покрытия, никелевые сплавы, высокотемпературная газовая коррозия, тетраборид кремния.

 

ТЕПЛОВЫЕ, ЭЛЕКТРОРАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
И ЭНЕРГОУСТАНОВКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Бидеев А.Г., Абдулхаликов Р.М., Кузнецов А.В., Сычева М.В., Воробьев А.С., Елизаров Ю.С., Соломкин Р.А.
Проработка возможности исключения компрессоров для дозаправки топливных баков из состава научно-энергетического модуля

В статье представлены результаты решения задачи создания объединенной двигательной установки научно-энергетического модуля для обеспечения управления ориентацией Международной космической станции и перспективной Российской орбитальной станции при ограничении — отсутствии компрессора, обеспечивающего перекачку газа из наддувных полостей баков в баллоны объединенной двигательной установки. Рассмотрены два возможных варианта — осуществление дозаправки баков научно-энергетического модуля средствами транспортных грузовых кораблей и с помощью выносной двигательной установки — аналога использовавшейся на космической станции «Мир».
Показана принципиальная возможность отказа от использования компрессора в пользу варианта заправки баков средствами транспортных кораблей, а также его преимущество по сравнению с вариантом использования выносной двигательной установки.

Ключевые слова: научно-энергетический модуль, дозаправка баков, компрессор, перекачка газа.

 

НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ, СТАРТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Андрианов Д.И., Захаренков Л.Э., Каревский А.В., Кирюшин Е.Н., Ошев Ю.А., Попов А.В., Попов С.А., Семёнкин А.В., Солодухин А.Е., Терехов Д.Н., Штонда С.Ю.
Особенности организации наземной экспериментальной отработки мощных ядерных энергодвигательных установок космического назначения

Расширение масштабов космической деятельности в околоземном пространстве и дальнем космосе требует повышения уровня энергодвигательного обеспечения. Для выполнения транспортных операций рассматривается создание и применение в космосе космических аппаратов с мощными ядерными энергоустановками и электроракетными двигателями. Одной из задач, которую необходимо решить на пути создания таких энергодвигательных установок, является проведение наземной экспериментальной отработки. В статье рассматривается подход к организации проведения наземной экспериментальной отработки мощных ядерных энергодвигательных установок на примере результатов международного проекта DEMOCRITOS. В рамках работ по данному проекту были определены несколько концепций демонстраторов, которые предназначены для отработки необходимых технологий. Одной из таких концепций является наземный демонстратор, который включает контур преобразования тепловой энергии в электрическую, радиатор, систему преобразования электрической энергии и электроракетные двигатели. Приведен состав и проектный облик стендовой базы для проведения наземной безъядерной экспериментальной отработки составляющих ядерной энергодвигательной установки.

Ключевые слова: ядерная энергодвигательная установка, реакторная установка, система преобразования энергии, электроракетная двигательная установка, система отвода тепла, холодильник-излучатель, система преобразования электрической энергии, наземная экспериментальная отработка, наземный демонстратор.

 

КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЕ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И ИХ СИСТЕМ

Воронин В.В., Крутов С.А., Решетников М.Н.
Методика проведения и моделирование режимов копровых испытаний возвращаемого аппарата пилотируемого транспортного корабля

Рассмотрены вопросы проведения копровых испытаний и разработки математической модели посадки возвращаемого аппарата пилотируемого транспортного корабля, обобщенные сведения о концепции построения средств приземления корабля, назначение и роль копровых испытаний в общей программе экспериментальной отработки корабля, представлена методика проведения копровых испытаний макета возвращаемого аппарата, определены предварительные режимы проведения испытаний при штатных и расчетных нештатных условиях, приводится описание, структура и модель расчета динамики посадки возвращаемого аппарата на посадочные опоры, описаны силовые факторы, действующие в посадочной опоре, приведены характеристики посадочных грунтов и силовая характеристика раздвижного упора. Модель динамики процесса посадки разработана в специализированной системе виртуального моделирования механических процессов MSC Adams. Определены вертикальное и горизонтальное линейные ускорения в центре масс возвращаемого аппарата при посадке на прочный грунт для различных случаев штатной и расчетной нештатной посадок.

Ключевые слова: копровые испытания макета возвращаемого аппарата, математическая модель посадки возвращаемого аппарата.

 

ДИНАМИКА, БАЛЛИСТИКА, УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Микрин Е.А., Михайлов М.В., Орловский И.В., Рожков С.Н., Краснопольский И.А.
Спутниковая навигация космических аппаратов на лунной орбите

Предложена концепция построения системы спутниковой навигации для обслуживания космических аппаратов, находящихся на лунных орбитах, орбитах перелета Земля–Луна–Земля, а также на околоземных участках орбит (до расстояний ˜1 млн км) космических аппаратов дальнего космоса. Предложенная концепция предполагает развитие существующей системы ГЛОНАСС и использование ее инфраструктуры, а также возможность применения в качестве аппаратуры потребителя имеющейся аппаратуры с модернизированным программным обеспечением. Для предложенной концепции проведено моделирование функционирования системы навигации лунного космического аппарата, а также объекта, находящегося на поверхности Луны. Получены точностные и динамические характеристики навигационного решения для различных вариантов построения системы, даны рекомендации по выбору параметров исследуемой спутниковой навигационной системы.

Ключевые слова: освоение Луны, лунная система навигации, ГЛОНАСС, аппаратура спутниковой навигации, окололунные орбиты, орбиты перелета.

 

Сумароков А.В., Борисенко Ю.Н.. Борисенко Н.Ю., Платонов В.Н.
Анализ статистики ускоренного построения орбитальной системы координат транспортных пилотируемых и грузовых кораблей и методы повышения точности

Рассматриваются результаты использования алгоритма ускоренного построения орбитальной системы координат в рамках летно-конструкторских испытаний транспортных пилотируемых и грузовых кораблей серий «Союз МС» и «Прогресс МС». Алгоритм ускоренного построения орбитальной ориентации, примененный в системе управления движением и навигации этих кораблей, основан на знании предполагаемой ориентации корабля в момент отделения от ракеты-носителя и угловой скорости его вращения в момент появления готовности измерителей угловой скорости. На основе телеметрической информации, полученной за год, прошедший с момента начала применения данного алгоритма, анализируется точность построения ориентации, и приводятся средние ошибки определения ориентации предложенным способом. Дополнительно на основе анализа полученных результатов приводятся методы повышения точности прогноза.

Ключевые слова: транспортные пилотируемые корабли «Союз МС», грузовые корабли «Прогресс МС», построение орбитальной системы координат, система управления движением и навигации.

 

РОБОТЫ, МЕХАТРОНИКА И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Яскевич А.В.
Контактные силы в уравнениях движения космических аппаратов при стыковке и причаливании

Стыковка или причаливание космических аппаратов представляют собой управляемый механический процесс их сборки на орбите, который реализуется с использованием активного и пассивного стыковочных агрегатов. Направляющие поверхности агрегатов обеспечивают уменьшение их боковых и угловых рассогласований при сближении. Модели контактного взаимодействия этих поверхностей при стыковке и причаливании можно разделить на два класса. Контакты двух тел (звеньев механизмов и стыковочных агрегатов) с несколькими степенями свободы и соизмеримой массой рассматриваются в первом классе моделей как динамические процессы и описываются дифференциальными уравнениями движения с временно наложенными односторонними ограничениями (связями). Моделирование контактов уравнениями связей приводит к дифференциально-алгебраическим уравнениям и является вычислительно менее эффективным. Описание контактов направляющих поверхностей через их внедрение и контактную жесткость обеспечивает аналогичный результат при высокой гибкости и вычислительной эффективности моделирования. В работе приводятся алгоритмы вычисления кинематических параметров контакта в соответствии с моделью, основанной на внедрении. Модели второго класса описывают процессы контактного взаимодействия двух тел, одно из которых имеет одну степень относительного движения, пренебрежимо малую (нулевую) инерцию и движется под действием собственной пружины и внешних сил. Они используются для описания контактов защелок и датчиков. Положение тел с нулевой инерцией и параметры контакта определяются методом дихотомии с высокой точностью. В работе также приводится пример валидации контактной модели стыковки с использованием агрегатов типа «штырь–конус».

Ключевые слова: космические аппараты, стыковка, причаливание, контактные силы.

 

Белоногов О.Б.
Итерационные методы статического анализа двухдроссельной электро-гидравлической рулевой машины ракетных блоков

Статья содержит результаты разработки и исследования итерационных методов статического анализа двухдроссельной электрогидравлической рулевой машины, а именно — методов расчета ее статических характеристик (силовой и скоростной) с учетом параметров местных гидравлических сопротивлений, позволяющих проводить расчеты при различных значениях напряжения питания и температуры с заданной погрешностью вычислений и за минимальное время. Предлагаемые методы основаны на решении систем нелинейных алгебраических и трансцендентных уравнений математических моделей рулевой машины, описывающих ее статические режимы работы. В основу разработки методов статического анализа рулевой машины положены методы комплексного моделирования физических свойств рабочих жидкостей рулевых машин и гидроприводов, итерационные методы расчета параметров течений рабочей жидкости в соединительных трубопроводах, каналах, проточных элементах и клапанах, результаты исследования рабочих процессов составляющих элементов рулевой машины, а также модификация метода Зейделя для решения систем нелинейных алгебраических и трансцендентных уравнений. Приводятся результаты апробации разработанных итерационных методов статического анализа такой рулевой машины.

Ключевые слова: статический анализ, электрогидравлическая рулевая машина, нелинейные алгебраические и трансцендентные уравнения.

 

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

Иванов А.П., Апанасович В.В.
Оптимизация алгоритма сжатия изображений JPEG2000 для космических систем наблюдения сканирующего типа

В статье представлен алгоритм сжатия изображений JPEG2000 DWT, основанный на алгоритме JPEG2000 и оптимизированный для реализации в бортовой аппаратуре сжатия космических систем наблюдения. В сравнении с алгоритмом JPEG2000 изменены вейвлет-преобразование и способ задания коэффициента сжатия. Способ задания коэффициента сжатия ориентирован на сжатие последовательности слабо коррелированных изображений, что применимо для систем наблюдения сканирующего типа. Приведены данные сравнения аппаратной реализации алгоритма JPEG2000 DWT с программными реализациями с использованием программно-аппаратного стенда исследования алгоритмов сжатия. Модуль сжатия с алгоритмом JPEG2000 DWT имеет пропускную способность до 110 Мпикс/с и позволяет создавать на его основе бортовую аппаратуру сжатия с пропускной способностью более 5 Гбит/с. Для оценки влияния алгоритма JPEG2000 DWT на целевые характеристики космических систем наблюдения предложен метод оценки снижения линейного разрешения на местности при сжатии с потерями.

Ключевые слова: сжатие изображений, JPEG2000, космические системы наблюдения.

 

СКАЧАТЬ НОМЕР
№ 2 (21) апрель — июнь 2018