2025. № 141

Рассматривается в линейной постановке плоская задача динамики системы, состоящей из ряда последовательно шарнирно соединенных маятниковых элементов. Точка подвеса совершает полигармонические колебания, ориентированные под различными углами к вертикали. В соответствии с методом Н.Н. Боголюбова, решение представляется в виде суперпозиции медленной и быстрой составляющих с частотами внешних воздействий; рассматриваются два приближения. Поскольку в целом внешнее воздействие из-за некратности частот практически является апериодическим, осреднение высокочастотных гармоник на периоде во втором приближении заменяется повторной сегрегацией движения. Показано, что в решении возникает квазистационарная составляющая (уход маятника). На комбинационных частотах внешнего воздействия возбуждаются низкочастотные колебания, которые при соответствующих условиях могут проявляться в виде обычных и параметрических множественных резонансов.
Решение получено в аналитическом векторном виде, удобном для анализа. Результат иллюстрируется примером.

Ключевые слова: Параметрические и аддитивные составляющие, медленное и быстрое движения, уход маятника

В статье представлены решения задач устойчивости при осевом сжатии трёх вафельных цилиндрических оболочек в рамках линейного бифуркационного подхода с использованием вычислительной модели, основанной на схеме численного интегрирования и гипотезе «размазывания», а также моделей, основанных на методе конечных элементов. Две из указанных оболочек имеют по три продольных сварных шва, которые обеспечивают соединение трёх составляющих каждую оболочку сегментов. Подобная технология изготовления оболочки может приводить к наличию у полученной оболочки начальных несовершенств (в виде заметных отклонений её реальной формы от идеальной цилиндрической формы), которые могут оказывать существенное влияние на величину критической нагрузки. Третья оболочка изготовлена по бесшовной технологии и имеет менее выраженные начальные несовершенства. Результаты расчёта на устойчивость каждой из указанных оболочек в рамках схемы «размазывания» сравниваются с результатами расчётов на основе метода конечных элементов и эмпирико-статистического метода, а также с имеющимися экспериментальными данными. Вычислительная модель, основанная на гипотезе «размазывания» и построенная с применением процедуры ортогональной прогонки в сочетании со схемой Кутта-Мерсона численного интегрирования, даёт результат близкий (в пределах 3%) к конечно-элементной модели. Сравнение результатов численного моделирования с экспериментом показывает хорошее согласование по величине критической нагрузки (в пределах 11%). Эмпирико-статистический метод даёт достаточно консервативную оценку величины критической нагрузки, занижая результат до 38% по сравнению с экспериментом.

Ключевые слова: устойчивость при осевом сжатии; вафельная цилиндрическая оболочка; метод численного интегрирования; метод конечных элементов

Рассматривается поведение плоских трехслойных панелей с сотовым заполнителем различных марок при наличии и отсутствии дефектов. Изучаются дефекты круговой и эллиптической формы. В качестве динамического воздействия на панели рассматривается удар абсолютно жестким бойком и удар фрагментами авиационной шины из армированной резины. Для численного исследования поведения панелей используется метод конечных элементов (МКЭ). В результате исследования получены поля распределения продольных напряжений, распределение индексов разрушения по критерию LaRC04.

Ключевые слова: метод конечных элементов, трехслойные панели, сотовый заполнитель, дефекты, критерии разрушения, полимерные композиционные материалы

В данной работе рассматривается применение ранее разработанной новой методики определения расположения дополнительных опор в прямоугольной пластине при действии произвольной нагрузки для цилиндрической оболочки. Методика базируется на использовании известных математических методов: функции влияния и метода компенсирующих нагрузок. В цилиндрической системе координат оболочка удобно разворачивается в пластину, что позволяет применить методику, учитывая нюансы. В частности, дается ссылка на работу по исследованию применимости новой методики для цилиндрических оболочек. В работе рассматриваются два вида сосредоточенного нагружения: статическое и гармоническое.

Ключевые слова: оболочка Кирхгофа-Лява, цилиндрическая оболочка, жесткость конструкции, шарнирное опирание, пластина, функция влияния

В статье приводится метод определения допусков при изготовлении вала ГТД, основанный на результатах математического моделирования его рабочего прогиба. Данный метод включает в себя результаты исследований, проведенных в предыдущих работах, в которых была показана важность учета неточностей изготовления валов при расчете их динамики. Например, в одной из работ были выведены выражения центробежной нагрузки, вызванной разнотолщинностью, биением наружной поверхности и биением посадочных поверхностей, и на тестовой задаче было показано, что такая нагрузка может дать значительный вклад в динамику вала. В другой работе был рассмотрен эффект двоякой изгибной жесткости, было выведено выражение центробежной нагрузки, учитывающее данный эффект, и было показано, что двоякая жесткость может дать значительный вклад в рабочий прогиб ротора для валов определённой формы. В данной работе проводилось математическое моделирование путем численного решения уравнений теории упругости во вращающейся системе координат методом конечных элементов в динамической постановке. В качестве исходных нагрузок задавались центробежные силы, вызванные неточностями изготовления валов.  Была построена конечно-элементная модель участка двигателя, включающего рассматриваемый вал, и определен рабочий прогиб данного вала в случае его изготовления по значениям допусков самого низкого класса точности. Сравнение результатов расчета с расчетом в балочной постановке показали хорошее соответствие двух разных подходов. Расчет был повторен для других классов точности и показано, что некасание деталей в процессе раскрутки обеспечивается при изготовлении рассматриваемого вала по значениям допусков десятого класса точности и выше.

Ключевые слова: роторная динамика, допуск, дисбаланс, прогиб вала, центробежная нагрузка

Рассматривается жидкостное трение в подшипниках скольжения с гладкими вкладышами при утечках масла через боковые торцы подшипника. Анализ влияния утечек масла проведен при течении жидкости между плоскими пластинами численным методом в программном комплексе ANSYS. 
На основе аналитического решения гидродинамических уравнений Навье-Стокса в плоской постановке установлены закономерности течения жидкости и гидродинамическое давление в клиновом зазоре подшипника скольжения. 
Разработана методика расчета подшипников скольжения, при наличии утечек масла на боковых торцах подшипника.

Ключевые слова: ротор, вал, подшипник, гидродинамические силы, клиновой зазор

The work is devoted to the formulation of boundary conditions on the surface of a burning material when solving a problem using the Godunov method. The purpose of the work is to obtain the basic mathematical relationships that allow estimating the parameters on the combustion surface taking into account gas-dynamic processes in the flow. Most often, for determining the combustion rate of a material, the pressure in the boundary cell of the mesh is used. This is done in order to reduce the numerical complexity of the applied numerical algorithms. In the proposed approach, the numerical solution is based on the exact solution of the Riemann problem. When setting the boundary conditions, this problem is implemented in the opposite direction. Partially knowing the parameters on the contact discontinuity, the values in the fictitious cell of the mesh are restored and the missing values on the decay are determined. In this case, the equations of state of real gases are used. They more accurately describe the physicochemical properties of media at high pressures compared to the equation of state of a perfect gas, but lead to a complication of the mathematical model of the problem. As a result of the conducted research, the basic mathematical equations were obtained, which allow solving the problem of setting boundary conditions using two equations of state – Dupre-Abel and van der Waals. Algorithms for finding all the parameters in the Riemann problem are presented step by step. The described approach was used to solve a model problem of the motion of an inert body, to the end of which a burning element is attached. The problem was solved in a one-dimensional statement on a moving calculation mesh. The combustion rate obtained within the framework of the proposed approach is lower than the combustion rate obtained using a simplified boundary condition by 2.5%. This difference tends to increase in the case of a longer time interval. The obtained relations can be used in the numerical solution of practical problems with burning surfaces and make the use of equations of state of real gases more accessible for solving such problems. 

Ключевые слова: граничные условия, горящая поверхность, метод Годунова, задача Римана, уравнение состояния Дюпре, уравнение состояния ван дер Ваальса

В настоящей статье представлен численный анализ взаимодействия с железнодорожным полотном сверхзвуковой струи, истекающей из супер-эллиптического сопла маршевого ракетного двигателя, установленного на подвижной ракетной каретке с макетом сверхзвукового пассажирского самолета 2-го поколения (СПС-2). Определена структура сверхзвуковой струи с прямоугольным поперечным сечением при её взаимодействии с набегающим потоком. Установлено не критическое воздействие струи тормозного двигателя на верхнее строение пути и отсутствие воздействия на ракетную каретку с испытуемым макетом СПС-2.  Обоснована возможность строго регулировать длину тормозного пути в зависимости от величины противотяги тормозного двигателя. Результаты моделирования струйной противотяги ракетной каретки, передвигающейся на взлетно-посадочных режимах самолета, показали возможность моделировать на макетах СПС реальные перегрузки в пределах запаса прочности, проектируемых ЛА и соответственно натурные деформации в аэроупругих испытаниях.

Ключевые слова: моделирование аэродинамических испытаний, сверхзвуковой пассажирский самолет (СПС), ракетная каретка, рельсовый стенд, супер-эллиптическое сопло, струйное торможение

Изучение взаимодействия высокоскоростного потока с выдуваемыми газовыми струями представляет собой важную область исследований, привлекающую значительное внимание в последние годы. В данной работе представлено комплексное численное исследование взаимодействия высокоскоростного потока с системой газовых струй, поперечно выдуваемых в канал, оснащенный турбулизаторами, установленными на дне. Анализируется влияние турбулизаторов на устойчивость потока и эффективность смешивания при различных конфигурациях. В частности, изучалось влияние расположения турбулизаторов на динамику перемешивания и устойчивость потока. Результаты показывают, что включение турбулизаторов в определенные конфигурации повышает эффективность перемешивания и стабилизирует структуру потока. Этот вывод подчеркивает эффективность установки турбулизаторов на дне канала в задаче оптимизации управления высокоскоростным потоком для перспективных инженерных приложений.

Ключевые слова: выдув струи газа, высокоскоростной поток, адаптация сетки, скачки уплотнения

В данной работе рассматривается экспериментальное исследование колебаний двухслойной жидкости в подвижном баке, совершающим поперечные колебания с большими амплитудами возбуждения. Дано описание экспериментальной установки и приведены результаты наблюдений эксперимента при возникновении вращательного движения поверхности раздела жидкостей на частоте основного резонанса, а также приведены фотосьёмки поведения поверхности раздела жидкостей.

Ключевые слова: парциальные частоты колебаний, поверхность раздела жидкостей, амплитуда возбуждения, вращение узлового диаметра жидкостей, основный резонанс

Исследуются спектрально-финитный методы обработки (фильтрации) сигналов. Этот подход основан на теореме ортогонального проецирования и является оптимальным по критерию минимума суммы дисперсии ошибок. Подход способен выдавать линейные рекуррентные оценки не марковских сигналов с коррелированными и не коррелированными помехами. Алгоритмы оценки, полученные на основе данного подхода, совпадают по точности с фильтрацией Калмана, применимы к широкому классу моделей сигналов и помех. Подход исследуется на комплексной системе (два и более каналов измерения одного и того же параметра), комплексирование способно повысить точность измерений. Хочется отметить, что выбор комплексной системы не случаен, и обусловлен следующими преимуществами - использование двух каналов измерения при обработке сигналов, будь то навигационные, акустические или радиосигналы подразумевают повышения качества и надежности получаемой информации. Разработанные алгоритмы являются более простыми при их реализации, как при полной и не полной априорной определенности, помехоустойчивыми и робастными. Моделирование процессов было проведено в среде Mathcad. В настоящее время реализованы и изучены следующие алгоритмы: финитно-временной и спектрально-финитный; с обратной связью / без обратной связи; адаптивный / не адаптивный; с известной помехой или нет, и их комбинации.

Ключевые слова: спектрально-финитная оценка навигационных сигналов, оптимальность, универсальность применения, теорема ортогонального проецирования, теорема Дуба

В статье рассмотрены особенности проектирования помехоустойчивого радиоканала управления целевым оборудованием беспилотного летательного аппарата (БЛА), представляющим собой четыре шестизвенных манипулятора с захватами и/или быстросъемными многофункциональными электроинструментами. Приведена структурная схема радиоканала управления целевым оборудованием при выполнении функционала высотного монтажника.

Ключевые слова: беспилотный летающий манипулятор, радиоканал управления, помехоустойчивое кодирование

В статье описан способ организации радиоволнового контроля крупногабаритных радиопрозрачных укрытий (РПУ) в безэховой камере (БЭК). Рассмотрена проблематика создания БЭК в помещениях промышленного назначения (ППН), описан алгоритм расчета БЭК трапецеидальной формы, в рамках которого формализовано условие отсутствия переотражений первого и второго порядка в рабочей зоне камеры. Описан способ, позволяющий проводить измерения как величины потерь энергии, так и набег фазы электромагнитной волны (ЭМВ) в радиопрозрачной стенке в широком диапазоне частот. Данный метод позволяет подавлять влияние переотражений ЭМВ от радиопрозрачной стенки на результат измерений, что повышает точность получаемых результатов. Проведена экспериментальная оценка погрешности измерений радиотехнических параметров предложенным способом. 

Ключевые слова: радиолокационная станция, обтекатель, радиопрозрачное укрытие, электромагнитная волна, величина потерь, коэффициент прохождения, набег фазы

Рассмотрены подходы к построению алгоритмов решения задач обнаружения и распознавания распределенных искусственных объектов на радиолокационных изображениях. Проведен анализ нейросетевых технологий в решении задач дешифрирования изображений. Обоснована необходимость математического моделирования для информационного обеспечения обучения нейросетевых алгоритмов. Построена архитектура свёрточной нейронной сети по совместному обнаружению и распознавания объектов на радиолокационных изображениях с последующим обучением. Анализ полученных результатов подтвердил работоспособность предлагаемого решения.

Ключевые слова: радиолокация, радиолокационное изображение, математическое моделирование, свёрточная нейронная сеть, обнаружение, распознавание

В статье предложена новая метрика: «коэффициент признака потерь», характеризующая прогноз потерь в случае несанкционированного доступа к узлам воздушной сети связи. При формализации метрики предложено понятие «инвертированного риска». Суть инверсии риска заключается использовании знака «минус» и делении детерминированной величины на вероятность наступления негативного события, в отличии от известного представления риска в виде произведения неотрицательных величин. 
Представлена классификация моделей, описывающая подходы к анализу, представлению и разработке воздушных сетей связи. Показана графовая модель воздушной сети связи (ВСС), в которой ребра характеризуются рисками, рассчитанными на основе предложенного коэффициента признака потерь. В классификации показано место новой метрики. Разработан алгоритм расчета рисков при передаче информации в воздушных сетях связи, отличающийся от известных, использованием новой метрики: «коэффициент признака потерь», позволяющей представить «неклассический» риск на основе радиодоступности узлов ВСС в точке приема средства, создающего угрозу передачи информации.

Ключевые слова: воздушная сеть связи, коэффициент признака потерь, риск при передаче информации

В работе рассмотрена возможность применения искусственных нейронных сетей (ИНС) для подавления шумов на радиолокационных изображениях (РЛИ). Основной задачей является использование модели нейронной сети для фильтрации шума и восстановления четкости изображения. Для этого разработан и сформирован набор данных, предназначенный для обучения сети с целью ее эффективного применения в реальных условиях. 
В качестве ИНС в работе выбрана модель автокодировщика, которая способна создавать компактные представления изображений в скрытом слое. Такая сеть позволяет выделять основные особенности изображений (признаки) и уменьшать размерность данных, что, как показали исследования, оказывается весьма эффективно в задачах фильтрации шума.
Предполагается, что рассматриваемая ИНС будет использована для улучшения визуального восприятия крупноразмерных объектов на радиолокационных изображениях. Во многих практических применениях такие объекты могут быть представлены в виде совокупности связанных друг с другом простых геометрических фигур типа прямоугольников, кругов, треугольников и т.д. Поэтому в качестве тестовых объектов при анализе и сравнении различных алгоритмов фильтрации использованы простые фигуры указанных видов. 
В работе проведено сравнение эффективности работы ИНС и классических алгоритмов фильтрации, таких как медианная фильтрация, усредняющий фильтр и фильтр Гаусса. В качестве критериев эффективности при сравнении различных алгоритмов восстановления изображений использованы две метрики – индекс структурного сходства (SSIM – Structural Similarity Index) и пиковое отношение сигнала к шуму (PSNR – Peak Signal-to-Noise Ratio). Описаны принципы вычисления данных метрик для каждой пары изображений – исходного и восстановленного.
Описана методика создания набора данных (изображений), используемого при обучении ИНС и ее тестировании. Приведены примеры удаления шумов при наблюдении полезных объектов в виде простых геометрических фигур – квадрата, круга, треугольника, двух дуг. Восстановленные изображения получены при использовании двух методов – с помощью обученной ИНС и с помощью традиционных фильтров. Приведены результаты расчетов показателей эффективности фильтрации для различных объектов на РЛИ. Расчеты выполнены при фильтрации с помощью ИНС и трех видов фильтров – медианного, усредняющего и фильтра Гаусса. 
Результаты расчетов показали, что при использовании ИНС эффективность фильтрации значительно выше: значение метрики SSIM для ИНС превосходит аналогичные значения для фильтров примерно в 7…20 раз; для метрики PSNR – примерно в 1,1…10 раз. Полученные значения выигрышей зависят от формы восстанавливаемого объекта и уровня шума.

Ключевые слова: глубокое обучение, нейронные сети, радиолокационное изображение, фильтрация шума

Одной из важнейших миссий, выполняемых с помощью БПЛА является разведывательная деятельность, осуществляемая с целью обнаружения и идентификации объектов, представляющих особый интерес. Повышение эффективности, быстродействия и оперативности выполнения этой миссии может быть достигнуто путем организации групповых полетов БПЛА. Вместе с тем, разведывательная деятельность группы БПЛА должна быть осуществлена незаметно для внешних наблюдателей и для выполнения этого требования группа БПЛА должна осуществлять полеты на больших высотах, используя высокочувствительную разведывательную аппаратуру. Высотные полеты позволяют расширить зону охвата разведываемого участка, что является дополнительным преимуществом высотных полетов. Вместе с тем, при организации высотных полетов БПЛА должны быть учтены атмосферные условия, воздействующие на летательные аппараты, например, такие факторы, как температура, давление и плотность воздуха. Хорошо известно, что плотность воздуха зависит от таких факторов как высота полета, температура, давление воздуха и относительная влажность. Сформулирована и решена задача математического моделирования, оптимизации модели и синтеза режима функционирования группового высотного полета БПЛА в смысле поиска минимального значения плотности воздуха, при которой возможен групповой полет БПЛА с оптимальной взаимосвязью между диаметром пропеллера (винта) БПЛА и крутящим моментом. Вычисление функциональной зависимости между указанными показателями, при которой полет возможен на определенной высоте позволяет определить те высотные интервалы полетов БПЛА, которые соответствуют значениям ρ_(ср) , вычисленным по заданным интервалам значений крутящего момента.

Ключевые слова: математическое моделирование, оптимизация, крутящий момент, БПЛА, групповой полет

Дан анализ особенностей математического моделирования турбореактивного двигателя на стадии выбора параметров этапа предварительного проектирования.  На примере рабочей лопатки турбины как одного из наиболее теплонапряженных элементов двигателя рассмотрены способы упрощенной оценки показателей, косвенно характеризующих прочностные и ресурсные характеристики при проведении термодинамического расчета авиационного двигателя.

Ключевые слова: математическая модель, турбореактивного двигатель, расход охлаждающего воздуха, рабочая лопатка турбины, теплонапряженное состояние

Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения точности навигационных систем подвижных объектов в условиях сбоев глобальной системы позиционирования (ГПС). Интегрированные системы, сочетающие ГПС и инерциальную навигационную систему (ИНС), обеспечивают высокоточную навигацию, однако их точность значительно снижается при нарушениях работы ГПС. В данной статье предложен новый метод ОФК-РНС, который объединяет обобщенный фильтр Калмана (ОФК) и рекуррентную нейронную сеть (РНС) для повышения точности навигационных решений в таких условиях. Новизна исследования заключается в использовании РНС для обработки навигационных данных в режиме сбоев ГПС. Входными данными для РНС служат предыдущие измерения ГПС, а также показания гироскопов и акселерометров ИНС. Выходные данные РНС применяются для корректировки измерений в ОФК, что позволяет улучшить оценку навигационных параметров. Для проверки эффективности предложенного метода проведены эксперименты с использованием двух реальных наборов данных. Сравнение методов ОФК и ОФК-РНС выполнено по ключевым параметрам: ошибкам ориентации (attitude), горизонтальной погрешности (horizontal error) и скорости (V_(ned) ). Результаты показали, что метод ОФК-РНС превосходит традиционный ОФК по всем исследуемым показателям. В частности, ОФК-РНС демонстрирует более высокую точность оценки ориентации, снижение горизонтальной погрешности и улучшение оценки скорости. Выводы исследования подтверждают, что предложенный метод ОФК-РНС эффективно повышает точность навигационных систем в условиях сбоев ГПС, что делает его перспективным для применения в системах навигации подвижных объектов.

Ключевые слова: глобальная система позиционирования, инерциальная навигационная система, обобщенный фильтр Калмана, рекуррентная нейронная сеть

Рассматривается регулируемый посредством цифровой (пропорциональной, интегральной и дифференциальной) обратной связи понижающий импульсный преобразователь напряжения постоянного тока, решение задачи по идентификации значений параметров которого аппаратными средствами было представлено ранее в литературе. Показывается, как подобная задача по идентификации применительно к тому же преобразователю может быть решена средствами численного моделирования. При этом используются две вычислительные модели. Одна из них, осуществляющая частотный анализ, предназначена для расчёта на устойчивость рассматриваемого регулируемого преобразователя. Другая модель, основанная на методе численного интегрирования, ориентирована на исследование переходного и установившегося режимов в работе того же преобразователя. С использованием отмеченных моделей устанавливаются значения параметров обратной связи, обеспечивающие хорошее согласование получаемых расчётных и имеющихся экспериментальных результатов по переходному режиму в работе данного преобразователя.

Ключевые слова: понижающий импульсный преобразователь напряжения постоянного тока, обратная связь, частотный анализ, неявная схема Эйлера численного интегрирования

Кремниевые фотоэлектрические преобразователи используются во многих отраслях промышленности и производства. Снижение их эффективности за счёт перегрева является большой проблемой для обеспечения надёжной работы высокотехнологического оборудования. Поскольку рабочая температура влияет на электрическую эффективность солнечного элемента, для его хорошей работы необходимо адекватное и эффективное охлаждение. Устройства с высокоэффективными тепловыми характеристиками, в которых тепло передается от элемента во внешнюю среду через пульсирующие тепловые трубки, могут использоваться для обеспечения подходящей рабочей среды для фотоэлектрического элемента при низкой температуре. Этот процесс генерирует значительное количество энергии и максимизирует эффективность фотоэлектрического блока. В этом исследовании мы используем медные ребристые пульсирующие тепловые трубки для достаточного охлаждения элемента и работы его при оптимальной температуре, что повышает эффективность солнечного элемента. Медь используется для пульсирующих тепловых трубок из-за ее высокой проводимости, что улучшает производительность. Согласно исследованию, пульсирующие тепловые трубки являются лучшим выбором для охлаждения солнечного элемента, что повышает как его эффективность, так и количество вырабатываемой им энергии. Следовательно, использование систем охлаждения для регулирования их рабочей температуры имеет решающее значение. Пассивные технологии охлаждения без потребления дополнительной энергии и с небольшими затратами на обслуживание могут быть практичным вариантом. В этом исследовании собрана и сравнена обширная работа исследователей, применяющих пассивные методы охлаждения. Кроме того, исследование прольет свет на поиск подходящей техники охлаждения с учетом географических или экологических условий. Обсуждаются статьи, связанные с каждым конкретным пассивным методом, и отмечаются проблемы, которые остались нерешенными.

Ключевые слова: фотоэлектрическая панель, солнечная электростанция, тепловые трубки

В статье определена цифровая модель организации как системы ресурсов (материальных, кадровых, информационных, финансовых и т.д.), которая обеспечивает производство заказываемых у этой организации продукций. В качестве источника информации, используемой для построения цифровой модели промышленной организации, в статье предложено использование конструкторской, технологической и производственной документации, разработанной на этапах проектирования и постановки на производство продукций моделируемой организации. Это позволяет гарантировать адекватность цифровой модели и организации, как объекта моделирования. Цифровая модель, построенная на основе нормативной документации предприятия, содержит информацию о различных видах деятельности организации, например, производственных, логистических, финансовых и других процессах. В результате цифровой двойник промышленного предприятия, построенный на основе предлагаемой цифровой модели организации, позволяет накапливать и анализировать информацию о различных аспектах деятельности предприятия, что существенно расширяет возможности предприятия по предиктивному управлению. В качестве среды реализации цифровой модели организации предлагается использование систем класса ERP, функционал которых может быть расширен за счет возможности решения на их базе задач планирования, управления и оптимизации ресурсов организаций с использованием математических методов.

Ключевые слова: цифровая модель организации, цифровой двойник организации, система управления, ERP-система

В работе решена задача синтеза параметров системы автоматического управления (САУ) с распределенными параметрами давлением в тормозной системе. 
В работе реализован переход от дифференциальных гиперболических уравнений в частных производных к обыкновенным дифференциальным уравнениям, который впервые применен к системам автоматического управления с распределенными параметрами. Также, алгоритм параметрического синтеза, известный обобщенный метод Галеркина, распространен на системы автоматического управления с распределенным параметрами, в частности САУ давлением в тормозной системе. Проведено сравнение работы систем, в случае, когда блок управления рассматривается как звено «чистого запаздывания», и, в случае, когда блок управления рассматривается как звено с распределенными параметрами. В ходе решения задачи синтеза определены параметры желаемого программного движения, невязка, уравнение динамики системы, исходя из известной структуры синтезируемой САУ. Из полученных значений варьируемых параметров регулятора и переходных процессов системы, следует вывод о том, что с применением модифицированного обобщенного метода Галеркина (метода ортогональных проекций), математическая модель блока с распределенными параметрами дает возможность построения более точной математической модели системы.

Ключевые слова: система автоматического управления, САУ с распределенными параметрами, метод разделения переменных (Фурье), дифференциальные уравнения в частных производных

В статье дается представление об основных функциональных задачах, решаемых вычислительными системами самолетовождения (ВСС). В составе современного бортового оборудования воздушных судов вычислительная система самолетовождения является его ядром. Используя связь с аэронавигационной базой данных, ВСС осуществляет построение плана полета, для выполнения которого формируются управляющие сигналы для перехода с одного участка на другой и для выдачи в систему управления полетом управляющие сигналы. Это позволяет выполнять схемы вылета (SID) и прибытия (STAR), указанные в базе данных. Ужесточение требований по точности выдерживания заданной линии пути, связанное с высокой плотностью воздушных потоков, длительностью перелетов и решением специальных задач, потребовало также решение задачи навигации 4D, то есть определение заданного времени прибытия в заданный пункт маршрута.

Ключевые слова: вычислительная система самолетовождения, схема вылета, схема прибытия, 4D навигация, план полета

В статье описана проблема формализации и автоматизации процесса расследования авиационных происшествий и инцидентов в гражданской авиации. Проанализирована статистика, показавшая отрицательную динамику количества авиакатастроф при устойчивом росте спроса на авиаперевозки, выявлены основные причины авиационных происшествий. Рассмотрены информационные системы в области управления авиационной безопасностью и возможность их применения для расследования авиационных происшествий и инцидентов. Проведен обзор основных направлений исследований по данной теме, обоснована актуальность разработки системы поддержки принятия решений при расследовании авиационных происшествий. Сформулирована цель исследования – моделирование автоматизированной системы, позволяющей осуществлять анализ совокупности данных, собранных в процессе расследования, и предлагать решения по установлению причин авиационных происшествий и инцидентов. Проведен системный анализ процесса расследования, в рамках которого изучены основные нормативно-правовые документы, определяющие регламент, функции и задачи участников данного процесса. На основании этого сформулированы функциональные требования к разрабатываемой системе. Разработана концептуальная модель системы поддержки принятия решений при расследовании авиационных происшествий, состоящей из шести подсистем и базы знаний. Построена графическая модель системы. Определены множества входных и выходных данных и разработаны математические модели функциональных подсистем. Предложена реализация моделей в виде сочетания традиционных алгоритмов и алгоритмов машинного обучения для семантического анализа неструктурированной информации.

Ключевые слова: система поддержки принятия решений, расследование авиационных происшествий и инцидентов, формализация, математическая модель

В статье рассматриваются ключевые аспекты разработки программного комплекса для моделирования функционирования многоспутниковой орбитальной группировки. Современные космические группировки, состоящие из множества спутников на различных орбитах, играют важную роль в обеспечении глобальных и региональных коммуникаций, навигации, мониторинга Земли, а также других прикладных задач. Разработка комплексного программного обеспечения для моделирования многоспутниковой орбитальной группировки позволяет изучать вопросы, связанные с управлением, координацией и обеспечением надежности таких систем.
Основной задачей работы является создание программного комплекса с поддержкой многоагентного подхода, позволяющего моделировать взаимодействие отдельных спутников в составе группировки, анализировать их поведение, а также оценивать эффективность выполнения различных сценариев. Данный подход позволяет учитывать многоуровневую структуру системных взаимодействий, начиная от модели отдельных спутников как независимых агентов до их комплексного взаимодействия в составе группы.
Архитектура программного комплекса построена на основе объектно-ориентированного подхода, что позволяет структурировать модель на логически разделенные компоненты. Многоагентная модель, определяет логику взаимодействия спутников в составе группировки, которая учитывает их возможные состояния, обмен информацией и различные действия в зависимости от текущих задач.
Программная реализация комплекса использует возможности языка Python и связанных с ним библиотек для создания интерфейсов моделирования и обработки данных. В частности, для визуализации результатов моделирования была использована библиотека PyOpenGL, обеспечивающая поддержку трехмерной графики на языке Python.
Ключевая особенность предлагаемого программного комплекса заключается в возможности детального анализа сценариев на основе динамического моделирования и анализа данных, получаемых от агентов спутниковой системы. Кроме того, комплекс поддерживает интеграцию с другими инструментами и форматами данных, позволяя пользователю импортировать реальные орбитальные параметры и другие внешние данные, необходимые для построения более точных моделей.
Таким образом, разработанный программный комплекс является многофункциональным инструментом, который может использоваться как в научных исследованиях, так и в промышленности. Внедрение объекта и многоагентной модели, поддержка 3D-визуализации и удобного интерфейса для настройки и анализа результатов моделирования делает его мощным инструментом для изучения и оптимизации орбитальных группировок спутников.

Ключевые слова: программный комплекс моделирования, многоагентная модель, многоспутниковая орбитальная группировка, эффективность функционирования

Рассматривается проблема разработки цифровых двойников, связанная с необходимостью динамического изменения уровня детализации описания физического объекта в пространственных и временных шкалах. Определены ограничения, накладываемые на интеграцию данной технологии в автономные системы, которые включают: выполнение рабочих процессов на периферийных или встроенных устройствах, обеспечение непрерывного потока данных с необходимой частотой, нормативные требования к безопасности и сохранности передаваемых данных. Выявлены неявные факторы, влияющие на оценку целесообразности цифрового двойника и приводящие к накоплению ошибок, нерациональному использованию ресурсов и повышению рисков при принятии критических решений. Проведен анализ первопричин, влияющих на установление баланса между компактностью реализации цифрового решения и точностью воспроизведения его физического аналога. Разработан прототип цифрового двойника процессов регенерации в системах жизнеобеспечения, особенностью которого является оптимизация используемых ресурсов за счет его автоматической пересборки в реальном времени. Механизмы пересборки построены на ключевых принципах организации сложных систем – абстрагировании, модульности, декомпозиции и итерации, которые позволяют имитировать непрерывную динамику, наблюдаемую в процессах регенерации. Переключение между механизмами зависит от предъявляемых требований к прототипу в текущий момент времени: вычислительная эффективность, гибкость и масштабируемость, анализ первопричин или устранение неполадок, отслеживание изменений в динамике. Приведены результаты вычислительных экспериментов, подтверждающие эффективность разработанного прототипа в управлении физико-химическими процессами очистки диоксида углерода и генерации кислорода в условиях изменений состояния среды, нагрузки и деградации компонентов. Представленные результаты позволяют сделать вывод, что возможность автоматической пересборки прототипа оптимизирует используемые в системе ресурсы за счет поддержания высокой эффективности и устойчивости в критических условиях. 

Ключевые слова: цифровой двойник, системный подход, система жизнеобеспечения, физико-химические процессы регенерации