Библиографические ссылки на статьи

В настоящее время проблемы динамической прочности рабочих колёс ГТД решаются за счёт применения частотной отстройки от резонансов. В большинстве случаев частотную отстройку можно выполнить только с использованием оптимального проектирования облика ротора ГТД, что требует большого объёма вычислений, в особенности если рабочие колёса ротора значительно влияют на колебания друг друга. Таким образом, для ускорения проектирования двигателя требуется создание более эффективных методов расчёта колебаний рабочих колёс. Разработан волновой лопаточный конечный элемент с шестью степенями свободы в каждом узле. Он представляет собой дискретный кольцевой набор одинаковых участков лопаток рабочих колёс. Для его разработки использована определяющая система уравнений, которая получена преобразованием дифференциальных уравнений, описывающих крутильно-изгибные колебания лопаток. Преобразование выполнено на основе использования свойств спектров собственных движений конструкций, обладающих поворотной симметрией. Матрицы жесткостей и масс волнового лопаточного элемента построены методом Галёркина с использованием определяющей системы уравнений и линейных функций формы. Полученные матрицы являются эрмитовыми, что позволяет провести линейную зависимость между амплитудами бегущих волн усилий и перемещений для обеих границ волнового лопаточного элемента, с учётом наличия угла сдвига. Разработанный конечный элемент позволяет определять динамические характеристики лопаточных венцов ГТД.

В статье рассмотрена достаточно приближенная к реальности модель звена переменной длины, содержащая магнитно-реологическую жидкость для активного управления ее жесткостью под действием изменяющегося внешнего магнитного поля. Новизна модели заключается в наличии подвижного полюса в нижней точке звена с заданным законом движения. Таким образом, модель звена имеет семь степеней свободы: три поступательных движения полюса, три вращения вокруг полюса и переменная длина звена при движении верхней части относительно полюса. Динамика звена описывается уравнениями Лагранжа, составляющими систему семи обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. В качестве модели управления выбран программный метод задания движения и на его основе определены моменты и силы, которые необходимо приложить для реализации заданных движений звена. Созданная модель звена при соединении в многозвенную конструкцию может найти применение при разработке экзокостюмов в виде скафандров, защитных экзоскелетов, усиливающих и поддерживающих физические возможности пилотов и космонавтов в авиакосмической отрасли.

При создании моделей различных технических устройств и процессов достаточно часто используются механические системы с неголономными связями. В качестве примера можно привести классическую работу М.В. Келдыша [1], в которой была предложена неголономная механическая модель, описывающая эффект «шимми» – явление интенсивных угловых автоколебаний передних колес самолетов [2]. Поэтому интерес представляет и дальнейшее исследование классических задач неголономной механики, которые теперь могут быть изучены при помощи современных математических, символьных и численных методов. Одной из таких задач динамики неголономных систем является задача о качении тяжелого однородного шара по заданной абсолютно шероховатой поверхности вращения. Эта задача рассматривалась ещё в конце XIX – начале XX века в работах Э. Дж. Рауса и Ф. Нётера [3, 4]. Причем в этих работах заданной считалась поверхность, на которой при движении располагается геометрический центр шара, а не опорная поверхность, по которой шар катится. В работе показано как, задавая в явном виде поверхность, по которой движется центр шара, привести уравнения движения шара к системе уравнений, записанной в форме Коши, то есть свести задачу описания движения шара к решению задачи Коши. Коэффициенты соответствующих уравнений будут зависеть от характеристик поверхности, по которой движется центр шара, её главных кривизн и коэффициентов Ламе. Если уравнения движения некоторой механической системы записаны в форме Коши, то удобно провести численный анализ рассматриваемой системы. Поэтому с помощью комплекса символьных вычислений MAPLE был проведен численный анализ уравнений движения шара по поверхности параболоида вращения. Полученные численно результаты подтверждают аналитически доказанные утверждения о движении шара по параболоиду вращения. 

В работе предложен новый метод построения кинетической диаграммы скорости роста трещины усталости по экспериментальным данным. Метод обладает тем преимуществом, что позволяет учитывать не только количественные, но и качественные характеристики экспериментальных данных. В качестве результата получается кинетическая диаграмма, представляющая из себя функцию, а не разброс точек. По построенной кинетической диаграмме также определяются ее характеристики: границы участка устойчивого роста трещины, коэффициенты уравнения Пэриса, а также коэффициенты уравнения, описывающего первый участок кинетической диаграммы.

Поиск оптимальных методов взаимодействия со сверхзвуковыми потоками с помощью выдуваемых газовых струй - важное и актуальное направление, которому сейчас уделяется большое внимание. В данной работе проведено подробное исследование взаимного влияния системы выдуваемых струй аргона с набегающим сверхзвуковым потоком в расчетной области с уступом и без. Варьировался угол схождения и расхождения выдуваемых струй аргона с целью исследования его влияния на эффективность перемешивания аргона со сверхзвуковым потоком в расчетной области. Полученные результаты показывают, что добавление уступа на верхнюю стенку расчетной области при максимальном угле расхождения α = -30° позволяет стабилизировать площадь проходного сечения, занимаемую аргоном таким образом, что она не меняется на протяжении всей длины до выхода из расчетной области и равна Δ ≈ 33%, что показывает лучшую эффективность перемешивания аргона со сверхзвуковым потоком.

Рассмотрены особенности создания физико-математической модели движения жидкости в пористой структуре (пористом сетчатом материале) гидравлического фильтроэлемента. Актуальность адекватного компьютерного моделирования функционирования фильтроэлемента обусловлена необходимостью разработки цифрового двойника гидравлической системы, содержащей такие устройства. Приведено описание процедуры валидации компьютерной модели нестационарных физических процессов в рассматриваемой пористой структуре. При валидации использованы эмпирические данные, полученные из проливочных испытаний образца пористого сетчатого материала. Результаты моделирования пополняют фундаментальную теорию об изучении гидравлических свойств пористых проницаемых материалов.

Для повышения ресурса и энергетических характеристик ракетных двигателей внедряются инновационные конструкторские решения и новые технологии производства, совокупность которых отражена в системе охлаждения ракетного двигателя с пористыми структурами, изготовленными аддитивным способом. Проведены вычислительный эксперимент и исследовательские гидродинамические испытания охлаждающего тракта двигателя с аддитивными пористыми структурами. В ходе исследований методом полиномиальных аппроксимаций были определены критериальные зависимости вязкостного и инерционного коэффициентов сопротивления пористой структуры, изготовленной аддитивным способом. Доказана применимость законов теории фильтрации пористых тел в аддитивных пористых структурах с полной геометрической идентификацией путем постановки математической модели с учетом суперпозиции вязкостного и инерционного коэффициентов сопротивления. Установлено влияние степени анизотропии среды на достоверность вычислительного эксперимента при математической модели с учетом суперпозиции вязкостной и инерционной составляющей.

Данная работа посвящена разработке принципиально новых приближенных аналитических методов изучения математических моделей тепломассообмена с помощью дробного исчисления. Полученные результаты могут иметь применения в различных областях прикладной математики и техники. В частности, при проектировании современных ракетных двигателей (сверхзвуковых реактивных двигателей). Работа содержит аналитическое и приближенное решение одномерного уравнения дробной адвекции-диффузии в пространстве (дробная производная рассматривается в смысле Капуто, случай с дробной производной в смысле Римана-Лиувилля подробно рассмотрен в [1]).

В представленной работе авторы разработали алгоритм, который предназначен для диагностирования измерительной системы построенной на кольцевой фазированной антенной решетки (КФАР), в которой в качестве излучателей используются микрополосковые излучатели с экспоненциальным раскрывом щели (излучатель Вивальди), широко используемой в радиотехнических системах, авиационной и ракетной технике. Главным достоинством излучателей, используемых в КФАР является широкий диапазон частот, в которых может работать данный излучатель, без изменения его геометрических размеров. Рассмотрен упрощенный метод математического расчета диаграммы направленности КФАР. Данный подход позволяет осуществлять расчеты без уменьшения достоверности искомых характеристик объекта исследования, но при этом используемый метод позволяет не затрачивать большого количества вычислительных ресурсов оборудования, на котором производится расчет, в связи со снижением количества действий, необходимых для вычислений. Диагностирование основных параметров проводилось с помощью высокочастотного измерительного оборудования, которое позволяет провести все необходимые измерения, на основании которых можно сделать последующие выводы. В результате анализа измеренных параметров КФАР было произведено сравнение полученных данных, с результатами полунатурного моделирования, что подтвердило работоспособность разработанного подхода. Полученные результаты измерения отличаются в малой степени от результатов моделирования в специальном программном комплексе. Основным преимуществом является возможность анализа основных параметров диагностируемой КФАР в реальном времени, а также возможность сравнивать их с результатами моделирования в программном комплексе. Благодаря перспективности данного способа контроля, в дальнейшем планируется усовершенствование метода, путем автоматизации снятия характеристик с объекта диагностирования.

Статья посвящена вопросу обеспечения отказобезопасности комплекса бортового оборудования (КБО) беспилотного летательного аппарата (БПЛА) большой продолжительности полета. Данная направление исследований является актуальным аспектом в развитии беспилотных систем. БПЛА находят широкое применение в современных вооруженных конфликтах и в различных секторах экономики, ежегодно увеличивается количество задач, возлагаемых на беспилотные системы.

В независимости от сферы применения и класса БПЛА основным свойством, которым должен обладать БПЛА это надежность функционирования. Она обеспечивается различными способами, такими как резервирование, комплексирование и реконфигурация, но необходимые значения показателей надежности не достигаются. Создание избыточных реконфигурируемых КБО является безальтернативным путем достижения предельно возможной надежности этих комплексов в условиях, как ограниченной надежности используемых компонентов, так и воздействия широкого спектра внешних факторов. Современные подходы к управлению избыточности направлены на обеспечение выполнения функций отказавших компонентов на другие, исправные компоненты КБО.

В статье описывается экспериментальная методика функциональной реконфигурации, позволяющая оптимизировать работу КБО, обеспечить его максимальную эффективность и функциональность. Она основана на адаптивном способе функциональной реконфигурации КБО, заключающийся в внедрении блока адаптации, формирующий показатели функциональной эффективности (ПФЭ) компонентов на основе использования информации о режимах работы, командах оператора и другой внешней информации, а также информации о техническом состоянии функциональных модулей на основе нечеткого логического подхода.

Для апробации предложенной методики разработана функциональная математическая модель КБО, которая создана в интерактивной среде для программирования и численных расчетов MATLAB со специальными инструментальными средствами для анализа, проектирования и моделирования систем нечеткой логики Fuzzy Logic Toolbox. Рассмотрена работа методики на примере отказа одного вычислителя КБО, результатом которой является перераспределение задач между вычислителями, что повышает вероятность выполнения боевой задачи.

Предложенная в статье методика и математическая модель адаптивной функциональной реконфигурации КБО БПЛА позволяет определять ПФЭ конфигураций компонентов КБО на основе нечетко-логического подхода, что позволяет выполнить боевую задачу без потери вычислительной нагрузки с имеющимся ресурсами компонентов КБО БПЛА.

Рассматривается применение методов нечеткой логики для обоснования решающего правила перехода с нормального контроля на ослабленный контроль при проведении контрольных испытаний элементов космических средств с целью сокращения объема тестовой выборки и получения более достоверного решения о годности партии. Основным преимуществом предлагаемого подхода является возможность учета разнородных и взаимосвязанных факторов, оказывающих влияние на процесс проведения испытаний, в условиях, когда эти взаимосвязи не всегда ясны и очевидны и могут оставаться неизвестными до некоторого момента времени. Приводится реализация данного подхода при проведении контрольных испытаний, предлагается методика расчета агрегированного показателя, определяющего возможность определения плана выборочного контроля на основе приемлемого уровня качества, что способствует влиянию на решения поставщика путем возможного отклонения партий, а также поддержанию среднего уровня качества процесса в соответствии с установленным приемлемым уровнем качества, одновременно обеспечивая выбранную верхнюю границу риска потребителя.

Истребительная авиация играет важную роль в обеспечении безопасности и суверенности Российской Федерации. Современные российские самолеты истребительной авиации оснащаются бортовыми радиотехническими комплексами, от которых во многом зависит успех выполнения поставленных задач. Одним из основных элементов любого радиотехнического комплекса является антенна, к которой предъявляются ряд требований по первичной обработке сигналов. К антеннам, позволяющим производить обработку сигналов, относятся адаптивные антенные решетки. Теория адаптивных антенных решеток в настоящее время разработана только для узкополосных, а точнее – для гармонических сигналов. Однако современные реалии диктуют необходимость применения сигналов все с большим спектром, что делает теорию адаптивных антенных решеток малоэффективной для такого рода сигналов. Однако разработанная теория обработки гармонических сигналов стала фундаментом для разработки теории обработки широкополосных сигналов в адаптивных антенных решетках. При этом за основу взято частотное, а не временное представление сигнала. Были выведены аналитические соотношения для формирования оптимальных весовых коэффициентов в каналах обработки адаптивной антенной решетки, зависящих от частоты. Реализация оптимальных весовых коэффициентов на практике невозможна ввиду непрерывности и бесконечности спектра широкополосного сигнала. Однако оптимальное представление позволило сформулировать подход к нахождению квазиоптимальных весовых коэффициентов, суть которого заключается в нахождении на определённых частотах спектра полезного широкополосного сигнала оптимального вектора весовых коэффициентов и его интерполяция на других частотах спектра полезного широкополосного сигнала различными интерполяционными полиномами. При этом частоты, на которых оптимально определялся вектор весовых коэффициентов, выбирались произвольно с одинаковым дискретным интервалом без учета спектральной структуры полезного широкополосного сигнала. Однако проведенный анализ показал, что на тех частотах, на которых спектральная плотность полезного сигнала низкая воздействие помехового сигнала наиболее эффективно и наоборот. В связи с этим был разработан способ, который учитывает спектральную плотность полезного сигнала при формировании квазиоптимальных весовых коэффициентов. Данный способ позволяет рационально распределить оптимальные весовые коэффициенты по спектру полезного широкополосного сигнала и адаптироваться к помеховым сигналам более эффективно.

В современных системах управления и обработки информации авиационно-космических летательных аппаратов приобретает популярность использование в качестве сетевой инфраструктуры whitebox-коммутаторов с открытыми сетевыми операционными системами на базе сетевых чипов ASIC. Цель данной статьи является: выявление особенностей обработки сетевого трафика в whitebox-коммутаторах и разработка общих рекомендаций для их устранения. Результаты: Выявлены особенности и проблемные места при обработке сетевого трафика с помощью whitebox-коммутаторов третьего уровня на базе ASIC, а также предложены общие рекомендации для предотвращения сбоев и ошибок при обработке трафика.

Для радиолокатора зондирования помещения через стену предложен алгоритм формирования траекторий целей, который позволяет на основе последовательности измеренных в течение нескольких кадров значений координат целей строить траекторию ее перемещения на основе линейной аппроксимации, использующей ограниченный временной интервал. Длительность этого временного интервала должна быть небольшой (считается, что это интервал линейного перемещения цели), он должен включать число кадров, не превышающее десяти (соответствует длительности интервала не более одной секунды). 
Описана методика разработки алгоритма формирования сглаженной траектории цели, в котором вместо использования среднеарифметических усредненных значений координат целей в соседних кадрах предложено использовать медианное значение. Путем статистического моделирования показано, что в случае наличия интерференционных помех, приводящих к появлению аномальных ошибок измерения координат целей, предложенный метод позволяет существенно – более чем в 2 раза, снизить значение среднеквадратической ошибки аппроксимирующей траектории цели.
Полученные результаты получили подтверждение при натурных испытаниях с макетом радара при формировании траекторий перемещения людей, зондируемого через кирпичную стену.

В статье представлены основные этапы разработки цифрового двойника наземной радионавигационной системы. В качестве методологии разработки выбран подход модельно-ориентированного проектирования. В качестве инструмента реализации наземной радионавигационной системы применяется математическая среда моделирования Engee. Также в статье представлены базовые узлы наземной радионавигационной системы, приведены основные результаты моделирования и обработки выходных сигналов.

Такие летательные поражающие средства как ракеты, снаряды, авиабомбы могут быть эффективно применены только в случае их совместного функционирования с системой их наведения на цель. При построении критериев эффективности систем наведения следует учитывать важную роль указанных средств поражения на поле боя, а также требование высокой надежности их доставки на цель. Высокая эффективность работы систем наведения может быть достигается путем применения совершенных математических моделей цепи управления системы наведения. Создаваемые математические модели и алгоритмы наведения ракет должны пройти тестирование с применением всевозможных оптимизационных процедур. Подобные требования актуальны не только для систем внешного наведения управляемых ракет, но и для систем самонаведения снарядов и беспилотных летательных аппаратов. Представленная статья посвящена анализу экстремальных режимов работы полуактивной системы наведения оптически управляемой ракеты на цель. Рассматривается случай теплоизлучающей цели и применения пироэлектрических датчиков Проанализированы два режима функционирования системы: (а)наличие ограничение на передвижение излучателя в сторону цели, (б) наличие ограничение на передвижение запускателя  ракет в сторону цели. В первом режиме определена функциональная зависимость расстояния излучателя до цели от независимой переменной, когда функционал цели достигает минимума.    Во втором режиме определена функциональная зависимость расстояния запускателя ракет до цели от независимой переменной, при которой функционал цели достигает минимума. Выявленные два режима охарактеризованы в качестве экстремально нежелательных, которых следует избегать.

В статье проанализированы основные способы представления характеристик компрессора в математической модели авиационного газотурбинного двигателя. Рассмотрены особенности их реализации в аппроксимированном виде и табличной форме.
Предложен новый подход к формированию характеристик компрессора с учетом параметров рабочего тела на выходе, который позволяет сделать их представление в виде напорных веток с более монотонным протеканием, что существенно облегчает их аппроксимацию при использовании в математической модели ГТД.

Задача навигации и наведения системы: объект-управляемая планирующая парашютная система на цель, является одной из важнейших в теории и практике управляемых парашютных систем. Проблемной частью этой задачи является навигация и наведение в автоматическом режиме в условиях сложного рельефа местности и сложной ветровой обстановки в зоне наведения. В настоящей работе приведен пример разработки метода и построения математической модели наведения системы объект-управляемая планирующая парашютная система на цель с учетом рельефа местности в автоматическом режиме (в режиме радиомолчания).

В статье рассматривается возможность использования качественного подхода при раскрытии информационного содержания потоков данных волновых явлений. Вскрытие такого содержания является основой распознавания речи или интегрального, информационного анализа сложных природных явлений на основе рассмотрения волновых сигналов. Предлагается механизм описания волн в виде логико-лингвистических последовательностей на теоретической основе в виде системы отношений, позволяющий рассматривать и описывать поток данных волновых явлений как последовательность структур, выступающих в качестве исходного алфавита знаков.

Особое место при решении задач проектирования БПЛА занимают вопросы аэродинамического обеспечения устойчивости полета. В методе робастной разработки MALE UAV рассматриваются основные факторы, влияющие на длительность полета БПЛА, такие как высота полета, скорость, влияние ветра, эффективность работы пропеллера. Учет таких факторов в методе робастной разработки включающего проведения оптимизацию и вероятностного анализа является существенным преимуществом робастного подхода по сравнению с традиционной оптимизацией без учета случайных факторов. Целью настоящей работы является дальнейшее усовершенствование процесса робастной оптимизации разработки путем введения в нее дополнительных оптимизационных процедур для учета влияния некоторых случайных факторов на целевой показатель работы БПЛА. Изложены решения задач оптимизации робастной разработки БПЛА в плане минимизации нормированной случайной компоненты реального основного показателя БПЛА при заданной целевой величины этого же показателя с учетом случайных влияющих факторов (скорость полета, высота полета). Вычислены предельные оптимальные соотношения случайной составляющей заданной целевой величины и производных основного показателя по случайным факторам) при которых случайная составляющая целевой функции оптимизации достигает минимума. Полученные результаты позволяет раздельно выбрать значения пар вычисленных показателей по определенному правилу, позволяющие  минимизировать случайную составляющую значения целевой функции проводимой оптимизации при некоторых заданных ограничительных условиях на искомые функции вводимой взаимосвязи  показателей. Сформированы и решены новые оптимизационные задачи концептуальной разработки беспилотных летательных аппаратов в контексте известной методике MALE UAV. Для учета влияния таких случайных показателей как высота и скорость полёта на некоторый основной показатель работы БПЛА поставлена задача минимизации случайной составляющей оценки целевого функции функционирования БПЛА. Определены значения выбранных пар показателей, позволяющие минимизировать случайную составляющую значения целевой функции.

В статье приводится описание разработки и реализации алгоритма преобразования координат объектов, зафиксированных на изображении от камеры, установленной на беспилотном летательном аппарате, а также разработки симуляции на движке Unity для проверки написанного алгоритма и верификации полученных мировых координат.
Целью данной работы является разработка и реализация алгоритма преобразования координат в пикселях объектов в мировые географические координаты форматов EPSG3857 (Google Mercator) и EPSG4326 (WGS84), которые являются наиболее распространенными в современном мире. Разрабатываемый алгоритм позволит вычислять географические координаты обнаруживаемых объектов, зная их координаты в пикселях и географические координаты беспилотного летательного аппарата, имеющего датчик GPS для мониторинга его местоположения.
В работе используются математические основы преобразования координат, а также язык программирования Python для выполнения основных математических операций и игровой движок Unity для симуляции процесса полета беспилотного летательного аппарата и передачи снимков с камеры в Python-скрипт. На движке Unity построена сцена для тестирования алгоритма. С помощью языка C# происходит сбор необходимой для вычисления координат информации и передается на микросервис, запущенный на Flask и обрабатывающий изображения с помощью нейронной сети, которая обучена на задачу детекции дорожных повреждений.
Работа выполнена с использованием известных и простых в изучении библиотек и программных средств, имеющих достаточно учебных пособий для быстрой реализации проекта. Также используются технологии компьютерного зрения и машинного обучения, что подчеркивает актуальность и научную новизну проводимого исследования.
Реализация алгоритма позволяет эффективно обрабатывать данные, получаемые от беспилотных систем, и расширяет возможности их применения в геоинформационных и исследовательских задачах. Разработанный алгоритм может быть использован в различных областях, включая навигацию, картографию, геоинформационные системы, а также в исследованиях, связанных с беспилотными системами и аэрофотосъемкой.

В статье рассматриваются границы применимости модели географической привязки изображений на основе рациональных функций.  Выводится оценка снизу точности равномерного приближения заданной функции нескольких аргументов, которая затем применяется для задачи геопривязки. Описан метод оценки влияния протяжённости сцены на качество аппроксимации. Рассматриваемые подходы иллюстрируются примерами анализа съёмок космического аппарата дистанционного зондирования Земли.

Рассмотрена задача поиска приближенного оптимального управления детерминированными системами управления с неполной обратной связью по измеряемым переменным, описываемыми обыкновенными дифференциальными уравнениями. Начальные условия заданы в виде множества начальных состояний, поэтому рассматривается проблема управления пучком траекторий, порожденным этим множеством и используемым законом управления. Для описания множества начальных состояний, а также положения этого пучка с течением времени используются гладкие финитные функции, значения которых характеризуют плотность следов траекторий внутри пучка. Сформулированы и доказаны достаточные условия  оптимальности, получены выражения для нахождения априорной оценки близости искомого управления к оптимальному и предложен способ параметризации задачи удовлетворения достаточных условий на основе спектрального представления неизвестных вспомогательных функций. Приведен пошаговый алгоритм поиска приближенного оптимального управления с использованием достаточных условий и мультиагентных алгоритмов параметрической оптимизации. На основе предложенного подхода разработано программное обеспечение, с помощью которого выполнен анализ эффективности этого подхода. Решены два модельных примера, в которых получены оценки близости законов управления к оптимальному решению и приведены результаты анализа поведения соответствующих пучков траекторий.

В статье рассмотрено состояние технологий контроля, применяемых в настоящее время при управлении полётом современных космических аппаратов. Сформулированы основные недостатки процесса контроля, которые усиливаются с учётом современных тенденций развития космических программ. Предложена структура интеллектуализированной системы контроля, диагностики и прогнозирования состояния бортовых систем КА, основанная на использовании технологии искусственных нейронных сетей (ИНС), которая включает систему анализа телеметрической информации (ТМИ) с использованием технологии искусственных нейронных сетей (этап применение) и систему синтеза искусственных нейронных сетей, подготовки обучающих и тестовых наборов данных, обучения и создания компьютерных приложений (этап обучение). Для каждой составной части КА предусматривается использование комплекта нейронных сетей на основе единой платформы.

Задача о качении тяжелого неоднородного шара по абсолютно гладкой горизонтальной плоскости – одна из наиболее известных задач механики, сочетающая простоту постановки с невозможностью полного и общего решения. Результаты исследования этой задачи находят применение при решении различных технических задач, в частности, при решении задачи об обкатке ротора по жесткому подшипнику. Эта задача во многом аналогична задаче о движении тяжелого твердого тела с неподвижной точкой. Известны случаи интегрируемости уравнений движения задачи о качении шара, аналогичные случаям Эйлера – Пуансо, Лагранжа и Гесса классической задачи о движении тяжелого твердого тела с неподвижной точкой. В данной работе изучается интегрируемый случай задачи о качении шара, аналогичный случаю Гесса. Показано что, как и в классической задаче о движении твердого тела с неподвижной точкой, качественное описание движения шара по гладкой горизонтальной плоскости сводится к интегрированию одного линейного дифференциального уравнения второго порядка с переменными коэффициентами, причем в случае равенства нулю постоянной интеграла площадей уравнения движения шара могут быть проинтегрированы в квадратурах.

В рамках проблемы изменения динамических свойств технических объектов, находящихся в условиях вибрационных нагружений, рассматриваются задачи оценки, формирования и коррекции динамических состояний структурных образований механических колебательных систем. В качестве структурного образования рассматривается диада – изолированная система из двух массоинерционных элементов, соединенных пружиной с учетом дополнительных связей, включающих устройства для преобразования движений или демпфер.
Цель разрабатываемого методологического подхода заключается в формировании динамических состояний диад и оценке их динамических свойств в условиях вибрационных нагружений на основе обобщенных энергетических отношений, учитывающих рычажные и упругие связи.
Используются методы теоретической механики, теории дифференциальных уравнений, интегральных преобразований, системного анализа и  структурного математического моделирования, основанного на сопоставлении механическим колебательным системам, используемым в качестве расчетных схем технических объектов, структурных схем, эквивалентных в динамическом отношении системам автоматического управления.
Разработана научно-методологическая основа оценки, формирования и коррекции динамических состояний диады, рассматриваемой в качестве эталонного элемента, использующая энергетические характеристики, учитывающие рычажные отношения и упругие связи между парциальными системами и внешними возмущениями.

Рассмотрена проблема расчета толстостенных осесимметричных цилиндров в условиях гидравлического автофретирования внутренним давлением. Известные аналитические решения таких задач не учитывают
условия возникновения вторичных пластических деформаций при разгрузке. Цель работы заключалась в оценке влияния эффекта Баушингера и упрочнения материала, а также геометрических параметров цилиндра и величины области пластичности в стенке цилиндрической оболочки на условия возникновения вторичных пластических деформаций при разгрузке. Рассмотрена модель поведения материала при знакопеременном нагружении с учетом гипотез и допущений, принятых при решении задачи. Получено уравнение, позволяющее определить условия возникновения вторичных пластических деформаций в зависимости от перечисленных факторов.

Изложена суть моделирования динамики многосвязных нелинейных механических систем с помощью нового численного метода. Построена система нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих взаимодействие различных деталей планера самолета при посадке с неравномерной нагрузкой опор. Представлено решение системы на основе применения модернизированного авторами и экспериментально проверенного метода Рунге-Кутты 4-го порядка. Изложен алгоритм решения и приведены расчетные осциллограммы процесса. Отмечено, что полученные результаты носят качественный характер. Вместе с этим, применение предложенного метода моделирования позволяет детально изучать динамические явления многосвязных нелинейных механических систем с учетом конструктивных особенностей входящих объектов. 

На основе ранее предложенного автором метода для определения параметров контакта при взаимодействии двух круговых цилиндров в условиях перекоса, решена актуальная задача о распределении нагрузки по длине ролика в радиальном подшипнике с бомбинированными роликами в редукторных системах авиационной техники. Получены аналитические формулы для определения радиуса «бочки», а также описан подход для оценки повышения нагрузочной способности роликового подшипника в результате бомбинирования ролика.

В работе рассматриваются вопросы постановки задачи гидроупругости
для двух соосных цилиндрических оболочек типа Кирхгофа-Лява, содержащих вязкую несжимаемую жидкость в кольцевом зазоре и во внутренней оболочке. Материал оболочек рассматривается как несжимаемый и имеющий нелинейный закон связи напряжений с деформацией и интенсивностью деформаций. Получены уравнения динамики оболочек для случая, когда указанный закон имеет жесткую комбинированную нелинейность в виде степенной функции с дробным показателем степени и квадратичной функции. Динамика вязкой жидкости рассматривается в рамках гидродинамической теории смазки, т.е. движение жидкости принимается ползущим. Используя метод двухмасштабных разложений проведен асимптотический анализ сформулированной задачи гидроупругости. В результате получена система двух эволюционных уравнений для моделирования распространения нелинейных продольных волн деформации в оболочках. Показано, что в случае несжимаемого материала оболочек наличие вязкой жидкости во внутренней оболочке не сказывается на волновом процессе. Уравнения системы представляют собой обобщенные уравнения Кортевега-де Вриза-Шамеля. Найдено точное частное решение полученной системы эволюционных уравнений в виде уединенной волны с произвольным волновым числом для случая, когда данная волна распространяется в каждой из оболочек. Для проведения численного моделирования получена новая разностная схема для нелинейной системы двух обобщенных уравнений Кортевега-де Вриза-Шамеля на основе применения техники базисов Гребнера. Проведены вычислительные эксперименты по исследованию эволюции уединенных продольных волн деформаций, возбуждаемых в оболочках. Численное моделирование показало, что уединенные нелинейные волны деформации в оболочках являются сверхзвуковыми солитонами, а также передачу энергии от одной оболочки к другой за счет вязкости жидкости, находящейся между ними.

Аналитический подход в задачах с крупногабаритными пластинами или оболочках с большим количеством дополнительных опор имеет множество трудностей в силу размера получаемой системы уравнений. В статье предлагается методика определения расположения сосредоточенных дополнительных опор модели движения пластины Кирхгофа в случае приложения произвольной нагрузки. Методика базируется на использовании известных математических методов: функции влияния и метода компенсирующих нагрузок. Достоинством представленной методики является ее аналитический вид вычислений, что позволяет, в теории, рассматривать произвольные виды нагружения (в том числе и воздействие на площадку), физические и геометрические характеристики исследуемой пластины, а также различные варианты закрепления конструкции (в том числе линейные закрепления и закрепления по площади). В конце статьи даны ссылки на апробации данной методики с тремя видами произвольной нагрузки.

В статье рассматривается напряженное состояние сплошных и тонкостенных балок треугольного сечения, которые могут выполнять роль конструктивных элементов космических кораблей. Наиболее перспективными для изготовления балок считаются материалы на углеродной основе. Они имеют высокие механические и приемлемые технологические свойства, обладают также невысокой плотностью. Результатом специальных технологий изготовления таких материалов и балок из них является разномодульность, проявляющаяся при изгибе, что приводит к определенным трудностям при расчетах на прочность, так как положение нейтральной линии сечения при изгибе зависит от соотношения модулей Юнга при растяжении и сжатии. В настоящей статье изложены результаты исследования напряженного состояния изгибаемых балок сплошного и тонкостенного треугольного сечения, приводятся примеры расчетов на прочность балок из углепластиков М46 и IMS-65, даются некоторые практические рекомендации по расчетам.

В работе рассмотрены особенности оптимизации несущих систем летательных аппаратов (ЛА) с концевыми крылышками при ограничении на деформацию геометрии базового крыла. Отмечается необходимость использования в процессе оптимизации эффективных программ обтекания пространственных компоновок. Показано хорошее согласование расчетов по быстродействующей программе, использующей панельный метод Морино, с результатами расчета коммерческих программам на базе осредненных уравнений Навье-Стокса с различными моделями турбулентности.

Данная статья рассматривает вопросы свободных колебаний вращающейся идеальной криогенной жидкости, находящейся внутри цилиндрического сосуда с жесткими стенками. Криогенные жидкости характеризуются неравномерным изменением температуры и плотности во время эксплуатации и хранения. Наиболее существенное расслоение криогенной составляющей происходит в направлении действия внешнего поля массовых сил. Для исследования движения подобной механической системы использована модель стратифицированной несжимаемой идеальной жидкости. Приведены результаты расчётов собственных частот свободных колебаний вращающейся криогенной жидкости для внутренних и поверхностных волн при заданной частоте плавучести.

В статье рассматривается процесс информационного радиообмена в авиационном комплексе в условиях сложной помеховой обстановки, когда на вход приемного устройства динамического объекта поступают не только легитимный сигнал, но и сигналы с параметрами, одинаковыми с параметрами полезного сигнала, за исключением параметров, переносящих полезную информацию. Целью исследований, результаты которых представлены в статье, является повышение помехозащищенности радиосистемы передачи данных авиационных комплексов в условиях сложной помеховой обстановки. Обоснован выбор частоты Доплера сигнала в качестве дополнительного признака помехи. Разработана модель информационного обмена в комплексах в условиях помех, учитывающая Доплеровский сдвиг несущей частоты. Предложен алгоритм обнаружения воздействия помех на динамический объект, основанный на отслеживании частоты Доплера принимаемого сигнала во всех точках траектории полета. Показателем помехозащищенности выбрана вероятность обнаружения помехи.

Представлен процесс исследования, электродинамического моделирования, проектирования и испытаний широкополосных антенн Х-диапазона частот, формирующих волны как с сферическим фазовым фронтом, так и волны с ненулевым орбитальным угловым моментом (ОУМ). Были исследованы антенны, изготовленные по печатной технологии и работающие в диапазоне частот от 9 до 10 ГГц. Были разработаны и изготовлены антенны с сферическим фазовым фронтом, с спиральным фазовым фронтом для вращений спирали по часовой и против часовой стрелки (соответствует ОУМ модам +1 и -1). Проведенные исследования показали возможность разделения сигналов на одной частоте и одном типе поляризации за счёт использования разработанных антенн с различными ОУМ модами с коэффициентом взаимного запирания до 14 дБ.

В статье рассматривается применение аддитивных технологий при разработке и изготовлении действующего макета восьмиэлементной антенной решетки (АР), работающей в диапазоне частот L1 спутниковых радионавигационных систем. Проведены численные расчеты радиотехнических характеристик элементарного излучателя АР, выполненного в виде керамического микрополосково

го элемента. Приведено описание конструкции АР, состоящей из основания и элементов АР. Разработано и изготовлено основание АР с применением 3D-печати. Проведенные результаты измерений коэффициента стоячей волны (КСВН) по напряжению подтвердили работоспособность АР в диапазоне частот L1 спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Осуществлено сопоставление результатов численных расчетов и измерений КСВН по напряжению.

В статье представлена методика расчета вероятностей битовых ошибок некогерентного приёма сигнала c четырехпозиционной относительной фазовой манипуляцией (ОФМ – 4) в присутствии гармонической помехи. Методика позволяет с большей точностью и высокой степенью прогнозирования, рассчитывать достоверность передаваемой информации в каналах связи при условии воздействия гармонической помехи при обработке на двух тактах. Представлены графики зависимостей вероятности битовой ошибки от уровня сигнала при разных уровнях помехи и величины сдвига несущей частоты помехи относительно несущей частоты сигнала.

Настоящая статья посвящена анализу искажений, которые возникают при фильтрации эхо-сигналов с линейно частотной модуляцией (ЛЧМ), принимаемых радиолокационной аппаратурой. Эти искажения могут возникать как на этапе формирования сложных модулированных сигналов, так и при прохождении их через сквозной информационный тракт в пространстве и в аппаратуре радиолокатора. Основное внимание в работе уделяется двум ключевым аспектам. Первым является моделирование процедуры фильтрации сигнала с ЛЧМ при отклонении его параметров от номинальных значений и искажений амплитудно-фазовых характеристик приемопередающего тракта. Вторым аспектом являются конкретные численные оценки уровня искажений при различных типах отклонений от номинальных значений параметров сигнала с ЛЧМ и радиочастотного тракта.

Решение актуальной задачи повышения характеристик экономичности, приемистости и других рабочих параметров газотурбинных двигателей (ГТД) авиационного и наземного назначения обусловило применение в них многороторной (многокаскадной) компоновки роторной системы (РС), реализация которой чаще всего связана с использованием межроторных (межвальных) подшипников. Цель представленного в работе исследования заключается в дальнейшем развитии математического моделирования анализа динамического поведения РС ГТД, построенной с использованием двухроторной компоновки ее конструкции, и состоящей из роторов низкого (РНД) и высокого давления (РВД), между которыми расположен межвальный подшипник, служащий опорой турбины РВД на вал РНД. Математическая модель анализа динамического поведения РС ГТД построена на основе метода конечных элементов (МКЭ) и решения контактной задачи теории упругости, позволяющей учитывать в конструкциях роторов условия сопряжения деталей; реализованная в виде комплекса программ (решателя). С применением представленной математической модели получены амплитудно-временные (частотные) характеристики (АВХ) роторной системы конструкции современного газотурбинного двигателя, а также картина деформированного состояния и поля динамических напряжений.

Сравнительный анализ результатов динамического поведения РС без учета влияния межвального подшипника и с учетом этого влияния показывает, в частности, появление дополнительных гармоник в рабочей области частот вращения РС, а также интерференцию колебаний в виде «размытия» АВХ.

Падающий скачок уплотнения оказывает существенное влияние на структуру потока близи выдуваемой струи газа, что приводит к эффективному перемешиванию потоков. В данной работе проведены исследования по достижению сеточной сходимости задачи и влияния размера уступа на ударно-волновую структуру вблизи выдуваемой струи газа. Представленные результаты в статье показывают, что размер уступа оказывает значительное влияние на структуру потока. Когда размеры уступа становятся достаточно велики, происходит смещение падающего скачка уплотнения ближе ко входу в канал, изменяется форма области пониженного давления за выдуваемой струей. При этом увеличивается возмущение течения перед и после выдуваемой струи газа. Валидация результатов, полученных численным методом, показала хорошее совпадение с данными, полученными экспериментальным путем.

Использование в составе космического аппарата мультисервисных бортовых цифровых платформ и многолучевых антенн позволит реализовывать в Х-диапазоне возможность организации высокоскоростной прямой связи абонентских земных станций друг с другом. В настоящей работе представлены результаты математического моделирования цифровых методов формирования амплитудно-фазового распределения (АФР) излучателей в Х-диапазоне. Особенностью, рассматриваемого комплекса, являются цифровая обработка широкополосных информационных сигналов в приемных и передающих трактах систем спутниковой связи и цифровые методы формирования диаграмм направленности (ДН) лучей.

Рассматриваются модификации бионической оптимизации методом муравьиных колоний для решения параметрических задач, в частности определения рационального расположения блоков на космическом корабле. Предложены модификации метода, позволяющие производить направленный перебор параметров с целью поиска всех рациональных решений без применения мультистарта. Полный направленный перебор гарантирует нахождение всех оптимальных и рациональных решений, а применение переупорядочивания рассматриваемых решений с помощью модификации метода муравьиных колоний позволяет рассмотреть лучшие решения на ранних этапах. Для практической реализации на кластерной системе в работе рассматриваются асинхронные методы муравьиных колоний, позволяющие обеспечить параллельное рассмотрение решений на многопоточном кластере. Предложена структура программного обеспечения, позволяющая избежать блокировок кластера, тем самым увеличить эффективность использования процессорного времени.

Даётся описание двух вычислительных моделей, предназначенных для решения задач динамики регулируемого посредством цифровой (пропорциональной, интегральной и дифференциальной) обратной связи понижающего импульсного преобразователя напряжения постоянного тока. 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. Представленные примеры расчётов демонстрируют хорошее согласование получаемых на основе указанных моделей результатов с имеющимися расчётными и экспериментальными данными. Описанные вычислительные инструменты могут найти применение в исследованиях, связанных с разработкой источников питания для электронных устройств систем управления авиационно-космических летательных аппаратов.

Рассматривается альтернативный подход оценивания эффективности применения космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, базирующийся не на расчетах трасс, включающих в себя итерационные процедуры вычисления, в первую очередь, широт, долгот и времен пролета КА подспутниковых точек, сопряженный со значительными вычислительными затратами, а на использовании наклонных проекций, позволяющий значительно сократить эти затраты. Приводятся постановка задачи определения параметров наклонных проекций точек на поверхности Земли и алгоритм определения параметров наклонных проекций зон видимости точечных объектов для круговых орбит космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, а так же пример определения границ наклонной проекции параметров наклонных проекций зон видимости точечных объектов для круговых орбит космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Практическая значимость полученных результатов исследований состоит в разработке программного обеспечения, апробации математических моделей, алгоритма и программного обеспечения в ходе вычислительных экспериментов; полученные значения демонстрируют высокую степень совпадения с подходами, базирующимися на расчетах трасс, включающих в себя итерационные процедуры вычисления.

Статья посвящена описанию математической модели движения диаграммы направленности антенны радиолокационного координатора в пространстве с учетом колебания по углам тангажа и рысканья. Влияние угловых эволюций на результат пеленгации обусловлен соотношением угловой скорости вращения по углу крена и угловой скорости эволюций. В настоящей статье рассматривается случай, когда эти скорости сопоставимы. После рассмотрения ряда упрощенных моделей по аналитическому описанию движения трехмерной диаграммы направленности антенны в координатах «азимут - угол места» рассчитана трехмерная модель, а также ее проекция на земную поверхность. Корректность математической модели подтверждается экспериментальными исследованиями, результаты получены путем установки радиолокационного координатора на линейно-движущийся беспилотный летательный аппарат, который подвержен угловым эволюциям и реализует пеленгационный метод конического сканирования. Таким образом, предложена концепция математической модели движения проекции диаграммы направленности антенны радиолокационного координатора на поверхность земли, осуществляющего коническое сканирование пространства в условиях линейного перемещения и угловых эволюций носителя. Модель применима для устройств и изделий, выступающих в роли радиолокационного координатора различного назначения. Модель основана на ряде упрощений, таких как линейные модели движения и модель Гаусса для описания диаграммы направленности антенны. Принятые упрощения могут быть уточнены без существенной переработки модели.

Исследование посвящено повышению зачётности лётных испытаний лазерных полуактивных систем наведения (ЛПСН) за счет прогнозирования дальностей обнаружения лазерного пятна на полигоне по результатам анализа статистической выборки проведенных ранее экспериментов. Анализируемая статистическая выборка формируется методом математического моделирования, входной информацией для которого являются результаты регистрации дальности обнаружения лазерного пятна, характеристики аппаратуры подсвета и приема, метеоусловий и отражательных свойств используемой мишени. На основе линеаризации относительно математического ожидания вектора входной информации математической модели получено выражение для дисперсии ошибки расчёта порогового потока энергии на приемнике оптического излучения в зависимости от дисперсий ошибок используемой информации. Определены относительные веса погрешностей входной информации в структуре ошибки расчёта порогового потока излучения, выполнена оценка согласованности расчётных значений её дисперсии экспериментальным данным, результаты которой подтвердили адекватность разработанной математической модели в части воспроизведения факторов, действующих в системе «подсвет-мишень-приёмник». Прогнозирование дальностей обнаружения лазерного пятна выполняется в зависимости от планируемых траекторных условий, характеризуемых прозрачностью атмосферы на трассах, углами подсвета и визирования мишени. Показателем достоверности прогнозирования является вероятность обнаружения пятна в заданном диапазоне дальностей, которая оценивается на основе информации о метеоусловиях, траекторных параметров и полученных оценок дисперсии результатов моделирования порогового потока. Разработана математическая модель распределения потока энергии излучения на приемнике ЛПСН в зависимости от характеристик траекторий приёма и подсвета полигонных мишеней, метеоусловий. Математическая модель отличается от известных применением экспериментально определяемых индикатрис коэффициентов яркости, распределенных по поверхности полигональной модели мишени, что позволяет учитывать в расчётах её оптические и геометрические характеристики, которые оказывают существенное влияние на результаты функционирования ЛПСН. Результаты математического моделирования подтверждены натурными лётными экспериментами. Установлено, что оптимальными условиями проведения лётных экспериментов по критерию минимума дисперсии расчётных значений порогового потока являются условия, в которых дальность обнаружения максимальна. Применение разработанного методического аппарата при планировании лётных испытаний позволит снизить степень неопределённостей, повысить обоснованность результатов анализа, а также разрабатывать процедуры поиска оптимальных условий проведения лётных экспериментов, исключающих неоднозначности в интерпретации их результатов. 

В настоящее время для обработки изображений, полученных с БПЛА, в частности для получения из данных, относящихся к оптической радиации, данные о коэффициентах отражения широко используется метод эмпирической линеаризации. Суть этого метода заключается в размещении на специальных полигонах калибрационных панелей и получении на этой основе линейных соотношений между DN (т.е. первичными цифровыми отсчетами) и коэффициентами отражения при условии наличия данных об отражательных характеристиках этих панелей. Для наилучшей аппроксимации линейной зависимости используется пара таких панелей, одна светлая, другая темная Рассмотрена возможность применения двухпанельного эмпирического метода линеаризации применительно к мультиспектрометру с достаточно большим количеством спектральных каналов. Суть двухточечного (двухпанельного) метода заключается в преобразовании цифровых отсчетов в показатель (коэффициент) отражения. Реализация этого метода предусматривает выполнение следующих операций:(1) Нормализация цифровых отсчетов по следующей формуле.(2) Перевод DC norm каждого пикселя в коэффициент отражения объекта. Предложен адаптивный режим работы мультиспектрометра при котором время экспозиции фиксированного пикселя на используемом спектральном канале зависит от некоторого технологического показателя b i /g i , а также определяет величину DN raw . При этом на входе мультиспектрометра устанавливается жидкокристаллический преобразователь, последовательно формирующий на выходе гармоники входного сигнала с управляемым временем экспозиции. Оптимизирован процесс последовательного формирования узкополосных коэффициентов отражения исследуемых объектов при калибровке мультиспектрометра, калибруемого с помощью двух (светлого и темного) калибровочных панелей. Решена оптимизационная задача применительно к мульспектрометру с последовательной оцифровкой и формированием спектральных каналов на базе жидкокристаллического преобразователя, суть которой заключается в достижении вычисленной усредненной по спектру величина коэффициента отражения максимального значения.

В работе представлены результаты идентификации упругих характеристик и коэффициентов потерь монослоев металлополимерного композита, состоящего из слоев алюминиевого сплава и стеклопластика (алюмостеклопластика). Идентификация выполнена на основе испытаний на затухающие колебания консольно-закрепленных образцов. В испытаниях измерялись собственные частоты колебаний и коэффициенты потерь образцов композита с различными схемами армирования. Идентификация выполняется на основе решения обратной задачи с привлечением классической теории многослойных балок и метода комплексных модулей. Рассмотрены три подхода к решению обратной задачи, в которых для упругих характеристик монослоев проводится отдельная процедура идентификации на основе результатов статических или динамических испытаний, либо проводится одновременная идентификация упругих и демпфирующих параметров на основе данных динамических испытаний.

В работе исследуется устойчивость модифицированных композитов с вискеризованными волокнами. В рамках исследования решаются следующие задачи – статическая задача о локальном нагружении и задача устойчивости слоистых консольно закрепленных стержней, изготовленных из изучаемых композитов. При решении статической задачи о локальном нагружении рассматривается волокнистый модифицированный композит, который нагружается сжимающими силами вдоль волокон, что сопровождается различными механизмами разрушения, обусловленных изгибом волокон. Оказалось, что межфазный слой с регулируемой жесткостью, позволяет при одной и той же объемной доле армирующих волокон (для классического композита армирующим элементом выступает волокно, а для рассматриваемого модифицированного композита – волокно с выращенными на его поверхности наноструктурами) добиться существенно большей локальной устойчивости, определяющей характерный тип микроповреждений при сжатии. При решении задачи устойчивости стержней, изготовленных из изучаемых композитов, рассматривались слоистые стержни с различными схемами укладок и различными объемными содержаниями включений. Определялись коэффициенты критических нагрузок для каждого из исследуемых образцов. Полученные результаты для слоистых стержней из модифицированных композитов сравнивались с результатами, полученными для слоистых стержней из классического композита с теми же схемами укладок и с теми же объемными содержаниями включений.

Кратковременные пиковые нагрузки машин и механизмов порождают необходимость в аккумулировании механической энергии для ее последующего импульсного использования. Это вполне актуально, например, для аэродромных тягачей на стартовом этапе буксировки тяжелых самолетов. Применение аккумулятора механической энергии позволит уменьшить мощность двигателя тягача. Аккумулятор механической энергии может быть выполнен в виде электрической машины постоянного тока или вентильной, на валу которой закреплен супермаховик. При подключении электрической машины к источнику питания возникает нестационарный процесс, описываемый двумя дифференциальными уравнениями: одно — для механических величин, другое — для электрических. Аккумулятор механической энергии можно трактовать как искусственный электрический конденсатор, который запасает и отдает не энергию электрического поля, а кинетическую энергию вращения супермаховика.

В работе проведён сравнительный анализ приближённых аналитических зависимостей, моделирующих прогиб однородной тонкой пластины при температурном ударе для случая жёсткого закрепления одного края пластины и свободных других её краёв. Данный анализ содержит два направления: исследования поля температур и прогибов. Выявлены границы применимости этих зависимостей для практического использования при учёте температурного удара панелей солнечных батарей малого космического аппарата. Результаты работы могут быть использованы при исследовании вращательного движения малого космического аппарата вокруг его центра масс с учётом влияния температурного удара.

В статье выполнена экспериментальная проверка характеристик колебательного процесса, полученных на основе математической модели колебаний тонкостенной цилиндрической оболочки усовершенствованным методом рядом Фурье. Проведен анализ полученных данных. Описано простое и в тоже время точное решение, основанной на решении методом рядов Фурье (МРФ) применяемое при анализе колебаний цилиндрических оболочек. В качестве закрепления принято шарнирное опирание. В каждом элементе конструкции функций смещения выражена в виде суперпозиции из двойного ряда Фурье и нескольких дополнительных функций. Неизвестные параметры деформаций находятся как обобщенные координаты и определены с помощью метода Релея-Ритца. Использование метода Фурье для комплексной задачи объединенной пластины и оболочки, соединенных симметричной и ассиметричной границей может быть получено без преобразований уравнений движения или выражения перемещений.

Жесткость закрепления может оказывать существенное влияние на модальные характеристики сопряженной конструкции. В процессе работы высоты резонансов находятся на пике в местах опирания. Изменение жесткости изменяет только вибрационные характеристики пластины и не влияет на оболочку.

Полученное решение проверено сравнением теоретических результатов и экспериментальных данных. При проведении экспериментальных исследований использован бесконтактный измеритель частотных характеристик системы HSV-2000 состоит из контроллера HSV2001/2002, лазерного блока HSV-800 и прочной компактной сенсорной головки HSV-700. Лазерный блок содержит интерферометр и маломощный лазер, а так же осциллограф Rohde&Schwarz RTB2002.

Компоненты перемещения цилиндрической оболочки и круглой пластины обычно разлагаются независимо от граничных условий как суперпозиция двумерного ряда Фурье и нескольких дополнительных функций. Неизвестные коэффициенты разложения трактуются как обобщенные координаты и определяются с помощью известной процедуры Рэлея-Ритца. Граничные условия и условия связи учитываются путем применения используется реакционные составляющие шарнирного закрепления. Приемлемая точность текущих решений демонстрируется сравнением с результатами, полученными в ходе экспериментальных исследований. С помощью системы Polytec получены удовлетворительные результаты, показывающие применимость полученного метода.

Работа посвящена численному моделированию процесса предварительного деформирования (раздача – увеличение внутреннего радиуса) толстостенной цилиндрической муфты из сплава с памятью формы (СПФ) постоянным давлением в процессе прямого термоупругого фазового превращения. В рамках задачи рассматривается процесс накопление, упругих, фазовых и структурных деформаций при охлаждении муфты из СПФ через интервал температур прямого мартенситного превращения.

В рамках работы был произведен процесс интеграции модели нелинейного деформирования при фазвых и структурных превращениях в конечно – элементный комплекс Simulia AbaQus посредствам процедуры создания пользовательского материала по технологии UMAT и явного определения касательной матрицы жесткости. Процесс предварительного деформирования толстостенной цилиндрической муфты из СПФ рассматривается в однократно связной термомеханической постановке, с учетом влияния действующего напряжения на величины температур фазового перехода.

В работе показано влияние учета структурного перехода в процессе прямого термоупругого фазового перехода для двух типов граничных условий. Достоверность результатов работы подтверждена валидацией разработанных программных модулей по результатам натурных испытаний элементарных образцов на базе системы Ni-Ti и верификацией по известным аналитическим решениям краевых задач механики СПФ.

Результаты представленные в работе, могут быть использованы при проектировании термомеханических соеденительных муфт из СПФ.

Реакция тонкой прямоугольной полосы на воздействие механической (в плоскости объекта) нагрузки и температурного поля рассматривается в постановки плоской задачи теории упругости. Основу решения составляет применение метода Сен-Венана–Пикара–Банаха интегрирования уравнений теории упругости тонкостенны систем (SVPB). Метод сочетает в себе итерационный и асимптотический подходы и обладает большей свободой от ограничивающих решение допущений.

Первой особенностью является переход к последовательному интегрированию исходных уравнений. Соотношения выстраиваются таким образом, что результат предшествующего используется в последующем выражении как известная величина. Введение начального приближения позволяет рассматривать такую последовательность как итерационный оператор метода последовательных приближений. Выбор в качестве начального неизвестных функций, определяемых (уточняемых) в процессе решения отвечает идее полу-обратного метода Сен-Венана, расширяя его трактовку до итерационной.

Исключение операторов дифференцирования по координате толщины в уравнениях интегрированием включает в состав итерационного оператора операторов интегрирования соотносимых с операторами Пикара метода решения дифференциальных уравнений первого порядка, разрешенных относительно производной (также являющегося итерационным).

Последовательное применение итерационного оператора дает интегралы (форму решения для неизвестных задачи) в виде асимптотических радов по малом параметру тонкостенности. Погрешность решения оценивается степенью малого параметра (являющегося сколь угодно малой величиной) старшего члена отбрасываемой части ряда. Существование и единственности решения определяются принципом сжатых отображений (теоремой Банаха о неподвижной точке).

Полученные интегралы (итерационные приближения для функций напряженно-деформированного состояния) применяются для выполнения граничных условий задачи. В результате этого определяются основные неизвестные задачи (произволы интегрирования, к числу которых относятся функции начального приближения).

SVPB является аналитическим методом, и асимптотический подход применяется обычно также для вычленения из уравнений доступных соотношений, характеризующих составляющие решения с определенными свойствами (в частности, быстро и медленно меняющихся компонент, отвечающих за краевой эффект и основное решение). При решении рассматриваемой задачей вид решения для основных неизвестных получен путем прямых преобразований без применения асимптотических гипотез. Для первой итерации проведено сопоставление с асимптотическим решением. Решение дополнено результатами, полученными на соотношениях следующей итерации.

В статье представлены результаты разработки и гидродинамические исследования режимов работы водоструйного эжектора, работающего в широком диапазоне расходной характеристики (3÷100 л/мин) и представляющего собой струйный насос с осевым подводом активной (рабочей) однофазной жидкой среды и радиальным подводом пассивной (эжектируемой) однофазной жидкой среды. В ходе проведения вычислительного эксперимента с последующей верификацией результатов с натурным экспериментом выявлены работоспособные и неработоспособные режимы работы устройства, получена зависимость КПД от значений расходов активной и пассивной сред в широком диапазоне. В процессе верификации установлена разница вычислительного эксперимента с натурным, не превышающая 5 %, что соответствует достаточной инженерной точности.

Представлено исследование расходной характеристики центробежной форсунки методами численного моделирования и методом проливок компонентов ракетного топлива. Для определения угла распыла форсунки были проведены численные исследования в программном комплексе ANSYS CFX. В качестве объекта исследования была разработана трехмерная модель центробежной форсунки. Для определения массового расхода через форсунку были проведены замеры объема истекающего жидкого топлива за определенный промежуток времени при соответствующем перепаде давления в баке с горючим и окружающей средой. Результаты проведенных исследований показывают, что расходная характеристика реальной центробежной форсунки может отличаться от идеальной, что скорее всего связано с отклонением геометрических характеристик от номинальных значений в процессе изготовления форсунок, а также с погрешностью полученных данных с соответствующих датчиков на поливочном стенде.

Турбулентный и ламинарный режимы течения жидкости или газа неотличимы на масштабах теплового движения молекул. Однако на мезо- и макро- масштабах проявляются существенные отличия между ними. Турбулентный режим, имеет черты стохастического необратимого по времени процесса на всех масштабах рассмотрения, причем, стохастические пульсации в турбулентном режиме на разных масштабах являются коррелированными — имеют коллективный характер. В отличие от него, ламинарный режим является детерминированным и обратимым по времени на всех масштабах, существенно превосходящих масштаб теплового движения молекул. Существуют диапазоны параметров течения выше некоторых критических значений, при которых с разной вероятностью могут реализовываться и существовать как ламинарный, так и турбулентный режимы. Переходы между ними происходят скачкообразно, необратимым образом, то есть обратный переход при изменении параметров в противоположном направлении может происходить (и обычно происходит) при других значениях параметров. Таким образом, уравнение, описывающее оба этих режима, должно допускать неединственное решение, с негладким и неоднозначно определенным переходом между ними.

Ранее были проведены исследования возможности описания как ламинарного, так и турбулентного течения жидкости на основе одних и тех же «модифицированных» уравнений Навье-Стокса, учитывающих в турбулентном режиме производство энтропии за счет возбуждения стохастических возмущений на разных масштабах течения [1-4]. Решения, соответствующие ламинарным и турбулентным режимам течения несжимаемой нетеплопроводной жидкости, были аналитически получены для задач Хагена-Пуазейля, плоского течения Пуазейля и плоского течения Куэтта. Проведено сравнение экспериментальных и аналитических решений для различных значений числа Рейнольдса.

В настоящей работе показана возможность перехода от уравнения Лиувилля, учитывающего производство энтропии на разных масштабах («модифицированного» уравнения Лиувилля) к «модифицированному» уравнению Больцмана через цепочку «модифицированных» уравнений Боголюбова. На основе этих уравнений приводится вывод «модифицированной» системы уравнений Навье-Стокса.

Разработана эффективная методика аэродинамического проектирования вертолетных профилей на основе параметризации контура профиля универсальным методом PGT (Parent function/Generating functions Transformation). На первом шаге выполняется редукция пространства переменных проектирования (ППП) с использованием решателей низкого уровня. На втором шаге поиск оптимума продолжается в редуцированном ППП с привлечением решателя высокого уровня. Обосновано минимальное количество переменных проектирования необходимое для успешного решения оптимизационной задачи. Проведено сравнение с предыдущим уровнем целевых аэродинамических критериев профилей.

Представлены результаты расчетно-экспериментального исследования особенностей течения двухфазного сверхзвукового потока при воздействии сносящего потока. С помощью экспериментальной установки, созданной на базе стенда для газодинамического напыления покрытий, определено влияние скоростного напора сносящего потока на поперечное распределение частиц дисперсной фазы в сверхзвуковом потоке. Определены значения эмпирических коэффициентов в уравнениях преобразования дискретных траекторий частиц в локально-непрерывное поле расходонапряженности дисперсной фазы. Проведен анализ влияния скоростного напора сносящего потока на среднеквадратичное отклонение локализации частиц вдоль траектории в сверхзвуковом потоке на основе сравнения расчетных и экспериментальных данных.

Приведенные в работе [1] результаты экспериментов с круговыми цилиндрами достаточно большого относительного удлинения дополнены опытами с цилиндром меньшего удлинения. Подтверждено, что при сравнительно малых удлинениях обтекание с ламинарным отрывом затягивается до бо́льших значений чисел Рейнольдса, чем у цилиндра бесконечного удлинения. В области чисел Рейнольдса, соответствующих переходу от ламинарного отрыва к турбулентному, как и в [1], обнаружен гистерезис в величине коэффициента сопротивления при «прямом» и «обратном» ходе эксперимента по скорости.

В статье показана эффективность метода снижения лобового сопротивления цилиндра с установкой плоской пластины сзади и дефлекторов спереди вблизи его поверхности при числе Рейнольдса Re=10⁵. Результаты моделирования выполнены с помощью вычислительного пакета ANSYS Fluent. Установлено, что коэффициент сопротивления комбинации цилиндра с одним плоским дефлектором и с установкой дополнительной разделительной задней пластины, может существенно снизить коэффициент лобового сопротивления до минимального значения 0,45. Приведённые данные можно рекомендовать для аэродинамического проектирования тел с цилиндрическим поперечным сечением с целью снижения их лобового сопротивления.

Исследуются финитно-временной и спектрально-финитный методы обработки (фильтрации) сигналов. Эти подходы основаны на теореме ортогонального проецирования и являются оптимальными по критерию минимума суммы дисперсии ошибок. Подходы способны 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. Разработанные алгоритмы являются более простыми при их реализации, как при полной и не полной априорной определенности, помехоустойчивыми и робастными. Моделирование осуществлялось 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.

Необходимость правильной оценки эффективности проводимой разведки, осуществляемой с использованием интегрированных пространственно-распределенных авиационных комплексов пилотируемых средств воздушной разведки объясняется теми экстремальными условиями, в которых они часто должны быть реализованы. При этом правильное планирование таких полетов является одним из важнейших задач, решение которых обеспечил бы успешное завершение миссии беспилотных летательных аппаратов разведывательного типа. Принятие мер, обеспечивающих высокое качество изображений, получаемых в ходе полета БПЛА безусловно является существенной компонентой такого планирования. изображения. Целью настоящего исследования является определение основных закономерностей при организации адаптивного режима работы опто-электронной воспроизводящей аппаратуры. Суть предлагаемого адаптивного режима, заключается в оперативном изменении фокусного расстояния в зависимости от высоты полета БПЛА с целью достижения максимально возможной величины показателя по шкале NIIRS. В настоящее время для оценки качества изображений, получаемых от электрооптических систем БПЛА в инфракрасном диапазоне, используется критерий NIIRS. NIIRS является оценочной шкалой степени интерпретируемости получаемых от БПЛА изображений. Чем выше оценка по шкале NIIRS, тем больше деталей можно разобрать в полученном изображении. Шкала NIIRS содержит 10 уровней, где нулевой уровень обозначает изображение, в котором невозможно различить, какие-либо детали, девятый уровень обозначает изображения, в которых отчетливо видно передвижение людей. Математическим аппаратом, наиболее часто употребляемым для вычисления уровней этой шкалы является Общее уравнение качества изображения. Исследованы возможности адаптивного построения БПЛА разведывательного типа с переменным фокусным расстоянием. Показано, что корневая зависимость второй степени высоты полета БПЛА от фокусного расстояния оптоэлектронной аппаратуры является наихудшим вариантом адаптивного управления высотой полета, при реализации которого оценка выполнения миссии БПЛА по шкале NIIRS достигает минимальной величины. При проектировании, а также функционировании БПЛА разведывательного типа, целесообразно избегать организации такого режима адаптивного управления.

Произведена практическая оценка степени влияния шумовых характеристик ВОЛС, в основе которой лежит модуляция лазерного излучения посредством электроабсорбции, на качество сигнала системы синхронизации, сопоставление расчетных и измеренных шумовой и передаточной характеристик системы синхронизации, построенной на основе ВОЛС для радиоинтерферометра. Расчетное значение коэффициента передачи и шума для системы, с учетом применяемых усилителей, составило не более 16 дБ и не менее 24 дБ соответственно. По результатам измерений коэффициент передачи составил величину от 13 до минус 3 дБ, а коэффициент шума – не менее 30 дБ, полученные расхождения обусловлены нелинейностью электрооптического преобразования посредством электроабсорбции и нелинейностью фотодиода. Измерен вносимый фазовый шум системы синхронизации на частотах 1, 5 и 10 ГГц. Определена величина вносимой фазовой ошибки волоконно‑оптической линии связи, которая составила: для 1 и 5 ГГц – не более 0,056 градуса, а для 10 ГГц – не более 0,176 градуса.

Рассмотрено применение аппарата искусственных нейронных сетей в задаче обнаружения и разрешения сигналов цели и уводящей помехи. Показано, что данную задачу в контексте машинного обучения можно свести к задаче обработки временных последовательностей. Приведены результаты обучения и сопоставительного анализа ряда соответствующих нейросетевых архитектур.

Состояния Белла являются фундаментальными элементами квантовых вычислений и квантовой информации. В статье представлено исследование моделирования состояний Белла на основе квантовых алгоритмов с использованием различных квантовых гейтов (вентилей), алгоритмов инициализации и измерения. Предложенные алгоритмы повышают производительность, эффективность и точность программных реализаций квантовых симуляторов и помогают понять квантовые решения сложных проблем. Алгоритмы симуляции и манипуляции состояниями Белла могут быть использованы в различных приложениях.

Рассматривается механическая система, состоящая из двух пластин взаимодействующих друг с другом через слой вязкой сжимаемой жидкости, в которой поддерживается постоянное давление, в результате чего верхняя абсолютно жесткая пластина совершает вертикальные колебания. Нижняя пластина представляет собой упругий трехслойный статор. В данной статье проведено математическое моделирование для данной системы и найдено выражение для амплитудно-частотной характеристики, дальнейшее исследование которой позволит выявить и исключить резонансные явления в конструкциях подобного типа.

Разработка системы автоматического управления любым достаточно сложным техническим объектом представляет собой длительный многоплановый процесс, одним из основных этапов является построение адекватной математической модели объекта управления. Выбор математической модели объекта так или иначе связан с идеализацией его математического описания, которая предполагает выделение главных закономерностей в поведении объекта и пренебрежение второстепенными связями и эффектами, с учетом ожидаемых условий его физики функционирования в реальной системе. Если в системе регулирования нагревом стержня в печи, реализовать переход от, присущим системам с распределенными параметрами, дифференциальных уравнений в частных производных, к обыкновенными дифференциальным уравнениям, то наиболее целесообразно рассматривать систему как линейную систему с запаздывающим аргументом.

Следует отметить, что такая процедура является весьма полезной, поскольку алгоритмы для эффективного решения обыкновенных дифференциальных уравнений разработаны значительно лучше, по сравнению с алгоритмами прямого решения дифференциальных уравнений в частных производных.

В работе представлена возможная реализация перехода от дифференциальных уравнений в частных производных к обыкновенным дифференциальным уравнениям для решения задачи параметрического синтеза систем автоматического управления с распределенными параметрами. В качестве математического аппарата используется метод разделения переменных (Фурье), а также получение матриц пространства состояний с целью получения передаточной функции системы автоматического управления с распределенными параметрами.

В работе демонстрируется решения инженерно – технической задачи – синтез регулятора для нелинейной САУ при полиномиальной аппроксимации нелинейной характеристики. Объектом исследования является маломощная потенциометрическая следящая система с нелинейным и импульсным элементами в своем составе. В качестве математического аппарата используется обобщенный метод Галеркина.

Предлагается подход к численному моделированию переходных и установившихся режимов в работе импульсных преобразователей напряжения постоянного тока, учитывающий разрывные особенности в формулировке описывающих рассматриваемую проблему дифференциальных уравнений. Алгоритм численного решения поставленной задачи основан на методе численного интегрирования с применением неявной схемы Эйлера. В качестве примера представлены результаты расчётов, касающиеся переходного и установившегося режимов в работе принятого к рассмотрению понижающего преобразователя напряжения постоянного тока.

Важной составляющей социально-экономического развития страны является наличие развитой мультимодальной транспортной системы. Одной из основных задач эффективного функционирования такой системы представляется в согласованности друг с другом отдельно взятых видов транспорта, что позволяет повысить транспортную доступность для потенциальных пассажиров в системе.

В работе исследуется проблема связности железнодорожной и авиационной систем на территории Российской Федерации (РФ). Разработана модель, позволяющая определить для каждого пункта полета доступность железнодорожного сообщения. В качестве метрики выступает время движения по дорогам. На основе разработанной модели сформированы группы пунктов полета по доступности альтернативного вида транспорта. Определены пункты, из которых теоретически могут осуществляться вылеты для подвоза потенциальных пассажиров к железнодорожным станциям, тем самым улучшая связность всей транспортной системы РФ.

Использование фотоэлектрических преобразователей для авиационной и космической промышленности является очень важной задачей. В частности, на комических аппаратах и станциях это основной источник электрической энергии. При этом при работе полупроводниковых фотоэлементов постоянно возникают какие-нибудь недостатки, авторы данной работы предлагают некоторые решения этой проблемы. Например, перегрев фотопреобразователей приводит к падению их КПД и снижению энергетических характеристик. Для решения этой задачи авторами был предложен интересный способ уменьшения таких последствий. В работе были проведены теоретические и экспериментальные исследования, проведены необходимы расчеты и сделаны качественные предложения. В данном исследовании проанализировано влияние пассивного охлаждения на эффективность фотогальванических элементов на основе кремния. Фотоэлектрический элемент (ФЭ) подвергался отводу тепла за счет использования алюминиевого радиатора. Определение размеров радиатора основано на результатах анализа стационарного теплообмена. Экспериментальные исследования проводились при различных температурах окружающей среды и уровнях освещенности вплоть до одного солнца с использованием имитатора солнца. Основываясь на эмпирических данных, полученных в результате применения этой методологии охлаждения, эффективность фотогальванического элемента в преобразовании световой энергии в электрическую значительно повышается. Эффективность фотоэлемента увеличивается на 20% при воздействии излучения интенсивностью 800 Вт/м². Наиболее значительное снижение температуры отмечается при уровне освещенности 600 Вт/м². Фотогальванические элементы, как с ребрами, так и без них, демонстрируют улучшенные характеристики при более низких температурах окружающей среды. Проведенные исследования позволяют обеспечить качественную генерацию электрической энергии и снижают зависимость работы солнечных батарей от температуры, что значительно повышает энергетические характеристики энергостанции и обеспечивает надежную генерацию электрической энергии. Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные в этой работе, позволяют продолжить разработки солнечных установок и значительно могут расширить научные данные о режимах работы фотоэлектрических станций как наземного, так и космического базирования. Эти данные необходимы как для обеспечения надёжной работы авиационно-космической техники, так и для работы наземных энергетических комплексов.

Рассматривается применение методики автоматизированного размещения элементов на гибко-жесткой печатной плате электронного средства с учетом тепловой и электромагнитной совместимости на основе двухуровневого генетического алгоритма на практических примерах. В соответствии с методикой проведено моделирование тепловой и электромагнитной совместимости спроектированных гибко-жестких печатных плат. Результаты моделирования подтверждают качество проектных решений с применением предлагаемой методики автоматизированного размещения элементов. Сравнительный анализ ручного размещения с автоматизированным режимом подтверждает эффективность использования методики автоматизированного размещения элементов. Приведена апробация методики автоматизированного размещения элементов на плате на 11 практических примерах, подтверждающая возможность применения разработанной методики как для гибко-жестких печатных плат, так и для обычных печатных плат.

В работе даётся описание вычислительной модели, основанной на методе численного интегрирования и предназначенной для решения в линейной эйлеровой постановке задач устойчивости сжимаемых в осевом направлении вафельных цилиндрических оболочек. С принятием гипотезы «размазывания» указанные оболочки рассматриваются по схеме конструктивно-ортотропных оболочек, подчиняющихся гипотезам Кирхгофа-Лява. На основе тетраэдрального элемента (Tet10) в среде программного комплекса MSC Patran/Nastran строится также альтернативная конечно-элементная модель для решения тех же задач. Достоверность получаемых численных решений подтверждается хорошим согласованием результатов расчётов на основе отмеченной альтернативной вычислительной модели и имеющимся решением методом конечных разностей. Результаты проведённых расчётов на устойчивость при осевом сжатии образцов вафельных цилиндрических оболочек, изготовленных из алюминиевых сплавов, сравниваются с имеющимися экспериментальными данными.

Рассмотрена задача определения напряженно-деформированного состояния двухслойной упругой полосы, находящейся в температурном поле, под действием поперечной изгибающей нагрузки. На коротких сторонах полосы могут быть наложены те или иные условия на перемещения или напряжения.

Для построения решения используется метод, названный в [1] методом Сен-Венана–Пикара–Банаха (SVPB). Будучи основанным на обобщении идей полуобратного метода Сен-Венана [2] и метода последовательных приближений Пикара [3], он позволяет для системы уравнений теории упругости найти все неизвестные путем последовательных вычислений без каких-либо предварительных гипотез. Безразмерные дифференциальные уравнения в частных производных с малым параметром тонкостенности для тонкой полосы записываются как интегральные относительно поперечной координаты подобно тому как это делается в методе Пикара. Затем уравнения и преобразованные соотношения упругости выстраиваются в последовательность, соответственно позволяющую последовательно вычислять неизвестные задачи, выражая их через получившиеся при интегрировании по поперечной координате четыре произвольные функции продольной координаты и интегральные коэффициенты от функции изменения жесткостей слоев в поперечном направлении. Имея такие формулы для всех искомых неизвестных задачи можно записать выражения для граничных условий на длинных сторонах для определения четырех произвольных функций интегрирования по Пикару [4]. Эти выражения представляют собой обыкновенные дифференциальные уравнения с малыми параметрами при производных по продольной координате. Их решениями являются медленно меняющиеся функции основного напряженно-деформированного состояния и быстро меняющиеся функции типа краевого эффекта. Константы интегрирования обоих решений определяются из граничных условий на коротких сторонах полосы. Для медленно меняющихся условия совпадают с классическими для балки. Не удовлетворенные классическим решением условия удовлетворяются с помощью постоянных интегрирования быстро меняющихся решений, добавляя к медленно меняющемуся решения краевого эффекта и особенности в углах полосы [5]. Подставив эти решения основных неизвестных в ранее полученные после первой итерации формулы, получим формулы для всех искомых неизвестных задачи теории упругости слоистой полосы, справедливые для каждой точки полосы.

В статье приведена методика расчета амортизации спускаемых аппаратов (СА) при посадке на поверхности планет и их спутников. Рассмотрена задача посадки СА на рыхлый и твердый грунт. В качестве энергопоглотителей рассмотрены упругопластические материалы, соты и пенопласты, которые одновременно являются теплозащитой СА. Приведены результаты расчета перегрузок и времени удара для разных типов СА, а также глубина внедрения СА при посадке на рыхлый грунт.

Рассматриваются результаты численного моделирования процесса раскрытия трансформируемой зонтичной антенны космического аппарата – ретранслятора. Кинематическая схема конструкции антенны состоит из: спицы, зафиксированной шарнирно к неподвижному основанию; шатуна, соединенного шарнирно со спицей и ползуном и совершающих плоскопараллельное движение; ползуна, движущегося поступательно. Анализ результатов моделирования позволил выявить влияние характера инициализирующего усилия и используемых в конструкции материалов на конечную скорость, конечное ускорение, время раскрытия, потребное усилие инициализации, напряжение, амплитуду остаточных колебаний и их частоту, частоту и формы собственных колебаний элементов конструкции антенны космического аппарата.

В работе рассмотрены результаты экспериментальных исследований по проверке новой математической модели свободных колебаний тонкостенной пластины с жестко-защемленными краями. В настоящее время широко используются конструкции пластин с жестко закрепленными краями в самолетостроении и строительных конструкциях: зданиях и сооружениях, а также в различных отраслях промышленности. Вместе с тем на эти конструкции воздействуют различные нагрузки (ветровые, снеговые и вибрационные), что вызывает свободные колебания и приводят к явлениям резонанса, в некоторых случаях разрушению конструкции и техногенным катастрофам. Экспериментальные исследования на сегодня являются одними из самых действенных. Воздействие на оболочку внешних сил позволяет получать в испытательном стенде экспериментальные зависимости частотной характеристики колебаний оболочки и величины присоединенной массы. Изучение свободных колебаний пластины позволяет изучать резонансные режимы колебаний, параметры их наступления, для предотвращения разрушения реальных оболочечных конструкций. Колебания с умеренными амплитудами свободных колебаний были разложены согласно полученных уравнений. Дискретная нелинейная модель колебаний тонкой оболочки, защемленной по краям, полученная при проведении исследований, проводилась с применением метода многих масштабов. При проведении экспериментальных исследований использован бесконтактный измеритель частотных характеристик системы HSV-2000 состоит из контроллера HSV2001/2002, лазерного блока HSV-800 и прочной компактной сенсорной головки HSV-700. Лазерный блок содержит интерферометр и маломощный лазер, а также осциллограф Rohde&Schwarz RTB2002. По результатам исследований проведена экспериментальная проверка математической модели свободных колебаний пластины с жестко защемленными краями. Как результат работы - описана зависимость первого собственного числа λ от ε для рекурсивной формулировки теории возмущений и аппроксимации Паде, а также экспериментальные данные. Предельная величина параметра ε, при котором различие в результатах, полученных при помощи рекурсивной формулировки теории возмущений и аппроксимации Паде будут находиться в пределах 5%, – ε = 0.4.

В работе изучается задача о деформациях вязкоупругого слоя Земли под действием сил притяжения Луны и Солнца. Земля представляется как вязкоупругое твердое тело, состоящее из твердой части и вязкоупругой оболочки. На основе уравнений деформаций получены приближенные выражения для частот приливных деформаций.

В статье рассмотрена устойчивость стационарного вращения твёрдого тела, имеющего цилиндрическую полость, полностью заполненную несжимаемой криогенной жидкостью. Устойчивость стационарного вращения тела со стратифицированной жидкостью изучается на основе обыкновенных дифференциальных уравнений, коэффициенты которых определяются из решения краевых задач гидродинамики, не зависящих от времени. Отличительной особенностью всех криогенных жидкостей является неоднородное изменение плотности и температуры, наблюдаемое во всех режимах хранения и эксплуатации. Наиболее значительное расслоение криогенного компонента происходит в направлении действия внешнего поля массовых сил. Для исследования движений такой механической системы подходящей моделью является стратифицированная несжимаемая жидкость. Получены характеристические уравнения краевой задачи и движения твёрдого тела со стратифицированной жидкостью, стационарно вращающейся вокруг своей оси. Построены области устойчивости свободного вращения тела со стратифицированной жидкостью в безразмерных параметрах.

Одно из наиболее перспективных применений сплавов с памятью формы (СПФ) в авиационной промышленности [1,2] заключается в изготовлении из них муфт, предназначенных для термомеханического соединения (ТМС) трубопроводов. В настоящее время в ОКБ «Сухого», проведен анализ возможности применения вышеуказанных сплавов в гидравлической системе ЛА, выявлены зоны предпочтительного использования муфтовых соединений из СПФ в конструкции планера («сухие зоны», «закладные зоны» под композиционными панелями). Также рассматривалось применение муфтовых соединений из СПФ для проведения ремонтных работ топливных и гидравлических систем ЛА непосредственно в местах базирования и эксплуатации ЛА.

В рамках работы были разработаны математические модели материала СПФ в программном комплексе конечно — элементного моделирования Simulia AbaQus, способные описывать функциональные свойства СПФ, реализуемые в процессе всего жизненного цикла муфты из этого материала. Кроме того, модели обладают высоким уровнем доступности и могут быть использованы при решении большинства технических проектов по внедрению в конструкцию ЛА элементов из СПФ, в том числе при проектировании термомеханических соединений с применением муфт из этого материала. А также предложены два альтернативных способа увеличения внутреннего радиуса муфты из СПФ, проведено сравнение с используемым в настоящее время методом дорнирования, выявлен оптимальный подход.

Достоверность результатов работы подтверждена валидацией разработанных программных модулей по результатам натурных испытаний элементарных образцов на базе системы Ni-Ti и верификацией по известным аналитическим решениям модельных краевых задач механики СПФ.

Предложен метод эффективного приближенного решения обратной задачи для профиля в вязком потоке, основанный на коррекции эквивалентной невязкой циркуляции и генерирующих функциях метода PGT (Parent function Generating function Transformation). Расчет обтекания профиля выполняется на основе решателя высокого уровня, а коррекция геометрии осуществляется на основе решения хорошо поставленной обратной задачи (ОЗ) для уравнения полного потенциала. Алгоритм реализации условий разрешимости обратной задачи позволяет получать распределения давления близкие к целевому распределению давления по верхнему контуру профиля с использованием корректирующей функции получаемой на основе метода наименьших квадратов.

На примере профиля NACA-23012 проведена верификация метода решения вязкой обратной задачи (ВОЗ), показана возможность восстановления контура профиля, по заданному на нем распределению давления.

Приведен демонстрационный пример, показывающий возможность улучшения аэродинамических характеристик многорежимного профиля на основе решения ВОЗ.

Стабилизаторы давления применяют для минимизации последствий гидравлических ударов в трубопроводах. В статье представлены результаты вычислительных экспериментов распространения волны гидравлического удара в жидкой рабочей среде в прямом трубопроводе и трубопроводе с установленным стабилизатором давления поршневого типа. Приведен аналитический расчет основных параметров рабочей среды в стабилизаторе давления в момент гидравлического удара, таких как давление гидравлического удара и период колебаний повышенного давления. В ходе верификации аналитического метода установлена относительная погрешность расчета давления гидравлического удара, составляющая менее 5%, что соответствует приемлемой инженерной точности. Определено, что использование стабилизатора давления поршневого типа снижает давление гидравлического удара более чем на 83%, что свидетельствует об эффективности разработанной конструкции.

В работе выполнено исследование влияния числа Рейнольдса на особенности обтекания и характеристики пространственного нерегулируемого воздухозаборника внешнего сжатия. На основе результатов численного решения системы осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса с моделью турбулентности SST выполнено расчётное исследование обтекания изолированного сверхзвукового воздухозаборника с овальным входом с системой управления пограничным слоем при различных числах Рейнольдса. Получены дроссельные характеристики изолированного воздухозаборника при режимах, соответствующих числам Рейнольдса от Re~0.4х10⁷ до Re~4.2х10⁷. Определено влияние числа Re на характеристики воздухозаборника, в том числе, выявлено снижение значения коэффициента восстановления полного давления ν изолированного воздухозаборника с увеличением числа Рейнольдса на пологом участке дроссельной характеристики (при докритическом режиме работы воздухозаборника) за счёт ослабления эффекта снижения потерь полного давления в косых скачках уплотнения λ-образной структуры, возникающей при обтекании перфорированного участка системы управления пограничным слоем.

Статья посвящена формулировке основных уравнений нелинейной динамики твердого тела, совершающего сложное движение, и имеющего полость заполненной двухслойной идеальной тяжелой жидкостью. В постановке задачи введено рассмотрение квазискоростей вместо обобщенных скоростей и использовано уравнение Эйлера-Лагранжа для движения твердого тела. В статье показывается, что с помощью принципа Остроградского, была получена полная совокупность уравнений движения твердого тела относительно квазискоростей V_oi , ω_i и движения двухслойной жидкости относительно обобщенных координат B_j и Q_n.

В статье рассмотрены особенности определения существенности влияния инструментальной погрешности автоматических и автоматизированных оптических станций технических систем (комплексов) испытательного полигона (испытательной организации) (далее – ТСКП), а также погрешности, вносимой оператором автоматизированных станций, на суммарную погрешность внешнетраекторных измерений. Подробно изложен методический аппарат применения методов факторного анализа при выявлении значимости отдельного фактора на суммарную погрешность измерений. Приведен анализ различных радиотехнических способов определения собственных координат летательных аппаратов при проведении летных экспериментов, направленных на установление их фактических летно-технических характеристик. Показана важность технических средств (комплексов) испытательных полигонов для независимой и высокоточной оценки координат и скоростных характеристик летательных аппаратов.

Предложен подход для выявления существенности факторов, вносящих погрешности в результаты измерений различных каналов ТСКП. Показано, что в качестве эталонных значений могут быть приняты координаты звезд и других астрономических объектов, вычисленные с требуемой точностью. Совместное использование математического аппарата теории вероятности, математической статистки, дисперсионного анализа и факторного анализа позволяет сформировать критерий для отбора значимых и несущественных факторов, влияющих на точность измерений ТСКП. Это позволяет проводить оценку точности и достоверности результатов определения внешнетраекторных параметров летательных аппаратов при помощи технических средств и комплексов испытательного полигона. Предложена методология решения выявленных проблемных вопросов.

В данной работе проводятся экспериментальные исследования электромагнитных характеристик образца композитного материала. Предложен экспериментальный стенд для исследования электромагнитных характеристик композитного материала. Композитный материал представлен слоистым стеклопластиковым материалом. Средний слой рассматриваемого композитного материала выполнен из пластиковой пористой структуры с внедренными металлическими лентами. Основное назначение работы – это обеспечение требуемых электромагнитных характеристик фюзеляжа летательного аппарата. Получены результаты экспериментальных исследований электромагнитных характеристик образца композитного материала. Эффективность экранирования образца композиционного материала имеет достаточно низкие значения. При этом электромагнитные поля в основном проходят исследуемый образец композитного материала без заметного ослабления. Эффективность экранирования образца на разных частотах неравномерна, что обусловлено конструкцией композиционного материала и резонансными эффектами. Для улучшения электромагнитных характеристик исследуемого образца материала следует рекомендовать один из наружных слоев выполнить с применением углеродных волокон, что должно повысить эффективность экранирования без увеличения коэффициента отражения.

Рассмотрен алгоритм построения и кодирования алгебраических сверточных кодов, позволяющий сформировать набор порождающих многочленов и основных параметров сверточного кода. Выполнен анализ алгоритмов декодирования алгебраических сверточных кодов: алгоритм Витерби с мягким входом и жестким выходом и алгебраический – жесткий вход и жесткий выход.

Разработана интегральная микросхема кодека алгебраического сверточного кода, обеспечивающая декодирования как алгебраическим методом, так и на основе декодера максимального правдоподобия Витерби. Кроме того, предусмотрена возможность перемежения.

Проведено математическое моделирование выбранных алгоритмов и дана оценка необходимых отношений E_b/N₀.

В настоящее время применение БПЛА охватывает как мирные, так и военные сферы человеческой деятельности, что выдвигает на первый план различные задачи оптимизации и моделирования их функционирования. Широкое распространение и развитие теории и практики групповых полетов БПЛА привело, естественно, к решению многих задач обеспечения высокой эффективности передачи данных в сетях связи группы БПЛА. При военных конфликтах борьба противоборствующих сторон часто приводит к сопутствующим полетам различных беспилотников, в которых участвуют дроны противоборствующих сторон. При этом перед дроном одной из противоборствующих сторон может быть поставлена задача заглушить, или вывести из строя дроны противоборствущей стороны. Целью исследования является определение условий нейтрализации воздействия мощного радиоизлучения, исходящего от дрона специального назначения, функция которого заключается в нейтрализации дронов другой стороны. Рассмотрена схема, в которой для глушения и нейтрализации функционирования дронов первой стороны, вторая сторона конфликта пользуется дроном, несущим мощный генератор заглушающего электромагнитного излучения той же длины волны, на котором работают дроны первой стороны. Рассматривается случай распространения излучения по траектории прямой видимости. Определено условие, обоснованное необходимостью минимально возможного отклонения атакуемого дрона от исходно заданной траектории. Сформулирована и решена задача оптимального ухода от исходно заданной траектории атакуемого дрона из-за воздействия заглушающего электромагнитного излучения. Определено условие достижения минимального воздействия заглушающего электромагнитного излучения дрона второй стороны на дрон первой стороны.

Представлена аналитическая модель определения параметров движения орбитального объекта (ОО) по результатам его наблюдений с борта космического аппарата (КА) на основе нейронной сети. Рассмотрено влияние структуры многослойной нейронной сети (НС) прямого распространения на точность определения параметров движения центра масс некооперируемого ОО по результатам измерений, проводимых с помощью оптической системы КА. Проведены исследования по определению зависимости точности решаемой задачи от изменения размеров НС как по числу внутренних слоёв, так и по числу нейронов в каждом слое.

Рассмотрены оценки динамического состояния технического объекта в виде вибрационной технологической машины, используемой при реализации технологических процессов, связанных, в частности, с вибрационным упрочнением длинномерных деталей. Рассматриваемый технический объект содержит массоинерционные и упругие элементы. Предложено использование подходов структурного математического моделирования, основанных на применении динамических аналогов исходных расчетных схем вибрационных технологических машин в виде механических колебательных систем с несколькими степенями свободы, представляющих собой структурные схемы систем автоматического управления. Оцениваются возможности изменения динамического состояния вибрационной технологической машины за счёт корректировки параметров составляющих элементов для получения устойчивых динамических режимов работы рассматриваемого технологического оборудования.

Рассматривается задача поиска одиночных дефектов в электрических цепях различного типа сложных автоматизированных систем управления (АСУ) таких как АСУ подготовкой и пуском ракет космического назначения (РКН). Дефекты проявляются в виде модели дефекта типа «короткое замыкание» (КЗ). Предлагается алгоритм поиска, сокращающий число шагов поиска в рамках комбинированной стратегии разбиений исходного множества возможных дефектов (пар цепей), включающей принцип половинного разбиения и последовательного перебора. Показано, что в отличие от известных стратегий (полного перебора, половинного разбиения и известных смешанных) предлагаемая стратегия позволяет не только обнаружить наличие дефекта в цепях объекта контроля, но и выявить цепи, имеющие сообщение между собой, за минимальное количество шагов проверок.

Полученные результаты целесообразно использовать при разработке устройств контроля электрооборудования наземных и бортовых систем, обеспечивающих контроль и поиск дефектов при подготовке РКН к запуску.

В статье исследуется вопрос выполнения эргономических, монтажных, габаритных требований к бортовой аппаратуре в процессе её размещения в отсеках космических аппаратов. Получена зависимость монтажных зазоров на конструкцию креплений от масс устанавливаемых приборов. Разработаны методика и алгоритм по оценке антропометрических и физиологических характеристик оператора с целью контроля за выполнением эргономических требований к компоновке приборов. Для коррекции координат электронных геометрических моделей бортовой аппаратуры в случае возникновения пересечений с конструкцией предложена формула пересчёта. Тестирование проведено на примере одного из крупногабаритных пилотируемых космических аппаратов научного назначения, также отмечена роль электронного и материального макетирования с целью подтверждения результатов моделирования. Созданное в ходе работы программное обеспечение предполагается использовать в процессах разработки конструкторской документации на предприятиях космического машиностроения после ряда дополнительных обновлений алгоритма.

В работе приведен анализ существующих методов и средств контроля, применяемых на борту современных воздушных судов. Обоснована необходимость и возможность увеличения глубины поиска места отказа, за счет применения методов машинного обучения, позволяющих автоматически создавать и использовать трудно формализуемые диагностические модели. Разработан модифицированный алгоритм диагностирования информационно-преобразующих элементов бортового оборудования на основе машинного обучения через взаимодействие с мультиплексным каналом информационного обмена, с модификацией алгоритма в части применения блока автоматического назначения оптимальных параметров обучения, по критерию обеспечения его полной автономности (обучения без учителя), за счет предварительного анализа обучающей выборки для каждого информационно-преобразующего элемента. Рассмотрена проблема влияния внешних возмущающих воздействий на результат диагностирования информационно-преобразующих элементов бортового оборудования, и с целью компенсации данных воздействий применен модифицированный фильтр Калмана с автоматическим определением оптимальных параметров фильтрации для каждого информационно-преобразующего элемента, за счет предварительного анализа обучающей выборки. Разработанный алгоритм сочетает в себе комплексирование (ансамблирование) трех моделей машинного обучения, с мажоритарным принципом формирования на выходе результата контроля каждого информационно-преобразующего элемента по методу «два из трех», с целью повышения достоверности результатов контроля, а также минимизации вероятности возникновения ошибок первого и второго рода при диагностировании. Под информационно-преобразующими элементами в работе подразумевается бортовое оборудование, выполняющее свои функции через мультиплексный канал информационного обмена. При этом ожидается снижение времени восстановления воздушного судна за счет минимизации времени поиска места отказа, что позволит повысить основной комплексный показатель надежности воздушного судна — коэффициент готовности.

В данной статье исследуется применение системной технологии в процессе разработки цифровых двойников для использования в двигателестроительной промышленности. Авторы определяют основные требования и специфические особенности создания цифровых двойников, а также разрабатывают системно-лингвистический подход к формированию формальных моделей изучаемой предметной области. Этот подход позволяет обеспечить должный уровень формализации в процессе создания цифровых двойников как реальных, так и виртуальных объектов, сохраняя при этом их причинно-следственные связи. Авторы также рассматривают логику представления цифровых двойников в пространственно-временной системе координат Минковского с учетом кибернетического принципа их физической реализуемости. В качестве примера применения данной методологии представляются системные модели метаязыков и системные модели газотурбинных двигателей (ГТД), как объектов управления и контроля, а также модель формирования ресурсов ГТД начиная с этапа технического предложения на их разработку. Таким образом, представлены результаты анализа повышения эффективности применения принципов и методов системной инженерии при разработки цифровых двойников.

Безопасность полетов остается приоритетной задачей в авиационной отрасли. Переход к предиктивным технологиям представляется сегодня наиболее перспективным подходом к решению данной задачи. Постоянный мониторинг характеристик силовой установки, бортового оборудования, состояния конструкции планера и действий экипажа в процессе эксплуатации позволяет заблаговременно выявить предпосылки к отказам или летным происшествиям и предпринять меры по их недопущению. В настоящей работе рассматриваются некоторые перспективные направления исследований в интересах построения комплексной системы управления безопасностью полетов, в том числе: мониторинг состояния конструкции самолета, мониторинг состояния силового привода и мониторинг полетной ситуации. Результатом данных исследований должны стать обсуждаемые в работе демонстраторы предлагаемых технических решений и технологий.

В работе обсуждается актуальность задачи обеспечения конфиденциальности визуальной информации, получаемой оптическими сенсорами беспилотных авиационных систем (БАС). Делается вывод о том, что основным фактором, препятствующим во внедрении алгоритмов защиты данных, получаемых оптическими сенсорами гражданских БАС является их вычислительная сложность, в связи с этим целесообразным является поиск и внедрение математически простых способов защиты. Предлагается использование матричного маскирования, как альтернативы криптографическим методам для решения обсуждаемой задачи. Рассматривается и анализируется специфика маскирования полноцветных изображений и кадров видеопотока, получаемых полезной нагрузкой БАС. Результаты анализа показывают, что полноцветные изображения в результате маскирования приводятся к шумоподобному виду с полным разрушением контуров исходного изображения, делая невозможными любые визуально-аналитические действия, в случае равенства размеров изображения и размеров матрицы-ключа. Выявлено, что маскирование полноцветных изображений имеет свою специфику в отличие от маскирования полутоновых изображений, обеспечивается лучшее перемешивание пикселов, и как следствие лучшее разрушение контуров исходного изображения, в сравнении с маскированием полутоновых изображений, тем самым, становится возможным маскирование матрицами малых размеров.

В работе анализируется необходимые параметры функционирования демонстрационной солнечной космической электростанции с лазерным каналом передачи энергии. Рассматривается различные варианты орбит, мощности, диаметра зеркальной системы лазерного передатчика и циклограмма работ. Показано наличие технических решений современной оптико-электронной и ракетно-космической техники, которые могут быть использованы для создания солнечной космической электростанции.

В работе рассматриваются вопросы оптимального планирования вычислительных ресурсов на средствах бортового вычислительного комплекса космического аппарата дистанционного зондирования Земли в условиях сложно-прогнозируемого возрастания вычислительной нагрузки, а также обеспечение эффективного функционирования бортового комплекса обработки информации при неблагоприятной фоноцелевой обстановке.

В данной работе было проведено исследование практической реализации подхода к аутентификации источников сообщений ограниченной длины. Этот подход основан на использовании кодирования в режиме сцепления блоков. Описана организация адресного пространства для хранения результатов промежуточных вычислений, которые представлены в виде ориентированного древовидного графа. Показано, что для каждого такого графа можно выделить участки, в которых происходит его модификация, и участки, которые оказываются немодифицируемыми на определённых этапах выполнения процедуры аутентификации. Подобное различие в режимах доступа является предпосылкой для организации системы параллельной обработки указанных графовых структур.

Также было показано, что использование данной организации памяти позволяет разделить весь процесс обработки сообщения ограниченной длины на 5 этапов. Из этих этапов, три могут быть реализованы специализированными модулями, которые работают параллельно и обращаются к непересекающимся областям матрицы регистров. Реализация асинхронной параллельной работы модулей, выполняющих операции декодирования поступающих пакетов данных, размещения их в непересекающихся областях регистровой памяти и анализа результатов промежуточных вычислений позволяет повысить скорость выполнения процедуры аутентификации.

Также была произведена оценка теоретически достижимого уровня параллелизации процедуры обработки сообщений. Оценка показала, что разрядность кода аутентификации определяет характер зависимости максимального уровня параллелизации от числа взаимодействующих источников. В случае, если разрядность кода превышает теоретическую границу применимости подхода на основании кодирования в режиме сцепления блоков, целесообразно использовать для параллельной работы не более 5 блоков декодирования и обработки древовидной системе, разделяя при этом пространство памяти для хранения промежуточных результатов на соответствующее число областей.

Явление температурного удара возникает при перемещении космического аппарата из тени Земли на освещённые Солнцем участки орбиты и сопровождается появлением температурных деформаций больших упругих элементов космического аппарата. Эти деформации могут существенно влиять на движение космического аппарата, особенно когда речь идёт о малом космическом аппарате. Возмущения от температурного удара в некоторых случаях снижают качество выполнения целевых задач малым космическим аппаратом, например качество снимков поверхности Земли. В работе получены зависимости возмущающих факторов от температурного удара. Оценены параметры движения малого космического аппарата, возникающие вследствие данных возмущений. Проведен анализ выполнения требований по обеспечению целевых значений угловой скорости малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли типа EO-1. Результаты работы могут быть использованы при выполнении задач дистанционного зондирования Земли малым космическим аппаратом.

В рассматриваемом (идеализированном) случае многоугольник, в вершинах которого расположены осциллирующие грузы, лежит в плоскости. В технических приложениях грузы не должны препятствовать перемещениям друг друга, следовательно, каждому грузу должна соответствовать своя плоскость, а все плоскости должны быть параллельными (наподобие многопоршневого механизма). Условием возникновения свободных гармонических колебаний является равенство нулю полной энергии системы, которая в рассматриваемом случае является исключительно кинетической, что и обусловливает монореактивный характер осциллятора. В рассмотренном многомерном плоском монореактивном осцилляторе могут происходить свободные гармонические линейные колебания грузов. При этом в энергообмене участвует только кинетическая энергия. В упругих элементах нет необходимости. Осциллятор не имеет фиксированной собственной частоты колебаний. Частота зависит от начальных скоростей и положений грузов.

Рассматриваются поперечные колебания консервативных механических систем в виде шарнирно опертых балок уточненной теории с деформируемыми промежуточными опорами. Деформационные процессы в балках возникают в результате приложения сосредоточенных безынерционных сил, движущихся с постоянной скоростью. Показаны возможности, открывающиеся в результате решения одной из обратных задач механики деформируемого твердого тела – задачи идентификации усилий в промежуточных упругих опорах по таким проявлениям, как вертикальные перемещения точки приложения подвижной силы (прогибам под силой). Представлены результаты идентификации усилий в опорах при изменении жесткости одной из них (второй), что может быть использовано, например, в строительной практике с целью выявления дефектов в опорах конструкций, воспринимающих подвижные нагрузки, без прекращения движения по ним. Всю интересующую информацию о состоянии конструкций в этом случае можно получить с применением транспортного средства, оборудованного необходимыми датчиками. Непосредственное применение результатов исследования в авиационно-ракетно-космической технике возможно, например, при проектировании и диагностировании направляющих элементов конструкций ракетных установок. Приведены результаты численных экспериментов.

В исследовании рассматривается численно-аналитическое моделирование напряжённо-деформированного состояния и силовых характеристик при раздаче тонкостенных трубных заготовок в криволинейной осесимметричной матрице. При разработке модели используются уравнения равновесия безмоментной теории тонких осесимметричных оболочек с учетом нелинейной пластичности, изменения толщины стенки и контактного трения. В основе расчётов лежит численный метод переменных параметров упругости, что позволяет определить напряжения и деформации, распределение толщины в меридиональном сечении, величину контактного давления, а также построить график изменения усилия раздачи в зависимости от перемещения точки приложения усилия относительно матрицы. Математическая модель для оценки напряженно-деформированного состояния трубных заготовок при раздаче построена для матрицы, профиль которой описывается произвольной функцией. Численная методика расчета напряженно-деформированного состояния построена на основании метода переменных параметров упругости, позволяющего решать задачу о раздаче в упруго-пластической постановке. Кроме того, построенная модель учитывает сжимаемость материала при упругом деформировании. По результатам численного расчета представлено распределение меридиональных и окружных напряжений и логарифмических деформаций, а также распределение логарифмических деформаций по толщине стенки заготовки. Проведена оценка контактного давления при обжиме, отмечается уменьшение относительной толщины заготовки по длине при раздаче. Сходимость итерационного процесса расчета методом переменных параметров упругости оценивалась положение интенсивностей напряжений и интенсивностей логарифмических деформаций относительно диаграммы деформирования материала. Предложенное решение задачи о раздаче трубных заготовок может найти применение в области авиастроения при разработке тонкостенных оболочечных конструкций авиационного назначения.

В статье осуществлён обзор основных антифрикционных материалов и покрытий, применяемых в узлах трения элементов конструкций космических аппаратов производства АО «НПО Лавочкина». Показаны особенности применения пластичных смазок, твёрдосмазочных покрытий и самосмазывающихся антифрикционных материалов. Предложены новые перспективные самосмазывающиеся антифрикционные материалы для работы в условиях открытого космоса и (или) атмосферы Венеры.

Регулирование внешнего теплообмена является одной из основополагающей задачей для функционирования космического аппарата. К регулированию внешнего теплообмена относят термооптические покрытия и ЭВТИ. Типичное обычное покрытие ЭВТИ состоит из 10-120 металлизированных полимерных пленок, разделенных стеклотканью (стекловуалью) или сетками из полиэстера. ЭВТИ–лучший теплоизоляционный материал для использования в вакууме и предпочтительный изоляционный материал для космических кораблей и криогенных систем. Однако традиционный ЭВТИ имеет ряд недостатков: трудно или невозможно поддерживать требуемое значение зазора между слоями пленки, трудно обеспечить стабильные рабочие характеристики, сложный процесс изготовления и монтажа. При этом ЭВТИ может подвергаться механическим воздействиям не только при монтаже, но и в процессе эксплуатации. Все это может привести к изменению плотности укладки экранов, в результате чего приведет к не стабильным теплофизическим характеристикам. Работа посвящена исследованию влияния дозы излучения на физико-механические характеристики полиимидных пленок с металлизированными покрытием элементов экранно-вакуумной (ЭВТИ) теплоизоляции. Проведено испытание на растяжение прямоугольных образцов производства НПП Полиплен марки ПМ-1ЭУ-ОА с алюминиевым покрытием. Предварительно часть образцов подверглось излучению равному 25 кГр, 50 кГр. В ходе исследования были получены диаграммы: напряжения – деформация, определенная на испытаниях на растяжение образца и перемещения – нагрузка. Определен модуль Юнга, предел прочности и соответствующие ему деформации для каждого типа образца. Определено влияние уровня излучения на каждый из исследуемый параметр.

В работе приведены результаты исследований влияния анизотропии первоначальных деформаций на распределение осевой, окружной и радиальной компонент остаточных напряжений в упрочнённом слое цилиндрических образцов в зависимости от вида поверхностного упрочнения. За базовый вариант для расчётов были приняты параметры в упрочнённом слое цилиндрических образцов из стали 45 после гидродробеструйной обработки. Соотношения между компонентами первоначальных деформаций принимались в зависимости от видов поверхностного упрочнения. Рассматривались их соотношения при химико-термической обработке (ХТО), дробеструйной обработке (ДО) и обкатки роликом (ОР). Расчёты проведены на конечно-элементных моделях гладких цилиндрических образцов диаметрами D=10 мм и D=25 мм. Распределения первоначальных деформаций по толщине упрочнённого слоя приняты изменяющимися по линейному закону (максимальное значение на поверхности и нулевое на максимальной глубине упрочнения). Необходимый для исследования объём расчётов проведен в среде комплекса программ PATRAN/NASTRAN. Моделирование цилиндрических образцов проведено в осесимметричной постановке задачи с заменой первоначальных деформаций соответствующими им температурными полями. По результатам исследования установлено, что при всех видах упрочнения радиальные напряжения имеют положительные значения по толщине упрочнённого слоя. При этом радиальная и осевая составляющие первоначальных деформаций на осевые остаточные напряжения по толщине упрочнённого слоя существенного влияния не оказывают. Следовательно, соотношение компонент первоначальных деформаций также не играет существенной роли при оценке влияния остаточного напряжённо-деформированного состояния на предел выносливости упрочнённых деталей, определяемого, например, по критерию среднеинтегральных остаточных напряжений.

Спринклерные системы атомных станций являются одним из ключевых механизмов ликвидации последствий проектных аварий, что обуславливает высокие требования к разработке форсунок, входящих в состав спринклерных систем. В статье представлены результаты вычислительного эксперимента функционирования спринклерной форсунки в постановке сплошной среды с использованием морфологии Continuous fluid и дисперсной среды – Dispersed fluid. Для вычислительного эксперимента в постановке задачи с учетом дисперсности среды аналитическим методом определены средние размеры дисперсных частиц. В ходе исследований в широком диапазоне расходной характеристики был определен основной параметр спринклерной форсунки: угол распыла факела. Была проведена валидация результатов вычислительного эксперимента и исследовательских испытаний спринклерной форсунки, в результате чего была установлена высокая степень недостоверности в постановке сплошной среды, при относительной погрешности, достигающей 25 %, и высокая степень точности в постановке с дисперсностью среды с относительной погрешностью менее 3 % на каждой экспериментальной точке, что свидетельствует о возможности снижения затрат на разработку спринклерных систем и стендового оборудования путем замены натурных испытаний вычислительным экспериментом.

В данной работе рассмотрены свободные колебания идеальной стратифицированной несжимаемой жидкости во вращающемся цилиндрическом сосуде в предположении, что равновесное движение жидкости представляет собой вращение твердого тела. Получены собственные функции жидкости и собственные значения свободных колебаний стратифицированной жидкости, заполняющей цилиндрическую полость твердого тела, быстровращающегося вокруг своей вертикальной оси симметрии. При достаточно больших значениях угловой скорости движения твердого тела с жидкостью рассматриваемый случай эквивалентен случаю вращения в условиях полной невесомости. Представлены численные расчеты собственных значений нормальных колебаний жидкости при постоянной частоте плавучести в виде таблиц и графиков с граничными условиями для внутренних и поверхностных волн.

В настоящей статье изложены результаты работы по изучению влияния магнитных полей на степень очистки каналов форсунки от продуктов разложения топлива [1]. Представлена конструкция установки, на которой проводились исследования форсунок. По результатам работ выявлено, что при подаче ТС-1 в форсунки загрязненные продуктами разложения топлива при воздействии на них электромагнитных полей не наблюдается эффекта очистки каналов [3-5].

Статья посвящена определению дифференциальных уравнений для обобщенных координат движений двухслойной жидкости в полости твёрдого тела, совершающего заданное движение в пространстве. В статье сформулирована постановка нелинейной задачи о движениях несмешивающихся несжимаемых идеальных жидкостей, полностью заполняющих цилиндрическую полость, и приводятся потенциалы скоростей для каждой жидкости. При получении дифференциальных уравнений для обобщенных координат нелинейных движений поверхности раздела жидкостей используется вариационный принцип Гамильтона – Остроградского, в котором задействована видоизменённая функция Лагранжа. В результате были получены бесконечные системы нелинейных дифференциальных уравнений для обобщенных координат рассматриваемой задачи при сложном движении твердого тела, а также дифференциальные уравнения в частных случаях.

Работа посвящена решению проблемы неравномерности ультрафиолетового излучения в лабораторном прототипе установки прямого экспонирования на основе жидкокристаллической матрицы при производстве печатных плат для повышения надежности технологической операции экспонирования. Предложен метод компенсации неравномерности излучения при помощи маски, т.е. наложения дополнительного изображения с разной степенью прозрачности на отображаемый жидкокристаллической матрицей рисунок. В ходе работы формализован алгоритм создания компенсирующей маски с помощью оценки изменения цвета фоторезиста и проведено экспериментальное исследование, подтвердившее эффективность использования предложенного метода.

Рассмотрены вопросы повышения точности и достоверности навигационной информации путем комплексирования сигналов, получаемых от разных источников. Решить проблему предлагается с помощью модифицированного фильтра Калмана, выбранного в результате сравнительного анализа известных реализаций по точности и вычислительной сложности. Программная реализация алгоритма выполнена в среде MAVROS.

В статье рассмотрены проблемы определения исправности радиоэлектронных станций технических систем (комплексов) испытательного полигона (испытательной организации) (далее – ТСКП). Рассматривается пример определения нормированных точностных характеристик оптических станций внешнетраекторных измерений на основании высокоточных данных о положении астрономических тел. Предложена методология решения выявленных проблем, заключающаяся в определении невязок, применении способа объединения различных генеральных совокупностей полученных результатов высокоточных измерений, опирающаяся на сравнение центров распределений генеральных совокупностей по каждому измерительному каналу. Применяется допущение о нормальном законе распределения невязок между различными генеральными совокупностями. Приведен математический аппарат, позволяющий определить достоверность полученных результатов. Делается предположение о наличии выраженных и существенных факторов, влияющих на погрешность каждого из каналов измерения. Обращается внимание на важность периодического проведения аттестации для принятия обоснованного решения о возможности достоверного и высокоточного проведения внешнетраекторных измерений на испытательном полигоне. С увеличением степени информативности и автоматизации управления технические средства (комплексы) испытательного полигона становятся высокоинтеллектуальными роботизированными измерительными средствами, контроль исправности и работоспособности которых проводится как в процессе их текущей деятельности (непрерывный контроль), так и при проведении специальных поверочных мероприятий – периодической плановой аттестации средств измерений. Приведены ссылки на государственные стандарты, методические рекомендации и основную литературу по рассматриваемой тематике.

В настоящей работе авторами исследована зависимость шероховатости токопроводящих поверхностей каналов прямых волноводов, изготовленных с применением технологии селективного лазерного сплавления (СЛС) из отечественного порошка алюминиевого сплава AlSi10Mg, от их расположения на платформе построения 3Д принтера во время печати. Разработаны рекомендации по оптимальному расположению заготовок, в обеспечение минимальной средней шероховатости токопроводящих каналов волноводов. Также по технологии СЛС были изготовлены угловые волноводы сантиметрового диапазона от 4,3 до 28 ГГц с размерами каналов от 8,6×4,3 до 35×15 мм, проведенные измерения их радиотехнических характеристик (РТХ) показали, что они имеют значения, соответствующие техническим требованиям конструкторской документации. Приведенные результаты исследования дают основание рекомендовать применение технологии СЛС при изготовлении определенного размера волноводов сантиметрового диапазона для антенно-фидерных систем космических аппаратов, без дополнительной обработки поверхностей каналов.

Рассмотрены вопросы оптимизации наблюдения гражданских судов при круизном полете с использованием наземных инфракрасной регистрирующей аппаратуры. Сформулирована задача безусловной вариационной оптимизации, решение которой показало, что незаметный полет гражданского судна для тепловых регистраторов может быть обеспечен при обратной зависимости скорости полета от температуры воздуха и наоборот, надежное обнаружение и слежение судна в инфракрасном диапазоне возможно, если круизная скорость не изменяется в обратном порядке в отношении температуры воздуха.

В статье рассматривается порядок разработки алгоритма аварийной посадки беспилотного летательного аппарата мультироторного типа на основе анализа изображения подстилающей поверхности. Реализация алгоритма осуществлена в два этапа: сегментация изображений с помощью нейронной сети UNetFormer и обнаружение безопасной зоны посадки с выделением безопасных классов наблюдаемых в кадре объектов, расчетом занимаемой площади беспилотного летательного аппарата на аварийном кадре и дальности до зоны аварийной посадки, выбранной алгоритмом.

Рассмотрены принципы построения математических моделей контура управления для системы радиотеленаведения управляемой ракеты при наведении на цель методом совмещения (накрытия цели) с использованием современных программ компьютерного моделирования MathCAD и MATLAB – Simulink. Рассмотрено построение модели в среде MathCAD с использованием метода численного решения системы дифференциальных уравнений, описывающих контур управления (моделирование – как решение задачи Коши), а также построение имитационной модели в среде MATLAB – Simulink на основе математического аппарата функциональных звеньев. Проведено моделирование процессов наведения ракеты на воздушную цель, совершающую манёвр с заданной нормальной перегрузкой. Представлены полученные в результате моделирования траектории движения пункта управления, ракеты и цели, а также основные фазовые переменные модели, характеризующие процесс наведения ракеты на цель. Показаны возможности соответствующих компьютерных программ при моделировании систем наведения. Практическая ценность работы заключается также в возможности использования разработанных математических моделей в учебном процессе для освоения студентами принципов построения и функционирования систем наведения, а также развития навыков математического моделирования соответствующих систем.

В работе проведена оценка влияния учета сопряжённого теплообмена на результаты моделирования горения топливовоздушной смеси в камере сгорания газотурбинного двигателя наземного применения. Принято, что газовоздушная смесь является однофазным, многокомпонентным, реагирующим потоком. Для описания турбулентного течения в камере сгорания был применён подход осреднения по Фавру уравнений Навье-Стокса. Для замыкания полученной системы использовалась SST-модель турбулентности. Для нахождения скорости образования компонент смеси была применена комбинированная EDM/FRC модель горения. Проведена сеточная сходимость. Результаты расчетов показали незначительность влияния сопряжённого теплообмена между реагирующим потоком и твердыми стенками на расчетный уровень эмиссии оксидов азота.

В статье описана методика, которая объединяет априорную (дополнительную) информацию и текущие данные контроля испытаний элементов космических средств с целью достижения целей отбора и получения более высокой оценки преследуемого объекта.

Предложенная методика базируется на математическом аппарате динамических байесовских сетей, а также основных понятиях и соотношениях теории надежности и технической диагностики систем. Исходными данными является информация о техническом состоянии элементов космических средств в ходе проведения контроля испытания, сведения о надежности (структурно-логические схемы, интенсивности отказов элементов) технологического оборудования, а также модели диагностирования, связывающие виды технических состояний и диагностические признаки дефектных изделий.

Предложено использовать метод отбора в динамической байесовской сети для выявления несоответствия изделий и оборудования в процессе контроля и диагностирования технического состояния элементов технологического оборудования и описания динамики процесса.

Апостериорный вывод позволяет объединить разнородную начальную информацию и поступающие новые данные для получения комплексной оценки в ходе технологического процесса и состояние технологического оборудования с целью принятия специалистом обоснованного решения о продолжении или приостановке технологического процесса, в случае обнаружения дефекта и принятию мер по их устранению.

Преимуществом данной методики является возможность учета в качестве разнородной априорной информации, включающей форматное представление испытуемого, так и результаты контрольных испытаний.

Приводится реализация данного подхода к контрольным исследованиям выборки ограниченного объема. Обосновывается возможность по результатам испытаний выборочной проверки оценить прогнозируемое значение дефектных изделий во всей партии с достаточной целью для принятия решения выборочного контроля.

Рассматриваемая методика объединяет в себе априорную информацию и данные, полученные в результате испытаний, что в ходе сравнения позволяет получить необходимую точность для выявления дефектов изделия.

Предлагаемая методика может быть использована специалистами при проведении операций контроля и испытаний системы с целью повышения оперативности отбора и выявления дефектных изделий.

Рассматривается дискретная марковская модель оценивания эффективности применения орбитальных средств контроля зон безопасности критически значимых космических аппаратов по показателям вероятности обнаружения опасных объектов и математического ожидания числа наступления событий, связанных с расходом ресурсов орбитальных средств контроля. Приводятся математические модели оценивания указанных вероятностных характеристик наступления соответствующих случайных событий и определения оптимальных и требуемых значений вероятностей переходов, а также примеры оценивания указанных характеристик и результаты вычислительных экспериментов по каждой из предлагаемых моделей. Практическая значимость полученных результатов исследований состоит в разработке программного обеспечения, апробации математических моделей и программного обеспечения в ходе вычислительных экспериментов, получении оценок эффектов применения ОСК ЗБ КЗКА и оценивании их корректности, а также в предложениях по их использованию для оценивания технических характеристик и способов применения, создаваемых ОСК.

Одной из актуальных задач исследования структурно-сложных объектов при их многорежимном функционировании выступает задача оценивания показателей надежности и живучести с учетом структурно-функциональных особенностей реализации режимов. В статье показано, что задача оценивания показателя живучести для монотонных структурно-сложных объектов путем перебора работоспособных состояний системы и вариантов деструктивных воздействий относится к суперсложным комбинаторным задачам. Это требует искать пути ухода от полного перебора, в том числе за счет использования полинома работоспособности объекта, в котором хранятся различные топологические свойства структурно-функционального взаимодействия элементов системы при реализации режимов функционирования. Используя прямой и двойственный параметрический геном структуры многорежимного объекта введены интегральные показатели структурно-функциональной надежности, а также формула оперативного приближенного расчета значений структурно-функциональной живучести. В качестве многорежимного сложного объекта в статье рассмотрена система управления движением малого космического аппарата. При неизвестной циклограмме реализации режимов ориентации и в условиях пространственных деструктивных воздействий, обладающий i-ой кратностью, т.е. по результату одного деструктивного воздействия в системе наблюдается одновременно i отказавших элементов, проведены и представлены расчеты приближенных значений показателей структурно-функциональной живучести для различных крайних условий задействования режимов ориентации космического аппарата.

В текущей работе рассматривается определение угла наклона необорудованного вертодрома для определения возможности осуществления посадки беспилотного воздушного судна (БВС) вертолетного типа на него. Для решения данной задачи предполагается использовать цифровую карту местности (ЦКМ) района выполнения целевой задачи БВС вертолетного типа. В данной статье представлено описание разработанной методики и оптимального алгоритма вычисления угла наклона необорудованного вертодрома с помощью статистической обработки информации ЦКМ. Была проведена верификация предложенного оптимального алгоритма определения угла наклона вертодрома с помощью использования данных о рельефе земной поверхности предполагаемых мест посадки воздушного судна на территории Российской Федерации.

Объектом исследования данной работы являются методы калибровки термокомпенсированных датчиков статического и динамического давления. Рассматривается математический аппарат для приведения показаний барометрических датчиков в заданные диапазоны. Разрабатываются алгоритмы, методики и осуществляется настройка технологического оборудования для выполнения калибровочных процедур системы воздушных сигналов.

В статье представлен подход к разработке модели выполнения периодического технического обслуживания на комплексах с беспилотными летательными аппаратами. Активное применение комплексов сопровождается исследованиями, направленными на совершенствование способов применения, повышение тактико-технических характеристик, при этом вопросам выполнения различных видов технического обслуживания, их моделированию и оценке, несмотря на имеющиеся противоречия в теории и практики не уделяется достаточного внимания. При организации периодических видов технического обслуживания необходимо учитывать большое количество факторов, которые могут повлиять на сроки выполнения и качество работ. В статье приведен краткий анализ существующих имитационных моделей сложных систем, в различных средах. В системе Arena разработана имитационная модель процесса организации и выполнения периодического технического обслуживания на комплексе с беспилотными летательными аппаратами, позволяющая принять рациональное решение о выборе исполнителей обслуживания, оценить объём загруженности специалистов, а также сформировать требования по рациональному составу необходимых средств технического обслуживания.

В работе описывается математическая модель процесса парашютного приземления недеформируемого груза с амортизирующим устройством на жесткую площадку в условиях ветрового сноса. Поле ветра принято стационарным. Данная модель расширяет описанную в [1] на случай ее пространственного движения с целью дальнейшего использования в задачах статистического моделирования парашютного приземления грузов и техники [2].

Двигатели-маховики и двигатели коррекции, являясь устройствами обмена импульсами, выступают фундаментальным компонентом большинства космических аппаратов как для грубого управления ориентацией, так и для точного наведения. Неуравновешенность вращающихся масс при работе двигателей-маховиков и силовые вибрационные воздействия, вызванные пульсациями давления в камере сгорания двигателей коррекции, способны вызывать чрезмерные колебания исследовательского оборудования, что может привести к снижению точности функционирования. Уровни вибронагруженности определяются в ходе экспериментальной отработки космического аппарата, однако на ранних стадиях проектирования целесообразно предварительным моделированием вибрационного фона мест установки высокоточного оборудования выбрать оптимальные места для их установки с целью минимизации уровней их вибронагруженности.

Вибрационный фон определялся для разработанной конечно-элементной модели «гибкой» конструкции космического аппарата в среде пакета программ Femap with NX Nastran. Расчёты проводились для вариантов вибронагружения одним из четырёх двигателей-маховиков и от двух двигателей коррекции. Модель воздействия от двигателя-маховика учитывала силы, возникающие в результате дисбаланса маховика. Моделировалось гармоническое воздействие с амплитудой, пропорциональной квадрату скорости вращения маховика. Уровни вибронагруженности от возмущающих сил двигателей коррекции исследовались для синфазного и противофазного случаев воздействия. Исследование выполнялось методом гармонического анализа. Значения величин воздействий соответствовали уровням возмущений штатных двигателей-маховиков и двигателей коррекции.

Оценка уровней вибронагруженности в местах предполагаемого крепления приборов осуществлялась по максимальным значениям рассчитанных линейных и угловых виброускорений, угловых скоростей и угловых перемещений по трём осям.

Представленный в статье вариант моделирования вибрационного фона мест установки аппаратуры, чувствительной к стабильности положения для эффективной работы, позволяет провести предварительную оценку уровня вибронагруженности такой аппаратуры на ранних этапах проектирования космических аппаратов.

Отмечено, что при прочностных расчетах элементов конструкций летательных аппаратов, в том числе, учитываются режимы вынужденных и собственных колебаний. В этой связи принимаются во внимание динамические свойства транспортируемого груза, которые для сплошных и дисперсных материалов являются существенно разными. Рассматривается дисперсный материал, расположенный на платформе, совершающей гармонические колебания. Главная проблема при установлении динамических свойств дисперсного материала заключается в невозможности вычисления усредненного коэффициента динамического трения, т.к. на его значение оказывает влияние взаимодействие дисперсных частиц между собой во всей массе материала, а не только с поверхностью платформы. Описание динамического статуса дисперсного материала в форме композиции его неустойчивого и устойчивого статусов дает ключ к разрешению этой и сходных проблем.

Космический мусор представляет серьезную угрозу для существующих и вновь выводимых космических аппаратов. Одним из перспективных способов решения этой проблемы является создание систем бесконтактной транспортировки, основанных на использовании ионного потока, генерируемого электрореактивным двигателем активного космического аппарата, для оказания силового воздействия на объект космического мусора. Целью работы является повышение эффективности метода ионной транспортировки космического мусора за счет учета особенностей его движения относительно центра масс. Разработаны математические модели, описывающие движение объекта космического мусора под действием гравитационных и ионных сил и моментов. Проведено исследование невозмущенного движения объекта космического мусора на круговой орбите. Предложены законы управления ионным потоком, обеспечивающий стабилизацию космического мусора в положении равновесия и его перевод в требуемый угловой режим движения. Определены угловые режимы невозмущенного движения, при которых генерируемая ионная сила максимальна и минимальна. Проведено численное моделирование спуска объекта космического мусора с орбиты и дана оценка затрат топлива, необходимого для осуществления этой транспортной операции. Для рассматриваемого объекта космического мусора разница топлива для наиболее благоприятного и неблагоприятного углового режима движения составила 7.82%.

В осесимметричной постановке исследована нестационарная динамика тонкого сферического пояса с произвольными граничными условиями при воздействии подвижной нестационарной нагрузки. Материал пояса упругий и изотропный. В качестве математический модели сферического пояса приняты гипотезы Кирхгофа-Лява. Подход к исследованию основан на принципе суперпозиции, методе функции Грина и методе компенсирующих нагрузок. Суть заключается в связи искомого решения с действующей и компенсирующими нагрузками при помощи интегральных операторов типа свертки по координате и времени. Ядром этих операторов является функция Грина для сферической оболочки, которая представляет собой нормальное перемещение в ответ на воздействие единичной сосредоточенной по координате и времени нагрузки, математически описываемой дельта-функцией Дирака. Компенсирующее решение есть результат влияния некоторых специально вычисленных нагрузок, при котором сумма решений от действующей нагрузки и компенсирующих нагрузок удовлетворяет граничным условиям на торцах сферического пояса.

В работе исследуется процесс локального раздувания цилиндрической оболочки из гиперупругих материалов различных типов под воздействием равномерно распределенного по меридиану давления и растягивающей силы путем задания малого местного утонения стенки. Деформирование оболочки описывается системой уравнений, основанной на соотношениях безмоментной теории и применимой при больших перемещениях и деформациях. Для решения задачи используется алгоритм метода дифференцирования по параметру. При этом исходная система нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений дифференцируется по параметру продолжения решения задачи, что приводит к формированию взаимосвязанных квазилинейной краевой и нелинейной начальной задач, решаемых последовательно итерационным способом. Показано, что закритическое поведение цилиндрической оболочки из неогуковского материала при наличии местного утонения характеризуется выпучиванием меридиана и переменностью распределения компонент напряженно-деформированного состояния. Оболочка из материала Йео в закритическом состоянии удлиняется без выпучивания меридиана, при этом характер распределения компонент напряженно-деформированного состояния по меридиану остается постоянным и практически не отличается от аналогичного распределения для цилиндрической оболочки постоянной толщины.

В работе представлены результаты расчётно-экспериментального исследования влияния опережающего поверхностного пластического деформирования на сопротивление усталости деталей с метрической резьбой М16×2, изготовленных из конструкционных сталей 30ХГСА и 40Х. Перед технологической операцией нарезания резьбы поверхность цилиндрических заготовок была упрочнена путём обкатки на роликовом приспособлении. Проведены расчёты распределений остаточных напряжений в наименьших сечениях впадин резьбы аналитическим методом и методом конечно-элементного моделирования. Установлено, что эти результаты дают достаточно высокую сходимость во впадинах резьбы, несколько удалённых от начала резьбовой части детали. Очевидно, данное обстоятельство связано с тем, что аналитическое решение распределения остаточных напряжений выполнено на достаточно удалённом расстоянии от краевой зоны. Конечно-элементное моделирование и необходимый объём расчётов выполнены с использованием программного комплекса PATRAN/NASTRAN. Конечно-элементные модели гладких цилиндрических и резьбовых деталей разработаны в осесимметричной постановке, а моделирование остаточного напряжённо-деформированного состояния проводилось методом термоупругости с использованием первоначальных деформаций. Влияние сжимающих остаточных напряжений на сопротивление усталости определялось через приращение предела выносливости по критерию среднеинтегральных напряжений. Расчётные приращения пределов выносливости сравнены с их опытными значениями, полученными при испытании на усталость упрочнённых и неупрочнённых резьбовых деталей при изгибе с вращением в случае симметричного цикла (30ХГСА) и при растяжении в случае асимметричного цикла (40Х). Учитывая близкие значения приращений пределов выносливости при изгибе и предельной амплитуды цикла при растяжении, подтверждён важный вывод о замене растяжения на изгиб при проведении испытаний на усталость.

В работе разрабатываются математические модели и вычислительные алгоритмы для исследования особенностей процессов деформирования панельных и арочных конструкций из гиперупругих материалов при произвольных обобщенных перемещениях и деформациях. Дискретизация исходной континуальной задачи по пространственным переменным осуществляется методом конечных разностей с аппроксимацией дифференциальных операторов конечно-разностными второго порядка точности. Для построения вычислительного алгоритма решения нелинейной краевой задачи используется квазидинамическая форма метода установления с построения явной двухслойной разностной схемы по времени второго порядка точности. Методами вычислительного эксперимента исследованы особенности напряженно-деформированного состояния и определены значения критических нагрузок для локально нагруженной арочной конструкции из гиперупругого материала при использовании соотношений модели Муни-Ривлина и неогуковской модели как для случаев защемленных, так и шарнирно закрепленных краев.

Рассмотрено сверхзвуковое обтекание пластины с закругленной кромкой в интервале чисел Кнудсена 10^–2...1. Численные исследования проведены с использованием модели Навье-Стокса-Фурье и двухтемпературной модели. Проанализированы распределения газодинамических параметров по поверхности обтекаемого тела. Основное внимание уделено обтеканию носика пластины. Показано, что при числах Кнудсена 10^–2 решения обеих моделей практически совпадают. При больших значениях числа Кнудсена распределения температуры по криволинейной поверхности, полученные рассматриваемыми моделями, существенно отличаются.

Ранее были проведены исследования возможности описания течения несжимаемой нетеплопроводной жидкости, как для ламинарных, так и для турбулентных режимов на основе одних и тех же модифицированных уравнений Навье-Стокса (УНС), учитывающих в турбулентном режиме производство энтропии за счет возбуждения стохастических возмущений [1-3].

Решения, соответствующие ламинарным и турбулентным режимам течения, были аналитически получены для задач Хагена-Пуазейля, плоского течения Пуазейля и плоского течения Куэтта. Проведено сравнение экспериментальных и аналитических решений для различных значений числа Рейнольдса.

В настоящей работе с помощью аналогичного подхода предполагается рассмотреть более общий случай, а именно, проанализировать, как должны измениться уравнения неразрывности, Навье-Стокса, уравнения полного сохранения энергии и переноса тепла при описании течения вязкой сжимаемой теплопроводной жидкости, в которой при больших значениях числа Рейнольдса возможно возникновение стохастических возмущений в широком диапазоне масштабов.

В статье приводится предложение по использованию усовершенствованной схемы винтомоторной группы (ВМГ) с интегрированным в электродвигатель воздушным винтом в беспилотных летательных аппаратах мультикоптерного типа. Произведена проверка с целью подтверждения работоспособности предлагаемого технического решения, реализованная путем сравнения представленной модификации с классической схемой ВМГ. Сопоставление осуществлялось по аэродинамическим характеристикам воздушного винта в режиме висения с помощью методов вычислительной гидрогазодинамики в пакетах прикладных программ STAR CCM+ и ANSYS CFX. Численное моделирование производилось в трехмерной постановке и основывалось на решении системы осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса. Результаты проведенной проверки удовлетворительны и доказывают применимость усовершенствованной схемы ВМГ в беспилотных летательных системах для повышения их надежности, а также уменьшения массы и габаритов без возникновения рисков неисправностей в их работе.

Представлены результаты численного решения задачи сверхзвукового обтекания симметричного затупленного ребра, установленного на пластине, вдоль которой развивается пограничный слой. Проанализированы газодинамическая и вихревая структуры потока, определяемые вязко-невязким взаимодействием. Приведены данные, показывающее качественное и количественное влияние геометрической формы препятствия на структуру потока и теплообмен. Исследована зависимость картины обтекания от угла атаки набегающего потока.

В работе представлены результаты расчета распределенных и интегральных аэродинамических характеристик вертолетных профилей NACA0012, NACA23012, VR12 и HH02 в эксплуатационном диапазоне изменения углов атаки и чисел Маха, полученные методом численного моделирования на основе RANS. Моделирование обтекания вертолетных профилей проводились с учетом наличия ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое на их поверхности, наличия срывных явлений и сжимаемости потока. Расчеты проводились с использованием программного комплекса ANSYS Fluent. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с данными известных экспериментальных исследований. Дано описание особенностей используемых для расчетов конечно-разностных сеток, граничных и начальных условий, модели турбулентности, настроек решателя. Распределенные аэродинамические характеристики профилей представлены в виде координатных диаграмм распределения коэффициента давления по их обводам. Интегральные аэродинамические характеристики профилей представлены в виде графических зависимостей и диаграмм. По результатам проведенных расчетов выявлены закономерности поведения распределенных и интегральных аэродинамических характеристик исследуемых профилей при изменении условий обтекания во всем возможном эксплуатационном диапазоне работы. Приведено сопоставление и сравнительный анализ характеристик исследуемых профилей, определяющих их аэродинамические совершенство. Результаты работы могут быть использованы при разработке вертолетных профилей, решении прямых и обратных задач оптимизации их форм, а также при проведении расчетов по определению аэродинамических характеристик профилей лопастей вертолетных винтов методами CFD во всем возможном эксплуатационном диапазоне их работы по углам атаки и числам Маха.

Для индивидуального прогнозирования показателей качества и надёжности тонкоплёночных резисторов и конденсаторов микросборок предложены математические модели, разработанные на основе методов теории распознавания образов и экстраполяции. Приведена оценка эффективности прогнозирования на основе предложенных моделей. Построенные модели рекомендовано использовать для решения задач индивидуального прогнозирования элементов с классификацией.

В статье реализовано применение беспилотного летательного аппарата, с установленной на нем малогабаритной бортовой лазерной системы, для получения лидарных данных местности, которые в последствии преобразованы в трехмерные модели местности и использованы для контроля над экологической обстановкой определенного участка земной поверхности.

Для сбора данных был использован метод лазерного сканирования местности. Обработка информации осуществлялась с помощью преобразования облака точек в трехмерную модель земной поверхности с помощью программы Agisoft Metashape. Для сравнения двух моделей местности использовался метод совмещения, само совмещение происходит в программе для трехмерного моделирования — Blender.

В результате исследования были получены данные о структурном отличии двух моделей земной поверхности, снятых в разные моменты времени, которые можно применять для исследования экологической обстановки отснятого участка земной поверхности.

Применение беспилотных систем мониторинга земной поверхности для сбора и дальнейшей обработки информации применимы в различных областях деятельности человека, будь то составление карты местности или виртуальной модели рельефа, подсчет количества деревьев, поиск людей, при планировании возведения новых архитектурных и инженерных сооружений, охраны правопорядка и мониторинг экологической обстановки. С помощью данного подхода была показана практическая значимость процесса получения структурных изменений между двумя трехмерными моделями местности, снятыми в разные моменты времени с БПЛА для использования в сфере экологии.

Задача баллистики представляет собой процесс расчета траектории неуправляемого реактивного баллистического тела после отделения его от носителя. В настоящее время основу расчета траектории составляет каноническая модель движения. Однако данная модель адекватна лишь в условиях равномерного прямолинейного полета, при маневрировании носителя дополнительно вносятся поправки, зависящие от углов атаки и скольжения носителя. Точность применения неуправляемых реактивных баллистических тел зависит от начальных условий пуска, которые определяются параметрами движения носителя и цели. В статье разработана методика определения начальных условий пуска неуправляемого реактивного баллистического тела при вертикальном маневре подвижного носителя, полученные значения которых будут использоваться для решения дифференциальных уравнений, описывающих процесс движения неуправляемого реактивного баллистического тела, что в свою очередь позволит повысить точность прицеливания.

Рассматривается модель оценки коэффициента готовности электрической кабельной системы космического средства, позволяющая получить адекватную оценку коэффициента готовности с учетом особенностей определения технического состояния и сравнить эффективность применения различных способов коммутации при диагностировании электрической кабельной системы. Предлагаемая модель может быть использована специалистами при проведении операций контроля и диагностирования электрической кабельной системы с целью повышения их оперативности.

В работе рассмотрены методы верификации авиационных бортовых систем и средства автоматизации данного процесса, имеющиеся на рынке. Установлено, что перспективным направлением развития является автоматизация проверки графической и звуковой информации для систем человеко-машинного взаимодействия. Предложены архитектура и программно-алгоритмическое обеспечение подобного комплекса для систем индикации гражданских самолетов в части текстовой информации, а также проведено тестирование описанного средства, подтвердившее его эффективность. При этом лежащие в основе алгоритмы компьютерной обработки изображений универсальны, что позволяет адаптировать представленный инструмент под любые технические системы с ЧМИ (в т. ч. для других отраслей промышленности).

Внедрение цифровых технологий в область управления сложными техническими системами привело к появлению концепций киберфизических систем (КФС) и цифровых двойников (ЦД). Основным элементом ЦД является цифровая модель КФС. Требования к характеристикам цифровых моделей подтверждаются в ходе испытаний, верификации и валидации, для обеспечения которых решаются задачи обоснования перечня характеристик цифровой модели и разработки методов их оценивания. В статье обоснован выбор полноты и достоверности цифровой модели в качестве ее целевых характеристик. Предложен метод их оценивания по характеристикам точности оценок свойств КФС, полученных с применением цифровой модели, и весовых коэффициентов, определяемых с применением множественного регрессионного анализа результатов применения цифровой модели. Метод основан на анализе целевой функции КФС, за счет чего критерий, используемый при оценивании достоверности, приобретает явный физический смысл. Предложенный метод может быть использован для решения задач структурного и параметрического синтеза ЦД, а также анализа эффективности их функционирования на всех этапах жизненного цикла КФС. Результатом этапа обучения являются аналитические модели характеристик КФС, которые могут быть использованы в оптимизационных алгоритмах без существенных требований к вычислительным ресурсам. Обучающая выборка может пополняться в процессе функционирования ЦД, что повышает точность оценивания характеристик ЦМ на различных этапах жизненного цикла КФС. Адекватность метода подтверждается приведенным в статье примером оценивания характеристик цифровой модели системы управления угловым движением с двигателями-маховиками.

Современная тенденция разработки радиолокационных станций с высокой разрешающей способностью включает в себя размещение инерциальных измерительных датчиков IMU (Inertial Measurement Unit) на антенне или в непосредственной близости от фазового центра антенны. Одной из основных задач, решаемых с использованием инерциального датчика, является компенсация траекторных флуктуаций в режиме решения задачи синтезирования радиолокационного изображения. Представлена программная модель бесплатформенной инерциальной навигационной системы, применяемой для радиолокационных станций, располагаемых на объектах-носителях. Рассмотрена задача разработки математической модели входных воздействий бесплатформенной инерциальной навигационной системы, связанная с решением обратной навигационной задачи. В результате решения навигационной задачи получены математические зависимости для вычисления на текущем шаге координат вектора скорости (его соответствующих проекций) и углов ориентации носителя. Для отработки приведённого метода калибровки была разработана математическая модель, имитирующая установку ортогонального корпуса в любое из 24-х положений с последующим формированием выходных сигналов датчика. Представлены результаты работы с инерциальным измерительным блоком в составе отладочного комплекса, которые позволяют сделать вывод о том, что точность решения задачи выставки БИНС чувствительна к выбору параметров инерциального измерительного блока. Полученные результаты по калибровке датчика показали высокую повторяемость для разных условий экспериментов в лабораторных условиях, особенно в оценке параметров акселерометров.

В процессе совершенствования функциональных систем воздушных судов, направленном на повышение уровня надежности и безопасности полетов, ужесточаются требования к эксплуатационным свойствам авиационной техники. Несмотря на значительное влияние загрязненности авиационного топлива на надежность агрегатов топливной системы воздушного судна, этот вопрос остается недостаточно изученным. Особенно это касается установления количественных зависимостей вероятности безотказной работы наиболее чувствительных к качеству и чистоте авиационного топлива агрегатов топливной системы от степени и характера загрязнений и изменения условий эксплуатации воздушного судна. Существующие на сегодняшний день методики оценки безотказности топливной системы воздушного судна базируются на определении значений показателей безотказности исходя из статистических данных по результатам испытаний и эксплуатации, что позволяет учитывать лишь сам факт проявления отказа и его последствия, но не дает возможности оценить влияние таких внешних факторов, как природно-климатические условия эксплуатации и применения авиационной техники, изменение чистоты применяемого авиационного топлива на вероятность проявления параметрических отказов и неисправностей агрегатов топливной системы воздушного судна. Для решения этой задачи в статье представлена разработанная в среде MATLAB Simulink имитационная математическая модель функционирования агрегатов топливной системы авиационного двигателя в различных условиях эксплуатации воздушного судна. Модель позволяет исследовать и прогнозировать техническое состояние агрегатов топливной системы авиационного двигателя в зависимости от изменения условий эксплуатации воздушного судна. Для этого в систему уравнений функционирования агрегатов топливной системы авиационного двигателя на основе применения агрегативного подхода заложена зависимость значений определяющих параметров агрегатов топливной системы от размера и концентрации частиц загрязнений, содержащихся в авиационном топливе в различных условиях эксплуатации воздушного судна. Использование разработанной имитационной модели при проведении исследований оценки работоспособности агрегатов топливной системы с расширением диапазонов значений входных параметров и внутренних параметров системы (агрегатов топливной системы силовой установки летательного аппарата) позволит получить достоверную оценку технического состояния агрегатов топливной системы при изменении условий эксплуатации воздушного судна.

При моделировании различных параллельных асинхронных процессов нередко используется аппарат на основе классической сети Петри, который позволяет наглядно показать переход системы от состояния к событию, установить причинно-следственные связи между состояниями моделируемой системы, дает возможность производить формальный анализ свойств модели и отражать результаты полученного анализа на реальные свойства системы. Однако когда объем моделируемой системы велик и анализ свойств сети Петри дает некорректный результат, необходимо внести изменения в сформированную модель, но определить место, которое необходимо скорректировать в модели задача не простая, придется анализировать отношения между всеми позициями и переходами вместе с начальной, промежуточными и конечной маркировкой сети поэтапно: от исходного до конечного состояния.

В данной статье предлагается формальный подход к коррекции начальной маркировки сети Петри для достижения сетью конечного состояния, т.е. корректного выполнения свойства достижимости сети путем решения задачи дискретного программирования.

Задача дискретного программирования будет решаться в случае невыполнения свойства достижимости сети Петри, т.е. когда решение уравнения достижимости будет отлично от X ∈ Zⁿ. После нахождения необходимого решения осуществляется операция обратного преобразования системы линейных уравнений в уравнение достижимости, для выделения из него скорректированного вектора начальный маркировки. Коррекция вектора начальной маркировки необходима для перехода сети в требуемое (конечное) состояние.

Данный подход может быть использован для коррекции различного рода исходных данных, поступающих на вход моделируемой системы, коррекции управляющих воздействий на систему, а также коррекций количественных составляющих отдельных состояний моделируемой системы.

В данной работе рассмотрена технология и шаги в сфере соединения технологий искусственного интеллекта и Интернета вещей для контроля, мониторинга и оптимизации объектов в умных городах, в частности на объектах энергетики. Изучены технологии применения в гражданской авиации. Рассмотрен перечень примеров ситуаций применения. Проведены оценки теоретических сценариев с применением нейронных сетей, где они берут данные IoT-технологий для мониторинга роста пикового спроса. Авторы смоделировали варианты разнообразных климатических условий при расчете уровня отклика спроса. Рассмотрены вариации спроса энергетики на тестовых данных.

В статье исследуется технология разработки цифровых двойников (ЦД) в аэрокосмической промышленности. В ней детально определены основные особенности, связанные с созданием ЦД, и рассмотрены фундаментальные технологии, необходимые для их реализации: интернет вещей (IoT), XR (расширенная реальность), облачные и квантовые вычисления. искусственный интеллект (AI) и кибербезопасность.

Предложена методология фрактальной аппроксимации для разработки, производства и эксплуатации ЦД на основе эластичных объектов, а также архитектура платформы для создания ЦД.

Рассматриваются следующие величины: Е_е — максимально возможная гравитационная энергия; Е_с — ограниченная гравитационная энергия. Е_е = 0 при совпадении центров масс гравитирующих объектов (в частности, при их проникновении друг в друга подобно электрическим разъемам). При Е_е = 0 гравитационное поле работу совершить не может. Установлена формула для ограниченной гравитационной энергии двух сплошных твердых круглых тел. Максимально возможная гравитационная энергия и ограниченная гравитационная энергия неотрицательны. Установлена формула для максимально возможной гравитационной энергии двух круглых тел. Полученные результаты могут применяться для оценки энергетического ресурса гравитационного поля, в том числе, для вычисления энергии слияния космических объектов, в частности, газо-, пылеобразных и плазменных и т.д., а также для баллистических расчетов космических полетов.

Представлены варианты конструкций оптической ретрорефлекторной антенной системы (ОРАС-ВКК) для космического аппарата высокоорбитального космического комплекса системы ГЛОНАСС. Проанализированы варианты конструкции с различным расположением отверстий, количества оптических уголковых отражателей и других составных частей. Определена конструкция оптической ретрорефлекторной антенной системы, удовлетворяющая требованиям успешного выведения в составе космического аппарата (КА) и функционирования на высоте орбиты 36000 км. Проведен механический анализ выбранной конструкции. Анализ собственных частот конструкции подтвердил отсутствие резонанса между составными частями КА и ОРАС-ВКК. Исследование напряженно-деформированного состояния конструкции показало, что наибольшее расчетное напряжение в конструкции меньше допустимого, что обеспечивает ОРАС-ВКК запас прочности, достаточный для успешного выведения системы в составе КА на рабочую орбиту. Так как в конструкции отсутствуют собственные частоты менее 100 Гц, уровень амплитуды синусоидального воздействия равен уровню амплитуды квазистатического воздействия. Подтверждена стойкость ОРАС-ВКК к воздействию механических нагрузок на участке выведения космического аппарата ракетоносителем.

Рассматриваются задачи свободных плоских и пространственных колебаний пружинного маятника при соотношении частот линейных и продольных колебаний, приводящих к резонансу. Приведены различные математические модели исследуемых механических систем и сопоставлены численные результаты, получаемые при их использовании. Предложена упрощенная модель плоского пружинного маятника, применение которой возможно при решении инженерных задач. Проиллюстрированы эффекты «перекачки» энергии качания в энергию осевых колебаний маятника и вращения траектории движения материальной точки маятника вокруг вертикальной оси при резонансе 1:1:2. Сопоставлены траектории первых 20 с движения материальной точки пространственного пружинного маятника при резонансах 1:1:2, 1:1:3 и 1:1:5. Для первого расчетного случая приведены максимальные значения относительной деформации нити в зависимости от начальных условий рассматриваемой задачи.

Работа посвящена аналитическому моделированию элементов экранно-вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ) для определения распределения температуры в композитном теплозащитном покрытии. Экранно-вакуумная теплоизоляция широко используется в аэрокосмической технике: автоматические межпланетные станции, космические корабли, спутники, топливные баки ракет-носителей. Изучение этого вида теплоизоляции имеет важное значение для обеспечения безопасности и ресурса элементов аэрокосмических комплексов на протяжении всего времени эксплуатации. Высокие требования к надежности обусловлены работой тепловой защиты в условиях перепадов температур и длительном воздействии Солнечного излучения. В работе рассматривается четырехслойная структура в одномерной постановке с решением нестационарной задачи теплопроводности на основе двухслойного однородного стержня. Четырехслойная структура представляет собой пакет из стеклоткани и алюминиевой подложки. Структура находится под воздействием температурного поля. Необходимо найти распределение поля температуры в исследуемой структуре, а также определить напряженно-деформированное состояние, вызванное температурным воздействием. Для определения поля температур решается нестационарная задача теплопроводности для четырехслойного однородного стержня. Для оценки плоского напряженно-деформированного состояния используются предположения, что деформация реализуется в призматическом теле, теоретически бесконечной длины, нагруженном поверхностными и объемными силами, перпендикулярными оси , интенсивность которых не зависит от . Также предполагается, что структура деформируется как единое целое, что соответствует модели Фойхта. Сдвиговые деформации также отсутствуют. Представлены графики распределения поля температур и тепловых потоков по длине пакета в зависимости от времени.

В данной работе рассматриваются условия оптимальности газового эжектора в рамках различных теорий критического режима. Исследование уравнений газовой динамики в эжекторе на условный экстремум проводилось методом неопределенных множителей Лагранжа. Найдены новые аналитические условия оптимальности и определен характер полученных стационарных точек. Полученные условия оптимальности подтверждены численным расчетом. Показано, что характер стационарных точек (максимум, либо точка перегиба) может меняться в зависимости от поставленного условия запирания эжектора.

Рассматриваются особенности определения коэффициента подъемной силы складного дугообразного крыла. Оценивается влияние дугообразности крыла на интерференцию с корпусом. Определяется характер зависимости коэффициента подъемной силы дугообразного крыла от угла крена. Показано слабое влияние дугообразности на коэффициент интерференции. Выявлена значительная специфика зависимости коэффициента подъемной силы дугообразного крыла от угла крена по сравнению с аналогичной зависимостью для плоского крыла. Определена рациональная схема раскрытия дугообразного крыла.

Рассматривается задача, основанная на определении внутрибаллистических и внешнебаллистических параметров для оценки зоны полета бикалиберного летательного аппарата (ЛА) ближнего действия (БД). Для математического описания силы тяги используется выражение закона изменения осевой составляющей силы тяги при квазистационарном режиме работы РДТТ. При математическом описании внешней баллистики используются уравнения продольного движения материальной точки в атмосфере. Приведена зависимость коэффициента лобового сопротивления от скорости и высоты. Дана оценка зоны полета ЛА БД с координатами в пространстве.

Работа посвящена исследованию гидродинамических процессов в многоканальном раздающем коллекторе. В качестве рабочей жидкости рассматривается гидравлическое масло Лукойл Гейзер СТ-32. Рассматриваемый коллектор эксплуатируется при скоростях 0,1 — 3 м/с, течение при которых соответствует ламинарному диапазону. В работе проводится моделирование при скорости течения рабочей жидкости 0,1 м/с для 2-х, 4-х, 6-ти и 8 секций коллектора. В результате исследования получены распределения давления и скорости потока, построены гидродинамические характеристики многоканального коллектора.

В данной работе рассмотрена задача о свободных колебаниях идеальной стратифицированной вращающейся несжимаемой жидкости, заполняющей цилиндрическую полость в твердом теле. Исследованы нормальные колебания стратифицированной жидкости при малой скорости вращения при полном или частичном заполнении жидкостью цилиндрического круглого бака. Численные результаты определения собственных значений и собственных функций нормальных колебаний жидкости приведены при постоянной частоте плавучести в виде таблиц и графиков.

Для решения задачи о малоцикловом нагружении плоского образца были применены различные методы анализа, основанные на математических моделях [1, 3]. В частности, использовались выражения для нахождения значений (инварианты) и тензора конечных деформаций Альманси [4], которые дают возможность определить изменения движения частиц материала во время растяжении и последующем сжатии образца. Кроме того, были применены формулы для определения изменения ширины, толщины и параметров образца в условиях плоской деформации и плоского напряженного состояния. Эти методы анализа позволяют более точно оценить поведение материала при различных условиях нагружения и деформации.

Однако, необходимо учитывать возможные неточности и ошибки при использовании математических моделей. Поэтому проверка результатов на практике является важным этапом в области пожарной безопасности. Только практическое применение методов анализа может подтвердить правильность расчетов и дать полное представление о поведении материала в различных условиях. Важно также учитывать особенности конкретного материала и образца, а также условия эксплуатации, чтобы получить наиболее точные результаты. Получены зависимости, описывающие движения частиц материала при растяжении и последующем сжатии плоского образца, на основании которых в качестве параметра оценки изменения структуры материала предлагается использовать объёмную плотность диссипации энергии.

Статья посвящена формулировке вариационного принципа задач нелинейной динамики многослойной идеальной тяжелой жидкости, находящейся в цилиндрической полости твердого тела, совершающего заданные угловые колебания вокруг неподвижной оси. Подобная проблема обусловлена тем, что применение в механике сплошных сред вариационного принципа построено на основании принципа Гамильтона — Остроградского, математическая форма записи которого в переменных Эйлера для задач гидродинамики приобретает существенные математические отличия.

В статье показывается, что с помощью вариационного принципа, записанного в виде отличного от традиционного, можно получить полную совокупность уравнений нелинейных движений жидкостей, включая нелинейные кинематические и динамические условия на поверхностях раздела жидкостей, заполняющих полость твёрдого тела, совершающего заданное движение.

Рассмотрена задача разработки математической модели лазерного триангуляционного дальномера со структурированной веерной подсветкой. В отличие от известного подхода, основанного на применении алгоритма Брезенхэма, модель обеспечивает субпиксельную точность формирования центров свечения маркеров подсвета, а также учитывает их форму и распределение яркости при проецировании структурированного освещения на объект под различными углами. Обеспечение субпиксельности достигается определением 3D координат пиков яркости маркеров подсвета с помощью метода трассировки лучей, а их пиксельных координат — с помощью модели проективной камеры. Для вычисления интенсивности отражений применяется закон косинусов Ламберта. Форма и угловая ориентация изображения маркера подсвета определяются по информации об угле между нормалью к поверхности и направлением падающего на объект излучения, а также вариацией параметров двумерного гауссова распределения.

В статье представлена методика расчета вероятности битовой ошибки сигналов c двоичной относительной фазовой манипуляцией (ОФМ-2) в присутствие линейно-частотно манипулированной (ЛЧМ) помехи при обработке сигналов на двух тактах. Полученные в статье результаты показывают, что влияние ЛЧМ помехи определяется не только ее уровнем, но и значением девиации частоты. В разработанной методике показано, что наличие ЛЧМ помехи приводит к зависимости средней вероятности битовой ошибки от значения начальных фаз как сигнала, так и помехи даже в условиях некогерентного приема, что определяет необходимость статистического усреднения вероятности по начальным фазам [1].

Рассмотрена задача оценивания помехоустойчивости приема OFDM-сигналов в условиях непреднамеренных узкополосных шумовых помех при различных отношениях ширины спектра помехи к ширине спектра сигнала. При этом под узкополосной шумовой помехой понимается гауссовская шумовая помеха с равномерным ограниченным по полосе частот спектром, не превышающим полосу частот сигнала. Для решения данной задачи разработана имитационная модель канала связи с OFDM. Приведены результаты моделирования, показывающие изменение средней вероятности канальной битовой и информационной битовой ошибки в зависимости от значений ширины спектра и центральной частоты в спектре помехи при различных отношениях сигнал/шум.

Точное и эффективное измерение частоты сигнала является важной задачей обработки сигналов во многих технических приложениях, например, в радиоэлектронике и системах связи, современных системах передачи информации, научно-исследовательских и медицинских, радионавигационных и радиолокационных системах, мониторинге электронной аппаратуры. В автономных частотомерах используются методы дискретного счета и интерполяции, а во встроенных системах управления — методы спектрального анализа с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) с определением наибольшей спектральной составляющей и интерполяцией по двум или трем спектральным линиям.

Рассматривается влияние аддитивного стационарного шума на оценку частоты периодического сигнала по спектру, полученному путем применения прямого преобразования Фурье к массиву дискретных отсчетов, то есть при переходе из временной области в частотную. Методы оценки частоты можно разделить на группы представления сигнала во временной и частотной области. Методы дискретного подсчета и интерполяции наиболее широко используются в области времени, а также в спектральном анализе частот с использованием алгоритмов БПФ для определения максимальной спектральной составляющей и последующей коррекции координаты максимума с помощью математических преобразований, например, путем интерполяции. Для уменьшения влияния спектральной утечки или отклонения спектра используется сглаживание временной последовательности путем умножения всех отсчетов сигналов на весовые коэффициенты оконной функции. Были промоделированы используемые алгоритмы интерполяции и предложена модифицированная формула, позволяющая повысить точность оценки частоты в несколько раз.

Метод интерполяции является наиболее широко используемым, наиболее глубоким и наиболее распространенным методом коррекции при анализе дискретного спектра с оценкой погрешностей в зависимости от количества отсчетов и числа учитываемых спектральных линий. В практических инженерных приложениях наиболее важными показателями для оценки качества алгоритма являются способность работать в шуме, быстродействие и низкая погрешность оценки частоты.

На основе краткого обзора состояния теоретических исследований и разработки методов интерполяции для коррекции положения максимальной выборки представлены принципы и характеристики алгоритмов интерполяции, применявшихся в настоящее время. Характеристики каждого алгоритма исследуются с помощью моделирования, а ошибки интерполяции анализируются.

Рассмотрены методы целочисленной оценки псевдофазовых неоднозначностей ГЛОНАСС, необходимые в задачах высокоточных абсолютных и относительных местоопределений по измерениям сигналов ГЛОНАСС с разрешением целочисленной неоднозначности. Учёт целочисленных свойств псевдофазовых неоднозначностей позволяет существенно уменьшить время сходимости решения до сантиметрового уровня точности. В связи с частотным разделением спутниковых сигналов, используемых в ГЛОНАСС, при решении задач высокоточного местоопределения возникают две проблемы: различие кодовых аппаратурных задержек приёмника в измерениях псевдодальностей разных спутников ГЛОНАСС и различие длин волн несущей частоты сигналов различных спутников ГЛОНАСС. Эти особенности не позволяют целочисленно оценить псевдофазовые неоднозначности ГЛОНАСС. Поэтому известные методы, разработанные для систем с кодовым разделением, например, GPS, не могу использоваться для ГЛОНАСС. Настоящая статья посвящена решению второй обозначенной проблемы. Предлагается два метода — строго и нестрого целочисленной оценки, основанные на решении недоопределённой системы линейных уравнений с помощью теории S-преобразования. Строго целочисленный метод основан на применении целочисленного унимодулярного преобразования к системе линейных уравнений перед её решением и не требует наличия в зоне видимости приёмника спутников ГЛОНАСС с соседними литерами. Нестрого целочисленный метод более прост в применении, но целочисленные оценки можно получить только при соблюдении некоторых условий. Проанализированы условия, при которых при нестрогой оценке отличием от целых чисел можно пренебречь. Как строгий, так и нестрогий методы не требуют непосредственного привлечения измерений псевдодальностей в обработку псевдофаз. Для математической модели псевдофазовых измерений используется линейная аппроксимация фазо-частотной характеристики приёмника (принимается линейная зависимость фазовых задержек в приёмнике от частоты). Рассмотрение ведётся на примере обработки первых разностей измерений реальных навигационных приёмников сети IGS, что подтверждает корректность предложенных методов и адекватность используемых математических моделей реальным измерениям.

При синтезе алгоритмов обнаружения и распознавания малоразмерных воздушных объектов (МВО) возникает необходимость в расчёте их эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Малоразмерные воздушные объекты, такие как легкие беспилотные летательные аппараты (БЛА), БЛА с электромотором, созданные по формату летающего крыла, кустарно изготовленные БЛА и т.п., в последние годы стали угрозой, представляющей опасность для гражданских и военных объектов [1].

Учитывая, что ЭПР входит в уравнение дальности радиолокации [2], то аналитический её расчёт для МВО позволит определять минимальную дальность, на которой воздушные объекты могут быть обнаружены постами радиоконтроля. В итоге раннее обнаружение подобных летательных аппаратов обеспечит своевременную выдачу целеуказаний огневым средствам для последующего принятия решения по уничтожению МВО.

В данной работе рассматриваются методы определения подхода к разработке алгоритма сегментации, а также выбор отличительных признаков для решения задачи сегментации изображений земной поверхности для определения координат беспилотного летательного аппарата (БЛА) с целью его позиционирования на земной поверхности. Теоретической значимостью исследования является численное исследование постановок задач сегментации изображений стохастическими методами. Практической значимостью является получение результатов экспериментов по сегментации изображений видимого и радио-диапазонов, разработка инструментов обучения и программного комплекса, решающего задачи сегментации многоканальных изображений.

В статье предложена модель в виде марковского процесса, связывающая показатели надежности с показателями и характеристиками контроля технических систем. В отличие от известных моделей учтены два вида контроля — тестовый и функциональный. Разработанная модель с помощью графического языка Stateflow программного пакета Matlab преобразована в имитационную модель, отличающуюся от известных возможностью учета режимов хранения и работы технической системы, которым соответствуют различные интенсивности отказов. Предложенная модель позволяет определять функцию и коэффициент готовности технической системы при заданных показателях надежности и контроля, а также обосновывать требования к показателям контроля.

Для работы различного оборудования, в том числе связанного с авиационно-космической техникой, используется значительное количество солнечных электрогенерирующих систем. Эти системы используются на космических станциях, на автономных наземных объектах, для электроснабжения стационарных рабочих комплексов, а также для обеспечения энергией различных производств и потребителей.

Одним из основных элементов солнечной фотоэлектрической станции является система автоматического управления её мощностными характеристиками. В этой работе была исследована система контроля точки максимальной мощности для автономной электрогенерирующей установки на основе кремниевых фотоэлектрических панелей. Повысить ненадёжность эксплуатации солнечной системы из-за влияния на неё климатических факторов, а также связать работу этой системы с типовой потребностью в электроэнергии посредством применения искусственного интеллекта, являлось одной из задач этой работы. Поскольку альтернативные возобновляемые формы энергии основаны на природных ресурсах, которые постоянно пополняются, считается, что они имеют бесконечный запас полезной энергии. Предложенная арифметическая модель является важным компонентом комплексного исследования фотоэлектрических систем. Среда программирования, которая включает в себя многочисленные модели для систем возобновляемой энергии, может анализировать закономерности работы фотоэлектрических установок. Используя программное обеспечение MATLAB/Simulink, можно также построить множество моделей для систем возобновляемой энергии, предназначенных для моделирования и анализа работы фотоэлектрических установок. Из-за нестабильности внешних факторов, таких как солнечная радиация и атмосферная температура или непредсказуемости возможных обстоятельств, например, перегрев солнечных панелей, для систем полупроводниковых фотопреобразователей необходимо использовать алгоритм отслеживания точки максимальной мощности (ТММ). Применение предложенного алгоритма управления позволяет значительно повысить эффективность использования преобразованной солнечными станциями электрической энергии и позволит увеличить надёжность работы основного и вспомогательного оборудования фотоэлектрических систем, которые могут использоваться как для электроснабжения автономных объектов, так и для работы на энергосистему.

В статье представлен метод оптимизации посадочной траектории мини-БПЛА с учетом ограничений на управление и посадочную скорость, а также способ сопровождения найденной траектории. Выбранными оптимальными управлениями являются именно нормальная и тангенциальная перегрузки. Критерий оптимальности представлен в виде Больца, включающая точность приземления и расхода топлива БПЛА. Применение принципа максимума Понтрягина превращает задачу оптимального управления в краевую задачу, которая решается методом продолжения по параметру. Чтобы проверить оптимальную траекторию, конкретный тип БПЛА выбран для моделирования сопровождения вышеупомянутой траектории с помощью программного обеспечения Matlab Simulink. Результаты показывают, что применение алгоритма сопровождения оптимальной траектории обеспечивает точность и безопасность посадки БПЛА.

Объектом исследования является эффект затенения при спектральных сьемках земли с применением БПЛА, оснащенных спектральными камерами. Предметом исследования является адекватность гамма-коррекции эффекта затенения, осуществляемой при спектральных сьемках. Целью исследования является исследование степени адекватности метода гамма коррекции для объектов, которые частично затенены. Эффект затенения в реальной исследуемой сцене должен быть учтен при изучении состояния растительности с использованием различных вегетационных индексов. Так, например, значения таких широко распространенных индексов как NDVI и LAI несколько выше на солнечно-освещенных участках, по сравнению с затененными участками. Эффект затенения также может дать полезную информацию геометрического характера о расположении дистанционно изучаемых объектов среды. Показано существенное различие в степени адекватности γ-коррекции применительно к однотипным объектам с идентичной степенью затененности в случае применения методов геометрического и алгебраического усреднения. Средняя величина DN в общем случае может быть вычислена двумя способами: 1. Метод геометрического усреднения. 2. Метод алгебраического (сверточного) усреднения.

Обнаруженное различие состоит в том, что в случае геометрического усреднения адекватность γ коррекции понимается в смысле равенства усредненной величины логарифма скорректированной величины геометрического усреднения затененных и незатененных частей объектов к усредненной величине логарифма для незатененной части. Однако, в случае алгебраического усреднения адекватность γ коррекции понимается в смысле равенства усредненной величины логарифма незатененной части к усредненной величине логарифма γ-скорректированной величины затененной части объектов.

В этом тексте описаны различные способы использования устройств и технологий Интернета вещей для защиты критически важных активов. В нем выделены четыре основных применения IoT для защиты: наблюдение, контроль доступа, отслеживание активов и мониторинг окружающей среды. Авторы приводят конкретные примеры устройств IoT, используемых для каждого приложения, таких как камеры и датчики для наблюдения, биометрические системы и системы доступа без ключа для контроля доступа, GPS-трекеры и RFID-метки для отслеживания активов и датчики для мониторинга окружающей среды. В тексте показано как технологии Интернета вещей могут помочь предотвратить кражи, потери, ущерб от стихийных бедствий и обеспечить безопасность на критически важных объектах, в том числе на предприятиях ракетно-космической отрасли.

В работе представлены результаты расчетов сверхзвуковых холодных турбулентных струй с использованием прикладного программного обеспечения. Приводится сравнение результатов расчетов с данными эксперимента. Приводятся методы адаптации расчетной сетки для получения качественных результатов расчета и экономии машинных ресурсов при проведении расчетов. Проведенные в работе расчеты показали удовлетворительное сходство с данными экспериментальных работ. Моделирование сверхзвуковой струи в осесимметричной постановке с режимом адаптации расчетной сетки позволило существенно сэкономить вычислительные ресурсы и суммарное время расчета. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы в прикладных задачах.

Рассматривается задача о движении твердого тела с неподвижной точкой, помещенного в свободный молекулярный поток частиц. Считается, что поток частиц является достаточно разреженным, взаимодействие между частицами отсутствует. Определяются стационарные движения тела в потоке частиц, получены условия их устойчивости.

Рассматривается монореактивный гармонический осциллятор с тремя грузами. Для целей настоящей работы удобно использовать плоскую трехкоординатную систему аналогичную трехфазной системе координат, применяемой в электротехнике. Для произвольного вектора R, лежащего в трехкоординатной плоскости, начало которого совпадает с началом координат, справедлива Теорема 1. Координаты x₁, x₂, x₃ вектора R образуют правильный треугольник, размер которого не меняется при произвольном повороте вектора R. Теорема 2. Середина вектора совмещена с центром треугольника x₁x₂x₃. Половина вектора R играет роль кривошипа, который в реальных устройствах нужен для развития угловой скорости и сообщения момента силы для компенсации диссипативных потерь. В монореактивном гармоническом осцилляторе с тремя грузами могут возникать свободные синусоидальные колебания любой заданной частоты, которая определяется исключительно начальными условиями.

Проведен обзор литературы с целью изучения и состояния проблемы прогнозирования предела выносливости резьбовых деталей. Рассмотрены гладкие детали и детали с концентраторами напряжений. Установлены основные причины разрушения резьбовых деталей. Изучено влияние упрочнения поверхности резьбовых деталей методами поверхностного пластического деформирования. Установлено, что упрочнение поверхности приводит к появлению в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений, которые увеличивают предел выносливости резьбовых деталей. Рассматриваются методы прогнозирования предела выносливости резьбовых деталей, дается оценка их точности и достоверности. Отдельным блоком рассматриваются вопросы моделирования напряженно-деформированного состояния нагруженной резьбовой детали с целью определения предела выносливости численными методами. На основе обзора делается вывод о необходимости разработки метода прогнозирования предела выносливости упрочненных резьбовых деталей с учетом технологии изготовления, усилий затяжки, условий эксплуатации и других факторов.

В работе рассматривается подход к проектированию подкрепленных тонкостенных конструкций, основанный на применении метода топологической оптимизации для моделей оболочек переменной толщины. Рассматривается задача выбора оптимальной конструктивно-силовой схемы в зоне излома крыла большого удлинения. Представлена формулировка задачи оптимизации и результаты расчетов для трех вариантов угла стреловидности концевой части крыла с заданной нагрузкой в виде распределенного аэродинамического давления и сосредоточенных усилий в точках закрепления элементов механизации. Численное моделирование проводится с использованием моделей оболочек типа Миндлина-Рейсснера, локальная толщина которых определяется значениями дополнительной узловой переменной, вводимой в задаче топологической оптимизации. По результатам решения задачи оптимизации с целевой функцией в виде полной энергии деформаций определяется оптимальное распределение толщин по элементам модели при заданных ограничениях на массу конструкции и высоту ребер жесткости, возникающих в решении. Регуляризация решения обеспечивается выбором минимального размера элементов конечно-элементной сетки. Показано, что применяемая методика и результаты топологической оптимизации могут быть использованы для выбора оптимальной конфигурации силового набора подкрепленных тонкостенных конструкций, обладающих повышенной весовой эффективностью.

В работе развиваются подходы к математическому моделированию распространения нелинейных волн деформации в сплошных разнородных средах. Данные модели актуальны и научно значимы для перспективной авиакосмической техники в связи с все более широким применением современных композитных материалов, обладающих существенно нелинейными физико-механическими свойствами. Предложена математическая модель применительно к каналам кольцевого и круглого сечений, полностью заполненным вязкими жидкостями, и образованными двумя соосными цилиндрическими оболочками. Материал оболочек считается несжимаемым и обладает физическим законом с дробной степенной нелинейностью, связывающим напряжения, деформации и интенсивность деформаций. Для разработки модели осуществлен вывод уравнений динамики цилиндрической оболочки с дробной нелинейностью (нелинейность Шамеля). Сформулирована связанная задача гидроупругости двух коаксиальных цилиндрических оболочек, заполненных вязкими жидкостями. Динамика жидкости рассмотрена в рамках модели нюьтоновской несжимаемой жидкости. Движение жидкости в кольцевом и круговом каналах изучается как ползущее. Проведен асимптотический анализ задачи гидроупругости и получена система двух нелинейных эволюционных уравнений, обобщающих уравнение Шамеля. Теоретически показано, что в рассматриваемой постановке наличие вязкой жидкости в круговом канале не оказывает влияние на нелинейный волновой процесс в оболочках-стенках канала. Предложена новая разностная схема для решения полученной системы двух нелинейных уравнений, на основе применения техники базисов Гребнера. Проведена серия вычислительных экспериментов, которые показали, что уединенные нелинейные волны деформации в стенках рассматриваемых каналов являются солитонами.

Разрушения оболочечных конструкций — это редкая техногенная катастрофа, возникающая по многочисленным причинам. При проектировании конструкций оболочечного типа производят расчеты на прочность и устойчивость учитывают режимы эксплуатации, а на возникновение явления резонанса, которому подвержены тонкостенные оболочечные конструкции, реальные расчеты не производятся. Это происходит по причинам несовпадения существующих математических моделей с поведением реальных конструкций. Для борьбы с явлением резонанса конструкторы, обычно увеличивают запасы прочности при расчете оболочек, что увеличивает стоимость объектов, но полностью не решает проблему. В данной работе авторами выполнено уточнение расчетной модели процесса колебаний оболочки малой длины (кольца), несущей малую присоединенную массу с учетом крутильных колебаний, и проведена экспериментальная проверка полученной модели.

В работе рассматривается вариант задачи о плоской свободно опертой пластине, нагруженной сосредоточенной силой, приложенной со смещением по отношению к центру пластины и действующей по нормали к ее поверхности. Для такой задачи методика топологической оптимизации, сформулированная ранее авторами для моделей пластин переменной толщины, предлагает простое решение по выбору оптимальной ориентации ребер жесткости, обеспечивающей минимальные прогибы пластины под нагрузкой. Возникающие ребра жесткости в решении задачи топологической оптимизации располагаются симметрично относительно центральной плоскости пластины, а угол между ними зависит от величины смещения точки приложения нагрузки. Для проверки эффективности используемой методики оптимизации предложено рассмотреть аналогичную задачу для плоско-пространственной рамы, в которой структура элементов повторяет расположение ребер жесткости, возникающих в решении задачи топологической оптимизации для пластины. Решение для задачи о деформациях рамы может быть легко построено в аналитической замкнутой форме. На основе этого решения удается определить оптимальный угол раскрытия элементов рамы для заданного расположения точки приложения нагрузки. Показано, что имеет место качественная согласованность между оптимальной геометрией рамы, найденной из аналитического решения, и оптимальной геометрией соответствующей подкрепленной пластины, найденной из решения задачи топологической оптимизации. В частности, установлена одинаковая характерная зависимость оптимального угла раскрытия ребер жесткости от величины смещения точки приложения нагрузки относительно центра пластины.

В работе рассматривается нестационарная задача о воздействии плоской волны давления на сферическую оболочку в упругой среде. Для построения аналитического решения нестационарной задачи дифракции плоской волны давления на сферической полости в упругой среде, подкреплённой тонкой оболочкой, искомые и заданные функции представлены в виде рядов по полиномам Лежандра и Гегенбауэра. Метод решения основан на разложении в ряды по системе собственных функций и применении интегрального преобразования Лапласса по времени. В результате построены аналитические выражения для всех искомых функций, что позволяет исследовать нестационарное напряженно-деформированное состояние и перемещения как на оболочке, так и в любой точке упругой среды.

Проблемы дифракции упругих волн на различного типа неоднородностях относятся к числу наиболее сложных и актуальных задач динамики деформируемых тел. В прикладном отношении это объясняется тем обстоятельством, что информация о динамическом напряженно-деформированном состоянии в окрестности этих неоднородностей представляет большой интерес для различных целей. Кроме того, наличие неоднородности (включения, полости, выреза, локального изменения свойств и т.д.) является непременным условием, возникающих в различных областях современной техники. К таким задачам относятся: создание новых конструкций, работающих при динамических нагрузках, разработка новых композитных материалов и внедрение их при создании инженерных сооружений, современные задачи геофизики и сейсмологии, а также ряд других задач научно-технического характера.

В статье представлена двумерная физико-математическая модель тепловых и электрических процессов в многоканальном полом катоде с прокачкой плазмообразующего газа. Предлагается модель описания эрозионных процессов в катоде: испарение, распыление и осаждение катодного материала (рециклинг). Рассматривается течение частично ионизованной плазмы с примесью катодного материала. Модель использована при расчете характеристик экспериментальных конструкций катодов. Получено удовлетворительное согласие с экспериментом.

В данной работе рассмотрена и решена задача о течении вязкой жидкости между источником и стоком при малых числах Рейнольдса. Приведено аналитическое решение уравнения Стокса при использовании биполярных координат. Искомая функция тока представлена в виде суммы из двух составляющих, первая из которых удовлетворяет граничным условиям, а использование второй составляющей удовлетворяет исходное уравнение Стокса в биполярной системе координат. Аппроксимация первой составляющей функции тока простой зависимостью позволяет свести исходное уравнение с переменными коэффициентами к трем обыкновенным дифференциальным уравнениям с постоянными коэффициентами относительно второй составляющей функции тока. Для полученных трех обыкновенных дифференциальных уравнений приведено аналитическое решение. Показаны примеры рассчитанной функции тока в безразмерном виде для разных расстояний между источником и стоком. Сравнение расчетных значений функции тока с экспериментальными данными из литературы показывает достаточную сходимость.

На базе современных методов численного моделирования проводиться оптимизация толстого аэродинамического профиля с целью улучшения его аэродинамических свойств. Путем оптимизации формы профиля удалось существенно повысить его аэродинамическое качество. Показано, что с помощью активного метода управления обтеканием оптимизированного аэродинамического профиля (применение вихревых ячеек) повышено аэродинамическое качество до уровня хороших авиационных профилей.

Выведено граничное условие с учётом диссипации энергии вблизи линии трёхфазного контакта на основе общего принципа Гамильтона—Остроградского. Из полученного граничного условия на линии контакта вытекают условие сохранения угла смачивания и условие неподвижной линии трёхфазного контакта. Разработан численный алгоритм расчёта коэффициента затухания за счёт диссипации энергии вблизи линии трёхфазного контакта на основе метода конечных элементов. В данной работе маятник и спиральная пружина моделируют воздействие массовых сил и сил поверхностного натяжения соответственно, а влияние вязкости жидкости учитывается линейным демпфером. Дана количественная оценка влияния числа капиллярности C_a (соотношение силы вязкости и силы поверхностного натяжения), числа Бонда B₀ (соотношение массовых сил и силы поверхностного натяжения) и коэффициента заполнения сосуда жидкостью β (соотношение объёма жидкости к объёму полости сосуда) на коэффициент затухания и собственную частоту колебаний капиллярной жидкости.

Описаны основные задачи обработки радиосигналов, решаемые авиационными средствами радиотехнического наблюдения. Показана взаимозависимость принимаемых решений при обнаружении, разрешении, оценке параметров и распознавании радиосигналов источников радиоизлучения. Для случая принадлежности радиосигналов источника радиоизлучения априорной библиотеке типов обоснован порядок выполнения задач обработки. На основе байесовского синтеза разработан алгоритм, в котором решается задача априорной неопределенности за счет изменения последовательности выполнения процедур обработки радиосигналов. Представлена блока схема разработанного алгоритма. Выполнена оценка реализуемости разработанного алгоритма.

В статье рассмотрены постановка задачи и результаты численного моделирования для конформной цилиндрической антенной решетки с прямоугольным печатным излучателем линейной поляризации, рассчитанным на частоту 2,4 ГГц, которая размещается на БПЛА. Такой подход справедлив применяя аппроксимацию отдельных участков летательного аппарата простыми геометрическими фигурами. Рассмотрена задача сканирования лучом в секторе φ_ск=225^о θ_ск=30^о.

Оценка частоты дискретизированного гармонического сигнала является важной задачей при обработке сигналов во многих приложениях, таких как радиосвязь, системы мониторинга и управления. и другие. Дискретные спектры можно использовать для измерения частот синусоидальных составляющих сигнала. Такое измерение заключается в оцифровке составного сигнала, выполнении оконной обработки отсчетов сигнала и вычислении их дискретного амплитудного спектра, обычно с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье. Однако частоту синусоидальной составляющей можно определить с улучшенным разрешением, используя моментный метод наибольшего последовательного элемента спектра, соответствующего этой составляющей. Абсцисса его максимума представляет наилучшее частотное приближение.

Предложен алгоритм оценки частоты дискретизированного гармонического сигнала ограниченной длительности методом моментов, позволяющим получить средневзвешенную оценку положения пика энергетического спектра. Методическая составляющая погрешности зависит от степени близости истинного значения частоты и положения энергетического центра, обусловленного видом оконной функции. Погрешность определяется шагом частотной сетки быстрого преобразования Фурье (БПФ), видом используемой оконной функции, длительностью интервала дискретизации сигнала. Показано заметное влияние четной и нечетной структуры учитываемых спектральных линий. В области симметрии четной структуры спектра при изменении уровней главных компонент образуется скачок методической погрешности, которую можно исключить ведением поправки или ограничить диапазон рабочих частот областью нечетной симметрии. Предложено ввести в алгоритм оценку структуры спектра и автоматически выбирать для расчета частоты четное число спектральных линий для спектра близкого к четной симметрии и нечетное число при нечетной симметрии. При этом максимальная методическая погрешность может быть уменьшена на порядок и более. Некоторые окна позволяют увеличить разрешение измерения частоты более чем на порядок. Целью этой статьи также является показать, что даже лучшие результаты достигаются при использовании окна Чебашевой. Этот метод был использован для настройки систем измерения в системах контроля и управления.

Статья посвящена исследованию помехоустойчивости когерентных квадратурных приемников, использующих сигналы с дискретной фазовой модуляцией. В статье рассмотрено воздействие аддитивной смеси белого гауссовского шума и непреднамеренной помехи с угловой модуляцией во время приема BPSK и QPSK сигналов. Ширина спектра помехи с угловой модуляцией и ее центральная частота совпадают с шириной спектра и центральной частотой полезного сигнала. В качестве показателя качества функционирования приемника использовалась вероятность битовой ошибки. В статье приводится аналитичческое исследование зависимости вероятности битовой ошибки от отношения мощности полезного сигнала и мощностей воздействующих на приёмник непреднамеренной помехи с угловой модуляцией и белого гауссовского шума. Приведена связь полученных выражений с известными выражениями описывающими воздействие отдельно белого гауссовского шума и непреднамеренной помехи с угловой модуляцией на когерентный приемник сигналов с дискретной фазовой модуляцией. В статье приведено, как указанные выражения могут быть получены из полученных путем предельного перехода. С помощью полученных выражений показано, что при определённых мощностях непреднамеренной помехи возможно существенное изменение характера зависимости вероятности битовой ошибки от отношения сигнал-шум. Полученные аналитические зависимости вероятности битовой ошибки при приеме BPSK и QPSK сигнала на фоне непреднамеренных помех и белого гауссовского шума могут быть использованы для оценки электромагнитной совместимости систем связи, использующих сигналы с дискретной фазовой модуляцией.

В работе приведены результаты по разработке аппаратно-программного комплекса для отработки методов слепой обработки сигналов в задаче уменьшения влияния помех в системах передачи и извлечения информации. Разработанный аппаратно-программный комплекс включает в себя два формирователя сигнала, многоканальный приемник и персональный компьютер. Приёмник основан на использовании концепции программно-определяемого радио (SDR — Software Defined Radio) и состоит из восьми аналого-цифровых преобразователей, программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) и каскада PCI-Express для передачи данных в ПК для последующей обработки и демодуляции. В работе приведено описание и функциональное назначение каскадов приема и обработки сигналов, а также приведены результаты верификации аппаратно-программного комплекса. Полученные результаты свидетельствуют о возможности практического применения методов слепой обработки сигналов для компенсации помех в радиосистемах передачи информации. При верификации аппаратно-программного комплекса была определена предельная битовая скорость передачи данных в режиме непрерывного потока бит при обработке смесей сигнала ФМн-2 с импульсными помехами различной формы. Данная скорость передачи составила 905 бит/c. Для увеличения предельной скорости возможно применение более мощного ПК, или перенос демодулятора и алгоритмов слепой обработки сигналов на ПЛИС.

Для исследованного ранее многоканального приемника с субдискретизацией определяется максимальный уровень сложности сигнальной обстановки, при котором возможно его применение. Для этого путем моделирования оценивается количество импульсов, одновременно обрабатываемых с заданным качеством. Критерием качества является вероятность правильной классификации, не превышающая величину 0,8. Для этого вероятность аномальной ошибки определения частотно-временных параметров импульса должна быть не более 0,1. Численный эксперимент показал, что это условие выполняется при количестве наложенных во времени импульсов не более 4...5 (в зависимости от параметров приемника). Расчетным путем показана возможность передачи потока дескрипторов импульсов по интерфейсу 10GE, считая, что в каждом окне анализа формируются дескрипторы пяти импульсов. Запас пропускной способности канала передачи данных составляет более, чем 6 раз. Результаты могут использоваться для обоснования состава средств широкополосного анализа в зависимости от ожидаемого уровня сложности, выбора параметров многоканального приемника с субдискретизацией и прогнозирования появления в нем аномальных ошибок определения частотно-временных параметров импульсов.

Рассматривается задача траекторной обработки радиолокационной информации для аэробаллистического объекта. Для повышения точности сопровождения такого объекта предложено использовать многомодельный подход. Выбрана структура многомодельного алгоритма. Описаны системы координат, которые используются при решении задачи: местная прямоугольная система координат, антенная прямоугольная система координат, биконическая система координат антенны. Предложен 3-х модельный алгоритм решения задачи в местной прямоугольной системе координат. В нем для описания движения аэробаллистического объекта используются модели прямолинейного равномерного движения с малыми возмущениями, равноускоренного движения с малыми и большими возмущениями. Характеристики предложенного алгоритма исследованы путем моделирования. Представлены результаты сравнения предложенного алгоритма с другими известными алгоритмами. Результаты исследования позволяют сделать вывод о высокой эффективности предложенного 3-х модельного алгоритма по сравнению с другими.

В настоящей работе рассматривается результат синтеза динамической системы, описывающей поведение системы амортизации и демпфирования бесплатформенного инерциального измерительного прибора для космического аппарата. В качестве чувствительных элементов в приборе применяются высокочувствительные вибрационно-струнные акселерометры собственной разработки филиала АО «ЦЭНКИ» — «НИИ ПМ имени академика В.И. Кузнецова». Акселерометры с учетом внутренней системы амортизации можно описать как колебательные звенья с малым коэффициентом демпфирования и конечным свободным перемещением, что ограничивает их применение при внешних вибрационных высокоэнергетических воздействиях. Необходимость применения дополнительной системы амортизации в приборе диктуется использованием показаний прибора в системе управления космического аппарата во всех режимах полета, включая нештатные. Эта система амортизации также является колебательным звеном, влияющем на систему амортизации в акселерометре и испытывающим ответное влияние от нее. В результате задача сводится к разработке системы с обратными связями, охватывающими колебательные звенья, и проведению ее последующего анализа. На вход системы поступает линейное ускорение в виде случайного сигнала с определенным спектром, а выходом является линейное перемещение, которое необходимо держать в определенных пределах.

В филиале АО «ЦЭНКИ» — «НИИ ПМ имени академика В.И. Кузнецова» есть опыт разработки динамической системы прибора-прототипа стойкого к внешним механическим воздействиям. В данной статье рассматривается процесс проектирования, разработки и анализа линейной модели системы амортизации и демпфирования, описанной на языке Python, и подтвердившей принципиальную возможность обеспечения заданных требований к стойкости прибора к входным воздействиям. В результате обнаружена оптимальная область динамических характеристик системы амортизации и демпфирования. В дальнейшем полученные данные будут использованы для моделирования нелинейной системы и ее углубленного анализа.

В настоящее время наблюдается стремительное развитие беспилотной авиации и расширение сферы её применения. Помимо применения в хозяйственной деятельности растёт круг задач беспилотной авиации специальными службами и в военной сфере. Особую опасность представляют собой малоразмерные и малозаметные беспилотные летательные аппараты. Возникает проблема обнаружения, сопровождения и перехвата малозаметных целей для защиты охраняемых социально значимых объектов. В статье предложен метод интеграции управления средств обнаружения, сопровождения и перехвата беспилотной авиации, а также синхронизации управления решением этих задач. Приведено описание открытого протокола передачи информации, используемого в беспроводном канале двустороннего обмена для управления средством перехвата. Определены классы возможных объектов перехвата и структура комплекса для организации процесса перехвата. Предложены сценарии вариантов перехвата и приведены их временные характеристики, а также описаны варианты радиолокационных станций, обеспечивающих обнаружение малоразмерных и малозаметных объектов с низкими значениями эффективной площади рассеяния.

Также в статье описана актуальная в настоящее время задача идентификации признаков воздушных объектов, наблюдаемых радаром, для распознавания и принятия решений с выделением классов искусственного и естественного происхождения. Определены методы извлечения полезных данных из отраженных сигналов с использованием свёрточной нейронной сети. Рассмотрены два варианта построения нейронной сети, в которых входные данные представлены в виде графического представления спектра отраженного сигнала (в оттенках серого) и в виде массивов чисел.

Статья посвящена анализу и синтезу оптимальных многоциклевых систем дистанционного зондирования на базе беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Рассмотрены и решены две задачи оптимизации. В первой задаче циклы измерений в количестве отличаются тем, что высота полета в каждом цикле различна и ставится задача определить оптимальную зависимость между высотой полета и длительностью цикла. Показано, что специально сформированный функционал цели, названный «площадью полета БПЛА», достигнет минимума, если высота полета будет убывать по мере увеличения длительности цикла измерений.

Вторая задача оптимизации предусматривает вычисление оптимальной зависимости длительности цикла от длины дистанции пройденной в течение одного цикла.

Показано, что при наличии прямой связи между указанным показателями количество информации, добываемой в многоциклевом режиме, достигает максимальной величины.

В статье представлены результаты исследований, направленных на разработку способа и устройства определения технического состояния элементов остекления кабин воздушных судов (ВС). Рассмотрены технические пути построения оптико-электронной системы неразрушающего контроля, способной определять величину перемещения элементов остекления самолета в ходе изменения избыточного давления внутри кабины ВС. В качестве инструмента неразрушающего контроля предлагается использовать метод спекл-структур оптического излучения, принцип действия которого основан на определении величины перемещения элементов остекления по анализу изменения параметров регистрируемых спекл-полей. Для практической реализации предложенного способа разработана оснастка для установки и зондирования спекл-полем участков остекления кабины ВС, а также программный модуль регистрации и обработки регистрируемых спекл-полей для последующей выдачи оператору величины перемещения контролируемых участков остекления при создании избыточного давления внутри кабины. Представлены результаты натурных испытаний экспериментального образца разработанного аппаратно-программного комплекса (АПК) в ходе определения герметичности кабин самолетов по анализу изменения величины выходов остекления из заделки. Результаты испытаний подтвердили заявленную возможность в определении величины выхода остекления из заделки с помощью разработанного АПК. Применение комплекса в ходе эксплуатации авиационной техники позволит существенно снизить экономические затраты, значительно уменьшить число допускаемых ошибок при определении величины выхода остекления из заделки и повысить вероятность определения разрушения клеевого соединения внутри заделки.

Системы прямого преобразования солнечной энергии на основе полупроводниковых фотоэлементов уже несколько десятилетий используются для авиационно-космической техники и наземных потребителей. В представленной работе была разработана информационно-управляющая система для комбинированной установки генерации электрической энергии при помощи преобразования солнечной и ветровой энергии. Комбинированная система, использующая два или более устойчивых источника энергии, известна как гибридная система возобновляемой энергии. Она поможет производить энергию непрерывно и позволит использовать один источник при отсутствии других, что является преимуществом. В исследовании предложена позиционирование гибридной системы преобразования энергии с использованием фотоэлектрических панелей, ветровой генерирующей установки и аккумуляторных батарей. В представленной работе была проведена оптимизация системы управления предложенной гибридной ветро-солнечной системы что значительно повысило её эффективность использования и надёжность работы. Исследуя выходные характеристики устройств генерирующей электростанции, была получена модель выходной мощности фотоэлектрической и ветровой энергии, а также модель зарядки и разрядки аккумуляторов. При разработке модели были использованы такие параметры, как среднегодовая чистая прибыль в качестве функции цели и характеристик региона и области, планируемого масштаба, взаимодополняющих свойств, коэффициента использования ресурсов и стабильности выхода в качестве ограничений. При помощи предложенного метода была построена модель для гибридной системы фотоэлектрического преобразования, ветровой генерации и аккумулирования энергии. Результаты эксперимента демонстрируют жизнеспособность и надежность этого подхода. Благодаря включению доходов от торговли выбросами модель становится более точной. Идеальный результат также более полезен. Распределение солнечных фотоэлектрических панелей влияет на общую выработку электроэнергии гибридной системой, как показано в статье. В ней используется солнечная панель, соединенная с гибридным контроллером и ветряной турбиной. Результаты показали, что непрерывное производство электроэнергии возможно, когда солнечная панель соединена с ветровой турбиной, что улучшает ее выходную мощность.

Обосновывается проектный облик, схема полёта и массово-энергетические параметры многоразовой одноступенчатой ракеты-носителя (РН), обеспечивающей доставку полезной нагрузки (ПН) непосредственно на борт орбитальной станции, которая функционирует на солнечно-синхронной орбите (ССО) высотой 350 км и наклонением 97 град. Показано, что для универсальной РН, имеющей возможность транспортировки пилотируемых и беспилотных ПН, а также для повышения массового совершенства её конструкции, топливный отсек целесообразно изготавливать в виде моноблока с совмещёнными днищами и размещением ПН в передней части РН. Приводятся результаты оптимизации параметров и режимов работы двигательной установки орбитального маневрирования (ДОМ) и условий применения одноступенчатых многоразовых РН.

В данной статье рассматривается автоматическое обнаружение и классификация беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и бронетанковой техники (БТ) в оптическом потоке для оптико-электронных систем. Алгоритм автоматического обнаружения и классификации объектов разработан на языке Python с использованием библиотеки OpenCV. В конце работы приводятся результаты экспериментального исследования разработанного алгоритма, на смоделированных и реальных изображениях в инфракрасном диапазоне. Предлагаемый алгоритм может быть использован для обнаружения объектов на неоднородном фоне в режиме реального времени оптико-электронной системой в инфракрасном диапазоне.

Отмечено, что в классической механике скорость коллинеарного сближения двух объектов неотличима от скорости одного из объектов относительно другого. В релятивистской механике скорость сближения имеет ряд особенностей, в некоторых случаях, препятствующих отождествлению ее с относительной скоростью. Первой особенностью скорости сближения объектов является то, что она может превышать скорость света с, в отличие от любой относительной скорости. Целью работы является установление других особенностей скорости коллинеарного сближения двух объектов. Скорость коллинеарного сближения двух объектов в релятивистской механике является существенно неоднозначной величиной. Если другие механические величины имеют два варианта значений (в собственной системе отсчета и движущейся), то скорость сближения имеет четыре варианта. Это обстоятельство следует учитывать при дальних космических перелетах.

В работе рассмотрены несколько известных систем классической механики (случай Эйлера — Пуансо задачи о движении твердого тела с неподвижной точкой, задача Якоби о геодезических на эллипсоиде, задача о качении шара Чаплыгина), которые путем замены переменных принимают вид систем Лиувилля с двумя степенями свободы. В результате исследование динамики этих систем можно проводить с помощью методов теории топологического анализа с разделением переменных по Лиувиллю.

Аналитический подход в задачах с крупногабаритными пластинами или оболочках с большим количеством дополнительных опор имеет множество трудностей. В статье предлагается методика определения расположения таких дополнительных опор для двух моделей движения пластины: Кирхгофа и Тимошенко с использованием функции влияния и метода компенсирующих нагрузок при воздействии гармонической нагрузки. Используя формулу Эйлера, задача из нестационарной сводится к стационарной. Достоинством предложенной методики является сохранение аналитического вида решения задачи, что позволяет подставлять различные физические и геометрические характеристики материала конструкции, виды и произвольные места приложения гармонической нагрузки. В конце статьи приведен численный пример и сравнение с аналитическими результатами.

Увеличение роли товарооборота в мировой экономике является, на сегодня, объективным фактом. Повышение роли средств доставки по воздуху и за пределы Земли требует и совершенствования качества летательных аппаратов, в основу которых легли оболочки. Оболочки обладают неоспоримыми преимуществами, а именно: прочностью, герметичностью, обтекаемостью, перед другими вариантами конструктивных схем. Эти оболочки в процессе эксплуатации подвергаются различным нагрузкам: ветровым, переменному атмосферному давлению, температурным нагрузкам, нагрузкам от инженерных систем жизнеобеспечения человека. По этой причине для изготовления этих оболочек используются легкие и прочные конструкционные материалы. Одним из самых часто используемых материалов является алюминий. Он обладает рядом преимуществ: низкая плотность при значительной прочности, долговечность, стойкость к многим видам воздействий. По причине ограниченности в выборе материала для производства летательных аппаратов, исследователи ищут другие варианты повышения прочности и надежности конструкций. Например, изучение внутренних механизмов движения или уточнение расчетной модели. Например, существует проблема присутствия вынужденных и собственных колебаний в разомкнутых тонкостенных цилиндрических оболочках, которые возникают по причине циклического или квазистатического внешнего воздействия. Совмещение частот собственных и вынужденных колебаний может привести к недопустимым амплитудам колебательного процесса конструкции, что приведет к разрушению этих оболочек. На сегодняшний день анализ колебательного поведения конструкции при проектировании конструкций летательных аппаратов не проводится в связи с их относительно небольшими размерами, а также отсутствием соответствующих методик и аналитических моделей. Поэтому необходимо изучение различных аспектов колебаний конструкций и, в частности, влияния присоединенной массы на частотные характеристики колебательного процесса тонкостенных цилиндрических оболочек.

Рассматривается проблема оценки, контроля и формирования динамических режимов колебаний технических объектов транспортного и технологического назначения. Цель исследования заключается в разработке методологии оценки динамических состояний механических колебательных систем, используемых в качестве расчётных схем технических объектов, находящихся в условиях вибрационных нагружений. Используются методы структурного математического моделирования. В рамках структурной методологии механической колебательной системе сопоставляется схема эквивалентной в динамическом отношении системы автоматического управления. Для оценки динамических состояний проводится регуляризация бесконечного семейства амплитудно-частотных характеристик с помощью конечного множества динамических инвариантов. Разработан метод оценки разнообразия динамических состояний параметрического множества механических колебательных систем, образованных твердым телом, находящимся в условиях вибрационного нагружения силовой природы.

В данной работе получены и исследованы уравнения сферического движения твёрдого тела с вращающейся неоднородной несжимаемой жидкостью, заполняющей полностью эллипсоидальную полость. Рассмотрена устойчивость вращения твёрдого тела с неоднородной жидкостью, обладающей линейным распределением плотности. Полученные уравнения движения позволяют исследовать устойчивость стационарных движений рассматриваемой системы с целью оценки влияние расслоения жидкости на динамику тела.

Проведенные в работах [1,2] исследования показывают, что детерминированный хаос, возникающий в системах автономных дифференциальных уравнений типа Лоренца, при задании любого конечного фиксированного шага по времени, вполне может быть ассоциирован со стохастическим, а не являться, по сути, детерминированным процессом.

В данной работе удается показать, что увеличение в рассматриваемой системе степеней свободы приводит к ее «детерминизации». Этот феномен, в частности, позволяет ответить на вопрос, почему стохастические системы с большим количеством степеней свободы, такие, как например, развитые турбулентные течения жидкости, большие звездные скопления (например, галактики) и пр., в среднем являются вполне детерминированными и демонстрируют устойчивое динамическое состояние.

Проводится компьютерное моделирование инжекции потока отрицательных ионов в плотную плазму с целью вытеснения электронной компоненты и создания радиопрозрачного канала. Описаны используемые модели и приведены основные результаты вычислительных экспериментов. Представлены распределения параметров плазмы в пучково-плазменном образовании. Рассмотрены особенности эволюционных процессов.

В статье дается обзор экспериментальных методов регистрации перехода газовой смеси в процессе смешения из режима устойчивой диффузии в состояние диффузионной неустойчивости. Описываются эксперименты по регистрации процесса смешения газовых систем методом тенеграмм, который позволяет пронаблюдать динамику процесса смешения, визуально определить границу смены режима во время протекания процесса массопереноса, а также получить качественную информацию о пространственном распределении неоднородностей и характере их поведения на протяжении всего неустойчивого процесса смешения. Катарометрический метод позволяет регистрировать динамику процесса смешения, начиная от нерегулярных колебаний суммарной концентрации и заканчивая установившимся конвективным процессом. Дано описание количественных методов определения термодинамических параметров системы, при которых возникает диффузионная неустойчивость. Метод определения термодинамических параметров по отношению парциальных потоков компонентов смеси позволяет точно рассчитать границу устойчивой диффузии, а метод использования критериальных чисел дает возможность получить значение критического числа конвективной устойчивости для многокомпонентной газовой смеси в изотермических условиях в поле силы тяжести. Проанализированы преимущества и недостатки использования описанных в работе методов при определении параметров системы, при которых происходит переход из диффузионной области в область неустойчивой диффузии.

Рассмотренные в статье способы регистрации различных типов массопереноса в газовых многокомпонентных системах позволяют проследить процесс изменения режима смешивания газов, определить термодинамические параметры, при которых он возможен, и учитывать его при использовании газов и газовых смесей в технологических процессах в строительстве и при эксплуатации конструкций, при проведении технической экспертизы строительных объектов; при разработке ракетной и аэрокосмической техники; при создании аппаратов химической и нефтехимической промышленности.

В работе проводится обоснование технических требований и приводятся результаты моделирования и оценки характеристик кольцевого резистивного делителя мощности системы распределения сигналов АФАР. В ходе выполнения работы спроектирован кольцевой резистивный делитель мощности, имеющий коэффициент стоячей волны по напряжению входа и выходов не превышающий 1,05 в интересуемой полосе частот, развязку между выходными каналами не менее 27 дБ, и неидентичность выходов по фазе не более 0,2°, что обеспечивает высокие требования по точности и скорости электронного сканирования лучом АФАР бортовой аппаратуры высокоскоростной радиолинии.

В статье предлагается алгоритм балансировки нагрузки служебного трафика виртуализированной инфраструктуры между управляющими устройствами. В результате работы алгоритма выделяются группы узлов виртуализированной инфраструктуры, общая нагрузка служебного трафика от которых не превышает максимальную производительность узлов контура управления. Приведена программная реализация алгоритм балансировки нагрузки управляющих сообщений, приведен пример работы алгоритма.

Разработана имитационная модель канала связи с группирующимися ошибками на основе модели Гилберта. Помимо группирующихся ошибок в канале связи, модель учитывает и аддитивный белый гауссовский шум, позволяющий наблюдать наличие случайных ошибок.

Рассмотрены свойства канала связи на основе модели Гилберта и влияние появления группирующихся ошибок на передаваемую последовательность дискретных сообщений. Разработан алгоритм генерации группирующихся ошибок согласно ключевым параметрам, входящим в вероятностную схему. Предложена модифицированная схема системы связи с возможностью дополнения кодовой последовательности нулями и матричного перемежения кодовых символов, за счёт которых достигается регулировка скорости недвоичного кода Рида-Соломона.

Выполнена оценка расхождения вероятности битовой ошибки (BER) от глубины матричного перемежителя при наличии группирующихся ошибок, а также при помощи статистического моделирования получены вероятности битовой ошибки.

Представлены оценки методов борьбы с группирующимися ошибками при наихудших сценариях выбранной вероятностной схемы.

В данной работе было проведено исследование возможностей слепых методов обработки сигналов в системах связи при компенсации импульсных помех. Слепые методы основаны на статистиках высоких порядков и работают в условиях многоканального приема. В настоящее время данное направление активно исследуется и внедряется.

Была разработана имитационная модель цифровой радиосистемы передачи информации, целью которой являлось исследование применения алгоритмов слепого разделения сигналов в задачах компенсации импульсных помех, а также анализ влияния гауссовых шумов на качество слепого разделения. В результате имитационного моделирования было выявлено, что применение методов слепой обработки сигналов при борьбе с импульсными квазигармоническими помехами позволяет добиться энергетического выигрыша в зависимости значений скважности импульсной помехи, нормированной отстройки частоты помехи относительно ширины полосы, битового отношения сигнал-шум и отношения помеха-сигнал. Например, при демодуляции сигнала ФМн-2 в смеси с импульсной квазигармонической помехой, скважностью 0.005 и отношением помеха-сигнал равным 15 дБ, применение алгоритма слепого разделения сигналов SOBI (Second-order blind identification) позволяет добиться энергетического выигрыша относительно демодуляции смеси без слепого разделения при значениях битового отношения сигнал-шум равное 8.1 дБ и выше. Так, например, при этих же параметрах моделирования, при битовом отношении сигнал-шум 13 дБ достигается выигрыш по вероятности битовой ошибки более чем в 2‧10³ раз.

В работе предлагается способ определения координат наземных объектов с беспилотного летательного аппарата, который позволяет повысить точность определения местоположения наземных объектов. Предполагается полет воздушного судна по кругу с наблюдением за наземным объектом до достижения значения пространственного геометрического фактора менее 3. Повышение точности происходит за счет увеличения времени наблюдения за разведываемым наземным объектом и накопления измеренных до него дальностей при помощи лазерного дальномера. Собственные абсолютные координаты беспилотного летательного аппарата считаются известными в каждый момент времени определения дальностей. Оценки абсолютных координат носителя получены с использованием навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем. Такой подход позволит определять координаты в труднодоступной и непроходимой местности с высокой точностью при решении различных задач.

Беспилотный летательный аппарат оснащается навигационной аппаратурой потребителей глобальных навигационных спутниковых систем, которая является источником навигационной информации. Носитель также оборудуется лазерным дальномером на гиростабилизированной платформе, который служит для определения дальностей до интересующего наземного объекта. Координаты наземного объекта определяются путем совместного использования угломерно-дальномерного и интегрального дальномерного методов определения координат. На начальных этапах координаты наземного объекта оцениваются с применением угломерно-дальномерного метода с некоторой недостаточной точностью. В последующем проводятся накопления измерений и уточнение координат наземного объекта с использованием интегрального дальномерного метода.

В статье проведены исследования влияния высоты полета, скорости беспилотного летательного аппарата и точности навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем на достигаемую точность получаемых оценок координат наземного разведываемого объекта. По результатам исследований даются практические рекомендации по пилотированию беспилотного летательного аппарата для достижения наибольшей точности оценок координат наземного разведываемого объекта. Также исследован вопрос необходимой продолжительности наблюдений при различных высотах полета, радиусе облета для достижения наибольшей точности оценивания координат.

В статье рассматривается порядок разработки математической модели лидара для системы предупреждения столкновений сервисного транспортного средства на территории аэродрома во время эксплуатационного обслуживания воздушных судов. На основе рассмотренных особенностей организации движения сервисных транспортных средств на территории аэродрома и инженерного программного пакета Matlab построена модель движения топливозаправщика во время эксплуатации самолета ТУ-204 в момент пиковой загруженности графика обслуживания.

В работе рассматривается решение задачи синтеза законов управления нелинейных непрерывных и импульсных систем автоматического управления. В качестве математического аппарата решения предлагается применять обобщенный метод Галеркина. Рассмотренный метод распространён на новый класс систем с нелинейными характеристиками, аппроксимированными полиномиально. Также в работе рассматриваются достоинства полиномиальной аппроксимации на примере нестационарной нелинейной зависимости коэффициента сцепления тормозящего колеса тяжелого самолета с опорной поверхностью и автомобиля, приводятся результаты исследования.

Использование кремниевых фотоэлектрических преобразователей для систем электроснабжения требует значительной энергоотдачи. Однако солнечные батареи, не имеющие эффективных систем управления и автоматики в настоящий момент, не соответствуют предъявляемым к ним технологическим требованиям. Всё это значительно снижает эффективность конечной выработки электрической энергии и не способно обеспечивать электроснабжение вспомогательного оборудования таких сложных систем, как космическая и авиационная техника, систем питания связи и других высокотехнологичных комплексов. Требования к энергообеспечению высокотехнологичных объектов, с системами солнечного электроснабжения возможно повысить использовав новые методы для систем управления комплексами солнечной электрогенерации. Метод отслеживание точки максимальной мощности (ТММ) часто используется для увеличения выработки электрической энергии, которую можно получить от фотоэлектрических панелей в определенных условиях, а также чтобы улучшить работу солнечных батарей. Эффективность фотоэлектрической системы заключается в передаче максимальной мощности на нагрузку, отсюда и интерес к внедрению более эффективных ТММ-методов с точки зрения точности и скорости. В этом контексте к фотоэлектрическому преобразователю постоянного тока применяются два метода ТММ: нечеткое логическое управление (FLC) и возмущение и наблюдение (P&O). Для проверки и анализа производительности работы контроллеров создается модель MATLAB/Simulink для повышающего преобразователя. С точки зрения времени отклика и эффективности в представленной работе два контроллера были исследованы при различных условиях облучения. Результаты этой работы доказывают, что оба метода управления идеально отслеживают ТММ с небольшим преимуществом FLC по сравнению с классическим P&O. При использовании предложенных методов управления системами солнечной генерации электрической энергии можно значительно поднять эффективность работы всей системы и увеличить конечную электроэнергетическую составляющую, необходимую для качественного обеспечения высокотехнологичных объектов и сложных систем электроснабжения, в частности таких как авиационная и космическая техника, системы связи спутников и космических аппаратов, а также увеличить энергоотдачу на других объектах, расположенных на Земле и использующих фотоэлектрические системы генерации.

Рассмотрена необходимость применения интегрирующего акселерометра для получения навигационных параметров и математические основы их построения. Рассмотрена схемотехника построения существующих интегрирующих акселерометров и существующие принципы преобразования сигнала ускорения в дискретный сигнал и цифровой код. Проведены исследования по возможности схемотехнической реализации аппаратно-алгоритмического способа получения кажущейся скорости и разработке схемотехники интегрирующего МЭМС-акселерометра. Предложено схемотехническое решение преобразования сигнала измеряемого ускорения во временной интервал и получения информации о кажущейся скорости в виде временного интервала. Даны рекомендации по дальнейшему совершенствованию схемотехники интегрирующего акселерометра, предназначенных для снижения энергопотребления.

Кластер — это модульная многопроцессорная система, созданная на базе стандартных вычислительных узлов, соединенных высокоскоростной коммуникационной средой. Типичный кластер представляет из себя множество ЭВМ или процессорных ядер под централизованным управлением, которые пользователь воспринимает как единое целое. Основной характеристикой вычислительного кластера является отказоустойчивость. Для обеспечения большей живучести элементы кластера должны иметь возможность перемещения в пространстве и быть зарезервированы. В первую очередь это касается управляющего элемента (Хоста) и узлов, в которых хранится накопленная информация (Хранилище). Научной новизной является метод орбитальной динамической реконфигурации ролей. Этот метод позволяет распределить элементы кластера по орбитам относительно управляющего элемента, что в свою очередь обеспечивает лучшее соединение с остальными элементами кластера. Сравнение производится по результатам моделирования. Моделирование выполняется в разработанной программе для ЭВМ. В качестве параметров сравнения используется параметр времени работы беспроводного вычислительного кластера в нештатной ситуации (исчезновение сигнала между элементами кластера, изменение положение элемента кластера и т.п.). В статье рассматривается алгоритмическая модель инициализации беспроводного вычислительного кластера с динамической реконфигурацией ролей орбитальным методом, что существенно повышает отказоустойчивость кластера. В данной работе был проведен анализ и сравнение результатов работы описанного алгоритма с существующими. В результате проведенного анализа выявлено, что динамическая реконфигурация ролей позволяет повысить отказоустойчивость беспроводного вычислительного кластера благодаря тому, что управляющем элементом БВК может выступать любой из элементов.

Рассматривается проблема низкой глубины поиска места отказа современными бортовыми автоматизированными средствами контроля систем авиационной техники, отрицательно влияющая на интенсивность восстановления и боевую готовность. В работе исследуется модель интеллектуальной диагностической системы информационно-преобразующих авиационных систем интегрированной авионики, функционирующая при внешних возмущающих воздействиях, с оценкой качества адаптации искусственной нейронной сети к предельным внешним возмущающим воздействиям, для решения задачи повышения эффективности технической диагностики по критерию минимизации времени диагностирования и повышения вероятности своевременного вылета воздушного судна на выполнение специальных задач. Обосновывается устойчивость функционирования модели интеллектуальной диагностической системы к внешним возмущающим воздействиям, путем моделирования вышеуказанного процесса в пакете Simulink среды программирования MATLAB. В работе изложены основные принципы подхода к построению интеллектуальной диагностической системы информационно-преобразующих авиационных систем комплексов бортового оборудования интегрированной модульной авионики, с использованием искусственных нейронных сетей. Решение задачи создания модели интеллектуальной диагностической системы позволит достичь цели, заключающейся в переходе к созданию новых принципов диагностирования, закладываемых в современные бортовые автоматизированные средства контроля.

Исследование направлено на повышение эффективности процессов создания аэрокосмической техники и образовательной деятельности с использованием цифровых технологий VR/AR в аэрокосмической промышленности. Для этого выполнен обзор прикладных примеров применения VR/AR по схеме: процесс, объект, этап жизненного цикла объекта, масштаб среды и объекта, цели, задачи, методы, технологии, программное и аппаратное обеспечение. Проведен их критический анализ. По результатам анализа установлено, что преимущественной областью применения VR/AR в аэрокосмической отрасли в части создания техники является наземная отработка процессов сборки и монтажа крупногабаритных объектов, а также их эксплуатации в условиях космического пространства на макроуровне. Показано, что при этом в виртуальном или дополненном пространстве оператор выступает непосредственно в роли человека-эксплуатанта объекта. Показано, что отработка и исследование процессов на микроуровне, например, при конструкторско-технологическом проектировании изделий, получили меньшее распространение и являются той областью, где VR/AR использованы не в полной мере и имеют существенный потенциал. Продемонстрировано, что в этом случае оператор в виртуальном или дополненном пространстве должен выступать в качестве наблюдателя и/или активного агента и являться частью конструкции или среды эксплуатации. Для реализации этого предложено использовать методы и приемы теории решения изобретательских задач как методической основы, а для инструментальной поддержки — существующие инструменты численного моделирования физико-химических процессов с их соответствующей доработкой. В части образовательной деятельности выявлено, что основным препятствием внедрения VR/AR является необходимость в дорогостоящей инфраструктуре: лабораториях и оборудовании. Предложены методические рекомендации и их поддержка программными и аппаратными средствами, предоставляющие возможность реализации VR/AR в независимой самостоятельной исследовательской работе студента с использованием средств индивидуального пользования.

В статье предлагается новый методический подход к оцениванию вероятности безотказной работы (ВБР) сложной технической системы (СТС). Представлены сравнительные значения надежности ВБР СТС функционирования различных СТС, реализованные на основе байесовской сети доверия (БСД). Определены пределы избыточности аппаратных средств, получены уточненные оценки ВБР блоков СТС при получении данных об отказе блоков СТС. Полученные результаты могут быть использованы на этапе проектирования СТС, а также предоставляет возможность эксплуатирующей организации получать информацию о ВБР СТС при поступлении информации о блоках СТС, что позволяет оперативно принять решение о состоянии СТС.

Кабины современных типов вооружения и военной техники оснащены многофункциональными индикаторами (МФИ). Необходимо обучать личный состав работе с МФИ, однако использование для этого дорогостоящих комплексных тренажёров приводит к неэффективному исчерпанию их ресурса. В статье рассматривается вопрос повышения качества подготовки курсантов-лётчиков при изучении самолёта ДА-42Т путём использования в учебном процессе вуза тренажёрного имитатора МФИ, который позволяет обучающимся на учебных занятиях закрепить теоретические знания и выработать практические умения по работе с индикацией и вводу данных. Массовое использование простых в конструкции и недорогих тренажерных имитаторов МФИ позволяет обучаемому личному составу отработать некоторые процедуры ещё до начала тренажной подготовки и использовать комплексный тренажёр максимально эффективно.

Работа посвящена проблеме увода космического мусора с низких околоземных орбит. Сравниваются два способа бесконтактного воздействия на объект космического мусора. В первом случае бесконтактное воздействие осуществляется лазером, во втором используется струя ионного электрореактивного двигателя. Целью работы является сравнение эффективности использования рассматриваемых способов увода с точки зрения затрат топлива активного космического аппарата. Разработана математическая модель движения системы, состоящей из активного космического аппарата и объекта космического мусора, при их бесконтактном взаимодействии. Проведено численное моделирование увода с низкой околоземной орбиты космического мусора. Показано, что использование лазерной абляции позволяет осуществить более быстрый увод с орбиты космического мусора и требует меньше топлива.

Одной из задач, стоящих при проектировании средств десантирования, является прогнозирование расчетных характеристик приземляющегося объекта после его контакта с площадкой приземления. В данной работе рассматривается процесс вертикального парашютного приземления объекта с амортизирующим устройством на жесткую площадку: представлена математическая модель системы парашют — объект с амортизирующим устройством (в качестве примера рассмотрена пневмоамортизация), проведено сравнение результатов расчета с экспериментальными данными, проведен анализ динамики работы системы.

Отмечено, что наиболее тяжелым этапом работы аэродромного тягача с массивными буксируемыми объектами является режим трогания с места. Это связано с необходимостью преодоления силы трения покоя, которая существенно превышает силу трения движения. В качестве варианта решения этой проблемы можно рассматривать использование начальной кинетической энергии тягача, которая может развиваться при использовании упруго-деформируемых тягово-сцепных устройств. Сопоставление кинематических и динамических параметров тягача с буксируемыми объектами для вариантов с абсолютно жесткими и упруго-деформируемыми тягово-сцепными устройствами показывает, что эффективность использования последних возрастает с увеличением числа буксируемых объектов. Упруго-деформируемые тягово-сцепные устройства могут вызывать колебания системы тягач-буксируемые объекты. Для их предотвращения тягово-сцепные устройства надлежит блокировать в момент их наибольшей деформации.

В статье представлены результаты натурных экспериментальных исследований влияния различных факторов на съезд планетохода на поверхности планет и их спутников. Рассмотрены типовые характеристики поверхности посадки: склон, несущая способность грунта, наличие камней. Предложены материалы рабочей поверхности трапов, обеспечивающих расчетные коэффициенты сцепления с колесом планетохода. Приведена методика проведения испытаний по определению коэффициента сцепления колеса планетохода. Выработаны рекомендации в части конструкционного исполнения амортизаторов посадочного устройства и фиксации трапов в рабочем положении.

В работе исследуются волокнистые композиты, проводится анализ их эффективных демпфирующих свойств, собственных частот и коэффициентов потерь. Эффективные диссипативные свойства и волновые свойства определяются наличием вязкоупругого слоя, расположенного между упругим волокном с высокой жесткостью и менее жесткой матрицей. Приводятся аналитические оценки с использованием методов линейно-вязкоупругой аналогии. Установлено, что для определения параметров с высокой точностью метод трех фаз является предпочтительнее метода Рейса. С целью увеличения диссипативных свойств и сохранения эффективных механических свойств предложено использовать вискеризованные структуры, выращенные на поверхности волокна, и погруженные в вязкоупругий слой. Проводится исследование демпфирования колебаний слоистой композитной шарнирно опертой балки. В слоистую композитную балку вводится вязкоупругая прослойка для улучшения демпфирующих свойства. Резонансная частота и коэффициент модальных потерь балки с различными типами укладок волокон оцениваются с использованием стержневой модели Бернулли-Эйлера и модели Тимошенко. Отмечается, что в случае поперечно ориентированных волокон, обе модели — модель Бернулли-Эйлера и модель Тимошенко, учитывают сдвиговые деформации.

Рассмотрена задача об установившемся, одномерном, осесимметричном, ламинарном течении жидкости в окрестности неограниченного цилиндра, который совершает поступательное движение вдоль своей оси под действием заданной силы в пространстве, заполненном этой же жидкостью. Предполагается, что реологические свойства жидкости таковы, что она демонстрирует немонотонную зависимость вязкости от скорости сдвига. Такая модель на трех различных диапазонах изменения скорости сдвига описывает три варианта механического поведения жидкости. На первом диапазоне реализуется течение с постоянным значением вязкости жидкости. Второму диапазону соответствует дилатантное поведение среды, для которого имеет место увеличение вязкости по мере нарастания скорости сдвига. Для третьего диапазона характерно псевдопластическое поведение, когда вязкость, наоборот, снижается при нарастании скорости сдвига. Решение поставленной задачи проводилось посредством разбиения исходной области на отдельные зоны с различным характером реологического поведения жидкости. При этом на границах раздела отдельных зон течения ставились дополнительные условия сопряжения полей скорости и касательного напряжения. Предполагалось, что за пределами внешней границы крайней по радиальной координате зоны сдвигового течения формируется «застойная» зона, заполненная неподвижной жидкостью. Показано, что в зависимости от уровня прикладываемой силы могут быть реализованы три схемы течения с различным набором зон механического поведения. Для каждой из этих схем получены выражения для распределения скорости жидкости в зависимости от радиальной координаты. Получены также выражения для определения границ раздела основных зон течения, а также выражения для расчета скорости установившегося движения цилиндра и объемного расхода жидкости, которая приводится в движение этим цилиндром. Проведен анализ влияния некоторых параметров реологической модели на характер зависимости скорости установившегося движения цилиндра и объемного расхода жидкости от прикладываемой силы.

Для двигательных установок многоразового включения космических аппаратов условием нормального функционирования является подача компонентов жидкого ракетного топлива в расходные магистрали без нарушения сплошности потока. В статье рассматривается методика проведения контрольных испытаний фазоразделителя внутрибакового устройства капиллярного типа на этапе полной готовности топливного бака. Одним из важнейших этапов при создании топливных баков является их наземная экспериментальная отработка, проводимая в условиях, близких к условиям эксплуатации.

Основная цель таких испытаний состоит в подтверждении соответствия технических характеристик бака заданным в техническом задании на его разработку требуемым значениям. За критерий оценки качества фазоразделителя выбран коэффициент работоспособности, представляющий собой отношение капиллярной удерживающей способности сетчатого поля материала фазоразделителя к гидравлическому сопротивлению фазоразделителя потоку проходящей через него жидкости, содержащей газовые включения.

Приведенная в статье методика определения работоспособности капиллярного фазоразделительного устройства на этапе контрольных испытаний готового топливного бака позволяет гарантированно обеспечить требуемые показатели работоспособности внутрибакового устройства капиллярного типа на этапе заводских наземных испытаний, что повышает качество готовой продукции. Результатом такой работы является решение о соответствии испытываемого опытного образца бака заданным требованиям и возможности его натурной эксплуатации в составе двигательной установки космического аппарата.

В статье рассмотрен результат модернизации тензометрических весов, установленных в рабочей части сверхзвуковой аэродинамической трубы СТ-3, позволяющий увеличить диапазон экспериментальных исследований по углу атаки исследуемой модели от 0 до 20 градусов. Проведены численные исследования обтекания модели в рабочей части трубы с целью проверки нахождения модели внутри ромба невозмущенного потока.

Одним из важнейших вопросов в настоящее время является создание систем связи в районах, где нет систем связи и отсутствует экономическая целесообразность создания передовых систем связи. Как это бывает, например, в деревнях и пригородных районах, из-за больших площадей и малочисленности населения в этих районах. Необходимо найти систему связи, способную работать на низком энергетическом уровне в связи с зависимостью этих территорий от возобновляемых источников энергии, таких как солнце, ветер и т. д., что накладывает ограничения на использование передачи информации с низким уровнем сигнала или отношения сигнал/ шум. Поэтому мы предлагаем систему, использующую импульсные сигналы в процессе передачи информации и при малых отношениях сигнал/шум, чтобы иметь возможность охвата больших площадей при сохранении работоспособности системы связи и сохранении значения помехоустойчивости импульсного сигнала. В работе показано, что за счет использования структурных отличий смеси полезного сигнала и шума и просто узкополосного шума можно значительно повысить надежность приема цифрового сигнала в области малых значений сигнал/шум. Возможность использования уточненной теории узкополосных помех для повышения чувствительности приемного устройства при приеме цифровых сигналов за счет использования фазовых скачков объясняется тем, что узкополосные помехи представляют собой сигналы биения двух боковых полос. Поэтому основной целью работы является исследование возможности повышения помехозащищенности приемных устройств при приеме точно известного радиоимпульса на фоне шумов и помех при малых отношениях сигнал/шум с одновременным повышением пропускной способности информации за счет изменения ширины передаваемых импульсных сигналов за счет использования дополнительного канала на основе фазового детектора.

Рассмотрена задача оценивания помехоустойчивости радиоэлектронных средств системы спутниковой связи и ретрансляции данных при многопозиционной передаче сигнала. Для ее решения предложена математическая модель радиоканала, включающая в себя алгоритм оценки вероятности битовой ошибки в зависимости от отношения энергии бита к спектральной плотности мощности шума на заданном временном интервале. На основе предложенной модели разработана компьютерная модель радиоканала системы спутниковой связи и ретрансляции данных. Приведены результаты моделирования, показывающие зависимость мощности сигнала на входе приемной антенны от взаимной корреляции сигналов пространственно-разнесенных передающих радиоэлектронных средств.

В данной статье предлагается построение тандема космических аппаратов, состоящего из автономного спутника с большой площадью солнечных фотопреобразователей и автономного спутника для передачи полученной энергии на малые космических аппараты с помощью лазерного излучения. Данный тендем связан бесконтактным магнитно-резонансным методом передачи энергии. Таким образом предполагается построение сети автономных космических аппаратов, связанных информационным и энергетическим каналами.

Данная работа посвящена разработке и апробации методики поверки устройств серий USRP 29xx для выполнения высокоточных экспериментальных исследований для решения задач широкого спектра в сфере инфокоммуникаций с помощью радиокомплекса Омега.

Предметом исследования являются рекомендации по выполнению высокоточных экспериментальных исследований, а также оценка эффективности использования программно-аппаратного комплекса на платформе NI.

Одним из основных компонентов информационно-управляющей системы (ИУС) авиационно-космического комплекса является база данных (БД). Данная статья посвящена обеспечению кибербезопасности ИУС путём разработки метода эффективной оценки качества функционирования ИУС с участием SQL Server, реализуемого как часть высокоуровневого протокола защищенной клиент-серверной системы дистанционного мониторинга состояния ИУС. Разработанный метод обеспечивает не только информационную полноту мониторинга, но и безопасность передачи ценной информации в открытой среде передачи, благодаря выбранному инструменту мониторинга и оптимизации созданных административных SQL-запросов.

В работе рассматриваются основные негативные факторы авиационных радиоканалов, снижающие показатели эффективности радиосистемы передачи информации, которые могут быть устранены в результате использования сигнально-кодовых конструкций на основе применения сигналов с ортогональным частотным разделением каналов (ОЧРК). Рассматриваются основные характеристики и преимущества сигналов с ОЧРК перед классическими одночастотными сигналами (например, с двоичной фазовой манипуляцией — ФМн-2), а также приводятся основные инженерно-технические расчёты, подтверждающие обоснованность применения указанных сигнально-кодовых конструкций в авиационных радиосистемах передачи информации, как одно из решений для борьбы с замираниями, вызванными многолучёвым распространением сигнала, и, как следствие, с межсимвольной интерференцией (МСИ). Рассмотрены способы обеспечения помехоустойчивости и скрытности радиосистемы с ОЧРК на основе применения широкополосных псевдошумовых сигналов (ПШС) с базой B ≫ 1 совместно с сигналами ОЧРК.

В статье предложен новый методический подход к выбору рационального состава группы радиоинформационных сенсоров пространственно-распределенной системы мониторинга. В основу предлагаемого решения положены методы теории динамических графов и методов векторной дискретной оптимизации. Рассмотрены особенности формирования вариантов состава группы радиоинформационных сенсоров.

Предложен алгоритм, позволяющий на основе минимального набора признаков деятельности системы с антагонистической целевой функцией выбрать рациональный состав группы радиоинформационных сенсоров в соответствии с иерархией связей «признаки деятельности антагонистической стороны — этапы подготовки к применению подвижных воздушных объектов — варианты применения подвижных воздушных объектов».

В настоящей работе предложен способ оперативной оценки ошибок юстировки радиолокационных и оптико-электронных станций, используемых в прицельно-навигационных комплексах воздушных судов. Ее актуальность связана с тем, что точность юстировки локационных систем определяет потенциальную эффективность авиационных комплексов, поскольку ошибки юстировки вызывают необходимость увеличения полей зрения локационных систем и, как следствие, приводят к снижению потенциальной эффективности воздушных судов. Их минимизация позволит при сохранении поисковых возможностей локаторов сузить поля их зрения и за счет снижения интегральной фоновой засветки, повысить обнаруживающую способность и пространственное разрешение оптико-электронных систем. В результате будут увеличены дальность обнаружения и вероятность распознавания объектов. Разработанные к настоящему времени способы оценки ошибок юстировки не позволяют в реальных условиях работы оперативно осуществлять коррекцию взаимного расположения диаграмм направленности бортовых локационных систем прицельно-навигационных комплексов, что требует разработки новых методов оценки. Естественными требованиями к этим методам является возможность получения оценок в реальном масштабе времени или близком к нему, а также возможность использования данных оценок для коррекции взаимного расположения полей зрения локаторов. Разработанные к настоящему времени методы оценки не удовлетворяют этим требованиям, что определяет актуальность решаемой задачи. Задача оценки ошибок юстировки бортовых локационных систем поставлена и решена как задача фильтрации, поскольку в общем случае объект исследования является нестационарным. Разработан алгоритм математической формализации поведения ошибок юстировки в процессе полета воздушного судна, позволяющий по полученным значениям их оценок осуществлять коррекцию положения диаграмм направленности локационных систем в реальном масштабе времени. Проведены модельные эксперименты, подтверждающие правильность разработанных решений.

Теплые потоки воздуха, возникающие из-за более высокого нагрева поверхности Земли солнечными лучами, позволяют осуществить летательными аппаратами полет в режиме парения. Нагретые потоки воздуха организованно восходят наверх вдоль возвышенных зон ландшафта местности, что позволяют пилотам осуществить полет в режиме парения используя восходящие потоки, нередко достаточно скрученные из-за воздействия ветра. Для увеличения времени полета БПЛА используют такие меры как оптимизация аэродинамической формы, установка солнечных панелей, увеличение крыльев для повышения подъемной силы, использование термальных потоков воздуха для перехода в режим парения. Однако вопросы адаптивной реализации режима парения в воздухе с учетом сложной сцены посегментного изменения аэродинамических сил путем динамического изменения площади крыльев БПЛА еще не рассмотрены. Статья посвящена оптимизации режима парения беспилотных летательных аппаратах в условиях направленных потоков воздуха. Сформулирована задача оптимизации полета БПЛА в режиме парения в условиях восходящего потока нагретого воздуха в гетерогенной многосегментной полетной зоне. В качестве критерия оптимальности принято достижение минимума суммарной аэродинамической силы сопротивления, воздействующей на БПЛА. Допускается адаптивное управление площадью крыльев в зависимости от скорости восходящих потоков теплого воздуха. При этом зона полета гетерогенна может быть разделена на сегменты, где скорость восходящих потоков воздуха изменяется равномерно. Решение задачи оптимизации показало, что минимум суммарной аэродинамической силы сопротивления может быть достигнут при обратной кубической зависимости площади крыльев БПЛА от скорости восходящего воздушного потока.

Расширение функций и областей применения вертолетов определяет востребованность и актуальность разработки новых алгоритмов оценивания координат состояния в импульсно-доплеровской радиолокационной станции воздушного базирования, обеспечивающих устойчивое наблюдение, что в свою очередь положительно отразится на безопасности полетов. Вертолет является сложным с точки зрения радиолокации объектом наблюдения. Анализ существующих алгоритмов оценивания координат состояния показал недостаточную эффективность при обнаружении и сопровождении вертолета при различном характере его полета. Поэтому объективно существует необходимость разработки новых алгоритмов оценивания, учитывающих особенности полета вертолета, и обеспечивающих устойчивое его наблюдение. В качестве подхода для получения оптимальных алгоритмов оценивания координат состояния вертолета предложено использование математического аппарата теории оптимальной линейной фильтрации. Цель исследования: на основе математического аппарата теории оптимальной линейной фильтрации синтезировать оптимальный по минимуму среднеквадратической ошибки алгоритм оценивания координат абсолютного и относительного движения вертолета в бортовой радиолокационной станции при различном характере его полета, включая режим зависания. Результаты: представлен анализ эффективности применения синтезированного алгоритма оценивания координат состояния вертолета. Особенностью является использование в бортовой радиолокационной станции при сопровождении вертолета по скорости двух составляющих: оценки доплеровской частоты, обусловленной отражениями сигнала от фюзеляжа, и оценки доплеровской частоты, обусловленной отражениями сигнала от вращающихся лопастей несущего винта вертолета. Практическая значимость: результаты исследований могут быть использованы при модернизации существующих и разработке перспективных бортовых радиолокационных станций, построенных на импульсно-доплеровском принципе обработки сигналов.

Применение оптических лазерных маяков, установленных на борту околоземных космических аппаратов (КА), в комплексе с наземными оптическими средствами наблюдения позволяет обеспечить оперативный контроль состояния КА (орбитальные параметры и параметры вращения, в том числе в отсутствии связи с ними).

В статье анализируются наземные оптические средства для наблюдения оптических лазерных маяков на борту околоземных КА.

Статья посвящена оценке выполнимости задач поставленных перед беспилотными летательными аппаратами. метод оценки качества разработки БПЛА военного назначения. В результате такой оценки формируется заключение с учетом потребностей и преференций беспилотной техники. Известны критерии, включающие также показатели как соответствие, способность, операционная безопасность, выживаемость и готовность к решению задач, поставленных перед БПЛА. В этом плане особо актуально решение вопросов соответствия возможностей используемых сенсоров для решения задач, поставленных перед БПЛА. Указанная задача обычно решается методом моделирования. Также применяется дескриптивная структура специальной метрики для выработки критерия оценки выполнимости задач БПЛА. Например, вопрос о выполнимости БПЛА задач по поиску некоторых объектов в зависимости от реального ландшафта местности должна быть решена путем создания особой методологии по оценке визуализации местности в зависимости от состояния рельефа исследуемой поверхности. Решение вопроса о выполнимости задач тесно связано с вопросом достижения рационального компромисса между общей нагрузкой БПЛА, различными сенсорами и выполнимостью миссии БПЛА. В статье исследован вопрос оценки выполнимости задач поставленных перед беспилотными летательными аппаратами путем решения задачи разработки нового критерия выполнения беспилотным летательным аппаратом функции обнаружения объектов на поверхности искомого участка. На основе известного эмпирического критерия выполняемости указанной задачи сформирован новый показатель в виде логарифма отношения вероятностей выполнения и невыполнения задачи. На основе предлагаемого показателя сформирован инвариант связывающий этот показатель с количеством циклов работы, обеспечивающих соответствующие вероятности выполнения поставленной задачи.

Приведены результаты анализа современного состояния и перспектив развития зарубежных автоматических космических аппаратов нового поколения, разработанных на базе унифицированных космических платформ. Рассмотрены современные тенденции в развитии космической техники. Проанализированы назначение, возможности и технические характеристики современных зарубежных космических средств по мониторингу объектов в околоземном космическом пространстве. Представленные результаты могут быть использованы отечественными разработчиками унифицированных космических платформ и космических аппаратов при решении задач анализа современного технологического уровня в данной предметной области.

Рассмотрены проблемы анализа работы промышленной машины с помощью более корректного выбора мест контроля виброускорения, а также специально разработанных способов обработки спектров. В предлагаемом материале решали вопрос о месте расположения датчика для корректного измерения и анализа вибрации.

Приведен спектр, в результате анализа которого, обнаружены сигналы с частотами, близкими друг к другу и, которые находились в пределах разрешающей способности анализатора спектра. Кроме идентификации спектра прямого преобразования Фурье вибраций отдельных звеньев использовали для анализа каждого узла еще и общую амплитуду его ряда колебаний во времени, применив обратное преобразование Фурье.

С целью совершенствования диагностики проведено сопоставление кривых вибрации во время процесса с ходом кристаллизации сплава при промышленных экспериментах на машине.

С целью получения дополнительных данных и дальнейшего усовершенствования рассматриваемого метода диагностики были собраны показатели температурных полей с помощью тепловизионного оборудования марки FLIR. Полученные данные могут являться значимыми при оценке состояний значимых узлов машины. Также предполагается что тепловизионное оборудование даст возможность более точного определения мест расположения датчиков для измерения вибраций.

Описана работа отдельных узлов машины, а также построение общей зависимости суммарной амплитуды вибрации, ее обособление в значительной мере и, таким образом, идентификация работы изложницы и роликов и сравнение результатов с замеряемыми спектрами.

Рассмотрены возможности компьютерных программ для получения общих кривых движения дисбаланса изложницы и после дальнейшего преобразования Фурье получения спектра возбуждения и спектра отклика.

По кривой перемещения проведено исследование влияния провала в движении координаты дисбаланса при постоянной частоте вращения привода.

Теоретически описывается движение металлического расплава, в результате которого получено дифференциальное уравнение параболического типа. Уравнение решено для случая импульсного воздействия вибрации на расплав.

Эффективное задание формы детали в автоматизированных системах управления гальваническими процессами может быть организованно экспортом чертежей для последующей программной обработки там, где не требуется сложных математических расчетов, связанных с поверхностями. Для решения задач, требующих сложных вычислений, применяют разбиение различных полигональных сеток на более простые фигуры. В работе рассматриваются вопросы создания алгоритмов преобразования трёхмерных полигональных моделей в воксельный формат для снижения вычислительной сложности, которая оценивается показателями: временем работы алгоритма и объемом занимаемой памяти. При сравнении наиболее производительного «наивного» алгоритма, имеющего сложность O(n(1/h)³) с алгоритмом, разработанным в данной статье, имеющим сложность O((log n)·(1/h)³), выявлено повышение эффективности до четырехсот тысяч раз.

Статья посвящена проблеме применения методов машинного зрения для практической реализации в производстве современных лазерных технологий. В частности, технологии селективного лазерного сплавления. Содержится описание созданной и внедренной в производство программной платформы машинного зрения. Приведены примеры решенных задач машинного зрения и научной визуализации в рамках промышленной реализации новых лазерных технологий.

Одним из способов повышения чувствительности серийных маятниковых акселерометров, в первую очередь — микромеханических, является обеспечение работы его чувствительного элемента (ЧЭ) в режиме автоколебаний путем введения в схему нелинейного звена (НЗ). Стабильность измерений, производимых акселерометром, определяется в частности стабильностью параметров НЗ. Обеспечить автоколебательный режим работы также можно, если в структурную схему ввести элемент запаздывания. Стабильность измерений, в этом случае, будет определяться стабильностью задания величины запаздывания. Обеспечить высокую стабильность временного интервала запаздывания можно путем применения цифровых технологий, в которых одну из основных позиций занимает аналоговый компаратор. Предложенная методика позволяет повысить стабильность формирования момента наступления старт- и стоп-импульсов.

Механические колебания широко распространены в разнообразных технологических процессах. Особое значение учет колебаний приобретает в авиационной и ракетной отраслях. Синтез монореактивного гармонического осциллятора производится на основе трех предпосылок. Первое. Осциллятор состоит из двух одинаковых по массе грузов. Второе. Грузы совершают синусоидальные перемещения. Третье. Суммарная энергия осциллятора со временем не изменяется. В монореактивном (m-m) гармоническом осцилляторе инертные элементы могут совершать свободные синусоидальные колебания, которые сопровождаются трансформацией кинетической энергии инертного элемента в кинетическую же энергию другого инертного элемента. В положении, при котором энергия первого инертного элемента равна нулю. При этом энергия второго элемента имеет максимальное значение. В следующий момент времени первый элемент приобретает ускорение за счет кинетической энергии второго элемента, скорость которого начинает уменьшаться.

Рассматриваются движения периодической по времени гамильтоновой системы с двумя степенями свободы в окрестности тривиального равновесия, устойчивого в линейном приближении. Предполагается, что в системе реализуется двойной (основной и комбинационный) резонанс третьего порядка или значения параметров близки к резонансным. Для случая, когда имеется резонансная расстройка по одной из частот линейных колебаний системы, исследуется вопрос о существовании и числе резонансных периодических движений в малой окрестности равновесия, проанализированы условия их устойчивости в линейном приближении. Проводится сравнение результатов со случаем точного резонанса.

Рассматривается плоская эллиптическая ограниченная фотогравитационная задача трёх тел, т.е. исследуется движение тела малой массы под влиянием как гравитационных сил, так и сил светового давления, действующих со стороны двух массивных тел, которые движутся по известным кеплеровским орбитам. Предполагается, что движение всех трех тел происходит в одной плоскости. В данной задаче существует частное решение, описывающее движение тела малой массы, при котором оно находится на отрезке между притягивающими центрами в так называемой коллинеарной точке либрации L₁.

В данной работе исследуется задача об устойчивости коллинеарной точки либрации в случае малого эксцентриситета орбит массивных тел. Система уравнений возмущенного движения записана в гамильтоновой форме. Установлено, что в данной системе возможны как основной, так и комбинационный параметрические резонансы, приводящие к неустойчивости L₁.

Методом малого параметра в явном виде получена нормальная форма квадратичной части функции Гамильтона уравнений возмущенного движения. Это позволило свести линейную задачу об устойчивости L₁ к эквивалентной задаче об устойчивости линейной автономной системы с нормализованным гамильтонианом. На основе этой автономной системы были найдены явные выражения, определяющие границы областей параметрического резонанса и получены условия устойчивости L₁ в линейном приближении.

Проведено численно-экспериментальное исследование поведения четырёхстрингерной плоской панели из полимерного композиционного материала (ПКМ) при низкоскоростном ударном воздействии.

Проведена валидация численного эксперимента по результатам натурных испытаний. Результаты валидации показали, что максимальная площадь расслоения в результате удара отличается не более, чем на 11%.

Разработан алгоритм определения параметров механического аналога малых колебаний жидкости в условиях микрогравитации на основе метода конечных элементов. В данной работе предложен маятник со спиральной пружиной для моделирования свободных колебаний жидкости. Маятник моделирует воздействие массовой силы, а воздействие силы поверхностного натяжения учитывается спиральной пружиной. Из решения задачи о собственных колебаниях капиллярной жидкости выведены выражения параметров механического аналога. При этом дана количественная оценка влияния числа Бонда и объёма заполнения сосуда жидкостью на значения параметров механического аналога. Из результатов следует, что с повышением числа Бонда масса колеблющейся жидкости и собственные частоты увеличиваются, а жёсткость спиральной пружины и длина маятника уменьшаются.

Представлены новые результаты исследований сходимости тригонометрических рядов Фурье (далее ТРФ или просто рядов) с коэффициентами Фурье, построенными различными методами.

Используя понятие квадрата относительной нормы, детально проанализирована возможность аналитического представления заданной функции рядом и установлено, что причиной расходимости ТРФ при достаточном увеличении его степени является возникновение эффекта Гиббса, то есть колебания ряда относительно своей функции.

Показано, что при оценке сходимости ТРФ к его функции в качестве независимой переменой относительной нормы вместо текущего значения степени ряда k целесообразно использовать текущее значение обобщенной переменной , которая позволяет получить более общие результаты.

Установлено, что свойства ТРФ полностью определяются методами построения их коэффициентов Фурье.

Предложены методы построения сходящихся и равномерно сходящихся ТРФ и исследована сходимость этих рядов к своим функциям.

Построенные равномерно сходящиеся ТРФ сопоставлены с известными рядами Филона и Ланцоша.

Даны рекомендации по построению такого ТРФ, который обеспечивает равномерную сходимость к своей функции f(x) и корректное нахождение его первых производных, свободных от эффекта Гиббса.

Рассматривается возможность использования параметров Родрига-Гамильтона вместо кинематических соотношений, используемых при интегрировании уравнений движения, в задаче о приземлении объекта с системой амортизации [1]. Представлен алгоритм реализации рассматриваемого метода, для подтверждения достоверности и устойчивости которого проводится исследование собственного вращательного движения объекта. Для апробации разработанного алгоритма приведено решение о неравномерном приземлении объекта с системой амортизации, приводящему к его опрокидыванию.

В работе представлен способ контроля качества сборки шарикоподшипниковых опор силовых гироскопических комплексов, функционирующих в условиях вакуумного пространства, с помощью оценивания величины зазора подшипника по параметрам сигналов акустической эмиссии.

От качества операции регулировки шарикоподшипниковых опор зависит способность подшипника выдерживать нагрузки, а также сопротивляться негативным факторам вакуумного пространства. Тенденции к уменьшению массогабаритных характеристик космических аппаратов, снижает эффективность существующих способов контроля качества сборки регулировки. В данной статье представлены результаты экспериментального исследования использования акустико-эмиссионного метода контроля и резонансного, при неподвижном состоянии механических узлов, для оценивания качества регулировки шарикоподшипниковых узлов.

В статье представлена методика экспериментального моделирования воздействия излучения плазмы электрического ракетного двигателя (ЭРД) на солнечные элементы (СЭ). Описана используемая лабораторно-экспериментальная база и порядок проведения испытаний. Приведены соотношения для расчета коэффициентов деградации электрических характеристик солнечных элементов.

Когда летательный аппарат (ЛА) проходит через зону дождя на большой скорости, при воздействии дождевой каплеударной эрозии поверхность ЛА повреждается или отслаивается [1,2]. Несмотря на то, что капли дождя малы по размеру и массе, их многократное попадание на поверхность ЛА приведет к снижению прочности материала, ухудшению физико-механических свойств и, таким образом, повлияет на функциональность конструкционных материалов, в результате приводит к повреждению обтекателя, элементов теплозащит, руля направления и поверхности покрытия конструкции, соответственно изменяется геометрия поверхности конструкции самолета, что серьезно снижает безопасность полета. На базе легко-газовой пушки первого уровня для испытания материала на дождевую эрозию была построена одноструйная ударная платформа. Одноструйно-ударного испытания с различными скоростями и диаметрами было проведено на композитном ламинате с матрицей из углеродного волокна и смолы. Результаты показывают, что типичная морфология повреждения композитного материала при действии одиноструйной воды выглядит следующим образом: поверхность удара вогнута, центр практически не поврежден, вокруг него формируется кольцеобразная зона повреждения, в основном состоит из ударения смолы, растрескивания матрицы и не большого разрыва волокна. Внутренние повреждения состоят из растрескивания матрицы и межслойного расслоения. Размер повреждения имеет типичную анизотропию, а продольный размер больше поперечного, с увеличением скорости и диаметра струи, размеры поверхностного кольцевого повреждения и внутреннего повреждения увеличиваются как наружу, так и площадь кольцевого повреждения и внутреннего расслоения также увеличивается. Взаимодействие сжатия и разгрузки давления гидравлического удара, сдвига боковой струи и волны напряжения является основным механизмом одноструйного ударного разрушения для композитов.

В работе рассматривается влияние температурных деформаций панели солнечной батареи при выходе малого космического аппарата из тени Земли на параметры его вращательного движения. Получены зависимости возмущающего момента от температурного удара. Оценено возникающее из-за этого возмущения угловое ускорение. Результаты работы могут быть использованы при анализе возможностей транспортировки космического мусора с помощью тросовых систем.

В различных промышленных сферах применяются демпфирующие материалы, подходящие по своим свойствам для конкретных условий работы. Использование демпфирующих лент один из существующих способов повышения демпфирующих свойств материалов. В настоящий момент для современных тонкостенных конструкций возникает необходимость разработки более совершенных моделей расчета, для которых должны быть достаточно полно отражены реальные условия работы конструкций, с учетом механических свойств материала, из которого изготовлены ее элементы. Существенное влияние на динамическую напряженность элементов тонкостенных конструкций имеют демпфирующие свойства материалов, из которых они изготовлены, а также амплитуды их колебаний. Улучшение демпфирующих свойств является одним из методов увеличения сроков службы элементов конструкций подверженных циклическому нагружению в процессе эксплуатации. Для гашения колебаний в разных диапазонах частот, которые возникают в условиях внешнего воздействия, а также от весовых характеристик системы, зависит выбор оптимальных видов демпфирующих покрытий. В данной статье исследуется влияние демпфирующей ленты марки 3М на динамические характеристики консольной балки и моделирование этого процесса. и моделирование этого процесса. Представлены результаты численного моделирования свободных колебаний алюминиевой балки-пластины без демпфирующих слоев и с наклеенными на лицевые поверхности ленты с демпфирующими свойствами (трехслойные балки). Для численного моделирования моделей пластин всех исследуемых размеров с демпфирующей лентой, была применена симуляция колебательного процесса аналогично физическому испытанию. Построена конечно-элементная модель пластины с сеткой. Определены динамические характеристики трехслойных балок. Установлена зависимость изменения коэффициента демпфирования от амплитуды для образцов с и без демпфирующих лент для разных амплитуд, получена амплитудно-частотная характеристика, логарифмический декремент затухания, коэффициент демпфирования и собственная частота образцов без демпфирующего слоя и с его участием.

Численное моделирование проводилось с целью сравнения экспериментальных результатов динамических характеристик консольной балки без демпфирующего слоя и с ними.

В работе рассматривается разработка специального устройства — стенда для заправки жидким теплоносителем плоских тепловых трубок, а также метода их заправки, основанного на регулируемом перетекании под действием гравитации охлаждающей жидкости во внутреннем пространстве тепловых трубок (ТТ).

Охлаждающая жидкость (ОЖ), применяемая для заливки в тепловые трубки, предварительно обрабатываться — из нее удаляются растворенные газы. Дегазация охлаждающей жидкости производится с целью минимизации процесса окисления внутренних металлических частей корпуса и испарительной капиллярно-пористой структуры (ИКС) ТТ.

С целью повышения эффективности процесса заправки опытных партий тепловых трубок, сокращения материальных и временных затрат предложено специальное устройство — заправочный стенд, объединяющий в единый технологический цикл все технологические операции, которые осуществлялись раздельно.

Дегазация осуществляется методом ультразвуковой (УЗ) кавитации в специальной емкости, установленной в УЗ ванне, являющийся составной частью заправочного стенда.

Реализация данной разработки позволяет получить полезный результат, который состоит в:

-экономии трудозатрат за счет сокращения количества технологических операций и конструктивных особенностей установки;

-повышении надежности герметизации ТТ связанной с возможностью визуального контроля за всем технологическим циклом заправки;

-увеличении глубины дегазации ОЖ, что в свою очередь влияет на продление срока службы заправленных ТТ;

-снижение вероятности выхода из строя РЛС за счет увеличения надежности системы охлаждения ППМ АФАР;

-возможности производства в сжатые сроки опытных партий ТТ для дальнейших исследований.

В работе рассматривается разработка специального устройства — стенда для заправки жидким теплоносителем плоских тепловых трубок, а также метода их заправки, основанного на регулируемом перетекании под действием гравитации охлаждающей жидкости во внутреннем пространстве тепловых трубок (ТТ).

Охлаждающая жидкость (ОЖ), применяемая для заливки в тепловые трубки, предварительно обрабатываться — из нее удаляются растворенные газы. Дегазация охлаждающей жидкости производится с целью минимизации процесса окисления внутренних металлических частей корпуса и испарительной капиллярно-пористой структуры (ИКС) ТТ.

С целью повышения эффективности процесса заправки опытных партий тепловых трубок, сокращения материальных и временных затрат предложено специальное устройство — заправочный стенд, объединяющий в единый технологический цикл все технологические операции, которые осуществлялись раздельно.

Дегазация осуществляется методом ультразвуковой (УЗ) кавитации в специальной емкости, установленной в УЗ ванне, являющийся составной частью заправочного стенда.

Реализация данной разработки позволяет получить полезный результат, который состоит в:

-экономии трудозатрат за счет сокращения количества технологических операций и конструктивных особенностей установки;

-повышении надежности герметизации ТТ связанной с возможностью визуального контроля за всем технологическим циклом заправки;

-увеличении глубины дегазации ОЖ, что в свою очередь влияет на продление срока службы заправленных ТТ;

-снижение вероятности выхода из строя РЛС за счет увеличения надежности системы охлаждения ППМ АФАР;

-возможности производства в сжатые сроки опытных партий ТТ для дальнейших исследований.

Пространственные и временные изменения параметров среды распространения электромагнитных волн оказывают существенное влияние на качественные характеристики радиолокационных изображений, получаемых с помощью космических радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны: приводят к ухудшению разрешающей способности и контраста радиолокационного изображения, а в ряде случаев к его полному разрушению.

В статье представлены результаты моделирования влияния атмосферных искажений на значение разрешающей способности в P- и X-диапазонах частот в процессе цифровой обработки радиолокационной информации, и рассмотрены значения флуктуаций атмосферных искажений, при которых синтез радиолокационного изображения затруднителен. Предложена методика оценивания разрешающей способности космического радиолокатора с синтезированной апертурой антенны, позволяющая определить поправку к наклонной дальности с учетом совместного влияния искажений тропосферы и ионосферы на этапе формирования опорной функции по азимуту. Учет рефракции электромагнитных волн и коррекция наклонной дальности реализованы с использованием показателя преломления среды и метода приближения геометрической оптики.

Рассмотренная в работе методика позволяет компенсировать влияние атмосферных искажений и повысить качество получаемого радиолокационного изображения.

На основе статистически эквивалентного дискретного представления непрерывных моделей векторов состояния и наблюдения решена задача оптимальной линейной фильтрации отсчётов непрерывного векторного марковского случайного процесса с учётом известных статистических характеристик аддитивного марковского коррелированного шума. При синтезе алгоритма фильтрации использован метод разностных измерений. Представлена структура аналого-цифрового преобразования и цифрового фильтра. Влияние ширины полосы спектральной плотности окрашенного шума измерений на точность дискретной и аналоговой фильтрации непрерывного гауссовского марковского случайного процесса обсуждается на простом примере.

В статье рассматривается линейная двумерная дискретная система управления с ограниченным управлением. Требуется найти предельное множество 0 управляемости, то есть множество тех начальных состояний, из которых можно перевести систему в начало координат за конечное число шагов посредством выбора допустимого управления. Сформулирована теорема о необходимых и достаточных условиях ограниченности предельного множества 0-управляемости, доказано, что структура предельного множества 0-управляемости может быть найдена, если известны собственные векторы и собственные значения матрицы системы. В случае ограниченных асимптотических множеств управляемости в ряде лемм найдены их эффективные с вычислительной точки зрения оценки в виде полиэдров, а в случае неограниченных — точное описание структуры множества. Построено предельное множество 0-управляемости для прикладного примера — твёрдого тела (аэростата), подвешенного на струне и способного совершать вращательные движения.

Особую важность в настоящее время при разработке и эксплуатации малых космических аппаратов (МКА) приобретают вопросы обеспечения требуемой степени автономности и живучести, а также повышения эффективности функционирования МКА в различных условиях обстановки. Актуальность решения указанных задач для малых космических аппаратов наблюдения вызвана, с одной стороны, особенностями орбиты, на которых функционирует данный тип аппаратов, с другой стороны, отсутствием возможности своевременного управления при возникновении нештатных ситуаций на борту МКА. Для обеспечения автономности и живучести малого космического аппарата необходимо, чтобы он находился в работоспособном состоянии максимальное время или оперативно восстанавливал свою работоспособность. То есть необходимо иметь возможность изменять (перестраивать) структуру (структуры) МКА в различных условиях обстановки с целью поддержания требуемого уровня работоспособности. Широкое распространение на практике при решении задач обеспечения надежности, живучести, катастрофоустойчивости и отказоустойчивости сложных технических объектов (СТО) в рамках развиваемой в настоящее время теории управления структурной динамикой получил такой вариант управления структурами СТО как реконфигурация.

В настоящей статье предложен метод решения задачи планирования структурно-функциональной реконфигурации в условиях неизвестной циклограммы задействования режимов функционирования СТО на примере системы управления движением и навигации (СУДН) МКА дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Проведен вычислительный эксперимент на примере МКА ДЗЗ «Аист-2Д».

Статья посвящена мультипроцессорным системам. Описывается подход загрузки процессоров, который возможно применить в системах реального времени, т.е. таких систем, которые реагирует на события в среде вне системы или в рамках требуемых временных ограничений. Поэтому в этой статье предлагается метод, основанный на планировании загрузки процессоров в многопроцессорных системах, что повышает производительность мультипроцессорных систем и увеличивает коэффициент готовности.

В статье рассматривается рекомендательная система, основанная на сессиях — взаимодействиях вида «пользователь-объект», которые происходят в течение некоторого времени — и производится сравнение подходов к построению рекомендаций с ранжированием и без него. В работе рассматриваются парные критерии для задач ранжирования, а также методы подбора кандидатов на основе векторных представлений для объектов (товаров). В ходе исследования была разработана рекомендательная система и ПО для сравнения оценки двух и более подходов к задаче рекомендации. Для оценки модели используются метрики качества, применяемые в задачах ранжирования и построения рекомендаций. Приведены результаты сравнения алгоритмов обучения ранжированию на реальных данных.

Рассмотрена задача разработки и реализации CAD/CAM/CAE-системы для изготовления конструкций из волокнистых композиционных материалов методом 3D-печати. Приведены общая организация системы и назначение её функциональных модулей. Показаны преимущества разработанного математического и программного обеспечения системы для создания цифровых двойников, позволяющих создавать управляющие программы и проводить виртуальное моделирование процесса 3D-печати при изготовлении изделий сложной геометрической формы, определять рациональные схемы армирования печатных композитных конструкций и оптимальные режимы печати.

Данная работа посвящена исследованию кинематической ошибки в агрегатах следящих систем с механическими передачами. В качестве объекта исследования был рассмотрен Т-редуктор закрылка трансмиссии механизации крыла. Для определения кинематической точности объекта исследования использовались методы численного моделирования. Были назначены допуски форм и размеров компонентов редуктора, построена электронная модель с учетом наиболее неблагоприятного вероятного сочетания полей допусков, присвоены характеристики материала, назначены силы, ограничения и граничные условия, проведен анализ полученных результатов. Существует множество методик решения данной задачи. Аналитические методы и методы с применением 3D моделирования позволяют определить кинематическую ошибку на ранних этапах проектирования, однако не являются автоматизированными. Экспериментальные методы расчета обладают наибольшей точностью, но их невозможно провести на ранних стадиях разработки проекта. Метод численного моделирования позволяет избавиться от недостатков аналитических методов. Для исследованной системы было составлено основное уравнение динамики, которое было решено при помощи HHT интегратора, основанного на α-методе. Сопряжение между поверхностями твердых тел модели задано при помощи контактной силы. В первом варианте расчета корпус редуктора был зафиксирован в пространстве, остальные тела получили ограничения передвижения в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения соответствующих валов. Во втором варианте ограничение передвижения в плоскости получили только внешние кольца подшипников и их втулки, так как в реальной конструкции они зафиксированы в осевом направлении. Из-за возможности смещения осей валов в угловых направлениях и возможности осевого перемещения значительно увеличилась кинематическая ошибка. На стадии разработки компоновочной схемы определено значение кинематической точности редуктора. Полученное значение удовлетворяет требованиям точности работы трансмиссии механизации крыла. Назначенные допуски размеров и форм не являются завышенными или грубыми и возможны к применению на других одноступенчатых конических редукторах, используемых в трансмиссии механизации крыла.

В работе представлены результаты применения научно-методического подхода синтеза адаптивной системы автономной навигации космического аппарата и приведены результаты исследования точности определения параметров навигации космического аппарата в условиях влияния возмущающих факторов, приводящих к метрологическому отказу бортовых измерительных приборов. Для оценивания погрешностей измерения навигационных параметров космического аппарата принята автономная система навигации, где в качестве первичной навигационной информации используются зенитные расстояния двух навигационных звезд и высота полета космического аппарата над поверхностью Земли. Приведены результаты для случая, когда измерения бортовых измерительных приборов содержат случайные погрешности, распределенные по экспоненциальному закону. Показано, что возмущающие факторы космического пространства приводят к росту характеристик случайных погрешностей бортовых измерительных приборов и, как следствие, к росту погрешностей навигации космического аппарата. Исследование выполнено путем имитационного моделирования процесса решения навигационной задачи с учетом воздействия на бортовые средства измерений навигационных параметров возмущающих факторов. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования адаптивных и реконфигурируемых систем, позволяющих автономно определять параметры орбиты космического аппарата в условиях возмущающих факторов космического пространства.

Ввиду особенностей орбитального движения астероидов, сближающихся с Землёй, значительная доля их либо в принципе не может быть обнаружена с помощью средств мониторинга, находящихся на поверхности Земли, либо обнаружение может произойти слишком поздно. Отсутствие влияния атмосферы на средства оптического наблюдения обуславливает преимущества расположения средств обнаружения астероидов на поверхности Луны. В данной статье проводится исследование по одному из возможных способов их стационарного расположения — равномерному распределению с касающимися зонами видимости. Предложен алгоритм, позволяющий на основе исходных данных об угле раствора и предельной дальности обнаружения опасных космических объектов налунными средствами оценить их потребное количество.

С появлением дронов возникла возможность использования беспилотных летательных устройств для исследования загрязненности атмосферы аэрозолем, различными газами и водными парами. Для этих целей до сих пор широко используется метод радиометрических зондов, работающих в режиме вертикального подъема. Вместе с тем, успешное выполнение указанной функции с помощью БПЛА зависит от ряда факторов, одним из которых является ограниченность времени их полета. Так, например, типичное время полета мультироторных батарейных дронов составляет 20÷50 минут. Одним из направлений решения данной проблемы является использование системы гибридной водородной топливной ячейки (FCHS), содержащей топливную ячейку и электрическую батарею Исследован вопрос об использовании дрона, снабженного водородной ячейкой системы гибридного энергопитания и электрическими батарейками, для исследования вертикального профиля атмосферы.

Решена задачи нахождения оптимальной зависимостей энергии системы энергопитания и потребляемой мощности от высоты, при которых, с учетом ограничения на среднюю по высоте потребляемой мощности, время полета может быть сведена к минимуму. Такая минимизация времени полета объясняется необходимостью устранения влияния изменений в атмосфере на общий результат исследования структуры атмосферы.

С учетом полученного решения, а также известной зависимости потребляемой мощности дрона от массы, ускорения свободного падения, плотности воздуха и площади диска пропеллера получена формула для вычисления массы в оптимальном режиме. Показано, что в оптимальном режиме условие постоянства массы обеспечивается в том случае если энергия системы энергоснабжения будет расти по экспоненциальному закону. В случае отсутствия такого роста для реализации изложенного оптимального режима полета рекомендован режим сброса отработанных батареек.

Задачи проведения измерений с относительно высоким временным и пространственным разрешением с помощью БПЛА могут быть успешно выполнены при осуществлении точного геореференцирования их положения, т. е. привязки фотограмметрических приборов к какой-либо координатной системе. Различают непрямое и прямое геореференцирование. При непрямом геореференцировании учитываются реальные координаты наземных контрольных точек (GCP) и они сравниваются с результатами измерения этих точек на изображениях. При прямом геореференцировании осуществляется непосредственное использование известных объектов на изображении. Однозначное определение оптимальной плотности размещения GCP в RTK GPS системах не представляется обоснованным, т. к. при этом учитывается суммарное влияние как технических факторов, так и метеорологических факторов (водяные пары, давление, температура). В настоящей статье предлагается способ учета влияния такого общего фактора. Определение такого обобщенного фактора и предположение о том, что величина этого фактора непостоянна в пространстве позволяет сформулировать и решать оптимизационную задачу вычисления оптимальной зависимости плотности размещения GCP от указанного обобщенного показателя. Проанализирована точность прямого геореференцирования БПЛА в зонах с различными климатическими условиями. Сформулирована и решена оптимизационная задача нахождения таких показателей геореференцирования измерительных приборов по x и по y как плотность размещения GCP (контрольных точек) и пьедестал экспоненциальной зависимости погрешность геореференцирования от количества установленных контрольных точек. Показано, что если допустить наличие аналитической зависимости количества контрольных точек по трассе полета от величины указанного пьедестала то минимум среднеинтегральной величины относительной погрешности референцирования достигается при наличие обратной логарифмической зависимости количества контрольных точек от высоты вышеотмеченного пьедестала.

В данной статье представлена графическая оценка исследования сближения космического аппарата для утилизации космического мусора (далее СКМ — сборщик космического мусора) с объектом космического мусора, которому было положено начало в публикациях [1, 2]. Построена трасса сближения СКМ с объектом космического мусора и выполнена оценка точности.

Установлено, что из ключевого обстоятельства, определяющего возможность обобщения циклотронного движения на механику, заключающегося в том, что лагранжиан электрона вдвое больше его кинетической энергии, что применительно к механическому устройству ротатору следует трактовать как равенство кинетической и потенциальной энергий, необходимо следует, что в состав cтабилизированного ротатора должны входить элементы, которые в состоянии запасать оба этих вида энергии, а именно, груз и пружина. Собственная частота вращения cтабилизированного ротатора строго фиксирована (не зависит ни от момента инерции, ни от момента импульса) и замечательным образом совпадает с собственной частотой колебаний маятника с идентичными параметрами. При изменении момента импульса изменяется радиус и тангенциальная скорость (частота вращения при этом не меняется и равна собственной).

Методом функций Ляпунова решается задача оптимальной стабилизации установившегося режима работы двухкомпонентного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) с турбонасосным агрегатом (ТНА). Рассмотрены вопросы математического моделирования, обеспечения асимптотической устойчивости работы ЖРД путём регулирования давлений в баках окислителя и горючего с учётом волновых процессов в расходных магистралях. Оптимальные законы регулирования давлений строятся из условия наименьшего значения нормы в каждый момент времени.

В предположении, что избыточное давление со стороны потока газа на обтекаемую пластину может быть определено по линеаризованной (поршневой) теории несущей поверхности, приводится постановка задачи о панельном флаттере произвольной в плане и произвольно ориентированной по отношению к вектору скорости потока пластины переменной толщины.

Рассматривается задача о воздействии нестационарных нагрузок на шарнирно-опертую пластину Тимошенко конечных размеров. Предложен оригинальный подход к решению, основанный на методе функций влияния. Построены интегральные представления решения с ядрами в виде функций влияния, которые находятся аналитически с помощью разложений в ряды Фурье и интегрального преобразования Лапласа. Приведены примеры расчётов.

Рассматриваются результаты численного и экспериментального исследования сверхзвукового обтекания тела с затупленной иглой. Показано снижение затрат вычислительных ресурсов и повышения согласованности численного моделирования с результатами экспериментальных исследований на сверхзвуковой аэродинамической трубе с помощью применения локальной адаптации сетки в областях больших газодинамических неоднородностей.

Изложен бессеточный алгоритм численного моделирования движения крупных дисперсных частиц в ударном слое у поверхности затупленного тела, обтекаемого сверхзвуковым потоком вязкого теплопроводного газа, течение которого описывается системой нестационарных уравнений Навье-Стокса в трёхмерном пространстве. Представлены результаты расчёта газодинамического взаимодействия одной и нескольких частиц с ударным слоем, а также их влияние на конвективный тепловой поток от газа к поверхности.

Статья посвящена актуальной теме диагностики процесса функционирования герметичных отсеков летательных аппаратов, имеющих сквозные микротрещины. В статье получены выражения, позволяющие описывать закономерности изменения утечки рабочей среды через сквозные трещины в зависимости от их изменяющейся геометрии. Разработан алгоритм построения закономерностей изменения утечки рабочей среды из герметичных отсеков (систем) при наличии в их оболочках развивающихся сквозных трещин. Приведены типовые закономерности изменения утечки рабочей среды во времени через сквозные трещины. Представлены результаты расчета времени разгерметизации отсека в зависимости от длины сквозной трещины, степени ее раскрытия, а также свободного объема герметичного отсека. Результаты, представленные в статье, являются оригинальными. Они представляют значительный интерес и позволяют более корректно проводить диагностику отказов летательных аппаратов в условиях летной эксплуатации.

Кроме того, полученные результаты позволяют решить и обратную задачу для приборных и обитаемых отсеков космических аппаратов. А именно, имея данные телеметрической информации о параметрах состояния газа (давлении и температуры) внутри отсека и изменении этих параметров в течение времени, появляется возможность диагностики в условиях орбитального полета характеристик микронеплотностей. Это в свою очередь позволяет оценивать резерв времени для локализации негерметичностей или принимать решение для аварийной посадки пилотируемого космического аппарата.

Предложена реологическая модель комбинированного типа для вязкопластических рабочих сред, которые демонстрируют немонотонную зависимость вязкости от скорости сдвига. Такая модель предполагает три характерных варианта механического поведения на трех смежных диапазонах изменения скорости сдвига. На первом диапазоне зависимость касательного напряжения от скорости сдвига описывается линейной функцией и характеризуется постоянным значением вязкости. На втором и третьем диапазонах скорости сдвига эта зависимость аппроксимируется нелинейными функциями, описывающими, соответственно, дилатантное и псевдопластическое поведение. На основе такой модели получено решение задачи об установившемся течении жидкой рабочей среды такого рода в цилиндрическом канале. Показано, что в зависимости от уровня перепада давления на длине канала могут быть реализованы три различные схемы течения. При этом, для каждой из этих схем внутри канала в соответствии с предложенной реологической моделью должны быть выделены характерные зоны течения. В случае наиболее сложной третьей схемы течения внутри канала должны быть выделены четыре зоны с различным механическим поведением жидкости. В такой ситуации зона пластического течения традиционно формируется в центральной части канала в окрестности его продольной оси симметрии. Следующая зона характеризуется сдвиговым течением с постоянным значением вязкости. И, наконец, еще две зоны нелинейно-вязкого течения, в которых жидкость демонстрирует дилатантное и псевдопластическое поведение, формируются в окрестности стенки канала. В ходе решения задачи для каждой из трех возможных схем течения были учтены условия сопряжения для полей скорости и касательного напряжения на границах раздела отдельных зон течения. Получены выражения для определения границ раздела основных зон течения, а также расчета профиля скорости жидкости и зависимости объемного расхода от перепада давления. Проведен анализ влияния основных параметров рассматриваемой системы на эти характеристики течения.

Уникальные физико-химические свойства водорода и практически неограниченные ресурсы его на нашей планете в составе воды позволяют в развитии энергетики делать ставку на водородные энергетические системы [1,2]. Промышленные изделия, узлы и агрегаты, элементы конструкций, как правило, работают в агрессивных водородсодержащих средах (коррозионных, эрозионных). Повреждение от дождевой каплеударной эрозии, вызванный повторным попаданием капель на лопасти ветряных турбин, является серьезной причиной для беспокойства, особенно с более крупными лопастями и более высокими скоростями лопастей. Водород, проникая в металл изделия и абсорбируясь в нем, изменяет химический состав, структуру, а также перераспределяет поля внутренних напряжений. Эти процессы, обобщенные термином «деградация», подготавливают и стимулируют развитие микронесплошностей различного масштабного уровня [13-17].

На данный момент, несмотря на интенсивные исследования, водородная деградация все еще остается нерешенной проблемой физики металлов, теоретического и практического материаловедения. Известно, что максимальное разрушительное воздействие водорода наблюдается, когда водород имеет максимальную диффузионную подвижность и активность, то есть на стадии нестационарной диффузии. Причем, как отмечает автор, разрушение под влиянием диффузионно-подвижного водорода мало предсказуемо и наиболее опасно вследствие высокой диффузионной подвижности водорода и способности перераспределяться под воздействием различных физических полей, а также существует неопределенность величины критической концентрации водорода в зоне разрушения. Поскольку при электризации рабочего тела поверхность рабочих лопаток подвергается действию электрофизических явлений, появляются условия для увеличения абсорбции водорода металлом, в том числе в диффузионно-подвижной форме. Данные выводы о значительном влиянии на повреждаемость лопаток наводнения согласуются с выводами. Исходя из приведенных выше качественных оценок процесса воздействия потока влажного пара с заряженными каплями на лопаточный материал, очевидно, что величина отрицательного влияния приходится на электрические процессы зависит главным образом от величины ионного тока в пространстве проточной части.

Приведено обоснование выбора модели воздухопроницаемости применительно к задаче об амортизаторе с тканевой оболочкой, работающем в условиях изменяющихся характеристик среды протекания. Представлена математическая модель амортизатора, имеющего стравливающие клапаны и воздухопроницаемую тканевою оболочку. Проведено расчетно-экспериментальное исследование влияние учета воздухопроницаемости оболочки амортизатора на траекторию движения закреплённого на нём груза.

Представлен расчётно-экспериментальный метод учёта системы обезвешивания при анализе динамического поведения осцилляторов космического аппарата. Рассмотрены практические и теоретические приёмы коррекции конечно-элементных моделей с использованием данных экспериментального исследования. Испытания осуществлялись методом свободных колебаний для определения собственных частот и декрементов затуханий изделия, расчётный модальный анализ проведён методом конечных элементов с использованием пакета Femap with NX Nastran. По результатам натурного определения собственных частот и форм колебаний конструкции, на примере двух осцилляторов — крыла панели солнечной батареи и штанги для выноса научной аппаратуры — выполнены коррекция конечно-элементных моделей и оценка адекватности (проверка соответствия модели реальной системе) динамической схемы космического аппарата с учётом влияния системы обезвешивания.

В статье рассмотрена архитектура программно-конфигурируемых сетей, их принцип работы, а также протоколы взаимодействия контроллера с сетевыми устройствами. Исследованы основные компоненты традиционных сетей, в том числе проведен сравнительный анализ временных задержек телекоммуникационного оборудования традиционных и программно-конфигурируемых сетей. Выделены 4 вида задержки в современных сетях передачи данных: задержка на обработку пакета, задержка пакета в очереди, задержка на передачу пакета по линии, задержка распространения. Рассмотрена работа алгоритма покрывающего дерева, выделены его основные достоинства и недостатки. Проведен сравнительный анализ традиционных и программно-конфигурируемых сетей связи, рассмотрены особенности построения корпоративных сетей на основе концепции SDN. Построена модель сети в эмуляторе Mininet, в которой проводилась аналитическая оценка временных задержек телекоммуникационного оборудования ПКС. В результате проведения эксперимента и сравнения полученных данных можно оценить два различных подхода к реакции сети на изменение топологии. Проведенный эксперимент показал, что традиционный подход к построению сетей уязвим к изменению топологии сети, что вносит определенные сетевые задержки и является причиной снижения производительности сети.

Цель: определить требования к характеристикам данных от бортовой навигационной системы (БНС) для радиолокатора, размещаемого на малом беспилотном летательном аппарате и работающего в режиме синтезирования апертуры антенны при боковом обзоре с использованием непрерывного линейно-частотно модулированного зондирующего сигнала. Предполагается, для формирования радиолокационного изображения (РЛИ) используется метод обратного проецирования.

Методика: эксперименты на основе численного моделирования в среде Matlab.

Результат: предложена методика исследования влияния траекторных нестабильностей на качество изображения в радиолокаторе непрерывного излучения с синтезированием апертуры, позволяющая получить оценки влияния характеристик данных от БНС на качество РЛИ и получены оценки, использованные при выборе БНС носителя конкретного радара.

Практическая значимость: предложенная методика позволила обосновать выбор БНС носителя конкретного радиолокатора.

Статья продолжает цикл публикаций по полунатурному моделированию в лабораторных условиях канала передачи данных космического радиолокатора с синтезированной апертурой антенны в акустическом диапазоне. В статье представлены решения, которые позволяют воспроизвести в ультразвуковом диапазоне «сквозной тракт» передачи изображений и радиолокационных голограмм в системах дистанционного зондирования земли с учетом различий диапазонов. Представлены технические характеристики реализованной ультразвуковой линии. Конечной целью исследования является создание полунатурной лабораторной модели радиолокационного канала радиолокатора синтезирования апертуры в ультразвуковом диапазоне.

Проведен анализ комплексов, формирующих воздушный эшелон связи. На основании проведенного анализа в развитие структуры создаваемой объединенной автоматизированной цифровой системы связи Вооружённых Сил Российской Федерации для воздушного эшелона показана актуальность создания и сформулированы принципы построения систем связи на базе беспилотных летательных аппаратов. Предложенные принципы построения отражают определенный порядок и установившиеся взгляды по вопросам построения систем связи военного назначения. Полученные результаты являются промежуточным вариантом обобщения авторских исследований в области построения систем связи. В целом изложенные принципы могут быть положены в основу практической работы по построению систем связи на базе беспилотных летательных аппаратов и являются отправной точкой для формирования ее технического облика на этапе эскизного проекта.

Представлено исследование методики корректировки искажений параметров диаграммы направленности, вызванных взаимным влиянием излучателей, на примере прямоугольной активной фазированной антенной решетки с количеством излучателей: 64 в азимутальной плоскости, 8 в угломестной плоскости. Рассмотрена зависимость основных характеристик диаграммы направленности от отклонения луча при электронном сканировании и изменения напряженности электромагнитного поля в процессе формирования амплитудного распределения косинус-квадрат на пьедестале. Определены характеры зависимостей и предложена методика по управлению искажениями характеристик, возникающими при отклонении луча. Реализация методики позволяет скорректировать параметры диаграммы направленности, имеющей искажения, вследствие изменения взаимного влияния излучателей, получить требуемые характеристики активной фазированной антенной решетки, использовать режимы работы, требующие сохранения параметров антенной решетки неизменными.

В статье рассматривается использование в прикладных программах высокоточных эфемерид Ephemeris of Planets and Moon (EPM), созданных в Институте прикладной астрономии РАН и Development Ephemeris (DE), созданных в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL).

В статье рассматриваются теоретические аспекты обоснования баллистической структуры кластера малых космических аппаратов (МКА). Сформулирована постановка задачи и обоснованы основные требования функционирования МКА в составе кластера, которые позволяют обеспечить решение целевой задачи. Проведен анализ параметров орбит МКА, формирующих кластер МКА и позволяющих обеспечить устойчивое относительное положение МКА в пространстве с требуемой периодичностью. Приведены результаты решения многопараметрической задачи поиска баллистической структуры и практические рекомендации.

Цель исследования состоит в разработке математической модели, позволяющий оценить вычислительную сложность оригинального метода идентификации источника сообщений, в основе которого лежит формирование групп сообщений и проверка для всей группы условия принадлежности целевому источнику. Повышение достоверности и снижение вычислительной сложности в исследуемом методе достигается за счёт предположения о сохранении очерёдности следования сообщений от источника к приёмнику. Это позволяет сократить число сообщений, участвующих в формировании группы, и, соответственно, сократить число вариантов формирования таких групп.

Для исследования вычислительной сложности алгоритма формирования групп сообщений исследовалось число элементарных операций сравнения хешей таких сообщений — основной операции, определяющей принадлежности конкретного сообщения формируемому структурированному множеству. В качестве параметров модели выступили: длина хеша сообщения, число взаимодействующих субъектов распределённой системы, число сообщений в группе, а также параметр, ограничивающий множество анализируемых сообщений. Процесс поступления сообщений в приёмник был представлен как линейный динамический процесс, характеризуемый в каждый дискретный момент времени вероятностями поступления определённого числа сообщений от целевого источника и от всех остальных источников распределённой системы. Полученные с помощью данной модели результаты позволяют утверждать, что условие гарантированности сохранения последовательности сообщений, поступающих в устройство не изменяет сложность определения источника сообщения, она остаётся линейно зависящей от длины группы сообщений и от числа взаимодействующих в рамках системы устройств. В то же время в абсолютных цифрах число операций сравнения уменьшает на два порядка по сравнению с методом формирования групп, в котором не используется свойство стационарности информационных потоков между компонентами распределённой системы.

В условиях цифровизации всех отраслей экономики, включая авиационную, наблюдается возрастание спроса на мобильные приложения. Большинство разработчиков мобильных приложений ориентируется на нативную разработку, так как накоплен большой опыт создания приложений любой сложности. При таком подходе под каждую операционную систему (ОС) создается отдельное приложение, что достаточно дорого и трудоемко. Существование в настоящее время двух мобильных платформ Apple iOS (iPhone и iPad) и Google Android диктует необходимость применения кросс-платформенного подхода, который позволяет создавать единый программный код для нескольких операционных систем одновременно. Кросс-платформенная разработка накладывает некоторые ограничения на функциональные возможности приложения, но при этом позволяет оптимизировать стоимость и скорость разработки, а также поддержки приложения, обеспечивая при этом результат на выходе не менее качественный, чем при нативной разработке.

Кросс-платформенный подход сформировался относительно недавно и реализуется в кросс-платформенных фреймворках. Поэтому актуальным становится освоение новых сложных кросс-платформенных технологий и инструментов разработки для эффективного их использования.

В статье исследуется технология разработки кросс-платформенных мобильных приложений Xamarin: изложены принципы разработки кросс-платформенных мобильных приложений, представлены основные возможности, предоставляемые разработчикам в рамках этого подхода, его преимущества и недостатки. Рассмотрен круг вопросов, связанных с проектированием, реализацией и тестированием мобильных приложений: использование архитектурного паттерна MVVM, языка разметки XAML для описания пользовательского интерфейса, возможная среда разработки — Visual Studio 2019 или Visual Studio для Mac и Xcode.

Технология Xamarin.Forms, имеет ряд преимуществ, в том числе:

• в процессе разработки создается единый код для всех платформ;
• Xamarin предоставляет прямой доступ к нативным API каждой платформы;
• при создании приложений можно использовать мощные возможности платформы .NET Core и языка программирования C#.

Эта технология хорошо подходит для разработки корпоративных мобильных приложений в различных отраслях.

Представлена методика для создания кросс-платформенных мобильных приложений с использованием Xamarin, содержащая краткое последовательное и всестороннее описание всех этапов разработки.

Данная работа посвящена исследованию и анализу используемых в настоящее время тестовых систем ПЛИС и их системного окружения, разработанных как отечественными, так и зарубежными исследователями. Рассмотрено более 30 тестовых систем, основанных на использовании: встроенных структур самотестирования (BIST), специально разработанных систем и систем, частично или полностью использующие целевую прошивку. Рассматриваемые системы применялись для решения различных задач: входной контроль ПЛИС, тестирование коммутационной сети, тестирование отдельных ячеек и встроенных IP-ядер, тестирование системного окружения ПЛИС (внешних соединений ПЛИС и подсистемы питания), анализ электрических, динамических и функциональных характеристик в различных условиях, поиск одиночных сбоев и отказов. Рассмотрены системы, использованные при исследовании микросхем на стойкость к воздействию лазера, потока заряженных частиц (в том числе исследования в рамках проекта Alice CERN и исследования, проводимые как поставщиками ПЛИС, так и сторонними исследователями для сравнения характеристик различных ПЛИС), накопленной дозы радиации, повышенной температуры и изменения напряжения питания. Также рассмотрены системы и методы, которые применяются для проведения отладки системы на базе ПЛИС. Также в списке рассмотренных тестовых систем присутствуют системы, использованные в качестве демонстратора применения методик анализа энергопотребления, динамических характеристик, надежности и сбоеустойчивости, а также тестирования и разработки систем на основе ПЛИС. Результатом работы является классификация рассмотренных систем, анализ преимуществ и недостатков рассматриваемых систем и предложения по дальнейшему развитию тестовых систем ПЛИС и их системного окружения.

В статье предложено применение динамических байесовских сетей и темпоральной логики для разработки систем поддержки принятия решений операторов сложных технических систем. Основным преимуществом предлагаемого подхода является возможность учета как разнородной априорной информации, включающей показатели надежности и диагностирования сложных технических систем, так и поступающих измерительных данных. Приводится реализация данного подхода на примере системы поддержки принятия решений оператора автоматизированной системы управления технологическим оборудованием системы заправки ракеты-носителя, особенностью которой при анализе надежности является необходимость учета элементов с тремя несовместными состояниями — работоспособное, отказ типа «обрыв» и отказ типа «замыкание», по-разному влияющим на ход технологического процесса. Показаны варианты использования разработанной системы поддержки принятия решений для прогнозирования и ретроспективного анализа.

Статья посвящена решению актуальной задачи оценивания эффективности управления многоспутниковыми орбитальными системами. Введены определения орбитальной системы (ОС), многоспутниковой ОС (МС), системы управления МС (СУ МС). На основании анализа структуры типовой СУ МС выявлен показатель эффективности управления МС и разработана его математическая модель. Разработана марковская модель оценивания эффективности управления многоспутниковой системой (МС) на основе анализа агрегированных характеристик системы управления МС (СУ МС), характеризующих ее в целом и не зависящих от текущего состояния СУ МС и входного воздействия. Представлены результаты оценивания эффективности управления на примере перспективной МС дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) на базе космических аппаратов «Беркут» при различных ограничениях на множество управляемых параметров. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых методов, алгоритмов и методик управления МС для их отработки, верификации, калибровки, оптимизации, оценивания влияния их показателей качества на эффективность управления МС.

В статье рассмотрены особенности задания характеристик компрессора при отборе воздуха из его проточной части в математической модели газотурбинного двигателя. Показано, что распределенный отбор воздуха может привести к заметному расслоению характеристик компрессора, особенно его части, расположенной за местом отбора, что необходимо учитывать при расчете параметров и характеристик авиационных ГТД. Представлены методики обработки результатов испытаний каскада компрессора для получения его характеристик, расчета параметров отбираемого воздуха, а также потребной мощности турбины для привода рассматриваемого каскада компрессора в системе газогенератора и газотурбинного двигателя.

Рассмотрены вопросы, связанные с оцениванием устойчивости корневого звена в манипуляторах. На основании критериев устойчивости равновесного положения выбран алгоритм анализа устойчивого положения данного звена. Показано, что равновесие стержня корневого звена остается устойчивым до тех пор, пока значение модуля осевой силы P не выйдет за пределы обозначенного диапазона.

Отмечено, что задача выбора системы отсчета при относительном движении объектов сопоставимой массы особенно актуальна при межпланетных перелетах на значительном удалении от планет. Для одних и тех же движущихся друг относительно друга инертных объектов различные системы координат дают совершенно различные совокупные кинетические энергии объектов. Очевидно, что ни одна из этих систем координат не может рассматриваться в качестве абсолютной. Абсолютной системой координат следует считать такую систему, при выборе которой полностью исключен произвол. Этому требованию удовлетворяет система, в которой совокупная кинетическая энергия объектов является минимальной. Абсолютная система координат совпадает с центром масс объектов и с эпицентром их гипотетического отталкивания из состояния (также гипотетического) взаимной неподвижности.

В работе рассматривается движение твердого тела под действием управляющего момента, формирование которого осуществляется различными способами и отвечает конкретным целям управления. Обсуждаются основные свойства коллинеарного управления и его модифицированного варианта, которые приводят к увеличению или уменьшению как кинетической энергии, так и кинетического момента, вследствие чего они позволяют осуществлять разгон или торможение твердого тела. Также рассматривается ортогональное управление, которое не нарушает постоянства кинетической энергии и кинетического момента и приводит к переориентации твердого тела в пространстве. Помимо этого, строятся комбинированные управления, которые сочетают в своей структуре особенности как коллинеарного, так и ортогонального управления. В качестве первого из них принимается управление, позволяющее рассеивать или накапливать кинетическую энергию при неизменном кинетическом моменте, а второй вариант напротив приводит к уменьшению или увеличению кинетического момента при постоянной кинетической энергии. Подобные управления можно трактовать как рациональные, поскольку они обладают эффективностью, имеют достаточно простую структуру и удобны для практической реализации. Кроме того, для построенных вариантов управления приводятся физические аналогии, позволяющие соотнести их действие с силами инерции, диссипативными силами внешнего и внутреннего трения, а также гироскопическими силами. На основе различных методов для упомянутых режимов строятся точные аналитические решения, описывающие процесс управляемого движения твердого тела и демонстрирующие его свойства. Полученные в работе результаты имеют не только фундаментальное теоретическое значение, но могут найти и применение при решении прикладных задач динамики твердого тела.

Система безопасности при измельчении космического мусора является основополагающей системой в переработке космического мусора в топливо непосредственно на орбите. Данное исследование посвящено возможности отработки технологии переработки металлизированного мусора на Земле, а также разработке концепции системы безопасности при измельчении космического мусора. В обломках ступеней ракет остаются пары ракетного топлива, которые при попытке измельчения могут спровоцировать взрыв.

Повышение прочностных характеристик и уменьшение веса конструкции является важнейшей проблемой в авиастроении. Но по мере увеличения прочности конструкционного материала происходит снижение его пластичности, увеличивается возможность хрупкого разрушения. Данный факт существенно ограничивает использование высокопрочных материалов в авиастроении. Одним из вариантов удовлетворяющим описанные выше требованиям являются алюмостеклопластики. Данная работа посвящена исследованию влияния проката в алюминиевых слоях алюмостеклопластика. В частности, проводилось исследование статических и динамических свойств вдоль и поперек проката.

В работе проведены исследования по оценке влияния внутренних дефектов (повреждений) типа расслоений различного размера, формы и расположения в слоистых элементах конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ).

Предложена методика моделирования элементов конструкций из ПКМ с дефектами типа расслоений при действии динамических нагрузок различного характера.

В данной работе рассматривается задача о растяжении плоской жесткопластической полосы с непрерывным полем скоростей перемещений в условиях плоской деформации с учётом сжимаемости материала, из которого изготовлен образец. Сжимаемость материала приводит к изменению плотности в процессе нагружения, в соответствии с которым в систему уравнений, определяющих поле скоростей перемещений добавляется логарифм от материальной производной плотности по времени. Данная система преобразуется к системе волновых уравнений. Для решения полученной системы рассматривается задача Коши с начальными условиями применительно к каждому из уравнений системы в отдельности, используются метод усреднения и метод спуска. В результате получается решение системы, состоящее из двух уравнений, содержащих двойные интегралы по поверхности круга. Также приводится вид решения системы, полученный в результате взятия двойных интегралов.

В данной работе рассматривается задача о растяжении плоской жесткопластической полосы с непрерывным полем скоростей перемещений в условиях плоской деформации с учётом сжимаемости материала, из которого изготовлен образец. Сжимаемость материала приводит к изменению плотности в процессе нагружения, в соответствии с которым в систему уравнений, определяющих поле скоростей перемещений добавляется логарифм от материальной производной плотности по времени. Данная система преобразуется к системе волновых уравнений. Для решения полученной системы рассматривается задача Коши с начальными условиями применительно к каждому из уравнений системы в отдельности, используются метод усреднения и метод спуска. В результате получается решение системы, состоящее из двух уравнений, содержащих двойные интегралы по поверхности круга. Также приводится вид решения системы, полученный в результате взятия двойных интегралов.

Разработана расчётно-экспериментальная методика прогнозирования предела выносливости упрочнённых резьбовых деталей с применением положений линейной механики разрушения. В исследовании использованы результаты изучения влияния сжимающих остаточных напряжений на сопротивление усталости болтов из титанового ВТ16 и стального 30ХГСА сплавов с метрическими резьбами М6, М8, М10, М12. В расчётной части исследования использован метод конечно-элементного моделирования с применением комплекса ANSYS. Моделирование остаточного напряжённого состояния выполнено методом термоупругости путём замены первоначальных деформаций эквивалентным температурным полем. На основании проведённых расчётов установлена связь между параметрами нераспоространяющейся трещины усталости на критической глубине в упрочнённой резьбовой детали и результатами испытаний на многоцикловую усталость при асимметричном цикле нагружения. Предложена методика прогнозирования предела выносливости упрочнённых резьбовых деталей. Полученные результаты исследования позволяют также выбирать наиболее оптимальные технологические режимы изготовления и обработки резьбы.

Статья посвящена проблеме развития метода вариации нагрузок В.П. Шорина для решения задачи определения собственных динамических характеристик гидронасоса как источника колебаний рабочей среды. Суть метода состоит в расчёте динамических характеристик насосов (рассматриваемых по моделям эквивалентных источников колебаний) при изменении стендовых систем за насосом, регистрации пульсаций давления (или расхода) и пересчёте в собственные характеристики насосов по моделям эквивалентных источников колебаний В.П. Шорина. В известных работах динамические модели стендовых систем, как правило, имеют идеализированный характер, либо не учитывают всех элементов стендовых систем, либо реализуют ограниченный набор стендовых систем (таких как «акустически открытый конец», «акустически закрытый конец» и др.). Такой подход не позволяет достоверно определять собственные характеристики источника колебаний и ограничивает использование метода вариации нагрузок. Авторами при расчёте динамических характеристик стендовых систем, с одной стороны, предлагается использовать информацию о конструкции и геометрических размерах проточной части реальных гидравлических стендовых систем, а с другой стороны, даются рекомендации по формированию наиболее реализуемых конструкций стендовых систем. Кратко излагаются основные аспекты расчёта динамических характеристик стендовых систем, приводятся их гидродинамические схемы, описывающие влияние как полостей, дросселей и магистралей, так и соединительных штуцеров, переходников и внутренних каналов агрегатов. Целью работы являлось создание специальных стендовых систем с известными динамическими характеристиками для решения задачи определения собственных динамических характеристик гидронасоса. Разработанные модели стендовых систем с дросселем, полостью, «коротким» и протяжённым трубопроводом на выходе насоса при их использовании в методе вариации нагрузок позволят рассчитывать пульсационное состояние рабочей среды за гидронасосом как в гидросистемах станков, так и в топливных системах газотурбинного двигателя на ранних этапах конструирования.

Рассматривается круговая цилиндрическая оболочка с постоянной толщиной, на боковую поверхность которой воздействует нестационарная нагрузка. Материал оболочки упругий и ортотропный, с симметрией относительно срединной поверхности оболочки. Движение оболочки рассматривается в цилиндрической системе координат, связанной с осью оболочки. В качестве модели оболочки приняты гипотезы Кирхгофа-Лява. Фундаментальные решения (функции Грина, функции влияния) построены для цилиндрической оболочки большой протяженности и для шарнирно опертой по торцам цилиндрической оболочки. Фундаментальные решения для рассматриваемых конструкций представляют собой решения задач о воздействии на оболочку мгновенной сосредоточенной нагрузки, математически моделируемой дельта-функцией Дирака. Фундаментальное решение для ортотропной цилиндрической оболочки большой протяженности построено с применением разложений в экспоненциальные ряды Фурье по угловой координате, интегрального преобразования Лапласа по времени и интегрального преобразования Фурье по продольной координате. Обратное интегральное преобразование Лапласа выполнено аналитически, а оригинал интегрального преобразования Фурье найден с использованием численных методов интегрирования быстро осциллирующих функций. Фундаментальное решение для ортотропной шарнирно опертой цилиндрической оболочки построено с применением разложений в двойные тригонометрические ряды Фурье по угловой и продольной координате, а также интегрального преобразования Лапласа по времени. Обратное интегральное преобразование Лапласа построено аналитически. Выполнена верификация найденных фундаментальных решений. Приведены примеры расчетов. Результаты представлены в виде графиков.

Описывается математическая модель процесса пространственного приземления груза с установленным на нём амортизирующим устройством на площадку с заданным углом наклона. Модель позволяет получить связанное (непрерывное) решение на протяжении всего рассматриваемого процесса приземления. Для этого в систему уравнений движения груза с амортизирующим устройством включены реакции со стороны площадки, введён алгоритм их контактного взаимодействия. Груз и площадка рассматриваются недеформируемыми. Предполагается использование данной модели в задачах статистического моделирования процесса приземления [1].

В статье представлена математически корректная методика расчета вероятностей символьной и битовой ошибок когерентного оптимального посимвольного приема радиосигнала с QPSK модуляцией в присутствии помехи с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) внутри символа.

В статье рассматриваются основные технологии и стандарты беспроводной передачи данных, проводится обзор и сравнительный анализ беспроводных технологий ближнего радиуса (технология «последних 100 метров»), а также раскрыты некоторые технические характеристики. Показаны преимущества и недостатки. Для анализа технологий ближнего радиуса выбран метод сравнения параметров на основе информации отечественной и зарубежной литературы, научных статей и публикаций. Анализ способствует выбору наиболее оптимального стандарта беспроводной передачи данных для организации эффективной сети ближнего радиуса, направленной на решение основной проблемы устройств Интернета вещей — обеспечение безопасного подключения большого количества устройств с ограниченной мощностью, развернутых на обширной территории и удовлетворяющим критериям производительности Интернета Вещей.

В статье решается задача расчета вероятности битовой ошибки
(BER — Bit Error Rate) оптимального посимвольного когерентного приема двоичных противоположных фазоманипулированных сигналов (binary phase shift key BPSK) при наличии непреднамеренной узкополосной шумовой помехи (УШП). В качестве такой помехи рассматривается гауссовская шумовая помеха с равномерным ограниченным по полосе частот спектром и с произвольной мощностью, попадающая в полосу пропускания оптимального приемника BPSK сигналов. В статье под оптимальным приемом двоичных противоположных фазоманипулированных сигналов понимается использование приемника на основе коррелятора или согласованного фильтра, настроенных на рассматриваемый сигнал в условиях присутствия только собственных шумов приемника. Для данных условий получены аналитические выражения и разработана методика для расчета вероятности битовой ошибки оптимального посимвольного когерентного приема BPSK сигналов при наличии как собственных шумов приемника, так и УШП. Основой полученных соотношений являются известные выражения, используемые для оценки вероятностей битовых ошибок оптимального посимвольного когерентного приема BPSK сигналов на фоне белого гауссовского шума (БГШ). На основе полученных результатов сформулированы основные выводы и получены асимптотические оценки вероятности битовой ошибки оптимального посимвольного когерентного приема BPSK сигналов при наличии как собственных шумов приемника, так и УШП для предельно узкополосных и широкополосных гауссовских помех. Показано, что наличие УШП, спектр которой накладывается на спектр BPSK-сигнала приводит к снижению помехоустойчивости радиоканала передачи информации и при этом степень снижения помехоустойчивости существенно зависит как от мощности, ширины спектра, так и от места расположения такой помехи в полосе спектра BPSK-сигнала.

Статья посвящена вопросу моделирования разностных ошибок сопровождения целей бортовыми радиолокационными и оптико-электронными станциями прицельно-навигационных комплексов воздушных судов в интересах исследования их точностных характеристик. В работе применяется имитационная модель, разработанная с целью получения статистических оценок точности бортовых высокоточных систем сопровождения цели на основе использования известных характеристик шумов эталонных средств измерений и каналов сопровождения исследуемых систем сопровождения цели. Показано, что разъюстировка между радиолокационными и оптико-локационными станциями воздушных судов приводят к возникновению смещения в разностной ошибке сопровождения цели. Закон изменения смещения в разностной ошибке сопровождения цели подобен закону изменения ошибки разъюстировки. Это может быть использовано для оценки величины ошибки и программной ее минимизации.

В настоящей статье рассматриваются алгоритмы автономного определения угловой ориентации беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и приводятся результаты имитационного моделирования работы алгоритмов автономного определения параметров угловой ориентации БЛА на основе данных инерциально — измерительного модуля Xsens MTi — 10 и статистических характеристик получаемых навигационных решений.

В работе проводится исследование характеристик перспективной системы управления и стабилизации продольного движения динамического объекта, например, малогабаритного самолета (МС), основанной на способе формирования адаптивного сигнала [1, 2].

Исследование рассматриваемого способа управления произведено методом математического моделирования изолированного канала тангажа с реализацией предлагаемых законов управления МС при достаточно характерных внешних воздействиях на него. Моделирование производилось в условиях изменения по заданному закону «медленных движений» [3] — параметров полета: высоты и скорости.

Для оценки эффективности вновь вводимых особенностей управления произведено сравнение процессов управления МС с предлагаемой структурой САУ и процессов управления при традиционном — пропорционально-дифференциальном способе управления [4], адаптированном к данной ситуации в работах [5, 6, 7].

Актуальность работы заключается в том, что достигаемое предлагаемым способом повышение скорости, уменьшение степени перерегулирования и, соответственно, повышение точности отработки управляющих сигналов может способствовать улучшению маневренных характеристик и характеристик управляемости МС.

В составе систем управления ориентации и стабилизации микрокосмических аппаратов типоразмера CubeSat, функционирующих на низких околоземных орбитах, наибольшее распространение получили магнитные системы управления [10,11]. В состав магнитной системы управления, как правило, входят магнитные исполнительные органы (магнитные катушки), создающие управление за счет взаимодействия создаваемого при пропускании через обмотку катушек тока магнитного поля с магнитным полем Земли. Для определения направления и величины вектора напряженности магнитного поля Земли в составе этой системы используются магнитометры. Для уменьшения стоимости создания КА типоразмера CubeSat общепринятой практикой является применение в составе аппарата бытовых цифровых магнитометров, разработанных для применения в различных бытовых устройствах (начиная от цифровых магнитных компасов и заканчивая смартфонами). Данные приборы отличаются низкой точностью, связанной с отсутствием калибровки нулевого смещения сигнала, и с отсутствием калибровки взаимной ортогональности осей чувствительности прибора (необходимо применение трехосного магнитометра). Таким образом, актуальной становится задача разработки алгоритма и реализующего его программного обеспечения калибровки магнитометров входящих в состав КА.

В статье описан метод измерения параметров частицы позволявший изменить подход к формированию пачки импульсов на трубках дрейфа, создающих постоянно ускоряющее поле для заряженной частицы. Представлена схема системы управления, и описан её принцип работы. Разработано HDL описание, позволяющее в реальном времени производить необходимые расчеты и реализующее остальную логику управления ускорителем. Проведено временное моделирование разработанных модулей, и оценена погрешность вычисления.

Рассматривается новый подход к проектированию на базе нейро-нечеткой технологии адаптивного регулятора состояний с применением треугольных терм, основания которых равны интервалу 0...1, а вершины — смещаются в интервале 0...1 согласно среднеарифметическому значению «пройденного» пути. Число терм равно числу входных переменных. Преобразование информации выполняется нечеткими нейронами. Выход регулятора состояний рассчитывается методом разности площадей с последующим воздействием на выносные направляющие аппараты.

Рассмотрена технология низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (LTCC). Данная технология обеспечивает недорогое решение в массовом производстве электронных устройств в области телекоммуникации, медицины, автомобильной техники, военной техники, в авиационно-ракетной космической технике и других областей промышленности.

В процессе внедрения LTCC технологии были выявлены сложности, связанные с влиянием большого количества параметров, зависящих от используемых компонентов, времени использования и настройки оборудования на каждом этапе производства на качество выпускаемой продукции.

Выделены параметры технологических операций (ТО), сделана группировка по признакам параметров: ресурс, процесс, результат, контроль и управление. На базе этой классификации построены модели рабочих мест, а данные агрегированы в систему управления базами данных (СУБД) структурно параметрического описания (СПО) MS Access.

Поскольку Access обладает рядом недостатков и не является, по сути, полноценной базой данных, то в качестве СУБД были рассмотрены технологии ADO.NET от Microsoft (фреймворк языка C Sharp) и фреймворк Qt SQLite (на языке C++).

Произведен сравнительный анализ этих технологий, и даны рекомендации по выбору.

Данная статья посвящена описанию многопроцессорного программного комплекса ASRP (Assembly Simulation of Riveting Process), разрабатываемого в рамках совместного проекта Санкт-Петербургского Политехнического университета Петра Великого и концерна AIRBUS. Этот комплекс предназначен для моделирования и оптимизации процесса сборки самолётов с учетом того, что в авиастроении из-за высоких эксплуатационных нагрузок к качеству сборки деталей предъявляются достаточно жёсткие требования. В комплексе ASRP предлагается использовать методы математического моделирования и численной оптимизации, которые позволяют предсказать и оптимизировать качество соединения деталей еще до внедрения разрабатываемых технологий на сборочную линию.

В авиастроении при серийной сборке одна и та же сборочная технология используется для всех собираемых самолётов одного типа. Соответственно, при моделировании процесса сборки нужно учитывать случайные сборочные отклонения, такие как отклонения деталей от номинальной формы или погрешности их позиционирования и закрепления на сборочных стендах. В ASRP предлагается учитывать эти отклонений через моделирование случайного начального зазора между деталями.

Для оптимизации процессов сборки требуется создавать и анализировать разные варианты расположения фиксирующих элементов. Для ASRP разработан принципиально новый подход к оптимизации расстановок крепежных элементов, основанный на предварительной оценке напряженно деформированного состояния собираемой конструкции.

При моделировании сборочных процессов с учетом сборочных отклонений и оптимизации расстановок крепежных элементов возникает необходимость решения множества однотипных задач с сотнями вариантов начальных данных. По этой причине для анализа и оптимизации сборочных процессов в ASRP предложено использовать параллельные вычисления.

В данной статье описывается структура разрабатываемого программного комплекса ASRP, разработанные методы моделирования сборочного процесса и методы моделирования начального зазора, а также предложенные методы оптимизации расстановки крепежных элементов. Эффективность использования предложенных методов оптимизации и алгоритмов распараллеливания исследуется на практическом примере, связанном с анализом процесса сборки хвостового соединения самолета Airbus A350.

В работе выполняется обобщение ранее разработанного алгоритма адаптивной интерполяции для моделирования динамических систем с интервальными параметрами на случай эллипсоидных оценок параметров. Идея модификации заключается в использовании преобразования d-мерного единичного куба в d-мерный эллипсоид при задании области неопределенности параметров модели. Рассматривается два варианта такого преобразования: первое — сохраняющее переход поверхности куба в поверхность эллипсоида и второе — на основе перехода из сферической системы координат в декартову систему координат. На нескольких примерах продемонстрировано, что второе преобразование предпочтительнее с позиции требуемых вычислительных затрат

Вопросам теории пространственно-временной обработки сигналов в антенных решетках посвящено множество научных статей и монографий. Однако существует ряд нюансов, которые требуют более детальных теоретических и практических исследований. В настоящее время вопросы обработки широкополосных сигналов в адаптивных антенных решетках не исследованы как теоретически, так и практически. Нет четкого понимания по выбору вектора весовых коэффициентов в полосе частот. Также не рассматривался вопрос по приему сигналов и подавлению помех, источники которых находятся в движении. Данные вопросы являются актуальными, так как развитие современных технологий диктует необходимость в расширении спектра передаваемого сигнала, что позволяет увеличить объемы передаваемой информации, обеспечить электромагнитную совместимость в условиях насыщенности частотного диапазона, а также повысить разрешающую способность. В статье разработан метод, позволяющий производить пространственно-временную обработку широкополосных сигналов с подавлением помех различного спектра, источники которых находятся в движении. Данный метод позволяет обеспечить требуемое отношение сигнал/(помеха+шум) на выходе антенной решетки, что в свою очередь обеспечивает требуемую вероятность битовой ошибки для систем передачи данных и точность определения параметров объекта наблюдения и местоположения для систем радиолокации и радионавигации.

В настоящей работе представлена новая имитационная модель динамики концевого фрезерования тонкостенных деталей из труднообрабатываемых сплавов. Отличительными особенностями модели являются учет пространственного силового взаимодействия как по передней, так и по задней поверхности режущих зубьев фрезы, а также эффекта регенерации поверхности при моделировании динамики лезвийной обработки. Модель позволяет рассчитывать временные законы колебательного движения обрабатываемой детали в процессе обработки фрезерованием, сил резания, а также выбирать рациональные режимы обработки по критерию производительности технологического процесса за счет проведения многовариантных расчетов при изменении технологических параметров. Приведена структура разработанной имитационной модели, а также описаны все основные блоки, составляющие данную модель. Разработанная модель была использована для проведения численного эксперимента по исследованию влияния сил контактного взаимодействия по задней поверхности режущего зуба инструмента на динамику концевого фрезерования тонкостенной заготовки. Полученные результаты моделирования показали качественное соответствие экспериментальным данным из открытых литературных источников.

Цель исследования состоит в аналитическом синтезировании искусственного момента инерции и установлении определяющих его параметров. Существование аналогий между физическими величинами разной физической природы не приводит автоматически к возможности получения соответствующих функциональных зависимостей. Для этого в первую очередь необходимы технические средства, обеспечивающие согласование размерностей дуальных величин. Если поместить искусственный электрический маховик в «черный ящик» с выведением вала наружу, то никакими экспериментами невозможно установить, искусственный или «натуральный» маховик находится внутри. Главными преимуществами искусственного маховика над «натуральным» являются несопоставимо меньший вес и возможность электрического управления моментом инерции в широких пределах путем изменения магнитного поля (возбуждения) и емкости, что создает хорошую перспективу применения его в системах автоматического управления.

В работе сравнивается поведение мягких оболочек вращения различных канонических форм меридиана из неогуковского материала при больших деформациях под воздействием равномерно распределенного по меридиану давления. Деформирование оболочек описывается единой системой уравнений, применимой для конструкции любой из рассматриваемых форм меридиана при произвольных перемещениях и деформациях. Граничные условия, геометрические размеры в плане и площадь недеформированной поверхности оболочек считаются одинаковыми. Для решения задачи используется алгоритм метода дифференцирования по параметру. При этом исходная система нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений дифференцируется по параметру продолжения решения задачи, что приводит к формированию взаимосвязанных квазилинейной краевой и нелинейной начальной задач, решаемых последовательно итерационным способом. Установлены значимые для проектирования мягкооболочечных конструкций различия свойств напряженно-деформированного состояния, характерные для полусферической, цилиндрической, торовой и конической мягких оболочек при больших перемещениях и деформациях.

Тонкостенные цилиндрические оболочки имеют широкое применение в различных отраслях промышленности. Развитие техники выдвигает все более серьезные требования к прочности и устойчивости конструкций на ряду с их невысоким весом и стоимостью. Такие требования применяются к воздушной технике, к беспилотным летательным аппаратам. Оптимальным решением во многих случаях является использование тонкостенных оболочек из карбоновых материалов, обладающих высокими прочностными качествами. Оптимальным решением во многих случаях является использование тонкостенных оболочек из карбоновых материалов, обладающих высокими прочностными качествами. Оболочечные конструкции подвергаются температурным, ветровым нагрузкам, переменным атмосферным давлением во время полета летательных аппаратов и многим другим динамическим воздействиям. Поэтому, конструктивные материалы оболочек должны быть лёгкими и прочными. Наиболее часто в последнее время применяют карбоновые материалы, которые на порядок легче и прочнее металла. В условиях эксплуатации оболочки подвергаются высоким динамическим воздействиям, которые могут привести к неблагоприятным воздействиям. Однако, проблема динамики многослойных карбоновых оболочек на сегодняшний день не до конца изучена. Так, например, известные теоретические исследования, в ряде случаев, имеют значительные расхождения в значениях низших частот спектра колебаний армированных оболочек с численными расчетами, выполненными методом конечных элементов. Данное обстоятельство требует проведение экспериментального исследования поведения низших частот В статье проведено экспериментальное исследование влияния многослойного армирования карбоновых тонкостенных разомкнутых цилиндрических оболочек на их свободные колебания. Для экспериментального исследования влияния многослойности армирования карбоновых тонкостенных разомкнутых цилиндрических оболочек на их свободные колебания, на базе Комсомольского-на-Амуре государственного университета были созданы экспериментальные образцы. Модели оболочек с однослойным армированием выполнялись из карбоновой ткани 2/2 12К-1000-600. Двухслойное армирование создавалось из слоя карбоновой ткани 2/2 12К-1000-200 и слоя ткани 2/2 12К-1000-400. Трехслойное армирование создавалось из трех слоев карбоновой ткани 2/2 12К-1000-200 Выполнено сравнение экспериментальных данных с аналитическим решением. Выявлено увеличение частот колебаний карбоновых тонкостенных разомкнутых цилиндрических оболочек с увеличением количества слоев армирования карбоновой тканью по отношению к значениям частот, полученных аналитически.

В данной работе предлагается методика построения расчетной модели трехслойных пластин с дискретным заполнителем в виде регулярной системы конусообразных ячеек, расположенных в шахматном порядке. Приведены примеры расчетных моделей, использованных при изготовлении различных трехслойных структур методом 3D-печати. Для определения напряженно-деформированного состояния, а также критических параметров устойчивости и динамики пластин переменной жесткости применяются обычно КЭ-комплексы. Предлагаемая методика позволяет получить аналитическое решение дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. При решении задачи изгиба трехслойной пластины используется методика, основанная на уравнениях Э. Рейсснера для пластин средней толщины (h/a > 1/5).

Исследуется напряженно-деформированное состояние системы «полупространство-мембрана» под действием нестационарной нагрузки. Разрешающее уравнение, базирующееся на принципе суперпозиции, вытекает из условий свободного проскальзывания между мембраной и упругим полупространством. Для решения задачи используется численно-аналитический алгоритм, основанный на методе квадратур. Найдены контактные напряжения, возникающие между мембраной и полупространством, а также нормальные перемещения поверхности системы в зависимости от времени и координаты. Проведен параметрический анализ результатов решения.

Результаты решения могут найти применение в различных отраслях промышленности, где используются покрытия для защиты поверхностей от нестационарных механических воздействий.

На базе использования метода дискретных вихрей рассматриваются особенности обтекания дугообразного крыла на дозвуковых скоростях. Показана важность учёта кривизны дугообразного крыла на всех этапах расчёта. Построена методика, позволяющая проводить определение распределения аэродинамической нагрузки по дугообразным крыльям различных схем и значения коэффициентов подъемной силы.

Исследуется поле течения вокруг двух несущих поверхностей, моделирующих крыло и горизонтальное оперение (ГО). Проведён расчёт аэродинамических характеристик и смоделирована картина обтекания двух несущих поверхностей в диапазоне углов атаки α от 0 до 25° при различном расположении ГО по высоте: верхнем (№ 1), исходном (№ 2) и нижнем (№ 3). Показано, что нижнее расположение ГО является рациональным, т.к. на больших углах атаки ГО находится вне области вихревого следа за крылом.

Проведены исследования возможности описания как ламинарных, так и турбулентных режимов течения жидкости на основе одних и тех же уравнений. Предложено рассматривать уравнения Навье-Стокса (УНС) в фазовом пространстве, расширенном за счет введения дополнительной – стохастической переменной. В результате, в выражении для полной производной по времени появляется дополнительное слагаемое, характеризуемое производством энтропии за счет возбуждения стохастических возмущений.

Для ламинарных режимов течения производство энтропии принимает нулевое значение, дополнительное слагаемое исчезает, и осуществляется переход к УНС в их стандартном виде, решения которого описывают только ламинарные режимы течения.

Включение в уравнения дополнительного слагаемого, характеризуемого производством энтропии (которое всегда неотрицательно), позволяет учитывать необратимость физических процессов по времени в тех случаях, когда это производство ненулевое.

Показано, что возникновение и поддержание недетерминированных – стохастических процессов – в жидкости возможно в тех системах, где существуют несовместимые между собой граничные условия. В этом случае становится невозможным существование одного гладкого решения, и можно говорить лишь о наличии двух или более непересекающихся или пересекающихся негладким образом асимптот решения. Область, находящаяся между этими асимптотами (или в окрестности точки «разрыва» производных) является областью неопределенности, порождающая стохастический процесс.

Для описания таких процессов будем использовать «обобщенные» решения, в которых учитывается вклад каждой асимптоты решения в общее решение в каждой точке исследуемой области.

В такой постановке найдены «ламинарное» и обобщенное «турбулентное» решения плоской задачи Пуазейля. Приведено сравнение экспериментального универсального пристеночного профиля скорости и обобщенного «турбулентного» решения задачи для различных значений числа Рейнольдса.

Плазмомеханическая трактовка возбуждённых атомов применяется в рамках физико-химической кинетики инертных газов. Рассматривается квазистационарная задача, когда общее число ядер известно. Вводится понятие вектор состояния как результат решения многоуровневой кинетики. Квазиравновесие низкотемпературной плазмы инертных газов характеризуется диаграммами параметров.

Рассматривается задача о распаде произвольного разрыва на границе раздела между многокомпонентными газами, свойства которых описываются вириальным термическим уравнением состояния с однофлюидной моделью смешения. Представлены физико-математическая модель, вычислительные алгоритмы и результаты численного моделирования. Вычислительная модель реализована для трех случаев: первый – «замороженный», физико-химические процессы в газах не происходят и концентрации компонентов не меняются; второй – «равновесный» концентрации химических компонентов удовлетворяют условиям химического равновесия; третий – комбинированный, концентрации компонентов слева и справа от разрыва могут быть «замороженными» или «равновесными». Проведены расчетно-теоретические исследования распада разрыва на границе: аргон – метано-воздушная горючая смесь и гелий – водородо-воздушная горючая смесь. Определены диапазоны начальных данных, при которых результаты расчетов с использованием термического уравнения состояния реального и совершенного газов существенно отличаются.

В статье предложена унифицированная программная платформа для разработки многоагентных моделей орбитальных группировок (ОГ) космических аппаратов (КА). Разработаны математическая и объектно-ориентированная модели программной платформы, особенностью которых является высокий уровень абстрагирования и расширенное множество систем координат, что позволяет рассматривать разработанные модели в качестве платформы для разработки многоагентных моделей ОГ КА различного целевого назначения с различной степенью детализации. Предложен вариант реализации многоагентной модели ОГ КА на языке Python с применением унифицированной программной платформы, обеспечивающий единство структуры, методов и алгоритмов соподчиненных и взаимодействующих моделей ОГ КА различного целевого назначения на всех стадиях жизненного цикла.

В статье приведен анализ актуальности задачи определения степени ухудшений характеристик узлов авиационного газотурбинного двигателя в полете. Даны основные положения рассматриваемого способа диагностики, основанного на допущении о том, что влияние изменения показателя эффективности каждого узла двигателя на его тягу независимы между собой и носят линейный характер. Проведен анализ методик определения тяги турбореактивного двигателя в полете как ключевой составляющей рассматриваемого способа диагностики.

В заключение рассмотрен пример определения величин изменения коэффициентов полезного действия узлов двигателя для варианта двухвального турбореактивного двухконтурного двигателя с типовым уровнем параметров, соответствующим 4 поколению.

В работе выполняется применение ранее разработанного алгоритма адаптивной интерполяции к задаче моделирования движения астероида XF11 с учетом интервальных неопределенностей в положении и скорости астероида. Приводится соответствующая задача Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) с интервальными неопределенностями в начальных условиях. Алгоритм адаптивной интерполяции относится к методам, которые получают в явном виде зависимость решения задачи от точечных значений интервальных неопределенностей. На примере рассматриваемой задачи выполняется сравнение различных существующих методов и соответствующих программных комплексов. Полученные результаты демонстрируют превосходство алгоритма адаптивной интерполяции с точки зрения точности и требуемых вычислительных затрат.

Рассматривается трёхмерная модель движения спутника с тремя скалярными управляющими параметрами и двумя типами управляющих функций. Эта модель описывает плоское движение летательного аппарата вокруг объекта пренебрежимо малой массы, которым может быть другой летательный аппарат или небесное тело небольших размеров. Центр орбиты может даже не представлять собой материальный объект, а быть фиксированной геометрической точкой в пространстве. При определённых условиях на управление в трёхмерном фазовом пространстве данной модели существует двумерное инерциальное многообразие M ‒ гладкая инвариантная поверхность, экспоненциально притягивающая при t → +∞ произвольные решения системы. Более того, инерциальное многообразие содержит асимптотически орбитально устойчивый предельный цикл ‒ замкнутую траекторию, притягивающую при t → +∞ все траектории из некоторой своей окрестности. Наличие k-мерного инерциального многообразия для n-мерной динамической системы позволяет, фактически, выделить k (k < n) степеней свободы, полностью определяющих поведение системы при большом времени, Для рассматриваемой трёхмерной модели выделяем две определяющие степени свободы. Явно (аналитически) найти циклы, а тем более инерциальное многообразие конкретных динамических систем удаётся лишь в исключительных случаях. Целью данной работы является приближённая аналитическая аппроксимация инерциального многообразия и предельного цикла для системы ОДУ, описывающей модель движения спутника. Предлагается итеративная процедура аналитического приближения многообразия M, отличная от ранее известных. С помощью пакета Maple строятся вещественно-аналитические поверхности S_k , всё более точно приближающие инерциальное многообразие с ростом числа итераций k. При этом предельный цикл «всё лучше укладывается» на S_k при возрастании k. Численные эксперименты дают основания считать, что построенная последовательность приближённых инерциальных многообразий сходится к точному инерциальному многообразию. В работе представлены примеры пошагового приближённого вычисления инерциального многообразия для двух вариантов выбора управляющей функции в модели движения спутника. Предложенный итерационный метод применим к широкому классу конечномерных динамических систем. Данный подход выглядит проще традиционных, его теоретическое обоснование должно составить предмет последующих публикаций.

В статье приведен краткий анализ существующих имитационных моделей сложных систем, в различных средах. Ввиду возросшей технической сложности бортового оборудования, установленного на летательных аппаратах, возникает проблема в качественном и своевременном техническом обслуживании, и ремонте, поэтому при организации данных видов деятельности необходимо учитывать большое количество факторов, которые могут повлиять сроки выполнения и качество работ. Для решения этих задач, на основе обобщенной статистической информации об отказах, в системе AnyLogic разработана имитационная модель процесса организации, функционирования и ремонта блоков со всеми влияющими на него внешними и внутренними условиями, позволяющая принять рациональное решение о выборе места ремонта, оценить объём загруженности специалистов при выполнении различных видов работ, а также сформировать требования по рациональному составу и количеству запасных частей изделий авиационной техники, требуемых для оперативного восстановления работоспособности.

Задача обеспечения электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры летательного аппарата имеет важное значение, так как от ее реализации зависит качество функционирования летательного аппарата. Существует множество подходов для решения данной задачи, однако все они носят общий характер и не позволяют решить ее комплексно. В статье для комплексного решения данной задачи проведена её декомпозиция на частные задачи. Отдельно рассмотрено взаимодействие проводов бортовой кабельной сети между собой, учтено влияние бортовой аппаратуры на бортовую кабельную сеть и определена напряженность электрического поля, создаваемая бортовой аппаратурой и бортовой кабельной сетью внутри летательного аппарата и за его пределами.

Целью работы является создание малогабаритного комплекса пассивной радиолокации для размещения на беспилотном летательном аппарате. Рассмотрены принципы построения радиопеленгатора, работающего в диапазоне от 1 до 18 ГГц, с учетом ограничений по массогабаритным характеристикам. Предложена антенная система, обеспечивающая высокую вероятность получения азимута на источник радиоизлучения с точностью до одного градуса в зоне обзора до 180 градусов. Рассмотрена возможность определения географических координат источников радиоизлучения при использовании пеленгатора на беспилотном летательном аппарате.

В работе рассмотрен алгоритм подбора метода маршрутизации на основе метрики сети, для применения в сценариях с различной динамикой изменения топологии сети. За основу взят протокол маршрутизации OLSRv2 располагающий алгоритмами подбора кротчайшего пути между узлами на основе остаточной энергии узлов, что в среднем увеличивает время жизни сети.

При анализе полученных результатов имитационного моделирования были выявлены сценарии, при которых разработанный алгоритм выигрывал в параметрах средней задержки и коэффициента доставки пакетов данных у классических протоколов маршрутизации. Также был выявлен недостаток, связанный с большим количеством добавленных метрик, что приводит к увеличению количества генерируемых служебных сообщений в сети. Однако, благодаря стабильной работе протокола и его эффективности в различных сценариях моделирования, данные недостатки компенсируются параметрами основанных на остаточной энергии в узлах.

В статье проанализированы опасные события и уязвимости существующих транспортных сетей связи 5G; выявлены актуальные угрозы безопасности информации для 5G/SDN/NFV; приведены рекомендации операторам сетей 5G для решения потенциальных проблем безопасности сетей 5G.

В работе исследована точность определения несущей частоты и длительности импульса в цифровом многоканальном приемнике с субдискретизацией. Такой приемник целесообразно использовать для широкополосного частотного анализа в когнитивных радиосистемах и средствах радиомониторинга. Так как наложения импульсов во времени на входе приемника при этом неизбежны, в работе исследованы эффекты, возникающие при определении частотно-временных параметров наложенных импульсов. Особое внимание уделяется случаю, когда несущие частоты импульсов близки в первой зоне Найквиста. Показано, что точности определения частотно-временных параметров в приемнике, а также его разрешающей способности по частоте достаточно для решения задач широкополосного анализа. Предложены возможные пути дальнейшего снижения ошибок и повышения разрешающей способности.

Необходимость круглосуточного, всепогодного и безопасного выполнения боевых и специальных задач летательными аппаратами (ЛА) военного назначения, обеспечение полной ситуационной осведомленности экипажа ЛА о закабинном пространстве и фоноцелевой обстановке (ФЦО) в условиях информационного противодействия противником, накладывают повышенные требования к средствам воздушной разведки, т.е. функциональным характеристикам бортовых систем мониторинга, обнаружения и распознавания целей, а также к определению их координат и целеуказания.

В статье рассматриваются и анализируются особенности построения, применения бортовых оптико-электронных систем (ОЭС) для выполнения задач воздушной разведки.

Статья посвящена рассмотрению применения искусственной нейронной сети для решения задач прогнозирования движения наземных объектов. Предлагается новый подход к построению архитектуры и использованию способов обучения нейронной сети применительно к специфике задачи прогнозирования траектории движения в пространстве параметров. Дается оценка различным способам обучения, и определяются оптимальные параметры коэффициентов, используемых в алгоритмах обучения нейронной сети.

Задача прогнозирования движения наземных объектов является актуальной, как применительно к действиям боевых вертолётов, в случае наведения их на подвижную маневрирующую цель, так и применительно к гражданской авиации, в том числе беспилотной, когда необходимо отслеживать различные наземные объекты.

Применение известных типов нейронных сетей для решения задачи прогнозирования движения наземного объекта (как образа траектории движения объекта в целом) не учитывает последовательность прохождения объектом точек траектории, что является важной информацией для решения задачи прогнозирования движения объекта. Дополнительная обработка данных и математические преобразования позволяют решить задачу учета информации о последовательности прохождения точек, однако это увеличивает общую сложность вычислений и может нивелировать эффективность применения НС для решения задачи прогнозирования.

В статье предложена некоторая архитектура построения нейронной сети, в которой каждый нейрон соответствует отдельной точке или области пространства, где осуществляется движение объекта. Данная архитектура предполагает построение рекуррентной нейронной сети, что накладывает некоторые особенности на процесс обучения и последующего использования нейронной сети. Так процесс обучения рекуррентной нейронной сети должен быть итерационным до достижения некоторого минимума целевой функции.

В статье рассмотрены различные способы обучения нейронной сети и определены наиболее подходящие с точки зрения минимизации ошибки и длительности циклов обучения.

В данной статье рассмотрено движение в двух координатах (на плоскости). Однако в общем случае пространство параметров в которых происходит движение может содержать большее количество координат (гиперплоскость). Обучение и использование пространственно-закрепленной НС для прогнозирования движения в пространстве параметров любого количества координат будет осуществляться аналогичным способом, как и для прогнозирования движения на плоскости.

В перспективе предложенный вариант построения нейронной сети может быть использован для прогнозирования движения различных, в том числе абстрактных объектов в многомерном гиперпространстве их параметров.

В статье проведен анализ существующих подходов к оценке эффективности способов применения авиационных средств поражения. Показано, что при оценке эффективности определение потребных нарядов может осуществляться как без учета, так и с учетом средств противовоздушной обороны противника, что в целом обоснованно. В то же время акцентировано внимание на том, что во многих источниках в случае использования вероятностного подхода, вероятность в моделях применения авиационных средств поражения принимается постоянной. Сложившееся положение дел не соответствует действительности, так как по мере нанесения авиационных ударов с одной стороны экипажами авиационных комплексов производится коррекция промахов, с другой стороны, противоборствующая сторона наращивает противодействие за счет применения средств противовоздушной обороны, средств радиоэлектронной борьбы или вывода своих сил и средств из-под удара.

Для учета изменения оценки вероятности поражения объектов предложено использование нестационарных марковских случайных процессов. Учет изменения вероятности в циклах авиационных ударов заключается в представлении ее, как переменной величины, зависящей от времени, что является основным отличием предлагаемой модели от известных подходов.

В статье рассматриваются вопросы поддержки решений и выработки рекомендаций с применением компьютерного моделирования и методов повышения согласованности суждений, а также вопросы передачи данных между информационными системами. Предложена методика использования множеств параметров и результатов прогона компьютерных моделей в процессе многокритериальной оценки альтернатив. Формализовано и разработано математическое и программное обеспечение для повышения согласованности суждений на примере метода парных сравнений.

Кабины современных воздушных судов (ВС) оснащены многофункциональными индикаторами (МФИ). В настоящее время МФИ используются не только в качестве индикаторов для отображения информации, но и в качестве пультов управления для ввода исходных данных во время предполётной подготовки, а также для проверки исправности бортовых систем и комплексов. В статье рассматривается вопрос повышения наглядности и эффективности обучения курсантов-лётчиков путём использования в учебном процессе вуза имитатора отдельного элемента кабины ВС - многофункционального индикатора, который позволяет обучающимся выработать необходимые практические навыки по работе с комплексом бортового оборудования.

В данной статье рассматриваются проблемы, связанные со сложностью обслуживания аппаратных и программных систем в условиях нехватки времени, расширения комплекса и обновления элементной базы. Целью данной работы является снижение сложности разработки и сопровождения программного обеспечения комплекса, повышение надежности программирования. Задачей исследования является обоснование подхода к построению программно-аппаратных систем в парадигме объектно-ориентированного программирования, а также его применение к построению систем различного уровня сложности. В данной статье анализируются внешние и внутренние проблемы, влияющие на продолжительность жизненного цикла аппаратных и программных систем для различных предметных областей. Подходом к решению проблем является технология, основанная на объектно-ориентированной парадигме, включающей понятия интерфейсов, абстрактных базовых классов, вертикального и веерного наследования, виртуальных функций, полиморфизма. Технологии объектно-ориентированного программирования обеспечивают одновременное функционирование существующих и вновь появившихся устройств без переписывания системы. Предложен вариант адаптивной ОС RT для подключения бортового оборудования, который значительно сокращает время разработки серийных и отдельных изделий и повышает их надежность. Приведен пример возможного применения предложенной методологии в области автоматизации лабораторных исследований в медицине и показано как при большом разнообразии парка автоанализаторов общие архитектурные решения позволяют разработать базовую модель лаборатории с возможностью детализации для каждого прибора. Новизной является использование объектно-ориентированного подхода при разработке операционной системы реального времени (RTOS), что сокращает время и трудоемкость разработки серийных и отдельных продуктов.

Рассмотрены вопросы, связанные с созданием и применением нового типа движителей для использования в робототехнических и транспортных устройствах. Показано, что применение движителей амебоидного типа имеет несомненные достоинства по сравнению с уже существующими аппаратами. Поставлены основные задачи, которые необходимо решить в процессе проектирования подобных движителей. Для построения математической модели движения выбрана расчетная схема, базирующаяся на выборе цилиндрической формы устройства, двигающегося по шероховатой наклонной плоскости. Представлены базовые дифференциальные уравнения для построения математической модели движения.

Изучается возможность использования одной из коллинеарных точек либрации ⌊₁ или ⌊₂ для развертывания тросовой системы в направлении Фобоса в плоской круговой ограниченной задаче трех тел в системе Марс-Фобос. Орбитальный космический аппарат, с помощью которого «закрепляется» один конец троса, расположен в коллинеарной точке либрации ⌊₁ или ⌊₂ , и удерживается в одной из этих неустойчивых точек с помощью низкой тяги своих двигателей. Получено уравнение движения тросовой системы в полярной системе координат для троса постоянной длины, найдены положения равновесия и определена зависимость периода колебаний от длины троса. Проведено сравнение приближенного решения для малых углов отклонения троса от местной вертикали с численным. Результаты этого исследования могут быть использованы для обеспечения будущих космических миссий. Так, например, в системе Марс-Фобос можно построить космический лифт, трос которого будет проходить через точку либрации ⌊₁ или ⌊₂ . Кроме того, такой лифт может служить промежуточной станцией для проведения исследований, связанных с изучением пространства вокруг нее, а также как площадку для межпланетных перелетов. «Закрепив» тросовую систему в коллинеарной точке либрации ⌊₁ или ⌊₂ системы Марс-Фобос, можно проводить дистанционные исследования Фобоса с помощью аппарата с датчиками, который зависнет над его поверхностью.

Цель исследования состоит в детализации видов механической мощности при гармонических колебаниях. Показано, что при механических колебаниях развивается не только знакоположительная тепловая мощность, но и знакопеременные реактивные мощности, характеризующие обратимость кинетической и потенциальной энергий. Под активной мощностью понимается среднее за полпериода значение мгновенной мощности, а под реактивной – амплитудное значение. Полная механическая мощность, с одной стороны, описывается формулой Пифагора, а с другой – равна произведению действующих значений гармонических величин. Особенностью комплексного представления является то, что при вычислении полной мощности один из перемножаемых векторов должен быть сопряженным. Представление о механических реактивных, активной и полной мощностях является обобщением соответствующих понятий из электротехники, что является проявлением электро-механического дуализма.

Предлагается методика учёта пластических деформаций при проектировании цилиндрического отсека летательного аппарата небольшого диаметра, имеющего вафельную конструкцию. Методика отличается простотой, и удобна для использования в проектировочных расчётах.

Сооружения с тонкостенными разомкнутыми оболочками имеют оптимальное соотношение внутреннего объёма к площади ограждающей поверхности. Вместе с тем у использования таких оболочек имеются недостатки – тонкостенные разомкнутые оболочки очень чувствительны к вынужденным колебаниям, возникающим от воздействия внешних сил (ветровые и снеговые нагрузки, работа оборудования и т.п.). В статье показана необ�