Том 16, № 4 (2017)

Для решения задачи снижения ударно-волновых, эжекционных, тепловых, газодинамических и акустических нагрузок на ракету-носитель (РН) и на оборудование стартового комплекса – пусковые установки (ПУ) предлагается привлечение возможностей методов математического моделирования. Одним из возможных направлений применения численных методов является моделирование происходящих при старте РН процессов взаимодействия сверхзвуковых струй газа с подводимыми для снижения акустических нагрузок водяными струями и конструкцией стартового комплекса. Ввиду сложности происходящих при старте РН процессов их описание с помощью математической модели должно носить комплексный, по возможности модульный характер. Предлагаемая численная модель должна обладать возможностями учёта явлений различного масштаба – от динамики газокапельного потока до акустики дальнего поля космодрома. Из соображений гибкости и расширяемости реализация модели должна осуществляться с использованием открытого программного обеспечения. Рассматриваются вопросы применимости одной из важных составляющих модели – модуля численного описания газодинамики турбулентного сверхзвукового потока. Тестирование модели производится для различных режимов истечения сверхзвуковых струй – идеального, недорасширенного. Приводятся результаты моделирования ударно-волновой структуры как затопленной, так и натекающей на препятствие одноблочной и трёхблочной сверхзвуковых струй двигательной установки. Результаты расчётов сравниваются с экспериментальными данными.

Пространственное разрешение является одной из наиболее важных характеристик радиолокационного изображения (РЛИ). При разработке радиолокационного комплекса в длинноволновых диапазонах частот (P или VHF) следует учитывать существенные ограничения регламента связи, что не позволяет получить РЛИ с высоким разрешением. В статье представлен возможный проектный облик малого космического аппарата (МКА) с бистатическим двухчастотным радиолокационным комплексом (БиРЛК) P-VHF диапазонов. Конфигурация рассматриваемой системы предполагает перемещение передающей позиции в процессе съёмки и стационарное размещение приёмной позиции. Синхронизация системы обеспечивается в результате организации прямого канала распространения сигнала между передатчиком и приёмником. Особенностью комплекса является то, что зондирующие импульсы бортового радиопередающего устройства излучаются одновременно в двух диапазонах. Влияние атмосферы на разрешающую способность радиолокатора компенсируется в результате совместной обработки в наземном приёмном пункте. Предполагается, что за счёт одновременной работы в двухчастотных диапазонах суммарное пространственное разрешение может быть доведено до двух метров. Приведены результаты натурного наземного эксперимента, имитирующего работу предлагаемого радиолокационного комплекса. Определён укрупнённый состав и масса бортовых аппаратур. Представлен общий вид МКА с совмещённым БиРЛК.

Проведён анализ особенностей эксплуатации газотурбинных двигателей с форсажной камерой сгорания. Обозначены основные недостатки существующих образцов форсажных камер сгорания. Проведён анализ конструктивных схем форсажных камер сгорания. Показано, что существующие форсажные камеры сгорания не обеспечивают эффективного управления организацией рабочего процесса во всём эксплуатационном диапазоне высот и скоростей полёта. Уточнены методики расчёта параметров организации рабочего процесса в форсажных камерах сгорания. Обоснована необходимость управления местом и углом подачи топлива перед стабилизатором пламени. Предложены новые управляющие факторы в системе автоматического управления форсажной камерой сгорания. Обоснованы новые конструктивные схемы входящих в состав форсажной камеры сгорания коллекторных устройств, позволяющие эффективно управлять организацией рабочего процесса в них во всём эксплуатационном диапазоне высот и скоростей полёта. Уточнена классификация форсажных камер сгорания и обоснованы преимущества газотурбинных двигателей, в составе которых будут использоваться форсажные камеры сгорания с коллекторными устройствами адаптивной подачи топлива. 

Обсуждается технологическое развитие России в свете задач, поставленных Национальной технологической инициативой. Предметом обсуждения и анализа является логика развития инновационной экосистемы Российской Федерации, проблема предвосхищения мировых тенденций технико-экономического развития и глобальный вопрос об основаниях для принятия государственных решений в сферах науки, экономики и образования. Показывается, что решение задачи развития технологической инновационной экосистемы требует привлечения не только управленцев и специалистов по инженерному развитию, но и философов, социологов, историков. Цель статьи заключается в том, чтобы показать неизбежную в условиях взрывного технологического роста трансформацию технико-экономического баланса социума, выделить и проанализировать базисные этапы этой трансформации, их философские основания и основные черты. Вопрос о развитии технологической инновационной экосистемы в общефилософском ключе формулируется как проблема построения онтологий, влекущих существенные трансформации технологического, экономического и социального характера. Пробное решение проблемы формулируется в виде схемы из восьми этапов развития – от модели «Воронка» к модели «Грааль» – и представляет собой дедуктивное построение, открытое для процедур верификации и фальсификации.  Проверка и апробация сформулированного в статье решения проблемы развития технико-экономического баланса требует участия широкого круга специалистов социогуманитарного, технического и естественно-научного профиля. Актуальное состояние техники и экономики в мировом масштабе характеризуется как переход от технологий «второй природы» к технологиям «третьей природы». Демонстрируется последовательная модель управления технико-экономическим балансом, преодолевающая действующую модель, описываемую формулой Стивенса-Берли. Подчёркивается роль и проблема человека в условиях технологий второй и третьей природы, формулируются проблемы определения содержания образовательной и воспитательной деятельности в отношении тех поколений, которые будут жить в новой технико-экономической среде. 

Рассматривается конструкция перспективного клапана-дросселя с эластичным трубчатым элементом, разработанным в целях снижения вибрации и шума гидравлических систем, к которым предъявляются повышенные требования по виброакустическим характеристикам. Проведён анализ известных устройств и обоснована конструктивная схема клапана-дросселя. Выполнен анализ деформированного состояния эластичного трубчатого элемента и показана связь деформаций данного элемента с гидравлическими параметрами рабочей среды в проточной части клапана. Представлены экспериментальные расходно-перепадные характеристики исследуемого клапана, анализ которых позволил выявить участки характеристик, при которых сохраняется постоянство расхода при изменении перепада давления на клапане. Приведено обоснование данной особенности гидравлических характеристик клапана с эластичным элементом. Показаны пути дальнейших исследований перспективного клапана.

Совершенствование методик радиометрической коррекции многоканальной спектральной аппаратуры и широкое распространение светодиодных источников требуют развития как математических, так и экспериментальных методов калибровки полученных спектральных данных. Получение истинных коэффициентов спектрального отражения требует применения высокостабильных источников излучения, что позволяет повысить точность измерения. Применение сверхъярких светодиодов для целей радиометрической калибровки ограничивается вариациями их характеристик во времени, деградацией структур и температурным дрейфом характеристик. Стабилизация спектрального максимума излучения светодиодов требует привлечения дополнительных методов термостабилизации источников излучения путём контроля выделяемой мощности на кристалле с учётом нелинейности кривой фотоотдачи кристалла в зависимости от протекаемого тока. Именно нелинейность процессов тепловыделения кристалла при выходе на оптимальную рабочую точку требует применения высокоточного режима термостабилизации. Разработана и экспериментально апробирована методика «пропорционального интегрально-дифференциального» регулирования температуры для светоизлучающих диодов повышенной яркости с люминофорным покрытием кристалла. Показана возможность применения термостабилизации высокостабильного источника для целей стабилизации спектральных характеристик, что позволяет использовать данную методику для повышения точности оценки оптических свойств изучаемой поверхности.

Представлены решения задач оценивания, анализа и прогнозирования показателей надёжности, живучести и эффективности функционирования бортовой аппаратуры (БА) малого космического аппарата (МКА) в штатных и заданных условиях функционирования. Разработан распределённый программно-моделирующий комплекс многокритериального оценивания, анализа и прогнозирования значений показателей надёжности и живучести БА МКА с учётом факторов космического пространства, а также управления их реконфигурацией на различных этапах жизненного цикла, в состав которого интегрирован как распределённый сегмент комплекс методик и программных средств оценки надёжности БА МКА. Разработанные программные комплексы основаны на применении прикладной теории управления структурной динамикой сложными объектами (СлО), а также разработанных методик оценивания, анализа и прогнозирования показателей надёжности, живучести и эффективности функционирования БА МКА и интеллектуального анализа данных функционирования БА МКА.

Описываются подходы к проведению функционального контроля программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Рассматривается существующее оборудование, позволяющее проводить функциональный контроль ПЛИС. Приводится таблица сравнения основных параметров представленной на рынке аппаратуры. Даны основные параметры аппаратуры, позволяющие упростить процесс проведения функционального контроля ПЛИС. По итогам анализа приводятся основные достоинства и недостатки использования данной аппаратуры. Описываются основные методы проведения функционального контроля ПЛИС. При разработке алгоритмов вся внутренняя структура ПЛИС разделяется на две отдельные функционально независимые части. Первая часть – это внутренняя программируемая логика, а вторая – встроенные в ПЛИС функциональные блоки. Приводятся примеры алгоритмов, разработанных на основе описанных методов, и конфигурационные прошивки, созданные при помощи этих алгоритмов. Разработанные алгоритмы осуществляют функциональный контроль внутренней логики, а также встроенных в ПЛИС функциональных блоков. При создании алгоритмов функционального контроля внутренней логики использован метод повторяющихся тестовых множеств. Для контроля встроенных в ПЛИС функциональных блоков используется метод создания схем самодиагностики.