Том 10, № 2 (2011)

Рассмотрен метод, позволяющий решить задачу рационального распределения чисел Циолковского по ступеням и определить соответствующие массово-энергетические соотношения для параметрического ряда модификаций ракеты-носителя, в котором ступени формируются из универсальных ракетных блоков. Решение задачи сводится к общей задаче нелинейного программирования. Метод описан для варианта двухступенчатого ракеты-носителя, но может быть распространён и на варианты с большим количеством ступеней.

Рассматриваются результаты расчёта герметичности уплотнения на разных режимах работы авиационного двигателя. Определение герметичности выполняется вместе с расчётом деформаций уплотнительных колец и определением вибрационного состояния узла.

Результаты исследований эффектов памяти формы в сплавах никелида титана применены для практического конструирования узла раскрытия аэродинамической поверхности управляемой ракеты. Проведена оценка работоспособности разработанного узла. Рассмотрены условия функционирования и анализ положительного эффекта применения деталей из материалов с памятью формы во вновь разрабатываемых узлах современных летательных аппаратов.

Рассмотрены прикладные вопросы теории анализа пилотажно-навигационных комплексов как объектов диагностирования. На основе теории графов и тензорной методологии предложены методы представления структуры комплекса и его систем, что позволяет существенно упростить алгоритм формирования диагностируемых параметров на базе физического и аналитического разделения на контуры, узловые пары и открытые цепи. Оценку общего состояния системы или комплекса в целом предложено выполнять на основе компаунд-тензора, содержащего параметры отдельных компонентов.

Рассматривается решение задачи дистанционного зондирования Земли кластером простых наноспутников, объединённых в сеть и распределённых по межвитковому интервалу трассы орбиты. Количество наноспутников в кластере для реализации глобального беспропускового наблюдения за одни сутки, учитывая неуправляемое и случайное положение таких спутников в кластере, предлагается получить статистическим моделированием на квадратных решётках. Наряду с порогом перколяции исследуется другой статистический феномен, выявленный при таком моделировании – точка максимальной кластеризации, обладающая робастными свойствами.

Решается задача минимизации лобового сопротивления симметричного профиля при заданных площади и хорде. Оптимизация производится при помощи метода сопряжённого градиента для вязкого несжимаемого течения. Прямая задача решается при помощи алгоритма SIMPLE в вычислительном пакете Star-CD. Сопряжённые уравнения решаются при помощи адаптированного алгоритма SIMPLE.

Рассматривается задача оптимальной коррекции слабоэллиптических и круговых орбит с двигателями ограниченной тяги в центральном гравитационном поле Земли с использованием модели движения космического аппарата в оскулирующих элементах для компонентов вектора Лапласа. Обоснована структура управления на витке, проведено усреднение уравнений движения и оценка их точности. Исследовано влияние уровня ускорения от тяги двигательной установки на структуру оптимального управления.

Создана золотниковая камера сгорания постоянного объёма с высоким уровнем характеристик для перспективных энергодвигательных установок с пульсирующим рабочим процессом. Дан обзор опубликованных основных результатов и новых с рекомендациями для дальнейшего совершенствования камеры. Камера может найти применение в пульсирующих воздушно-реактивных двигателях, в качестве инициатора детонации в детонационных двигателях, в газодинамических лазерах и МГД-генераторах.

Рассматриваются методики измерения и методы их оптимизации с использованием положений теории вероятностей и математической статистики, проводятся исследования зависимости разработки методик измерения от технологической наследственности.

В работе исследовалось формирование кристаллографических ориентировок при прокатке листов из алюминиевого сплава 8011А и их влияние на анизотропию и фестонообразование. Основными ориентировками сплава являются кубическая {001}<100> и околокубическая текстура {210}<001>, текстура прокатки {112}<111>, S-текстура {123}<634> и ориентировка {011}<112>. Выявлено, что изменение режимов прокатки и термической обработки листов приводит к различному сочетанию указанных ориентировок и показателей анизотропии. Установлены параметры технологии производства листов из сплава 8011А, устраняющие фестонообразование при вытяжке.

Разработан лопаточный конечный элемент для исследования динамических характеристик лопаток турбомашины. Элемент реализован в виде программы на языке Фортран. Проведены расчётные и экспериментальные исследования собственных частот колебаний компрессорных лопаток.

Рассмотрен процесс преобразования продольной волны деформации на границе разнородных стержней с линейным упругим элементом. Изложена процедура численного расчета процесса преобразования волны деформации в стержневой системе. Результаты моделирования сопоставлены с аналитическим решением для тестовой задачи.

Выполнено исследование возможности применения прототипов, полученных по технологии лазерной стереолитографии, в качестве деталей натурных малоразмерных турбоприводов. Проведено расчётное исследование с применением метода конечных элементов и экспериментальное – на специальном стенде. В результате установлена возможность применения таких прототипов в турбоприводах с ограничением частоты вращения ротора до уровня, при котором эквивалентные напряжения в деталях не превышают 40 МПа.

В рамках скалярной теории дифракции с использованием параксиальной и непараксиальной моделей показано, что дополнение линзы слабым аксиконом или логарифмическим аксиконом позволяет придать фокальной области вид конуса, остриё которого имеет меньший поперечный размер, чем фокальное пятно отдельной линзы. Использование в качестве рабочей части этого заострённого конца при углублении остальной части фокуса в подложке позволит повысить разрешение в приложениях многофотонной полимеризации.

Рассмотрена возможность создания системы динамического позиционирования обитаемых подводных аппаратов над объектом работ, являющейся составной частью навигационной системы обитаемого подводного аппарата.

Построена математическая модель взаимодействия оптического излучения с кожными тканями, учитывающая эффекты вынужденного комбинационного рассеяния. На основании проведённых численных экспериментов выявлены особенности в рамановских спектрах рассеяния, характерные для кожных патологий. Показана возможность существенного повышения информативности методов оптической когерентной томографии (ОКТ) и рамановской спектроскопии при их совместном использовании. Последнее достигается за счёт существенного уменьшения объёма диагностических измерений при выделении слоёв тканей с помощью ОКТ с последующим их анализом методом рамановской спектроскопии. Установлено, что различия в интенсивности рамановского рассеяния для патологически изменённых и нормальных слоёв тканей может достигать 40%.

Работа посвящена разработке ядер для текстурных изображений. Предлагается использовать интегральные вероятностные метрики в качестве меры сходства текстурных изображений, на которых основаны предлагаемые ядра. Проведены исследования предложенных ядер с использованием метода дискриминантного анализа и метода опорных векторов на тестовых наборах изображений.

Предлагается подход к решению проблемы спецификации управляющих алгоритмов реального времени, основанный на специально построенной формальной теории. Рассматривается возможность автоматизации синтаксической редукции спецификации управляющих алгоритмов.

Статья посвящена описанию автоматизации в конструкторско-технологической подготовке производства, выявлению проблем и их решению. Полученная математическая модель позволяет устранить противоречия между сотрудниками конструкторских и технологических подразделений.