Статьи журнала - Космические аппараты и технологии
Все статьи: 322
Статья научная
Рассматривается проблема загрязнения космических аппаратов продуктами гажения материалов и газовыделений из полостей сборок, связанная с проблемой массопотерь материалов конструкции в условиях функционирования аппарата в космосе. Приводятся технологические решения, способствующие снижению газовых нагрузок на аппарат на этапах его тепловакуумной отработки
Бесплатно
Статья научная
Разработана технология комплексной автоматизированной поддержки конструирования командно-измерительной системы космического аппарата. Создано программное обеспечение, предназначенное для поддержки комплекса задач, возникающих на разных этапах проектирования и производства бортовой аппаратуры.
Бесплатно
Точность угломерных измерений по сигналам ГЛОНАСС/GPS
Статья научная
Разработаны трехдиапазонные (L1/L2/L3) антенные модули АМ415, состоящие из щелевой полосковой антенны вытекающей волны с правой круговой поляризацией и малошумящего усилителя. Исследованы их точностные характеристики. Показано, что при измерении в частотном диапазоне L1 по созвездию ГЛОНАСС/GPS среднеквадратическое отклонение (СКО) ошибки позиционирования второго и третьего модуля АМ415 относительно первого составляет в горизонтальной плоскости менее 2,2 мм, в вертикальной – менее 1,7 мм. СКО ошибки позиционирования по углам курса, крена и тангажа не хуже 9 угловых минут при расстоянии между центрами трех модулей 0,7 м и не хуже 4 угловых минут при расстоянии 2 м. Антенные модули АМ415 предназначены для высокоточного позиционирования по сигналам ГЛОНАСС/GPS.
Бесплатно
Тригонометрическая криптография
Статья научная
Отмечаются основные моменты работы тригонометрического алгоритма шифрования. Приводятся математические уязвимости алгоритма, а также идеи улучшения имеющейся модели. Рассказывается о генетическом алгоритме (алгоритме оптимизации) и его применении для тестирования улучшенных моделей тригонометрического алгоритма шифрования.
Бесплатно
Статья
Рассмотрены способы передачи тепловой энергии электронагревателей к узлам и устройствам космических аппаратов негерметичного исполнения, находящихся в составе космических аппаратов на целевых орбитах в условиях штатного применения. Разработаны основные технические характеристики перспективных электронагревателей для условий эксплуатации, разработана модель штатного положения электронагревателей, позволяющая определить пути повышения эффективности и коэффициента полезного действия электронагревателей. Представлены основные результаты разработки гибких пленочных электронагревателей различного конструктивного исполнения с использованием материалов, производимых отечественной промышленностью и изготовленных с применением нового способа на основе метода фотолитографии и травления резистивного слоя, позволяющего реализовать новые функциональные возможности и существенно улучшить эффективность электронагревателей. Приведены эксперименты, подтверждающие расчеты в условиях, имитирующих эксплуатационные воздействия на электронагреватели. Применение гибких пленочных электронагревателей повышенной эффективности в составе существующих и перспективных космических аппаратов позволяет улучшить эффективность работы системы терморегулирования в целом и улучшает технологичность изготовления.
Бесплатно
Статья
Статья посвящена описанию разработанного универсального стенда сборки для закрепления плиты технологической и проведению монтажных работ и приёмо-сдаточных испытаний аппаратуры бортового информационно-навигационного комплекса космического аппарата «Глонасс-К2» разработки АО «ИСС». Навигационный космический аппарат строится на базе негерметичной платформы «Экспресс-1000» и будет функционировать на средневысотной круговой орбите. Платформа «Экспресс-1000» представляет собой конструктивно и функционально обособленные модули, объединяющие все бортовые служебные подсистемы для обеспечения работы полезной нагрузки и предоставления для неё всех необходимых ресурсов и услуг. В процессе создания и сборки космического аппарата платформа объединяется с полезной нагрузкой, которая также представляет собой конструктивно и функционально обособленный модуль. На основании патентного исследования и обзора существующих конструкций стендов сборки выбран наиболее соответствующий требованиям технического задания принцип работы стенда. Проведены теоретические расчеты механизма: прочностной и на заданный ресурс. Выполнена конструктивная проработка отдельных важнейших узлов и систем оборудования. Ключевой особенностью стенда является внедрение автоматизированной системы работы привода с возможностью дистанционного управления, за счёт которого повышается безопасность работы со стендом. Стенд предлагается как универсальный механизм с возможностью сборки с сотопанелями разных размеров.
Бесплатно
Управление электроприводами для механизмов параллельной кинематики робота манипулятора типа "хобот"
Статья научная
Работа посвящена разработке и исследованию эффективности нейросетевых систем управления механизмами параллельной кинематики: манипуляторами робота типа «Хобот».
Бесплатно
Установка для молекулярно-лучевой эпитаксии «Катунь-100»
Статья
Одной из наиболее перспективных в полупроводниковой электронике технологий является молекулярно-лучевая эпитаксия, которая представляет собой последовательное осаждение на полупроводниковую подложку слоев атомной толщины различных материалов из молекулярных пучков в условиях сверхвысокого вакуума (давление остаточных газов менее 10–8 Па). В ходе этого процесса (in situ) проводится диагностика молекулярных пучков и формируемых наногетероструктур. Создание высокоэффективных приборов микро-, нано- и фотоэлектроники на основе полупроводниковых наногетероструктур, состоящих из соединений III-V, выращенных на дешевых и прочных Si подложках, является одной из приоритетных задач современного полупроводникового материаловедения. Решение этой проблемы крайне важно и для развития высокоэффективной фотовольтаики. Современные высокоэффективные солнечные элементы представляют собой сложные многослойные гетеросистемы с КПД до 45 % при концентрации солнечного излучения в несколько сотен солнц. Они состоят из трех основных p-n переходов, выполненных из Ge, InGaAs, InGaP и соединенных последовательно туннельными диодами. В настоящей статье представлена автоматизированная компактная установка молекулярно-лучевой эпитаксии нового поколения для эпитаксии плёнок и наноструктур на основе Si, Ge и (или) соединений типа А3В5, разработанная в Институте физики полупроводников имени А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН.
Бесплатно
Статья научная
Разработана учебно-исследовательская система для подготовки к работе с командно-измерительными системами. Объединение информационных технологий трансляции учебного материала с функциями тренажера обеспечивает новые возможности учебно-исследовательской подготовки специалистов.
Бесплатно
Формальная верификация параллельных программ
Статья научная
Рассматривается формальная верификация функционально-потоковых параллельных программ. Ошибки, характерные для императивных параллельных программ, отсутствуют в функционально-потоковых параллельных программах, что позволяет упростить верификацию. Анализируется корректность примера программы на языке Пифагор.
Бесплатно
Формирование образа маркера для автономного относительного ориентирования в ближней зоне
Статья научная
Описывается процесс формирования структуры образа искусственного маркера для решения задачи определения параметров относительного положения робототехнического объекта на примере автономного не- обитаемого подводного аппарата, с применением методов цифровой обработки изображений и распознавания образов. Для учета инвариантных свойств перспективной группы геометрических трансформаций выполняется компьютерное моделирование с целью определить наиболее оптимальный базовый элемент структуры маркера. Результаты моделирования позволят перейти к процессу формирования оптимального образа искусственного маркера.
Бесплатно
Статья научная
Разработан программный редактор, позволяющий формировать процедуры автономных испытаний приема и отработки команд и выполнять анализ функционирования бортовой аппаратуры командно-измерительной системы космического аппарата. Автономные испытания командно-измерительной системы проводятся без подключения бортовых систем, взаимодействующих с объектом контроля. Для проведения автономных испытаний требуется, с одной стороны, формировать и передавать команды в командно-измерительную систему, а с другой - собирать и передавать ответы. В условиях комплексных испытаний эти функции выполняют бортовые системы. Разработанное программное обеспечение обеспечивает работу имитаторов бортовых систем, позволяет настроить перечень команд и параметры приема-передачи данных: коммутационные интерфейсы, время ожидания реакции на команду, количество повторений отправки, способ передачи, эталонные значения полей телеметрии для контроля и анализа отработки команд и др. Редактор интегрирован в программное обеспечение контрольно-проверочной аппаратуры командно-измерительной системы...
Бесплатно
Статья
Важным этапом разработки бортового ретрансляционного комплекса является компьютерное моделирование, которое способно оценить влияние тех или иных параметров комплекса на сигнал. Статья посвящена разработке структуры компьютерной модели для оценки влияния параметров бортового ретрансляционного комплекса на сигнал. Основополагающими узлами модели «наземная станция – бортовой ретрансляционный комплекс – наземная станция» являются узлы формирования воздействия, сквозной ретрансляции (реакции), анализа реакции. Рассмотрен принцип формирования сигнала стандарта DVB-S2 и приведена сигнально-кодовая конструкция. Раскрыта типовая структура бортового ретрансляционного комплекса, содержащая приемное и передающее антенно-фидерное устройство, входной и выходной мультиплексор, набор усилителей мощности. Разработана структура компьютерной модели, обладающая необходимым функционалом, а именно: отражением физической сути высокочастотного тракта бортового ретрансляционного комплекса и наземной станции на уровне основных узлов прохождения (смеситель, гетеродин, усилитель мощности, входной и выходной фильтры); возможностью изменения радиотехнических характеристик модели; формированием в модели испытательного сигнала с применением стандартов DVB-S2; измерением вероятности появления битовых ошибок при прохождении сигнала с различными сигнально-кодовыми конструкциями через модель; имитацией искажений сигнала в среде распространения. Представлен план формирования модели в средах MATLAB/Simulink, состоящий из десяти пунктов. Сделаны соответствующие выводы.
Бесплатно
Характеризация радиоактивных отходов: задачи и практика
Статья научная
Рассматриваются задачи российской атомной отрасли в области обращения с радиоактивными отходами, ставшие наиболее актуальными в связи с введением в действие закона «Об обращении с радиоактивными отходами…». Сегодня в России ведется поиск способов повышения безопасности и экономической эффективности обращения с радиоактивными отходами (РАО), и особого внимания среди них заслуживает характеризация отходов. В статье приводится опыт организации и применения систем характеризации РАО при эксплуатации и выводе из эксплуатации объектов в Чешской Республике (на примере компании ENVINET a.s.).
Бесплатно
Цифровой двойник в системе внешнего адаптивного управления роботами-манипуляторами
Статья
В статье рассматривается реализация цифрового двойника в системе адаптивного управления роботами-манипуляторами. Использование цифровых двойников для планирования, контроля и поддержания жизненного цикла производственного оборудования формирует устойчивое внедрение роботизированных комплексов в технологические процессы высокотехнологичных предприятий. В статье предлагается новый подход, позволяющий решать задачи прямой и обратной кинематики для роботов-манипуляторов. Подход заключается в представлении кинематической схемы робота-манипулятора, обладающего шестью вращательными сочленениями, в виде векторной модели. В качестве реализации данного подхода разработан облегченный математический аппарат, позволяющий существенно снизить вычислительную нагрузку. Все основные расчеты производятся на стороннем сервере, не задействуя вычислительную мощность роботов-манипуляторов. Это позволяет интегрировать математический аппарат в цифровой двойник и сторонние программные пакеты. За счет малой вычислительной нагрузки использование предложенного подхода в системах управления позволяет снизить задержки при работе в режиме реального времени с возможностью увеличения количества роботов-манипуляторов и осуществления контроля с более высокой дискретизацией. Использование цифрового двойника в коллаборации системы роботов позволяет проектировать более универсальные рабочие места и сборочные линии, оптимизировать их загруженность.
Бесплатно
Статья
Работа посвящена исследованиям зависимости мощности сигнала, который будет использован в измерениях разности фаз и шумовых составляющих сигнала, от типа цифрового фильтр и его параметров при различных соотношениях сигнал/шум. Дано обоснование актуальности исследований, которая состоит в поиске возможности применения цифровых фильтров для устройства определения координат источника радиосигнала в спутниковых телекоммуникациях, обеспечивающего минимальную погрешность измерения разности фаз. Приведена структура системы определения координат источника радиосигнала. Приведена разработанная компьютерная модель и ее описание. Рассмотрены указанные выше исследования для цифровых рекурсивных полосно-пропускающих фильтров типа Баттерворта, Чебышева 1 рода, Чебышева 2 рода, Золотарева-Кауэра, которые задаются с помощью дискретной линейной системы. Сделаны соответствующие выводы о применимости цифровых фильтров в устройстве определения координат. Определены типы фильтров и предъявлены требования для обеспечения минимальной погрешности измерения разности фаз.
Бесплатно
Частотно-поляризационная селекция сигналов в рупорных облучающих системах зеркальных антенн
Статья научная
Представлен принцип работы облучателя, основанный на использовании поляризационного частотно-селективного устройства, состоящего из двух объединенных между собой ортомодовых селекторов. Разработанный облучатель, спроектированный по такой схеме, позволяет обеспечивать прием и передачу сигналов с круговой поляризацией в Ka и Q-диапазонах в соответствии с современными требованиями, предъявляемыми к облучающим системам спутниковой связи по значениям КЭ и КСВН. Преимуществами такого облучателя являются малые массогабаритные показатели облучающей системы и возможность работы в широком диапазоне частот, как на прием, так и на передачу с оптимальными значениями электрических характеристик.
Бесплатно
Численные исследования нестационарных процессов при запуске ракетного двигателя
Статья научная
Рассматриваются нестационарные процессы в сопле и развитие нестационарной струи при запуске ракетного двигателя; определяются нестационарные газодинамические нагрузки, действующие на донную часть ракеты космического назначения при старте. Численно решаются нестационарные уравнения Навье-Стокса с использованием алгебраических моделей турбулентности. Учитываются отрывные течения в сопле, которые, как показали авторы, оказывают существенное влияние на величины нагрузок. Проведено исследование двух вариантов выхода двигателя на режим: с малым временем выхода и с временем выхода, характерным для современных двигателей, используемых на ракетах космического назначения. Приводятся результаты расчетов: поля температур газа, статического давления, чисел Маха, а также графики давления на днище ракеты. Показано, что для обоих вариантов запуска из-за перехода от истечения воздуха из сопла к истечению продуктов сгорания и отрывных течений в сопле массовый расход через плоскость среза сопла вначале достигает максимума, а потом резко падает...
Бесплатно
Электромагнитное устройство для ориентирования космических аппаратов
Статья
Показано, что в основу создания «искусственной» массы, не связанной ни с объемом, ни с плотностью материала, заключенного в искусственно инертном объекте, положено требование удовлетворения второму закону Ньютона. Представляет интерес возможность создания условий для возникновения искусственного момента инерции. Поскольку принцип эквивалентности инертной и гравитационной массы не распространяется на искусственную массу, устройство с искусственной массой может быть несопоставимо легче своего механического аналога с таким же моментом инерции. Это качество делает такое устройство особенно привлекательным для использования в космонавтике в качестве легких маховиков для ориентирования космических аппаратов. Цель исследования состоит в аналитическом синтезировании искусственного момента инерции и установлении определяющих его параметров. 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 или электромагнитного маховика над «натуральным» являются несопоставимо меньший вес и возможность электрического управления его моментом инерции в широких пределах путем изменения магнитного поля (возбуждения) и емкости.
Бесплатно
Элементы баллистического расчета при гравитационном маневре космического аппарата
Статья
Цель исследования – аналитическое описание участка баллистической траектории, соответствующего нормальному падению космического аппарата на поверхность безатмосферной планеты. При этом движение нормально падающего тела характеризуется возрастающим ускорением свободного падения. Задача о скорости, времени и ускорении нормального падения тела на поверхность планеты при отсутствии атмосферы сводится к решению дифференциального уравнения второго порядка, которое решается стандартным методом. Особенностью решения является формальное использование табличного интеграла на промежуточном этапе. Оказалось, однако, что его формула недостоверна, а именно, производная правой части не равна подынтегральному выражению. Из этого следует, что возможные существующие решения этой задачи, основанные на использовании указанного табличного интеграла, являются некорректными. В статье представлена корректировка этого табличного интеграла, что является попутным результатом исследования. В работе получено временное уравнение движения нормально падающего на поверхность планеты тела при отсутствии атмосферы, а также временные уравнения его скорости и ускорения. Полученные результаты могут быть полезны при расчетах пассивного гравитационного маневра при межпланетных полетах и расчетах отвесного падения небольших небесных тел и отработанных элементов конструкций космических аппаратов.
Бесплатно
