Новые материалы и технологии в космической технике. Рубрика в журнале - Космические аппараты и технологии

Публикации в рубрике (33): Новые материалы и технологии в космической технике
все рубрики
Альтернативное направление развития ракетных плазменных двигателей на основе кГц-разряда в электрическом и магнитном поле

Альтернативное направление развития ракетных плазменных двигателей на основе кГц-разряда в электрическом и магнитном поле

Г.Н. Чурилов, К.А. Финников, Н.С. Николаев

Статья

Знания, полученные в результате детального исследования физики газового разряда, легли в основу разработки и изготовления ракетных плазменных двигателей. Дальнейший прогресс в этом направлении разработчики связывают с увеличением плотности рабочего тела – плазмы. Однако увеличение плотности газа, в котором осуществляется разряд, влечет возникновение ионизационной и перегревной неустойчивостей, которые в конечном результате приводят к контракции разряда. Это является основным препятствием на пути получения устойчивых плазменных потоков при высоком давлении и разработки на их основе плазменных двигателей. В этой работе, на примере изготовленных лабораторных вариантов плазменных генераторов, решающих конкретные народно-хозяйственные задачи, показана возможность обойти эту проблему путем применения дугового разряда переменного тока высокой частоты. Приводятся экспериментальные результаты по их применению для устройств, работающих при атмосферном давлении с использованием в качестве плазмообразующего газа аргона, гелия и воздуха. Представлены результаты исследования конструкции плазмотрона, в котором совмещены магнитная и вихревая стабилизации. Эта конструкция рассматривается в качестве прототипа ракетного плазменного двигателя, работающего, например, на воздушно-метановой и кислородно-метановой смесях.

Бесплатно

Анализ механических свойств секций пространственных стержневых ферменных конструкций

Анализ механических свойств секций пространственных стержневых ферменных конструкций

С. А. Зоммер, А. П. Кравчуновский

Статья

В работе представлены результаты расчетных исследований секций пространственных ферменных конструкций. Они могут применяться в качестве элементов крупногабаритных силовых конструкций на космических аппаратах для закрепления бортового оборудования. Расчеты проводились методом конечных элементов в программном пакете FEMAP с решателем Nastran. Для исследования была выбрана секция, представляющая собой набор прямолинейных стержней, жестко соединенных в узлах таким образом, что поперечное сечение ферменной конструкции представляет собой треугольник. Приведены расчетные модели и процедуры расчета и анализа полученных результатов. Цель расчета – определить, как влияет взаимное расположение стержней в конструктивно-компоновочной схеме на механические свойства конструкции. Изменение конструктивно-компоновочных схем ферменных конструкций проводилось последовательным добавлением стержней и вариацией их соединения. Далее проводилась оценка влияния принятых изменений на механические свойства конструкции. Таким образом разработаны шесть конструктивно-компоновочных схем секций ферменной конструкции, полученные по результатам исследования. По результатам анализа было выявлено, что каждая конструкция обладает уникальными механическими свойствами, на основании чего даны рекомендации по выбору определенной конструктивно-компоновочной схемы секции в зависимости от требуемых условий эксплуатации и допустимой технологии изготовления. Выбраны конструктивно-компоновочные схемы секций с наиболее высокими показателями прочности и несущей способности для использования в составе пространственных ферменных штанг космических аппаратов.

Бесплатно

Аналитическая модель арочного эластомерного амортизатора для применения в имитационном моделировании систем

Аналитическая модель арочного эластомерного амортизатора для применения в имитационном моделировании систем

В. Б. Синильщиков, С. А. Кунавич

Статья

В настоящей работе предлагается математическая модель определения продольного и поперечного усилий (реакций) арочного эластомерного амортизатора при его нагружении по двум осям (сжатии и поперечном смещении опорных поверхностей). Реакции представляются как суммы независимых усилий, создаваемых двумя его эластомерными стенками. Стенки рассматриваются как балки, которые работают на сжатие, изгиб и поперечный сдвиг, а также могут терять устойчивость. Модель носит феноменологический характер. Структура модели такова, что в случае чистого сжатия амортизатора выражение для статической осевой реакции автоматически удовлетворяет экспериментальным статическим силовым характеристикам сжатия, которые приводятся в технической литературе. Приводятся результаты сравнения расчетных данных, полученных по разработанной модели, с результатами расчетов в пакете конечно-элементного анализа Ansys Workbench 18.1. В области деформаций до момента появления дополнительных поверхностей контакта при потере устойчивости наблюдается хорошее совпадение. Разработанная аналитическая модель арочного эластомерного амортизатора может использоваться при проведении расчетов, к которым предъявляются требования высокого быстродействия (малой вычислительной трудоемкости), в частности – для имитационного моделирования систем в различных программных комплексах, например Simulink.

Бесплатно

Влияние лазерной обработки поверхности титановых образцов на адгезионую прочность клеевых соединений

Влияние лазерной обработки поверхности титановых образцов на адгезионую прочность клеевых соединений

А. В. Гирн, М. С. Руденко, В. Б. Тайгин, А. Е. Михеев, Д. В. Раводина

Статья

В статье рассматривается прочность клеевых соединений образцов из титановых сплавов ОТ-4, поверхность которых обработана лазерным излучением. В работе представлены результаты анализа зависимости макро- и микрогеометрии полученной поверхности, химического состава, краевого угла смачивания и адгезионной прочности клеевых соединений при сдвиге от режимов лазерной обработки. Целью данной работы является определение оптимальных параметров лазерной обработки для получения высокой прочности клеевых соединений. Полученные результаты можно использовать при склеивании конструктивных элементов космических аппаратов. Исследования проводились на клеевой паре «Титан – Титан». В зависимости от режима обработки были выявлены характерные текстуры поверхности, которые были объединены в группы «В», «К» и «С». Высокоэнергетические режимы лазерной обработки поверхности образцов перед склеиванием приводят к значительному повышению прочностных характеристик клеевого соединения (до 70 %) благодаря увеличению площади склеивающей поверхности и механическому запиранию клея в микрорельефе текстуры образцов. Кроме того, применение данного способа, по сравнению с механическими и химическими методами, значительно повышает производительность обработки поверхности.

Бесплатно

Влияние радиуса шара при исследовании материалов с помощью упругопластического индентирования

Влияние радиуса шара при исследовании материалов с помощью упругопластического индентирования

Н.Н. Автономов, А.В. Тололо

Статья

В статье рассматривается исследование влияния величины радиуса шара при индентированиии образца на форму кривой в координатах «нагрузка – глубина вдавливания», отклонение глубины вдавливания при упругопластическом вдавливании от глубины вдавливания при упругом вдавливании и величину осевой деформации шара. Исследование проводилось с помощью программы Ansys Mechanical APDL, реализующей метод конечных элементов. В процессе исследования было установлено, что при изменении радиуса шара не происходит какого-либо явного изменения поведения материала образца, а отклонение глубины при упругопластическом вдавливании от глубины при упругом вдавливании не зависит от величины радиуса шара. Также было установлено влияние величины радиуса шара на величину осевой деформации шара. Предложена формула для определения величины осевой деформации для шара любого диаметра, что позволяет определять реальную глубину вдавливания при использовании шаров разных радиусов.

Бесплатно

Волновая теория слоистых пластин с приближенным учетом поперечного сдвига

Волновая теория слоистых пластин с приближенным учетом поперечного сдвига

А.В. Сибиряков

Статья

Композиционные материалы широко применяются в производстве летательных аппаратов различного назначения. Обладая целым рядом уникальных свойств, композиты, из-за неоднородности структуры, плохо сопротивляются ударным нагрузкам. Импульсное воздействие распространяется внутри материала в виде волн напряжений, которые, отражаясь на внутренних неоднородностях, способны накладываться и создавать весьма значительные всплески напряжений. Это часто приводит к известным видам разрушения – отколам и расслоениям. Практика показывает, что эти разрушения наступают практически сразу за импульсом нагружения. Для проверки откольной прочности необходимо рассматривать начальный неустановившийся этап реакции на внешний импульс. Существуют достаточно надежные теории проверки этой прочности, как правило, в них не учитывается поперечный сдвиг, иначе решение становится излишне громоздким и плохо обозримым. Тем не менее, часто делаются попытки уточнить расчеты приближенным учетом поперечных сдвигов. В статье представлена волновая теория слоистых пластин с приближенным учетом поперечного сдвига. Рассматривается возможность уточнения расчета импульсно нагруженных пластин. Доказывается противоречивость получаемой модели.

Бесплатно

Выращивание полупроводниковых структур для высокоэффективных солнечных батарей в открытом космосе

Выращивание полупроводниковых структур для высокоэффективных солнечных батарей в открытом космосе

В.В. Блинов, В.М. Владимиров, Н.А. Кушнарев, А.И. Никифоров, Д.Б. Придачин, Д.О. Пчеляков, О.П. Пчеляков, В.А. Скороделов, Л.В. Соколов

Статья научная

Практическая космическая деятельность страны в околоземном пространстве и в дальнем космосе развивается уже в течение более пятидесяти лет. За это время было решено много новых научно-технических задач, разработаны и освоены новейшие технологии. Настоящая статья посвящена описанию предпосылок к проведению эксперимента по выращиванию полупроводниковых структур для высокоэффективных солнечных батарей в условиях орбитального полета международной космической станции. Показаны преимущества проведения технологического процесса в глубоком вакууме, образующемся в результате проявления эффекта молекулярного экрана, для получения новых тонкопленочных материалов с уникальными свойствами. Описан наземный имитатор космического модуля и действующий макет молекулярного экрана. Обсуждаются особенности эскизного проекта универсальной автоматизированной установки молекулярно-лучевой эпитаксии в космосе. Приводится обоснование экономической эффективности космической технологии, основанное на отсутствии необходимости применения дорогостоящих сверхвысоковакуумных средств откачки, криогенной техники и вакуумных объемов, содержащих большое количество нержавеющей стали. Проанализирован опыт трех орбитальных полетов американских космических кораблей «Шаттл», подтверждающий экономическую обоснованность проектов, связанных с получением полупроводниковых гетероструктур в условиях космического полета.

Бесплатно

Земные навигационные технологии в селенодезическом обеспечении

Земные навигационные технологии в селенодезическом обеспечении

В.Е. Чеботарев, В.И. Кудымов, А.В. Коняев

Статья

Предложено решение проблемы селенодезического обеспечения лунных спутниковых навигационных систем. Рассмотрены реализованные методы баллистического обеспечения околоземных навигационных спутников в части возможности их применения для лунных спутниковых навигационных систем. При построении селеноцентрической системы координат предложено использовать реализованный для наземных навигационных систем методы создания согласующей модели гравитационного поля и повышения точности аналитической теории движения. Для повышения быстродействия передачи результатов измерений текущих навигационных параметров, полученных на всем видимом участке орбиты, был предложен способ сжатия информации. Повышение оперативности решения задачи по уточнению начальных условий движения предложено осуществить за счет высокоточной аналитической теории движения. Для выполнения сформулированных работ по обеспечению надлежащей точности был создан автоматизированный комплекс определения орбит на базе аналитических методов. Перед началом работ по построению селеноцентрической системы координат достаточно запустить на окололунную орбиту 1-2 спутника и развернуть сеть из 3-4 селенодезических пунктов. Реализовать программное обеспечение в спутниковой навигационной системе возможно с использованием персонального компьютера.

Бесплатно

Исследование возможности применения деталей из термостойких пластиков и их испытание в составе малоразмерного газотурбинного двигателя

Исследование возможности применения деталей из термостойких пластиков и их испытание в составе малоразмерного газотурбинного двигателя

Побелянский Антон Викторович, Мустейкис Антон Иванович, Галаджун А.А., Круглов Денис Сергеевич

Статья научная

В рамках сотрудничества БГТУ «ВОЕНМЕХ» с ООО «Современное оборудование» (группа компаний «Солвер») был реализован проект по изготовлению основных узлов малоразмерного газотурбинного двигателя, оценке деталей, их дальнейшему испытанию, а также проведена предварительная оценка применения аддитивных технологий в аэрокосмической отрасли. В качестве объекта исследования в данном проекте был выбран малоразмерный газотурбинный двигатель с расчетной тягой 10 кгс. Актуальность выбора объекта исследования объясняется тем, что в настоящее время в России активно разрабатываются беспилотные летательные аппараты, а также силовые установки для них. Все детали малоразмерного газотурбинного двигателя можно условно отнести к трём температурным диапазонам эксплуатации, что позволило выделить ряд его деталей, которые могут быть изготовлены методом FDM из термостойкого пластика. В рамках проекта были решены следующие задачи: - проведение предварительных расчетов теплового состояния деталей в составе малоразмерного газотурбинного двигателя; - печать деталей, оценка точности изготовления, качества поверхности; - проведение испытаний деталей в составе малоразмерного газотурбинного двигателя; - съём деталей и проведение дефектации; - анализ полученных данных, выводы и рекомендации по применению аддитивных технологий термостойких пластиков в авиакосмической отрасли...

Бесплатно

Математическое моделирование процесса работы пьезодвигателя типа «Захват»

Математическое моделирование процесса работы пьезодвигателя типа «Захват»

А.В. Азин, С.А. Кузнецов, С.А. Пономарев, С.В. Пономарев, С.В. Рикконен

Статья

В статье представлены результаты разработки шагового пьезоэлектрического двигателя. Оригинальность конструкции шагового пьезоэлектрического двигателя состоит в конструкционном рычажном элементе – захвате, который позволяет организовать прямой и обратный ход штока при работе одного пьезоэлемента. Для выбора эффективного процесса работы шагового пьезоэлектрического двигателя разработана математическая модель. Данная математическая модель описывает функционирование пьезоэлектрического двигателя как нелинейной колебательной системы. Математическая модель позволяет определить скорость движения элементов пьезоэлектрического двигателя за период колебания при разных частотах, уровнях нагрузки и величине напряжения. Изготовлен прототип пьезоэлектрического двигателя. Проведены экспериментальные исследования. Техническими характеристиками двигателя являются точность позиционирования до 1 мкм и скорость перемещения штока до 10 мм/мин. при весе груза до 1 кг и напряжении до 100 В. По результатам проведенных экспериментальных исследований определено, что предложенная математическая модель позволяет смоделировать процесс работы пьезоэлектрического двигателя с погрешностью не более 10 %.

Бесплатно

Методика расчета усилий, необходимых при гибке труб малого сечения прямоугольного профиля

Методика расчета усилий, необходимых при гибке труб малого сечения прямоугольного профиля

В. В. Тимофеев, И. В. Трифанов

Статья

Изогнутые трубы малого сечения прямоугольного профиля (3,6x1,8 – 11x5,5 мм) широко применяются в антенно-фидерных устройствах космических аппаратов. К ним предъявляют требования обеспечения точности размеров в зоне гибки не более ±0,05 мм, для этого необходим выбор методов технологических режимов. Объектом исследования является заготовка трубы малого сечения из меди М4, которую необходимо согнуть для получения угла изгиба 90°. Цель исследования – разработка методов расчета, необходимых для осуществления технологического процесса гибки труб малого сечения, с обоснованием усилий для гибки. В работе проанализированы способы гибки прямоугольных труб. Выбран наиболее рациональный метод – гибка с использованием жесткой оправки. На основе выбранного метода гибки была составлена расчетная модель. Разработаны методика, алгоритм расчета и проведен анализ результатов расчета. В результате теоретических исследований, с помощью расчетов, выявлена степенная взаимосвязь усилия гибки от радиуса изгиба – чем больше радиус изгиба, тем меньше усилий требуется приложить для гибки. Расчет может быть использован для определения размеров гибочной оснастки и усилия гибки трубы малого сечения, позволяет подобрать наиболее оптимальный режим технологического процесса.

Бесплатно

Моделирование контактного взаимодействия элементов пьезоэлектрического двигателя

Моделирование контактного взаимодействия элементов пьезоэлектрического двигателя

А.В. Азин, С.А. Кузнецов, С.А. Пономарев, С.В. Пономарев, С.В. Рикконен

Статья

В статье представлены результаты разработки шагового пьезоэлектрического двигателя нового типа. Оригинальность конструкции шагового пьезоэлектрического двигателя состоит в конструкционном рычажном элементе – «захвате», который позволяет организовать как прямой, так и обратный ход штока при работе одного пьезоэлемента. Для выбора эффективного режима работы шагового пьезоэлектрического двигателя разработана математическая модель. Данная математическая модель описывает функционирование пьезоэлектрического двигателя с учетом особенностей контактного и электроупругого деформирования. С использованием пакета прикладных программ ANSYS разработана конечно-элементная модель пьезоэлектрического двигателя типа «Захват». Данная конечно-элементная модель позволяет оценить напряженно-деформированное состояние элементов конструкции пьезоэлектрического двигателя при их контактном взаимодействии и определить эффективный пошаговый режим работы пьезоэлектрического двигателя. С использованием разработанной конечно-элементной модели исследовано влияние параметров режима работы пьезоэлектрического двигателя на величину перемещения штока. По результатам проведенных экспериментальных исследований определено, что предложенная численная модель позволяет смоделировать динамический процесс пошагового режима работы пьезоэлектрического двигателя с погрешностью не более 6 %. Данная конечно-элементная модель учитывает характер внешней нагрузки на пьезоэлектрический двигатель и может использоваться для проектирования шаговых пьезоэлектрических двигателей различной сферы применения.

Бесплатно

Модифицированные выражения для стрелы прогиба консоли в случае поперечной нагрузки

Модифицированные выражения для стрелы прогиба консоли в случае поперечной нагрузки

Д.М. Зуев, К.Г. Охоткин

Статья научная

Современные задачи космической отрасли, такие как проектирование крупногабаритных развертываемых зонтичных антенных систем, требуют рассмотрения больших изгибов составных элементов ? стержней. Развитие современных аналитических методов механики деформируемого твердого тела позволяют моделировать формы изгиба гибких криволинейных стержней, находить выражения для их прогибов. Использование аналитических методов позволяет находить полную систему ветвей решений нелинейных краевых задач и все формы равновесных состояний стержней, избегая значительных временных затрат на численное моделирование. При этом для практики важны относительно простые методы определения форм больших криволинейных изгибов стержня, пригодные для инженерного применения на этапе эскизного проектирования составных стержневых конструкций. В статье предложен метод получения модифицированных аналитических выражений для определения больших прогибов упругого стержня ? консоли, нагруженной поперечной сосредоточенной силой. Предложенный метод использует важное для практики условие сохранения криволинейной длины стержня при изгибе. Модифицированные выражения позволяют достичь точности, сравнимой с точными нелинейными решениями, записанными в эллиптических интегралах и функциях, что многократно расширяет интервал нагрузок применимости линейной теории. Рассмотрены случаи поперечной нагрузки на свободном конце, комбинированной нагрузки: равномерно распределенной по всей длине стержня и поперечной сосредоточенной нагрузки. Проведено сравнение с экспериментальными данными, которое подтвердило точность предложенного метода. На основе модифицированных выражений были получены приближенные формулы, пригодные для инженерного применения.

Бесплатно

Наномодифицирование в процессах сварки и наплавки

Наномодифицирование в процессах сварки и наплавки

Ташев Пламен Чавдаров, Алексиев Николай Любенов, Манолов Валентин Кирилов, Черепанов Анатолий Николаевич

Статья научная

Выполнены экспериментальные исследования влияния наномодифицирующих порошков тугоплавких соединений на свойства сварного шва при сварке алюминиевого сплава и наплавке защитного покрытия на стальную пластину. Сварка алюминиевого сплава АМg6 осуществлялась с помощью аппарата для дуговой сварки с неплавящимся (вольфрамовым) электродом - ВИГ-сварка. В качестве модифицирующей добавки использовался наноразмерный порошок тугоплавкого соединения TiCN. Дополнительный электрод (модифицирующая порошковая проволока) изготовлялся с использованием вибрационной шаровой мельницы, в которой была подготовлена смесь из сечки стандартной добавочной проволоки марки АМg6 и нанопорошка TiCN. Смесь помещали в тонкостенный контейнер из сплава АМg6, после чего уплотняли, а затем проводили экструдирование с применением вертикального пресса. В результате были получены проволоки диаметром 3 мм, содержащие соответственно 2 % TiCN и 0,7 % TiCN. Сварку пластин проводили со стандартной добавочной проволокой и с модифицированными проволоками, содержащими TiCN...

Бесплатно

Наноэкструзионная технология изготовления конструкционных алюминиевых профилей

Наноэкструзионная технология изготовления конструкционных алюминиевых профилей

Крушенко Генрих Гаврилович, Решетникова Светлана Николаевна, Двирный Гурий Валерьевич

Статья научная

Одной из важных задач космического машиностроения является максимально возможное снижение массы при одновременном обеспечении требуемых механических характеристик как основных деталей и узлов космического аппарата (КА), так и средств запуска, в состав которых входит вспомогательный узел - адаптер, предназначенный для механического соединения КА с ракетой-носителем. И снижение его массы решалось разными средствами. Например, адаптер ракеты-носителя «Ариан-5» собирали из сегментов, заполненных алюминиевой пеной. При этом выигрыш в применении пенозаполненного адаптера заключался как в уменьшении массы по сравнению с массой адаптера из листового материала, так и в повышении его сопротивления деформации и вибрации. Следующий шаг на пути к облегчению массы адаптера - изготовление его из композитной анизогридной «сетки». Такие адаптеры пришли на смену металлическим. Возможен еще один вариант изготовления адаптеров и других сетчатых конструкций с применением алюминиевых профилей с волокнистым внутренним строением, которые получают путем прессования (экструзии) композиции, состоящей из частиц алюминия и нанопорошков (НП) химических соединений. Волокнистая структура профилей обеспечивает их высокие механические свойства, включая прочность на изгиб, а также способность к погашению вибрации

Бесплатно

Нелинейное деформирование тонкой сферической оболочки под давлением

Нелинейное деформирование тонкой сферической оболочки под давлением

Сабиров Рашид Альтавович

Статья научная

Сосуды высокого давления, в том числе сферические баки, используются в аэрокосмической технике. Если не допускаются большие деформации, тогда для решения вопроса обеспечения прочности конструкции применяется уравнение равновесия Лапласа с приложением нормативных коэффициентов запаса по назначению. Составлено уравнение равновесия сферической оболочки по деформированной схеме, то есть с учетом величины прогиба, на которую увеличивается первоначальный радиус оболочки от действия давления. Неизвестными параметрами здесь являются прогиб и внутреннее мембранное усилие, возникающее в оболочке. Считается, что первоначальный объем материала оболочки при ее деформировании не изменяется, так что толщина есть величина переменная. Учет этих параметров преобразует уравнение равновесия в нелинейное уравнение, связывающее прогиб и величину внутреннего давления. Постоянными параметрами в это уравнение входят первоначальный радиус, исходный объем материала оболочки и модуль Юнга. В примере деформирования шара рассмотрена взаимосвязь прогиба с внутренним давлением, внутренним объемом, напряжением и толщиной стенки при условии несжимаемости материала...

Бесплатно

Оборудование для выращивания полупроводниковых гетероструктур в открытом космосе

Оборудование для выращивания полупроводниковых гетероструктур в открытом космосе

В.В. Блинов, В.М. Владимиров, С.Н. Кулинич, А.И. Никифоров, Д.Н. Придачин, Д.О. Пчеляков, О.П. Пчеляков, Л.В. Соколов, Д.В. Яроцкий

Статья

Настоящая статья посвящена краткому описанию особенностей оборудования, разработанного в Институте физики полупроводников им. А. В. Ржанова для проведения экспериментов по выращиванию полупроводниковых гетероструктур из молекулярных пучков в открытом космосе в условиях орбитального полета международной космической станции. Описаны конструктивные особенности технологической оснастки и систем управления, предназначенных для реализации процесса эпитаксии многослойных кристаллических пленок. Отработка процессов эпитаксии полупроводниковых пленок в условиях космического пространства позволит выращивать сложные полупроводниковые структуры с резкими границами, служащие основой для создания солнечных элементов, а также приборов современной СВЧ, опто- и микроэлектроники. Каскадные фотоэлектрические преобразователи на основе таких многослойных гетероструктур из полупроводниковых соединений А3В5 обладают высокой эффективностью и радиационной стойкостью и, поэтому, наиболее широко применяются для изготовления космических солнечных батарей. Высокая эффективность таких батарей обусловлена широким спектральным диапазоном, в котором эффективно поглощается солнечное излучение и используется в фотоэлектрическом преобразовании.

Бесплатно

Оптические свойства и радиационная стойкость полипропилена, модифицированного наночастицами MgO

Оптические свойства и радиационная стойкость полипропилена, модифицированного наночастицами MgO

М. М. Михайлов, В. А. Горончко

Статья

Полимерные композиционные материалы широко используются в космических аппаратах и станциях в терморегулирующих покрытиях, в качестве герметиков, уплотнений, теплоизоляции, а также во многих других конструкциях и изделиях. Основной характеристикой таких материалов является стабильность свойств и рабочих характеристик к действию факторов космического пространства, среди которых основными повреждающими являются различные виды излучений. Поэтому актуальными являются исследования влияния потоков электронов, протонов, квантов солнечного спектра на изменение оптических, электрических, механических и других свойств полимерных композиционных материалов. В данной работе представлены результаты исследования оптических свойств и радиационной стойкости нанокомпозитов на основе полипропилена, модифицированного твердотельным способом наночастицами MgO в диапазоне концентраций 1–5 масс.%. Регистрацию спектров диффузного отражения осуществляли в вакууме 2·10-6 торр до и после облучения электронами (in situ, Е = 30 кэВ, Ф = 2·1016 см-2). Выполнен анализ природы полос поглощения, зарегистрированных в спектрах диффузного отражения, которые обусловлены образованием свободных радикалов: – С3Н5 –, – С3Н6 –, – C4H6 –, – C4H7 –, – C4H8–, – C4H12 –, – C5H7 –, – C5H10 –. Установлено оптимальное значение концентрации наночастиц, равное 2 масс.%, при которой площадь интегральной полосы поглощения при 360 нм после облучения уменьшилась в 3,35 раза, ее интенсивность в максимуме – в 3,88 раза по сравнению с немодифицированным полипропиленом.

Бесплатно

Организация кластера высокой готовности

Организация кластера высокой готовности

Н.Д. Иванов

Статья

Одним из способов обеспечения надежности системы обработки и хранения данных, ежесекундного обеспечения пользователей оперативной и достоверной информацией является кластеризация серверных систем, за счет которой поддерживается ее высокий уровень. В статье рассмотрено построение кластера высокой готовности. Для повышения отказоустойчивости используются несколько серверов, подключенных через несколько коммутаторов. В серверах предусматривается несколько сетевых интерфейсов с использованием технологии bonding и RAID-массив. Серверы и коммутаторы подключаются к источникам бесперебойного питания, которые тоже резервируются. Приведены программные пакеты и их конфигурационные файлы, необходимые для функционирования кластера: bond, drbd, pacemaker, corosync. Дано описание конфигурации pacemaker и ресурс агентов: виртуальный IP-адрес – для того, чтобы у кластера был единый адрес, drbd – для зеркалирования RAID-массивов, programmControl – для управления приложениями, wakeUp – для управления включением и выключением серверов. В результате был спроектирован кластер высокой готовности, у которого, помимо серверной части, резервируется сеть и память. При переходе от одного сервера к другому обслуживание клиентов сервером прерывается на очень короткое время.

Бесплатно

Особенности ориентации навигационных космических аппаратов

Особенности ориентации навигационных космических аппаратов

В.Е. Чеботарев, А.В. Фатеев

Статья

Проведен анализ особенностей целевого использования навигационного космического аппарата. Сделан вывод о необходимости детального моделирования воздействующих гравитационных сил от Земли, Луны, Солнца и сил негравитационной природы для высокоточного прогнозирования движения космического аппарата на длительный период. Также сделан вывод о необходимости запрета на использование реактивных систем для разгрузки исполнительных органов системы ориентации космического аппарата в течение всего срока активного существования. Рассмотрены общие требования, предъявляемые к системе ориентации навигационного космического аппарата. Приведены преимущества ориентированного космического аппарата по отношению к неориентированному. Рассмотрено влияние погрешности ориентации навигационных антенн на качество излучаемого сигнала. Проведена оценка влияния погрешности ориентации панелей солнечных батарей на величину снимаемой с них мощности. Определены принципы построения системы ориентации, удовлетворяющие требованиям навигационного космического аппарата в части точности. Рассмотрены особенности ориентации навигационных космических аппаратов на теневых орбитах. Приведена формула для расчета длительности теневого участка от Земли. Приведена кинематика движения направления на Солнце из центра масс космического аппарата для невозмущенного вращения осей космического аппарата. Представлены результаты анализа динамики ориентации космического аппарата при прохождении особых зон теневых орбит и разработаны рекомендации по организации упреждающих разворотов. Сформулированы специальные требования к системе ориентации навигационного космического аппарата. Представлена оценка влияния погрешности ориентации космического аппарата на величину сил от солнечного давления, действующего на космический аппарат. По результатам данной оценки был сделан вывод о влиянии погрешности системы ориентации на ошибку прогнозирования движения центра масс космического аппарата.

Бесплатно

Журнал