Статьи журнала - Космическая техника и технологии

Все статьи: 424

Оптимизация алгоритма сжатия изображений JPEG2000 для космических систем наблюдения сканирующего типа

Оптимизация алгоритма сжатия изображений JPEG2000 для космических систем наблюдения сканирующего типа

Иванов Александр Петрович, Апанасович Владимир Владимирович

Статья научная

В статье представлен алгоритм сжатия изображений JPEG2000 DWT, основанный на алгоритме JPEG2000 и оптимизированный для реализации в бортовой аппаратуре сжатия видеоинформации космических систем наблюдения. В сравнении с алгоритмом JPEG2000 изменены вейвлет-преобразование и способ задания коэффициента сжатия. Способ задания коэффициента сжатия ориентирован на сжатие последовательности слабо коррелированных изображений, что применимо для систем наблюдения сканирующего типа. Приведены данные сравнения аппаратной реализации алгоритма JPEG2000 DWT с программными реализациями с использованием программно-аппаратного стенда исследования алгоритмов сжатия. Модуль сжатия с алгоритмом JPEG2000 DWT имеет пропускную способность до 110 Мпикс/с и позволяет создавать на его основе бортовую аппаратуру сжатия с пропускной способностью более 5 Гбит/с. Для оценки влияния алгоритма JPEG2000 DWT на целевые характеристики космических систем наблюдения предложен метод оценки снижения линейного разрешения на местности при сжатии с потерями.

Бесплатно

Оптимизация гелиоцентрических перелётов космического аппарата с разнотипными электроракетными двигателями

Оптимизация гелиоцентрических перелётов космического аппарата с разнотипными электроракетными двигателями

Старинова Ольга Леонардовна, Лобыкин Андрей Александрович, Рожков Мирослав Андреевич

Статья научная

В статье рассматривается вопрос о формировании оптимальной номинальной программы управления маршевой тягой двигательной установки (ДУ) межпланетного космического аппарата (КА), состоящей из нескольких разнотипных электр оракетных двигателей (ЭРД). Критерием оптимизации является минимум расхода рабочего тела при фиксированной длительности перелёта. Определяются: направление тяги ДУ и последовательность включения/выключения отдельных двигателей. На основе принципа максимума Понтрягина получены аналитические выражения для оптимальных программ номинального управления: определены зависимости направления тяги и функции включения/выключения отдельных двигателей от фазовых и сопряжённых координат динамической системы. В качестве примера использования разработанной методики оптимизации рассматривался гелиоцентрический участок перелёта Земля - Марс. Расчёты проводились для прототипа с параметрами, сходными с КА международного проекта «Демокритос», предполагающего использование российской ядерной энергоустановки для обеспечения электроэнергией множества разнотипных ЭРД. Проведено численное решение краевых задач и моделирование движения КА с полученной оптимальной номинальной программой управления для ДУ с двумя типами ЭРД и различной длительностью перелёта. Выполнен анализ зависимости расхода рабочего тела и моторного времени для обоих типов двигателей от требуемой длительности перелёта.

Бесплатно

Оптимизация массы и энергопотребления лазерных локационных систем для управления сближением и стыковкой космических аппаратов

Оптимизация массы и энергопотребления лазерных локационных систем для управления сближением и стыковкой космических аппаратов

Зубов Николай Евгеньевич, Савчук Дмитрий Владимирович, Старовойтов Евгений Игоревич

Статья научная

Решена задача оптимизации энергопотребления и массы лазерной локационной системы (ЛЛС) для управления сближением и стыковкой космических аппаратов по критериям массы приемного объектива и мощности, потребляемой лазерными источниками, в качестве которых рассматривались твердотельные лазеры с диодной накачкой, что позволило определить суммарную потребляемую мощность и массу ЛЛС. В результате определены значения массы и потребляемой мощности, которые удовлетворяют требованиям для существующих аналогов ЛЛС.

Бесплатно

Оптимизация многослойного теплозащитного экрана солнечного зонда

Оптимизация многослойного теплозащитного экрана солнечного зонда

Салосина Маргарита Олеговна

Статья научная

Рассматривается задача оптимального выбора толщин слоев многослойного теплозащитного покрытия минимальной массы с учетом ограничений на допустимые температуры на границах слоев. Для решения оптимизационной задачи используется вычислительная схема, объединяющая метод спроектированного лагранжиана с квадратичной подзадачей и метод штрафной функции. Метод штрафной функции, характеризуемый большой областью сходимости, обеспечивает поиск хорошего начального приближения для метода спроектированного лагранжиана, обладающего отличными свойствами локальной сходимости. В качестве примера использования разработанного алгоритма и соответствующего программного обеспечения рассматривается задача выбора оптимальных толщин слоев теплозащитного экрана солнечного зонда, подвергающегося в процессе эксплуатации высокоинтенсивным радиационным тепловым нагрузкам. Приведены основные характеристики высокотемпературных материалов, представляющих интерес для использования в конструкции экрана солнечного зонда, и результаты расчета толщин двухслойного экрана с учетом зависимости теплофизических свойств материалов слоев от температуры и излучения с нагретой поверхности экрана.

Бесплатно

Оптимизация режимов резания при фрезеровании карманов обечайки с вафельной конструкцией

Оптимизация режимов резания при фрезеровании карманов обечайки с вафельной конструкцией

Зайцев Алексей Михайлович, Шачнев Сергей Юрьевич, Грубый Сергей Витальевич

Статья научная

Целью работы является разработка методики для расчета параметров, характеризующих процесс фрезерования корпусных деталей с вафельной конструкцией обечайки из высокопрочных алюминиевых сплавов. Расчетные параметры аппроксимированы степенными уравнениями и представлены для различных диапазонов технологического коэффициента дна вафельной конструкции. При чистовой обработке и врезании при назначении подачи нужно учитывать инерционность линейных приводов оборудования. Кроме того, подача инструмента и угол врезания должны быть ограничены для предотвращения деформации дна кармана. По результатам математического моделирования определены зоны допустимых значений подачи на зуб и угла врезания. Установлены оптимальные области режимов фрезерования, которые рекомендованы для реализации в технологических процессах обработки корпусных деталей с вафельной конструкцией обечайки из высокопрочных алюминиевых сплавов.

Бесплатно

Оптимизация условий формирования двигателями малой тяги кратной солнечно-синхронной орбиты с устойчивым профилем высоты при ограничениях на управление

Оптимизация условий формирования двигателями малой тяги кратной солнечно-синхронной орбиты с устойчивым профилем высоты при ограничениях на управление

Кичигина Ольга Константиновна

Статья научная

Рассматривается задача управления спутником в процессе его перевода двигателями малой тяги с орбиты выведения, формируемой ракетой-носителем, на кратную солнечно -синхронную орбиту с устойчивым профилем высоты. Предполагается, что длительность маневров ограничена, и принудительное изменение вектора эксцентриситета орбиты выполняется в направлении центра окружности естественного дрейфа этого вектора. В рамках указанных ограничений определяются оптимальные начальные параметры орбиты выведения (большая полуось, эксцентриситет и аргумент перигея), обеспечивающие перевод спутника на целевую орбиту за минимальное время. Исследуется смещение трассы и местного времени пролета спутником восходящего узла в течение многовиткового периода изменения орбитальных элементов. Показано, что отклонение местного времени пролета восходящего узла должно учитываться при расчете долготы восходящего узла орбиты выведения, а смещение трассы следует корректировать в конце этапа формирования целевой орбиты. Результаты работы предназначены для проектных оценок параметров движения спутника, расхода топлива и длительности межорбитального перехода.

Бесплатно

Оптическая система прибора для измерения солнечного терагерцового излучения

Оптическая система прибора для измерения солнечного терагерцового излучения

Квашнин Александр Александрович, Логачев Валерий Иванович, Филиппов Максим Валентинович, Махмутов Владимир Салимгереевич, Максумов Осман Сары Оглы, Стожков Юрий Иванович, Калинин Евгений Владимирович, Орлов Андрей Алексеевич, Озолин Владимир Викторович, Измайлов Георгий Николаевич, Криволапова Ольга Юрьевна, Гайфутдинова Анастасия Григорьевна

Статья научная

В работе кратко описаны цели и задачи планируемого космического эксперимента «Солнце-Терагерц» на борту Российского сегмента МКС. В частности, эксперимент направлен на изучение излучения Солнца в неисследованном терагерцовом диапазоне на частотах ~1012-1013 Гц (300-30 мкм), получение новых данных о терагерцовом излучении Солнца, солнечных активных областей и солнечных вспышек. Эти данные необходимы для выяснения физической природы солнечной активности, определения физического механизма ускорения заряженных частиц на Солнце во время солнечных вспышек и на других астрофизических объектах. Приведены конструкционные особенности этой научной аппаратуры. Представлены результаты расчётов параметров телескопа для регистрации терагерцового излучения Солнца и описан ряд отладочных экспериментов в видимом оптическом диапазоне. Получено хорошее согласование расчётов с экспериментальными результатами. Определены оптимальные параметры оптической системы научной аппаратуры «Солнце-Терагерц».

Бесплатно

Опыт верификации параметров нагружения силовой конструкции корпуса и оборудования космического аппарата

Опыт верификации параметров нагружения силовой конструкции корпуса и оборудования космического аппарата

Авершьева Анна Владимировна, Бобылев Сергей Степанович, Межин Вячеслав Семенович

Статья научная

Одной из важнейших задач, которые должны быть решены в процессе проектирования и создания объектов космической техники, является динамический анализ нагрузок. Результатом такого анализа для космических аппаратов является определение параметров нагружения (внутренних усилий, моментов и ускорений) для силовой конструкции корпуса, а также отдельных компонентов конструкции космических аппаратов, таких как солнечные батареи, рефлекторы антенн, топливные емкости и другие элементы оборудования. В статье обобщается опыт верификации параметров нагружения силовой конструкции корпуса и оборудования одного из разработанных РКК «Энергия» космических аппаратов с переходной фермой. При разработке обобщенной конечноэлементной модели рассматриваемый объект исследования условно разделен на семь парциальных конструкций. Для каждой парциальной конструкции разработана индивидуальная конечноэлементная модель. Верификация парциальных динамических моделей проведена на основе результатов модальных и/или вибропрочностных (на этапе определения амплитудно-частотных характеристик) испытаний...

Бесплатно

Опыт и перспективы запусков отечественных малых космических аппаратов с космодрома "Плесецк"

Опыт и перспективы запусков отечественных малых космических аппаратов с космодрома "Плесецк"

Башляев Николай Андреевич, Николаев Алексей Юрьевич, Дуга Вадим Вадимович, Мосин Дмитрий Александрович

Статья научная

В статье приведён комплексный анализ бурно развивающегося направления малых космических аппаратов (МКА). Подчёркнута роль в этом процессе отечественного космодрома Плесецк. Рассмотрена история запуска МКА с космодрома Плесецк, описано современное состояние работ по наращиванию и восполнению орбитальных группировок на основе МКА. Описаны основные способы запуска МКА. При описании групповых запусков МКА ракетами-носителями тяжёлого класса приведён зарубежный опыт компании SpaceX, а также сформулированы перспективы развития отечественных средств выведения тяжёлого класса. По ракетам-носителям лёгкого класса отмечен опыт пуска с космодрома Плесецк ракет-носителей «Рокот» и «Союз-2» этапа 1в. По ракетам-носителям сверхлёгкого класса приведён опыт США и КНР, а также упомянут отечественный проект, в рамках которого разрабатывается ракета-носитель «Иркут», запуск которой запланирован в т. ч. и с космодрома Плесецк. В части изменения облика объектов наземной космической инфраструктуры приведена тенденция по подготовке МКА на одном универсальном техническом комплексе (нет необходимости создания технических комплексов непосредственно под каждый МКА). Показаны направления изменений системы эксплуатации космических средств в целом. Тенденции по унификации комплектов механо-технологического оборудования в частности и технических комплексов в целом позволяют сокращать затраты на создание и время создания комплексов перспективных МКА. Сокращение времени подготовки МКА положительно влияет на оперативность их запуска, а применение мобильных комплектов контрольно-проверочной аппаратуры даёт возможность создания мобильных, оперативно создаваемых технических комплексов, применение которых, несомненно, будет участвовать в формировании облика отечественной системы выведения будущего. Сделано важное заключение о том, что, несмотря на отставание отечественной ракетно-космической техники в направлении средств выведения сверхлёгкого класса, отрасль обладает серьёзным научно-техническим заделом для создания указанного типа ракет-носителей. Несмотря на ценность остальных выводов работы, ключевым возможно считать то, что современное состояние объектов наземной космической инфраструктуры и накопленный опыт специалистов космодрома Плесецк позволяют решать весь спектр задач по запуску МКА.

Бесплатно

Опыт разработки и изготовления корпусных элементов оптико-электронного модуля космического аппарата из композиционных материалов

Опыт разработки и изготовления корпусных элементов оптико-электронного модуля космического аппарата из композиционных материалов

Аккуратов Игорь Леонидович, Алямовский Андрей Иванович, Давыдов Дмитрий Ярославович, Запруднов Дмитрий Модестович, Копыл Николай Иванович, Сеньковский Александр Николаевич, Чернявский Александр Григорьевич

Статья научная

Представлены результаты конструкционно-технологической проработки различных вариантов исполнения корпусных элементов оптико-электронного модуля. Выбран вариант исполнения корпусных элементов в виде трехслойных сотовых конструкций с несущими слоями из высокомодульного углепластика. Разработана и апробирована технология изготовления. Выбранные конструкционно-технологические решения подтверждены результатами наземных автономных испытаний.

Бесплатно

Опыт эксплуатации солнечных батарей служебного модуля Международной космической станции

Опыт эксплуатации солнечных батарей служебного модуля Международной космической станции

Зернов Александр Семенович, Николаев Вадим Дмитриевич

Статья научная

Представлены полученные в тестах на орбите рабочие характеристики солнечных батарей служебного модуля Международной космической станции. Сравниваются раздельная и совместная работы панелей солнечных батарей, а также величины генерируемого тока при ориентации батарей «ребром» и «тылом» к Солнцу. Дана оценка увеличения генерируемого тока за счет подсветки подстилающей поверхностью Земли, описаны нештатные ситуации. Указаны колебания температуры на панелях солнечных батарей, показано изменение их эффективности за 15 лет эксплуатации на орбите. На основе результатов исследований створок солнечных батарей, возвращенных с орбитального комплекса «Мир», дан прогноз дальнейшего номинального изменения эффективности солнечных батарей служебного модуля до 2020 г.

Бесплатно

Основные мероприятия по совершенствованию центра ситуационного анализа, координации и планирования в условиях наращивания орбитальной группировки космических аппаратов

Основные мероприятия по совершенствованию центра ситуационного анализа, координации и планирования в условиях наращивания орбитальной группировки космических аппаратов

Дудко Александр Николаевич, Кучеров Борис Алексеевич, Литвиненко Антон Олегович, Кутоманов Алексей Юрьевич, Сиранчук Дмитрий Сергеевич

Статья научная

Существующий в настоящее время научно-технический задел и высокие темпы развития ракетно-космической техники позволят уже в ближайшее время перейти к серийному производству малоразмерных космических аппаратов, решающих широкий круг задач, что предъявляет новые требования к оперативности и качеству планирования применения средств наземного автоматизированного комплекса управления (НАКУ) и координации их задействования при управлении постоянно расширяющейся орбитальной группировкой (ОГ) космических аппаратов (КА) Госкорпорации «Роскосмос». На основе анализа специфики миссий КА и развития численности ОГ разнородных КА на ближайшие годы были определены основные направления развития Центра ситуационного анализа, координации и планирования (ЦСАКП) в части использования передовых технологий планирования применения технических средств (ТС) НАКУ и совершенствования его методического и программного обеспечения для достижения требуемой эффективности функционирования ЦСАКП. Возможность применения на практике рассмотренных в настоящей статье технологий и подходов была доказана на разработанном специальном программном обеспечении, которое планируется к внедрению в модернизированном ЦСАКП. Реализация этих предложений позволит обеспечить опережающее развитие ЦСАКП и повысить оперативность и качество принимаемых решений при организации применения ТС НАКУ для надёжного и качественного управления перспективной ОГ КА Госкорпорации «Роскосмос», а также выполнение обязательств по программам международного сотрудничества и деятельности частного бизнеса.

Бесплатно

Основные направления и результаты работ по защите Российского сегмента МКС от метеороидов и космического мусора

Основные направления и результаты работ по защите Российского сегмента МКС от метеороидов и космического мусора

Марков Александр Викторович, Коношенко Виктор Петрович, Беглов Рушан Исмаилович, Соколов Вячеслав Георгиевич, Горбенко Андрей Владимирович

Статья научная

Задача обеспечения безопасной эксплуатации орбитальной станции в условиях возрастающего загрязнения околоземного космоса так называемым космическим мусором стала особенно актуальной при разработке Международной космической станции (МКС). На начальном этапе строительства МКС выявилось различие в подходах основных партнеров проекта (NASA и РКК «Энергия») к обеспечению безопасности, связанной с воздействием космического мусора. В результате плодотворного взаимодействия руководителей проекта и специалистов были сформулированы общие требования безопасности по защите от метеороидов и космического мусора и найдены основные технические решения, обеспечивающие выполнение этих требований. В настоящей статье дан обзор основных проблемных вопросов, возникших при проектировании экранной защиты модулей Российского сегмента МКС, а также методов и результатов их решения. Описаны рассмотренные варианты усиления экранной защиты служебного модуля на орбите и поэтапная реализация выбранного варианта. Приведены конструктивные схемы экранных защитных конструкций других модулей и транспортных кораблей Российского сегмента МКС, а также результаты расчетов основных показателей безопасности при воздействии метеороидов и космического мусора, достигнутые в результате реализации разработанных средств экранной защиты.

Бесплатно

Основные принципы построения автоматизированной системы планирования полета Российского сегмента МКС

Основные принципы построения автоматизированной системы планирования полета Российского сегмента МКС

Беляев Андрей Михайлович

Статья научная

Планирование полета является одним из ключевых компонентов процесса управления полетами орбитальных комплексов, в частности, Международной космической станции (МКС). Эффективность выполнения программы полета, а также степень достижения целей и реализации задач во многом зависит от качества создаваемых планов. В связи с дооснащением Российского сегмента МКС новыми модулями, а также увеличением количества членов экипажей экспедиций до шести человек, появилась необходимость анализа готовности средств автоматизации к предстоящим изменениям. Во время работы по теме была проведена экспертная оценка существующей автоматизированной системы. Кроме того, были проанализированы процессы планирования полетных операций на борту Российского сегмента МКС на исполнительном уровне. В результате выявлена необходимость разработки принципиально новых автоматизированных средств обеспечения планирования операций на борту космических комплексов с учетом текущих объемов обрабатываемой информации в процессе планирования, а также - современных средств и подходов к реализации задач автоматизации процессов. Новая система обеспечивает непрерывный цикл планирования на исполнительном уровне. Она построена, с одной стороны, по принципу модульности, с другой - на основе единой структуры данных, что позволяет наращивать мощности системы и при этом вести обмен информацией со смежными подразделениями и международными партнерами по эксплуатации МКС.

Бесплатно

Основные проектные характеристики и результаты эксплуатации группировки малых космических аппаратов научно-образовательного назначения серии "АИСТ"

Основные проектные характеристики и результаты эксплуатации группировки малых космических аппаратов научно-образовательного назначения серии "АИСТ"

Кирилин Александр Николаевич, Ахметов Равиль Нургалиевич, Ткаченко Сергей Иванович, Стратилатов Николай Ремирович, Салмин Вадим Викторович, Воронов Константин Евгеньевич, Абрашкин Валерий Иванович, Ткаченко Иван Сергеевич, Пияков Алексей Владимирович, Сафронов Сергей Львович

Статья научная

Статья посвящена основным результатам пятилетней эксплуатации тандема малых космических аппаратов серии «АИСТ». Два аппарата этой серии - летный и опытный (технологический) образцы - были запущены на орбиту в 2013 г. В статье приводятся характеристики малых космических аппаратов, назначение, бортовой состав, текущее состояние группировки на второй квартал 2018 г., результаты научных исследований, полученные в ходе проведения экспериментов на каждом из двух малых космических аппаратов. Дана оценка работоспособности малой унифицированной платформы космических аппаратов «АИСТ», в т. ч. системы обеспечения теплового режима и системы электропитания. Результаты анализа массивов телеметрической информации, накопленной в ходе эксплуатации малых космических аппаратов серии «АИСТ», могут быть использованы при проектировании новых космических аппаратов научнообразовательного и опытно-технологического назначений на базе унифицированных маломассогабаритных космических платформ.

Бесплатно

Основные проектные характеристики малых космических аппаратов научного и прикладного назначений на базе унифицированной платформы "АИСТ-2"

Основные проектные характеристики малых космических аппаратов научного и прикладного назначений на базе унифицированной платформы "АИСТ-2"

Кирилин Александр Николаевич, Ахметов Равиль Нургалиевич, Бакланов Александр Иванович, Стратилатов Николай Ремирович, Абрашкин Валерий Иванович, Космодемьянский Евгений Владимирович, Ткаченко Сергей Иванович, Салмин Вадим Викторович, Ткаченко Иван Сергеевич, Сафронов Сергей Львович

Статья научная

Представлено описание унифицированной платформы малого космического аппарата «АИСТ-2», предназначенной для размещения различных видов научной аппаратуры, аппаратуры дистанционного зондирования Земли, бортовых обеспечивающих систем. Приводится описание конструкции унифицированной платформы, основных бортовых систем, наземных средств управления, получения и обработки информации. Представлены результаты проектных проработок, создания и эксплуатации малых космических аппаратов, построенных на базе унифицированной платформы «АИСТ-2». Подробно описаны конструкция, бортовой состав, технические характеристики и результаты функционирования первого в линейке малого космического аппарата - «АИСТ-2Д», запуск которого состоялся 28.04.2016 г. в рамках первой пусковой кампании с космодрома «Восточный» ракетой-носителем «Союз-2.1 а» с блоком выведения «Волга». Описаны результаты проектных исследований по созданию перспективных малых космических аппаратов на базе платформы «АИСТ-2», способных функционировать в составе космической системы мониторинга.

Бесплатно

Основные технические решения по ракетно-космическому комплексу "Восток" в обеспечение безопасности полёта экипажа на участке выведения (к 60-летию первого полёта человека в космос)

Основные технические решения по ракетно-космическому комплексу "Восток" в обеспечение безопасности полёта экипажа на участке выведения (к 60-летию первого полёта человека в космос)

Лебедев Геннадий Васильевич, Евсеенко Ольга Владимировна

Статья научная

Статья посвящена анализу технических и организационных решений по ракетнокосмическому комплексу «Восток» в обеспечение безопасности полёта экипажа на участке выведения с учётом необходимости выполнения работ в предельно сжатые сроки. Рассмотрены результаты лётных испытаний ракет семейства Р-7 и состояние работ по созданию средств аварийного спасения экипажа к моменту первого пилотируемого полёта корабля «Восток». Выполнен анализ аварийных ситуаций, мероприятий по обеспечению безопасности предстартовой подготовки и полёта на участке выведения. Проведено сравнение отечественного проекта «Восток» и проекта «Меркурий» США.

Бесплатно

Основные требования к маршевым двигателям перспективных ракет-носителей сверхтяжелого класса с жидкостными ракетными двигателями

Основные требования к маршевым двигателям перспективных ракет-носителей сверхтяжелого класса с жидкостными ракетными двигателями

Солнцев Владимир Львович, Радугин Игорь Сергеевич, Задеба Владимир Анатольевич

Статья научная

В статье представлены результаты проектных исследований, проведенных РКК «Энергия» по вопросу выбора маршевых двигателей для перспективной ракеты-носителя сверхтяжелого класса, предназначенной для осуществления пилотируемых полетов с космодрома «Восточный». В качестве основного критерия выбора маршевых двигателей принята концепция обеспечения требуемого уровня надежности ракеты сверхтяжелого класса, начиная с первого пуска, за счет применения двигателей, создаваемых на базе отработанных кислороднокеросиновых жидкостных ракетных двигателей многоразового применения - НК-170, и опережающего начала летных испытаний ракетных блоков первой ступени в составе ракеты среднего класса. Рассмотрена эффективность резервирования двигательных установок ракетных блоков с точки зрения надежности и безопасности эксплуатации ракеты-носителя в целом с учетом реальных характеристик средств аварийной защиты.

Бесплатно

Особенности аэрогазодинамики отделяемого головного блока системы аварийного спасения с работающими двигательными установками

Особенности аэрогазодинамики отделяемого головного блока системы аварийного спасения с работающими двигательными установками

Андреев Виктор Николаевич, Боровков Алексей Иванович, Войнов Игорь Борисович, Дроздов Сергей Михайлович, Дядькин Анатолий Александрович, Казаков Михаил Иванович, Казаков Михаил Николаевич, Михайлов Максим Викторович

Статья научная

В статье, используя расчетные и экспериментальные данные, анализируются особенности обтекания отделяемого головного блока (ОГБ) с работающими двигательными установками системы аварийного спасения пилотируемого транспортного корабля. Показано значительное влияние струй работающих двигательных установок на аэродинамические характеристики. Выявлены характерные режимы обтекания. Продемонстрирована возможность использования существующих программных комплексов для компьютерного моделирования обтекания ОГБ, в том числе с работающими двигательными установками, и прогнозирования аэродинамических характеристик на различных режимах полета. В статье приведены данные по сравнению результатов расчетных и экспериментальных исследований аэродинамических характеристик ОГБ с неработающими двигательными установками, демонстрирующие обоснованность выбора программных комплексов AeroShape-3D и ANSYS CFX для решения рассматриваемой задачи. Представлены диаграммы распределения коэффициента давления на поверхности корпуса и распределения плотности и скоростей течения около ОГБ с работающими и неработающими двигательными установками на различных режимах течения. Показано сравнение струйных составляющих аэродинамических коэффициентов ОГБ, полученных расчетом, с экспериментальными данными в полетном диапазоне изменения чисел Маха от 0,6 до 6,0.

Бесплатно

Особенности аэродинамики тонкостенных конструкций

Особенности аэродинамики тонкостенных конструкций

Дядькин Анатолий Александрович, Крылов Андрей Николаевич, Луценко Александр Юрьевич, Михайлова Марина Константиновна, Назарова Динара Камилевна

Статья научная

В данной работе представлены результаты численных исследований обтекания модели типовой створки головного обтекателя цилиндро-конической формы в диапазоне пространственных углов атаки 0...360° при различных скоростях набегающего потока с использованием апробированных программных комплексов AeroShape-3D и FlowVision. Получены структуры течений вблизи поверхности тела, вычислены аэродинамические характеристики створок, проведено сравнение расчетных значений с данными экспериментальных исследований, проведенных ЦНИИмаш. Установлен сложный характер обтекания тонкостенных конфигураций с многочисленными зонами отрыва потока и скачками уплотнения в поле течения. Результаты, полученные в различных пакетах программ, отличаются незначительно и с приемлемой точностью совпадают с имеющимися экспериментальными данными. Таким образом, подтверждена возможность успешного использования математического моделирования для прогнозирования аэродинамических характеристик тонкостенных элементов конструкции для определения зон их падения. Задача надежного определения и уменьшения размеров зон отчуждения для отделяемых элементов конструкции ракет-носителей является актуальной в связи с интенсивным освоением территорий, используемых в качестве районов падения. Успешное решение этой задачи в значительной мере зависит от возможности исследования аэродинамических характеристик отделяемых элементов конструкции при пространственном обтекании в полетном диапазоне скоростей.

Бесплатно

Журнал