АЭРОГАЗОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН

П. В. Булат, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова,Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация: На примере интерференции симметричных встречных косых скачков уплотнения (задача, аналогичная отражению косого скачка уплотнения от стенки) рассмотрена проблема гистерезиса в процессах перехода от регулярного типа отражения к маховскому и обратно. Приведены краткие сведения о математической теории перестроек ударных волн и ударно-волновых структур. Показано, что имеется единственная и полная классификация допустимых форм перестроек. Взаимодействие встречных скачков исследовано численно и экспериментально методом гидроаналогии. Выполнено сравнение выводов из теории и результатов численного и натурного экспериментов. Показано, что переход от регулярного отражения к маховскому происходит в соответствии с критерием отсоединения (detachment criterion в англоязычной литературе; «критерий максимального угла поворота потока на скачке» в русскоязычной) и принципом максимального промедления (термин, введенный в теории особенностей гладких отображений). Такой переход сопровождается скачкообразным изменением интенсивности и угла наклона отраженных скачков уплотнения. Переход от маховского отражения к регулярному происходит по критерию стационарной маховской конфигурации (в терминологии, введенной В. Н. Усковым), что соответствует принципу Максвелла в теории особенностей гладких отображений.

Ключевые слова: гистерезис, маховская интерференция, перестройка, регулярная интерференция, скачок уплотнения, трансформация, ударная волна, ударно-волновая структура.

Для цитирования: Булат П. В. Перестройки и трансформации ударно-волновых структур при интерференции косых скачков уплотнения в условиях неоднозначности и гистерезиса // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 12–32.

АЭРОГАЗОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН

С. И. Косяков, С. Н. Куличков, А. А. Мишенин, Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН, Москва, Российская Федерация

Аннотация: Решается задача исследования структуры фронта головного скачка уплотнения сопоставлением опытных данных с результатами экспериментов и расчетов. Анализируемые результаты получены с помощью обобщения опубликованных опытных данных или собственных экспериментов, численных и аналитических расчетов. Показано, что ширина фронта головного скачка уплотнения подчиняется универсальному (независимо от природы источника) закону энергетического подобия, записанного в цилиндрических координатах. Профиль давления в нем описывается выпуклой функцией, содержащей экспоненту. Предложены рекомендации по применению результатов в практике экспериментальных исследований.

Ключевые слова: головная волна, профиль давления, скачек уплотнения, структура фронта, ширина.

Для цитирования: Косяков С. И., Куличков С. Н., Мишенин А. А. Структура фронта головного скачка уплотнения // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 33–42.

АЭРОГАЗОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН

Е. Ю. Потанина, В. Л. Литвинов, А. В. Гуськов, К. Е. Милевский, Новосибирский государственный технический университет,Новосибирск, Российская Федерация

Аннотация: Кумуляция цилиндрических оболочек с образованием струи – труднодостижимый процесс. С помощью гидродинамической модели и численного моделирования исследовано кумулятивное струеобразование при обжатии цилиндрических оболочек. Предложен и обоснован способ улучшения струеобразования в цилиндрической кумуляции; нормализации температуры в зоне струеобразования с помощью трубки малого диаметра из тугоплавкого ниобия внутри основной облицовки; обозначен критический фактор в зоне струеобразования. Выдвинуты предложения по улучшению кумулятивного струеобразования в цилиндрической кумуляции.

Ключевые слова: цилиндрическая кумуляция, обжатие цилиндрических оболочек, взрывное метание, гидродинамическая теория кумуляции, высокотемпературные явления.

Для цитирования: Потанина Е. Ю., Литвинов В. Л., Гуськов А. В., Милевский К. Е. Струеобразование в цилиндрической кумуляции // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 43–57.

АЭРОГАЗОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН

В. Н. Самохвалов, Д. Г. Черников, Р. Ю. Юсупов, О. И. Кибисов, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева,Самара, Российская Федерация

Аннотация: Рассмотрена возможность и эффективность внутриканального охлаждения индукторной системы с концентратором магнитного поля, применяемого в процессах магнитно-импульсной обработки металлов, низкотемпературным потоком воздуха от вихревой трубы с эжектором. Установлено, что предлагаемый способ и устройство обладает достаточно высокой эффективностью при высокой степени безопасности процесса.

Ключевые слова: магнитно-импульсная обработка, концентратор магнитного поля, охлаждение, вихревая труба, эжектор.

Для цитирования: Самохвалов В. Н., Черников Д. Г., Юсупов Р. Ю., Кибисов О. И. Оценка эффективности применения вихревой трубы с эжектором для внутриканального охлаждения концентратора индуктора при магнитно-импульсной обработке материалов // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 58–71.

УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Б. Р. Андриевский, А. М. Попов, В. А. Михайлов, Ф. А. Попов, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова,Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация: Методы искусственного интеллекта активно развиваются и широко применяются в различных областях техники, промышленного производства, безопасности, обработки информации, лингвистики, научных исследований и т. д. Технологии искусственного интеллекта являются определяющим направлением в задаче создания современных систем управления беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Характерные признаки интеллектуальной системы: наличие целевой установки; возможность управления ресурсами системы для построения стратегии достижения цели; обратная связь для контроля результатов своих действий. Представлен обзор следующих применений искусственного интеллекта: планирование миссий БПЛА; для БПЛА, занятых в гражданском строительстве и сельском хозяйстве, космических системах; планирование траекторий БПЛА; обеспечение надежности и автономности БПЛА; для реализации бортовых систем управления, вычислительных аспектов управления БПЛА и их группами, включая организацию связи между ними.

Ключевые слова: искусственный интеллект, БПЛА, гражданское строительство, сельское хозяйство, космические системы, планирование траекторий, надежность, автономность, бортовое управление, вычисления, связь, образование.

Для цитирования: Андриевский Б. Р., Попов А. М., Михайлов В. А., Попов Ф. А. Применение методов искусственного интеллекта для управления полетом беспилотных летательных аппаратов // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 72–107.

УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

С. А. Мешков, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова, Санкт-Петербург, Российская Федерация
М. А. Богачев, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Российская Федерация, ООО «Специальный Технологический Центр», Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация: Алгоритмы обработки сигналов необходимы для корректного восстановления информации в несущем сообщении. Возникает вопрос актуальности применения имеющихся методов. В процессе цифровизации и использования инновационных технологий появляется возможность создания принципиально новых высокоэффективных алгоритмов обработки. В работе предложен алгоритм, выполняющий работу цифрового устройства автоматического регулирования усиления, который способен обрабатывать дискретные сигналы произвольной длительности. Полученный алгоритм отличается быстродействием и низким значением паразитной амплитудной модуляции после обработки.

Ключевые слова: алгоритм, цифровая обработка, АРУ, компьютерное моделирование, системы автоматического слежения.

Для цитирования: Мешков С. А., Богачев М. А. Разработка алгоритма автоматической регулировки усиления для обработки реальных цифровых сигналов // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 108–117.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

А. Ю. Андрюшкин, Е. Б. Буцикин, Чжэньнин Ли, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова,Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация: Рассмотрено влияние скорости 3D-печати на точность изделия. По результатам исследования определена достижимая и экономическая точность аддитивной установки. Показана взаимосвязь геометрической точности изделия и производительности аддитивной установки. На точность изделия и производительность аддитивной установки решающее влияние оказывают следующие параметры технологического режима – степень заполнения тела изделия и скорость 3D-печати. Минимальная усадка материала при послойном синтезе изделия по FDM-технологии наблюдается при степени заполнения тела изделия 100 %. Установлено, что достижимая точность для аддитивной установки наблюдается при минимальной скорости 3D-печати. Максимальная скорость 3D-печати при приемлемой точности изготавливаемого изделия соответствует экономической точности. Изготовленные послойным синтезом по квалитету IT14 детали обеспечивают полную взаимозаменяемость во многих агрегатах и машинах.

Ключевые слова: геометрическая точность, достижимая точность, экономическая точность, аддитивные технологии, аддитивная установка, FDM-технологии, послойный синтез, 3D-печать.

Для цитирования: Андрюшкин А. Ю., Буцикин Е. Б., Ли Чжэньнин. Влияние скорости 3D-печати аддитивной установки по FDM-технологии на точность изделия // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 118–129.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

М. П. Булат, А. А. Киршина, А. Ю. Киршин, А. Б. Никитенко, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова,Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация: Выполнены исследования на предельную несущую способность и ресурс газодинамического подшипника для применения в газотурбинном двигателе летательного аппарата, маневрирующего с перегрузками до 10g. В конструкции подшипника применены подпорные лепестки, образующие демпфирующий слой, что позволяет использовать его при больших перегрузках без угрозы возникновения колебательных режимов. Подпорные лепестки отличают исследуемую конструкцию газового подшипника от классического лепесткового подшипника первого поколения. Описана экспериментальная установка и методика проведения испытаний. Определена предельная несущая способность с учетом перегрузки. Исследован процесс притирки антифрикционного покрытия лепестков подшипников, характер и влияние износа на характеристики несущей способности. Результат показал, что в выбранной размерности радиальный газодинамический подшипник имеет несущую способность, достаточную для применения на газотурбинном двигателе. Определен эквивалентный ресурс подшипникового узла в летных часах.

Ключевые слова: антифрикционное покрытие, газодинамический подшипник, лепестковый газовый подшипник, несущая способность, радиальный подшипник, ресурс.

Для цитирования: Булат М. П., Киршина А. А., Киршин А. Ю., Никитенко А. Б. Исследовательские испытания радиального лепесткового подшипника с демпфирующим слоем, предназначенного для применения на маневренном летательном аппарате // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 130–144.

НОВЫЕ МЕТОДЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

А. Н. Устинов, ОАО «МЗ «Арсенал», Санкт-Петербург, Российская Федерация
В. А. Бабук, А. А. Низяев, В. Д. Атамасов, А. А. Кудинов, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация: Рассматриваются способы утилизации космического мусора с помощью искусственного плазменного образования как с использованием космических аппаратов утилизации, так и для самоутилизации космических аппаратов. Для торможения объектов космического мусора, окруженных искусственным плазменным образованием, предлагается использовать аэродинамическое торможение о следы атмосферы Земли. Благодаря заполнению пустот между фрагментами газопылевой средой значительно увеличиваются силы аэродинамического торможения, что сокращает срок существования космического мусора на околоземной орбите. Подвергаясь ионизации под воздействием радиации космического пространства или лазерного облучения, производимого с космическим аппаратом утилизации, плазменное образование «сращивает» газопылевое окружение с элементами мусора электростатическими кулоновскими силами. В газопылевом облаке между элементами твердого корпуса и газопылевой средой возникают кулоновские силы. Облако мелкодисперсных образований еще до встречи с космическим мусором будет подвергаться ионизации за счет радиационных излучений, поступающих из космического пространства, либо вследствие его дополнительного сканирования лазерным лучом достаточной мощности. Чтобы получить более высокую концентрацию ионизованной среды мелкодисперсных образований, необходимо в его состав ввести легко ионизирующиеся щелочные и щелочноземельные вещества, имеющие низкий потенциал ионизации. При этом электростатические кулоновские притяжения начинают преодолевать рассеивающие усилия аэродинамического воздействия следов атмосферы Земли, т. е. сохранять искусственное плазменное образование вплоть до достижения космическим мусором, окруженным искусственным плазменным образованием, плотных слоев атмосферы Земли, в которых осуществляется термическая утилизация космического мусора. Особенностью космического аппарата, спроектированного с учетом последующей самоутилизации, является наличие видоизменяющейся конструкции. Данные конструкции заложены на стадии проектирования для увеличения общего миделевого сечения после срабатывания команды на утилизацию космического аппарата. Элементы конструкции распределяются в большом объеме конструктивной формы твердого космического мусора. На основе новой конструкции космического мусора создается искусственное плазменное образование, которое состоит из легкоионизирующейся газопылевой среды, формирующейся за счет специального генератора, заложенного на стадии проектирования космического аппарата, и твердого космического мусора. Полученное искусственное плазменное образование приводится во вращательное движение с целью сохранения максимального общего миделевого сечения в пространстве и времени для форсирования аэродинамического торможения о следы атмосферы Земли. За счет этого сокращается время существования космического мусора на орбите.

Ключевые слова: искусственное плазменное образование, космический аппарат, околоземное космическое пространство, сложная техническая система, собственная внешняя атмосфера, мелкодисперсное образование.

Для цитирования: Устинов А. Н., Бабук В. А., Низяев А. А., Атамасов В. Д., Кудинов А. А. Искусственное плазменное образование для утилизации космического мусора в плотных слоях атмосферы Земли // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 2. С. 145–157.