Journal of Rocket-Space Technology
Not a member yet
238 research outputs found
Sort by
КЕРУВАННЯ З РЕДУКУВАННЯМ ЗБУРЮЮЧИХ ФАКТОРІВ
Get PDFThe structural and dynamic features of the space (moving outside the dense layers of the atmosphere) stages of rockets - carriers of spacecraft as control objects are analyzed. The reasons are investigated - disturbing factors that generate external forces and moments that determine the disturbed motion of space rocket stages. For space rocket stages, disturbing factors are: mass asymmetry of the stage relative to its longitudinal axis and angle of mismatch of the line of action of the thrust vector of the propulsion system of the stage with the longitudinal axis of the stage. It is shown that when using the stage control deviating in the hinge of the marching engine as the executive organs of the control system, the effect of auto-reduction of the mentioned disturbing factors arises. The consequence of the autocompensation of disturbing factors is the reduction of disturbing forces and moments that violate the programmed motion of the step in the pitch and yaw planes. Mass asymmetry and the angle of mismatch of the line of action of the thrust vector of its engine and the longitudinal axis of magnitude are constant. Therefore, a decrease in perturbing forces and moments is accompanied by a decrease in the amount of energy (fuel) spent on processing (zeroing) perturbations of the parameters of the perturbed motion of the stage. It is shown that if the thrust of a space-stage engine is 8000 kgf, the engine operating time (flight time of the stage) is 500 sec, the specific engine thrust is 330 sec, the mass asymmetry is 0.05 m, the angle of mismatch is 0.25 degrees, then fuel economy can reach 200 kgf. The studies were performed using mathematical modeling methods.Показано, що при використанні маршового двигуна ракети в якості виконуючого пристрою системи керування, реалізується ефект автокомпенсації збурюючих факторів, завдяки чому суттєво зменшується кількість палива, яке витрачається на відпрацювання збурень параметрів руху ракети.Показано, что при использовании маршевого двигателя ракеты в качестве исполнительного устройства системы управления, реализуется эффект автокомпенсации возмущающих факторов, что существенно уменьшает количество топлива на ликвидацию возмущений параметров движения ракеты
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОГРАММНЫХ ДВИЖЕНИЙ МАНИПУЛЯТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАTHСАD
Get PDFAbstract. The method of the stability analysis of the manipulator program movements with use of Mathcad applied programs package is offered. On the basis of the manipulator’s kinematic scheme, the matrices of homogeneous transformations of Denavit Hartenberg are formed and a mathematical model of the extended control object is drawn up. An outline of an extended object control system consisting of a manipulator and an actuator is presented. For example, the linear equations of the manipulator, actuators, meter and controller are considered. The task of synthesizing the manipulator control algorithm is to determine the coefficients of the matrix transfer function of the controller that satisfy the conditions of stability and quality of transients. Mathematical modeling of manipulator programmatic movements was performed using the Matchad application package. The analysis of simulation results allows us to evaluate: manipulator workspace, control system performance, grip positioning accuracy, dependence of grip positioning error on the nature of load and the law of motion. A change in the dynamic characteristics of an extended control object causes a change in the controllability of systems, for the considered example rang Q = 2, i.e. the system is fully controllable.
This method can be used to analyze the manipulation of the manipulator at the design stage; allows to determine the influence of design, kinematic and dynamic parameters on the manipulation of the manipulator and perform mathematical modeling of the manipulator motion. Calculation examples are given that confirm the expediency and effectiveness of using the Mathcad application software package to solve this type of problem.Запропоновано метод аналізу стійкості програмних рухів маніпулятора з використанням пакета прикладних програм Маthсаd. На основі кінематичної схеми маніпулятора сформовані матриці однорідних перетворень Денавита Хартенберга та складена математична модель розширеного об'єкта керування. Представлено структурну схему системи керування розширеним об'єктом керування, що складається з маніпулятора й виконавчого пристрою. Для прикладу, розглянуті лінійні рівняння маніпулятора, приводів, вимірника й регулятора. Завдання синтезу алгоритму керування маніпулятором зводиться до завдання визначення коефіцієнтів матричної передатної функції регулятора, що задовольняють умовам стійкості і якості перехідних процесів. Математичне моделювання програмних рухів маніпулятора виконано з використанням пакета прикладних програм Маthсаd. Аналіз результатів моделювання дозволяє оцінити: робочий простір маніпулятора, швидкодія системи керування, точність позиціонування схвату, залежність помилки позиціонування схвату від характеру навантаження й закону руху. Зміна динамічних характеристик розширеного об'єкта управління обумовлює зміну керованості систем, для розглянутого прикладу rang Q = 2, тобто система повністю керована.
Даний метод може використовуватися для аналізу керованості маніпулятора на етапі проектування; дозволяє визначити вплив конструктивних, кінематичних і динамічних параметрів на керованість маніпулятора й виконати математичне моделювання руху маніпулятора. Наведено розрахункові приклади, які підтверджують доцільність і ефективність використання пакета прикладних програм Mathcad для вирішення даного типу завдань.Предложен метод анализа устойчивости программных движений манипулятора с использованием пакета прикладных программ Маthсаd. Задача синтеза алгоритма управления манипулятором сводится к задаче определения коэффициентов матричной передаточной функции регулятора, удовлетворяющих условиям устойчивости и качества переходных процессов. Данный метод может использоваться для анализа управляемости манипулятора на этапе проектирования; позволяет определить влияние конструктивных, кинематических и динамических параметров на управляемость манипулятора и выполнить математическое моделирование движения манипулятора
МОДЕЛЬ РАДІОЛІНІЇ З ПІДВИЩЕНОЮ ІНФОРМАТИВНІСТЮ ДЛЯ НИЗЬКООРБІТАЛЬНОГО СУПУТНИКА
Get PDFA proposed the model of a radioline “space-to-Earth” with more informative for a low orbit university nanosatellite. The radioline is modeled on a antenna of the high-frequency S-band. At present time, the tasks of creating radiolines “space-to-Earth” in the conditions of limited energy of satellites with more informativeness (for telemetry radiolines and information radiolines) constantly require increasing their capabilities. Various options are being developed to implement such a solution, ranging from increasing the data transmission time due to repeaters and developing new encoding methods and increasing the bandwidth of radio lines. One solution is to use middle or high gain antennas.
The model of a radioline is designed on the basis of the high-frequency (S-band) antenna. The calculations were carried out according to the international format of the AMSAT-IARU-Link-Model program. The calculation of the proposed the model consists of three basic conditions: the greatest loss of energy of the radio signal in free space, equivalent to isotropic radiating power and quality factor of the receiving station. The proposed model is built on the basis of a phased antenna array with a gain of 12 dBi for transmit from nanosatellite, the gain of the receiving antenna is 35 dBi. The results showed the ability to transmit up to 50 images of the Earth's surface per day. The use of a phased array antenna and the transition to the S-band allowed with smaller dimensions to increase the antenna gain and the rate of information transmission in communication sessions.Запропонована модель радіолінії “космос-Земля” на базі фазованої антенної решітки з можливістю керування напрямком випромінювання антени, яка дозволяє в умовах обмеженої енергетики і габаритів підвищити інформативність радіоканалу з низькоорбітального університетського наносупутника.Предложена модель радиолинии «космос-Земля» с повышенной информативностью для низкоорбитального университетского наноспутника. Радиолиния моделируется на базе бортовой антенны высокочастотного S-диапазона. В настоящее время задача создания радиолиний «космос-Земля» в условиях ограниченной энергии спутников с повышенной информативностью постоянно требуют совершенствования своих возможностей. Для реализации такого решения разрабатываются различные варианты, начиная от увеличения времени передачи данных за счет ретрансляторов, разработки новых методов кодирования и увеличение пропускной способности радиолиний. Одно из решений - использование антенны среднего или высокого коэффициента усиления.
Расчеты проводились в соответствии с программой международного формата AMSAT-IARU-Link-Model. Расчет предложенной модели состоит из трех основных условий: наибольшие потери энергии радиосигнала в свободном пространстве, эквивалентной изотропно-излучаемой мощности и добротности приемной станции. Коэффициент усиления фазированной антенной решетки, установленной на спутнике, составляет 12 дБи, коэффициент усиления приемной антенны составляет 35 дБи. Результаты расчета показали способность передавать до 50 изображений поверхности Земли в день на наземную станцию в средних широтах. Использование фазированной антенной решетки и переход к S-диапазону позволяют с меньшими габаритами увеличить усиления антенны и скорость передачи в сеансах связи
НАЗЕМНЕ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВІДПРАЦЮВАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ АВТОМАТИКИ ПНЕВМОГІДРАВЛІЧНИХ СИСТЕМ РАКЕТНО-КОСМІЧНОЇ ТЕХНІКИ
Get PDFThe design and production of sophisticated technical systems, which include modern rockets and other aircraft, requires their reliability and trouble-free operation. To achieve the required level of reliability of aerospace products, a wide variety of test methods are applied at all stages of the life cycle. One of the most important systems of the launch vehicle is the pneumatic hydraulic power system of the liquid rocket propulsion system. Development of new and improvement of existing methods of control and diagnostics is one way of increasing the design and technological reliability of products of aviation and space technology. The use of functional diagnostics systems for bench and flight tests significantly increases the reliability and efficiency of space rocket technology. Researches are directed on increase of a level of reliability of products of aerospace branch. Application of systems of functional diagnostics is described at bench tests. The results of experimental researches of elements of automatics of pneumatic hydraulic power supply systems of liquid rocket engines are considered. The technique of processing of experimental data of a pulsing-acoustic method of diagnostics with use of the mathematical technology of recognition of images is presented. Deciding rules of recognition of a technical condition of object of diagnosing by results of tests are resulted. The developed method with a high degree of accuracy allows to determine the technical condition of the object of diagnosis as defective or to detect the presence of characteristic defects. Experimental testing and the proposed method of processing the results showed the efficiency of the method.Дослідження направлені на підвищення рівня надійності виробів авіаційно-космічної галузі. Описано застосування систем функціональної діагностики при стендових випробуваннях. Розглядаються результати експериментальних досліджень елементів автоматики пневмогідравлічних систем живлення ракетних двигунів. Наведена методика обробки експериментальних даних імпульсно-акустичного методу діагностики із застосуванням математичного апарату розпізнання образів. Наведені вирішальні правила розпізнання технічного стану об’єкта діагностування по результатам випробувань.Исследования направлены на повышение уровня надежности изделий авиационно-космической отрасли. Описано применение систем функциональной диагностики при стендовых испытаниях. Рассматриваются результаты экспериментальных исследований элементов автоматики пневмогидравлических систем питания жидкостных ракетных двигателей. Представлена методика обработки экспериментальных данных импульсно-акустического метода диагностики с использованием математического аппарата распознавания образов. Приведены решающие правила распознавания технического состояния объекта диагностирования по результатам испытаний
ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ АНІЗОГРІДНИХ СІТЧАСТИХ СТРУКТУР В КОНСТРУКЦІЯХ АДАПТЕРІВ РАКЕТ-НОСІЇВ
Get PDFThe efficiency of using anisogrid lattice structures in launch vehicle designs, in particular in payload adapters, is investigated. On a specific example of the design of the adapter, which is in operation, it is compared with an anisogrid adapter, which is made of different materials - composite, made by winding, and metal using additive technologies. The performance of the adapter was evaluated by the criterion of minimum mass, subject to the requirements of strength and stability. The initial geometric parameters of the anisogrid lattice structure were determined under the condition that the critical stresses are equal for the symmetric and asymmetric cases of stability loss for the structural orthotropic shell model. Calculations and comparisons were made for composite materials - fiberglass, carbon fiber, organoplastic and boraluminium, as well as metal - AMG6M, BT20. Checking the geometrical parameters calculated on the model of structural orthotropic shell showed that they do not meet the requirements of strength and stability. The choice of geometric parameters of a working adapter design is made by numerical experiment with finite element method. The geometry of the lattice structure of the adapter was parameterized to ensure the variability of two geometric dimensions of the cross section of the longitudinal rib and two geometric dimensions of the cross section of the upper frame. The numerical experiment was performed for the constructions made of carbon plastic and for metals AMG6M, BT20. The results of the calculations showed that the anisogrid lattice structures give a gain on the weight of the adapters, which is up to 50% compared to the designs in operation.Досліджена ефективність використання анізогрідних сітчастих структур в конструкціях ракет-носіїв, зокрема в адаптерах корисного вантажу. На конкретному прикладі конструкції адаптера, що експлуатується проводиться її порівняння з анізогрідним адаптером, який виготовляється з різних матеріалів – композитних, виконаних шляхом намотки, та металевих з використанням адитивних технологій. Ефективність конструкції адаптера оцінювалась за критерієм мінімуму маси при умові виконання вимог міцності та стійкості. Визначення початкових геометричних параметрів анізогрідної сітчастої конструкції проведено за умови рівності критичних напружень для симетричного і несиметричного випадків втрати стійкості для моделі конструктивно-ортотропної оболонки. Розрахунки та порівняння виконано для композитних матеріалів - склопластик, вуглепластик, органопластик та боралюміній, а також металевих – АМГ6М, ВТ20. Перевірка геометричних параметрів розрахованих по моделі конструктивно-ортотропної оболонки показала, що вони не відповідають вимогам міцності та стійкості. Вибір геометричних параметрів працездатної конструкції адаптера виконано за допомогою чисельного експерименту методом кінцевих елементів. Геометрію сітчастої конструкції адаптера було параметризовано з забезпеченням варіативності двох геометричних розмірів поперечного перетину повздовжнього ребра та двох геометричних розмірів поперечного перетину верхнього шпангоута. Чисельний експеримент виконано для конструкцій з вуглепластику, та для металів АМГ6М, ВТ20. Результати розрахунків показали, що анізогрідні сітчасті конструкції дають виграш по масі адаптерів, який складає до 50% у порівнянні з конструкціями, які знаходяться в експлуатації.Исследована эффективность применения анизогридных сетчатых структур в конструкциях ракет-носителей, в частности в адаптерах полезной нагрузки. На конкретном примере конструкции адаптера, который находится в эксплуатации, выполняется его сравнение с анизогридным адаптером, который изготавливается из разных материалов – композитных, выполненных путем намотки, и металлических с использованием аддитивных технологий
РАСПОЗНАВАНИЕ ПАХОТНЫХ ЗЕМЕЛЬ НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЙ ВЕГЕТАЦИОННОГО ИНДЕКСА
Get PDFThe paper presents a method for assessing the utilization of arable land based on measurements of the NDVI vegetation index, calculated from images of a MODIS spectroradiometer from the Terra satellite. The work involves the development of a software module that performs the automatic classification of agricultural land into utilization classes.An algorithm and programmatic block are worked out for classification of degree of used of agricultural lands. Educating of classifier is conducted by means of algorithms of computer-aided instruction.
For an analysis data of measuring of vegetation index of NDVI were used for every week 2017 year, got in the system Vega the vehicle of MODIS. For testing of algorithms a selection was used from 1026 vectors of signs (agricultural lands) equipartition on different areas. Breaking up on teaching and test selections was produced with maintenance of balance between areas. A job of the program performance is a mark of class for every entrance vector, characterizing the use of agricultural lands. The use of measuring of vegetation index allowed to automatize classification of used of the fields. For the fields, vector of values of NDVI that is had admissions of measuring, the algorithm of filling of admissions is applied, that allowed to use these the vector for classification. The features of development of vegetation were taken into account depending on a geographical location. The use of algorithms of computer-aided instruction gave next results: kNN is exactness of classification of 82%; SVC is exactness of classification of 78%; Random Forest is exactness of classification of 85%; GBT is exactness of classification of 86.307%. The most high results are got with the use of algorithm of GBT - 86% of the correctly classified fields. Programmatic block realized as a module ready for integration in the system Vega.У роботі представлений метод оцінки використовуваного орних земель на основі вимірів вегетаційного індексу NDVI, обчислених із зображень спектрорадіометра MODIS з супутника Terra. Робота передбачає розробку програмного модуля, що виконує автоматичну класифікацію сільськогосподарських угідь на класи використовуваних. Розроблено алгоритм і програмний блок для класифікації міри використовуваної сільськогосподарських угідь. Проведено навчання класифікатора за допомогою алгоритмів машинного навчання. Для аналізу використовувалися дані вимірів вегетаційного індексу NDVI за кожен тиждень 2017 року, отримані в системі Vega апаратом MODIS. Для тестування алгоритмів використовувалася вибірка з 1026 векторів ознак (сільськогосподарських угідь), рівномірно розподілених по різних областях. Розбиття на повчальні і тестові вибірки здійснювалося зі збереженням балансу між областями. Результатом роботи програми є мітка класу для кожного вхідного вектору, що характеризує використання сільськогосподарських угідь. Використання вимірів вегетаційного індексу дозволило автоматизувати класифікацію використовуваної полів. Для полів, вектору значень NDVI яких мають пропуски вимірів, застосований алгоритм заповнення пропусків, що дозволило використати ці вектору для класифікації. Були враховані особливості розвитку рослинності залежно від географічного положення. Використання алгоритмів машинного навчання дало наступні результати: kNN - точність класифікації 82%; SVC - точність класифікації 78%; Random Forest - точність класифікації 85%; GBT - точність класифікації 86.307%. Найбільш високі результати отримані з використанням алгоритму GBT - 86% правильно класифікованих полів. Програмний блок реалізована у вигляді модуля, готового для інтеграції в систему Vega.В работе представлен метод оценки используемости пахотных земель на основе измерений вегетационного индекса NDVI, вычисленных по изображениям спектрорадиометра MODIS со спутника Terra. Работа предполагает разработку программного модуля, выполняющего автоматическую классификацию сельскохозяйственных угодий на классы используемости. Разработан алгоритм и программный блок для классификации степени используемости сельскохозяйственных угодий. Проведено обучение классификатора с помощью алгоритмов машинного обучения. Для анализа использовались данные измерений вегетационного индекса NDVI за каждую неделю 2017 года, полученные в системе Vega аппаратом MODIS. Для тестирования алгоритмов использовалась выборка из 1026 векторов признаков (сельскохозяйственных угодий), равномерно распределенных по различным областям. Разбиение на обучающие и тестовые выборки производилось с сохранением баланса между областями. Результатом работы программы является метка класса для каждого входного вектора, характеризующая использование сельскохозяйственных угодий. Использование измерений вегетационного индекса позволило автоматизировать классификацию используемости полей. Для полей, вектора значений NDVI которых имеют пропуски измерений, применен алгоритм заполнения пропусков, что позволило использовать эти вектора для классификации. Были учтены особенности развития растительности в зависимости от географического положения. Использование алгоритмов машинного обучения дало следующие результаты: kNN – точность классификации 82%; SVC – точность классификации 78%; Random Forest – точность классификации 85%; GBT – точность классификации 86.307%. Наиболее высокие результаты получены с использованием алгоритма GBT - 86% правильно классифицированных полей. Программный блок реализована в виде модуля, готового для интеграции в систему Vega
ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАКЕТНОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Get PDFConsidered electric propulsion systems (EPS) based on the Hall effect. Structure of EPS includes hall thruster (HT), xenon feed system (XFS), power processing unit and automatic control and monitoring system. The task is to design information-measuring system (IMS), which allows measurement of the current settings of EPS, conduct their mathematical processing and registration for further analysis. EPS is a complex physical system consisting of subsystems within which different physical processes. These processes are characterized by a large number of parameters and characteristics to be measured and controlled in the process EPS. Listed EPS parameters that should be measured in the operation of system. Determined informative signs of laboratory and onboard subsystems EPS. The necessity of development of information-measuring system and the need to create two different IMS - for use in laboratory equipment for research and testing of subsystems and EPS use in an onboard system management and control. Laboratory IMS provides measurement parameters and test conditions in a vacuum chamber; modes of power processing unit; XFS modes; EPS temperatures subsystem (anode, cathode, supply system, power conversion system); thrust of hall-effect thruster and forming control signals for power sources, flow of propellant and laboratory equipment. Onboard IMS provides measuring current and voltage discharge between the anode and the cathode; valve current of XFS; high and low level pressure of XFS; the temperature of the anode block, cathode, power processing unit.Formulated the tasks performed by the laboratory and on-board IMS. Made choice of hardware implementation of the IMS. The work on the creation of software for the operation of the IMS.Розглянуто електричні ракетні двигунні установки (ЕРДУ) з використанням холловського двигуна. Структура ЕРДУ включає: холловський двигун (ХД), систему зберігання та подачі робочої речовини (СЗП), систему перетворення енергії бортового джерела і систему автоматичного управління та контролю поточних параметрів двигунної установки. Задача полягає в розробці інформаційно-вимірювальної системи (ІВС), яка дозволяє здійснювати вимірювання поточних параметрів двигунної установки, проводити їх математичну обробку та реєстрацію для подальшого аналізу. ЕРДУ є складною фізичною системою, яка складається з підсистем, в яких протікають різнорідні фізичні процеси. Ці процеси характеризуються значною кількістю параметрів і характеристик, які необхідно вимірювати та контролювати в процесі роботи ЕРДУ. Розглянуто параметри ЕРДУ які необхідно вимірювати в процесі функціонування двигунної установки. Визначено інформативні ознаки лабораторних та бортових підсистем ЕРДУ. Обґрунтовано необхідність розробки інформаційно-вимірювальної системи і необхідність створення двох різних ІВС – для використання у складі лабораторного обладнання, що дозволяє досліджувати та відпрацьовувати підсистеми ЕРДУ та використання у складі бортової системи управління та контролю. Лабораторна ІВС забезпечує вимірювання параметрів та умов тестування у вакуумній камері; режими роботи джерел живлення двигунної установки; режими роботи СЗП; температурні режими підсистем ЕРДУ (анодного блоку, катоду, системи подачі, системи перетворення енергії); тягу холловського двигуна, а також формування сигналів управління джерелами живлення, величиною витрат робочої речовини і лабораторним обладнанням. Бортова ІВС забезпечує вимірювання струму і напруги розряду між анодом і катодом; струми клапанів системи подачі; рівень високого і низького тиску СЗП; температури анодного блоку, катоду, системи перетворення енергії. Сформульовано завдання, що виконуються лабораторною та бортовою ІВС. Проведено вибір апаратних засобів реалізації ІВС. Проведена робота щодо створення програмних засобів, які забезпечують функціонування лабораторної ІВС.Рассмотрены существующие электрические ракетные двигательные установки (ЭРДУ) на эффекте Холла. Перечислены параметры ЭРДУ которые необходимо измерять. Определены информативные признаки лабораторных и бортовых подсистем ЕРДУ. Обоснована необходимость разработки информационно-измерительной системы (ИИС) и необходимости создания двух разных ИИС - для использования в составе лабораторного оборудования, позволяющая исследовать и отрабатывать подсистем ЕРДУ и использования в составе бортовой системы управления и контроля. Сформулированы задачи, выполняемые лабораторной и бортовой ИИС. Проведен выбор аппаратных средств реализации ИИС. Проведена работа по созданию программных средств, обеспечивающих функционирование лабораторной ИИС
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НАВИГАЦИИ И УГЛОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
Get PDFCurrently, there is an increased interest in the creation of strapdown inertial navigation systems (SINS), which make up the information core of modern airborne systems for the orientation and navigation of spacecraft (SC). An urgent problem arises, which is associated with the development of high-precision algorithms for estimating and filtering data from the sensors of the SC motion parameters, the mathematical model of the SINS, calculating its errors and analyzing the effect of errors on the characteristics of the navigation system and orientation of the SC. A mathematical model is proposed for solving the problem of navigation and angular orientation of a small SC equipped with electromagnetic control elements, taking into account the filtering of “noisy” magnetometer data. The requirements are set for the accuracy of the angular orientation and stabilization of the SC in the mode of maintaining the triaxial orientation of the SC in the orbital coordinate system (OCS) and for the duration of the damping mode of the angular velocities obtained by the SC during separation from the launch vehicle (LV), and the mode of the initial construction of the triaxial orientation of the SC in OCS. The mathematical model includes: a model of the motion of the center of mass of the SC in the osculating elements of the orbit with specified parameters, a model of the angular motion of the SC around the center of mass, a model of the Earth’s magnetic field (EMF) and a model of filtering magnetometer data. As an arithm for filtering data from a magnetometer on the components of the magnetic induction vector of the EMF, a one-parameter algorithm of exponential smoothing (exponential moving average) is used, which belongs to the class of first-order filters with an infinite impulse response. The results of numerical simulation of the dynamic processes of navigation and the angular orientation of the SC after separation from the LV taking into account the filtering of magnetometer data by the method of exponential smoothing using mathematical models are presented, and the accuracy of the angular orientation and stabilization of the SC is estimated.На даний час відзначається підвищений інтерес до створення беcплатформених інерціальних навігаційних систем (БІНС), які складають інформаційне ядро сучасних бортових комплексів орієнтації та навігації космічних апаратів (КА). Виникає актуальне завдання, яке зв’язане з розробкою високоточних алгоритмів оцінювання і фільтрації даних з датчиків параметрів руху КА, математичної моделі БІНС, розрахунком її похибок та аналізом впливу похибок на характеристики системи навігації і орієнтації КА. Запропоновано математичну модель для вирішення завдання навігації і кутової орієнтації малого КА, оснащеного електромагнітними органами керування, c урахуванням фільтрації "зашумлених" даних магнітометра. Задані вимоги до точності кутової орієнтації і стабілізації КА в режимі підтримки тривісною орієнтації КА в орбітальній системі координат (ОСК) і до тривалості режиму гасіння кутових швидкостей, одержуваних КА при відділенні від ракети-носія (РН), і режиму початкового побудови тривісною орієнтації КА в ОСК. Математична модель включає: модель руху центру мас КА в оскулюючих елементах орбіти з заданими параметрами, модель кутового руху КА навколо центру мас, модель магнітного поля Землі (МПЗ) і модель фільтрації даних магнітометра. В якості алгоритму фільтрації даних з магнітометра про складові вектора магнітної індукції МПЗ, використаний однопараметричний алгоритм експоненціального згладжування (експоненціального змінного середнього), який належить до класу фільтрів першого порядку з нескінченною імпульсною характеристикою. Наведено результати чисельного моделювання динамічних процесів навігації та кутової орієнтації КА після відділення від РН з урахуванням фільтрації даних магнітометра, отримана оцінка точності кутової орієнтації і стабілізації КА.Предложена математическая модель для решения задачи навигации и угловой ориентации малого космического аппарата (КА) c учетом фильтрации данных магнитометра. Проведена оценка точности угловой ориентации и стабилизации КА, оснащенного электромагнитными органами управления
ДОСЛІДЖЕННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ МЕТАЛЕВОЇ АРМАТУРИ В ГУМОТЕХНІЧНИХ ВИРОБАХ ПРИ ЇХ ВИГОТОВЛЕННІ
Get PDFStress and strain states are typical for rubber-to-metal bonding areas in the rubber-metal products developed specifically for the space industry, particularly those with thin-walled reinforcement, i.e. dampers and brackets. To achieve maximum rubber adhesion to metal, 80-120 µm shot or aluminum oxide blasting at the air pressure of 0.6-0.8 MPa is applied to the reinforcing steel of straight or any other shape. The blasting process causes an improvement in the hardness of the material by strain hardening, which results in the backward deformation of the reinforcement. After the blasting process, the reinforcing steel changes its geometry and stress and strain state. A new equilibrium state appears.
Rubber-metal products are typically cast under pressure using press molds by vulcanizing a rubber mix at high temperatures. Bonding rubber to metal using an adhesive takes place simultaneously. During the molding process, the deformed reinforcement returns to its original shape once the pressure is applied and preserves its shape for some time due to strong rubber-to-metal bonds. Yet, after the rubber-metal product is taken out of the mold, the stress and strain state emerges in the rubber-to-metal bonding area, as the reinforcing steel wants to return to its equilibrium state. With the relaxation developing as time passes, delamination of the rubber-to-metal system occurs and the product can no longer be used.
As a result of our research, we determined the relationship between the strength of the rubber-to-metal adhesion and the deformation using standard samples and proposed the methods of the stress and strain state simulation that can be used for development of new technologies enabling manufacturing of rubber-metal products with no or small stress and strain levels. The paper outlines the key approaches to relieving the stress and strain states in the rubber-metal products with thin-walled reinforcement. Using the standard samples, we proved that relieving of the stress and strain state will ensure product operability during the entire period of warranty.В гумометалевих виробах (ГМВ) з тонкостінною арматурою для об’єктів ракетно-космічної техніки (РКТ) при їх виготовленні на границі «метал-адгезив-гума» виникає напружено-деформований стан (НДС), що призводить з терміном часу до розшарування між арматурою і гумою. В статті сформульовані основні підходи для зниження НДС в ГМВ та забезпечити їх роботоздатність в об’єктах РКТ на протязі гарантійного терміну експлуатації.В резинометаллических изделиях для объектов ракетно-космической техники, особенно с тонкостенной арматурой, таких как амортизаторы и кронштейны, практически всегда имеет место напряженно-деформированное состояние (НДС) на границе «металл-адгезив-резина». Это связано с тем, что для обеспечения высокой прочности связи резины с металлом, металлическую арматуру прямолинейной или иной формы подвергают обязательной пескоструйной обработке дробью или электрокорундом зернистостью от 80 до 120 мкм потоком воздуха давлением 0,6-0,8 МПа. В процессе пескоструйной обработки на обрабатываемой поверхности возникает наклеп, что приводит к искривлению арматуры с выпуклостью навстречу обработке. Металлическая арматура после обработки, изменяя геометрическую форму, переходит в иное НДС, которое теперь для нее является равновесным.
Резинометаллические изделия, как правило, изготавливаются в пресс-формах под давлением методом горячей вулканизации резиновой смеси, одновременно соединяя ее с арматурой, на обработанную поверхность которой нанесена клеевая система. В процессе формования резиновой смеси в пресс-форме деформированная арматура под давлением выравнивается до первоначальной формы и временно удерживается в таком состоянии за счет адгезионной связи резины с металлом. Но после выемки резинометаллического изделия из пресс-формы в системе «металл-клеевая система-резина» возникает НДС, так как «выровненная» арматура стремится вернуться к своему равновесному состоянию. Учитывая релаксационные процессы, развивающиеся с течением времени, происходит расслоение между резиной и металлической арматурой, что делает такое изделие непригодным для эксплуатации.
Установлены зависимости прочности связи резины с металлом от деформации на стандартных образцах и предложены способы моделирования НДС, которые позволяют разрабатывать технологические процессы изготовления резинометаллических изделий с нулевым или минимальным НДС. В статье сформулированы основные подходы для снижения НДС в резинометаллических изделиях с тонкостенной арматурой и на конкретных изделиях показано, что снижение НДС позволяет обеспечить их работоспособность в течение всего гарантийного срока эксплуатации изделия
ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ В ЗАДАЧАХ МОНІТОРИНГУ ПСИХІЧНОГО СТАНУ ОСОБИСТОСТІ
Get PDFThe article analyzes the current state of development of information technologies of psychometric state of the person, features of definition of mental states of the person and methods of observation of changes of the state of the person. The analysis of information technologies of decision support in monitoring tasks concerning the state of the person is carried out. Eysenck computer test information technology has been developed. The results of the tests tested using Eysenck's computer psychometric testing were conducted. According to the test results, algorithms for secondary processing of test results were developed during testing several times and during the process of monitoring the subjects. Based on the results of the study, information technology for decision support in personality monitoring tasks was developed based on the Eysenck computer version of the test. According to the results of the study it is determined that it is necessary to use different approaches to be processing the test results, which will confirm the sincerity of the subject. Therefore, the article discusses several criteria for determining the quality of test results and their sincerity. It has been determined that computer-based psychometric monitoring is aimed at objectively assessing changes in mental state based on the results of retesting. The research in the tasks of monitoring the mental state of a person is to apply the processing of statistical psychometric measurements (initial processing of test results), quantitative assessment of changes in psychometric parameters and identify their trends in long-term observation. Data from such measurements indirectly contain information about changes in the mental state of the subject.У статті проаналізовано сучасний стан розвитку інформаційних технологій психометричного стану особистості, особливості визначення психічних станів людини та методики спостереження змін стану людини. Проведено аналіз інформаційних технологій підтримки прийняття рішень в задачах моніторингу щодо стану особистості. Розроблена інформаційна технологія комп’ютерного тесту Айзенка. Проведено дослідження результатів випробуваних при застосуванні комп’ютерного психометричного тестування за методикою Айзенка. За результатами тестування розроблені алгоритми вторинної обробки результатів тестування при тестуванні декілька разів та в процесі моніторингу випробуваних. Базуючись на отриманих результатах дослідження розроблена інформаційна технологія підтримки прийняття рішень в задачах моніторингу стану особистості на основі комп’ютерного варіанту тесту Айзенка. За результатами дослідження визначено, що необхідним є використовувати різні підходи до обробки результатів тестування, що підтверджуватимуть щирість випробуваного. Тому у статті розглянуті декілька критеріїв для визначення якості результатів тестування випробуваних та їх щирості. Визначено, що комп’ютерний психометричний моніторинг має на меті об’єктивну оцінку змін психічного стану за результатами повторних тестувань. За результатами досліджень в задачах моніторингу за психічним станом людини необхідно застосовувати обробку статистичних психометричних вимірювань (первинна обробка результатів тестування), кількісну оцінку змін психометричних параметрів та виявлення їх трендів при тривалому спостереженні. Дані таких вимірювань побічно містять інформацію про зміни психічного стану випробуваного.Разработана информационная технология поддержки принятия решений в задачах мониторинга состояния личности на основе компьютерного варианта теста Айзенка. Компьютерный психометрический мониторинг имеет целью объективную оценку изменений психического состояния по результатам повторных тестирований. Эта задача решается путем статистической обработки психометрических измерений, количественной оценки изменений психометрических параметров и выявление их трендов при длительном наблюдении. Эти измерения косвенно содержат информацию об изменениях психического состояния испытуемого