МГТУ им. Н.Э. Баумана (статьи)

Приведен аналитический обзор основных баллистических проблем синтеза орбитального сегмента спутниковых систем (СС) информационного обеспечения на основе малых космических аппаратов (МКА). Существенное внимание уделено разработке концепции оценки возможности универсализации ССМКА. На основе рассмотрения постановки задачи синтеза баллистической структуры СС как паретооптимальной системы показано, что интеграция систем МКА возможна главным образом в пределах одного или только «родственных» классов СС. С учетом тенденций развития классических тяжелых образцов космической техники в системах как гражданского, так и двойного назначения сформулированы требования к точности технологий баллистико-навигационного обеспечения (БНО) ССКА (в том числе и МКА) различного целевого назначения. Рассмотрены проблемы использования межспутниковой навигации и баллистических аспектов реализации технологий межспутниковых измерений. Переход от систем тяжелых КА к СС МКА требует решения совокупности инновационных задач, связанных как с конструированием отдельных КА, так и с адаптационной перестройкой БНО их систем.

Разработан подход к формированию структуры базы данных «Оружие нелетального действия» (ОНД), рассматриваемой как средство информационного обеспечения для автоматизированных систем проектирования оптимального облика ОНД и инструмент формирования входных данных для систем оценки и прогнозирования рисков развития ОНД-технологий с перспективой создания фундамента для развития современных CALS-средств применительно к исследуемой предметной области. В основу положены авторские классификации ОНД по различным признакам, в том числе по физической природе фактора воздействия и уровню завершенности разработки. Предложен новый подход к классифицированию исследований в области ОНД. Представлены заложенная в программную реализацию базы данных общая схема жизненного цикла ОНД, схема реляционной базы данных, а также пользовательский интерфейс доступа к данным.

Рассматривается задача безрасходной разгрузки накопленного кинетического момента инерционных исполнительных органов автономного космического аппарата на высокоэллиптической орбите. Получено аналитическое решение задачи гравитационной разгрузки кинетического момента инерционных исполнительных органов в гироскопически связанных между собой каналах крена — рысканья и показаны преимущества этого решения.

Рассмотрен принцип работы цилиндроконической баллистической установки с деформируемым поршнем, обеспечивающей высокие скорости метаемых тел. Термогазодинамические процессы описаны на основе квазиодномерных газодинамических уравнений, решаемых численно на подвижной сетке методом Годунова. Установлено, что использование данных баллистических установок позволяет увеличить дульную скорость более чем в 1,5 раза.

Проведено исследование аберрационных свойств градиентных линз с осевым линейным распределением показателя преломления с исправленной сферической аберрацией. Градиентные линзы были получены на основе однородных линз, рассчитанных на минимум сферической аберрации. Рассмотрены два варианта градиентных линз: с градиентным слоем у первой поверхности и с градиентным слоем по всей осевой толщине линзы. Изучены свойства градиентных линз с исправленной сферической аберрацией в области аберраций третьего порядка и в области реальных аберраций.

Описаны схемы построения быстродействующих поляриметров для исследования кинетики биохимических реакций, приведены методы повышения их точности и помехоустойчивости, снижающие влияние амплитудных флуктуаций источника излучения и рассеяния среды.

Предложена схема блока бортовой спектральной радиометрической калибровки гиперспектральной аппаратуры дистанционного зондирования Земли, устанавливаемой на космических аппаратах. Для этой схемы представлена методика расчета радиометрических характеристик.

Рассмотрен подход к непротиворечивому описанию динамического угла смачивания при растекании капельной жидкости вдоль твердой поверхности с учетом дополнительного химического потенциала (расклинивающего давления) для частиц жидкости в тонких слоях жидкости вблизи линии трехфазного контакта. Применение развиваемой теории продемонстрировано на примере расчета скорости безнапорного заполнения плоского капилляра частично смачивающей жидкостью.

Рассмотрен алгоритм обнаружения надводных кораблей на изображениях, полученных с оптико-электронного канала, путем нахождения первой производной от функции яркостей исходного изображения методом Собела. Предложены алгоритмы фильтрации обработанного изображения и обнаружения искомого объекта на основе его семантического описания. Экспериментально определены точностные характеристики алгоритма, сделан вывод о возможности применения данного метода в системах технического зрения беспилотных летательных аппаратов.

Рассмотрен вариант построения бортовой антенной решетки для космического аппарата на геостационарной орбите из крупноапертурных излучателей. Показаны ее преимущества по сравнению с традиционными гибридно-зеркальными многолучевыми антеннами. Приведен вариант выполнения антенной решетки из крупноапертурных излучателей.

Рассмотрены основные вопросы проектирования многолучевой антенны Kа-диапазона для космических аппаратов на геостационарной орбите, предназначенной для космического сегмента спутниковой системы высокоскоростного доступа. Описаны зоны обслуживания территории РФ остронаправленными лучами многолучевой антенны, сформулированы требования к конструктивному исполнению бортовой антенны космического базирования, приведен математический аппарат расчета электрических характеристик. Описанная отечественная разработка МЛА для ретранслятора на геостационарной орбите была представлена на авиакосмическом салоне МАКС-2009.