Механіка гіроскопічних систем: науково-технічний збірник, Вип. 45
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Оцінювання методів визначення різнотяговості ракетних енергетичних установок(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Коробко, І. В.; Павлова, В. В.Розглянута актуальність визначення різнотяговості ракетних енергетичних установок. Підкреслено, що вирішення задачі оцінювання асиметричності тяги дасть можливість вносити зміни і корективи в роботу ракетного двигуна заздалегідь. Проаналізовані основні методи вимірювання тяги ракетних двигунів: чисельні та експериментальні (прямі та непрямі) і проміжну групу - розрахунково-експериментальні, які поєднують в собі методи і способи обох вищезазначених категорій. Окреслені основні недоліки та переваги вказаних методів реєстрації різнотяговості ракетних двигунів.Документ Відкритий доступ Вибір параметрів планеру безпілотного повітряного судна з врахуванням масштабування(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Астахова, О. О.; Сухов, В. В.Основною ідеєю роботи є використання можливостей динамічно подібних моделей під час проектних робіт зі створення нового покоління безпілотних повітряних суден (БПС). Головна задача полягає в створенні моделі, що за своєю конструкцією відповідає натурній моделі планеру БПС, а після проведення експериментальних досліджень, перенести отримані результати на натурну конструкцію планера. Такий підхід дозволяє сформувати ефективний аеродинамічний образ майбутніх БПС для будь-яких динамічно подібних моделей.Документ Відкритий доступ The strength calculation of the transport aircraft control system element by the finite element method(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Trubachev, S. I.; Alexeychuck, O. М.; Kryvova, S. G.The work is devoted to determining the stress-strain state of the element of the control system of the transport aircraft, which serves to transmit motion and is an element of the mechanism for deflecting the rudder and removing the load from the control wiring. If this element is destroyed, the control system will not function, as a result of which some elements of the electronic installation of the aircraft will be disabled. Analytical methods are not always effective when studying the stress state of complex parts and mechanisms of aircraft construction, although they are also used. To determine the stress-strain state in the work, a numerical method was used - the finite element method, which models the stress-strain state of mechanical systems with great accuracy, taking into account the boundary conditions and the given load. A four-node tetrahedral element was chosen as a finite element. Based on the analysis of the stress-strain state, dangerous places in the structure were identified, where there is a possibility of a crack appearing and, as a consequence, destruction.Документ Відкритий доступ Оптимізація ресурсних характеристик основної опори шасі літаків типу АН(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Торохтій, М. П.; Бондар, Ю. І.Розглянуто задачу оптимізації міцності критичних зон основної опори шасі літака Ан-32. За допомогою скінчено-елементного аналізу було визначено напружено-деформований стан опори шасі. На основі результатів скінчено-елементного аналізу визначено зони критичних напружень. Визначено кількість циклів навантаження до руйнування. Проведено оптимізацію критичних зон шляхом зміни технологічних радіусів конструкції опори до найбільш оптимальних, та проведено перерахунок напружено-деформованого стану і ресурсу до руйнування. Для оптимізації критичних зон було використано метод SHERPA який використовує декілька стратегій пошуку рішення одночасно.Документ Відкритий доступ Автономна корекція інструментальних похибок інерціальних вимірювачів безплатформної навігаційної системи(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Колесник, В. О.; Черняк, М. Г.Безплатформні навігаційні системи на основі мікроелектромеханічних вимірювачів (МЕМС) мають ряд переваг, як-от малий розмір, низька вартість і мінімальне енергоспоживання. Проте таким вимірювачам властиві значні низькочастотні шуми та погана повторюваність зміщення нуля, що призводить до значних навігаційних похибок. Ці недоліки роблять МЕМС вимірювачі непридатними для автономних навігаційних систем, навіть за умов регулярного повторного калібрування. Один із найбільш перспективних способів усунення випадкових похибок інерціальних вимірювачів базується на модуляції їх вихідних даних обертанням. Проте, цей підхід успішно застосовувався лише до прецизійних лазерних та волоконно-оптичних гіроскопів, обладнаних точними поворотними платформами. Дана стаття присвячена адаптації методу модуляції обертанням для недорогих МЕМС вимірювачів для покращення їх навігаційних характеристик зі збереженням при цьому переваг мікроелектромеханічних технологій. Були обговорені можливі питання реалізації та запропонована оптимальна модель розрахунку, що була перевірена під час статичних та натурних випробувань розробленого інерціального вимірювального модуля.Документ Відкритий доступ Взаємний вплив плануючого контейнера та літака на аеродинамічні характеристики у процесі відокремлення(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Коваленко, О. В.У роботі розглянуто ринок вантажних планерів у світі. Взявши до уваги результати досліджень аналогів, спроектовано власний плануючий контейнер для доставки вантажів у важкодоступні місця. Здійснено розрахунок аеродинамічних характеристик системи з декількох літальних апаратів: літаканосія та плануючих контейнерів в польоті і в процесі відокремлення планера. Прототипом літака-носія став український літак ANG-01. На основі отриманих результатів проаналізовано чи можливе безпечне розділення літальних апаратів. Усі розрахунки зроблені в програмному забезпеченні ANSYS, заснованому на розв’язанні системи рівнянь Нав'є-Стокса за допомогою методу скінчених елементів.Документ Відкритий доступ Оцінка впливу шумів сенсорів на точність системи визначення орієнтації мікросупутника та методи його зменшення(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Мелешко, В. В.; Тарнавский, С. В.Розглядається вплив шумів сенсорів на точність визначення орієнтації мікросупутника методом TRIAD по сигналах магнітометрів і датчика Сонця. Показано, що в особливих точках орбіти, де вимірювані вектор індукції магнітного поля Землі та вектор Сонця колінеарні, шуми призводять до значних помилок визначення орієнтації супутника. Для визначення особливих точок потрібно контролювати кут між векторами індукції та Сонця за наведеною формулою. Для зменшення помилок у особливих точках доцільно застосувати фільтрацію (згладжування) сигналу або перейти до іншого методу визначення орієнтації, наприклад, інерціального за допомогою безплатформної системи орієнтації. Можливо також «заморожування» кутів у зоні особливої точки протягом кількох секунд. Це дозволяє значно зменшити помилки як визначених кутів орієнтації, так і кутових швидкостей, які обчис-люються аналітично.Документ Відкритий доступ Теоретичні та практичні аспекти методів автономного визначення широти(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Заморський, О. В.; Аврутов, В. В.У статті проводиться аналіз методів і способів автономного визначення широти. Розглядаються кінематичні схеми прив’язки до географічної системи координат інерціальних модулів, що застосовуються для аналітичного та напіваналітичного методу автономного визначення широти. Приводяться аналітичні вирази для розглянутих способів визначення широти шестикомпонентним (три акселерометри та три гіроскопи) та однокомпонентним (один гіроскоп) інерціальним вимірювальним модулем. Показано, що розглянутими методами і способами визначається астрономічна широта. Розглядаються теоретичні та практичні моделі Землі – сфера, еліпсоїд обертання, геоїд. Вказано на проблему визначення аналітичних співвідношень між астрономічною та геодезичною широтами. Подаються наближені аналітичні вирази, що пов’язують визначену астрономічну широту з геодезичною широтою в системі координат світової геодезичної система WGS84.Документ Відкритий доступ Система автоматичного зближення супутника на основі технічного зору(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Усатенко, М. В.; Збруцький, О. В.; Усатенко, М. В.Описані математичні моделі динаміки обертального і поступального руху супутника на круговій орбіті та роботи системи технічного зору. Запропоновані алгоритм для наведення супутника на об’єкт та визначення його відносних координат. Представлено закони керування поступальним та обертальним рухом супутника. Проведено моделювання системи автоматичного зближення за допомогою системи технічного зору та показані його результати.Документ Відкритий доступ Система технічного зору для керування рухом квадрокоптера(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Савенко, Л. О.; Бобков, Ю. В.В роботі на основі проведеного аналізу можливих варіантів автономного руху квадрокоптера за заданою траєкторію обґрунтовано комплексування системи технічного зору (СТЗ) і БІНС. Для вирішення навігаційних задач під час автономного руху за заданим маршрутом з використанням СТЗ обрано політ за системою навігаційних орієнтирів. Відомі різні підходи щодо застосування СТЗ для керування рухом БПЛА в залежності від прийнятої системи орієнтирів та особливостей визначення маршруту слідування. Для попереднього опису та наступного пошуку навігаційних орієнтирів на зображення СТЗ запропоновано використання методів характерних точок, що дозволяє обирати в цій якості об’єкти різної структури, включаючи природні орієнтири. Розроблена структурна схема системи керування квадрокоптером із застосуванням СТЗ. Також запропонована методика розрахунку основних характеристик блоків СТЗ виходячи із заданих вимог до точності визначення напрямку руху квадракоптера за навігаційними орієнтирами. В роботі також запропонований алгоритм керування рухом квадрокоптера за системою візуальних навігаційних орієнтирів, що задають маршрут польоту. Після знаходження на кадрі з СТЗ за обраною системою ознак чергового зображення навігаційного орієнтира, визначається його центр та положення в кадрі відносно напрямку руху квадрокоптера. Отримані дані використовуються для визначення та зміни напрямку руху квадрокоптера шляхом зміни кута рискання, що передається в систему керування. Запропоновані в роботі рішення можуть бути корисні при вирішенні різноманітних задач використання СТЗ для керування рухом БПЛА.Документ Відкритий доступ Інваріантна до характеру збурень система керування оптичною віссю(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Збруцький, О. В.; Осокін, В. С.Розглядається задача синтезу оптимальної системи автоматичного керування оптичною віссю камери гарантованої точності, яка інваріантна до характеру збурень. Збурення в цьому контексті можуть бути різними та не обмеженими. Показаний процес створення математичної моделі системи керування та розв'язання математичної задачі синтезу, використовуючи підхід оберненої динамічної моделі. Результати дослідження демонструють механізм забезпечення якості системи автоматичного керування при компенсації збурень, а також вказують на особливості структури системи. Спеціальний метод для створення коригуючого впливу, необхідного для компенсації збурень, обговорюється в контексті наближення змінної стану системи автоматичного керування до границі допустимих значень. Важливим результатом є виявлення нової математичної структури - алгебро-диференціального рівняння (для системи з одним ступенем свободи) або системи таких рівнянь (для системи з декількома ступенями свободи), яка відповідає цій структурі системи автоматичного керування.Документ Відкритий доступ Калібрування тривісного навігаційного блоку акселерометрів в експлуатації на обладнанні низької точності(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Черняк, М. Г.; Тараш, Г. О.Розглянуто спосіб калібрування тривісного блоку акселерометрів (БА), заснований на вимірюванні модуля вектору прискорення сили тяжіння. Спосіб забезпечує визначення дванадцяти паспортних коефіцієнтів лінійної метрологічної моделі нерухомого блоку акселерометрів в експлуатації за допомогою обладнання низької точності і дозволяє обчислювати значення прискорення з припустимою похибкою. Задачу вирішено шляхом формування системи лінійних неоднорідних алгебраїчних рівнянь відносно шуканих різниць невідомих фактичних значень і попередньо визначених виробником паспортних значень коефіцієнтів метрологічної моделі блоку акселерометрів. Система формується шляхом встановлення БА у дев’ять тестових положень відносно вектору сили тяжіння. Розв’язок цієї системи з обмеженнями, які формуються у шести додаткових положеннях БА, дозволяє визначити фактичні значення метрологічних коефіцієнтів БА із використанням їх у подальшому в якості паспортних.Документ Відкритий доступ Алгоритм керування рухом мультикоптера у складі групи за сигналами системи технічного зору(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Бобков, Ю. В.; Піщела, П. О.В роботі проаналізоване керування групою мультикоптерів при автономному польоті за довільною траєкторією яка визначається лідером. За такої постановки найбільш прийнятним є варіант керування за моделлю лідерведений. Визначення взаємного розташування лідера та веденого, а також визначення параметрів для керування рухом веденого пропонується здійснювати за допомогою системи технічного зору. Для цього лідер маркується спеціальною міткою. Розроблено загальний алгоритм керування польотом, який включає всі його основні етапи від допольотної підготовки до посадки. Керування рухом веденого здійснюється шляхом регулювання за кутами рискання, крену, тангажу та зміни швидкості руху у залежності від відстані до лідера. У роботі запропоновано формули та алгоритм визначення цих параметрів за даними системи технічного зору та інерціальної навігаційної системи веденого. Для перевірки запропонованих алгоритмів була створена модель у програмному середовищі Simulink системи Matlab. Проведені експериментальні дослідження із застосуванням камери з роздільною здатністю 1280х720 підтвердили правильність отриманих співвідношень та алгоритмів. Максимальні значення приведеної похибки визначення зміни параметрів для дальності, кутів тангажу та крену не перевищували 4 %, а для кута рискання - 6,1 %. Підвищення точності визначення параметрів можливо за рахунок застосування камери з більшою роздільною здатністю.Документ Відкритий доступ The aerodynamic behavioral study of canard plane with fan wing configuration(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Komarov, B. G.; Zinchenko, D. M.У цій роботі досліджується оптимізація аеродинамічної схеми «качка» за умови використання пропульсивних силових установок інтегрованих в крило для підвищеної ефективності системи. Основні цілі — дослідження на стійкість та керованість; зменшення лобового опору повітря за рахунок застосування перспективної аеродинамічної схеми, яка дозволяє ефективніше використовувати явище заповнення сліду за крилом при використанні пропульсивної силової установки в його конструкції. У дослідженні також наголошується на стратегічних аспектах дизайну крила, фюзеляжу та прилеглих аеродинамічних поверхнях, які можуть покращити аеродинамічні характеристики. Збереження ефекту Коанда при цьому сприяє створенню зони низького тиску, покращуючи загальну ефективність. Робота також вказує на важливість легкості конструкції для безпеки та надійності. Чисельне моделювання підтверджує потребу у фізичних експериментах для підтвердження результатів. Експериментальні симуляції вказують на можливості стабільного та керованого польоту. Легкі, надійні конструкції та передові аеродинамічні концепції відкривають перспективи для покращення ефективності та льотної продуктивності.