На основе численного моделирования в рамках решения двумерных осесимметричных задач механики сплошных сред представлено сравнение эффективности защитных свойств однослойной и двухслойной преград космического аппарата. Уточнены критерии разрушения взаимодействующих материалов и предельные баллистические кривые рассматриваемых преград.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Машиностроение
Космические аппараты (КА) подвержены воздействию метеороидов и частиц орбитального мусора, ущерб от которых способен ухудшить их производительность, сократить продолжительность функционирования или привести к катастрофической потере этих объектов, превращая их в космический мусор (КМ). Система метеороидной защиты КА предназначена для того, чтобы предотвратить негативное воздействие большинства метеороидов и частиц орбитального мусора, которые могут причинить серьезный ущерб КА или членам его экипажа на протяжении всего срока эксплуатации. При этом требуемая вероятность безотказной работы (работоспособности) критически важных систем КА за время эксплуатации (от нескольких дней до десятка лет), как правило, составляет 0,98– 0,998. В настоящее время проблема защиты КА от воздействия частиц КМ может быть решена только за счет применения защитных экранов [1–6, 22, 23].
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Назаренко А.И. Моделирование космического мусора. М.: ИКИ РАН, 2013. 216 с.
2. Зеленцов В.В. Проблемы мелкого космического мусора // Наука и образование: электронное научно-техническое издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. № 4. C. 89-104.
3. Зеленцов В.В. Защита космического аппарата от воздействия фрагментов мелкого космического мусора // Наука и образование: электронное научно-техническое издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. № 6. C. 123-142.
4. Колпаков В.И., Бабкин А.В., Федоров С.В., Ладов С.В. Кумулятивные заряды для испытаний защитных экранов космических аппаратов на стойкость к высокоскоростному воздействию // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2025. Вып. 1 (136). С. 85-93.
5. Christiansen E.L. Meteoroid Debris Shielding // NASA TP-2003-210788 Johnson Space Center, Houston, Texas (USA). 2003. 99 p.
6. Christiansen E.L. Handbook for Designing MMOD Protection // NASA JSC-64399 (Version A) Johnson Space Center, Houston, Texas (USA). 2009. 135 p.
7. Whipple F.L. Meteorites and space travel // Astron J. 1947. Vol. 52. Pp. 132-137.
8. Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Экспериментальные профили ударных волн в конденсированных вещества. М.: Физматлит, 2008. 248 с.
9. Орленко Л.П. Физика взрыва. В 2-х т. Т. 2. Изд. 3-е, испр. М.: Физматлит, 2004. 656 с.
10. Фомин В.М. Высокоскоростное взаимодействие тел. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 600 с.
11. Wen K., Chen X.-w., Lu Y.-g. Research and development on hypervelocity impact protection using Whipple shield: An overview // Defence Technology. 2021. Vol. 17. Pp. 1864-1886.
12. Высокоскоростной удар. Моделирование и эксперимент; Под ред. А.В. Герасимова. Томск: Изд-во НТЛ, 2016. 568 с.
13. Walters W.P., Zukas J.A. Fundamentals of Shaped Charges. New York: John Wiley & Sons Inc., 1989. 389 p.
14. Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н., Селиванов В.В. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов. Изд. 3-е испр. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021. 370 с.
15. Колпаков В.И., Ладов С.В., Рубцов А.А. Математическое моделирование функционирования кумулятивных зарядов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. 36 с.
16. Жерноклетов М.В. Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках: монография. Изд. 2-е доп. и испр. Саров: ФГУП “РФЯЦ-ВНИИЭФ”, 2005. 428 с.
17. AUTODYN theory manual revision. Century Dynamics Inc. California, USA. 2005. 235 p.
18. Фортов В.Е. Ударные волны и экстремальные состояния вещества. М.: Наука, 2000. 425 с.
19. Колпаков В.И., Федоров С.В., Виноградова Е.П. Анализ стойкости защитных конструкций космических аппаратов к высокоскоростному воздействию алюминиевых частиц орбитального мусора // Инженерный журнал: наука и инновации. 2024. Вып. 3. С. 1-20.
20. Малкин А.И., Занозин В.М., Кононенко М.М. и др. Новая концепция защиты космических аппаратов от микрометеороидов и орбитального мусора // Докл. АН Российской Федерации. 2011. Т. 436, № 4. С. 470-473.
21. Защитный экран космического аппарата от ударов техногенных частиц и метеороидов: пат. 2591127 Рос. Федерация. № 2014135762/11; заял. 03.09.14; опубл. 27.03.16, Бюл. № 19. 6 с.
22. Rumyantsev B.V., Kozachuk A.I., Pavlov S.I., Guk I.V., Mikhaylin A.I., Silnikov M.V., Podchufarov A.Y. Phase Transitions Effect On Interaction Of Aluminum Alloys At Velocities Exceeding 9 km/s // Acta Astronautica. 2020. Т. 168.
23. Rumyantsev B.V., Kozachuk A.I., Pavlov S.I., Guk I.V., Mikhaylin A.I., Silnikov M.V. Interaction Between Hypervelocity Elongated Projectile And Screen Protection Of Space Vehicles // Acta Astronautica. 2019. Т. 156.
Выпуск
Другие статьи выпуска
На основе изменений современного боевого пространства обосновано, что наряду с существующими требованиями центры и системы управления и обеспечения должны быть мобильными, бронированными, замаскированными и рассредоточенными. Представлены основные направления структурных изменений конфигурации командных пунктов, технических систем управления и обеспечения геопространственной информацией.
В статье проведен обзор современных методов повышения прочностных характеристик изделий, изготовленных с помощью 3D-печати (FDM). Приведены результаты исследования семи ключевых методов постобработки. Для каждого метода определены технологические особенности и области оптимального применения.
На основе архивных документов рассмотрен процесс создания и поэтапных исследовательских испытаний отечественных высокоскоростных титановых подводных лодок, в которых участвовали выпускники БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова. Одновременно показана динамика развития экспериментально-стендовой базы полигона «Ржевка», предназначенной для испытания корпусов и вооружения перспективных подводных лодок в период с 1953 по 1963 гг.
Приводится описание полномасштабного поэтапного решения чрезвычайно сложной научно-технической задачи — создания атомных подводных лодок, вооруженных баллистическими ядерными ракетами — составной части триады ядерных сил Советского Союза. Отмечается вклад ленинградских ученый в решении этой задачи. В выводах подчеркивается стратегическая значимость триады в современных геополитических условиях.
19 августа 2025 года российское научное сообщество торжественно отметило вековой юбилей Кирилла Николаевича Шамшева, выдающегося советского и российского ученого-механика, талантливого конструктора, мудрого педагога и наставника, успешного руководителя, чья жизнь и деятельность были неразрывно связаны с историей отрасли боеприпасов и специальной химии.
Представлены результаты, свидетельствующие о работоспособности и целесообразности использования стеклопластиковой тары для боеприпасов, изготавливаемой с использованием технологии производства ящиков из древесины. В ходе огневого эксперимента и расчетов подтверждена возможность обеспечения их пожаробезопасности и высокой огнестойкости, в особенности при использовании вспучивающегося покрытия СГК-2.
В статье рассматриваются проблемы утилизации бронежилетов, проведен краткий анализ материалов применяемых в производстве бронежилетов, определены основные факторы, влияющие на необходимость их утилизации, отражены основные аспекты утилизации и предложены способы промышленной утилизации бронежилетов, даны рекомендации по созданию специализированных организаций по их переработке и сертифицированном уничтожении.
Приведены результаты исследований по разработке новых технологий неразрушающего контроля обнаружения и идентификации дефектов в композитных материалах, не выявляемых традиционными методами: «сомкнутых» дефектов, микротрещин и т. п. Разработаны подходы определения ресурса конструкций на основе результатов неразрушающего контроля с использованием искусственных нейронных сетей.
Рассматривается применение новых прогрессивных способов изготовления гильзы из прутковой заготовки с целью обеспечения требуемых механических свойств и геометрической точности. Предложена методика проектирования технологических процессов изготовления гильз и корпусов снарядов, в основе которой положен принцип минимизации гидростатического давления и снижения уровня неравномерности деформации на первых операциях холодной объемной штамповки.
Предложена система активной защиты транспортных беспилотных летательных аппаратов (грузоподъемность 10–15 кг) от дронов-перехватчиков и стрелкового огня. Комплекс включает круговые акустические датчики для обнаружения угроз, кассеты с пиропатронами для встречного удара (ослепление/оглушение) и алгоритмы экстренного маневрирования. Сигналы датчиков обрабатываются бортовым процессором с фильтрацией шумов. Предварительная оценка подтверждает повышение живучести.
Статья посвящена анализу факторов, предопределяющих возникновение и нарастание дефицита функциональных качеств авиационных патрульных комплексов при решении задач в рамках противолодочной борьбы. Предложены пути устранения выявленного дефицита, а также недопущения военно-технического и технологического превосходства вероятного противника.
В статье рассматриваются особенности применения робототехнических комплексов в полевых условиях. Изучены аспекты надежности, защищенности и устойчивости к внешним воздействиям. Проведена оценка показателя управляемости, учитывающая временные задержки на принятие решений, передачу информации и оперативную реакцию на обратную связь. Обоснована необходимость совершенствования робототехнических комплексов.
В статье приведено описание способа определения геодезических координат подвижного объекта (ПО), находящегося под водой, на водной или земной поверхности с использованием дальномерно-угломерного метода навигации, по навигационным измерениям до навигационного маяка (НМ) с известными координатами.
В статье предложена модель описания и качественного анализа этапа хранения боеприпасов, определена функция плотности вероятности суммы композиции случайных величин, имеющая важное значение при описании систем, где случайные величины описываются различными законами распределения в течение времени развития, что дает возможность реально описать рассматриваемую систему (боеприпас) и принять адекватное решение по результатам ее поведения.
Предложен научно-методический подход управления безопасностью, защищенностью и живучестью объектов подвижного пункта управления на примере субъекта Российской Федерации, учитывающий особенности его развертывания и варианты выполнения задач, позволяющий, одновременно, обосновать мероприятия по гарантированному обеспечению устойчивости функционирования.
В статье приводится постановка обратной задачи оценки боевого потенциала, заключающейся в определении потребной численности авиационных комплексов, наносящих ущерб заданного объема и структуры. Дается математическое описание обратной задачи и выводимое из него выражение для определения интегрального показателя боевой эффективности. Изложение сопровождается примерами, демонстрирующими основные положения статьи.
Предложена концептуальная модель процесса проектирования ракетно-космической техники в условиях цифровой трансформации, основанная на принципах интеграции данных, адаптивного управления и прогнозирования параметров проектируемых систем. Центральным элементом модели является цифровой двойник, объединяющий процессы проектирования, моделирования, испытаний и эксплуатации в едином информационном пространстве.
Планирование лунных миссий и исследование возможностей размещения астрономического оборудования на поверхности Луны для обнаружения движущихся к Земле астероидов делает крайне актуальной задачу оценки вероятностей их пролетов через рубеж обнаружения. В статье рассматривается случай равномерного размещения телескопов с вертикальной ориентацией осей визирования и с касающимися зонами обзора, расположенными в одной плоскости.
Рассмотрены основные проблемы при разработке системного функционала имитационных компьютерных моделей. Проанализированы требования, обеспечивающие удобство и надежность эксплуатации модели при снижении трудозатрат на разработку за счет унифицированного программного обеспечения управления, интерфейса и обработки исходных данных и результатов расчетов модели.
Рассмотрен вопрос повышения экобезопасности в Арктике за счет утилизации техногенных отходов. Анализ российских программ показал их низкую эффективность из-за точечного характера и высокой стоимости. Рассмотрен успешный зарубежный опыт, в частности, применения технологии газификации. Предложена перспективная схема газификатора с рециркуляцией газа, адаптированная для арктических отходов, позволяющая сократить их объем на 95 % и получить энергию.
В группировке высокоорбитального космического комплекса (ВКК) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) необходимо учитывать влияние релятивистских и гравитационных эффектов на формирование бортовой шкалы времени навигационного космического аппарата (НКА). Показано, что указанный учет осуществляется в виде дополнительной коррекции релятивистского сдвига частоты бортового стандарта, порождаемого ненулевым эксцентриситетом, которая должна вычисляться подсистемой контроля и управления системы ГНСС и учитываться в навигационной аппаратуре пользователя.
В статье рассматривается эволюция понятия «линия фронта» в исторической перспективе и обосновывается его трансформация под влиянием научно-технического прогресса. Особое внимание уделено концепции «линии дронов», как вынужденному инструменту адаптации ВСУ к кадровому дефициту и сокращению внешнего финансирования.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- РАРАН
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 1-я Мясниковская ул., 3, стр. 3
- Юр. адрес
- 1-я Мясниковская ул., 3, стр. 3
- ФИО
- Буренок Василий Михайлович (Руководитель)
- E-mail адрес
- igpran@igpran.ru
- Контактный телефон
- +7 (495) 9633863
- Сайт
- https://guraran.ru/