Статья: ПРИМЕНЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ РАСЩЕПЛЕНИЯ ЧАСТОТ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОЛЬЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ С ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ ДЕФЕКТАМИ (2026)

Приведено решение задача устойчивости некруговых эллиптических цилиндрических оболочек, выполненных из композиционного материала, с учетом моментности и нелинейности их докритического напряженно-деформированного состояния. Геометрически нелинейная задача устойчивости решена методами конечных элементов и линеаризации Ньютона-Канторовича. Определение критических нагрузок проводилось в процессе решения нелинейной задачи с помощью критерия Сильвестра. При этом были использованы разработанные автором на основе гипотезы Тимошенко конечные элементы композитных цилиндрических оболочек естественной кривизны, в аппроксимации перемещений которых в явном виде выделены их жесткие перемещения, что существенно влияет на сходимость решения. Исследована устойчивость эллиптической, консольно-закрепленной цилиндрической оболочки, выполненной из полимерного композиционного материала, при кручении. Выяснено влияние способов укладки монослоев, нелинейности деформирования, параметра эллиптичности на критические нагрузки потери устойчивости оболочки и весовую эффективность композитных оболочек.

Одним из основных путей повышения надежности работы изделий ракетно-космической техники является уменьшение количества ошибок персонала при подготовке этих изделий. Это можно достигать в том числе и применением средств виртуальной и дополненной реальности при эргономическом анализе временных рабочих мест и создании учебно-тренировочных комплексов. Предложены различные способы текстурирования поверхностей 3D-моделей, позволяющие в виртуальной реальности визуально определять допустимость угла отклонения поверхности от положения, перпендикулярного к линии взора, тем самым выделяя удобно и неудобно обслуживаемые участки поверхностей по этому критерию, сложно определяемому другими методами. Проведен сравнительный анализ качества выделения удобно обслуживаемых участков поверхностей с помощью предложенных способов текстурирования, а также их экспериментальная отработка в программных комплексах“КОМПАС-3D“ и VRConcept, на основе которой даны рекомендации по использованию в разных случаях трех наиболее рациональных способов текстурирования поверхностей.

Представлены результаты исследования аэродинамических характеристик двухрядного рулевого винта (ДРВ) и соосного рулевого винта (СРВ), концепция которых базируется на оригинальной схеме рулевых винтов экспериментального вертолета ЦАГИ-1ЭА (1930 г). ДРВ/СРВ представляют собой пару отдельных двухлопастных модулей с совмещенными горизонтальными шарнирами, которые в отличие от обычных рулевых винтов устанавливают на одной оси с разных сторон (справа и слева) концевой балки вертолета. Проведено сравнение ДРВ/СРВ с существующим перспективным Х-образным рулевым винтом вертолетов семейства Ми-8/17, базирующееся на его геометрии. Разнос плоскостей вращения пар лопастей ДРВ/СРВ составляет 0,83RРВ. Рассмотрены два варианта направления вращения пар лопастей: в одном направлении (ДРВ) и в противоположных направлениях (СРВ). Для винтов в изолированной постановке без влияния киля и несущего винта рассчитаны режимы висения, при которых значительный разнос плоскостей вращения лопастей винтов позволяет максимально реализовать положительный аэродинамический эффект, свойственный классическим соосным несущим винтам вертолетов марки“Ка“. Исследование выполнено на основе нелинейной вихревой модели винта. Построены и проанализированы формы вихревого следа, картины обтекания винта, зависимости распределенных и суммарных аэродинамических характеристик. На режимах висения исследованные винты демонстрируют по сравнению с Х-образным рулевым винтом значительный прирост относительного КПД, составляющий до +10 % для ДРВ и до +11,3 % для СРВ. ДРВ и СРВ рассмотренных типов можно использовать на одновинтовых вертолетах для повышения запасов путевого управления, снижения затрат мощности и повышения безопасности полета.

Рассмотренысистемыподрессоривания быстроходной гусеничной машины с“инерциальным“ демпфером и динамическим алгоритмом управления. Доработана имитационная математическая модель гусеничной машины, разработанная в программном комплексе MATLAB в МГТУ им. Н. Э. Баумана. Получены аналитические зависимости, использованные при расчетах, а также графики, отражающие характеристики системы подрессоривания в зависимости от выбора закона управления. Проведено сравнение законов управления на примере спроектированной торсионной подвески с демпфирующим элементом для гусеничной машины промежуточной весовой категории. Сделаны выводы, что в сопоставлении с динамическим алгоритмом управления алгоритм“инерциальный“ демпфер дает некоторое преимущество при движении по низкочастотному профилю на высоких скоростях движения. Показана возможность использования на современных быстроходных гусеничных машинах управляемой системы подрессоривания“инерциальный“ демпфер, благодаря которой существенно улучшается плавность хода, снижается утомляемость экипажа и вероятность поломки машины.

Представлены результаты экспериментально-теоретического исследования струйного электрического разряда с жидкой плазмообразующей средой при взаимодействии с алюминием. Разряд реализован в конфигурации“струйный анод-алюминиевый катод“ при атмосферном давлении в различных диапазонах таких параметров, как напряжение, скорость струи (диаметр струи 2 мм), удельная электропроводность раствора, температура. По данным высокоскоростной визуализации установлены две типовые геометрии канала: продольная-вдоль тела струи и приповерхностная-в форме конусообразного светящегося объема на границе“жидкость-газ-металл“. Выявлен пороговый переход от электрохимического режима (около 200 В, пузырькообразование, без формирования разряда) к импульсно-плазменному (около 700 В) с токовыми импульсами амплитудой 1,0…1,2 А и длительностью до 500 мкс. Эмиссионная спектроскопия показала присутствие полос ОН (A-X), (B-X) и линий H I, Na I, N I, Al I; по Штарк-уширению линий водорода оценена концентрация электронов. Термография зафиксировала локальный максимум температуры струйного анода в зоне контакта около 64 C со спадом к комнатному фону.

Рассмотрена задача определения равновесных кривых“инженерное напряжение-инженерная деформация“ для эластомеров при их динамическом нагружении в процессе ударного взаимодействия с недеформируемой стенкой. Для построения этой кривой необходимо определить параметры деформирования кинетических элементов с учетом их твердости и скорости при динамическом нагружении, но методики оценки этих параметров не существует. На основе более чем 80 экспериментов по обстрелу недеформируемой стенки резиновым кинетическим элементом, предложена методика расчетно-экспериментальной оценки параметров деформирования резиновых ударников разной твердости в диапазоне скоростей 10-120 м/с, характерных для поражающих элементов специальных средств нелетального кинетического действия. После проверки численной методики на сходимость решения проведено моделирование процесса взаимодействия резинового ударника с недеформируемой стенкой с использованием упрощенной модели резины. Осуществлен подбор равновесных кривых“инженерное напряжение-инженерная деформация“ на основе экспериментально определенных параметров для ударников твердостью 55А и 80А по Шору сеточным и бессеточным методом с целью дальнейшего использования в численном моделировании ударного взаимодействия кинетических элементов с конечно-элементными моделями антропоморфных манекенов.