ТРУДЫ МАИ

В настоящее время для обработки изображений, полученных с БПЛА, в частности для получения из данных, относящихся к оптической радиации, данные о коэффициентах отражения широко используется метод эмпирической линеаризации. Суть этого метода заключается в размещении на специальных полигонах калибрационных панелей и получении на этой основе линейных соотношений между DN (т.е. первичными цифровыми отсчетами) и коэффициентами отражения при условии наличия данных об отражательных характеристиках этих панелей. Для наилучшей аппроксимации линейной зависимости используется пара таких панелей, одна светлая, другая темная Рассмотрена возможность применения двухпанельного эмпирического метода линеаризации применительно к мультиспектрометру с достаточно большим количеством спектральных каналов. Суть двухточечного (двухпанельного) метода заключается в преобразовании цифровых отсчетов в показатель (коэффициент) отражения. Реализация этого метода предусматривает выполнение следующих операций:(1) Нормализация цифровых отсчетов по следующей формуле.(2) Перевод DC norm каждого пикселя в коэффициент отражения объекта. Предложен адаптивный режим работы мультиспектрометра при котором время экспозиции фиксированного пикселя на используемом спектральном канале зависит от некоторого технологического показателя b i / g i , а также определяет величину DN raw . При этом на входе мультиспектрометра устанавливается жидкокристаллический преобразователь, последовательно формирующий на выходе гармоники входного сигнала с управляемым временем экспозиции. Оптимизирован процесс последовательного формирования узкополосных коэффициентов отражения исследуемых объектов при калибровке мультиспектрометра, калибруемого с помощью двух (светлого и темного) калибровочных панелей. Решена оптимизационная задача применительно к мульспектрометру с последовательной оцифровкой и формированием спектральных каналов на базе жидкокристаллического преобразователя, суть которой заключается в достижении вычисленной усредненной по спектру величина коэффициента отражения максимального значения.

Исследование посвящено повышению зачётности лётных испытаний лазерных полуактивных систем наведения (ЛПСН) за счет прогнозирования дальностей обнаружения лазерного пятна на полигоне по результатам анализа статистической выборки проведенных ранее экспериментов. Анализируемая статистическая выборка формируется методом математического моделирования, входной информацией для которого являются результаты регистрации дальности обнаружения лазерного пятна, характеристики аппаратуры подсвета и приема, метеоусловий и отражательных свойств используемой мишени. На основе линеаризации относительно математического ожидания вектора входной 1 информации математической модели получено выражение для дисперсии ошибки расчёта порогового потока энергии на приемнике оптического излучения в зависимости от дисперсий ошибок используемой информации. Определены относительные веса погрешностей входной информации в структуре ошибки расчёта порогового потока излучения, выполнена оценка согласованности расчётных значений её дисперсии экспериментальным данным, результаты которой подтвердили адекватность разработанной математической модели в части воспроизведения факторов, действующих в системе «подсвет-мишень-приёмник». Прогнозирование дальностей обнаружения лазерного пятна выполняется в зависимости от планируемых траекторных условий, характеризуемых прозрачностью атмосферы на трассах, углами подсвета и визирования мишени. Показателем достоверности прогнозирования является вероятность обнаружения пятна в заданном диапазоне дальностей, которая оценивается на основе информации о метеоусловиях, траекторных параметров и полученных оценок дисперсии результатов моделирования порогового потока.

Разработана математическая модель распределения потока энергии излучения на приемнике ЛПСН в зависимости от характеристик траекторий приёма и подсвета полигонных мишеней, метеоусловий. Математическая модель отличается от известных применением экспериментально определяемых индикатрис коэффициентов яркости, распределенных по поверхности полигональной модели мишени, что позволяет учитывать в расчётах её оптические и геометрические характеристики, которые оказывают существенное влияние на результаты 2 функционирования ЛПСН. Результаты математического моделирования подтверждены натурными лётными экспериментами.

Установлено, что оптимальными условиями проведения лётных экспериментов по критерию минимума дисперсии расчётных значений порогового потока являются условия, в которых дальность обнаружения максимальна.

Применение разработанного методического аппарата при планировании лётных испытаний позволит снизить степень неопределённостей, повысить обоснованность результатов анализа, а также разрабатывать процедуры поиска оптимальных условий проведения лётных экспериментов, исключающих неоднозначности в интерпретации их результатов.

Статья посвящена описанию математической модели движения диаграммы направленности антенны радиолокационного координатора в пространстве с учетом колебания по углам тангажа и рысканья. Влияние угловых эволюций на результат пеленгации обусловлен соотношением угловой скорости вращения по углу крена и угловой скорости эволюций. В настоящей статье рассматривается случай, когда эти скорости сопоставимы. После рассмотрения ряда упрощенных моделей по аналитическому описанию движения трехмерной диаграммы направленности антенны в координатах «азимут - угол места» рассчитана трехмерная модель, а также ее проекция на земную поверхность. Корректность математической модели подтверждается экспериментальными исследованиями, результаты получены путем установки радиолокационного координатора на линейно-движущийся беспилотный летательный аппарат, который подвержен угловым эволюциям и реализует пеленгационный метод конического сканирования. Таким образом, предложена концепция математической модели движения проекции диаграммы направленности антенны радиолокационного координатора на поверхность земли, осуществляющего коническое сканирование пространства в условиях линейного перемещения и угловых эволюций носителя. Модель применима для устройств и изделий, выступающих в роли радиолокационного координатора различного назначения. Модель основана на ряде упрощений, таких как линейные модели движения и модель Гаусса для описания диаграммы направленности антенны. Принятые упрощения могут быть уточнены без существенной переработки модели.

Рассматривается альтернативный подход оценивания эффективности применения космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, базирующийся не на расчетах трасс, включающих в себя итерационные процедуры вычисления, в первую очередь, широт, долгот и времен пролета КА подспутниковых точек, сопряженный со значительными вычислительными затратами, а на использовании наклонных проекций, позволяющий значительно сократить эти затраты. Приводятся постановка задачи определения параметров наклонных проекций точек на поверхности Земли и алгоритм определения параметров наклонных проекций зон видимости точечных объектов для круговых орбит космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, а так же пример определения границ наклонной проекции параметров наклонных проекций зон видимости точечных объектов для круговых орбит космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Практическая значимость полученных результатов исследований состоит в разработке программного обеспечения, апробации математических моделей, алгоритма и программного обеспечения в ходе вычислительных экспериментов; полученные значения демонстрируют высокую степень совпадения с подходами, базирующимися на расчетах трасс, включающих в себя итерационные процедуры вычисления.

Даётся описание двух вычислительных моделей, предназначенных для решения задач динамики регулируемого посредством цифровой (пропорциональной, интегральной и дифференциальной) обратной связи понижающего импульсного преобразователя напряжения постоянного тока. Одна из них, осуществляющая частотный анализ, предназначена для расчёта на устойчивость рассматриваемого регулируемого преобразователя. Другая модель, основанная на методе численного интегрирования, ориентирована на исследование переходного и установившегося режимов в работе того же преобразователя. Представленные примеры расчётов демонстрируют хорошее согласование получаемых на основе указанных моделей результатов с имеющимися расчётными и экспериментальными данными. Описанные вычислительные инструменты могут найти применение в исследованиях, связанных с разработкой источников питания для электронных устройств систем управления авиационно-космических летательных аппаратов.

Рассматриваются модификации бионической оптимизации методом муравьиных колоний для решения параметрических задач, в частности определения рационального расположения блоков на космическом корабле. Предложены модификации метода, позволяющие производить направленный перебор параметров с целью поиска всех рациональных решений без применения мультистарта. Полный направленный перебор гарантирует нахождение всех оптимальных и рациональных решений, а применение переупорядочивания рассматриваемых решений с помощью модификации метода муравьиных колоний позволяет рассмотреть лучшие решения на ранних этапах. Для практической реализации на кластерной системе в работе рассматриваются асинхронные методы муравьиных колоний, позволяющие обеспечить параллельное рассмотрение решений на многопоточном кластере. Предложена структура программного обеспечения, позволяющая избежать блокировок кластера, тем самым увеличить эффективность использования процессорного времени.

Использование в составе космического аппарата мультисервисных бортовых цифровых платформ и многолучевых антенн позволит реализовывать в Х-диапазоне возможность организации высокоскоростной прямой связи абонентских земных станций друг с другом. В настоящей работе представлены результаты математического моделирования цифровых методов формирования амплитудно-фазового распределения (АФР) излучателей в Х-диапазоне. Особенностью, рассматриваемого комплекса, являются цифровая обработка широкополосных информационных сигналов в приемных и передающих трактах систем спутниковой связи и цифровые методы формирования диаграмм направленности (ДН) лучей.

Падающий скачок уплотнения оказывает существенное влияние на структуру потока близи выдуваемой струи газа, что приводит к эффективному перемешиванию потоков. В данной работе проведены исследования по достижению сеточной сходимости задачи и влияния размера уступа на ударно-волновую структуру вблизи выдуваемой струи газа. Представленные результаты в статье показывают, что размер уступа оказывает значительное влияние на структуру потока. Когда размеры уступа становятся достаточно велики, происходит смещение падающего скачка уплотнения ближе ко входу в канал, изменяется форма области пониженного давления за выдуваемой струей. При этом увеличивается возмущение течения перед и после выдуваемой струи газа. Валидация результатов, полученных численным методом, показала хорошее совпадение с данными, полученными экспериментальным путем.

Решение актуальной задачи повышения характеристик экономичности, приемистости и других рабочих параметров газотурбинных двигателей (ГТД) авиационного и наземного назначения обусловило применение в них многороторной (многокаскадной) компоновки роторной системы (РС), реализация которой чаще всего связана с использованием межроторных (межвальных) подшипников. Цель представленного в работе исследования заключается в дальнейшем развитии математического моделирования анализа динамического поведения РС ГТД, построенной с использованием двухроторной компоновки ее конструкции, и состоящей из роторов низкого (РНД) и высокого давления (РВД), между которыми расположен межвальный подшипник, служащий опорой турбины РВД на вал РНД. Математическая модель анализа динамического поведения РС ГТД построена на основе метода конечных элементов (МКЭ) и решения контактной задачи теории упругости, позволяющей учитывать в конструкциях роторов условия сопряжения деталей; реализованная в виде комплекса программ (решателя). С применением представленной математической модели получены амплитудно-временные (частотные) характеристики (АВХ) роторной системы конструкции современного газотурбинного двигателя, а также картина деформированного состояния и поля динамических напряжений. Сравнительный анализ результатов динамического поведения РС без учета влияния межвального подшипника и с учетом этого влияния показывает, в частности, появление дополнительных гармоник в рабочей области частот вращения РС, а также интерференцию колебаний в виде «размытия» АВХ.

Настоящая статья посвящена анализу искажений, которые возникают при фильтрации эхо-сигналов с линейно частотной модуляцией (ЛЧМ), принимаемых радиолокационной аппаратурой. Эти искажения могут возникать как на этапе формирования сложных модулированных сигналов, так и при прохождении их через сквозной информационный тракт в пространстве и в аппаратуре радиолокатора. Основное внимание в работе уделяется двум ключевым аспектам. Первым является моделирование процедуры фильтрации сигнала с ЛЧМ при отклонении его параметров от номинальных значений и искажений амплитудно-фазовых характеристик приемопередающего тракта. Вторым аспектом являются конкретные численные оценки уровня искажений при различных типах отклонений от номинальных значений параметров сигнала с ЛЧМ и радиочастотного тракта.

Активное использование беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в военных конфликтах последних лет стало одним из новых направлений развития теории военного искусства. Комплексы на основе БЛА представляют собой сложную, многоуровневую группу (структуру) разнородных объектов со сложным механизмом взаимодействия и информационного обмена с использованием каналов управления, передачи данных. Возможности нарушения работоспособности БЛА вытекают непосредственно из условий его работы, заключающихся в распространении 4 радиосигналов в пространстве, возникновение многолучевости в приемном устройстве наземного пункта приема информации в результате многократного переотражения сигналов от зданий, сооружений, поверхностей различного характера. В связи с этим к радиоканалам предъявляются требования по достоверности, надежности и своевременности передачи информации. Для обеспечения помехоустойчивой передачи информации могут применяться сигналы с ОФМ–4 (DQPSK), обладающие рядом известных преимуществ, например, приведённых в статьях, и находят широкое применение в иностранных работах [1,2].

В статье рассматривается применение аддитивных технологий при разработке и изготовлении действующего макета восьмиэлементной антенной решетки (АР), работающей в диапазоне частот L1 спутниковых радионавигационных систем. Проведены численные расчеты радиотехнических характеристик элементарного излучателя АР, выполненного в виде керамического микрополоскового элемента. Приведено описание конструкции АР, состоящей из основания и элементов АР. Разработано и изготовлено основание АР с применением 3D-печати. Проведенные результаты измерений коэффициента стоячей волны (КСВН) по напряжению подтвердили работоспособность АР в диапазоне частот L1 спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Осуществлено сопоставление результатов численных расчетов и измерений КСВН по напряжению.