Том 26, № 1 (2025)

Внедрение технологии интернета вещей (internet of things, IoT) на предприятиях ракетно-космической отрасли требует обеспечения повышенных мер безопасности информационно-коммуникационных процессов. Существующие системы обнаружения вторжений не способны учитывать гетерогенность структуры сети и масштабность циркулирующей между устройствами информации. Для решения этой проблемы системы обнаружения вторжений используют метод аномалий, для применения которого требуется большое число репрезентативных данных. Авторами выполнен обзор публичных наборов данных, на основе которых может быть построена система выявления аномалий. Они содержат информацию из искусственных имитационных сред или изолированных окружений с имитацией устройств, включают примеры, которые напрямую не связаны с интернетом вещей, и не учитывают динамический характер изменения трафика.

В данной статье мы представляем новую инфраструктуру, которая позволит избежать указанных недостатков. Она собирает данные функционирования реальной сети интернета вещей и позволяет выполнять её тестирование на устойчивость к характерным атакам. Мы используем прикладной протокол MQTT (message queuing telemetry transport) и программные платформы, поддерживающие информационное взаимодействие на основе шаблона «издатель – подписчик». Инфраструктура содержит устройства, осуществляющие мониторинг технологических помещений с телекоммуникационным оборудованием, сервера с различными настройками политик безопасности, приложения для контроля и анализа данных, программные агенты сбора сетевого трафика и имитаторы угроз, выполняющие атаки на узлы сети с одиночных источников или в распределённой среде. Исследователи смогут, применяя собираемые в инфраструктуре данные для анализа кибербезопасности, создавать надёжные решения на базе интернета вещей, необходимые для внедрения этой технологии в наукоёмкие производства космических систем.

Представлены результаты разработки диспетчера для совместного выполнения имитационных моделей многокомпонентных систем. Программное обеспечение реализовано на Python, что обеспечивает интеграцию множества библиотек для управления и анализа данных. Обмен данными осуществляется через UDP-пакеты, поддерживающие разные языки программирования. Это упрощает реализацию технологии hardware-in-the-loop, улучшая разработку систем управления. Пример использования диспетчера представлен на модели системы ориентации космического аппарата CubeSAT с магнитной системой ориентации. Приведен алгоритм B-Dot и результаты моделирования переходного процесса. Исходный код доступен под лицензией BSD на GitFlic, а документация – на ReadTheDocs.

В данной работе представлен новый метод самонастройки алгоритмов генетического программирования (ГП), который базируется на идеях метода Success History based Parameter Adaptation (SHA), изначально разработанного для алгоритма дифференциальной эволюции (ДЭ). Основная идея метода заключается в динамическом анализе истории успешных решений для адаптации параметров алгоритма в процессе поиска решения. Для реализации этой концепции схема работы классического ГП была модифицирована таким образом, чтобы имитировать схему ДЭ, что позволило интегрировать механизм SHA в ГП. Полученный алгоритм, обозначенный как SHAGP (Success-History based Adaptive Genetic Programming), демонстрирует новые возможности для адаптации параметров, таких как вероятность скрещивания и мутации. В работе также проведён обзор существующих методов самонастройки алгоритмов ГП, что позволило выявить их ключевые преимущества и ограничения и использовать эти знания при разработке SHAGP. Дополнительно предложены новые операторы скрещивания, позволяющие динамически настраивать вероятность скрещивания, учитывать селективное давление на данном этапе, а также реализующие многородительское скрещивание. Такая модификация позволяет более гибко управлять процессом рекомбинации генотипов, улучшая адаптивность алгоритма к решаемой задаче. Для настройки вероятностей применения различных операторов (селекции, скрещивания, мутации) используются методы самоконфигурирования эволюционных алгоритмов, в частности, Self-Configuring Evolutionary Algorithm и Population-Level Dynamic Probabilities Evolutionary Algorithm. В рамках работы было реализовано два варианта алгоритма – SelfCSHAGP и PDPSHAGP. Эффективность предложенных алгоритмов была проверена на наборах задач из Feynman Symbolic Regression Database. Каждый алгоритм запускался многократно на каждой задаче для получения достоверной статистической выборки, а результаты сравнивались с использованием статистического критерия Манна – Уитни. Экспериментальные данные показали, что предложенные алгоритмы достигают более высокого показателя надёжности по сравнению с существующими методами самонастройки ГП, причём метод PDPSHAGP демонстрирует наилучшую эффективность более чем в 90 % случаев. Такой универсальный механизм самонастройки может найти применение в широком наборе областей, таких как автоматизация машинного обучения, обработка больших данных, инженерный дизайн, медицина, а также в космических приложениях, например, при проектировании навигационных систем для космических аппаратов и разработке систем управления летательными аппаратами. В этих сферах критически важны высокая надёжность алгоритмов и их способность находить оптимальные решения в сложных многомерных пространствах.

Целью работы является расчетно-экспериментальное обоснование целесообразности применения (как на Земле, так и на поверхности других планет) снарядов-пробойников активно-реактивного типа (СПАРТ) для решения целого ряда научных задач, связанных с образованием скважин в грунте и доставкой полезных грузов на некоторую глубину. Методы исследования: рассмотрены различные схемы запусков (варианты организации процесса функционирования) СПАРТ. Произведен расчет глубины проникания СПАРТ в суглинок для случая, когда СПАРТ выстреливается из баллистической установки, расположенной таким образом, что скорость выхода снаряда равна скорости его входа в грунт, а тяга двигательной установки в два раза больше статического сопротивления грунта. Из множества вариантов произведен выбор трех конструктивных схем СПАРТ в зависимости от скорости горения используемого топлива для обеспечения нормального функционирования двигателя. В результате проведенных расчетно-экспериментальных исследований по определению глубин проникания в суглинок 152,4 мм снарядов-пробойников длиной 4,6 м, запускаемых с артиллерийской установки, использующей одинаковый пороховой заряд весом 18 кг, установлено, что с момента выключения двигателя до полного останова будет ${\mathrm{L}}_{\mathrm{полн}}^{\mathrm{ду}}=205,48\mathrm{м}$, что более чем в два раза превышает глубину проникания такого же снаряда-пробойника, если бы он двигался в грунте только по инерции. Результаты, изложенные в статье, могут быть полезны для научных работников, аспирантов и инженеров, занятых созданием и эксплуатацией авиационной и ракетно-космической техники, а также студентов технических вузов, обучающихся по соответствующим специальностям.

Силовые элементы конструкций в виде конструктивных анизогридных оболочек вращения часто используются в производстве ракетно-космической техники (РКТ). Это обусловлено, прежде всего, высокими удельными механическими свойствами композитов, позволяющими изготавливать конструкции с высокой степенью весового совершенства. Кроме того, они достаточно технологичны, так как применяемый при их производстве метод непрерывной намотки композитных волокон широко распространен и хорошо отработан. Вопросам проектирования композитных сетчатых конструкций в последние годы уделяется пристальное внимание.

Актуальным примером анизогридных цилиндрических и конических оболочек является адаптер космических аппаратов для вывода на орбиту спутников системы ГЛОНАСС, различные варианты которых до сих пор производятся в цехах АО «Решетнёв». Оболочки однотипны, но отличаются по размерам (диаметрам и длинам цилиндрических и конических частей) и несущей способности. Для композитных элементов РКТ характерно наличие большого перечня варьируемых параметров, определение оптимального сочетания которых выливается каждый раз в комплексную задачу научного поиска.

Разработаны алгоритм и программа построения конечно-элементной (КЭ) модели анизогридных конических оболочек, изготавливаемых методом непрерывной намотки композитного волокна. Малое основание закреплено, а большое усилено шпангоутом и нагружено сосредоточенными усилиями и моментами. С помощью КЭ модели выполнено численное исследование устойчивости, жесткости и напряженно-деформированного состояния конструкции при варьировании параметров формирования ее сетчатой структуры.

В данной статье проведен сравнительный анализ двух методов увеличения напора в зоне западания энергетических характеристик осевого насоса низкой быстроходности: установка входного лопаточного устройства и надроторное устройство с осевыми проточками.

Осевые насосы нашли широкое применение в системах питания жидкостных ракетных двигателей, а также в самолетных гидравлических системах питания. Современные двигатели летательных аппаратов глубоко дросселируются, что выдвигает важное требование к высокооборотным насосам – многорежимность, т. е. способность работать в широком диапазоне расходов и оборотов. Актуальность работы обусловлена тем, что напорные характеристики осевых насосов в подавляющем большинстве случаев имеют западающие (немонотонные) кривые, что осложняет процесс их проектирования и регулирования. Увеличение напора в зоне западания и стремление к монотонно падающей напорной характеристике осевого насоса является одной из важнейших целей при проектировании агрегата.

В работе методом численного компьютерного моделирования получены энергетические характеристики осевого насоса с установленным входным лопаточным устройством в виде направляющих лопаток, которые создают предварительную закрутку потока на периферийных сечениях во входной магистрали и оптимальным надроторным устройством в виде осевых проточек. Показано их влияние на энергетические характеристики объекта исследования и величину обратных токов, а также проведено сравнение с результатами исследований зарубежных и отечественных авторов.

Статья содержит результаты исследований по влияние обработки абразивным потоком на шероховатость и микротвердость поверхности малых каналов (отверстий) в образцах заготовок из стали 12Х18Н10Т. Получены эмпирические зависимости изменения шероховатости и микротвёрдости поверхности малого канала от степени наполнения рабочей среды пластификатором и давления сдвига гидравлической системы с экстремумами данных функций в исследуемой области. На основе этих зависимостей выбран состав рабочей среды: степень наполнения основы рабочей среды (при неизменном содержании белого электрокорунда – 30 %) пластификатором в виде алмазной пасты (АСН 60/40 ВОМ Г) Ка 40 % и каучука СКТ 30 % соответственно. В результате обработки абразивным потоком удалось уменьшить величину шероховатости поверхностного слоя с Ra = 0,49–0,62 мкм до Ra = 0,047–0,06 мкм, а также увеличить микротвёрдость поверхности от величины h = 188–192 HB до h = 213–220 HB. Величина упрочненного слоя ≈ 7,24 мкм. Анализ профилограмм поверхности показывает, что в результате обработки абразивным потоком существенно уменьшились как высотные параметры шероховатости (средние – Ra, Rz, Rp; максимальные – Rmax), так и глубинные параметры шероховатости (Rk). При помощи электронной микроскопии (SEM MAG) проведена качественная оценка структуры поверхностного слоя малого канала. Полученные результаты показывают хорошую обрабатываемость абразивным потоком заготовок из аустенитных сталей, в частности стали 12Х18Н10Т.