Том 17, № 3 (2016)

Повышение надёжности зеркальных антенн всё увеличивающихся размеров при более жёстких требова- ниях к отклонению размеров параболоида, а также миниатюризация электронных модулей и уплотнение монтажа на платах, являются актуальными задачами, решение которых связано с высокоточными измерениями при наземной экспериментальной отработке в термобарокамере, где находится объект испытаний. При этом надежность напрямую связана с долговечностью, поскольку вероятность безотказной работы тем выше, чем меньше требуемый срок активного существования, и которая, в свою очередь, зависит от протекающих в конструкциях термопрочностных процессов в условиях орбитального полета. Результаты теоретических расчетов подтверждаются в процессе наземной экспериментальной отработки. Основными параметрами, определяемыми при экспериментальных исследованиях, являются относительные деформации зонтичных антенн или плат в различных точках. Для плат предложен метод нанесения двух взаимно перпендикулярных полос вдоль и поперек с установкой меток по краям, в термовакуумных условиях проведения прецизионных измерений перемещения меток при различных температурах. Затем с помощью микроскопа определяется длина микротрещин, которую можно принять за допустимые деформации. При этом точность измерений должна быть не больше 1/3 длины трещины. Предложенный метод является применением усовершенствованных, широко известных методов хрупких тензочувствительных покрытий. Что касается методов, основанных на применении оптических чувствительных покрытий, и методов голографической интерферометрии, то они, как правило, не позволяют измерить линейные перемещения с требуемой точностью, особенно при большом количестве контролируемых точек. Использование результатов выполненных работ в практике проектирования зеркальных антенн и бортовой радиоэлектронной аппаратуры космического назначения позволит повысить ее надежность за счет уточнения проектных параметров по результатам эксперимента и оптимизации режимов функционирования в процессе эксплуатации.

Определение графа Кэли было дано известным английским математиком Артуром Кэли в XIX веке для представления алгебраической группы, заданной фиксированным множеством порождающих элементов. В настоящее время графы Кэли нашли широкое применение как в математике, так и в прикладных задачах. В частности, указанные графы используются для представления компьютерных сетей, в том числе для моделирования топологий многопроцессорных вычислительных систем (МВС) - суперкомпьютеров. С тех пор данное направление активно развивается. Это связано с тем, что графы Кэли имеют много привлекательных свойств, из которых выделим их регулярность, вершинную транзитивность, малые диаметр и степень при достаточно большом количестве вершин в графе. Например, такие базовые топологии сети, как кольцо, гиперкуб и тор, являются графами Кэли. Одной из широко применяемых топологий МВС является k-мерный гиперкуб. Данный граф задается k-порожденной бернсайдовой группой периода 2, которую обозначают B ( k,2 ) . Группа B ( k,2 ) имеет простую структуру и равна прямому произведению k экземпляров циклической группы порядка 2. Обобщением гиперкуба является n-мерный тор, который порождается прямым произведением n экземпляров циклических подгрупп, порядки которых могут не совпадать. Проведены исследования по определению структуры графов Кэли групп B ( k,4 ) - бернсайдовых k-порожденных групп периода 4 (а также их фактор-групп), для сравнения с гиперкубами и торами соответствующих размерностей. Анализ выявил, что графы B ( k,4 ) обладают лучшими характеристиками в сравнении c гиперкубами и торами, поэтому заслуживают внимания при проектировании перспективных топологий МВС.

Предложена процедура расчета трехмерных упругих композитных цилиндрических оболочек с различными коэффициентами наполнения, которая сводится к построению дискретных моделей, состоящих из криволинейных сложных многосеточных конечных элементов. В основе построения таких элементов лежат криволинейные двухсеточные конечные элементы. Двухсеточные и сложные многосеточные элементы проектируются на основе базовых конечно-элементных моделей композитных оболочек, которые учитывают их неоднородную структуру и имеют высокую размерность. Показаны процедуры построения в локальных декартовых системах координат криволинейных двухсеточных и сложных многосеточных элементов. Поля перемещений аппроксимируются известными степенными полиномами различных порядков, напряженное состояние описывается уравнениями трехмерной задачи теории упругости (без введения упрощающих гипотез о характере распределения полей перемещений, деформаций и напряжении). Аппроксимирующие полиномы и уравнения трехмерной задачи упругости записываются в локальных декартовых системах координат. Достоинства предлагаемых элементов состоят в том, что они описывают трехмерное напряженное состояние в композитных оболочках, учитывают их неоднородные структуры, сложное закрепление и порождают многосеточные дискретные модели с малым числом узловых неизвестных. Размерности многосеточных дискретных моделей оболочек на несколько порядков меньше размерностей базовых моделей. Временные затраты реализации метода конечных элементов (МКЭ) на ЭВМ для многосеточных дискретных моделей композитных оболочек существенно меньше, чем для базовых моделей. Предложен сложный многосеточный элемент 3-го порядка для расчета композитных цилиндрических оболочек. Приведен пример расчета по МКЭ консольной трехслойной оболочки с использованием сложных многосеточных элементов 3-го порядка. Результаты расчетов оболочки показывают высокую эффективность применения предложенных сложных элементов.

Рассмотрено структурное моделирование системы управления ресурсами гетерогенной распределенной системы обработки информации на основе мультиагентного подхода проектирования распределенных информационных систем. Обосновывается актуальность задачи для процесса принятия решений. Описываются основные сложности, возникающие при принятии обоснованных и своевременных решений при прогнозировании и ликвидации последствий ЧС в масштабах Российской Федерации. Формируется цель исследования и описываются решения задач, необходимых для ее достижения. Начиная с описания отличительных черт единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, авторы приходят к выводу о том, что данная система вписывается в общепризнанную концепцию гетерогенной распределенной системы обработки информации. Обосновывается мультиагентный подход к построению системы управления ресурсами гетерогенной распределенной системы обработки информации как наименее затратной финансово и удовлетворяющей необходимым критериям. Дается полное описание уровней построенной модели, таких как уровень интеллектуальных агентов, уровень агентов вычислительного оборудования, уровень управления маршрутом. Представлена структурная модель. Описана структура системы. Подробно рассмотрена типовая функциональность следующих агентов: агент управления программными компонентами, агент мониторинга нагрузки вычислительного узла, агент мониторинга каналов связи, агент передачи данных, агент распределения нагрузки, агент прогнозирования утилизации каналов связи, реактивный агент источников первичных данных. В заключение рассмотрены возможности дальнейшего развития модели, а также сделан вывод о необходимости ее алгоритмизации для проведения практической апробации и внедрения в практику.

Исследование посвящено изучению варианта методики синтеза ПИД-регулятора системы управления для объектов второго порядка, характерных для мобильных, строительных и дорожных, а также дорожно-строительных машин. В качестве теоретической основы рассматривается модальный метод для линейных систем с учетом расположения действительных полюсов. Представлены результаты аналитического исследования, устанавливающего влияние полюсов на диапазон изменения переходной характеристики. Получены аналитические выражения, определяющие значения составляющих переходной характеристики замкнутой системы автоматического управления с объектом второго порядка. Определены выражения для расчета коэффициентов ПИД-регулятора, включающие коэффициенты передаточной функции объекта второго порядка при заданных значениях действительных полюсов. Выполнена проверка рассмотренной методики на конкретном примере в среде программы Mathcad. С помощью предложенной методики выявлены характерные особенности влияния коэффициентов модели входного воздействия на время переходного процесса. Имитационное моделирование показало, что при некотором значении коэффициента первой производной в числителе передаточной функции, не равном нулю, начальное значение переходной характеристики войдет в 5%-ную зону установившегося значения. Это свидетельствует о возможности значительного уменьшения времени переходного процесса.

Нанесение цифровых водяных знаков (ЦВЗ) - технология передачи важной информации в системах документации путем сокрытия сообщений в цифровых сигналах (изображение, аудиосигал, видеопоследовательность). Данная технология полностью применима для систем документооборота, в том числе в аэрокосмической отрасли. С помощью цифровых водяных знаков можно осуществлять передачу важных сообщений, скрывать системную информацию в документах, организовывать защиту содержимого документа, в том числе снимков или других изображений. В качестве контента рассмотрены статические изображения, а в качестве передаваемой информации - текстовые сообщения. При встраивании ЦВЗ пространственными методами цифровое изображение рассматривается как набор яркостных/цветовых составляющих. Также для внедрения информации можно использовать частотную область изображения путем манипулирования частотными коэффициентами для сокрытия пользовательской информации на основе частотных методов. Для внедрения встраиваемой информации использованы пространственный метод наименьшего значащего бита и частотный метод Коха-Жао. Проведено сравнение этих методов посредством оценки качества полученных изображений. Для определения эффективности методов выбраны метрики структурного подобия и пикового отношения сигнала к шуму. Эксперименты показали небольшое преимущество пространственных методов перед частотными в случае, когда контейнер не подвергается изменениям до момента извлечения информации.

На протяжении тридцати лет композитные сетчатые цилиндрические оболочки, обладающие высокой удельной прочностью и жесткостью, находят применение в ракетной и космической технике. В последнее время композитные сетчатые цилиндрические оболочки широко применяются в качестве корпусов космических аппаратов. Сетчатая оболочка является несущей конструкцией, к которой присоединяются приборы и механизмы космического аппарата. Один край такой оболочки прикреплен через адаптер к ракетоносителю. Сегодня используемые в качестве корпусов космических аппаратов сетчатые цилиндрические оболочки не имеют вырезов и отверстий в своей структуре. Это существенно затрудняет монтаж оборудования, стыковку кабельных разъёмов и трубопроводов, расположенных внутри сетчатого цилиндра. Очевидно, что наличие вырезов в сетчатой оболочке облегчит процесс монтажа оборудования, но вместе с тем повлияет на её жесткостные характеристики. Описан алгоритм создания конечно-элементной модели сетчатой цилиндрической оболочки, изготовленной из композитного материала, структура которой содержит отверстия. Решена задача определения первой частоты продольных и поперечных колебаний оболочки, один край которой жестко закреплен, а к другому краю прикреплен абсолютно жесткий диск. Выполнен анализ влияния размеров отверстия и жесткости окаймляющего ребра на величину первой частоты колебаний. Приведены значения первой собственной частоты продольных и поперечных колебаний сетчатой оболочки с отверстиями различных размеров. Представлены графики изменения первой частоты продольных и поперечных колебаний в зависимости от ширины окаймляющего ребра. Значение первой частоты продольных или поперечных колебаний оболочки является характеристикой жесткости конструкции. Поэтому результаты модального анализа позволяют сделать определенные выводы о влиянии параметров вырезов на жесткость сетчатой оболочки. Очевидно, что вырезы уменьшают первую частоту продольных и поперечных колебаний оболочки. Окаймляющее ребро позволяет повысить жесткость оболочки с вырезами. По мере увеличения ширины этого ребра происходит увеличение соответствующих первых частот колебаний. Влияние ширины окаймляющего ребра тем заметнее, чем большими размерами обладает вырез в сетчатой структуре. Полученные результаты могут применяться при проектировании силовых конструкций космических аппаратов.

Рассматривается вопрос применения и проводится анализ эффективности использования ускоренного разгона ротора бустерного насосного агрегата модельного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) при его запуске. Способ уменьшения рассогласования в темпах раскрутки бустерного насосного агрегата (БНА) и турбонасосного агрегата (ТНА) основан на организации в процессе запуска двигателя подвода дополнительного рабочего тела к турбине БНА непосредственно с выхода насоса окислителя. Рассмотрен модельный ЖРД, работающий на компонентах «жидкий кислород - керосин», выполненный по схеме с дожиганием окислительного газогенераторного газа. В процессе запуска модельного ЖРД и, соответственно, при разгоне ротора ТНА наибольшее давление в двигателе реализуется на выходе из насосов. Используя при запуске двигателя жидкостный привод, который начинает работать раньше, чем газовый, разгон ротора БНА окислителя до требуемых оборотов происходит значительно быстрее. Для теоретического анализа поставленной задачи используется динамическая математическая модель ЖРД. Целью расчета является исследование запуска ЖРД с целью выбора статических и динамических характеристик жидкостной магистрали, обеспечивающих запуск двигателя в условиях минимально возможных давлений компонентов топлива на входе в двигатель. Среди характеристик, влияющих на работу жидкостного привода, выделена величина инерционных потерь давления в магистрали подвода дополнительного рабочего тела к турбине БНА. Проведено математическое моделирование запуска двигателя при отсутствии жидкостного подвода, а также при его наличии, но с разными характеристиками подводящей магистрали. Показана эффективность применения предварительной раскрутки БНА окислителя жидким компонентом, поступающим непосредственно с выхода из насоса окислителя. Проведено исследование влияния величины площади дополнительной секции соплового аппарата турбины БНА и инерционных потерь давления по магистрали подачи жидкого рабочего тела на эффективность укоренного разгона ротора БНА при запуске двигателя.

При разработке малоразмерного двигателя-маховика одной из ключевых проблем является выбор подшипниковых опор, поскольку жесткие ограничения по габаритам и массе прибора позволяют применять только шарикоподшипники сверхлегких серий. На этапе предварительной проработки конструкции выполнялись расчеты коэффициентов запаса по нагрузкам при механических испытаниях и по изгибной прочности оси с определением критических сечений. Роторная система состоит из маховика, закрепленного на наружных кольцах шарикоподшипников, индукторов, магнитов и ротора датчика углового положения. Наиболее опасен момент остаточной неуравновешенности роторной системы, так как динамические нагрузки напрямую связаны с уровнем контактных напряжений между шариками и дорожками качения. При достижении значительных напряжений возможно усталостное выкрашивание дорожек и тел качения. Кроме того, давление из-за дисбаланса вала маховика неизбежно вызывает силы трения и, следовательно, выделение тепла, что приводит к росту момента сопротивления вращению ротора, а также ускоряет процесс старения смазки. В соответствии с общими требованиями к роторной системе она подвергалась динамической балансировке, поскольку только так устраняются все виды неуравновешенности с необходимой точностью. Для проведения этой технологической операции в роторной системе предусмотрены две плоскости коррекции, расположенные на ободе маховика в местах наибольшего удаления от оси вращения. Балансировка проводилась путем удаления материала в зонах кольцевых проточек плоскостей коррекции. Сравнение характеристик разработанного малоразмерного двигателя-маховика и зарубежных аналогов показывает, что их параметры соответствуют друг другу.

Рассматриваются вопросы электрических испытаний электротехнических систем космических аппаратов (ЭТС КА) с помощью специальных систем, имитирующих электрические характеристики систем электропитания (СИЭХ СЭП) космических аппаратов. Показана актуальность применения таких систем, рассмотрены недостатки известных систем имитации. Предлагается новая автоматизированная система, позволяющая проводить электрические испытания ЭТС КА в штатных и аварийных режимах, исследовать устойчивость бортовых систем к воздействию по шинам питания электромагнитных помех требуемых амплитуды, частоты и формы сигнала. СИЭХ обеспечивает питание ЭТС КА номинальными напряжениями 27 и 100 В, содержит два специализированных источника электропитания (ИСЭП), обеспечивающих выполнение основных целевых функций, и управляющую ПЭВМ. Показано, что в ИСЭП за счет совмещения в управляемом источнике электропитания функций источника питания и генератора помех требуемой формы достигается существенное упрощение структуры, улучшение эксплуатационных характеристик, обеспечивается воспроизведение импедансных частотных характеристик системы электропитания КА. Рассматривается устройство имитатора СЭП с выходным напряжением 100 В (ИСЭП-100), содержащее нерегулируемый источник питания, управляемый стабилизатор выходного напряжения, многофункциональное быстродействующее устройство защиты (БУЗ) и цифровую систему управления и измерения сигналов. Управляемый стабилизатор выходного напряжения выполнен по схеме с двойным регулированием мощности, что позволяет обеспечить требуемые статические и динамические свойства и хорошие массогабаритные характеристики. При этом непрерывный стабилизатор напряжения (НСН) обеспечивает требуемое качество электроэнергии, воспроизводит требуемые импедансные частотные характеристики бортовой СЭП, позволяет наводить на шинах питания тестовые сигналы требуемой формы в диапазоне частот гармонического сигнала до 1 МГц. Импульсный регулятор ограничивает мощность рассеивания НСН путём стабилизации напряжения на транзисторном регуляторе тока НСН. Рассматривается БУЗ, которое отключает ЭТС КА при превышении выходного напряжения, тока нагрузки требуемых уровней и при пропадании фазы промышленной сети переменного напряжения. Время задержки срабатывания БУЗ регулируется в диапазоне от 2 мкс до 1,5 с. Разработанный СИЭХ СЭП позволяет проводить весь комплекс электрических испытаний ЭТС КА, внедрён в эксплуатацию в АО «Информационные спутниковые системы» (г. Железногорск), где использовался для испытаний бортовых ретрансляторов ряда искусственных спутников Земли.

Для раскрытия спиц , являющихся несущими и формообразующими элементами крупногабаритного трансформируемого рефлектора диаметром 48 м, предназначенного для эксплуатации в условиях ГСО, необходим механизм телескопического выдвижения звеньев. Важнейшими требованиями к нему являются следующие: вес не более семи килограммов, энергопотребление ( ) В, передвижение вдоль продольной оси спицы на расстояние более восьми метров и осевое усилие не менее 2000 Н. Представлены результаты по разработке и созданию нового механизма телескопического выдвижения звеньев спиц для крупногабаритного трансформируемого рефлектора, приведены описание устройства механизма выдвижения, принцип его работы и результаты испытаний в промышленных условиях в АО «ИСС». Принцип действия механизма заключается в обкатке двух дисков по винтовой линии на внутренней поверхности неподвижного звена спицы. Зацепление обеспечивается сопряжением профилированных пальцев, закреплённых на дисках, со втулками, установленными на неподвижном звене спицы. КТИ НП по заказу АО «ИСС» разработан и изготовлен механизм телескопического выдвижения звеньев спиц рефлектора диаметром 48 м, который успешно прошел производственные испытания на этом предприятии. Технические характеристики и результаты проведённых испытаний механизма телескопического выдвижения спиц рефлектора и штанг в составе спиц демонстрируют, что разработанный механизм телескопического выдвижения звеньев спицы рефлектора и штанг полностью удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям. Разработанный оригинальный механизм телескопического выдвижения звеньев спицы рефлектора и штанг является высоконадёжным, имеет хорошие массогабаритные показатели (масса механизма меньше 7 кг). Механизм выдвижения реализует значительные усилия (при испытаниях фиксировались усилия 200 кгс) в осевом направлении без создания значительных усилий в радиальном направлении, он допускает многократно реверсивное движение звеньев без регулировок и настроек. В конструкции механизма выдвижения на всех этапах раскрытия спицы используется один электрический двигатель. Созданный механизм выдвижения может быть применён для любых телескопических систем. Он может использоваться как средство перемещения различных устройств в длинных (практически неограниченной длины) трубопроводах.

Рассматривается солнечный тепловой ракетный двигатель (СТРкД) с высокотемпературной системой «концентратор-приемник» (КП) в качестве источника мощности. Обыкновенно рассматриваемый СТРкД с простым (одноступенчатым) равнотемпературным светоприемником-теплообменником, выполненным в виде абсолютно черного тела, требует высокой точности отражающей поверхности солнечного зеркального концентратора и обеспечения высокоточного продолжительного слежения за Солнцем на активных участках многовитковой траектории выведения. Снижение этих требований возможно при использовании системы КП с организацией неоднородного (ступенчатого) нагрева водорода в приемнике сфокусированного солнечного излучения, температура поверхности которого соответствует эпюре экспоненциального распределения плотности лучистого потока в фокальном световом пятне. Энергетическая эффективность такой системы выше по сравнению с равнотемпературной. Рассматриваются одноступенчатая, двухступенчатая и предельно-неравнотемпературная (многоступенчатая) системы КП. Приведены результаты моделирования СТРкД с рассмотренными системами КП в составе разгонного блока при выполнении задачи некомпланарного выведения полезного груза с низкой стартовой орбиты на геостационарную. Показано, что энергомассовая эффективность использования СТРкД в составе космического аппарата - разгонного блока - может более чем вдвое превышать возможности современных жидкостных средств выведения. Проведено сравнение баллистической эффективности использования СТРкД с различными системами КП как средства межорбитальной транспортировки. Показано, что эффективность солнечного разгонного блока растет с увеличением степени неоднородности нагрева водорода в системе КП и может быть на 30 % и более увеличена по сравнению с обыкновенно рассматриваемыми СТРкД. Выделены определяющие параметры системы КП - параметр точности концентратора и температура нагрева водорода в приемнике, проведена их совместная оптимизация по критерию максимума массы полезной нагрузки для рассматриваемых типов системы КП. Приведены рекомендации по выбору целесообразных значений выделенных параметров с учетом технологических ограничений. Определены габаритные показатели концентратора для равнотемпературного и ступенчатых приемников. Рассмотрены условия ориентации различных систем КП на Солнце. Показано, что требования к системе динамического слежения за Солнцем вполне могут быть обеспечены современными техническими средствами, особенно в случае неоднородного нагрева водорода в системе КП.

В настоящее время в системах ориентации и стабилизации космических аппаратов широко применяются электромеханические исполнительные органы (ЭМИО). Электромеханический исполнительный орган обладает высокой точностью ориентации и не требует для своего функционирования рабочего тела. Рассмотрены современные электромеханические исполнительные органы систем ориентации космических аппаратов отечественного и зарубежного производства и приведены их основные характеристики. По итогам обзора выявлено, что электромеханические исполнительные органы как отечественного, так и зарубежного производства выполнены примерно по одной схеме, а именно, на основе двигателей-маховиков на шарикоподшипниковых опорах, и их технические и ресурсные характеристики сопоставимы. В настоящее время в космической отрасли наблюдаются две четко выраженные тенденции: тенденция к повышению массогабаритных характеристик космических аппаратов, вызванная увеличением объема целевой аппаратуры, и тенденция роста срока активного существования космических аппаратов. Повышение массогабаритных характеристик космического аппарата (КА) приводит к тому, что возникает необходимость увеличения управляющего момента электромеханического исполнительного органа. Управляющий момент может быть повышен путем увеличения массы или габаритов электромеханического исполнительного органа или путем повышения скорости вращения двигателя-маховика, входящего в его состав. Исходя из специфики космической техники, а именно, из-за ограничения её массогабаритных характеристик, наиболее целесообразным способом повышения управляющего момента ЭМИО является повышение скорости вращения его двигателя-маховика. Срок активного существования (САС) космического аппарата может быть увеличен за счет увеличения срока функционирования комплектующих изделий и узлов космического аппарата, в том числе и электромеханического исполнительного органа, и за счет резервирования наиболее критичных узлов КА. Предпочтительным при этом является повышение САС за счет увеличения срока активного существования комплектующих КА. Проведен краткий анализ возможных причин выхода из строя существующих электромеханических исполнительных органов при эксплуатации при повышении скорости вращения двигателя-маховика и определена наиболее вероятная причина выхода из строя - разрушение шарикоподшипниковой опоры электромеханического исполнительного органа из-за перегрузок, действующих на неё. Рассмотрены вопросы надежности и долговечности шарикоподшипниковой опоры, проблемы определения указанных характеристик шарикоподшипника. Рассмотрен возможный способ модификации данной опоры. Определены основные факторы, ограничивающие применение шарикоподшипниковой опоры в электромеханических исполнительных органах. Приведена классификация существующих опор электромеханических исполнительных органов и способов бесконтактной подвески тел, применяемых в современной технике. Проведен сравнительный анализ газовых и магнитных опор. Рассмотрены преимущества и недостатки газовых опор. Рассмотрены магнитные опоры различных типов, проведен их сравнительный анализ, определена практическая возможность их применения с удовлетворительными массогабаритными характеристиками. Поставлена задача создания пассивной магнитной опоры на основе высококоэрцитивных постоянных магнитов.

Актуальность работы определяется возросшей конкуренцией на мировом рынке разработки спутников, что требует снижения издержек на разработку и запуск космических аппаратов. Очевидным способом уменьшения затрат является снижение стартовой массы космического аппарата, позволяющее применять для запуска космического аппарата на геостационарную орбиту более дешевые ракеты-носители среднего класса либо запускать одной ракетой-носителем несколько космических аппаратов. Альтернативным решением этой проблемы является выведение космического аппарата комбинированным методом. Комбинированный метод выведения космического аппарата обладает преимуществом по времени выведения относительно метода выведения с использованием только электрореактивных двигателей, а относительно метода выведения на химических двухкомпонентных реактивных двигателях - по количеству топлива. Таким образом, применение комбинированного метода выведения позволит космическому аппарату быстро проходить зону внутреннего радиационного пояса Земли, используя химические двухкомпонентные реактивные двигатели, а электрореактивные - для дальнейшего довыведения космического аппарата на рабочую орбиту. Целью исследования является оценка эффективности выведения космического аппарата на геостационарную орбиту комбинированным методом, оптимизация массы топлива для выведения. В результате выполненной работы были разработаны критерии оптимизации комбинированного метода, методика оптимизации массы топлива и соответствующий комплекс программ в среде MatLab. Также проведены расчеты и анализ полученных результатов выведения космических аппаратов различной стартовой массы комбинированным методом при помощи ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» (космодром Байконур, Казахстан) и при помощи ракеты-носителя Falcon-9v1.1( мыс Канаверал, США). В заключение отмечено, что выведение посредством ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз» имеет ряд преимуществ относительно зарубежной ракеты-носителя.

Рассмотрена модификация поверхности углеродных нанотрубок (УНТ) атомами переходных металлов. Модификация УНТ расширяет их сферу применения, делая более перспективными в производстве изделий микро- и наноэлектроники, которые, в свою очередь, могут найти применение в электронных блоках управления космической техники. Рассматривается возможность покрытия поверхности УНТ атомами скандия и титана. Выбор атомов обусловлен потенциальной возможностью создания этими атомами равномерного покрытия, что важно для практического применения. При образовании такого покрытия важную роль играет адсорбционная способность и подвижность атомов. К настоящему времени не выявлено, является ли образующаяся в экспериментах неоднородность фундаментальным свойством или это связано с технологией процесса нанесения атомов на поверхность. Понимание основ формирования покрытия поможет контролировать процесс его нанесения. Не исключено, что однородное покрытие может образовываться только на трубках определенной хиральности или диаметра. Предположено и изучено влияние радиуса, хиральности и проводящих свойств нанотрубок на их взаимодействие с атомами скандия и титана. Представлено теоретическое исследование взаимодействия одиночных атомов скандия и титана с наборами углеродных нанотрубок типа zigzag и armchair. Построены зависимости энергии связи (Есв) и энергии активации (Еа) перехода атомов по поверхности УНТ в двух неэквивалентных направлениях от радиуса углеродных нанотрубок. Оценено влияние хиральности, радиуса и проводящих свойств УНТ на значения Есв и Еа. Результаты исследования показывают более сильное взаимодействие атома титана с поверхностью углеродного каркаса по сравнению со скандием. Искривление углеродного каркаса также способствует более сильному взаимодействию изучаемых атомов с поверхностью нанотрубок. Выявлено, что степень влияния на значения энергии связи и барьеры диффузии уменьшается в ряду «хиральность - проводящие свойства - радиус». В целом значения барьеров миграции атомов Sc и Ti по поверхности низкие, что говорит о возможности их передвижения. Такая возможность будет способствовать образованию равномерного покрытия. Представленные результаты получены методом функционала плотности в лицензионной программе VASP. Для нахождения переходного состояния и потенциальных барьеров перехода атомов металлов по поверхности УНТ применен метод упругой ленты (nudged elastic band).

Выявляются факторы, определяющие привлекательность той или иной отрасли, с целью их дальнейшего использования при проведении стратегического анализа. Приводится информация о доле предприятий России в общем объеме мирового производства ракетно-космической техники. Проводится сравнение уровня конкуренции на российском и мировом рынках продукции ракетно-космической промышленности в 2012-2014 гг. Дана характеристика динамики и тенденций мирового рынка космической деятельности. Представлена структура мирового рынка космической деятельности, в том числе доли частного и государственного секторов, и тенденции их изменения. Обоснована необходимость выхода российских предприятий ракетно-космической промышленности на мировой рынок. Предложен упорядоченный перечень факторов, определяющих привлекательность отраслей и рынков продукции ракетно-космической промышленности, которые необходимо учитывать при стратегическом планировании деятельности на мировом рынке. Представлен перечень источников информации и исходных данных для анализа отраслей и рынков. Приведена сравнительная характеристика аналитических и исследовательских отчетов о состоянии и перспективах рынков продукции ракетно-космической промышленности, а также о возможных направлениях развития рынков первые 20-30 лет XXI века. Предложен способ использования результатов анализа привлекательности отрасли при стратегическом планировании деятельности предприятий ракетно-космической промышленности России на мировом рынке.

Приведен анализ факторов роста в оборонных отраслях, в основе которого лежат общие закономерности воспроизводства капитала. Рассмотрены подходы к обоснованию роли различных факторов в повышении производительности труда на примере классической, маржинальной, неоклассической теорий. Дана характеристика современной ситуации в экономике и в оборонном комплексе. В связи с введением санкций в отношении России со стороны развитых стран, выполнение программы развития оборонных отраслей встречает определенные трудности, поэтому обосновывается необходимость поиска, прежде всего, внутренних источников финансирования преобразований в оборонной промышленности. Исходя из теории воспроизводства, резервы роста сопряжены с фондом накопления и некоторой частью фонда возмещения. Поэтому формирование необходимых инвестиционных ресурсов и их эффективное использование предполагает новое качество финансовой системы в стране и новую модель взаимоотношений реального и номинального секторов экономики. Государство обязано ориентироваться не на экономику спроса, а на экономику предложения. Поэтому оно должно сформировать внятную промышленную политику, где составной частью станет политика импортозамещения. В инновационной экономике основным фактором роста является знание. Воспроизводство знаний обусловлено превращением человеческого фактора в человеческий капитал, который раздвигает границы непосредственно производства и оказывает влияние на производительность и эффективность труда. Финансовый сектор экономики должен обеспечить адекватные условия превращения знания в решающий фактор экономического развития и изменить свое функциональное назначение.

Инновационная деятельность является весьма актуальным средством адаптации предприятий оборонно-промышленного комплекса в соответствии с требованиями времени. Инновационная деятельность предприя- тий оборонно-промышленного комплекса в современных условиях является наиболее затратной для создания самых совершенных образцов техники на сформированном уровне знаний, но имеющей далеко идущие перспективы как в области оснащения, так и в области продаж продукции. Организация высокотехнологичного, конкурентоспособного производства возможна только при условии обеспечения оборонно-промышленного комплекса квалифицированными работниками, обладающими высоким интеллектуальным и творческим потенциалом. При этом повышаются требования к управленческим механизмам, связанным с формированием и развитием человеческого капитала. Исследованы и выявлены особенности человеческого капитала при разработке и внедрении инноваций на предприятиях оборонно-промышленного комплекса. С целью описания характеристик человеческого капитала принята типология инноваций по масштабам вызываемых последствий. Результаты исследования показали, что в зависимости от реализации стратегических или текущих инноваций меняются характеристики человеческого капитала по структурным элементам: физиологическому капиталу, профессионально-личностному капиталу, интеллектуальному капиталу. Отличие работников, привлекаемых к разработке и внедрению стратегических инноваций, заключается в ориентации на формирование и развитие человеческого капитала, в то время как работники, задействованные в реализации текущих инноваций, ориентированы на максимальное использование и формирование человеческого капитала. Полученные результаты позволили определить основные направления формирования и развития человеческого капитала в целях инновационного развития предприятий оборонно-промышленного комплекса .