|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Применение геометрических методов при построении систем автоматизированного проектирования космических аппаратовНИР
- Руководитель НИР: Сазонов В.В.
- Участники НИР: Романенко Т.Е., Семенов А.Н.
- Подразделение: Кафедра общей математики
- Срок исполнения: 1 февраля 2014 г. - 1 декабря 2015 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): МК-5734.2014.9
- Тип: Прикладная
- Приоритетное направление научных исследований: Дифференциальные уравнения и математическая физика
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 27.21.21 Геометрическое исследование объектов естественных наук
- 27.41.23 Машинные, графические и другие методы вычислительной математики
- 27.41.41 Алгоритмы решения задач вычислительной и дискретной математики
- 89.25.21 Бортовые системы и элементы космических летательных аппаратов
- 89.25.35 Технические средства обеспечения космических полетов
- 89.25.39 Эксплуатация космической техники
-
Ключевые слова:
международная космическая станция, мкс, солнечные батареи, вычислительная геометрия, освещенность, геометрическое моделирование, управляемые космические полеты
-
Описание:
Проектирование космических аппаратов (КА) является трудной, очень ответственной задачей и представляет собой длинный технологический процесс, включающий проектирование на бумаге, прототипирование, изготовление пробных образцов, различные наземные испытания. Важной задачей проектирования КА является разработка системы электропитания (СЭП). Выбор подходов к проектированию СЭП зависит от задач, которые возлагаются на создаваемый КА. Основным источником электроэнергии для КА, совершающего полет в околоземном пространстве или в пределах солнечной системы, является энергия Солнца. КА оснащается солнечными батареями (СБ) и аккумуляторной установкой, бортовое питание осуществляется от аккумуляторов, а зарядка последних происходит от СБ. Конструкция СБ должна удовлетворять многим требованиям, таким как: жестокость конструкции, надежность приводных механизмов и, главное, возможность выдавать требуемую мощность. Мощность электроэнергии, вырабатываемой СБ КА зависит, в том числе, от площади освещенной поверхности СБ и угла падения солнечного света. Современные КА имеют достаточно сложную конструкцию, элементы внешних конструкций могут затенять солнечные батареи и выработка электроэнергии может существенно снижаться. Например, при разработке малого лабораторного модуля (МЛМ) Международной космической станции (МКС) после проведения соответствующих расчетов, пришлось увеличить площадь СБ и пересмотреть многие решения по организации СЭП МЛМ для достижения требуемых показателей работы СБ. Кроме того, в процессе работы из-за воздействия радиации солнечные батареи начинают деградировать и мощность, вырабатываемая ими, снижается. При проектировании обитаемых КА возникает множество новых задач, кроме обеспечения функционирования бортовых систем КА также требуется обеспечить нормальные условия для жизни и работы экипажа. Одной из важных задач является выбор системы освещения интерьеров КА.С одной стороны, для нормальной работы экипажа требуется заданная освещенность, с другой стороны излишняя мощность устанавливаемых светильников ведет к дополнительной нагрузки на СЭП и увеличению выработки тепла, которое требуется отводить от обитаемой зоны КА, чтобы обеспечить благоприятный температурный режим для экипажа. Поэтому очень важно обеспечить требуемую освещенность интерьеров КА, используя оптимальную схему освещения с низким энергопотреблением, невысоким тепловыделением и заданным спектром света, комфортным для человека.
-
Основные результаты:
1. Разработаны алгоритмы и прикладное программное обеспечение для математического моделирования работы солнечных батарей новых и существующих модулей Российского сегмента (РС) Международной космической станции (МКС). 2. Решена задача расчета освещенности интерьеров пилотируемых космических кораблей (ПКК) по трехмерной модели и заданным характеристикам источников света. Алгоритмы реализованы в виде программного продукта. Проведено тестирования разработанного программного продукта на реальных данных.
- Добавил в систему: Сазонов Василий Викторович
Соисполнители НИР
| МГУ имени М.В.Ломоносова | Координатор |
Источник финансирования НИР
| грант Президента РФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 февраля 2014 г.-1 декабря 2014 г. | Разработка алгоритмов для решения задач 1 и 2, разработка прототипа прикладного программного обеспечения. |
| Результаты этапа: 1. Разработаны алгоритмы для математического моделирования работы солнечных батарей новых и существующих модулей Российского сегмента (РС) Международной космической станции (МКС). Потребовалось разработать следующие алгоритмы: - геометрического моделирования внешней поверхности станции с возможностью наращивания, изменения состава, использования подвижных элементов; - геометрического моделирования поверхности СБ и механизма задания схемы работы электрооборудования; - построения прогноза орбиты МКС расчета положения Солнца (использовались методы Рунге-Кутты 12 порядка аппроксимации и алгоритмы астрономических расчетов из различных источников); - определения освещенной поверхности СБ РС МКС; - определения мгновенной выработки электроэнергии СБ РС МКС (сила тока, напряжение, мощность); 2. Разработка ППО для реализации алгоритмов из п. 1. 3. Доработка прикладного программного обеспечения (ППО) с учетом пожеланий сотрудников РКК "Энергия" имени С.П. Королева, которые заинтересовались разработкой. 4. Разработка алгоритмов определение освещенности интерьеров пилотируемых КА. | ||
| 2 | 1 января 2015 г.-30 декабря 2015 г. | Проверка работы прототипа на реальных данных от ОАО РКК "Энергия" им. С.П. Королева. Выпуск первой версии прикладного программного обеспечения для решения задач 1 и 2. |
| Результаты этапа: Решена задача расчета освещенности интерьеров пилотируемых космических кораблей (ПКК) по трехмерной модели и заданным характеристикам источников света. Алгоритмы реализованы в виде программного продукта. Проведено тестирования разработанного программного продукта на реальных данных. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".