CC BY
16<Тешетневс^ие чтения. 2016
Заключение. БГТУ «Военмех» им. Д. Ф. Устинова является одним из ведущих ВУЗов Российской Федерации по подготовке специалистов для ОПК и ракетно-космической отрасли и центром подготовки таких специалистов в Северо-Западном регионе, выполняет значительный объем НИОКТР в интересах предприятий ОПК в разработке изделий и технологий двойного назначения, участвует в программах Минобрнауки, ведомственных и межведомственных программах подготовки и переподготовки специалистов.
Развитие инфраструктуры, широкое и активное привлечение молодежи, в том числе студентов, к многообразной работе университета по взаимодействию с предприятиями и организациями ОПК и ракетно-космической отрасли позволяет достаточно уверенно смотреть в будущее и развиваться в направлении совершенствования подготовки высококвалифицированных специалистов.
Библиографические ссылки
1. URL: http://cadry-opk.ru/sites/default/files/ page/ 2014/07/%D0%A0%D0%B5%D0%B7%D1%83%D0%B B%D 1 %8C%D 1 %82%D0%B0%D1 %82%D 1 %8B%20% D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%BA%D1%83%D1%80 %D1%81%D0%B0%20%D0%9E%D0%9F%D0%9A.pdf
2. Электронный ресур: http://cadry-opk.ru/sites/ default/files/page/2014/07/Prikaz_%E2%84%96_1370_ot _25.11.2015.pdf
3. URL: http://fcpir.ru/upload/iblock//protokol-otsenki-i-sopostavleniya.pdf
4. Использование волоконно-оптических технологий для энергоинформационного обмена между
устройствами управления крупногабаритной антенны / А. А. Ким, С. Ю. Страхов, Д. А. Хромихин и др. // Вопросы радиоэлектроники. 2016. № 8. С. 41-48.
5. Коротков Е. Б., Матвеев С. А., Яковенко Н. Г. Пути повышения качественных показателей системы управления механизмом с параллельной структурой (гексапод, трипод) на базе российских и мировых доступных электронных компонентов // Вопросы радиоэлектроники. 2016. № 8. С. 85-92.
References
1. URL: http://cadry-opk.ru/sites/default/files/page/ 2014/07/%D0%A0%D0%B5%D0%B7%D1%83%D0%B B%D 1 %8C%D 1 %82%D0%B0%D1 %82%D 1 %8B%20% D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%BA%D1%83%D1%80 %D1%81 %D0%B0%20%D0%9E%D0%9F%D0%9A.pdf.
2. URL: http://cadry-opk.ru/sites/default/files/page/ 2014/07/Prikaz_%E2%84%96_1370_ot_25.11.2015.pdf.
3. URL: http://fcpir.ru/upload/iblock/d80/protokol-otsenki-i-sopostavleniya.pdf.
4. Kim A. A., Strakhov S. Yu., Khromikhin D. A., Matveev S. A. Ispolzovanie volokonno-opticheskih tekhnologii dlya energoinformatchionnogo obmena megdu ustroistvami upravleniya krupnogabaritnoi antenny // Voprosy radioelrctroniki. 2016. № 8. P. 41-48.
5. Korotkov E. B., Matveev S. A., Yakovenko N. G. Puti povysheniya kachestvennyh pokazatelei sistemy upravleniya mekhanizmom s parallelnoy strukturoy (hexapod, tripod) na baze rossiiskix i mirovyh dostupnyh electronnyh komponentov // Voprosy radioelrctroniki. 2016. № 8. P. 85-92.
© Иванов К. М., Матвеев С. А., Яковенко Н. Г., 2016
УДК 681.5
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОТОТИПОВ ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ
И УЗЛОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В МАХОВИКАХ СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ
С. В. Кузнецов, А. С. Стреж, С. В. Стреж, А. Ю. Цариков
Краснознаменский завод полупроводниковых приборов «Арсенал» Российская Федерация, 143090, г. Краснознаменск, Московская область, ул. Связистов, 9
E-mail: [email protected]
Исследование посвящено анализу размещения плат электронных компонентов в конструктиве маховичных систем, а также проектированию и размещению соединителей для плат и блоков мехатронных устройств космического аппарата (КА).
Ключевые слова: сверхмалый космический аппарат (СМКА), ротостатическая платформа, ротоблок, мо-дульно-пространственная плата, секторная плата.
PROTOTYPING OF ELECTRONIC ASSEMBLIES AND UNITS, LOCATED IN FLYWHEELS OF THE SYSTEMS ATTITUDE CONTROL AND STABILIZATION
S. V. Kuznetchov, A. S. Strezh, S. V. Strezh, A. Y. Tcharikov
JSC "Arsenal" KrZPP 9, Svyazistov Street, Krasnoznamensk, Moscow region, 143090, Russian Federation
E-mail: [email protected]
The study focuses on the analysis of the PCBs of electronic components in constructive flywheel systems, as well as the design and placement of connectors for PCBs and units of mechatronic devices of spacecraft.
Keywords: ultra-small space craft, roto-static platform, roto-block, modular spatial board, pie board.
В рамках ответа на устойчивые эволюционные вызовы к снижению массогабаритных и вещественно-энергетических характеристик технических объектов, что дополнительно стимулируется прогрессом в производстве, материаловедении и опережающим развитием информационных технологий, которые являются базовыми для управления КА и обработки СИ, на основе исследований по программе «РОИ» были конкретизированы соответствующие концептуальные требования к вопросам построения облика составляющих многоагентную КМ [платформ] КА [1]:
а) максимальное комплексирование (по массе, по габаритам, по функциональности) и системная интеграция модулей, комплексов, подсистем и систем КА между собой [2];
б) широкое выявление и использование эмерд-жентных свойств и возможностей элементов и систем проектируемой платформы нового типа.
Реализация вышеназванных концепций построения платформ нового типа, например, перспективной рото-статической платформы, поднимает проблему размещения блоков электронной аппаратуры [3] и других элементов СМКА внутри составляющих отдельные ротоблоки маховичного конструктива. Ниже приводится результат рассмотрения вариантов этих размещений.
Плоскость плат вычислительных модулей (ВМ) может быть ориентирована по отношению к вектору силы (гравитационной составляющей) по-разному -перпендикулярно вектору силы и вдоль вектора силы.
В случае ориентации плоскости плат вычислительного модуля перпендикулярно вектору силы возможно два способа размещения этих плат в рото-блоке:
в виде лент вдоль обода маховика ротоблока (ленточные платы ВМ - см. позицию 3 на рисунке), выполненных как из жесткого (текстолит), так и гибкого материалов. Следует особо учитывать, что данный вариант предполагает значительный (до 100 %) объем немеханизированных работ по пайке элементной базы для ВМ. Также для любых вариантов исполнения ротоблоков сам обод маховика представляет наиболее удачное место размещения ряда исполнительных механизмов [4; 5], датчиков, измерителей, антенн и другой аппаратуры, что может послужить препятствием к размещению ВМ в виде лент на ободе маховика;
вдоль обода (в том числе и в несколько рядов) маховика ротоблока, деля его на равные (соответствующие размерам плат вычислительного модуля) уплощенные посадочные места с организованной подложкой (см. позицию 2 на рисунке) - форма организации посадки вычислительных модулей на ободе маховика ротоблока выглядит в проекции как правильный шести- или восьмиугольник. Сами платы (модульно-пространственные платы ВМ - см. позицию 4 на рисунке) при этом, как правило, вытянутые параллелепипеды.
В процессе проектирования плат таких вычислительных модулей следует учесть, что более массивные элементы из набора необходимой для монтажа этих ВМ элементной базы следует размещать на той стороне плат, в которую входит вектор силы гравитационного действия, - в этом случае будут сняты риски срыва элементов монтажа с плат.
Предлагается в виде такого конструктива реализо-вывать основные ВМ КА, рассчитанные на высокие вычислительные нагрузки. Стандартизация посадочных мест обеспечит значительную унификацию всех ВМ на КА.
В случае ориентации плоскости плат вычислительного модуля вдоль вектора силы они могут располагаться:
1) в плоскости вращения ротоблока - и тогда отдельные платы будут иметь форму, производную от сектора с возможными технологическими вырезами (секторные платы ВМ - см. позицию 5 на рисунке);
2) перпендикулярно плоскости вращения ротобло-ка, размещаясь вдоль радиусов окружности вращения; в этом случае платы будут иметь форму (как правило) вытянутого параллелепипеда. Одним из преимуществ такого размещения плат (радиальные платы ВМ - см. позицию 6 на рисунке) может являться их дополнительное использование в качестве элементов набора ротоблоков для повышения ее жесткости.
Предлагается в виде такого конструктива реализо-вывать дополнительные ВМ КА, предназначенные для непосредственного управления конечными устройствами КА. Использование таких промежуточных ВМ на ротоблоках позволит повысить аппаратную унификацию высокопроизводительных ВМ (убрав из них цепи непосредственного управления внешней нагрузкой) и максимально сократить кабельное хозяйство.
Решетневские чтения. 2016
Концептуальная схема размещения полезной нагрузки и прототип ротоблока перспективной ротостатической платформы КА нового типа: 1 - маховиковый конструктив ротоплатформы; 2 - шасси для устройств с модульно-пространственной ориентацией расположения полезной нагрузки (плат, аккумуляторных сборок, спец. контейнеров и т. п.); 3 - ленточное; 4 - модульно-
пространственное; 5 - секторное; 6 - радиальное
Также показано, что высокие значения градиента гравитационной составляющей могут привести к отрыву отдельных элементов с плат ВМ и к разрушению внутренней структуры микроконтроллеров и больших интегральных схем (например, отрыв кристаллов элементов электронной аппаратуры от креплений контактов внутри корпуса), от чего элементы внешнего, локального для каждого этого элемента бандажа защитить не в состоянии. Более того, множественный локальный бандаж отдельных элементов схем отрицательно сказывается на системе терморегуляции КА, а также на вибростойкости всего изделия в целом. Для разрешения большинства вышеприведенных противоречий предлагается:
монтаж кристаллов микроконтроллеров, больших интегральных схем и максимального количества электронных компонентов их обеспечения в конечный продукт - платы ВМ и модулей устройств - в бескорпусном виде, с дальнейшим покрытием полученных плат массивом специального композита-диэлектрика;
покрытие полученного защищенного от срыва кристаллов с поверхности монтажа композита материалами, повышающими радиационную стойкость и теплопроводность полученной сборки;
внедрение полученных модульных сборок в несущий конструктив всех элементов перспективной рото-статической платформы КА, что существенно повысит стойкость этих сборок к проявлениям вибрации.
Платы внутри каждого из двух описанных выше типов ориентации разрабатываются с учетом требований к полной взаимозаменяемости их как в пределах пула ВМ в рамках отдельных элементов (ротоблоков, статического конструктива) перспективной ротоста-тической платформы КА, так и между таковыми пулами всех элементов КА в рамках ротостатической платформы - такой подход к проектированию и эксплуатации ВМ обеспечивает гибкость использования аппаратных и программных средств КА, а их унификация предполагает значительное увеличение надежности вычислительных средств КА.
Целям стандартизации управления программно-аппаратными средствами КА также может служить принцип замыкания цепей управления отдельными аналоговыми конечными устройствами на перифери-
ческие (вспомогательные) ВМ, разрабатываемые с учетом особенностей ряда целевых конечных устройств; таким образом, управление этими конечными устройствами будет проводиться по единым цифровым интерфейсам и по единому внутреннему протоколу. Более того, переход на использование единого цифрового канала взаимодействия этих оконечных устройств с высокопроизводительными ВМ резко уменьшит длину аналоговых трактов, что значительно сократит кабельное хозяйство как на ротоблоках, так и на статическом конструктиве перспективной рото-статической платформы КА.
При исследовании путей создания технологий перспективных средств использования бортовых устройств, исходя из всего вышеперечисленного, были разработаны и реализованы в виде отдельных прототипов следующие технологии размещения информационных средств управления в корпусе маховика в виде двух типов конструктивно различных ВМ:
модульно-пространственные платы ВМ - данные ВМ используются в качестве высокопроизводительной программно-аппаратной платформы, необходимой для решения задач ориентации, стабилизации; поиска цели, анализа текущей обстановки состояния окружающего КА пространства, оценки и применения СН с последующим анализом результатов этого применения;
секторные платы ВМ - данные ВМ используются в качестве посредников (драйверов) в управлении периферийными устройствами, расположенными как в ротоблоках, так и на статическом конструктиве.
Библиографические ссылки
1. Стреж С. В., Трошин Е. В. Новый этап развития космонавтики // Космонавтика и ракетостроение. 2005. Вып. 1(38). С. 173-190.
2. Комплексный анализ целесообразности и проблем создания отечественных систем на базе малых и сверх малых космических аппаратов нового поколения : «Автоклав Т» : отчет о НИР / ЦНИИмаш, ЦНИТИ «Техномаш» ; рук. С. В. Стреж, ответ. исп. Е. В. Трошин. М., 2003. 186 с. Испол. : С. Н. Ермак, А. Ю. Квасников, С. В. Середин [и др]. С. 40-140. Инв. № 36536.
3. Пат. 2381451 Рос. Федерация : C1, МПК Н02Р 23/08 (2006.01). Адаптивная система управления гиростабилизатором / Стреж С. В., Вороной А. Т. № 2008134194/09 ; заявл. 21.08.2008 ; опубл. 27.03.2010, Бюл. № 9
4. Пат. 2383863 Рос. Федерация : C1, МПК3 Н02Р 23/08 (2006.01). Система стабилизации скорости вращения силовых гиростабилизаторов / Стреж С. В., Вороной А. Т. № 2008134188/09 ; заявл. 21.08.2008 ; опубл. 27.03.2010, Бюл. № 9.
5. Пат. 2385531 Рос. Федерация : C1, МПК Н02Р 23/08 (2006.01). Способ стабилизации скорости вращения силовых гиростабилизаторов / Стреж С. В., Вороной А. Т. № 2008134189/09 ; заявл. 21.08.2008 ; опубл. 27.03.2010, Бюл. № 9.
References
1. Strezh S. V., Troschin S. V., Troschin S. V. Novyy etap razvitiya kosmonavtiki [New stage the development
of Astronautics] // Kosmonavtika i raketostroenie. 2005. Iss. 1(38). P. 173-190 (In Russ.)
2. Strezh S. V., Troschin S. V [A comprehensive analysis of the feasibility and challenges of creating domestic systems based on small and ultra-small satellites of new generation "Avtoklav-T".] TsNIImash, Moscow, 2003. 186 p. inv. num. 36536. (In Russ.)
3. Strezh S. V., Voronoy A. T. Adaptivnaya sistema upravleniya girostabilizatorom. [Gyrostabiliser adaptive control system]. Patent RF, no. 2381451, 2010.
4. Strezh S. V., Voronoy A. T. Sistema stabilizatsii skorosti vrashcheniya silovykh girostabilizatorov. [System to stabilise powered gyrostabiliser spin rate]. Patent RF, no. 2383863, 2010.
5. Strezh S. V., Voronoy A. T. Sposob stabilizatsii skorosti vrashcheniya silovykh giro stabilizatorov. [Method for stabilization of power gyrostabiliser rotation speed]. Patent RF.
© Кузнецов С. В., Стреж А. С., Стреж С. В., Цариков А. Ю., 2016
УДК 621.396.6
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕЕ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЫ
С. С. Кукушкин
Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого Российская Федерация, 143900, г. Балашиха Московской обл., ул. Карбышева, 29
E-mail: [email protected]
Рассмотрены нетрадиционные методы обнаружения и исправления ошибок данных, сообщений и сигналов, передаваемых по каналам связи при испытаниях и штатной эксплуатации (ШЭ) ракетно-космической техники (РКТ) в условиях помех. Основу синтеза предлагаемых методов составляет математический аппарат разработанной прикладной теории конечных полей (КТКП). Показана возможность их использования для комплексного разрешения существующего множества проблем передачи информации [1-4].
Ключевые слова: ракетно-космическая техника, передача данных по каналам связи в условиях помех, нетрадиционное представление данных образами-остатками, инварианты в виде групповых свойств равноос-таточности, защита и контроль достоверности информации.
INNOVATIVE TECHNOLOGIES TO INCREASE IMMUNITY INFORMATION TRANSFER AND ITS INTEGRATED SOFTWARE PROTECTION
S. S. Kukuschkin
Military Academy of Strategic Missile Forces named after Peter the Great 29, Karbysheva Street, Balashikha, Moscow region, 143900, Russian Federation, E-mail: [email protected]
The paper onsiders non-traditional methods of detecting and correcting data errors, messages and signals transmitted through the communication channels during testing and normal operation rocket and space technology in noisy environments. The basis of the proposed methods of synthesis of mathematical formalism developed applies theory of finite fields. The research demonstrates possibility of their use for the integrated resolution of the existing sets of information transmission problems.
Keywords: measurement, data transmission over communication channels in terms of interference, non-traditional data representation of the image remains, invariants, the control accuracy of measurements.
Введение. Основная проблема передачи космической информации (КИ) заключается в том, что стремительный рост объемов и скоростей передаваемой
информации приводит к существенному ухудшению достоверности ее приема. При этом известные методы помехоустойчивого ее кодирования, требуя введения
