МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ГОСУДАРСТВАХ – УЧАСТНИКАХ СНГ:

ИНТЕГРАЦИЯ, ПОТЕНЦИАЛ РАЗВИТИЯ И ПРАВОВОЙ АСПЕКТ» 3–5 ОКТЯБРЯ 2011 ГОДА, МОСКВА

Перспективные направления Перспективные направления развития авиационно-развития авиационно-космической техники и космической техники и

технологийтехнологий

Гайдачук Александр ВитальевичГайдачук Александр Витальевичпроректор по научной работе Национального

аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт»

г. Харьков, Украина

Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт»

4 октября 1957 года осуществлен успешный запуск

первого искусственного спутника Земли

С 20 ноября 1998 года ведет начало МКС — совместный международный проект, в котором участвуют 15 стран

За 54 года с момента начала практического освоения космоса пройден путь от противостояния к международному

сотрудничеству в космической сфере


На территории Харькова расположено более 20

предприятий, научных и образовательных организаций,

которые принимают непосредственное участие в космической деятельности

Харьков

Харьков – один из центров аэрокосмической науки,

образования и промышленности Украины


ХАИ - один из ведущих технических университетов Украины, подготовивший более 60 тысяч специалистов для авиационной и

ракетно-космической отрасли СССР и Украины

1930 – основан Харьковский авиационный институт1998 – Аэрокосмический университет2000 – Национальный аэрокосмический университет

До 1991 г. ХАИ – один из центров подготовки специалистов для аэрокосмической отрасли СССР


С 1937 по 1941 г. в ХАИ успешно работала Харьковская реактивная группа

Исследованияаэродинамических

характеристик ракеты ваэродинамической трубе

института

Пороховая ракета № 1

(ХАИ, 1939 г.)

В 1948 году по инициативе И.П. Голдаева начато

преподавание курсов по ракетным двигателям,

защищены первые дипломные проекты


Международное образовательное и научное сотрудничество в аэрокосмической области


ХАИ

Иордания

Мексика

Финляндия

Франция

ГерманияРоссия Австрия

Китай

США

Великобритания

ГолландияАвстралия

Бельгия

Швеция

Южная Корея

Швейцария

… и другие страны

География научно-образовательного сотрудничества


Основные направления научно-исследовательских работ в ХАИ

1. Повышение надежности и эффективности аэрокосмической техники

Направления исследований:

- Аэродинамические исследования в широком диапазоне чисел М;

- Теплофизические исследования, разработка и создание систем термостабилизации;

- Разработка электроракетных двигателей для КА;

- Исследование систем энергообеспечения, прогнозирование их надежности и ресурса, продление ресурса ХИТ. Разработка специализированного ПО для испытаний систем энергоснабжения КА;

- Отказоустойчивые системы управления;

- Обеспечение надежности программных средств


Анализ причин отказов КА

Место отказа

ПоследствиеВсего

ФО ЧО ПО/сбой

РА 18 11 29ПС 3 2 19 24

СЭС 15 3 3 21МНП 5 8 3 16АС 3 6 9ГС 2 3 5ДУ 2 2 4

ООП 1 1Всего 47 28 34 109

ПС22%

РА26%

ООП1%

ДУ4%

ГС5%АС

8%

СЭС19%

МН15%

РА ПС СЭС МН АС ГС ДУ ООП

РА – радиоаппаратура; ПС – программные средства; СЭС – система энергоснабжения; МНП – механическая неисправность или повреждение конструкции; АС – аппаратные средства; ГС – система гироскопической стабилизации положения; ДУ – двигательная установка; ООП – ошибка обслуживающего персонала

ФО/ЧО/ПО – фатальный/частичный/ парированный отказы


Год

Ко

л-в

о п

усков

Ко

л-в

о о

тказов

Риск ГодК

ол

-во

пуско

в

Ко

л-в

о о

тказов

Риск

1990 117 1 0.009 2000 85 5 0.059

1991 89 1 0.011 2001 59 4 0.068

1992 96 1 0.010 2002 65 5 0.077

1993 82 3 0.037 2003 64 4 0.063

1994 93 4 0.043 2004 54 4 0.074

1995 81 7 0.086 2005 55 5 0.091

1996 76 3 0.039 2006 66 7 0.106

1997 91 5 0.055 2007 68 5 0.074

1998 83 6 0.072 2008 69 3 0.043

1999 83 10 0.120 2009 78 6 0.077

Всего 891 41 0.046 Всего 663 48 0.072

•За последние 10 лет общее количество запусков, сократилось примерно на 25%.

•Значение риска отказа РН выросло более чем в 1,5 раза.

•Причина: завершение эксплуатации высоконадежных но недостаточно эффективных РН «Циклон-2» и «Atlas II/III» и переход на использование новых и/или усовершенствованных РН, элементы которых являются не до конца отработанными.


Уникальный аэродинамический комплекс, который состоит из шести аэродинамических труб, включая сверхзвуковую с числом Маха от 1 до 4

Число Маха 0.5…1.2 1.5 1.75 2.0 3.0 4.0

Время работы (с) 780…300 260 240 210 180 30

Параметры T-6

Рабочая часть 0.6x0.6 м

Длина рабочей части

1.3 м

Число Маха до 4

Число Рейнольдца

до 33x106

Автоматические весы

6-ком-понент

Аэродинамические исследования в широком диапазоне чисел Маха


Аэродинамическое моделирование и испытания объектов АРКТ и их элементов в аэродинамических трубах


Моделирование теплоэнергетических процессов в космических летательных аппаратах, наземное нагревательное и

охлаждающее оборудование

Теплофизические исследования, разработка и создание систем термостабилизации


Сотрудники ХАИ и научный сотрудник исследовательского отдела корпорации Thales Alenia Space возле экспериментального стенда

(г. Канны, Франция, 2009 г.).


Космическая силовая установка

(электро)дуговой ракетный двигатель

Стационарный плазменный

двигатель СПД-20

Ионно-плазменный двигатель

Саморазогревные плазменные катоды

Разработка электроракетных двигателей для КА


Многолетний опыт разработки, создания и испытания

электроракетных двигателей и их элементов обобщен в

монографии, которая выйдет из печати в конце 2011 г.


Исследование систем энергообеспечения, прогнозирование их надежности и ресурса,

продление ресурса ХИТ.


Устройство для экспресс-диагностики

электрохимических

аккумуляторов

Устройство для восстановления электрохимических аккумуляторов

Методы определения ресурса электрохимических аккумуляторов

Методы определения ресурса электрохимических аккумуляторов

Нормальные физические ресурсные

испытания в масштабе реального

времени до достижения предельного

состояния

Прогнозирование(на основе

математического моделирования деградационных

процессов)

Ускоренные ресурсные испытания

Форсированные испытания

(физическое ускорение

деградации до достижения предельного состояния)

Испытания по сокращенной программе (ресурсные

испытания с последующим расчетным прогнозированием

характеристик аккумулятора до достижения предельного

состояния)


ПО испытаний

UniOPC

UltraNet OPC

Маршрутизатор ОРС переменных

Таблица переменных/подписчиков

Менеджер автоматической отработки

Сценарий

Состояние автоматической отработки

Предыстория

Текущее состояние

ActiveX компоненты визуализации

Автоматизация ТП

Платформо-зависимые

службы

Ком

поне

нтны

й ка

ркас

Сообщения

Служба сообщений

Загрузчик

Переменные

Внешние данные

Конфигурация

Dll

Сервисы поддержки

Режим Переход Проверка

Компонентная архитектура ПО

Визуальный контроль текущего состояния системы. Удобное

управление

Во время предполетных испытаний КА Egyptsat-1

Разработка специализированного ПО для испытаний систем энергоснабжения КА


Разработка моделей, методов и алгоритмов отказоустойчивости в системах управления летательными аппаратами


2. Использование космических технологий на земле


- Экологический мониторинг с использованием БПЛА;

- Определение зон острой токсичности (совместно с ХНУ);

- Создание карт техногенной нагрузки территорий и поддержание их в актуальном состоянии (совместно с НТЦ «Природа»);

- Методы обработки сигналов ДЗЗ;

- Образовательный проект – создание украинского молодежного спутника


Экологический мониторинг с использованием БПЛА

Снимки земной поверхности, полученные с БПЛА в реальном времени

Более 50 лет опыта создания беспилотной авиатехники


Тестовая микроэкосистема (ТМЭС)

Результаты испытания ТМЭС: верхний — реакция изменением цвета (токсическая среда – синий,

нетоксическая – зеленовато-белый) на блокирование токсикантом процессов аэробного биоокисления;

нижний — реакция на блокирование как аэробного, так и анаэробного биоокисления (токсическая среда –

белый, нетоксическая – красный); расстояние 100 м цифровое фото

Нарушение рекреационного режима озера Белого (Харьковская обл., Украина), вызванное нагонными

массами цианобактерий

Определение зон острой токсичности (совместно с ХНУ)


Загрязнение нефтепродуктамиСброс сточных вод

Разработана первая версия геоинформационной системы картографической поддержки принятия

решений по управлению охраной территориальных вод Черного моря от комплексного влияния

техногенных и антропогенных факторов

Создание карт техногенной нагрузки территорий и поддержание их в актуальном состоянии

(совместно с НТЦ «Природа»);


Классификация многоканальных изображений

Исходное изображение и результаты его классификации до и после фильтрации- Фильтрация, особенно векторная, позволяет существенно (до трех раз) снизить вероятность неправильной классификации мультиспектральных изображений, устранить мозаичность результата классификации. - Применение предложенных методов фильтрации и рекомендаций относительно типа и значения порога позволяет оптимизировать предварительную обработку с точки зрения повышения вероятность правильного распознавания различных классов.

Методы обработки сигналов дистанционного зондирования Земли


Образовательный проект – создание украинского молодежного спутника

Создание наземной инфраструктуры приемных станций в ведущих аэрокосмических вузах Украины, России, Казахстана, Белоруссии, Узбекистана с привлечением средств

и аппаратуры западноевропейских вузов в рамках международного проекта «TEMPUS»;

Основанием для проведения работ по разработке украинского молодежного спутника (УМС) является предложение Государственного космического агентства

Украины, Национального центра аэрокосмического образования молодежи Украины, ГКБ «Южное» по созданию молодежного спутника силами высших

учебных заведений и молодежными коллективами предприятий, работающих в аэрокосмической отрасли


3. Совершенствование технологий в производстве аэрокосмической техники


- Импульсные технологии в обработке деталей АРКТ;

- Технологии производства конструкций из композиционных материалов;

- Технологии нанесения функциональных покрытий на детали АРКТ;

- Инструмент для корабельной и внекорабельной деятельности космонавта


Рабочий элемент

Ресивер

Цилиндр

Ударник

Рукоятка

Технология одноударной клепки, импульсной

прошивки и дорнования отверстий

Импульсная клепка предназначена для образования за один удар заклепочных соединений конструкций из легких сплавов, сталей, композиционных материалов заклепками всех типов из сталей,

алюминиевых и титановых сплавов

Импульсные технологии в обработке деталей АРКТ

Инструмент для импульсной клепки


Технологии производства конструкций из композиционных материалов

Высокоэффективные металлокомпозитные

соединения

Разработка методов проектирования, изготовления и испытаний трехслойных

конструкций


Автоматизированный комплекс для детонационно-газового

напыления покрытий на детали авиационно-космической

техники

Восстановление изделий Защита от химического воздействия, атмосферной и

высокотемпературной коррозии Защита от эрозионного износа Износостойкие и антифрикционные покрытия

Технологии нанесения функциональных покрытий на детали АРКТ


Разработка технологических процессов и оборудования для ионно-плазменного осаждения защитных покрытий на изделия

авиационно-космической техники

Технологический источник плазмы

Технологические процессы и оборудование позволяют получать многослойные, многокомпонентные покрытия, в том числе

термобарьерные с управляемым составом


Инструмент для корабельной и внекорабельной деятельности космонавта


Благодарю за внимание!Благодарю за внимание!

г. Харьков, Украина, 61070, ул. Чкалова, 17Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт»

Тел. +38 057 315 11 62, +38 057 788 40 20Факс +38 057 788 48 [email protected]

mailto:[email protected]

http://www.khai.edu/

Documents

МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ