Том 26, № 2 (2025)

Статьи

Модифицированный алгоритм расчета параметров маневра копланарной встречи космических аппаратов на околокруговой орбите с использованием двигателей малой тяги

Баранов А.А., Оливио А.П.

Аннотация

Представлен модифицированный алгоритм решения задачи сближения космических аппаратов на околокруговой орбите. Рассмотрен расчет параметров маневра, выполняемого на нескольких витках с использованием двигательной установки малой тяги. Предполагается, что активный космический аппарат выполняет маневры в пределах заданной области вокруг целевого космического аппарата, при этом возмущающими эффектами нецентральности гравитационного поля Земли и атмосферного сопротивления пренебрегают. Для решения задачи сближения использованы хорошо зарекомендовавшие себя приближенные математические модели движения космического аппарата. Методология определения параметров маневров структурирована на три ключевых этапа: на первом и третьем этапах параметры импульсной передачи и передачи малой тяги определяются с использованием аналитических методов. На втором этапе маневры распределяются между доступными поворотами, чтобы обеспечить успешное сближение за счет минимизации выбранной управляющей переменной. Предлагаемый подход отличается своей вычислительной эффективностью и надежностью, что делает его пригодным для бортовой реализации в автономных навигационных системах космических аппаратов. В качестве примера в статье анализируется зависимость суммарной характеристической скорости, необходимой для сближения, от величины тяги двигателя и приводится сравнительная оценка суммарной характеристической скорости как для сценариев импульсного маневрирования, так и для маневрирования с малой тягой.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2025;26(2):113-126
pages 113-126 views

Аналитический обзор распространенных отказов спутниковых конструкций: причины, последствия и стратегии смягчения последствий

Реза Каши Заде К., Купреев С.А., Самусенко О.Е.

Аннотация

Спутниковые конструкции подвергаются экстремальным условиям на протяжении всего срока их эксплуатации, включая высокие нагрузки при запуске, тепловые циклы и удары космического мусора, что делает их уязвимыми к структурным отказам. Понимание причин, последствий и стратегий снижения риска таких отказов имеет решающее значение для повышения надежности спутников и успешности миссий. В данном обзоре критически рассматриваются распространенные структурные отказы спутников, классифицируемые по пораженным компонентам, таким как основные каркасы, соединения, тепловая защита и развертываемые механизмы. В исследовании проводится всесторонний анализ исторических и современных отказов с интеграцией данных из тематических исследований, экспериментальных исследований, а также достижений в области материаловедения и мониторинга структурной целостности. Полученные результаты выявляют основные механизмы отказов, включая усталость материалов, вибрационные нагрузки и тепловую деградацию, а также дают оценку инновационным решениям, таким как умные материалы и технологии ремонта на орбите. Обобщая современные исследования и практики отрасли, авторы систематизируют тенденции отказов и предлагают перспективные направления для повышения устойчивости спутниковых конструкций. Результаты исследования направлены на развитие более надежных спутниковых архитектур, что в конечном итоге способствует повышению безопасности и эффективности космических миссий.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2025;26(2):127-134
pages 127-134 views

Угловая стабилизация мультироторного летательного аппарата в атмосфере Венеры

Рыжков В.В.

Аннотация

Рассмотрена проблема стабилизации углового положения МРЛА (мультироторного летательного аппарата) для исследования атмосферы Венеры. Актуальность темы обусловлена необходимостью получения детальных данных о нижних слоях венерианской атмосферы, что важно для понимания климатических процессов в Солнечной системе в целом. Цель исследования - разработка системы управления на основе пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора для обеспечения устойчивости и маневренности МРЛА в условиях турбулентной атмосферы Венеры. В исследовании проведено математическое моделирование углового движения МРЛА с учетом аэродинамических воздействий и ветровых возмущений. Для стабилизации ориентации аппарата использован пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, параметры которого оптимизировались методом Нелдера - Мида с применением численного интегрирования уравнений движения. В результате разработана система дифференциальных уравнений, описывающая динамику углового движения МРЛА. Проведена автоматизация подбора коэффициентов регулятора, обеспечивающая минимизацию отклонений ориентации аппарата при воздействии случайных ветровых возмущений. Численное моделирование подтвердило эффективность предложенного алгоритма стабилизации. Предложенный подход к автоматизированному подбору параметров пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора позволяет минимизировать интегральную ошибку ориентации и улучшить динамические характеристики системы управления летательного аппарата мультикоптерного типа. Разработанный алгоритм стабилизации может быть использован для управления летательными аппаратами в сложных атмосферных условиях, включая сильные возмущения, характерные для облачного слоя Венеры.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2025;26(2):135-143
pages 135-143 views

Общие математические принципы определения инженерной концепции многоквартирных домов на основе экспертно-аналитических методов и систем поддержки принятия решений

Меркулов А.А., Степанян И.В.

Аннотация

Правильно спроектированная инженерная концепция жилого многоквартирного дома позволяет на этапе подготовки к строительству снизить имеющиеся риски и учесть факторы, которые на практике, ввиду ограниченного характера специализированных экспертных знаний, иногда остаются без должного внимания. В качестве методологической базы и основополагающих методов исследования выдвинуты теория экспертных систем и математический аппарат на основе нечеткой логики. Цель исследования - разработка математических принципов определения инженерной концепции многоквартирных домов на этапе подготовки к строительству на основе теории нечетких множеств и методов поддержки принятия решений. Задача исследования - разработка общих математических принципов решения прикладных задач с применением специализированных экспертных систем. В результате исследования разработаны математические основы многофункциональной экспертной системы для формирования концепции многоквартирных домов на этапе подготовки к строительству; создана нечеткая база знаний; восстановлена проекция многомерной функции поверхности отклика, отображающая зависимость лингвистических переменных; разработаны математические принципы определения инженерной концепции многоквартирных жилых домов на этапе подготовки к строительству.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2025;26(2):144-154
pages 144-154 views

Обеспечение живучести сложной технической системы в специальных условиях

Алексеев В.В., Иванов Д.А., Рыжов И.Г.

Аннотация

Цель исследования - разработка алгоритма обеспечения живучести сложной технической системы в специальных условиях. При проведении исследования были применены принципы и методы системного анализа, формальной верификации и математический аппарат темпоральной логики действий. В результате исследования был разработан алгоритм поиска логических ошибок в проектном решении и программном обеспечении сложной технической системы, базирующийся на темпоральной логике. Отличительными особенностями алгоритма являются возможность формальной верификации проектного решения по системе и наличие механизма обеспечения согласованности проектного решения и реализации. Алгоритм целесообразно применять для обеспечения живучести как вновь разрабатываемых систем на этапах проектирования и ввода в действие, так и уже существующих систем на этапе сопровождения.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2025;26(2):155-167
pages 155-167 views

Методы машинного обучения для прогнозирования сердечно-сосудистых заболеваний: сравнительный анализ

Темирбаева А.Б., Алтыбай А.

Аннотация

Цель исследования - точное предсказание наличия сердечно-сосудистых заболеваний с помощью моделей машинного обучения. Оценивалась и сравнивалась эффективность пяти алгоритмов: логистической регрессии, машины опорных векторов, дерева решений, случайного леса и градиентного бустинга на наборе данных, содержащем клинические характеристики пациентов. Определялось, какой из алгоритмов демонстрирует наилучшие прогностические характеристики для диагностики заболеваний сердца. Использован набор данных 270 пациентов с 13 клиническими признаками. Данные были предварительно обработаны, а целевые переменные преобразованы в бинарные значения для классификации. Набор данных был разделен на обучающий и тестовый в соотношении 70-30. Пять моделей машинного обучения были обучены и оценены с помощью таких метрик, как точность, recall, precision, F1-score и ROC-AUC. Для получения дополнительной информации о производительности моделей были проанализированы матрицы ошибок. В результате логистическая регрессия и случайный лес показали наилучшие результаты среди всех моделей с точностью 86,4 и 80,2 %, соответственно. Логистическая регрессия продемонстрировала ROC-AUC на уровне 0,844, а случайный лес - 0,88. С помощью матриц путаницы выявлены прогностические достоинства и недостатки каждой модели. Авторами сделаны следующие выводы: логистическая регрессия и случайный лес были определены как наиболее надежные модели для прогнозирования сердечно-сосудистых заболеваний в этом наборе данных. В дальнейшем планируется изучение методов настройки гиперпараметров и ансамбля для повышения эффективности моделей, что позволит получать ценные сведения для ранней диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2025;26(2):168-180
pages 168-180 views

Разработка энергетического комплекса из ветровых и тепловых электростанций в условиях Китая

Чжу Ц., Сигитов О.Ю.

Аннотация

Китай находится в процессе трансформации энергетической системы, направленной на достижение целей снижения выбросов загрязняющих веществ и углеродной нейтральности. Актуальной является проблема интеграции возобновляемых источников энергии в существующую энергетическую систему. В связи с этим в первой части исследования разработана карта с потенциально подходящими местами для размещения ветровых электростанций. В результате были определены места с наибольшим и наименьшим потенциалом ветровой энергии. На основе анализа текущего состояния энергетической системы Китая и потенциала ветровой энергии во второй части исследования рассмотрена модель интегрированного энергетического комплекса, сочетающего ветровые электростанции и угольные тепловые электростанции. Для разработки такого комплекса необходимо, чтобы максимальное энергопотребление покрывалось с учетом нестабильных режимов работы ветровых электростанций. Результаты исследования показывают, что такой комплекс может играть значительную роль в оптимизации структуры энергетики, повышении стабильности сети и снижении выбросов загрязняющих веществ, предоставляя эффективное решение для реализации энергетической стратегии Китая.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2025;26(2):181-193
pages 181-193 views

Энергетический комплекс ветровых и тепловых электростанций: разработка в условиях Ирака

Осама А., Сигитов О.Ю.

Аннотация

Электроэнергетическая система Ирака стремится обеспечить интеграцию всех источников энергии, таких как тепловые электростанции и возобновляемые источники энергии, включая энергию ветра. В первой части исследования для расчета ветроэнергетического потенциала Ирака применены данные о скорости ветра за 2022 г. в пяти населенных пунктах. Выбранные местоположения были использованы для построения графика регионального распределения средней скорости ветра в Ираке. Выделено четыре района по уровню ветроэнергетического потенциала. Для каждого населенного пункта проведен статистический анализ, включающий расчет мощности ветрового потока. Во второй части рассмотрен энергетический комплекс, включающий ветровые электростанции и тепловые электростанции на природном газе. Для разработки такого комплекса необходимо, чтобы максимальное энергопотребление покрывалось с учетом нестабильных режимов работы ветровых электростанций. Результаты подтверждают возможность практической реализации такого энергетического комплекса с точки зрения экономической эффективности.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2025;26(2):194-204
pages 194-204 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».