«Двойные технологии» № 101 (4/2022)

Статьи, опубликованные в журнале «Двойные технологии» № 101 (4/2022)

I. АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

УДК 629.78

О РАЦИОНАЛЬНОМ ВЫБОРЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО БАЗИСА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРБИТ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЛУННЫХ МИССИЙ
ON EXPEDIENT SELECTION OF THE MEASUREMENT BASIS FOR THE ORBIT DETERMINATION IN ADVANCED LUNAR MISSIONS

Аннотация. В статье анализируются закономерности построения измерительных базисов в обеспечение сопровождения готовящихся и перспективных лунных миссий. Предлагается методический подход для комплексирования налунных и наземных измерительных базисов, позволяющий рационализировать задействование ресурсов измерительных систем с учетом выявленных закономерностей. Приводятся результаты применения указанного подхода к практически интересным типам орбит искусственных спутников Луны. Демонстрируется эффективность результирующего плана измерений, что выражается в значительном уменьшении числа задействованных измерительных сеансов при сохранении номинального порядка точности определения орбиты.

Abstract. The paper considers the patterns of designing measurement bases in support of lunar missions,those currently under development as well as future ones. A methodical approach for the integration of terrestrial and lunar measuring bases is proposed, allowing streamlining the involvement of measuring systems’ resources with due regard for the highlighted patterns. The results of applying said approach to some practically relevant types of lunar orbits are presented. The ensuing measurement schedule is shown to be eﬃcient, which is manifested in a considerable decrease in the number of measuring sessions involved while the nominal order of the orbit determination accuracy is preserved.

Ключевые слова. Искусственный спутник Луны, определение орбиты, дальномерное измерение, лунный ретрорефлектор, измерительная станция, комплексирование измерительных базисов.
Key words. Lunar artiﬁcial satellite, orbit determination, range measurement, lunar retroreﬂ ector, tracking station, integration of measuring bases.

УДК 629.783+551.59

РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ СУТОЧНЫХ ВАРИАЦИЙ В СОВРЕМЕННЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ПЛОТНОСТИ ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ ПРИ НИЗКИХ ЗНАЧЕНИЯХ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ И ГЕОМАГНИТНОЙ ВОЗМУЩЕННОСТИ
RESULTS OF COMPARISON OF DIURNAL VARIATIONS IN MODERN DYNAMIC MODELS OF THE EARTH’S UPPER LAYER ATMOSPHERIC DENSITY UNDER LOW SOLAR ACTIVITY AND GEOMAGNETIC DISTURBANCE CONDITIONS

Аннотация. Проведено сравнение моделирования суточных вариаций в наиболее часто применяемых при навигационно-баллистическом обеспечении полётов КА динамических моделях плотности верхней атмосферы Земли при пониженных уровнях солнечной активности и геомагнитной возмущенности. Сравнивались модели NRLMSISE-00, NRLMSIS 2.0, MET-07, ГОСТ Р 25645.166-2004 и SBM-2022. Сделаны выводы об особенностях моделирования суточных вариаций плотности в модели SBM-2022 и в других современных моделях плотности атмосферы для зимних и летних условий при низкой солнечной активности и геомагнитной возмущённости.

Abstract. A comparison of modeling of diurnal variations of the most frequently applied dynamic models of the Earth’s upper layer atmospheric density used for navigational ballistic support of spacecraft motion under low solar activity and geomagnetic disturbance conditions was conducted. The models NRLMSISE-00, NRLMSIS 2.0, MET-07, GOST R 25645.166-2004 and SBM-2022 were engaged in the comparison. The conclusions upon the peculiarities of modeling of the diurnal variations of the atmosphere’s density with the use of SBM-2022 against the other modern atmospheric density models under the summer and winter conditions with the low solar activity and geomagneticdisturbance were made.

Ключевые слова. Модель плотности верхней атмосферы Земли, суточные вариации плотности, солнечная активность, геомагнитная возмущённость.
Key words. Earth’s upper layer atmospheric density model, diurnal density variations, solar activity, and geomagnetic disturbance.

УДК 629.3

СОВРЕМЕННЫЕ БОРТОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
MODERN ON-BOARD ELECTRONIC CONTROL SYSTEMS FOR TRUCKS

Аннотация. В статье представлен сравнительный анализ современных бортовых электронных систем управления, применяемых на грузовых автомобилях, отечественного и зарубежного производства. По результатам анализа определены направления в развитии автомобильных бортовых систем управления отечественного автомобилестроения.

Abstract. The article presents a comparative analysis of modern on-Board electronic control systems used in trucks, domestic and foreign production. Promising domestic developments of on-Board electronic control systems, which are relevant in improving safety on public roads.

Ключевые слова. Бортовая электронная система управления, система водитель-автомобильная дорога, обеспечение безопасности движения, электронная система общего управления контроля и диагностики, система контроля давления в шинах, система слежения за дорожной разметкой.
Key words. On-board electronic control system, driver-vehicle-road system, traﬃ c safety, electronicgeneral control system for monitoring and diagnostics, tire pressure monitoring system, road markingmonitoring system.

УДК 629.78.082:681-26

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА МНОГОПОРЦИОННОГО ВЕСОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ ДЛЯ ЗАПРАВКИ РАЗГОННОГО БЛОКА
RESULTS OF APPLICATION OF THE METHOD OF MULTIPLE WEIGHT DOSING FOR REFILLING THE UPPER UNIT

Аннотация. В статье подводятся итоги двух первых заправок баков низкого давления разгонного блока «Бриз-М» на технологической площадке по методу многопорционного весового дозирования с помощью мобильного комплекса средств заправки. Приводится краткое описание, состав и назначение комплекса, а также его новые возможности.

Abstract. The article sums up the results of the ﬁ rst two ﬁllings of the low-pressure tanks of the Breeze-M booster block at the technological site using the method of multi-portion weight dosing using a mobile ﬁlling facility. A brief description, composition and purpose of the complex, as well as its new features are given.

Ключевые слова. Мобильный комплекс средств заправки, разгонный блок, программно-алгоритмический комплекс, метод весового дозирования.
Key words. Mobile complex of refueling facilities, accelerating unit, software-algorithmic complex, weight dosing method.

УДК 629.7.082.6

МЕТОДИКА МИНИМИЗАЦИИ ПОГРЕШНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОТСЕЧКИ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ПРИ ЗАПРАВКЕ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
RESULTS OF APPLICATION OF THE METHOD OF MULTIPLE WEIGHT DOSINGFOR REFILLING THE UPPER UNIT

Аннотация. В статье приведена методика минимизации погрешности отсечки в различных режимах при заправке КА и РБ РКН с применением прецизионных весоизмерительных систем.

Abstract. The article presents a technique for minimizing the cut-oﬀ error in various modes when refueling spacecraft and rocket launchers with the use of precision weighing systems.

Ключевые слова. Заправка, погрешность, клапан, отсечка дозы, весоизмерительное оборудование.
Key words. Filling, error, valve, dose cut-oﬀ, weighing equipment.

УДК 627.8:628.394

НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ДРУГИХ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
NEW TECHNICAL SOLUTIONS FOR THE PROBLEM OF PRODUCTION WASTEWATER PURIFICATION FROM PETROLEUM PRODUCTS AND OTHER HARMFUL IMPURITIES DURING THE PRODUCTION OF SPECIAL EQUIPMENT

Аннотация. Проведен обзор новых способов, фильтров, установок, устройств и систем для очистки производственных нефтесодержащих сточных вод от содержащихся в них вредных примесей, нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических предприятий, отличающихся улучшенными характеристиками и предложенных в патентах и научно-технической литературе промышленно развитых стран мира. Показаны основные тенденции развития конструкций гидравлических фильтров, установок, устройств и систем для очистки производственных сточных вод.

Abstract. A review of new methods, ﬁlters, installations, devices and systems for the puriﬁcation of industrial oil-containing wastewater from harmful impurities contained in them, oil reﬁning, petrochemical and chemical enterprises with improved characteristics and proposed in patents and scientiﬁc and technical literature of industrially developed countries of the world. The main trends in the development of hydraulic ﬁlter designs, installations, devicesand systems for industrial wastewater treatment are shown.

Ключевые слова. Сточные воды, нефть, нефтепродукты, взвешенные вещества, примеси, фильтр, установка, устройство, система, очистка, конструкция, способ, охрана окружающей среды, водный объект,промышленное предприятие, загрязнения.

Key words. Wastewater, oil, petroleum products, suspended substances, impurities, ﬁlter, installation, device, system, puriﬁ cation, design, method, environmental protection, water body, industrial enterprise, pollution.

УДК 621.226

ОЦЕНКА ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОВ ПОДВИЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
EVALUATION OF THE MUTUAL INFLUENCE OF THE CHARACTERISTICS AND PARAMETERS OF HYDRAULIC TRANSFORMERS OF MOBILE TECHNOLOGICAL COMPLEXES

Аннотация. В статье рассматриваются методы синтеза гидродинамических трансформаторов транспортных средств специального назначения.

Abstract. The article discusses methods for the synthesis of hydrodynamic transformers for special-purpose vehicles.

Ключевые слова. Гидродинамический трансформатор, трансмиссия, транспортное средство специального назначения, лопасть колеса ГДТ.
Key words. Hydrodynamic transformer, transmission, special purpose vehicle, GDT wheel blade.

УДК 532.528, 004.942

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ
ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА СО ТВР
METHOD FOR INVESTIGATION OF HEAT EXCHANGE PROCESSES IN A TWO-PHASE FLOW OF A HYDRODYNAMIC DEVICE SO TVR

Аннотация. В работе предложен метод математического моделирования двухфазного потока в кавитационном устройстве, входящим в состав системы термостатирования электрооборудования и электронных систем. Алгоритм расчета двухфазных кавитационных течений жидкости основан на методе решеточных уравнений Больцмана, дополненном уравнением состояния статистической термодинамики Карнахана-Старлинга, учитывающим новые параметры. Во вводной части статьи раскрыты основные подходы к решению задач гидродинамики, основанные на решеточных уравнениях Больцмана, для реальных жидкостей и газов, затем подробно описана структура исследуемой математической модели, методика моделирования с помощью двухмерной модели D2Q9, типы и способы задания начальных и граничных условий. В заключительной части приведены результаты расчета: температурные зависимости, анализ скорости роста объема паровой фазы, картина двухфазного течения внутри устройства, а также сделаны выводы о пределах применимости модели, преимуществах модели и рекомендации к расчетам кавитационных течений жидкости.

Abstract. The paper proposes a method for mathematical modeling of a two-phase ﬂow in a cavitation device, which is part of the temperature control system for electrical equipment and electronic systems. The algorithm for calculating two-phase cavitation ﬂuid ﬂows is based on the method of lattice Boltzmann equations, supplemented by the Carnahan-Starling equation of state of statisticalthermodynamics, which takes into account new parameters. In the introductory part of the article, the basic approaches to solving problems of hydrodynamics based on the lattice Boltzmann equations for real liquids and gases are disclosed, then the structure of the studied mathematical model, the modeling technique using the two-dimensional D2Q9 model, types and methods of setting initial and boundaryconditions are described in detail. In the ﬁnal part, the results of the calculation are presented: temperature dependences, an analysis of the growth rate of the vapor phase volume, a picture of a two-phase ﬂow inside the device, and conclusions are drawn about the limits of applicability of the model, the advantages of the model, and recommendations for calculating liquid cavitation ﬂows.

Ключевые слова. Решеточные уравнения Больцмана, двухфазный поток, вычислительная гидродинамика, моделирование кавитации, уравнение состояния, теплообмен.
Key words. Lattice Boltzmann equations, two-phase ﬂ ow, computational ﬂuid dynamics, cavitationmodeling, equation of state, heat transfer.

УДК 629.78.082:681.26

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К УМЕНЬШЕНИЮПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ И ИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ
METHODOLOGICAL APPROACHES TO REDUCING THE MASS MEASUREMENT ERROR BY WEIGHT-MEASURING SYSTEMS AND THEIR EXPERIMENTAL JUSTIFICATION

Аннотация. В статье рассмотрены и экспериментально обоснованы методические подходы к уменьшению погрешности измерения массы весоизмерительными системами, предназначенными для юстировки и поверки передвижных заправочных комплексов, служащих для заправки компонентами ракетного топлива ракет различного назначения.

Abstract. The article considers and experimentally substantiates methodological approaches to reducing the error in measuring mass by weight measuring systems designed to adjust and verify mobile refueling complexes that serve to refuel missiles for various purposes with propellant components

Ключевые слова. Весоизмерительная система, погрешность, заправочный комплекс, компоненты ракетного топлива, весовой терминал.
Key words. Weight measuring system, error, refueling complex, propellant components, weighing terminal.

II. РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ

УДК 006.91

К ОЦЕНКЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЗНАЧИМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ. ПОСТАНОВКА И ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ
ON THE EVALUATION OF THE INFORMATIONAL SIGNIFICANCE OF THE RESULTS OF MEASUREMENTS DURING FLIGHT TESTS. STATEMENT AND FORMALIZATION OF THE PROBLEM

Аннотация. В статье проведен анализ существующей методической основы для обоснования метрологических требований к объёмам и качеству измерений на основе количественной оценки информации Фишера,обеспечивающей связь результатов измерений с оценками параметров и состояний анализируемых систем. Дано определение информационной значимости результатов измерений. Приведены постановка и формализация задачи обоснования метрологических требований к измерениям, решение которой направлено на обеспечение полноты восприятия информационной обстановки, которая планируется, либо реализовалась в процессе лётного испытания образца РКСН. Получаемые при этом оценки рассматриваются в качестве целевых показателей, достижение которых направлено на совершенствование процесса экспериментальной отработки перспективных образцов РКСН.

Abstract. The article analyzes the existing methodological basis for substantiating metrological requirements for the volumes and quality of measurements based on a quantitative assessment of Fisher’s information, which provides a connection between the measurement results and estimates of the parameters and states of the analyzed systems. The deﬁnition of the informational signiﬁcance of the measurement results is given. The statement and formalization of the task of substantiating the metrological requirements for measurements is given, the solution of which is aimed at ensuring the completeness of the perception of the information environment, which is planned or implemented during the ﬂ ight test of the RKSN model. The estimates obtained in this case are considered as target indicators, the achievement of which is aimed at improving the process of experimental testing of promising samples of the RKSN.

Ключевые слова. Анализ, измерение, информация, испытание, оценка, погрешность, состояние.
Key words. Analysis, measurement, information, testing, evaluation, error, condition.

УДК 629.7.054.07

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМА ARAIM И АЛГОРИТМА, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО РЕШАЮЩЕЕ ПРАВИЛО НА ОСНОВЕ КВАДРАТА НОРМЫ ВЕКТОРА ПАРИТЕТА, ПРИ ОБНАРУЖЕНИИ ОДИНОЧНЫХ СБОЕВ
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF THE ARIMA ALGORITHM AND THE ALGORITHM USING THE DECISIVE RULE BASED ON THE SQUARE OF THE NORM OF THE PARITY VECTOR WHEN DETECTING SINGLE FAILURES

Аннотация. Использование алгоритмов RAIM (ARAIM) обеспечивает повышение надежности и точности навигационных определений и является фактически обязательным требованием при разработке всех типов навигационной аппаратуры потребителей (НАП), осуществляющих получение навигационных определений. Это делает актуальными оценку их характеристик и возможностей, а также сравнительный анализ различных алгоритмов, для принятия решения о выборе их типа для использования в НАП. В статье проведен сравнительный анализ эффективности алгоритма ARAIM и широко распространенного алгоритма, использующего решающее правило на основе квадрата нормы вектора паритета, при обнаружении одиночных сбоев.

Abstract. Use of algorithms RAIM (ARAIM) provides increase of reliability and accuracy of navigational determinations and is actually the obligatory requirement at development of all types of navigational user equipment (NAP), carrying out receiving of navigational determinations. This makes it important to evaluate their characteristics and capabilities, as well as a comparative analysisof various algorithms to make a decision on the selection of their type for use in NAV. In this article, a comparative analysis of the eﬀectiveness of the ARAIM algorithm and the widely used algorithm, which uses a decisive rule based on the square of the parity vector norm, in the detection of single faults is carried out.

Ключевые слова. Автономный контроль целостности приемника, сбой, вектор паритета, статистика, решающее правило, вероятность правильного обнаружения.
Key words. RAIM, failure, parity vector, statistics, decisive rule, probability of correct detection.

III. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

УДК 004.021

МЕТОДОЛОГИЯ СБОРА АНСАМБЛЯ МОДЕЛЕЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАННЫХ
METHODOLOGY OF COLLECTING AN ENSEMBLE OF CLUSTERING MODELS IN DATA PROCESSING

Аннотация. Представлены основные аспекты базовой методологии консенсусной кластеризации; дан обзор методов кластеризации, включаемых в консенсусную модель. Модель ансамбля кластеризации объединяет различные разбиения на кластеры и формирует один алгоритм, выдающий наиболее правильное прогнозное решение, основываясь на результатах всех других алгоритмов ансамбля. Такая методология даёт хорошие результаты при распознавании образов, при обработке больших данных, при идентификации изображений как в экономических отраслях человеческой деятельности, так и в военно-космической сфере деятельности. Наиболее подходящей, по мнению авторов, предлагаемая методология является для распознавания образов и компьютерного зрения робототехнических современных систем в обозначенных выше сферах деятельности.

Abstract. The main aspects of the basic methodology of consensus clustering are presented; anoverview of clustering methods included in the consensus model is given. The clustering ensemblemodel combines various partitions into clusters and forms one algorithm that provides the most correctpredictive solution based on the results of all other ensemble algorithms. This methodology gives goodresults in pattern recognition, in the processing of big data, in the identiﬁcation of images both in theeconomic branches of human activity and in the military-space sphere of activity. The most appropriate,according to the authors, is the proposed methodology for education and computer vision.

Ключевые слова. Алгоритмы кластеризации, робототехнические системы, распознавание образов, кластерный анализ, ансамблевое обучение, консенсусная модель.
Key words. Сlustering algorithms, robotic systems, pattern recognition, cluster analysis, ensemble learning, consensus model.

УДК 621.396.9

СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТАКТИКИ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ КОГНИТИВНОГО РАДИО
EXISTING APPROACHES TO MACHINE LEARNING IN COGNITIVE RADIO

Аннотация. Рассмотрены принципы и циклы работы когнитивного радио, декларативная и поведенческая формы изменения представления базы знаний о состоянии радиосистемы в результате различных действий. Описаны различные варианты механизма обучения, которые могут быть реализованы в когнитивном радио.

Abstract. The principles and cycles of cognitive radio, declarative and behavioral forms of changingthe representation of the knowledge base about the state of the radio system as a result of various actions are considered. Various variants of the learning mechanism that can be implemented in cognitive radio are described.

Ключевые слова. Когнитивное радио, радиоспектр, интеллектуальная радиосистема, машинное обучение.
Key words. Cognitive radio, radio spectrum, intelligent radio system, machine learning.

УДК 004.056

СТАНДАРТИЗАЦИЯ ТРЕБОВАНИЙ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К МЕЖСЕТЕВЫМ ЭКРАНАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ЭШЕЛОНИРОВАННОЙЗАЩИТЫ СТРУКТУРИРОВАННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
STANDARDIZATION OF REQUIREMENTS FOR FIREWALLS USED IN THE ORGANIZATION OF LAYERED PROTECTION OF STRUCTURED OPERATION SYSTEMS

Аннотация. В статье освещены проблемные вопросы стандартизации требований к перспективным отечественным межсетевым экранам в условиях необходимости наращивания их интеллектуального потенциала и функциональных возможностей в условиях роста способов и возможностей негативного информационного воздействия на защищаемые автоматизированные системы, подключённые к сетям общего пользования. Определён подход и основные направления развития требований к перспективным межсетевым экранам как к комплексным интеллектуальным аппаратно-программным доверенным средствам. Отмечено, что стандартизация требований уменьшит неопределённость для разработчиков и создаст условия появления отечественных высокоэффективных межсетевых экранов нового поколения, обеспечив тем самым реализацию положений Указа Президента Российской Федерации от 01.05.2022 г. № 250 «О дополнительных мерах по обеспечению информационной безопасности Российской Федерации», связанных с реализацией запрета использования иностранных средств защиты информации с 1 января 2025 г.

Abstract. The article highlights the problematic issues of standardization of requirements for promising domestic ﬁrewalls in the context of the need to increase their intellectual potential and functionality in the context of the growth of ways and possibilities of negative information impact on protected automated systems connected to public networks. The approach and main directions of development of requirements for advanced ﬁrewalls as complex intelligent hardware and software trusted tools are deﬁned. It is noted that the standardization of requirements will reduce uncertainty for developers and create conditions for the emergence of domestic highly eﬃcient ﬁrewalls of a new generation, thereby ensuring the implementation of the provisions of the Decree of the President of the Russian Federation dated 01.05.2022 No. 250 «On additional measures to ensure information security of the Russian Federation» related to the implementation of the ban on the use of foreign means of information protection.

Ключевые слова. Межсетевой экран, стандартизация, функциональное требование безопасности, конструкционное требование, автоматизированная система, сеть общего пользования, межсетевой экран нового поколения, доверие, пространство толерантности, изначальная безопасность, эшелонированная защита, домен сопряжения, специальное свойство, структуризация.
Key words. Firewall, standardization, functional security requirement, constructional requirement, operation system, public network, next generation ﬁrewall, assurance, tolerance space, initial security, layered protection, interface domain, special property, structuring.