Автореферат (Метрологическое обеспечение автоматизированных измерительно-вычислительных комплексов по определению параметров геометрии масс космических аппаратов), страница 4

Снижение систематических погрешностей измерений ПГМ в сравнении с существующими стендами достигается контролем линейных деформаций оснастки и отклонений геометрических параметров стенда, а случайных погрешностей — за счет статистической обработки больших массивов входных данных с применением метода наименьших квадратов, что позволяет для КА в диапазоне номинальных значений масс от 50 до 1000 кг достичь погрешностей горизонтальных КЦМ, не превышающих Ю,1 мм, вертикальных КЦМ - ~1,0 мм„массы - ~0,3 кг при доверительной вероятности, определенной государственными поверочными схемами для соответствующих величин,. Проведена оптимизация технологических схем позиционирования КА относительно оси колебаний стенда при измерениях компонентов ТИ, заключающаяся в поиске такого пространственного положения шести измерительных осей, при котором погрешность углового отклонения главной оси инерции КА от строительной достигает наименьшего значения.

Анализ проведен методом последовательного перебора с переменным шагом варьирования, в результате которого определена оптимальная схема позиционирования; искомая погрешность измерений не превышает е' при доверительной вероятности 0,95. 3. Предложена методика учета методических погрешностей, вызванных негативным влиянием сил трения при измерениях ПГМ путем исключения адгезионной составляющей сил трения при измерении равновесных углов, и поддержании незатухающих колебаний при измерении осевых МИ. Методика конструктивно реализована в опорах управляемого снижения трения с развязанными подшипниками качения.

Применение стандартных деталей и узлов позволяет снизить стоимость производства опор в десять раз в сравнении с традиционно используемыми аэростатичес кими сферическими подвесами. 14 Теоретически и экспериментально подтвержден низкий уровень неопределенностей измерений периодов колебаний, при котором относительная погрешность измерений осевых МИ не превышает Ю,1'4 при доверительной вероятности 0,95.

4. Разработан измерительно-вычислительный комплекс контроля ПГМ, реализующий предложенные в работе методики измерений. Программные алгоритмы выполняют следующие функции: выполнение основных и вспомогательные механические операции, сбор первичных данных с цифровых измерительных приборов, вычисление искомых параметров и их погрешностей, вследствие чего достигнута низкая трудоемкость измерительного цикла по сравнению с ручными и полуавтоматическими стендами. Длительность цикла измерений всех ПГМ не превышает одной рабочей смены.

5. Разработанная принципиальная локальная поверочная схема стенда определяет порядок передачи единиц измерения ПГМ от первичных эталонов к стенду, ключевыми элементами которой выступают эталонные измерительные комплексы статических моментов и моментов инерции, что обосновывает возможность применения стенда в сфере государственного регулирования. б. Новые принципиальные подходы к определению положения центра масс, массы и осевых моментов инерции были применены при разработке опытного образца стенда «АМИК». Результаты испытаний стенда подтвердили высокую точность предлагаемых методов для КА в диапазоне масс от 50 до 1000 кг.

Абсолютная погрешность измерения вертикальной координаты центра масс не превышает ~1„0 мм, горизонтальных — ~0,1 мм, массы - Ю,З кг, относительной погрешности осевых моментов инерции - ~0,1'О. ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Виденкин Н.А. Разработка и экспериментальная проверка алгоритмов измерений на автоматизированном массоцентровочном стенде / Н.А. Виденкин, Е.В.

Матвеев // Актуальные проблемы российской космонавтики: матер. ХХХУ1 Академических чтений по космонавтике. — М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства. 2012. С. 73-75. (0,1 5/0,1 п.л.) 2. Виденкин Н,А. Новые автоматизированные стенды для контроля инерционных характеристик космических аппаратов / Е.В. Матвеев, Н.А. Виденкин, Е.В. Кочкин // Наука и технология.: Тез. докл.

ХХХ11 Всерос. конф. по проблемам науки и технологий. Миасс: МСНТ. 2012. С. 205. (0,1 п.л.) 3. Виденкин Н.А. Оптимизация технологических схем позиционирования при определении эллипсоидов инерции космических аппаратов / Н.А. Виденкин, Е.В. Матвеев,, Е.В. Кочкин // Наука и технология: Мат,?Х Всерос, конф. М.: РАН, 2012. — С. 53-б4.

(0,7 п.л./0,3 п.л.) 4. Виденкин Н.А. Технологические схемы позиционирования при контроле геометрии масс космических аппаратов / Н.А. Виденкин, Е.В.Матвеев„ Е.В. Кочкин // Наука и технология: Тез. докл. ХХХИ Всерос. конф. по проблемам науки и технологий. Миасс: МСНТ, 2012. С. 172. (0,0б п.л./ 0,04 п.л.) !5 5.

Виденкин, Н.А. Анализ погрешностей при контроле массо- инерционных характеристик космического летательного аппарата / Н.А. Виденкин // Новые материалы и технологии для ракетно-космической и авиационной техники: Сб. матер. молодежной кон ф. Королев: Изд-во ИПК «Машприбор», 2013, С. 110-115. (0,4 п.л.) 6. Применение контрольных приспособлений для аттестации стендов контроля геометрии масс космических аппаратов / Н.А.

Виденкин 1и др.) // Итоги диссертационных исследований. Том 1: Матер. 'Л Всерос. конкурса молодых ученых, посвященного 90-летию со дня рождения академика В.П. Макеева — М.: РАН, 2014. — С. 54-55. (0,15 п.л. / 0,1 п.л.) 7. Исследование источников и оценка значений погрешностей стенда контроля координат центра масс и массы космического аппарата / Н.А. Виденкин, 1и др.) // Итоги диссертационных исследований. Т. 1: матер.

Ъ'1 Всероссийского конкурса молодых ученых, посвященного 90-летию со дня рождения академика В.П. Макеева. М.: РАН, 2014. С. 61-62. (0,15 п.л. / 0,1 п.л.) 8. Виденкин, Н.А. Универсальный метод определения параметров тензора инерции космических летательных аппаратов / Н.А. Виденкин // Конкурс научнотехнических работ и проектов «Молодежь и будущее авиации и космонавтики». Аннотации работ. — М.: МАИ, 2014, — С. 226-228. (0,18 п.л.) 9. Виденкин, Н.А. Универсальный метод определения параметров тензора инерции космических летательных аппаратов 1Электронный ресурс1 / Н.А. Виденкин // Электронный журнал «Труды МАИ», 2015. № 81. 1ЯИ.:Ы1 з:/Мюи.та1.пьЪс1епсе/1пи$ / иЫ1зЬед.

Ь 710=57857 (дата обращения: 02.10,2016). (0,6 п.л.) 10. Виденкин, Н.А. Оптимизация технологических схем позиционирования при определении тензора инерции космического аппарата / Н.А. Виденкин, В.В. Матвеев, Е,В. Кочкин // Технология машиностроения, 2015.

№ 12. С.48-53. (0„4 п.л,/0,3 п.л.) 11. Виденкин, Н.А. Автоматизация стендов измерительного контроля инерционных характеристик космических летательных аппаратов / Н.А. Виденкин // Состояние и проблемы измерений: Сб. матер. ХП1 Всероссийской научнотехнической конф. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. — С.110-113.

(0,2 п.л.) 12. Способ определения массы и положения центра масс изделия и устройство для его осуществления: пат. 2579827 РФ МПК51 б 01 М 1/12. /Н.А. Виденкин 1и др.1; заявитель и патентообладатель ФГУП «НПО ссТехномаш». № 2015106342/28„заявл.

26.02.2015; опубл. 10.04.2016 Бюл.№ 10. (0,5 п.л./0,2 п.л.) 13. Виденкин Н.А. Новый подход к определению моментов инерции космических аппаратов на основе анализа автоколебательной системы / Н.А. Виденкин, С.В Резник // Известия высших учебных заведений.

Машиностроение, 2016. № 9(678). С. 81-89. (0,5 п.л./0,3 п.л.) 16 .