М.М. Сулейманова, А.Б. Нурмухаметов, Л.В. Скурлатова,
(ООО "Дарси+ ", г. Москва)
Изучается взаимодействие многофазной или однофазной жидкости с элементами конструкций, скошенными и ортогональными в плане при эрозии поверхности элемента конструкции и кавитации многофазной агрессивной с солевыми примесями турбулентной жидкости вязкой и невязкой с переменной вязкостью. При эрозии элемента конструкции происходит изнашивание, коробление, растрескивание и набухание пластины и оболочки.
Задача решается в упруго пластической геометрически и физически нелинейной постановке. По толщине элемент конструкции разделяется на слои. Используются геометрически и физически нелинейные соотношения для изучения напряженно - деформированного состояния, нелинейных переходных процессов, волновых процессов и большеам-плитудных колебаний элементов конструкций скошенных и ортогональных в плане. Изучаются вначале соотношения их вывод и погрешность. Выводятся соотношения и матрица жесткости и вектора нелинейных членов, добавляются геометрически нелинейные члены физически нелинейные члены и непологие члены. Комбинированным техническим экспериментом с численным конечно элементным методом изучается взаимодействие многофазной жидкости при кавитации и турбулентности со скошенными элементами конструкции при короблении и эрозии. Задача решается полная трехмерная при сочетании технического эксперимента с численным экспериментом. Экспериментально находится поле скоростей и по найденным скоростям численно находится поле завихренностей в кавитируюшей турбулентной температурящей жидкости в многофазной или однофазной вязкой или невязкой жидкости с солевыми примесями или без примесей. Затем по полю скоростей и завихренностей находятся поле давлений и давление на поверхности тела из уравнении Навье - Стокса для турбулентной вязкой жидкости кавитирующей многофазной. Найденные давления подставляются в соотношения для нахождения эрозии коробления и отслоения элемента конструкции при переходных процессах, потере устойчивости и больших прогибах скошенных элементов конструкций. Используются треугольные и четырехугольные конечные элементы повышенной и обыкновенной точности. Изучается погрешность аппроксимации и приближения к решениям известным и точным решениям. Решение задачи разрешимо только в геометрически и физически нелинейной постановке. При эрозии поверхности элемента конструкции происходит изнашивание коробление растрескивание частей поверхности пластины и оболочки. В более общем случае необходимо ставить условия на произвольной поверхности приведения, что значительно удлиняет программу и соотношения. Изучается влияние кавитации на поле скоростей, поле завихренностей, поле давления в жидкости и на поверхности тела. Исследуется влияние кавитации на напряженно - деформированное состояние скошенных элементов конструкций. Изучается влияние эрозии на поле перемещений, поле деформаций, поле напряжений элементов конструкций как скошенных , так и сложных в плане, а также ортогональных в плане. Изучается влияние кавитации и эрозии на критические нагрузки и на критические напряжения и на напряженно - деформированное состояние скошенных и сложных по форме элементов конструкций. Задача несимметрична и требует тщательного счета и подбора коэффициентов сходимости, так как несимметричные задачи сходятся значительно хуже, чем симметричные задачи. После расчета геометрически и физически нелинейной задачи о взаимодействии скошенных элементов конструкций с вязкой многофазной турбулентной жидкостью подбираются технические характеристики толщина, накладки так чтобы уменьшить коробление, растрескивание, эрозию элемента конструкции и подбирается рельеф поверхности элемента конструкции, чтобы убрать кавитацию многофазной жидкости.

М.М. Сулейманова, А.Б. Нурмухаметов,
(ООО "Дарси+ ", г. Москва)
Выводятся соотношения, дифференциальные уравнения, вариационный принцип для исследования комбинированным методом задачи долговечности составных скошенных и ортогональных в плане пластин и оболочек, взаимодействующих с агрессивной с солевыми примесями температурящей кавитирующей турбулентной и ламинарной многофазной вязкой с переменной вязкостью жидкости при больших и малых числах Рейнольдса. Исследуется погрешность аппроксимации численного метода дискретного конечно элементного метода и метода конечных разностей, а также гранично элементного метода в частном случае. Изучается сходимость метода конечных элементов и конечных разностей к истинному решению различными методами. Приводится блок-схема программы, алгоритм решения и составляется программа позволяющая решать и проводить анализы решений широкого класса задач взаимодействия мягких и жестких элементов конструкции с газом или жидкостью. Решается полная динамическая задача с учетом геометрической и физической нелинейности с учетом непологости элементов конструкций. Определяются поле перемещений, поле деформаций, поле напряжений и находится долговечность скошенных и ортогональных в плане элементов конструкций при граничных условиях точечной жесткой заделки, жесткой заделки, точечного шарнирного закрепления, шарнирного закрепления при взаимодействии с агрессивной температурящей с солевыми примесями вязкой нестационарной с переменной вязкостью однофазной или многофазной жидкостью или газом. Трехмерная задача о взаимодействии жидкости с элементами конструкций исследуется комбинированным методом. Агрессивная температурящая кавитирующая нестационарная турбулентная многофазная жидкость при разнообразных числах Рейнольдса исследуется техническим экспериментом. Из трехмерного эксперимента находятся поле скоростей, профили скоростей, поле завихренностей, профили завихренностей. Поле завихренностей находится из точных соотношений. Из дифференциальных уравнений находится поле давлений, профили давлений и давления, действующие на скошенные и ортогональные в плане мягкие и жесткие элементы конструкции составные или однородные, анизотропные или изотропные пологие и непологие. Элементы конструкции могут иметь отверстия заделанные другим материалом. Решается полная задача трехмерная о взаимодействии скошенных и ортогональных в плане элементов конструкций с кавитирующей температурящей однофазной или многофазной турбулентной жидкостью. По составленной программе исследуется полная динамическая задача позволяющая изучать долговечность широкого класса мягких и жестких пологих и непологих геометрически и физически нелинейных составных скошенных и ортогональных в плане элементов конструкций. Отличительной чертой работы является то, что изучается долговечность скошенных пластин и оболочек при больших прогибах и потере устойчивости при трехмерном взаимодействии с кавитирующей турбулентной температурящей агрессивной с солевыми примесями однофазной и многофазной жидкостью или газом стационарным или нестационарным. Изучение прямым численным методом взаимодействия нестационарной кавитирующей температурящей агрессивной жидкости при разнообразных числах Рейнольдса при трехмерном случае очень неточно и громоздко, а также необозримо. Существует три численных метода. Совместно - эйлерово - лагранжевый, эйлерово - лагранжевый метод (ка вотирующая температурящая многофазная турбулентная жидкость изучается и решается в эйлеровых координатах, а напряженно - деформированное состояние элемента конструкций исследуется в лагранжевых координатах) следующий подход турбулентная жидкость исследуется численно в лагранжевых координатах, исследование напряженно деформированных состояний пластин и оболочек проводится также в лагранжевых координатах, третий подход, комбинированный метод решение проводится в рядах в комбинации с численным методом четвертый подход использует как для жидкости, так и для деформируемого тела эйлеровы координаты. Сочетание трехмерного технического эксперимента для трехмерной кавитирующей многофазной или однофазной агрессивной жидкости с солевыми примесями для трехмерной жидкости с численным методом для элемента конструкции позволяет избавиться от трудностей четырех подходов и это гораздо точнее и позволяет исследовать широкий ряд особенностей и практически точно найти давления действующие на элемент конструкции, такое сочетание позволяет легче сносить условия контакта на деформируемую поверхность приведения. Сказанное позволяет изучать отрывы, кавитацию, турбулентность, переменность вязкости, скорости при самых разнообразных размерах элемента конструкции. Изучается влияние упругого основания на поле перемещений, поле деформаций, поле напряжений скошенных и ортогональных в плане элементов конструкций при несимметрии в толщинах, несимметрии в кривизнах, несимметрии в конфигурации, несимметрии в технических характеристиках, несимметрии в граничных условиях. Найдя долговечность ряда элементов конструкций при взаимодействии с кавитирующей температурящей агрессивной турбулентной жидкостью, найдя промежуточные поле перемещений, поле деформаций, поле напряжений проводится повторный счет при новых подкреплениях, при новых технических характеристиках, при новых толщинах элемента конструкции и находится улучшенная долговечность ряда элементов конструкций при взаимодействии с кавитирующей турбулентной жидкостью многофазной и однофазной. Изучается влияние мягкости и жесткости элемента конструкции. Отличительной чертой данной работы является также то, что изучаются скошенные и сложной формы элементы конструкции с подкреплениями и различными несимметриями.

М.М. Сулейманова, А.Б. Нурмухаметов,
(ООО "Дарси+ ", г. Москва)
С помощью комбинированного технического эксперимента с аналитическим методом исследуются НДС нескольких конструкций и их элементов состыкованных, пересекающихся с разнообразным заполнителем, с подкреплениями, взаимодействующих с вязкой многофазной или однофазной жидкостью или газом охлажденной или нагретой с агрессивными добавками и без агрессивных добавок при широких диапазонах чисел Рейнольдса. Жидкость может быть кавитирующей, турбулентной или смешанной. Для исследования геометрически нелинейного поведения нескольких многозвеньевых деформируемых многослойных, кусочномногослойных, с возможностью отслоения или однослойных элементов конструкций - препятствий используется метод суперрядов, супераналитический метод, супер-конечных объемов метод. Выводятся соотношения, отнесенные к произвольной поверхности приведения элементов конструкций. Элементы конструкций или несколько деформируемых конструкций могут быть многозвеньевыми, сочлененными практически произвольной формы. Задача об обтекании потоком нескольких параллельно или последовательно расположенных препятствий имеет практическое значение. Вязкость многофазной жидкости или газа может быть переменной по координатам и времени. Форма элементов конструкций регулируется коэффициентами Ламе и кривизнами, радиусами кривизны, зависящими от деформации, от технических характеристик, от температуры, от координат, от времени и от нагрузки. Явления аэрогидроупругости и пластичности являются причиной нежелательной деформации нескольких элементов конструкции составных, состыкованных, многозвеньевых деформируемых и не деформируемых препятствий. Составлена программа, позволяющая изучать НДС нескольких препятствий деформируемых. Техническим экспериментом определяются скорости на поверхности нескольких деформируемых препятствий - конструкций а также их элементов и далее дискретизируя соотношения Навье - Стокса методом суперконечных разностей или методом суперконечных элементов находятся поле давлений действующее на деформируемые тела. Условия контакта ставятся на деформируемой поверхности нескольких конструкций, а также их элементов. Найденные давления подставляются в аналитические решения, описывающие напряженно-деформированное состояние, потерю устойчивости и большие прогибы, а также нелинейные переходные процессы составных, состыкованных элементов конструкций и всей конструкции и нескольких конструкций. Находится далее поле перемещений, поле напряжений нескольких конструкций и поле давлений, действующих на несколько деформируемых конструкций. Граничные условия соответствуют жесткой заделке, точечной жесткой заделке, шарнирному закреплению, точечному шарнирному закреплению, заданным усилиям и свободному краю. Общее решение неоднородной системы определяется в виде двойных тригонометрических рядов, предполагая, что внутренняя поверхностная нагрузка может быть описана тригономет рическими или полиномиальными рядами, Элементы конструкций и несколько конструкций как однозвеньевых так и многозвеньевых сложной формы могут иметь подкрепления .
После нахождения НДС нескольких конструкций подбираются подкрепления, технические характеристики, переменные по координатам, а также толщины, чтобы получить наилучшее НДС нескольких конструкций.

М.М. Сулейманова, А.Б. Нурмухаметов,
(ООО "Дарси+ ", г. Москва)
Проведен анализ влияния параметров скошенности и подкреплении на напряженно - деформированное состояние, большие прогибы, устойчивость и нелинейные колебания разнообразного вида элементов конструкций. Подкрепления ставятся на произвольной поверхности приведения элементов конструкций сложной формы. Выводятся суммарные дифференциальные уравнения, описывающие геометрически и физически нелинейные деформации составных сложной формы элементов конструкций. Излагается общая теория ребристых разнообразных элементов конструкций практически произвольного очертания с заполнителем. По выведенным дифференциальным уравнениям и вариационным принципам составлена блок - схема, алгоритм и метод решения определенного класса элементов конструкций с заполнителем и подкреплениями, взаимодействующих с многофазной, турбулентной, вихревой, агрессивной жидкостью или газом. Жидкость может быть нагретой или охлажденной. Условия контакта заполнителя с элементом конструкции ставятся на произвольной поверхности приведения. Условия контакта подкрепления с элементом конструкций также ставятся на произвольной поверхности приведения. Жидкость, действующая на элемент конструкции сложной формы может быть вязкой, кавитирующей. турбулентной, вихревой, агрессивной нагретой или охлажденной. Жидкость или газ описывается суммарными соотношениями Навье - Стокса. Из практически точного технического эксперимента определяются поле скоростей действующие на элемент конструкции сложной формы с подкреплениями и с заполнителем сложной формы практически произвольной формы. Условия контакта жидкости или газа, вязкого, турбулентного легко ставятся на деформируемой поверхности составного, состыкованного элемента конструкции. Беря производные скоростей согласно метода суперконечных разностей или суперконечных элементов подставляются скорости и производные скоростей в дифференциальные суммарные трехмерные соотношения Навье - Стокса или Рейнольдса и простыми арифметическими действиями находятся поле давлений, действующее на элемент конструкции сложной формы. Далее из суммарных соотношений описывающих сложное напряженно -деформированное состояние, волновые процессы, нелинейные переходные процессы, нелинейные большеамплитудные колебания, потерю устойчивости элементов конструкций сложной формы с заполнителем и с подкреплениями находится, подставляя найденные давления в соотношения выведенные для практически разнообразных конфигураций, поле перемещений, поле напряжений, поле деформаций сложных элементов конструкций. Исследуются погрешность аппроксимации, устойчивость и сходимость конечноэлементных и конечноразностных соотношений для элементов конструкций сложной формы. Выводятся дискретные уравнения с остаточными членами для дифференциальных уравнений, описывающих напряженно - деформированное состояние элементов сложных конфигураций, а также выводятся соотношения аппроксимирующие трехмерные уравнения Навье-Стокса или Рейнольдса. Могут быть рассчитаны скошенные и сложной формы части конических, гиперболовидных, эллипсоидальных, тороидальных, сферических элементов конструкций. Новизной работы является то, что скошенные и сложной формы элементы конструкций, взаимодействующие с трехмерной вязкой сжимаемой и несжимаемой турбулентной, кавитирующей, агрессивной жидкостью не рассматривались в известной литературе. После проведения расчетов подбираются технические характеристики, толщины и подкрепления так, чтобы убрать большеамплитудные колебания, нелинейные волновые процессы, нелинейные переходные процессы, большие прогибы и потерю устойчивости определенного ряда составных состыкованных элементов конструкций скошенных и сложных форм, а также ортогональных в плане.

И.А. Едыгаров,
(КГТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)
Не стоит объяснять, насколько часто приходиться решать NP-полные задачи [I], главная из которых задача коммивояжера. Эта задача всегда служит полигоном для испытания каких-либо новых методов оптимизации.
Пусть мы решаем оптимизационную задачу, то есть ищем объект с наибольшей или наименьшей стоимостью среди множества объектов, на которых задана функция стоимости. Обозначим оптимальное решение как С*. А решение, которое дает нам алгоритм как С.
Мы будем говорить, что алгоритм решает задачу с ошибкой не более чем в р(n) раз, если
mах(С / С*, С* / C) ≤ р(п)
Заметим, что поскольку максимум из двух взаимно обратных величин не меньше 1, то
р(п)≥ 1
Здесь и далее под п мы будем понимать длину входа, то есть длину соответствующей входу битовой строки.
Иногда удобнее использовать относительную ошибку, которая определяется как |С - С*| / С*.
Мы будем говорить, что алгоритм имеет ошибку не более ε(n), если
|С - С*| / С* ≤ ε(n)
Легко проверить, что ε(n) может быть ограничена сверху через функцию р(п), а именно ε(n) ≤ р(п) - 1. В самом деле, для задач на минимум это неравенство превращается в равенство. Для задач на максимум ε(n) = (р(п) - 1) / р(п) (далее нужно вспомнить, что р(п) ≥ 1).
Для многих задач известны приближенные алгоритмы, решающие задачу с ошибкой не более чем в некоторое фиксированное число раз (независимо от длины входа). В других случаях такие алгоритмы неизвестны, и приходится довольствоваться алгоритмами, в которых оценка ошибки растет с ростом п.
Для некоторых задач можно улучшать качество приближения (уменьшать относительную ошибку) ценой увеличения времени работы. Схемой приближения для данной оптимизационной задачи называется алгоритм, который, помимо условия задачи получает положительное число е, и дает решение с относительной ошибкой не более ε.
Схема приближения называется полиномиальной, если для любого фиксированного ε > 0 время ее работы не превосходит некоторою полинома от n. Схема приближения называется полностью полиномиальной, если время ее работы ограничено некоторым полиномом от п и от 1/ ε.
В настоящее время для решения переборных задач, в частности задачи коммивояжера, применяются следующие методы:
• Метод ветвей и границ и его модификация алгоритм Литтла состоит в отбрасывании заведомо неоптимальных решений целыми классами в соответствии с некоторой оценкой. Удовлетворительных теоретических оценок алгоритма Литтла и ему подобных нет, но практика показывает, что на современных машинах они позволяют решать задачу коммивояжера с количеством вершин ~ 100. Кроме того, алгоритмы типа ветвей и границ являются эффективными эвристическими процедурами. Если нет возможности доводить их до конца.
• Метод локальных улучшений состоит в поиске более оптимального решения в окрестности некоторого текущего решения. Если такое решение удается найти, оно само становится текущим решением, если нет - поиск заканчивается.
• Приближенные и эвристические методы состоят в применении эвристик для выбора элементов решения. В этих методах для выбора элементов решения используются те или иные, кажущиеся естественными рекомендательные правила выбора, эвристики. Часто такие правила комбинируются с условием жадности выбора: сделанный выбор в дальнейшем не пересматривается. Более мощной разновидностью такого подхода является сокращенный поиск, в котором дерево вариантов, как по методу ветвей и границ, искусственно сокращается исходя из некоторых правил, правдоподобных, но формально не обоснованных.
• Псевдополиномиальные алгоритмы представляют собой подкласс динамического программирования разработанном Беллманом. У таких алгоритмов экспоненциальная зависимость времени работы (и памяти компьютера) от длины входа, однако существует полиномиальная зависимость от некоторого числа (чисел) на входе задачи. Такие алгоритмы очень полезны, т.к. позволяют точно решать задачи с маленькими числами и приближенно - для больших чисел, каким-либо образом преобразованных в маленькие.
• Метод случайного поиска состоит в представлении выбора последовательностью случайных выборов. Суть в том, что обычно выбор решения можно представить последовательностью выборов. Если делать эти выборы с помощью какого-либо случайного механизма, то решение находится очень быстро, так что можно находить решение многократно и запоминать «рекорд», т.е. наилучшее из встретившихся решений Этот наивный подход существенно улучшается, когда удается учесть в случайном механизме перспективность тех или иных выборов, комбинировать случайный поиск с эвристическим методом и методом локального поиска. По описанию такие методы применяются при составлении расписаний в крупных авиакомпаниях.
Список литературы
1. Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. М.: Мир, 1982.
2. Джон Э. Хопкрофт, Раджив Мотвани, Джеффри Д. Ульман. Введение в теорию автоматов, языков и вычислении. М: «Вильяме», 2002. 527 с.
Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Структуры данных и алгоритмы. М: Издательский дом «Вильяме», 2001.

Д.Г. Булычев,
(ФГУП "НИИ Авиационного оборудования", г. Москва)
Целью данной работы являлось создание ряда программных компонентов для упрощения разработки различного рода программ визуализации. Также предполагалось на основе этих компонентов создать полноценную систему визуализации авиатренажера, включающую в себя визуализатор закабинной обстановки летчика, имитаторы приборного оборудования и других систем авиатренажера.
Основные особенности созданного программного пакета:
• Высокая производительность графической подсистемы программы. Приблизительная производительность вершинных трансформаций -30 000 000 вершин в секунду при разрешении 1024x768 пикселов (данные для видеокарты ATI Radeon 9800 для программы имитации закабинной обстановки).
• Высокая частота смены кадров (не менее 80 кадров/ сек).
• Низкие системные требования. Процессор - 1 гГц, видеокарта -Radeon 9500 с 32 mb памяти или аналоги (для программы имитации закабинной обстановки).
• Поддержка современных возможностей видеокарт, таких, как
"рендеринг в текстуру", полноэкранное сглаживание, анизотропная фильтрация, шейдеры и т.д.
• Поддержка мощнейшего языка написания шейдеров - GLSL.
• Реализация реалистичных спецэффектов: бликовое освещение,
вода с эффектом отражения и рябью, облачность различной интенсивности, атмосферные явления и т.д.
• Удобство архитектуры программы для внесения в нее модификаций и расширения функциональности.
• Возможность быстрого создания других вариантов местности и визуальной настройки параметров моделирования.
• Единая среда разработки всего комплекса визуализации авиатренажера, включая имитатор закабинной обстановки, виртуальные приборные доски, сервисные и вспомогательные программы.
• Сравнительно небольшая стоимость авиатренажера, созданного с использованием данного программного пакета.
Этапы работы:
1. разработка высокоуровневых надстроек над драйвером видеоаппаратуры;
2. разработка вспомогательного программного обеспечения;
3. обобщение исходных данных для построения визуальной модели местности;
4. разработка на основе п. 1,2 ряда программных моделей для визуализации закабинной обстановки летчика;
5. разработка программного интерфейса для управления моделями п.4 в рамках архитектуры клиент-сервер;
6. оптимизация программы, направленная на увеличение быстродействия;
7. улучшения зрительного восприятия и реализма за счет введения в программу ряда спецэффектов;
8. разработка ПО для имитации приборных досок летательных аппаратов;
Среда разработки программы.
1. Microsoft Visual Studio 2005 - основная среда разработки программы имитации закабинной обстановки.
2. Borland Builder 6 -данная среда для разработки использовалась для написания вспомогательного ПО, а также ПО для имитации приборных досок летательных аппаратов.
3. OpenGL 2.0 - промышленный кроссплатформенный интерфейс для программирования графики.
4. ATI Render Monkey- среда разработки шейдеров от фирмы ATI. Язык программирования шейдеров - GLSL.
В результате разработки были созданы:
библиотека классов, упрощающая разработку 3D- приложений;
- программа работы с 3D - моделями;
- сервер настройки системы визуализации;
- программа имитации визуальной обстановки;
- виртуальная приборная панель левого пилота вертолета МИ - 8.
Результаты разработки были протестированы на компьютерах с различными конфигурациями, показав высокое быстродействие и хорошее качество визуализации.
В настоящее время данные программы используются в системе визуализации авиатренажера, тестировались с привлечением летчиков и заслужили положительные оценки с их стороны.
Задел по данному направлению позволяет использовать предлагаемую технологию не только для визулизации в рамках авиатренажеров но и в любых других программах, использующих 3D-графику.

А.Н. Горб, Ю.И. Жиров, В.Н. Курепин, ВлМ. Низовцев, Л.В. Ряховский, В.В. Суворов, С.А. Яшин,
(ФГУП "Государственный Ракетный Центр “КБ им. академика В. П. Макеева”, г. Москва)
В настоящее время в демонстрационных целях в мире широко используются методы компьютерной анимации. Современные ПЭВМ, обладающие большой оперативной памятью, графическими акселераторами, значительным быстродействием, и специальное программное обеспечение позволяют создавать анимационные фильмы с достаточно высокой степенью реалистичности и информативности.
В целях повышения наглядности информационно-баллистического обеспечения пусков разрабатываются три типа анимационных видеофильмов:
1. Анимационные видеофильмы демонстрационного характера.
2. Видеофильмы для контроля (наглядности) циклограммы полета.
3. Видеорепортаж в режиме реального масштаба времени полета по передаваемой с борта ракеты информации.
Для демонстрации анимационных видеофильмов демонстрационного характера и фильмов контроля циклограммы полета достаточна ПЭВМ с системными требованиями необходимыми для просмотра обычного видеофильма, записанного на диск.
Для мультимедийного сопровождения пуска ракет в реальном времени создан комплекс отображения информации (КОИ) с использованием средств телеметрических измерений (СТИ) и внешнетраекторных измерений (ВТИ).
КОИ предназначен для приема и обработки телеметрической информации от СТИ с данными ВТИ, формирования электронного "образа" ракеты, мультимедийного отображения информации.
КОИ разработан исходя из выполнения следующих функций:
- прием по каналам связи информации от средств СТИ, прошедшей предварительную обработку;
- проведение первичной и вторичной обработки информации и выделение из нее данных, характеризующих состояние систем, параметров движения, положение и угловую ориентацию ракеты;
- анализ данных, их сравнение с расчетными параметрами и формирование выводов о процессе полета;
- формирования динамического электронного "образа" ракеты;
- мультимедийное сопровождение процесса пуска, включая процессы разделения и т.д.
КОИ разработан на базе персональных средств вычислительной техники типа IBM PC с периферией, с использованием средств оргтехники и специального программного обеспечения.
Для выполнения полного объема вычислительных работ создаются следующие автоматизированные рабочие места (АРМ):
АРМ для разработки программного обеспечения (ПО) приема и проведения вторичной обработки информации;
АРМ для разработки ПО анализа данных и формирование выводов о процессе полета;
АРМ формирования электронного «образа» ракеты;
АРМ для разработки ПО мультимедийного сопровождения процесса пуска, включая процессы разделения, отделения элементов и т.д.
Для обеспечения работы АРМов используется одна рабочая станция на основе персонального компьютера типа PENTIUM IV.
В специальное программное обеспечение входит:
- программное обеспечение обработки информации от средств СТИ и ВТИ;
- программное обеспечение анализа информации о полете;
- программное обеспечение формирования электронного "образа" ракеты в каждый момент времени в процессе полета;
- программное обеспечение мультимедийного отображения информации.
Общесистемное и прикладное программное обеспечение содержит:
- операционную систему Windows® NT;
- программные средства, обеспечивающие работу сетевого оборудования локальной сети;
- трансляторы с языков программирования Си++, Ассемблер;
- пакеты прикладных программ:
Вrусе 5.0 MetaCreations для разработки файлов в формате avi, отображающих процессы не обеспеченные телеметрической информацией (ТМИ);
Builder 5.0 C++ Borland для разработки графического диалогового интерфейса и диспетчеризации запуска процессов и расчетных модулей;
Borland Delphi 5.0 для использования компонент его графической библиотеки при работе с OpenGL для отображения движения ракеты;
SoundForge 4.5 для разработки звукового оформления;
AudioCatalyst 2.0 для сжатия звуковых файлов формата *.wav в *.mp3;
3D - графический пакет для создания электронного «образа» ракеты как SD-объекта в форматах *.3ds, либо *.stl.
КОИ с периферией и средствами оргтехники предназначен для приема, обработки, анализа телеметрической информации, получаемой в реальном времени, вывода расчетной, графической и иллюстрационной информации при мультимедийном сопровождении процесса пуска, сохранения результатов.

М.М. Сулейманова, А.Б. Нурмухаметов,
(ООО "Дарси+ ", Москва)
Выводятся основные соотношения позволяющие изучать возникновение и распространение трещин в составных состыкованных мягких и жестких элементах конструкций под действием облучения и температурного воздействия, а также комбинированной нагрузки. Точно аппроксимируются с помощью соотношений для первой и второй квадратичной формы сферическая оболочка и его части, коническая оболочка и его части, эллипсоидальная оболочка и его части, цилиндрическая круговая оболочка и его части, цилиндрическая некруговая оболочка и его части, тороидальная круговая и некруговая оболочка и его части, состыкованные многозвеньевые тороидальная оболочка и части сферической оболочки, цилиндрическая оболочка и части тороидальной оболочки, коническая оболочка и части цилиндра, коническая оболочка и части сферической оболочки, эллипсоидальная оболочка и части некруговой цилиндрической оболочки, коническая оболочка с частями цилиндрической оболочки и частями сферической оболочки, а также трехзвеньевые и четырехзвеньевые оболочки. Трещины полагаются существующими и возникающими. Задачи решаются в геометрически и физически нелинейной постановке. Соотношения выводятся как для пологих так и непологих элементов конструкций. Для непологих элементов конструкций как мягких так и жестких соотношения элементов конструкций во много раз длинее по сравнению с формулами для пологих пластин и оболочек. Результаты полученные по теории непологих оболочек качественно и количественно отличаются от результатов полученных по теории пологих оболочек. Составленная программа по соотношениям для теории непологих оболочек почти в два раза длиннее. Программа для многослойных элементов конструкций в цикле п раз повторяется, где п - число слоев. Решение проводится методом суперслоев методом супер конечных элементов или методом супер конечных разностей. Метод граничных элементов не обладает такими преимуществами как метод конечных элементов. Граничные условия удовлетворяются жесткой заделки, шарнирного закрепления, точечной жесткой заделки, точечного шарнирного закрепления, скользящей заделки, свободного опирания, свободного края и силовых усилий, а также комбинаций указанных условий на одной кромке. На одном контуре могут удовлетворятся комбинированные граничные условия. В составленной по выведенным соотношениям программе может учитываться несимметрия в конфигурации, несимметрия в граничных условиях, несимметрия в технических характеристиках, несимметрия в толщине, несимметрия в кривизнах и несимметрия в трещинах. В программе предусмотрено расчет элементов конструкций с переменной толщиной, переменной кривизны. Соотношения для произвольной поверхности приведения а также программа удлиняются почти в два раза, зато можно рассматривать разнообразнейшие переменные толщины и более точно удовлетворять условия подкрепления со сферической координатной сеткой, конической координатной сеткой, эллипсоидальной координатной сеткой, тороидальной координатной сеткой, цилиндрической координатной сеткой, некруговой цилиндрической координатной сеткой. Подкрепления можно учитывать двумя способами: условия подкрепления ставить на срединной поверхности или на произвольной поверхности приведения, что точнее. Изучается влияние облучения на возникновение и распространение трещин в однослойной и многослойной оболочке и пластине. Влияние облучения проводится по всей длине трещины и на кончике трещины для сферической, эллипсоидальной, цилиндрической, конической, тороидальной и составных оболочек, а также многозвеньевых оболочек. Изучается влияние толщины, технических характеристик мягких и жестких элементов конструкций облучаемых и не облучаемых на возникновение и распространение трещин в них. Влияние мягкости и жесткости зависит от вида облучения и длины трещины, ширины трещины, от кривизны, от толщины элемента конструкции, от конфигурации. Исследуется влияние возникновения и распространения трещин на напряженно - деформированное состояние, нелинейные волны, большеамплитудные колебания, большие прогибы и потерю устойчивости сферической, конической, тороидальной цилиндрической, эллипсоидальной оболочки. Изучается влияние облучения на пики напряжений в оболочках с трещинами. Расчет оболочек с трещинами требует применения ЭВМ, составленная программа сложна особенно в случае многослойной непологой оболочки с учетом возникновения и распространения трещин. Для перехода от одного вида элемента конструкции к другому виду требуется сменить первые и вторые квадратичные формы. Переход от однослойной оболочки и пластины к многослойной осуществляется в цикле, основные операторы как для однослойной так и многослойной оболочки являются общими меняются технические характеристики элемента конструкции в зависимости от слоя, составные многослойные элементы конструкции сложнее чем для однослойной, потому - что приходится менять технические характеристики не только по слоям но и по координатам для каждого слоя.
После расчетов каждой конкретной оболочки и пластины подбираются технические характеристики и толщина так, чтобы для многослойной и однослойной оболочки и пластины подобрать наилучшие формы деформирования, наименьшие напряжения и наилучшую форму, последнее достигается также подбором подкреплений.

М.М. Сулейманова, А.Б. Нурмухаметов,
(ООО "Дарси + ", г. Москва)
Приводятся трехмерные уравнения нелинейной теории упругопластичности в криволинейных координатах. Используются соотношения суммарные для случая состыкованных составных пересекающихся однослойных или многослойных непологих элементов конструкций. Применяется двойной технический эксперимент. Исследуются появление и распространение нескольких трещин при больших прогибах, потере устойчивости, при нелинейных переходных процессах, нелинейных волнах, большеамплитудных колебаниях, при флаттере, болтанке, тряске непологих многослойных элементов конструкций скошенных и сложных форм подкрепленных и не подкрепленных с отверстиями и без отверстий. Элементы конструкций могут быть мягкими (малые модули упругопластичности) и жесткие (большие модули упругости). Рассматриваются элементы конструкций сложной формы тонкие, средней толщины, толстые. Сплошные элементы конструкций сложной формы могут взаимодействовать с многофазной или однофазной сжимаемой и несжимаемой турбулентной, кавитирующей, агрессивной с соляными примесями и частичками жидкостью или газом. Выводятся аппроксимирующие система уравнений для разнообразных элементов конструкции при использовании метода суперконечных разностей, метода суперконечных элементов, суперконечных объемов повышенной точности. Приводятся аппроксимирующие уравнения дискретных суммарных соотношений Навье - Стокса или Рейнольдса. Составляются соотношения из остаточных членов для системы уравнений описывающих НДС непологих многослойных элементов конструкций сложной формы. Получены условия сходимости, устойчивости конечноразностных и конечноэлементных соотношений к истинному решению. Проведены проверочные расчеты при различных разбиениях и проведены сравнения с тестовыми примерами известными в литературе. При двойном техническом эксперименте легче осуществляется решение геометрически и физически нелинейной задачи. В случае сплошного элемента конструкции техническим экспериментом находятся поле скоростей на поверхности составных, многозвеньевых, многослойных или однослойных элементов конструкций. Далее, из суммарных соотношений Навье - Стокса или Рейнольдса простыми арифметическими действиями из дискретных конечноразностных или дискретных конечноэлементных соотношений находятся давления, действующие на составные, состыкованные, многослойные непологие элементы конструкций. Из технического эксперимента находятся при определенных давлениях поле деформаций, и определяется весь НДС сложных элементов конструкций. В случае произвольной динамической, случайной, ветровой нагрузки определяются с помощью технического эксперимента поле деформаций, и решается полная задача упругопластичности с появлением и распространением нескольких трещин в сложном или скошенном составном многозвеньевом непологом, многослойном элементе конструкции. Трещины могут появиться при малой деформации, средней деформации , при больших деформациях, при среднем изгибе, сильном изгибе, при большеамплитудных колебаниях, при нелинейных переходных процессах, при нелинейных волновых процессах, при закритических деформациях, при потере устойчивости, при флаттере, болтанке, тряске. Условием появления и распространения трещин является стремление толщины и модуля упругости к нулю в некоторых областях элемента конструкции. Модули упругости и толщина определяются из решения полной упругопластической задачи в случае элементов конструкций сложных форм, с отверстиями и без отверстий. После нахождения поля перемещений, поля деформаций, поля напряжений в исследуемой многозвеньевом, многослойном элементе конструкции подбираются составные технические характеристики, подкрепления, накладки и толщины так, чтобы убрать распространение трещин, большеамплитуд-ные колебания, нелинейные переходные процессы, нелинейные волны, закритическую деформацию, потерю устойчивости, флаттер, болтанку, тряску и появление пластических деформаций, эрозию, коробление изнашивание и набухание. Может быть исследовано в данном подходе растрескивание и набухание по слоям составного непологого и пологого многозвеньевых многослойных элементов конструкций. В данном подходе могут легко изучаться пористые и пустотелые по толщине в форме цилиндрических стержней, винтовых стержней, многоугольных стержней полости в многослойных и однослойных элементах конструкции состыкованных скошенных и сложной формы с отверстиями и без отверстий, а также ортогональных в плане. В данном подходе также учитывается микромеханика вязкой многофазной жидкости и микромеханика составных состыкованных пересекающихся элементов конструкций.

А.А. Раздайбедин,
(КГТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)
Разработка новых технологических процессов пластического формообразования, оснастки и оборудования при промышленном освоении определенной номенклатуры деталей является трудоемкой задачей. Большое количество исходной информации, многообразие методик расчета технологических параметров и вариантов разработки технических средств, сложная динамика перемещения формующей оснастки - все это требует создания объемной базы данных и возможностей автоматизированного выбора оптимальных проектных решений.
В качестве информационного объекта базы данных рассматривается процесс ротационно-радиального формообразования кольцевых деталей из листовых металлов. Выбор объекта обусловлен несколькими причинами.
1. Кольцевые профильные детали из листовых титановых сплавов и жаропрочных сталей широко применяются в корпусных узлах летательных аппаратов и их двигателей, а также в машиностроении. Эти детали представляют собой: кольца жесткости, кожухи, бандажи, переходники, уплотнители, шпангоуты.
2. Процесс ротационного профилирования и калибровки (РПК) кольцевых деталей является прогрессивным и позволяет совмещать операции профилирования поперечного сечения, правку-калибровку по диаметру и общий электроконтактный нагрев кольцевых заготовок на одном оборудовании за один установ заготовки. Процесс позволяет сократить трудоемкость формообразующих операций в 2 - 2,5 раза и снизить расходы материала на заготовки в 1,5-2 раза.
3. Процесс РПК характеризуется большим количеством исходной информации, разнообразием методик расчета технологических параметров, кинематических схем и типов приводов при проектировании специализированного оборудования.
4. Высокая трудоемкость выбора оптимальных проектных решений, соответствующих техническому заданию и критериям эффективности процесса, требует создания условий автоматизированного проектирования технологии и технических средств в диалоговом режиме с помощью компьютера.
5. Выбранный информационный объект может быть представлен, понятными для разработчика структурой и логическими связями между всеми описательными реквизитами.
6. Накоплен большой объем статистических данных и опыт вне-машинного проектирования рассматриваемого процесса, что облегчает решение задачи проектирования управляемой базы данных.
7. Для широкого диапазона типоразмеров кольцевых деталей разработаны методики расчета и проектирования [1-3] технологических параметров и средств РПК.
Основные технологические параметры рассматриваемого процесса следующие:
- геометрические размеры заготовок и формующей оснастки:
- количество раздающих и попереходно-профилирующих роликов;
- силовые характеристики;
- радиус синхронной раздачи калибрующих роликов;
- скорость радиального перемещения формующих роликов;
- скорость вращения заготовки;
- время цикла профилирования и правки заготовок.
При разработке методик расчета параметров и проектировании оборудования принимались следующие гипотезы, допущения и положения, которые необходимо учитывать для выбора оптимальных проектных решений:
- справедлива гипотеза плоских и нормальных сечений к оси изгиба;
- принимается степенной закон упрочнения материала;
- действие сил инерции не учитывается вследствие постоянства скорости вращения заготовки и малых постоянных скоростей радиального перемещения роликов;
- скорость вращения заготовки не должна превышать определенной величины, при которой происходит запаздывание развития пластической деформации при переходе фиксированного сечения заготовки с ролика на ролик;
- скорость вращения заготовки при электроконтактном нагреве должна быть оптимальной, чтобы не допустить сваривания и прожогов материала заготовки;
- тангенциальная деформация, соответствующая пределу упругости, является достаточной для правки заготовки по диаметру;
- необходимо учитывать изменение положения нейтрального слоя, центра тяжести и границ раздела упругой и пластической деформации по высоте сечений заготовки;
- необходимо учитывать изменение предела текучести материала заготовки при циклическом нагружении в процессе правки;
- распределение материала заготовки в зоны растяжения и сжатия должно быть дозированным по критерию допустимого утонения стенок профиля;
- цикл формообразования должен быть минимальным при условии достижения заданной точности размеров детали;
- технологические припуски на заготовки должны быть минимальны;
- деталь изготавливается за один установ заготовки.
Для автоматизации проектирования выбрана доступная система управления базами данных Microsoft Access. Последовательно решены следующие задачи:
1. Разработана информационно-логическая модель (структура) базы данных.
2. Определены массивы данных, осуществлена их привязка к редакторам.
3. Разработаны расчетные программы, технологические схемы, чертежи оснастки и оборудования в соответствующих приложениях и внедрены в базу данных.
4. Созданы нормализованные таблицы для работы с массивом данных.
5. Разработаны критерии и методики выбора оптимальных проектных решений по запросам в соответствии с техническим заданием на проектирование.
6. Созданы удобные экранные формы для работы с базой данных и организации диалога компьютерного проектирования.
7. Организовано оформление выходной документации с возможностью обновления информационных полей в разных форматах.
8. Определены параметры запуска приложений и других сервисных надстроек.
Список литературы
1. Раздайбедин А.А., Ибрагимов К.В. Математическая модель совмещенных процессов ротационного формообразования кольцевых деталей // Изв. вузов. Авиационная техника. 1995, № 3. С. 62 65.
2. А. с. 13 15074 СССР. Способ ротационного формообразования и калибровки кольцевых деталей /А.А. Раздайбедин и др. Опубл. 1987. Бюл. № 21. 4 с.
А. с. 1636453. Способ обработки кольцевых заготовок из высокопрочных сплавов /А.А. Раздайбедин и др. Опубл. 1991. Бюл. № 11.5с.