Methodology of calculating on-board equipment arranging coordinates with preliminary estimate of on-board cable system mass


Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The article proposes a method for optimizing the layout of on-board equipment in spacecraft compartments according to the criterion of the minimum mass of the on-board cable system. The purpose of the work is to create a unified methodology for placing devices and verifying compliance with technical requirements. Methodological calculations are presented regarding the accounting of connections between devices and with other elements of systems, as well as a preliminary estimate of the mass of the on-board cable system, as a problem of variational calculus with elements of topological optimization. An algorithm for placing devices is based on their connection diagram with the ability to control the implementation of ergonomic, installation, size, mass centering requirements for the layout. Testing was carried out using the example of a spacecraft with a cylindrical compartment. It was organized in several stages in order to trace the change in the mass of the on-board cable system when the devices were displaced to meet the ergonomic, installation, and size requirements. The results of the tests made it possible to improve the procedure for determining the coordinates of instrument arrangement and the values of overall clearances. They also made it possible to compare the resulting mass of cables with statistics. The proposed methodology continues to be used in experimental testing by design engineers; some of its provisions will be developed in further research.

Авторлар туралы

A. Belyakov

Rocket and Space Corporation “Energia”

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: jake.dunn@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-5789-8048

Third Category Design Engineer

Ресей

A. Shulepov

Samara National Research University

Email: shulepov-al@mail.ru

Candidate of Science (Engineering), Associate Professor of the Department of Space Engineering

Ресей

V. Papazov

Rocket and Space Corporation “Energia”

Email: PVM-01@yandex.ru

Candidate of Science (Engineering), Leading Researcher

Ресей

V. Prihodko

Rocket and Space Corporation “Energia”

Email: RYY.SORAN@gmail.com

Head of Section

Ресей

A. Fedosov

Rocket and Space Corporation “Energia”

Email: Deingel@yandex.ru

First Category Design Engineer

Ресей

Әдебиет тізімі

  1. Agafonov D.V., Vorobiev Yu.А., Osokin Yu.V. Method for harness deployment optimization onboard rocket and space technology objects. Kosmonavtika i Raketostroenie. 2013. No. 1 (70). P. 88-94. (In Russ.)
  2. Bodryshev S.V. Metody prostranstvennoy komponovki na osnove funktsional'nykh zavisimostey ekspluatatsionnykh parametrov. Dis. … kand. tekhn. nauk [Methods of spatial arrangement based on functional relations of operational parameters. Thesis for a Candidate Degree (Engineering)]. Moscow, 2006. 172 p.
  3. Klyagin V.А., Petrov I.А., Serebryansky S.А., Laushin D.А. The method for solving the problem of avionics blocks arrangement by successive approximations based on a discrete model of their installation on the virtual planes. PNRPU Aerospace Engineering Bulletin. 2018. No. 54. Р. 78-89. (In Russ.). doi: 10.15593/2224-0082/2018.54.07.
  4. Petrov I.A. Metodika avtomatizirovannoy komponovki blokov bortovogo radioelektronnogo oborudovaniya i trassirovki kommunikatsiy na etapakh razrabotki LA. Dis. … kand. tekhn. nauk [Method of automated arrangement of on-board equipment and cable laying at the stage of aircraft design. Thesis for a Candidate Degree (Engineering)]. Moscow, 2019. 147 p.
  5. Kulish E.N., Mikhaylov K.A., Tikhomirov V.A. O minimizatsii svyazyvayushchey seti pri pryamougol'noy trassirovke. Sbornik VIMI. 1976. № VM D02753. 6 p. (In Russ.)
  6. Gavrilov V.N. Avtomatizirovannaya komponovka pribornykh otsekov letatel'nykh apparatov [Automated arrangement of aircraft instrument compartments]. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1988. 137 p.
  7. Kalinin B.V. Avtomatizatsiya sinteza topologii i razmeshcheniya kommunikatsionnykh setey. Dis. … kand. tekhn. nauk [Automated synthesis of topology and cable network laying. Thesis for a Candidate Degree (Engineering)]. Kuybyshev, 1985. 274 p.
  8. Golovastikov Е.V. Metody i sredstva avtomatizatsii strukturno-prostranstvennogo proektirovaniya bortovoy kabel'noy seti letatel'nykh apparatov. Dis. … kand. tekhn. nauk [Methods and means of automation of structural and spatial design of aircraft on-board cable system. Thesis for a Candidate Degree (Engineering)]. Samara, 1993. 180 p.
  9. Ivanov А.О., Tuzhilin А.А. The steiner problem in the plane or in plane minimal nets. Mathematics of the USSR-Sbornik. 1993. V. 74, Iss. 2. P. 555-582. doi: 10.1070/SM1993v074n02ABEH003362
  10. Kruskal J.B. On the shortest spanning subtree of a graph and the traveling salesman problem. Proceedings of the American Mathematical Society. 1956. V. 7, Iss. 1. P. 48-50. doi: 10.1090/S0002-9939-1956-0078686-7
  11. Dijkstra E.W. A note on two problems in connexion with graphs. Numerische Mathematik. 1959. V. 1, Iss. 1. P. 269-271. doi: 10.1007/BF01386390
  12. Belyakov A.A., Prihodko V.I., Shulepov A.I. Method of automated arrangement of devices in a spacecraft compartment taking into account connection to interface connectors of feed-through plates of an on-board cable system. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2023 V. 22, no. 4 P. 7-24. (In Russ.). doi: 10.18287/2541-7533-2023-22-4-7-24
  13. Myasnikov A.Yu. Theoretical aspects of designing the components of an aircraft onboard cable network. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2023. V. 22, no. 4. P. 86-98. (In Russ.). doi: 10.18287/2541-7533-2023-22-4-86-98
  14. Lazarev I.V. Matematicheskie metody optimal'nogo proektirovaniya konstruktsiy: uch. posobie [Mathematical methods of optimal structural design]. Novosibirsk: Siberian State Academy of Railways Publ., 1995. 295 p.
  15. Rvachev V.L. Geometricheskie prilozheniya algebry logiki [Geometric applications of logical algebra]. Kiev: Tekhnika Publ., 1967. 212 p.
  16. Belyakov А.А., Shulepov А.I., Shesteryakov S.I., Prihodko V.I., Kabushev I.S., Prokopiev Е.V., Muradov А.А. Ergomonic, mounting, size requirments implementation while automatically arranging devices in compartments of rocket and space vehicles. Trudy MAI. 2023. No. 133. (In Russ.)
  17. Belyakov А.А., Shulepov А.I., Papazov V.М. Structural compatibility of on-board equipment in compartment, reaching procedures, optimization of layout and leads using the on-board cable system. Materialy XXVII Mezhdunarodnoy Nauchno-Prakticheskoy Konferentsii «Reshetnevskie Chteniya», Posvyashchennoy Pamyati General'nogo Konstruktora Raketno-Kosmicheskikh Sistem Akademika M.F. Reshetneva (08-10 noyabrya 2023 g., Krasnoyarsk). Chast' 1. Krasnoyarsk: Reshetnev University Publ., 2023. P. 11-12. (In Russ.)
  18. Powell M.J.D. An efficient method for finding the minimum of a function of several variables without calculating derivatives. The Computer Journal. 1964. V. 7, Iss. 2. P. 155-162. doi: 10.1093/comjnl/7.2.155
  19. Prim R.C. Shortest connection networks and some generalizations. Bell System Technical Journal. 1957. V. 36, Iss. 6. P. 1389-1401. doi: 10.1002/j.1538-7305.1957.tb01515.x

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© VESTNIK of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering, 2024

Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қолжетімді Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

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».