Результаты взаимодействия сфу и АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва»

ПО МАТЕРИАЛАМ IV НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «ВЫЗОВЫ И ДОЛГОСРОЧНЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ

КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

УДК 629.783

результаты взаимодействия сфу и ао «исс» имени академика м. ф. решетнёва»

С. В. Верховец, С. П. Панько, В. Н. Тяпкин, В. В. Сухотин,

П. Н. Сильченко

Сибирский федеральный университет, г. Красноярск, Российская Федерация

Дано краткое описание истории создания Сибирского федерального университета. Приводятся количественные и качественные характеристики вуза. Говорится о взаимодействии четырёх институтов, таких как Военно-инженерный институт, Институт инженерной физики и радиоэлектроники, Политехнический институт и Институт космических и информационных технологий Сибирского федерального университета, и АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва». Отмечается роль межинститутской базовой кафедры «Прикладная физика и космические технологии». Дается описание результатов работ в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских технологических работ Сибирского федерального университета с АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва». Сделаны выводы и раскрываются перспективы дальнейшего

взаимодействия.

Ключевые слова: автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура, командно-измерительная система, бортовые комплексы управления, Сибирский федеральный университет, АО «ИСС», спутниковая радионавигационная система, имитатор сигналов, приемник сигналов, прецизионные приводы, волноводно-распределительные системы, космический аппарат.

Для подготовки высококвалифицированных специалистов, способных работать в любом регионе нашей страны, в том числе и в жёстких условиях севера, в 2006 году в Красноярске был создан Сибирский федеральный университет (СФУ) путем слияния 4 крупных вузов города Красноярска: Красноярского государственного технического университета (КГТУ), Красноярского госу-дарственногоуниверситета(КрасГУ),Красноярской государственной архитектурно-строительной академии (КрасГАСА) и Государственного университета цветных металлов и золота (ГУЦМиЗ). В 2012 году в состав СФУ вошел Красноярский государственный торгово-экономический университет (КГТЭИ).

Миссия СФУ: создание передовой образовательной, научно-исследовательской инновационной инфраструктуры, продвижение новых знаний и технологий для решения задач социально-экономического развития Сибирского федерального округа, а также формирование кадрового потенциала - конкурентоспособных специалистов по приоритетным направлениям развития Сибири и Российской Федерации, соответствующих совре-

© Верховец С. В., Панько С. П., Тяпкин В. Н., Сухотин В. В., Сильченко П. Н., 2016

менным интеллектуальным требованиям и отвечающих мировым стандартам.

В настоящее время в составе СФУ 20 институтов, 3 филиала, 31 базовая кафедра, более 31 000 студентов и аспирантов, профессорско-преподавательский состав насчитывает более 7000 человек. 151 направление подготовки бакалавриата, магистратуры и специалитета. В 2016 году выпуск составил более 7000 тысяч человек. В научно-исследовательских и опытно-конструкторских технологических работах (НИОКТР) задействовано более 100 докторов наук, свыше 500 кандидатов наук и более 200 студентов и аспирантов. Учебно-научных лабораторий около 200. В университете открыта 121 специальность аспирантуры и 18 специальностей докторантуры.

Вуз обладает всеми необходимыми лицензиями и сертификатами для выполнения работ как по гособоронзаказу, так и в космической отрасли. СФУ очень плотно взаимодействует как по подготовке специалистов, так и в НИОКТР с ведущими предприятиями города - АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва», АО «НПП «Радиосвязь», АО «Красмаш», АО «КБ «Искра», ОАО «Русал», ФГУП ФЯО «ГХК» и др.

Сотрудничество высшей школы Красноярска с АО «ИСС» им. М. Ф. Решетнёва» (в современ-

Результаты взаимодействия СФУ и АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва»

ном наименовании) продолжается более полувека. Основы этих отношений были заложены М. Ф. Решетневым, который глубоко понимал необходимость вовлечения вузовской науки в решение производственных задач предприятия. Сотрудники университетов принимают участие в поисковых исследованиях, НИОКТР, разработке рабочей техдокументации, в испытаниях аппаратуры, обработке результатов экспериментов. Наиболее подготовленные сотрудники предприятия обучаются в аспирантуре и докторантуре, защищают кандидатские и докторские диссертации в диссертационных советах СФУ. С другой стороны - задачи предприятия дают мощный толчок к аспирантским исследованиям не только сотрудникам предприятия, но и аспирантам СФУ - будущему преподавательскому резерву университета.

Если говорить о прошлом и настоящем, то во взаимодействии с АО «ИСС» участвуют 4 института: Военно-инженерный институт (директор - Е. Н. Гарин, д-р техн. наук, профессор), Институт инженерной физики и радиоэлектроники (директор - Г. С. Патрин, д-р физ.-мат. наук, профессор), Политехнический институт (директор - В. И. Пантелеев, д-р техн. наук, профессор) и Институт космических и информационных технологий (директор - Г. М. Цибульский, д-р техн. наук, профессор). На предприятии создана и функционирует межинститутская базовая кафедра «Прикладная физика и космические технологии», которую возглавляет д-р техн. наук, доцент, первый заместитель генерального директора - первый заместитель генерального конструктора АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва» В. Е. Косенко. Кафедра обучает студентов по 5 магистерским программам (4 направления). Ежегодно от предприятия в стены университета приходят абитуриенты по целевому набору.

СФУ и АО «ИСС» ежегодно проводят совместные НИОКТР. Так, под руководством д-ра техн. наук, профессора С. П. Панько ведутся разработки в области создания автоматизированных испытательных комплексов на всех этапах производства космического аппарата и его составных частей [1-5].

Коллектив под руководством профессора Ю. П. Саломатова разрабатывает высокоточные имитаторы и помехозащищённые приемники сигналов ГЛОНАСС (L1, L2 и L3), GPS, Galileo и Beidou.

Лаборатория «Радионавигационные системы» под руководством канд. техн. наук, доцента В. Н. Тяпкина разрабатывает перспективные методы и средства повышения автономности функционирования космического аппарата [6-10], и участвует в разработках и создании бортового комплекса управления малыми космическими аппаратами.

Очень активно и плодотворно работает коллектив д-ра техн. наук, профессора П. Н. Сильченко по тематике исследований: «Методы, способы и средства обеспечения вопросов по созданию прецизионных приводов и волноводно-распреде-лительных систем космических аппаратов связи со сроком активного существования более 15 лет» [11-15].

Результатом совместных работ является разработанная и созданная автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для высокотехнологичного производства бортовой аппаратуры командно-измерительной системы космического 37 аппарата (рис. 1, руководитель С. П. Панько).

Контрольно-проверочная аппаратура позволяет осуществлять контроль и проверку более ста параметров на всех этапах производства бортовой аппаратуры космического аппарата, имеет возможность проведения испытаний в ручном и автоматическом режимах, а также позволяет проводить полную функциональную проверку БА КИС различной конфигурации.

На рис. 2 и рис. 3 соответственно представлены универсальный перепрограммируемый имитатор сигналов СРНС и многофункциональный навигационный приемник (руководитель Ю. П. Саломатов).

Имитатор предназначен для разработки, калибровки и испытаний новой приемной аппаратуры спутниковых радионавигационных систем.

Рис. 1. Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура

и ИССЛЕ)

АЛ

Ж г

ИССЛЕДОВАНИЯ

КО-

ГРАДА

№ 1-2 (16) 2016

38

Рис. 2. Перепрограммируемый имитатор сигналов СРНС

Коллективом П. Н. Сильченко совместно с АО «ИСС» разработаны и созданы прецизионная волновая зубчатая передача и планетарный зубчатый редуктор механизма раскрытия с Мном = 8 кгс м, которые представлены на рис. 4 и рис. 5 соответственно.

В табл. 1 приведены основные технические характеристики прецизионной волновой зубчатой передачи.

В табл. 2 приведены основные технические характеристики планетарного зубчатого редуктора механизма раскрытия.

Разработаны и созданы бортовые комплексы управления малыми космическими аппаратами

Рис. 4. Прецизионная волновая зубчатая передача

Рис. 5. Планетарный зубчатый редуктор механизма раскрытия с Мном = 8 кгс-м

Таблица 1

Технические характеристики прецизионной волновой зубчатой передачи

Рис. 3. Многофункциональный навигационный приемник

Основные параметры Прецизионная волновая зубчатая передача

Передаточное число 135

Номинальный развиваемый момент (постоянно действующий), кгс-м 2

Максимальный развиваемый момент (длительность воздействия не более 1 с, количество воздействий не более 50), кгс-м, не менее 10

Погрешность перемещения входного вала, секунд, не более 13

Люфт, секунд, не более (проверка моментом ±0,2 кгс-м) 8

Повторяемость перемещения выходного вала, секунд, не более ±3

Жёсткость на кручение при номинальной нагрузке Н-м/рад, не менее 1,25-105

Момент проворота входного вала, кгс-см, не более 0,8

Габаритные размеры: диаметр, мм, не более длина, мм, не более 90 45

Результаты взаимодействия СФУ и АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва»

Таблица 2

Технические характеристики планетарного зубчатого редуктора для механизмов раскрытия

Основные параметры Планетарный зубчатый редуктор механизма раскрытия

Передаточное число 495

Номинальный развиваемый момент (постоянно действующий), кгс-м 8

Максимальный развиваемый момент (длительность воздействия не более 1 с, количество воздействий не более 10), кгс-м, не менее 16

Коэффициент полезного действия 96

Момент проворота входного вала, кгс-см, не более 0,08

Габаритные размеры: диаметр, мм, не более длина, мм, не более 45 47

Рис. 6. Бортовой комплекс управления МКА

(МКА), один из которых приведен на рис. 6, и программно-аппаратный комплекс моделирования процессов позиционирования и измерения пространственной ориентации КА на НО и ГСО, осуществляющихся с использованием в составе бортовой аппаратуры космических аппаратов многоканальных ГНСС-приемников (рис. 7, лаборатория В. Н. Тяпкина).

Все работы подкреплены соответствующими публикациями, патентами и свидетельствами на ПО.

Однако объективно все эти отношения носят спорадический характер и по завершении текущей НИР остаётся чувство некой незавершенности, как всегда бывает, когда изделие начинает работать и рождается понимание о путях его улучшения. Такой характер отношений между заказчиком и исполнителем приводит к сложностям формирования группы исполнителей в виде временного творческого коллектива. Основа этого заключена в отсутствии в вузе штатного контингента сотрудников, которые могли бы привлекаться к выполнению очередной НИР.

Рис. 7. Программно-аппаратный комплекс

Производственная тематика и загруженность предприятия не позволяют ему в полной мере провести анализ мирового опыта и предложить новые решения, обеспечивающие приоритет отечественной науки и техники. Представляется целесообразным создание в вузах под эгидой Национальной технологической платформы НИСС специализированных тематических научно-исследовательских групп. Целью таких групп будет являться научно-техническое и технологическое обоснование, а также разработка новых высокотехнологичных изделий в интересах курирующего предприятия.

39

Список литературы

1. Gorchakovskiy A. A., Evstratko V. V., Mishurov A. V, Panko S. P., Ryabushkin S. A., Shatrov V. A., Sukhotin V. V. Some Design Aspects of Command and Control Systems for Spacecrafts.2013 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Proceedings. Krasnoyarsk : Siberian Federal University. Russia, Krasnoyarsk, September 12-13, 2013. IEEE Catalog Number: CFP13794-CDR. ISBN: 978-1-4799-1060-1. DOI: 10.1109/SIBCON.2013.6693649.

2. Принципы построения автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры космических аппаратов / А. В. Мишуров, С. П. Панько, В. В. Сухотин и др. // Исследования наукограда. 2015. № 4. С. 30-32.

3. Рябушкин С. А., Ноженкова Л. Ф., Сухотин В. В., Исаева О. С., Грузенко Е. А., Вогоровский Р. В., Мишуров А. В., Марков А. А., Камышников А. Н., Евсюков А.А., Колдырев А. Ю., Горчаковский А. А., Евстратько В. В.,

В ИСС/IEJ

АЛ

M Г

ИССЛЕДОВАНИЯ

ко-

ГРАДА

№ 1-2 (i6) 2016

Петренко В. Л., Шатров В. А. Программное обеспечение контрольно-проверочной аппаратуры командно-измерительной системы космического аппарата (ПО КПА КИС). Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014662250, Заявка № 2014660214, Заявлено 09.10.2014, Зарегистрировано 26.11.2014.

4. Пат. 2563925 Российская Федерация, MnKB64G 5/00, G01R 31/00. Контрольно-проверочная аппаратура космического аппарата / Горчаковский А. А., Евстратько В. В., Мишуров А.В., Панько С. П., Рябушкин С. А., Сухотин В. В., Шатров В. А., Петренко В. Л. № 2014118450/11; заявл. 06.05.2014; опубл. 27.09.2015.

5. Камышников А. Н., Панько С. П., Евстратько В. В. и др. Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура командно-измерительной системы космического аппарата // Орбита молодежи» и перспективы развития российской космонавтики : сборник материалов Всероссийской молодежной научно-технической конференции (8-9 сентября 2016 г.). Самара : Самарский университет, 2016. 213 с.

6. Methods of assessing the characteristics of the multiprocessor computer system adaptation unit / S. N. Efimov, V. N. Tyapkin, D. D. Dmitriev, V. A. Terskov // Журнал Сибирского федерального университета. Серия:

40 Математика и физика. 2016. Т. 9, № 3. С. 288-295.

7. The use of computer models in the software and hardware complex of research methods of navigation spacecrafts / V. N. Bondarev, D. D. Dmitriev, N. S. Kremez, V. N. Tyapkin // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2016. Т. 9, № 3. С. 302-309.

8. Анализ бюджета радиолинии спутниковой связи командно-измерительной системы наземного комплекса управления на базе активных фазированных антенных решеток / А. Ю. Ершов, А. С. Кочура, В. Н. Тяпкин // Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17, № 8. С. 34-38.

9. Алгоритм адаптивной пространственной фильтрации с сохранением постоянного уровня ДН в направлении полезного сигнала / В. Н. Тяпкин // Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17, № 8. С. 39-43.

10. The synthesis algorithm for spatial filtering to maintain a constant level of the useful signal / V. N. Tyapkin, D. D. Dmitriev, Yu. L. Fateev, N. S. Kremez // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Математика и физика. 2016. Т. 9, № 2. С. 258-268.

11. Обоснование выбора способов упрочнения мелкомодульных зубчатых колёс приводов устройств исполнительной автоматики космических аппаратов / П. Н. Сильченко, Е. С. Новиков, А. В. Леканов // Техника и технологии. Журнал СФУ. 2011. № 6. С. 670-673.

12. Пат. № 2478853 Российская Федерация, МП^16Н1/48. F16ffi7/08. Способ работы электропривода с трёхступенчатым планетарным редуктором / Халиманович В. И., Сильченко П. Н., Леканов А. В., Новиков Е. С., Овечкин Г. И. ; опубл. 10.04.2013, Бюл. № 10.

13. Пат. № 2478854 Российская Федерация, МП^16Н1/48. Способ работы электропривода с планетарным редуктором / Халиманович В. И., Сильченко П. Н., Леканов А. В., Новиков Е. С., Овечкин Г. И. ; опубл. 10.04.2013, Бюл. № 10.

14. Леканов А. В., Новиков Е. С., Сильченко П. Н. Обеспечение основных качественных показателей приводов устройств исполнительной автоматики механических систем космических аппаратов // Материалы XVIII международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики и сплошных сред» им. А. Г. Горшкова. М., 2012. С. 127-129.

15. Сильченко П. Н., Новиков Е. С., Леканов А. В. и др. Обоснование проектно-конструкторских решений планетарных передач для приводов раскрытия крупногабаритных устройств с большими инерционными массами // Решетневские чтения : материалы XIV НТК : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 10-12 ноября 2010. Ч. 1. С. 150-151.

results of cooperation siberian federal university and jsc «information satellite systems «reshetnev company»

S. V. Verkhovets, S. P. Panko, V. N. Tyapkin, V. V. Sukhotin,

P. N. Silchenko

Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russian Federation

In article the short description of history creation of the Siberian federal university is given. Quantitative and qualitative characteristics of higher education institution are provided. It is told about cooperation of 4 institutes such as Military and engineering institute, Polytechnical institute and Institute of space and information technologies the Siberian Federal University and JSC «Information Satellite Systems» Reshetnev Company». It is mentioned interinstitute basic department «Applied Physics and Space

С. В. Верховец, С. П. Панько, В. Н. Тяпкин, В. В. Сухотин, П. Н. Сильченко

Результаты взаимодействия СФУ и АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва»

Technologies». Description of results of works within research and developmental technological works under Siberian Federal University with JSC «Information Satellite Systems» Reshetnev Company».

Conclusions are drawn and the prospects of further cooperation reveal.

Key words: automated testing equipment, command and telemetry system, on-board spacecraft control, Siberian Federal University, JSC «Information Satellite Systems» Reshetnev Company», satellite radio navigational system, simulator of signals, receiver of signals, precision drives, waveguide and distributive

systems, spacecraft.

References

1. Gorchakovskiy A. A., Evstratko V V., Mishurov A. V., Panko S. P., Ryabushkin S. A., Shatrov V A., Sukhotin V. V. Some Design Aspects of Command and Control Systems for Spacecrafts. 2013 International Siberian Conference

on Control and Communications (SIBCON). Proceedings. Krasnoyarsk : Siberian Federal University. Russia, 41 Krasnoyarsk, September 12-13, 2013. IEEE Catalog Number: CFP13794-CDR. ISBN: 978-1-4799-1060-1. DOI: 10.1109/SIBC0N. 2013. 6693649

2. Principy postroenija avtomatizirovannoj kontrol'no-proverochnoj apparatury kosmicheskih apparatov / A. V Mishurov, S. P. Pan'ko, V V. Suhotin i dr. // Issledovanija naukograda. 2015. № 4. S. 30-32.

3. Ryabushkin S. A., Nozhenkova L. F., Sukhotin V V., Isaeva O. S., Gruzenko E. A., Vogorovskiy R. V., Mishurov A. V., Markov A. A., Kamyshnikov A. N., Evsyukov A. A., Koldyrev A. Yu., Gorchakovskiy A. A., Evstrat'ko V V, Petrenko V. L., Shatrov V A. Programmnoe obespechenie kontrol'no-proverochnoy apparatury komandno-izmeritel'noy siste-my kosmicheskogo apparata (PO KPA KIS). Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registratsii programmy dlya EVM № 2014662250, Zayavka № 2014660214, Zayavleno 09.10.2014, Zaregistrirovano 26.11.2014.

4. Pat. 2563925 Rossijskaja Federacija, MPK B64G 5/00, G01R 31/00. Kontrol'no-proverochnaja apparatura kosmicheskogo apparata / Gorchakovskij A. A., Evstrat'ko V. V., Mishurov A.V, Pan'ko S. P., Rjabushkin S. A., Suhotin V. V., Shatrov V A., Petrenko V. L. № 2014118450/11 ; zajavl. 06.05.2014 ; opubl. 27.09.2015.

5. Kamyshnikov A. N., Pan'ko S. P., Evstrat'ko V. V. i dr. Avtomatizirovannaya kontrol'no-proverochnaya apparatura ko-mandno-izmeritel'noy sistemy kosmicheskogo apparata // «Orbita molodezhi» i perspektivy razvitiya rossiyskoy kos-monavtiki» : sbornik materialov Vserossiyskoy molodezhnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii (8-9 sentyabrya 2016 g.). Samara : Samarskiy universitet, 2016. 213 s.

6. Methods of assessing the characteristics of the multiprocessor computer system adaptation unit / S. N. Efimov, V. N. Tyapkin, D. D. Dmitriev, V. A. Terskov // Zhurnal Sibirskogo federal'nogo universiteta. Serija: Matematika i fizika. 2016. T. 9, № 3. S. 288-295.

7. The use of computer models in the software and hardware complex of research methods of navigation spacecrafts / V. N. Bondarev, D. D. Dmitriev, N. S. Kremez, V. N. Tyapkin // Zhurnal Sibirskogo federal'nogo universiteta. Serija: Tehnika i tehnologii. 2016. T. 9, № 3. S. 302-309.

8. Analiz byudzheta radiolinii sputnikovoy svyazi komandno-izmeritel'noy sistemy nazemnogo kompleksa upravleniya na baze aktivnykh fazirovannykh antennykh reshetok / A. Yu. Ershov, A. S. Kochura, V. N. Tyapkin // Naukoemkie tekhnologii. 2016. T. 17, № 8. S. 34-38.

9. Algoritm adaptivnoy prostranstvennoy fil'tratsii s sokhraneniem postoyannogo urovnya dn v napravlenii poleznogo signala / V. N. Tyapkin // Naukoemkie tekhnologii. 2016. T. 17, № 8. S. 39-43.

10. The synthesis algorithm for spatial filtering to maintain a constant level of the useful signal / V. N. Tyapkin, D. D. Dmitriev, Yu. L. Fateev, N. S. Kremez // Zhurnal Sibirskogo federal'nogo universiteta. Seriya: Matematika i fizika. 2016. T. 9. № 2. S. 258-268.

11. Obosnovanija vybora sposobov uprochnenija melkomodul'nyh zubchatyh koljos privodov ustrojstv ispolnitel'noj av-tomatiki kosmicheskih apparatov / P. N. Sil'chenko, E. S. Novikov, A. V. Lekanov // Tehnika i tehnologii. Zhurnal SFU. 2011. № 6. S. 670-673.

12. Pat. № 2478853 Rossijskaja Federacija, MPK F16N1/48 , F16N57/08. Sposob raboty jelektroprivoda s trjohstupen-chatym planetarnym reduktorom / Halimanovich V I., Sil'chenko P. N., Lekanov A. V., Novikov E. S., Ovechkin G. I. ; opubl. 10.04.2013, Bjul. № 10.

13. Pat. № 2478854 Rossiyskaya Federatsiya, MPK F16N1/48. Sposob raboty elektroprivoda s planetarnym reduktorom / Khalimanovich V. I., Sil'chenko P. N., Lekanov A. V., Novikov E. S., Ovechkin G. I. ; opubl. 10.04.2013, Byul. № 10.

14. Lekanov A. V, Novikov E. S., Sil'chenko P. N. Obespechenie osnovnykh kachestvennykh pokazateley privodov ustroys-tv ispolnitel'noy avtomatiki mekhanicheskikh sistem kosmicheskikh apparatov // Materialy XVIII mezhdunarodnogo simpoziuma «Dinamicheskie i tekhnologicheskie prob. Mekh....» im. A. G. Gorshkova. Moskva, 2012. S. 127-129.

15. Sil'chenko P. N., Novikov E. S., Lekanov A. V. i dr. Obosnovanie proektno-konstruktorskikh resheniy planetarnykh peredach dlya privodov raskrytiya krupnogabaritnykh ustroystv s bol'shimi inertsionnymi massami // Reshetnevskie chteniya: materialy XIV NTK : V 2 ch. / pod obshch. Red. Yu.Yu. Loginova; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 10-12 noyabrya 2010. Ch. 1. S. 150-151.