Морозов В.А., Макарьянц Г.М., Булатов А.А., Смелов В.Г. «Вибрационная доводка силовой установки с малоразмерным поршневым одноцилиндровым двигателем» Труды Московского авиационного института, № 4(149), с. 1(порядковый номер) (2026)

Рассмотрен вопрос устранения отказов малоразмерного одноцилиндрового авиационного поршневого двигателя, возникающих по причине высоких динамических нагрузок в процессе его доводки. Доводочные работы последовательно выполнялись на наземном стенде, когда двигатель закреплялся на металлической раме, и в процессе наземной гонки, при его установке на воздушное судно – летающую лабораторию. Стендовые испытания позволили провести анализ надёжности узлов силовой установки. Было выявлено, что самым ненадёжным элементом является моторная рама – узел крепления двигателя к воздушному судну. Главная причина подавляющего числа отказов – вибрационная нагрузка. В процессе первых доводочных мероприятий на стенде наработка на отказ первого опытного образца силовой установки была увеличена с 1,3 ч до 5,6 ч. Испытания двигателя внутреннего сгорания, установленного на летающую лабораторию, позволили оценить вибрацию, передаваемую на полётный контроллер самолёта, что позволило выбрать рациональный способ крепления двигателя на беспилотном воздушном судне. Было показано, что для повышения надёжности и сохранения работоспособности силовой установки с одноцилиндровым поршневым двигателем, а также систем воздушного судна, двигатель нужно размещать на антивибрационной моторной раме, используя ориентацию цилиндром вниз. Ключевые слова: вибрация; малоразмерный поршневой двигатель; двигатель внутреннего сгорания; ДВС; силовая установка; СУ; беспилотная авиационная система; БАС; беспилотное воздушное судно; БВС; летающая лаборатория; испытания; вибрационная доводка.

Чжан Ю., Орлов В.В., Темнов А.Н. «Аналитическое и численное определение собственных колебаний стратифицированной жидкости в открытом осесимметричном сосуде» Труды Московского авиационного института, № 4(149), с. 6(порядковый номер) (2026)

Представлено аналитическое и численное исследование собственных колебаний (поверхностных и внутренних волн) непрерывно-стратифицированной жидкости со свободной поверхностью в открытом цилиндрическом сосуде, что является фундаментальной задачей для обеспечения динамической устойчивости жидкого топлива в аэрокосмических системах. На основе выведенных аналитических свойств задачи предложена эффективная численная модель, использующая слабую формулировку краевой задачи. Для дискретизации проведён сравнительный анализ элементов Паскаля третьего (10 степеней свободы, непрерывность С⁰) и пятого порядка (21 степень свободы, непрерывность C¹). Показано, что элементы Паскаля пятого порядка обладают значительным преимуществом: при одинаковом разрешении расчётной сетки элементы C¹ успешно разрешают частоты поверхностных волн высших мод, в то время как низкопорядковые элементы C⁰ существенно ограничены: после необходимого отсева обильных нефизических «численных артефактов» диапазон достоверных решений критически сужается. Попытки принудительного извлечения высших мод с помощью таких элементов приводят к завышению собственных частот из-за избыточной жёсткости сетки и сильным нефизическим осцилляциям в формах колебаний по оси z, что делает их применение неэффективным. Для оптимизации вычислительных затрат и повышения точности дискретных форм колебаний предложен двухэтапный алгоритм: предварительный расчёт полного спектра на грубой сетке с фильтрацией эффективных собственных значений, с последующим локальным точным поиском в окрестностях найденных значений на сгущённой сетке. Полученные результаты демонстрируют высокую точность предлагаемого метода при определении характеристик как поверхностных, так и внутренних волн, что открывает новые возможности для анализа динамики стратифицированных сред в ёмкостях более сложной геометрии. В работе предоставляется вычислительный инструмент для определения собственных частот колебаний, что является основой прогнозирования сложного взаимодействия жидкости и конструкции, а также оптимизации систем управления криогенным топливом в ракетах-носителях и космических аппаратах.