avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2026-10-2-68-75BHDCLGavroen-173Research ArticleАВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКАAVIATION AND ROCKET-SPACE ENGINEERINGКонструктивная совместимость приборовStructural compatibility of deviceshttps://orcid.org/0000-0002-5789-8048БеляковА. А.BelyakovA. A.

Беляков Андрей Алексеевич - аспирант, инженер-конструктор 2-й категории.

141070, Королёв, ул. Ленина, 4а

AuthorID (РИНЦ) 1070564

Andrey A. Belyakov - Postgraduate, Design Engineer of the 2nd category, PJSС "Rocket and Space Corporation "Energia" named after S.P. Korolev".

Lenin St., 4A, Korolev, 141070

AuthorID (RSCI) 1070564

post@rsce.ruПАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва»РоссияPJSС "Rocket and Space Corporation "Energia" named after S.P. Korolev"Russian Federation2026120720261026875Copyright © Беляков А.А., 20262026Беляков А.А.Belyakov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/173

В исследовании изучается вопрос влияния характеристик приборов на результат оптимизации их компоновки в отсеках космических аппаратов. С указанной целью определены конкретные характеристики приборов, управление которыми может позволить эффективнее разрабатывать и оптимизировать компоновку таких приборов.

В статье была определена модель для оценки влияния характеристик приборов на результат оптимизации их компоновки. Далее были рассмотрены способы оптимального соотношения характеристик приборов и была разработана концептуальная схема этого процесса, состоящая из следующих этапов: задание общих требований к формам корпусов и пространственной ориентации приборов; применение методов комплексирования и агрегатирования; обеспечение применяемости приборов для универсальных космических платформ.

Также автором была проведена тестовая оптимизация компоновки приборов по критерию минимума общей массы. В результате было установлено, что наибольший эффект достигается при выполнении всех этих этапов, а выполнение каждого из них обеспечивает снижение массы бортовой кабельной сети, массы конструкции креплений приборов, массы средств терморегулирования, массы защиты приборов от электромагнитных помех и ионизирующего излучения.

The research examines the issue of the influence of instrument features on the result of optimising its configuration in spacecraft compartments. For this purpose, specific features of the devices have been identified, the control of which can provide a more efficient way to develop and improve the configuration of such devices.

The article defines a model for evaluating the effect of device features on the result of optimising their configuration. Further, the author considers the methods of optimal correlation of instrument features and develops a conceptual scheme of this process, consisting of the following stages: setting general requirements for body shapes and spatial orientation of instruments; applying methods of integration and aggregation; ensuring the applicability of instruments for universal space platforms.

The author also conducts a test optimisation of the device configuration according to the criterion of minimum total mass. As a result, the greatest effect is achieved by performing all these steps, and the implementation of each of them reduces the mass of the on-board cable network, the mass of the device mounting structure, the mass of temperature control, the mass of protection of devices from electromagnetic interference and ionising radiation.

бортовая аппаратураприборкомпоновка приборовконструкциятехнологичностькосмический аппаратon-board equipmentdevicedevices configurationstructureprocessabilityspacecraftReferencesГаврилов В. Н. Автоматизированная компоновка приборных отсеков летательных аппаратов: монография. Москва: Машиностроение, 1988. 137 с.Gavrilov V. N. Avtomatizirovannaya komponovka pribornykh otsekov letatel’nykh apparatov. Мoscow, 1988. 137 p. (In Russ.).Козлов Д. И., Аншаков Г. П., Агарков В. Ф. [и др.]. Конструирование автоматических космических аппаратов: монография. Москва: Машиностроение, 1996. 448 с. ISBN 5-217-02657-Х.Kozlov D. I., Anshakov G. P., Agarkov V. F. [et al.]. Konstruirovaniye avtomaticheskikh kosmicheskikh apparatov. Мoscow, 1996. 448 p. ISBN 5-217-02657-Х. (In Russ.).Клягин В. А., Петров И. А., Серебрянский С. А. [и др.]. Методика решения задачи автоматизированной компоновки блоков БРЭО последовательными приближениями на основе дискретной модели их размещения на базовых плоскостях отсеков // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2018. № 54. С. 78–89. https://doi.org/10.15593/2224-9982/2018.54.07. EDN: YLRFHV.Klyagin V. А., Petrov I. А., Serebryanskiy S. А. [et al.]. 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. Vestnik PNRPU. Aerospace Vehicles. 2018;54:78–89. https://doi.org/10.15593/2224-9982/2018.54.07. EDN: YLRFHV. (In Russ.).Lau V., Luis de Sousa F., Luiz Galski R. [et al.]. A multidisciplinary design optimization tool for spacecraft equipment layout conception. Journal of Aerospace Technology and Management. 2014;6(4):431–446. https://doi.org/10.5028/jatm.v6i4.399.Lau V., Luis de Sousa F., Luiz Galski R. [et al.]. A multidisciplinary design optimization tool for spacecraft equipment layout conception. Journal of Aerospace Technology and Management. 2014;6(4):431–446. https://doi.org/10.5028/jatm.v6i4.399.Cong W., Zhao Y., Du B. [et al.]. A spacecraft equipment layout optimization method for diverse and competitive design. Computer Modeling in Engineering and Sciences. 2023;136(1):621–654. https://doi.org/10.32604/cmes.2023.025143.Cong W., Zhao Y., Du B. [et al.]. A spacecraft equipment layout optimization method for diverse and competitive design. Computer Modeling in Engineering and Sciences. 2023;136(1):621–654. https://doi.org/10.32604/cmes.2023.025143.Стоян Ю. Г., Кулиш Е. Н. Автоматизация проектирования компоновки оборудования летательных аппаратов: монография. Москва: Машиностроение, 1984. 192 с.Stoyan Yu. G., Kulish E. N. Avtomatizatsiya proyektirovaniya komponovki oborudovaniya letatel’nykh apparatov. Moscow, 1984. 192 p. (In Russ.).Микрин Е. А. Бортовые комплексы управления космическими аппаратами и проектирование их программного обеспечения: монография. Москва: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. 336 с. ISBN 5-7038-2178-9. EDN: QNQUMR.Mikrin E. A. Bortovyye kompleksy upravleniya kosmicheskimi apparatami i proyektirovaniye ikh programmnogo obespecheniya. Moscow, 2003. 336 p. ISBN 5-7038-2178-9. EDN: QNQUMR. (In Russ.).Chen X., Xia Y., Zhou W. [et al.]. An ILP-assisted two-stage layout optimization method for satellite payload placement. Space Science & Technology. 2022. 15 p. https://doi.org/10.34133/2022/9765260.Chen X., Xia Y., Zhou W. [et al.]. An ILP-assisted two-stage layout optimization method for satellite payload placement. Space Science & Technology. 2022. 15 p. https://doi.org/10.34133/2022/9765260.Cagan J., Degentesh D., Yin S. A simulated annealing-based algorithm using hierarchical models for general three-dimensional component layout. Computer-Aided Design. 1998;10(30):781–790.Cagan J., Degentesh D., Yin S. A simulated annealing-based algorithm using hierarchical models for general three-dimensional component layout. Computer-Aided Design. 1998;10(30):781–790.Петров И. А. Методика автоматизированной компоновки блоков бортового радиоэлектронного оборудования и трассировки коммуникаций на этапах разработки ЛА: дис. … канд. техн. наук. Москва, 2019. 147 с. EDN: BHKEID.Petrov I. A. Metodika avtomatizirovannoy komponovki blokov bortovogo radioelektronnogo oborudovaniya i trassirovki kommunikatsiy na etapakh razrabotki LA. Мoscow, 2019. 147 p. EDN: BHKEID. (In Russ.).Беляков А. А., Шулепов А. И., Папазов В. М. [и др.]. Методика определения координат размещения бортовой аппаратуры с предварительной оценкой массы бортовой кабельной сети // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2024. Т. 23, № 4. С. 7–24. https://doi.org/10.18287/2541-7533-2024-23-4-7-24. EDN: CQJZEK.Belyakov А. А., Shulepov А. I., Papazov V. М. [et al.]. Methodology of on-board equipment arranging coordinates calculation with on-board cable system mass preliminary evaluation. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2024;4(26):7–24. https://doi.org/10.18287/2541-7533-2024-23-4-7-24. EDN: CQJZEK. (In Russ.).Е Вин Тун. Оценка эргономичности компоновки отсека оборудования летательного аппарата: дис. … канд. техн. наук. Москва, 2020. 166 с.Ye Win Tun. Otsenka ergonomichnosti komponovki otseka oborudovaniya letatelnogo apparata. Мoscow, 2020. 166 p. (In Russ.).Беляков А. А., Шулепов А. И., Прокопьев Е. В. [и др.]. Методика предварительной эргономической оптимизации компоновки бортовой аппаратуры в отсеках пилотируемых космических аппаратов и космических станций // Инженерный журнал: наука и инновации. 2024. № 7 (151). https://doi.org/10.18698/2308-6033-2024-7-2371. EDN: RLOPKG.Belyakov А. А., Shulepov А. I., Prokopiev Е. V. [et al.]. Methodology of preliminary ergonomic optimization of on-board equipment layout in compartments of the manned spacecraft and space stations. Engineering Journal: Science and Innovation. 2024;7. https://doi.org/10.18698/2308-6033-2024-7-2371. EDN: RLOPKG. (In Russ.).Волоцуев В. В., Ткаченко И. С., Сафронов С. Л. Выбор проектных параметров универсальных платформ малых космических аппаратов // Вестник СГАУ. 2012. № 2 (33). С. 35–47. EDN: PWOBOD.Volotsuev V. V., Tkachenko I. S., Safronov S. L. Choice of design parameters of universal platforms of small space vehicles. Vestnik SSAU. 2012;2(33):35–47. EDN: PWOBOD. (In Russ.).Кириллов А. Н., Ахметов Р. Н., Шахматов Е. В. [и др.]. Опытно-технологический малый космический аппарат «АИСТ-2Д». Самара: Издательство СамНЦ РАН, 2017. 324 с. ISBN 978-5-93424-785-1.Kirillov A. N., Akhmetov R. N., Shakhmatov E. V. [et al.]. Opytno-tekhnologicheskiy malyy kosmicheskiy apparat “AIST-2D”. Samara, 2017. 324 p. ISBN 978-5-93424-785-1. (In Russ.).Лопота В. А., Ермаков П. Н., Фролов И. В. Перспективы развития автоматических космических систем и космических аппаратов // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2011. № 1 (82). С. 5–16. EDN: NDXJHT.Lopota V. А., Ermakov P. N., Frolov I. V. Perspectives of the development of automated space systems and spacecraft. Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Series Mechanical Engineering. 2011;1(82):5–16. EDN: NDXJHT. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.