Рокіт космодрому

Кращі молоді вчені країни одержать гранти Президента України для подальших наукових досліджень. Серед лауреатів — Ольга Ковалець, аспірантка факультету біо­­технології та біо­техніки Національного технічного університету України «Київсь­кий політехнічний інститут».

Предмет її наукового інтере­су — визначення точності показань приладів у космічних навігаційних системах.

— Я вважаю, що природничонаукова, технічна освіта, у якій би конкретній галузі її не було здобуто, — це підмурок справжніх знань, — говорить Ольга Яківна. — Потім уже можна додатково вивчати економіку, гуманітарні науки. Тому, коли я закінчила школу й визначала подальший шлях, мій вибір припав на технічний університет, а серед усіх ВНЗ такого профілю в Україні першість, звичайно, у НТУУ «КПІ». Вибір факультету теж не був випадковий: зараз біотехнологія належить до пріоритетних напрямків розвитку кожної країни.

Спеціальність у мене теж цікава — біотехніка та інженерія, у ній поєднується багато галузей знань. Уже з 2-го курсу мене долучили до розроблення українського молодіжного супутника. Наша група проектувала апаратуру для дослідів у космосі над лактобактеріями медичного призначення. Ми представили колективний проект супутника й розробки різних комплексів для нього. Але його ще не доведено до «заліза», і коли його запустять (та й чи буде це взагалі), невідомо. Проте за цю роботу мені присудили премію київського міського голови. А мій інтерес­ до космонавтики одержав логічне продовження: у мене ще кілька розробок із «космічних» тем, зібрано матеріал для статей, я виступала на наукових конференціях.

У 2008 році, закінчивши університет, вступила до аспірантури. Моя тематика — розробка навігаційних приладів для ракет-носіїв і визначення точності цієї апаратури. Науковим керівником став завідувач кафедри доктор технічних наук Володимир Володимирович Карачун. Саме для розвитку цієї теми я одержала грант Президента.

— У чому суть ваших досліджень?

— Займаюся визначен­ням похибок вимірювальної апаратури під час запуску космічних апаратів. Це помилки вимірів, які можуть вплинути на політ ракети. Математично описати такі процеси, у тому числі роботу двигуна, плюс різну вібрацію, дуже складно. Є багато чинників, що впливають на показання приладів, їх я і намагаюся звести воєдино. А за спільного впливу різних збурень прилади починають брехати.

— Які причини виникнення похибок у приладів?

— В основу апаратури, яка визначає напрямок руху ракети, покладено гіроскоп. Якщо ракета відхиляється від заданого курсу, прилади це відразу фіксують. Однак на них діють різні збурювальні чинники, такі як вісесиметрична або вісе­несиметрична вібрація ракети. З’являється помилкова кутова швидкість, яку апаратура сприймає як вхідний сигнал. Чутливий елемент приладу на нього реагує, дає команду в керуючу систему, а насправді ніякого відхилення немає!

Одним із таких збурювальних чинників є акустичний вплив. Коли двигуни працюють, гуркіт може досягати 150 децибелів і більше. Такі потужні шуми змушують вібрувати елементи приладів, системи корекції та вносять помітні похибки в роботу вимірювальної техніки. Колись шум не враховували як причину можливих неточних показань гіроскопа. Виявилося, що його треба враховувати. Коли на похибки приладових вимірів накладається ще й сильний акустичний вплив, з’являються помилкові сигнали про зміну напрямку руху.

— У вас є рішення, як боротися із цим явищем? Що ви радите конструкторам літальних апаратів?

— Поки готових рішень немає. Ми створили математичну модель процесу й зараз перебуваємо на етапі її оцінки. Треба перевірити, наскільки точно вона описує реальну картину.

— Напевно будь-яка країна, яка запускає космічні кораблі, має справу з таким явищем. Тобто цій проблемі за 50 із гаком років космонавтики мали приділяти увагу і Росія, і США, і Китай. Чи є в наукових журналах публікації з цієї теми?

— Із позицій, за якими я веду свої дослідження, таких публікацій не було.

— Україна зараз запускає не так багато космічних апаратів. На чому ґрунтуються ваші математичні моделі?

— Ми проводили стендові випробування двигунів і записували показання лічильників. Наша база даних ґрунтується на великому масиві вимірів. Зокрема, ми створювали ситуації нестандартної поведінки й дивилися, як поводитимуться системи виміру та корекції. За результатами наших досліджень, певне, конструктори зуміють знайти рішення, як зменшити похибки приладів, і буде написано рекомендації з поліпшення системи вимірів.