Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Ф

Фабрика С.Н

 

Соловьева Ю.Н., Винокуров А.С., Костенков А.Е., Саркисян А.Н., Шолухова О.Н., Тихонов Н.А., Фабрика С.Н «Яркие голубые переменные: методы их поиска и наблюдательные свойства» Научные труды Института астрономии РАН, 8, № 3, с. 159-163 (2023)

Яркие голубые переменные (luminous blue variables, LBV) представляют собой редкий тип звезд высокой светимости, обладающих сильной фотометрической и спектральной переменностью. Вопрос об их происхождении остается открытым, поскольку существуют две противоположные точки зрения: LBV – стадия эволюции массивной одиночной звезды, и LBV – результат эволюции массивных тесных двойных. Известно немногим более 50 звезд этого типа в нашей и других галактиках, в основном принадлежащих Местной группе. В работе обсуждаются различные методы поиска LBV в зависимости от расстояния, особое внимание уделено результатам поиска LBV в галактиках за пределами Местной группы по данным 6-метрового телескопа САО РАН

Научные труды Института астрономии РАН, 8, № 3, с. 159-163 (2023) | Рубрика: 18

Фаворская А.В.

 

Кожемяченко А.А., Фаворская А.В. «Исследование сеточной сходимости сеточно-характеристического метода на химерных сетках в задаче ультразвукового неразрушающего контроля рельсового полотна» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 10, с. 1687-1705 (2023)

Рассматривается пример решения трехмерной прямой задачи ультразвукового контроля в рельсовом полотне, представляемого в виде линейно-упругой среды, с использованием сеточно-характеристического метода на криволинейной структурированной химерной и регулярных структурированных сетках. Между химерной и регулярными сетками используется взаимная интерполяция, учитывающая особенности перехода от криволинейной к регулярной сеткам в трехмерном пространстве. Предложен аналитический алгоритм для построения химерной сетки. Приведены анализ сходимости разработанных численных алгоритмов в зависимости от изменения шага по пространственным направлениям и сравнительный анализ полноволновых полей модуля скорости распространения возмущения от источника.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 10, с. 1687-1705 (2023) | Рубрики: 14.04 16

Фадеев А.С.

 

Канев Н.Г., Фадеев А.С., Цукерников И.Е. «Оценка звукоизоляции строительными конструкциями интенсивных источников импульсного шума в натурных условиях» Строительные материалы, № 6, с. 25-29 (2021)

Оценка звукоизоляции импульсного шума высокого уровня строительными конструкциями – малоизученный вопрос в области строительной акустики. Это обусловлено тем, что подобные источники шума (стрелковые галереи, стрельбища и т.п.) обычно не располагаются вблизи зданий, сооружений и территорий с постоянным пребыванием людей. Тем не менее в ряде случаев такая задача может быть актуальна. В работе проведено экспериментальное сравнение передачи импульсного и постоянного шумов из одного помещения в другое. Источником импульсного шума было огнестрельное оружие четырех типов, источником постоянного шума – акустическая система. Измерения проведены в действующей стрелковой галерее и в смежных помещениях, одно из которых непосредственного граничит с галереей, а другое не имеет общих с ней ограждающих конструкций. В обоих случаях установлено, что перепад уровней звукового давления в галерее и смежном помещении значительно больше при импульсном возбуждении в октавных полосах с fсг=31,5–250 Гц, чем при постоянном. Полученные результаты свидетельствуют, что акустическая изоляция помещений существенным образом зависит от характера шумового воздействия: на низких частотах передача импульсного шума между помещениями значительно слабее, чем передача постоянного шума. Отмечается, что результаты натурного эксперимента носят качественный характер; для достоверных количественных оценок изоляции импульсного шума необходимы дополнительные натурные и лабораторные исследования, которые подтвердят зафиксированный эффект, а также разработка теоретической базы для расчетов передачи импульсного шума между помещениями.

Строительные материалы, № 6, с. 25-29 (2021) | Рубрики: 10.08 11.07

Фадеев Ю.А.

 

Фадеев Ю.А. «Нелинейные пульсации красных гигантов» Научные труды Института астрономии РАН, 8, № 2, с. 69-74 (2023)

Обсуждаются результаты согласованных расчетов звездной эволюции и нелинейных звездных пульсаций, проведенных для звезд асимптотической ветви гигантов с начальной массой на главной последовательности MZAMS=2M и 3M. Периоды пульсаций гидродинамических моделей составляют от нескольких десятков до ≈830 сут, что характерно для галактических мирид. Показано, что возбуждение колебаний происходит в зоне ионизации водорода. Пульсации мирид в первом обертоне возникают лишь в том случае, когда внутренняя граница зоны ионизации водорода находится выше узла обертона, средний относительный радиус которого составляет rn/R≈0.77. Эволюция вдоль асимптотической ветви гигантов сопровождается расширением зоны ионизации водорода в сторону центра звезды, увеличением амплитуды колебаний и в конечном счете хаотизацией нелинейных колебаний. Теоретические соотношения период-светимость обнаруживают заметную зависимость от массы звезды.

Научные труды Института астрономии РАН, 8, № 2, с. 69-74 (2023) | Рубрика: 18

Файт Л.

 

Аврорин А.В., Аврорин А.Д., Айнутдинов В.М., Аллахвердян В.А., Бардачова З., Белолаптиков И.А., Борина И.В., Буднев Н.М., Гафаров А.Р., Голубков К.В., Горшков Н.С., Гресь Т.И., Дворницки Р., Джилкибаев Ж.А.М., Дик В.Я., Домогацкий Г.В., Дорошенко А.А., Дячок А.Н., Елжов Т.В., Заборов Д.Н., Кебкал В.К., Кебкал К.Г., Кожин В.А., Колбин М.М., Конищев К.В., Коробченко А.В., Кошечкин А.П., Круглов М.В., Крюков М.К., Кулепов В.Ф., Малышкин Ю.М., Миленин М.Б., Миргазов Р.Р., Назари В., Наумов Д.В., Петухов Д.П., Плисковский Е.Н., Розанов М.И., Рушай В.Д., Рябов Е.В., Сафронов Г.Б., Сеитова Д., Сиренко А.Э., Скурихин А.В., Соловьев А.Г., Сороковиков М.Н., Стромаков А.П., Суворова О.В., Таболенко В.А., Таращанский Б.А., Файт Л., Хатун А., Храмов Е.В., Шайбонов Б.А., Шелепов М.Д., Шимковиц Ф., Штекл И., Эцкерова Э., Яблокова Ю.В. «Повышение чувствительности нейтринного телескопа Baikal-GVD с помощью внешних гирлянд оптических модулей» Приборы и техника эксперимента, № 6, с. 126-134 (2023)

В оз. Байкал продолжается развертывание глубоководного нейтринного телескопа Baikal-GVD. К апрелю 2022 было введено в эксплуатацию 10 кластеров телескопа, в состав которых входит 2880 оптических модулей. Одной из актуальных задач Байкальского проекта является исследование возможностей увеличения эффективности регистрации детектора на основе опыта его эксплуатации и результатов, полученных на других нейтринных телескопах за последние годы. В данной работе рассматривается вариант оптимизации конфигурации телескопа, основанный на установке дополнительной гирлянды оптических модулей между кластерами детектора (внешней гирлянды). Экспериментальная версия внешней гирлянды была установлена в оз. Байкал в апреле 2022 года. В работе представлены результаты расчетов эффективности регистрации нейтринных событий для новой конфигурации установки, техническая реализация системы регистрации и сбора данных внешней гирлянды и первые результаты ее натурных испытаний в оз. Байкал.

Приборы и техника эксперимента, № 6, с. 126-134 (2023) | Рубрика: 18

Фараносов Г.А.

 

Бычков О.П., Фараносов Г.А. «Локальный метод разделения звуковых и псевдозвуковых пульсаций давления» Акустический журнал, 69, № 6, с. 722-736 (2023)

Предложен новый способ разделения звуковых и псевдозвуковых пульсаций давления, основанный на анализе сигналов в паре близкорасположенных точек, так что общий размер измерительной зоны много меньше масштаба корреляции псевдозвуковых возмущений. Предполагается, что гидродинамические пульсации распространяются со скоростью, существенно меньшей скорости звука, и подчиняются модели “вмороженных” возмущений, что позволяет в режиме реального времени или при постобработке данных преобразовать пространственную производную сигнала во временную, которая после интегрирования по времени дает оценку псевдозвуковых возмущений в точке измерения. Представлены теоретическая модель предложенного подхода, результаты тестов на модельных примерах и данные численного моделирования.

Акустический журнал, 69, № 6, с. 722-736 (2023) | Рубрики: 10.01 10.02

Федоров А.К.

 

Федоров А.К., Киктенко Е.О., Хабарова К.Ю., Колачевский Н.Н. «Квантовая запутанность, телепортация и случайность: Нобелевская премия по физике 2022 года» Успехи физических наук, 193, № 11, с. 1162-1172 (2023)

Прецизионный контроль над индивидуальными квантовыми системами, такими как отдельные фотоны, атомы или ионы, открывает возможность для реализации ряда квантовых технологий. Задача этого направления – создание приборов, которые за счёт квантовых эффектов смогут решать задачи обработки данных, защищённой передачи информации и высокоточного измерения параметров окружающего мира более эффективно по сравнению с существующими подходами. Ключевым шагом для создания квантовых технологий стали пионерские работы второй половины XX века, которые, во-первых, показали парадоксальность и корректность квантово-механического описания природы и, во-вторых, заложили и создали базовые экспериментальные подходы, ставшие основой современных квантовых технологий. Нобелевская премия по физике 2022 года присуждена Алену Аспе, Джону Клаузеру и Антону Цайлингеру за выдающиеся эксперименты, продемонстрировавшие квантовую запутанность и нарушение неравенств Белла, а также пионерский вклад в развитие новой области – квантовой информатики.

Успехи физических наук, 193, № 11, с. 1162-1172 (2023) | Рубрика: 17

Федоров Е.Н.

 

Ягова Н.В., Федоров Е.Н., Пилипенко В.А., Мазур Н.Г., Мартинес-Беденко В.А. «Колебания геомагнитного поля в диапазоне 2.5–12 Гц в F-слое ионосферы по данным спутников SWARM» Солнечно-земная физика, 9, № 1, с. 37-50 (2023)

Исследованы вариации геомагнитного поля диапазона 2.5–12 Гц в F-слое ионосферы выше максимума электронной концентрации по данным измерений на двух спутниках миссии SWARM. Для анализа использовались данные, полученные в условиях слабой и умеренной геомагнитной возмущенности в течение двенадцати дней в сентябре и декабре 2016 г. Для разделения пространственных неоднородностей и временных вариаций магнитного поля изучались временные формы сигналов и кроссспектры, в скользящем окне длительностью 2.56 с. На широтах вблизи и выше полярной границы аврорального овала, соответствующих входным слоям магнитосферы и области дневного полярного каспа/клефта, обнаружены максимумы вероятности появления колебаний и их спектральной плотности мощности. Типичные высокоширотные колебания представляют собой волновые пакеты длительностью 5–10 периодов, наблюдаемые с малой задержкой на спутниках, разнесенных на расстояние 40–100 км. Предположительно, эти колебания являются ионосферным проявлением электромагнитных ионно-циклотронных волн, которые генерируются во внеэкваториальных областях внешней магнитосферы вблизи полярного каспа. Детально рассматриваются волновые формы и кросс-спектры колебаний для двух событий с отличающимися пространственными распределениями магнитного поля в ионосфере. Для условий в ионосфере, соответствующих событию 1 (17 сентября, геомагнитная широта 80°, послеполуденный сектор), в рамках модели о падении на ионосферу пучка альфвеновских волн конечного радиуса оценены пространственные распределения магнитного поля волны в ионосфере и на поверхности Земли.

Солнечно-земная физика, 9, № 1, с. 37-50 (2023) | Рубрика: 18

Ягова Н.В., Федоров Е.Н., Пилипенко В.А., Пилипенко В.А. «Естественные электромагнитные колебания диапазона 4–12 Гц по наблюдениям на спутниках SWARM и сети магнитометров CARISMA» Солнечно-земная физика, 9, № 3, с. 128_-137 (2023)

Рассмотрены вариации магнитного поля в диапазоне 4–12 Гц в верхней ионосфере и на Земле. Исследуется наземный отклик на когерентные на двух спутниках SWARM колебания вблизи и выше высокочастотной границы номинального диапазона геомагнитных пульсаций Pc1. Для анализа наземных колебаний используются данные сети магнитометров CARISMA. Большая часть колебаний в ионосфере регистрируется на геомагнитных широтах выше 65°, т. е. от авроральной зоны до области полярного каспа-клефта. Колебания на тех же частотах фиксируются на авроральных и субавроральных наземных станциях на расстояниях от 1500 до 3000 км до проекции спутника. Определенные из наблюдательных данных значения отношения RGI амплитуды колебаний на Земле к амплитуде в ионосфере сравниваются со значениями, рассчитанными для альфвеновского пучка конечного радиуса, падающего на квазиреальную ионосферу. Радиальное распределение RGI зависит от частоты колебаний и высотного распределения ионосферных параметров, которое определяется в основном сезоном и местным временем. Наиболее вероятные значения RGI лежат в диапазоне от 10–3 до 10–1 . Показано, что определенные из измерений значения RGI согласуются с расчетными для радиуса падающего пучка в несколько сотен километров.

Солнечно-земная физика, 9, № 3, с. 128_-137 (2023) | Рубрика: 18

Федорук М.П.

 

Зелёный Л.М., Кузнецов Е.А., Литвак А.Г., Месяц Г.А., Михайлов А.В., Мушер С.Л., Новиков С.П., Овчинников Ю.Н., Рютов Д.Д., Сагдеев Р.З., Сюняев Р.А., Федорук М.П. «Памяти Владимира Евгеньевича Захарова» Успехи физических наук, 193, № 12, с. 1356-1357 (2023)

https://doi.org/10.3367/UFNr.2023.11.039592

Успехи физических наук, 193, № 12, с. 1356-1357 (2023) | Рубрика: 03

Федотов Г.А.

 

Федотов Г.А. «Оптимальная конфигурация датчиков давления при наклонной ориентации гидростатического измерителя плотности морской среды» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 250-253 (2023)

Рассмотрен измеритель плотности морской воды, образованный четырьмя датчиками давления, расположенными в вершинах правильной треугольной пирамиды. Получены алгебраические выражения и построены графики, позволяющие определить оптимальный (минимизирующий погрешность определения плотности) угол при вершине пирамиды в зависимости от угла наклона измерителя в морской среде.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 250-253 (2023) | Рубрики: 07.19 07.20

Федотова М.А.

 

Федотова М.А. «Опыт применения автономного цифрового спектрального шумомера ГЕО-МША» Каротажник, № 6, с. 104-113 (2023)

Рассмотрен производственный опыт применения автономного скважинного спектрального шумомера (АШС) со стандартным комплексом каротажа (ГИС) с использованием аппаратуры ГЕО-МША. Проведена оценка целесообразности использования данного метода при контроле за разработкой месторождений во время капитального ремонта скважин и при бурении.

Каротажник, № 6, с. 104-113 (2023) | Рубрика: 14.04

Фейгин Ф.З.

 

Гульельми А.В., Фейгин Ф.З. «Парциальные пондеромоторные силы волн Альфвена в околоземной плазме» Солнечно-земная физика, 9, № 3, с. 28-32 (2023)

При исследовании пондеромоторного воздействия волн Альфвена на околоземную плазму ранее использовалась общая формула для пондеромоторных сил, известная в классической электродинамике сплошных сред. Формула в явном виде не учитывает многоионного состава плазмы. Под действием волн были обнаружены заметные изменения макроскопических параметров – плотности и скорости плазмы. Плазма в магнитосфере Земли содержит ионы с различным отношением заряда к массе. Кроме ионов водорода и гелия, плазма содержит примеси ионов кислорода ионосферного происхождения, а также других тяжелых ионов. В этой связи возникает широкий круг задач о пондеромоторной сепарации ионов различных сортов. Для решения задач такого рода предлагается использовать парциальные пондеромоторные силы и описывать плазму не гидродинамическими, а квазигидродинамическими уравнениями. В статье рассмотрен вывод выражений для парциальных сил в случае бегущей монохроматической волны Альфвена, а также указан способ получения более общих формул путем разложения классической формулы, известной в макроскопической электродинамике, на сумму парциальных сил. Пондеромоторная сепарация ионов проиллюстрирована на примере задачи о диффузионном равновесии магнитосферной плазмы. Предложена гипотеза о том, что волны Альфвена перераспределяют плазму вдоль геомагнитных силовых линий таким образом, что плазма в минимумах магнитного поля характеризуется повышенным содержанием тяжелых ионов. Высказано предположение о существовании в потоке полярного ветра струйных течений с малой примесью тяжелых ионов. Статья посвящена 80-летию открытия волн Альфвена.

Солнечно-земная физика, 9, № 3, с. 28-32 (2023) | Рубрика: 18

Фикс И.И.

 

Тиманин Е.М., Михайлова И.С., Фикс И.И., Курников А.А., Ковальчук А.В., Орлова А.Г., Угарова О.А., Frenz M., Jaeger M., Субочев П.В. «Улучшение оптоакустических изображений биотканей методом одномерной обратной свертки с адаптивной самокалибровкой в реальном времени» Акустический журнал, 69, № 6, с. 800-807 (2023)

Предложен метод одномерной деконволюции с использованием регуляризации Тихонова для улучшения трехмерных оптоакустических изображений in vivo. Метод использует адаптивную самокалибровку для устранения частотно-зависимых искажений, связанных с распространением и регистрацией ультразвука. Адаптируясь к неоднородным частотным характеристикам исследуемой среды, метод не требует дополнительных калибровочных экспериментов. Время обработки трехмерных оптоакустических данных размером 200×200×100 вокселей составляет менее 5 мс, позволяя улучшать ангиографические изображения в режиме реального времени и повышать эффективное пространственное разрешение на более чем 50%.

Акустический журнал, 69, № 6, с. 800-807 (2023) | Рубрики: 06.17 12.05 12.07

Филаретов В.Ф.

 

Юхимец Д.А., Губанков А.С., Филаретов В.Ф. «Разработка адаптивной навигационной системы для автономного подводного аппарата на основе данных, получаемых от гидроакустической станции» Морские интеллектуальные технологии, № 4-3, с. 42-52 (2023)

Предложен метод построения навигационной системы автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), использующей ограниченный набор бортовых датчиков и получающей данные по акустическим каналам связи о положении АНПА от гидроакустической станции освещения подводной обстановки. Предложенный алгоритм формирует оценки положения и скоростей АНПА на основе его динамической модели в предположении, что угловые скорости, углы ориентации и глубина АНПА определяются с помощью его бортовых датчиков. Предложенная схема построения навигационной системы позволяет обеспечить коррекцию ее показаний в условиях нерегулярного обновления данных от станции. После определенного периода работы системы и получения достаточного количества данных, происходит уточнение параметров модели, использующейся в фильтре Калмана, что существенно увеличивает точность его работы. Ключевые слова: автономный необитаемый подводный аппарат, адаптивная навигационная система, гидроакустическая станция, идентификация

Морские интеллектуальные технологии, № 4-3, с. 42-52 (2023) | Рубрики: 07.17 07.20

Филатова В.М.

 

Носикова В.В., Пестов Л.Н., Сергеев С.Н., Филатова В.М. «Визуализация отраженных и рассеянных волн по методу граничного управления, численный эксперимент» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 521, с. 200-211 (2023)

Приводятся результаты численного эксперимента по визуализации распространения отраженных и рассеянных волн на основе метода граничного управления.

Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 521, с. 200-211 (2023) | Рубрики: 04.01 04.12

Филатьев А.С.

 

Филатьев А.С., Янова О.В. «Оптимальное управление вектором тяги воздушного электрореактивного двигателя для наискорейшего изменения высоты апогея орбиты с ультранизким перигеем» Космические исследования, 61, № 2, с. 163-176 (2023)

Рассмотрена задача оптимального по быстродействию изменения высоты апогея орбит с ультранизким перигеем (высотой 120–250 км). Для компенсации аэродинамического сопротивления космического аппарата используется воздушный электрореактивный двигатель (ВЭРД), топливом для которого служат газы забортной атмосферы. Учтено падение эффективности ВЭРД с увеличением угла атаки и возможность работы ВЭРД только при достаточной концентрации газа в камере ионизации. Задача решена на основе принципа максимума Понтрягина в предположении малости аэродинамического сопротивления и тяги по сравнению с гравитационными силами. Представлены результаты исследований оптимальных программ управления вектором тяги ВЭРД в зависимости от параметров орбиты, компоновки КА, двигателя и мощности источника энергии.

Космические исследования, 61, № 2, с. 163-176 (2023) | Рубрика: 18

Филимонов С.А.

 

Филимонов С.А., Гаврилов А.А., Фрик П.Г., Сухановский А.Н., Васильев А.Ю. «Моделирование движения погруженной пластины в развитом свободно-конвективном слое» Известия вузов. Физика, 66, № 11, с. 151-156 (2023)

Численно исследуется динамика пластины, погруженной в заполненную водой кювету. Нижняя стенка кюветы горячая, а верхняя холодная: в результате в объеме возникают конвективные течения, которые действуют на пластину, и она начинает двигаться. Моделирование движения пластины выполнено методом погруженных границ в 2D-постановке. Пластина совершает колебания от одной стенки к другой. С ростом числа Рэлея частота колебаний увеличивается, и они становятся более хаотичными, а термическое сопротивление, вызванное пластиной, снижается.

Известия вузов. Физика, 66, № 11, с. 151-156 (2023) | Рубрики: 04.12 04.15

Филиппов А.И.

 

Филиппов А.И., Ахметова О.В., Губайдуллин М.Р. «Численная модель полей давления и скорости при осесимметричной фильтрации в несовершенно вскрытом пласте» Инженерно-физический журнал, 96, № 4, с. 953-964 (2023)

Представлена математическая модель полей давления и скорости, возникающих при притоке углеводородов в скважину конечного радиуса из частично вскрытых пластов-коллекторов. Предполагается, что двумерное течение, инициируемое заданной депрессией в несовершенно вскрытом пласте, является осесимметричным. Приведена математическая постановка задачи в цилиндрической геометрии о поле давления в изолированном изотропном однородном пласте, границы которого не совпадают с граничными точками интервала перфорации. Описана конечно-разностная модель, на основе которой составлена программа для расчетов полей давления и скорости в пласте, и выполнены вычислительные эксперименты, позволившие выявить новые практически важные закономерности течения, возникающие в реальных коллекторах нефти и газа. Показаны пространственно-временные зависимости поля давления в нефтегазовом пласте, поперечной, радиальной компонент и модуля скорости фильтрации углеводородов, иллюстрирующие особенности двумерного течения при несовершенном вскрытии пласта и основные отличия от хорошо изученного случая плоско-радиального одномерного течения к скважине конечного радиуса. На основе анализа линий уровня выявлены новые физические закономерности течения, связанные с неполной перфорацией толщины пласта-коллектора. С помощью вычислительных экспериментов установлено, что при осесимметричном течении в пласте неизбежно возникают вертикальные потоки, которые обращаются в нуль на выходе из пласта в скважину. Подтверждено, что в однородных не полностью вскрытых коллекторах всегда возникают межслойные перетоки в прискважинной зоне, а радиальная компонента фильтрационной скорости при двухмерном осесимметричном течении в несовершенно вскрытом однородном изотропном пласте зависит от вертикальной координаты. Это означает, что приток в скважину не является равномерно распределенным по толщине пласта, а максимум модуля горизонтальной компоненты скорости на всех кривых достигается на границах интервала перфорации. В случае двумерного течения в центре интервала перфорации, одинаково удаленного от верхней и нижней границ нефтегазового пласта, наблюдается минимальный удельный приток Ключевые слова: фильтрация, несовершенное вскрытие, уравнение пьезопроводности, двумерное течение, конечно-разностная программа, поле давления, поле скорости

Инженерно-физический журнал, 96, № 4, с. 953-964 (2023) | Рубрики: 09.01 09.02

Филиппов Г.А.

 

Ишков С.А., Филиппов Г.А. «Исследование оптимальных программ управления относительным движением космического аппарата с ограниченной тягой» Космические исследования, 61, № 3, с. 248-257 (2023)

Рассматривается задача оптимального управления относительным движением космического аппарата с двигателем конечной тяги на произвольных околокруговых орбитах с использованием принципа максимума Понтрягина. Движение исследуется в орбитальной цилиндрической системе координат, с использованием переменных, записанных в форме вековых и периодических составляющих относительного движения в плоскости орбиты. Основное внимание уделяется анализу структуры оптимального управления при свободной и трансверсальной ориентации вектора тяги при наличии на траектории пассивных участков. В качестве критерия выбора оптимального управления рассматривалось моторное время работы корректирующих двигателей. Определены характерные структуры управления для различных областей начальных условий движения, получены оценки предельных затрат моторного времени.

Космические исследования, 61, № 3, с. 248-257 (2023) | Рубрика: 18

Филиппов М.В.

 

Филиппов М.В., Махмутов В.С., Логачев В.И., Разумейко М.В. «Расчет чувствительности детекторов для космического эксперимента "Солнце-Терагерц"» Журнал технической физики, 93, № 9, с. 1377-1382 (2023)

Кратко описаны цели и задачи планируемого космического эксперимента "Солнце-Терагерц" на борту Российского сегмента МКС. Рассмотрены основные компоненты оптического тракта научной аппаратуры. С помощью имитатора черного тела и одноканального макета проведена калибровка детекторов научной аппаратуры, исследовано влияние качества оптической поверхности зеркал телескопа на размах сигнала детекторов в терагерцевом диапазоне, проведена предварительная оценка чувствительности детекторов. Ключевые слова: Солнце, солнечные вспышки, терагерцевое излучение, оптическая система.

Журнал технической физики, 93, № 9, с. 1377-1382 (2023) | Рубрика: 18

Филиппов М.Л.

 

Филиппов М.Л., Моишеев А.А., Погодин А.В., Захваткин М.В., Степаньянц В.А. «Баллистическое проектирование миссии «Спектр-УФ»» Научные труды Института астрономии РАН, 8, № 5, с. 223-229 (2023)

В АО «НПО им. Лавочкина» в соответствии с актуальной ФКП РФ проводятся работы по созданию космической астрофизической обсерватории ультрафиолетового диапазона «Спектр-УФ». Выведение будет осуществляться ракетой-носителем (РН) «Ангара-А5М» с разгонным блоком (РБ) ДМ с космодрома «Восточный». В качестве рабочей орбиты определена геосинхронная орбита с наклонением 35 градусов. Параметры орбиты (высоты перицентра и апоцентра, аргумент перицентра) выбирались, в том числе, исходя из необходимости уменьшения потенциально опасных сближений с космическими объектами (КО) на геостационарной орбите (ГСО) и в защищаемой области вокруг нее. В работе приводится справочная баллистическая информация по выбранной рабочей орбите (интервалы тени, зоны радиовидимости), а также схема выведения, оценка максимальной массы космического аппарата (КА) и необходимый запас характеристической скорости для осуществления приведения орбиты выведения на заданную среднюю географическую долготу, выполнения коррекций поддержания и проведения заключительных операций с КА.

Научные труды Института астрономии РАН, 8, № 5, с. 223-229 (2023) | Рубрика: 18

Финагин Л.А.

 

Страшнов Е.В., Финагин Л.А., Торгашев М.А. «Моделирование управления движением виртуальной модели космического ранца в задаче спасения космонавта» Информационные технологии и вычислительные системы, № 2, с. 94-104 (2021)

Рассматривается задача моделирования управления движением виртуальной модели космонавта с помощью космического ранца. Для решения этой задачи предлагается подход, согласно которому управление ранцем осуществляется в ручном и автоматическом режиме посредством игрового джойстика. При таком подходе алгоритм управления реактивным ранцем основан на применении разработанной технологии функциональных схем, состоит в синтезе релейного управления и позволяет реализовать стабилизацию, переориентирование и движение модели космонавта к заданной точке. Предложенные методы и подходы были реализованы в программном комплексе системы виртуального окружения, созданном в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, и апробированы на примере моделирования спасения космонавта при его отрыве от поверхности космического корабля.

Информационные технологии и вычислительные системы, № 2, с. 94-104 (2021) | Рубрика: 18

Страшнов Е.В., Мироненко И.Н., Финагин Л.А. «Моделирование посадки космического аппарата на Луну в системах виртуального окружения» Информационные технологии и вычислительные системы, № 4, с. 81-92 (2022)

Рассматривается моделирование заключительных этапов посадки космического аппарата на Луну в системах виртуального окружения. Для решения этой задачи предлагаются методы и алгоритмы синтеза оптимального управления реактивными двигателями лунного аппарата с реализацией критериев быстродействия и минимального расхода топлива. Разработанное управление основано на обратной связи по показаниям виртуальных датчиков и позволяет реализовать переориентацию, торможение и мягкую посадку спускаемого аппарата. Апробация предложенных в статье методов и подходов проводилась в созданном нами программном комплексе системы виртуального окружения на примере моделирования посадки виртуальной модели космического аппарата Луна-25 в автоматическом режиме и показала их адекватность и эффективность.

Информационные технологии и вычислительные системы, № 4, с. 81-92 (2022) | Рубрика: 18

Финоченко Т.А.

 

Баланов И.А., Крутова В.А., Порческо А.А., Финоченко Т.А. «Теоретическое описание виброакустической динамики несущих рам автомотрис дизельно-монтажных и балластно -распределительных машин» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 9, с. 27-30 (2023)

Рассмотрены вопросы расчета уровней звукового давления и вибрации в кабинах транспортных средств на основе уравнений энергетического баланса, который позволяет получить выражения виброскорости в зависимости от вводимой вибромощности внешних источников. Проведенные исследования доказывают влияние волнообразного износа рельсов на характер спектров не только шума, но и вибрации.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 9, с. 27-30 (2023) | Рубрика: 14.02

Фокин М.

 

Шалдырван И., Комаров В., Фокин М. «Методы и расчеты, применяемые к изображениям новых подсмотровых систем САО РАН» Известия Крымской астрофизической обсерватории, 119, № 2, с. 12-18 (2023)

описываются методы и расчеты обработки изображений, полученных с IPкамер на базе CMOS-матриц, которые используются на Верхней научной площадке САО РАН. Представлены два метода автоматического переключения режимов работы камеры (день/ночь), выбран наиболее предпочтительный из них. Приведены способы обработки изображений, полученных в условиях недостаточной освещенности. Исполнена камера для получения серий снимков Полярной звезды, и описан метод вычисления seeing по этим сериям. Оценен потенциал применения данных методов обработки изображений для нужд САО РАН. DOI:https://doi.org/10.34898/izcrao-vol119-iss2-pp12-18

Известия Крымской астрофизической обсерватории, 119, № 2, с. 12-18 (2023) | Рубрика: 18

Фрик П.Г.

 

Филимонов С.А., Гаврилов А.А., Фрик П.Г., Сухановский А.Н., Васильев А.Ю. «Моделирование движения погруженной пластины в развитом свободно-конвективном слое» Известия вузов. Физика, 66, № 11, с. 151-156 (2023)

Численно исследуется динамика пластины, погруженной в заполненную водой кювету. Нижняя стенка кюветы горячая, а верхняя холодная: в результате в объеме возникают конвективные течения, которые действуют на пластину, и она начинает двигаться. Моделирование движения пластины выполнено методом погруженных границ в 2D-постановке. Пластина совершает колебания от одной стенки к другой. С ростом числа Рэлея частота колебаний увеличивается, и они становятся более хаотичными, а термическое сопротивление, вызванное пластиной, снижается.

Известия вузов. Физика, 66, № 11, с. 151-156 (2023) | Рубрики: 04.12 04.15

Фролова Е.О.

 

Лобов В.А., Фролова Е.О. «Технология изготовления бесшовных баллонов и шаробаллонов с акустико-эмиссионной системой контроля» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 7, с. 456-461 (2023)

Представлена технология производства бесшовных баллонов и шаробаллонов из алюминиевомагниевого сплава. Проведены экспериментальные исследования и испытания, подтвердившие правильность приятных технических решений. Разработана методика неразрушающего контроля акустической эмиссией позволяющая контролировать 100% изготавливаемой продукции, и изготовлен экспериментальный стенд. По результатам проведенных испытаний установлен характер изменения сигналов акустической эмиссии штампованных баллонов в сравнении с закатными, тем самым подтверждена их высокая конструкционная прочность и герметичность.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 7, с. 456-461 (2023) | Рубрики: 14.04 14.06 16

Фурсенко Р.В.

 

Косяков В.А., Фурсенко Р.В., Минаев С.С., Чудновский В.М. «Физические механизмы схлопывания парового пузыря при лазерно-индуцированном кипении» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 6, с. 109-113 (2023)

Численно исследовано влияние различных физических механизмов на стадии схлопывания парового пузыря и последующего образования кумулятивной струи в процессе лазерно-индуцированного кипения вблизи торца тонкого волновода, погруженного в холодную жидкость. В зависимости от интенсивности испарения выделено и описано три режима процесса

Прикладная механика и техническая физика, 64, № 6, с. 109-113 (2023) | Рубрика: 06.18

Фурсяк Ю.

 

Фурсяк Ю. «Поперечные градиенты продольного магнитного поля в активных областях с разным уровнем вспышечной продуктивности: различные подходы к вычислению, динамика и вероятные критические значения» Известия Крымской астрофизической обсерватории, 119, № 3, с. 39-57 (2023)

Основной задачей исследования является анализ величины и динамики поперечной составляющей градиента продольного магнитного поля в активных областях (АО) с различным уровнем вспышечной продуктивности. В работе использованы данные о пространственном распределении на уровне фотосферы Солнца Bz-компоненты вектора магнитного поля, предоставляемые инструментом Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) на борту Solar Dynamics Observatory (SDO). Для анализа отобраны 13 АО: 6 областей с низкой активностью и 7 с высокой, из них две области с дополнительным всплытием магнитного потока. Мониторинг каждой из областей осуществлялся на протяжении 3–5 суток в пределах 30–35 гелиографических градусов относительно центрального меридиана. Рассмотрены два подхода к вычислению градиента продольного магнитного поля – современный, требующий магнитографических данных высокого пространственного разрешения, и классический. Для каждого подхода определены параметры, характеризующие градиент продольного магнитного поля в АО. Для современного подхода это средняя по АО величина поперечной составляющей градиента продольного магнитного поля <∇⊥Bz>, для классического подхода – максимальное значение поперечной составляющей градиента продольного магнитного поля совокупности пар пятен в АО (max(∇⊥Bz)). Динамика выбранных параметров сопоставлена с уровнем вспышечной продуктивности АО. Показано, что: 1. Существуют пороговые значения параметров, характеризующих градиент продольного магнитного поля АО. Для величины <∇⊥Bz> критическое значение равно 0.08 Гс·км–1, а для параметраmax(∇⊥Bz) – 0.115 Гс·км–1. 2. Первые мощные вспышки рентгеновских классов М и выше наблюдаются в АО через 23–25 часов после превышения вышеуказанными параметрами соответствующих критических значений. DOI:https://doi.org/10.34898/izcrao-vol118-iss3-pp39-57

Известия Крымской астрофизической обсерватории, 119, № 3, с. 39-57 (2023) | Рубрика: 18