Маевский Е.В., Кислов Р.А., Малова Х.В., Хабарова О.В., Попов В.Ю., Петрукович А.А. «Солнечный ветер и гелиосферная токовая система в годы максимума и минимума солнечной активности» Космические исследования, 56, № 6, с. 394-403 (2018)

В рамках осесимметричной МГД-модели солнечного ветра проведен анализ магнитного поля Солнца в двух фазах солнечного цикла: минимума активности, когда доминирует дипольное магнитное поле и максимума, когда преобладает квадрупольное поле. Показано, что в период максимума солнечной активности гелиосферный токовый слой приобретает конусообразную форму и смещается в область высоких широт до 30° над плоскостью эклиптики. В противоположном полушарии на тех же широтах устанавливается второй токовый слой конической формы с азимутальным током противоположного направления. Показано, что профили основных характеристик солнечного ветра укручаются с расстоянием от Солнца, а их амплитуды уменьшаются, причем для квадрупольного магнитного поля зависимости основных характеристик солнечного ветра имеют более сложный характер. Сравнение результатов модели с осредненными характеристиками солнечного ветра показывает хорошее соответствие между наблюдаемыми величинами и модельными параметрами.

Петрукович А.А., Малова Х.В., Попов В.Ю., Маевский Е.В., Измоденов В.В., Катушкина О.А., Виноградов А.А., Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Подладчикова Т.В., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Современный взгляд на солнечный ветер от микро- до макромасштабов» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 859-870 (2020)

Солнечный ветер – поток плазмы, истекающий из солнечной короны, интересен и как переносчик солнечной активности, и как пример бесстолкновительной плазмы. Приведены основные результаты российских исследований последних лет. Оригинальная МГД-модель позволила интерпретировать раздвоение гелиосферного токового слоя в годы максимума активности как обусловленное квадрупольной компонентой гелиомагнитного поля. На масштабах порядка миллионов километров солнечный ветер состоит из солнечных транзиентных образований. В этой части решена одна из фундаментальных проблем, обеспечивающих геомагнитный прогноз, – показано, что можно предполагать стабильность межпланетного магнитного поля на временах около трёх часов. На малых масштабах (сотни–тысячи километров) формируются локальные структуры, которые могут быть рассмотрены и индивидуально, и статистически, в рамках турбулентного каскада.

Мажуль И.И., Гунько Ю.П. «Сопоставление течений с псевдоскачком в расширяющихся диффузорах осесимметричного и плоского воздухозаборников внутреннего сжатия» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 56, с. 17-28 (2019)

Представлены результаты сравнительного численного исследования течений в каналах осесимметричного и плоского воздухозаборников внутреннего сжатия при числе Маха набегающего потока М=6. Рассмотрены условия течений с формированием псевдоскачка в расширяющихся диффузорах за горлом воздухозаборника. Геометрия воздухозаборников обеспечивала примерно одинаковые среднемассовые значения чисел Маха в начальном сечении диффузора. Численные расчеты проведены методом установления на основе решения осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса с использованием модели турбулентности κ–ω SST. Рассчитывалось течение идеального газа (воздуха) с постоянной температурой торможения. Стенки воздухозаборника предполагались адиабатическими. Исследована структура потока в каналах воздухозаборников, определены интегральные характеристики псевдоскачка в зависимости от противодавления на выходе из диффузора, которое задавалось изменением площади проходного сечения дроссельного сопла. Определены характеристики изменения турбулентности потока в области псевдоскачка, в частности получено распределение турбулентной вязкости вдоль оси канала, которая возрастает в псевдоскачке, достигает максимума, а затем уменьшается по мере затухания диссипативных процессов. Это позволило определить длину псевдоскачка, соответствующую положению максимума этого распределения. Потери полного давления были оценены как для псевдоскачка, так и для воздухозаборников в целом. Было определено влияние уровня противодавления на положение псевдоскачка в диффузорах и на момент его перемещения вперед по потоку в горле воздухозаборника с последующим разрушением течения на входе.

Базилевский А.Т., Майкл Г.Г., Красильников С.С., Козлова Н.А. «Механизмы разрушения малых кратеров Луны» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 54, № 5, с. 387-396 (2020)

Обсуждаются три типа процессов разрушения малых кратеров Луны: разрушение наложенными кратерами; разрушение за счет заполнения их выбросами из соседних и удаленных кратеров и разрушение за счет перемещения вещества поверхности различными склоновыми процессами. Они действуют совместно, но роль каждого из них в конкретной ситуации и на разных этапах эволюции кратера может изменяться. Их интенсивность в течение последних трех миллиардов лет истории Луны была заметно ниже, чем в предшествующие эпохи. Это обстоятельство необходимо учитывать при оценках времени потенциального существования кратеров в разные периоды истории Луны.

Майоров А.О., Романов В.А., Романов К.В., Романов Д.В. «Численное моделирование физического механизма аномального прогрева солнечной атмосферы» Известия Саратовского государственного университета. Новая серия. Серия: Физика, 20, № 1, с. 4-15 (2020)

Bзучается феномен аномального прогрева солнечной атмосферы за счет диссипации энергии слабых ударных волн, генерируемых в верхних слоях конвективной зоны. На базе полностью консервативных разностных схем гравитационной газовой динамики методом установления рассчитаны распределения термодинамических параметров по высоте в пределах солнечной хромосферы, удовлетворительно согласующиеся с наблюдательными данными. Из-за влияния диссипативных процессов (вязкости, лучистой теплопроводности) рассчитанные распределения слабо зависят от частоты и глубины генерации волнового потока в верхних слоях конвективной зоны Солнца.

Александров В.А., Киселев П.А., Майоров В.А., Калашников С.А. «Переходные процессы при генерации фазоманипулированных сигналов возбуждения гидроакустических излучателей» Гидроакустика, № 4(40), с. 66-71 (2019)

Рассмотрены особенности режимов работы ключевых генераторных устройств при формировании фазоманипулированных сигналов возбуждения гидроакустических излучателей. Показано влияние переходных процессов на увеличение максимальных выходных токов через элементы схем ключевого усиления. Предложено использование временной автоматической регулировки усиления для устранения экстремальных режимов работы мощных генераторных устройств.

Алексеев В.В., Макаренко Н.Г., Князева И.С. «Графодинамика активных областей Солнца: комплексы Морса–Смейла и мультимасштабные графы магнитограмм» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 7, с. 520-532 (2020)

Обсуждается модель эволюции Активной Области (АО), в которой граф, построенный на особых точках поля, кодирует магнитные паттерны АО. При этом динамические сценарии АО отображаются дискретной структурой сети, сформированной на максимумах, минимумах и седловых точках магнитного поля. Динамика АО приводит к перестройке графа, графодинамике. В работе обсуждаются два графа. Первым из них является граф комплекса Морса–Смейла. Он представляет собой клеточную градиентную модель магнитного поля, каждая клетка которого содержит максимум, минимум и две седловых точки. Комплекс Морса–Смейла допускает упрощение (редактирование) с предписанной детальностью, которое сохраняет топологию поля. Второй граф кодирует динамику АО сразу на разных масштабах, в так называемом Scale-Space. Это пространство образовано последовательностью сверток исходной магнитограммы с гауссовским ядром, так что масштаб размытия является его дополнительной координатой. В каждом слое Scale-Space рассматриваются неморсовские особые точки, с вырожденным гессианом и лапласианом. Кривые, соединяющие эти точки в разных масштабах, образуют критические пути, вершины которых называют топ-точками. Полученный на этих точках граф кодирует структуру вырожденных структур поля АО на разных масштабах. В статье предлагается эффективный способ вычисления критических путей с помощью множества Якоби. Можно полагать, что предвспышечные режимы связаны со значительным изменением топологии поля, которая управляет графодинамикой. Следовательно, они должны сопровождаться заметными вариациями спектра собственных значений дискретного лапласиана графа (матрицы Кирхгофа–Лапласа). В качестве примера приводится эволюция спектров этих графов, построенных по магнитограммам вспышечно-активной области АО12673. Данными служили SDO/HMI магнитограммы АО для скалярной LOS-компоненты. Обсуждается возможная связь больших вариаций спектра с последующими Х-вспышками.

Козлов В.В., Макаров М.М., Аникин А.С. «Моделирование процесса всплывания газовых гидратов в озере Байкал» Ляпуновские чтения. Материалы конференции. г. Иркутск, 5–7 декабря 2017 г., с. 24 (2017)

Приводятся данные о всплытии отдельных фрагментов газовых гидратов метана на поверхность озера Байкал. Приведены зимние гидроакустические (эхолотные) данные регистрации всплывающих газовых гидратов. Данные, полученные при численном моделировании, хорошо согласуются с натурными данными, полученными при помощи акустической съемки всплывающих фрагментов газовых гидратов. Показано, что на эхограммах траектория всплытия отображается только с глубин более 250 м. Эта глубина соответствует температуре T≤ 273.15 K/ Таким образом, с момента образования «ледяной корки» на поверхности газового гидрата отражающая способность значительно увеличивается. Видимо, это происходит за счет присутствия газа в пористой структуре «ледяной корки».

Григорьев В.А., Кучер К.М., Луньков А.А., Макаров М.М., Петников В.Г. «Акустические характеристики дна озера Байкал» Акустический журнал, 66, № 5, с. 517-526 (2020)

Развита методика оценки эффективных акустических параметров дна в мелководных акваториях, покрытых льдом. В основе методики лежит сравнение экспериментальной и расчетной зависимостей амплитуды звукового поля от глубины на расстоянии от источника примерно на порядок большем, чем глубина акватории. В качестве эффективных параметров принимаются значения скорости звука в дне, плотности и коэффициента затухания акустических волн, обеспечивающие при расчетах максимальное соответствие экспериментальным данным. Методика апробирована в натурном эксперименте на озере Байкал и может быть рекомендована для разработки систем автономного акустического мониторинга.

Лущик В.Г., Макарова М.С. «Особенности теплообмена на проницаемой поверхности в сверхзвуковом потоке при вдуве инородного газа» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 61-64 (2020)

Проведено численное исследование ламинарного и турбулентного сжимаемого пограничного слоя на проницаемой пластине при вдуве гелия в сверхзвуковой поток ксенона. Рассмотрены режимы, при которых температура вдуваемого газа ниже температуры адиабатной непроницаемой стенки. Показано, что на некотором расстоянии от начала вдува температура проницаемой стенки становится ниже температуры вдуваемого газа. Проведено сравнение режимов однородного (смесь He(5%)–Xe с числом Pr=0.18) и инородного вдува (равномерный вдув гелия в поток ксенона) с температурой вдуваемого газа (смеси газов), равной адиабатной температуре непроницаемой стенки при соответствующем режиме.

Швецова Н.А., Петрова Е.И., Макарьев Д.И., Рыбянец А.Н. «Акустическая спектроскопия керамоматричных пьезокомпозитов» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 9, с. 1286-1289 (2020)

Предложен новый метод определения диэлектрических и электромеханических свойств пьезоматериалов с высокими механическими потерями. Выполнены измерения комплексных электрофизических параметров керамоматричного пьезокомпозита, представляющего собой сегнетопьезокерамику системы цирконата-титаната свинца со случайно распределенными порами. Частотные зависимости комплексных параметров получены посредством анализа пьезорезонансных спектров. Выявлены и интерпретированы аномалии частотных зависимостей комплексных модулей упругости керамоматричных пьезокомпозитов.

Садовничий В.А., Панасюк М.И., Липунов В.М., Богомолов А.В., Богомолов В.В., Гарипов Г.К., Горбовской Е.С., Зимнухов Д.С., Июдин А.Ф., Казначеева М.А., Калегаев В.В., Климов П.А., Ковтюх А.С., Корнилов В.Г., Кузнецов Н.В., Максимов И.А., Мить С.К., Оседло В.И., Петров В.Л., Подзолко М.В., Попова Е.П., Поройков А.Ю., Рубинштейн И.А., Салеев К.Ю., Свертилов С.И., Тулупов В.И., Хренов Б.А., Чазов В.В., Чепурнов А.С., Штундер Я.А., Шустова А.Н., Яшин И.В. «Мониторинг природных и техногенных космических угроз: результаты миссии Ломоносов и проект Универсат–СОКРАТ» Космические исследования, 57, № 1, с. 46-56 (2019)

Рассматривается результаты экспериментов на спутнике Ломоносов по наблюдению природных и техногенных космических угроз, в том числе электромагнитных транзиентов, космического мусора. Также обсуждается новый космический проект МГУ имени М.В. Ломоносова Универсат–СОКРАТ по созданию группировки спутников для мониторинга в реальном времени в околоземном космическом пространстве: радиационной обстановки; потенциально опасных объектов естественного (астероиды, метеороиды) и техногенного происхождения (космический мусор), а также космических и атмосферных гамма-всплесков, вспышек оптического и ультрафиолетового излучения из атмосферы Земли.

Вострухин А.А., Головин Д.В., Козырев А.С., Литвак М.Л., Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Мокроусов М.И., Томилина Т.М., Бобровницкий Ю.И., Гребенников А.С., Лактионова М.М., Бахтин Б.Н., Сотов А.В. «Исследования микрофонного эффекта для перспективных детекторов нейтронного и гамма-излучения космического применения и методы его подавления» Космические исследования, 56, № 3, с. 228-232 (2018)

Представлены результаты испытаний ряда детекторов космического применения содержащих ФЭУ или высоковольтные электроды на возникновение шумов от “микрофонного эффекта” в сигнальном тракте вследствие внешнего механического воздействия. Предложен способ виброизоляции приборов на борту космического аппарата для снижения уровня их восприимчивости к вибрациям.

Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Литвак М.Л., Санин А.Б., Головин Д.В., Дьячкова М.В., Никифоров С.Ю., Аникин А.А., Лисов Д.И., Лукьянов Н.В., Мокроусов М.И. «“Оазисы" льдистой вечной мерзлоты вблизи экватора Марса: нейтронное картографирование планеты по данным прибора ФРЕНД на борту спутника TGO Российско-европейского проекта “ЭКЗОМАРС”» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 435-450 (2020)

Представлены первые результаты анализа данных орбитального нейтронного зондирования поверхности Марса прибором ФРЕНД на борту марсианского спутника ЕКА Trace Gas Orbiter. Регистрация нейтронного излучения планеты проводится с высоким пространственным разрешением, что позволяет сопоставлять данные о пространственной переменности потока эпитепловых нейтронов с геоморфологическими структурами рельефа. Локальные области понижения потока нейтронов указывают на присутствие в веществе поверхности значительного количества атомов водорода, который предположительно входит в состав молекул воды. На экваториальных широтах планеты обнаружены локальные области, для которых значительное уменьшение потока эпитепловых нейтронов указывает на большую массовую долю водяного льда в составе вещества, от нескольких десятков до 100%. Учитывая высокое содержание льда, эти области предложено назвать “оазисами” льдистой вечной мерзлоты. Приведены оценки массовой доли льда для семи таких областей, полученные на основе анализа данных нейтронных измерений и сквозного численного моделирования всего физического процесса нейтронного зондирования Марса с орбиты прибором ФРЕНД. Обсуждаются возможные причины образования таких “оазисов” и значение их обнаружения для будущих исследований Марса.

Ильгамов М.А., Косолапова Л.А., Малахов В.Г. «Динамика пузырька газа у стенки при наличии прослойки жидкости» Труды XI Международной Четаевской конференции. "Аналитическая механика, устойчивость и управление", (Казань, 14–18 июня 2017 г.). Т. 1. Секция 1. Аналитическая механика, с. 464-471 (2017)

Приведены результаты исследования несферического схлопывания сфероидального газового пузырька в жидкости вблизи плоской твердой стенки в зависимости от его начальной формы. Впервые такое исследование для пустой полости у стенки выполнено в работах: Воинов О.В., Воинов В.В. О схеме захлопывания кавитационного пузырька около стенки и образования кумулятивной струи // ДАН СССР. 1976. Т. 227. № 1. С. 63-66 и. Воинов О.В. Расчет параметров скоростной струи, образующейся при захлопывании пузыря // ПМТФ. 1979. № 3. С. 94-98. В данной работе учитывается возможное превращение пузырька в тороидальный или его разделение на части. Предполагается, что жидкость идеальная несжимаемая, ее течение потенциальное. Используется численная методика, основанная на методе граничных интегральных уравнений. Определяются форма поверхности пузырька, а также поля скорости и давления в жидкости, окружающей пузырек. Исследуется влияние начальной несферичности на динамику пузырька при наличии прослойки жидкости между пузырьком и стенкой. Приводятся формы пузырьков, поля давления в окружающей пузырек жидкости, а также радиальные профили давления на стенку. Рассмотрена также динамика двух пузырьков, возникающих при разделении сфероидального пузырька, находящегося на небольшом расстоянии от стенки.

Аганин А.А., Ильгамов М.А., Косолапова Л.А., Малахов В.Г. «Несферическое схлопывание кавитационнго пузырька у стенки с переходом в тороидальную фазу» Известия Уфимского научного центра Российской академии наук, с. 5-11 (2015)

Consideration is given to the evolution of a cavitation bubble close to a wall with transition into the toroidal phase of motion. The liquid around the bubble is ideal incompressible, its flow being potential. A numerical technique has been realized, based on the stepwise method of tracking the movement of the contour in time and the boundary element method. In this technique, the bubble evolution is divided into two temporal periods. The first one lasts till the moment of impact of the cumulative jet arising in the course of compression on the opposite side of the bubble surface, the second one includes the motion of the toroidal bubble generated as a result of this impact. A comparison with the numerical and experimental results of other authors has been made. The performance capabilities of the technique are illustrated by solving the problem of collapse of a spherical bubble initially slightly distant from a wall. Key words: cavitation bubble, potential liquid flow, boundary element method.

Будников А.А., Малахова Т.В., Иванова И.Н., Линченко Е.В. «Применение пассивного акустического метода для детектирования и оценки потоков мелководных пузырьковых газовыделений» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 107-113 (2019)

В работе предложен и апробирован пассивный акустический метод оценки потока подводных пузырьковых газовыделений для мелководных районов. Метод основан на связи частоты аудиосигнала, производимого пузырьком газа при отрыве от выходного подводного канала, с размером пузырька. В проведенных лабораторных экспериментах при генерации в толще жидкости пузырьков размером от 2 до 15 мм были зафиксированы частоты аудиосигналов, лежащие в диапазоне от 2.7 до 0.4 кГц. При анализе акустических записей, выполненных вблизи действующих мелководных сипов в бухте Ласпи, идентифицирована серия коротких аудиосигналов, производимых выделяющимися пузырьками метана, длительностью 0.5» с, сгруппированных в пакеты, содержащие порядка десяти импульсов. Для двух исследованных сипов в частотном спектре проведенных записей зафиксированы частотные пики, с максимумами, приходящимися на 1 и 1.4 кГц. Согласно теоретической оценке диаметров пузырьков, генерирующих подобный сигнал, составляет 7 мм и 5 мм, соответственно. С учетом интенсивности пузырьковой разгрузки, рассчитанный поток газа составил 40 и 6 л/сут, соответственно.

Григорьев Г.Ю., Лагутин А.С., Набиев Ш.Ш., Васильев А.А., Орлов О.И., Мухамедиева Л.Н., Синяк Ю.Е., Пахомова А.А., Родин А.В., Семенов В.М., Малашевич С.В., Зуев Б.К., Филоненко В.А., Кирсанов Д.О., Ставровский Д.Б. «Мониторинг состава воздуха и воды при длительных и межпланетных космических полетах» Космические исследования, 58, № 1, с. 16-26 (2020)

Обоснованы концепция и стратегия мониторинга химического состава атмосферы и качества оборотной воды пилотируемых космических аппаратов, которая может быть использована при осуществлении длительных и межпланетных полетов. Сформулированы основные факторы риска изменения состава атмосферы и состава оборотной воды при межпланетных космических полетах. Описан перспективный вариант аналитического комплекса для оперативного контроля качества воздуха и воды на пилотируемых космических аппаратах, учитывающий эти факторы риска. Предложено одновременное использование в этом комплексе нескольких методов газового анализа с целью обеспечить частичное перекрытие номенклатуры детектируемых веществ по особо важным (критичным) веществам. Мониторинг качества оборотной воды в комплексе осуществляется двумя приборами: для измерения содержания суммарного углерода и анализа ионного состава воды.

Титов С.В., Малинин В.С., Титов А.С., Казаринов К.Д. «Расчет параметров генерации капиллярных волн в водной среде» Журнал радиоэлектроники, № 1, с. 10 (2019)

Представлены результаты теоретических исследований генерации капиллярных волн в водной среде электрострикционным методом. Метод основан на регистрации длины волны и затухания поверхностных акустических волн и позволяет определять поверхностное натяжение и поверхностную вязкость монослоя. Для генерации поверхностных волн используется переменное электрическое поле, что в комбинации с измерениями, проводимыми оптическим способом, делает данную технологию полностью бесконтактной.

Сапожников С.А., Ковалева Д.А., Малков О.Ю., Сытов А.Ю. «Популяция двойных звезд с общим собственным движением в Gaia DR2» Астрономический журнал, 97, № 9, с. 733-746 (2020)

Описывается создание однородного каталога звезд с общим собственным движением на основании Gaia DR2. Был составлен предварительный список всех пар звезд в радиусе 100 пк от Солнца с разделением не более парсека, и в нем выделено подмножество содвижущихся пар – широких двойных звезд. Из рассмотрения исключены скопления и системы кратностью больше 2. Результирующий каталог насчитывает 10 358 пар звезд. Функция селективности каталога оценена с помощью сопоставления с набором случайно сопоставляемых звезд поля, и с модельной выборкой, полученной методом популяционного синтеза. Оценка масс звезд для пар каталога, оба компонента которых принадлежат главной последовательности, показывает избыток пар “близнецов” из звезд со сходными массами. Этот избыток уменьшается с увеличением разделения между компонентами. Показано, что подобный эффект не может быть следствием только функции селективности и не появляется в модели, не отдающей предпочтение формированию звезд схожих масс искусственно. Статья основана на докладе, сделанном на конференции “Астрометрия вчера, сегодня, завтра” (ГАИШ МГУ, 14–16 октября 2019 г.).

Малов И.Ф., Морозова А.П. «Сравнение параметров некоторых типов пульсаров» Астрономический журнал, 97, № 9, с. 714-732 (2020)

Проведен сравнительный анализ параметров двух выборок радиопульсаров. Одна из них характеризуется периодами P>2 с, вторая – магнитными полями на поверхности B_s>4.4·10¹³ Гс. Выбор этих значений связан с намерением понять причины отличия нормальных пульсаров от аномальных рентгеновских пульсаров (AXP) и гамма-репитеров (SGR) с аналогичными значениями периодов и магнитных полей. Показано, что зависимость производной периода от его значения P в долгопериодических пульсарах не согласуется с моделью магнитодипольного торможения и требует привлечения других механизмов или поиска специфических распределений их параметров. В пульсарах с большими магнитными полями и в AXP/SGR эта зависимость не противоречит магнитодипольной модели. Для пульсаров с P>2 с эффективность трансформации энергии вращения в наблюдаемое излучение оказывается в несколько раз выше, чем у объектов с более короткими периодами. Пульсары с большими периодами имеют, в среднем, возраст на два порядка выше, чем источники с B_s>4.4·10¹³ Гс и AXP/SGR, и находятся, в среднем, более высоко над плоскостью Галактики. Показано, что основные физические параметры пульсаров с большими магнитными полями на поверхности и их пространственное распределение близки к параметрам и распределению AXP/SGR. Проведенные сравнения свидетельствуют о том, что определяющим для пекулярности AXP/SGR является сильное магнитное поле на поверхности, а не период вращения.

Маевский Е.В., Кислов Р.А., Малова Х.В., Хабарова О.В., Попов В.Ю., Петрукович А.А. «Солнечный ветер и гелиосферная токовая система в годы максимума и минимума солнечной активности» Космические исследования, 56, № 6, с. 394-403 (2018)

В рамках осесимметричной МГД-модели солнечного ветра проведен анализ магнитного поля Солнца в двух фазах солнечного цикла: минимума активности, когда доминирует дипольное магнитное поле и максимума, когда преобладает квадрупольное поле. Показано, что в период максимума солнечной активности гелиосферный токовый слой приобретает конусообразную форму и смещается в область высоких широт до 30° над плоскостью эклиптики. В противоположном полушарии на тех же широтах устанавливается второй токовый слой конической формы с азимутальным током противоположного направления. Показано, что профили основных характеристик солнечного ветра укручаются с расстоянием от Солнца, а их амплитуды уменьшаются, причем для квадрупольного магнитного поля зависимости основных характеристик солнечного ветра имеют более сложный характер. Сравнение результатов модели с осредненными характеристиками солнечного ветра показывает хорошее соответствие между наблюдаемыми величинами и модельными параметрами.

Пархоменко Е.И., Малова Х.В., Попов В.Ю., Григоренко Е.Е., Петрукович А.А., Зеленый Л.М., Кронберг Е.А. «Моделирование магнитных диполизаций и турбулентности в хвосте магнитосферы Земли как факторов ускорения и переноса плазмы» Космические исследования, 56, № 6, с. 440-450 (2018)

Работа посвящена исследованию процессов ускорения частиц плазмы в процессе магнитных диполизаций в токовом слое магнитосферного хвоста Земли. Построена численная модель, позволяющая оценивать ускорение частиц в трех возможных сценариях: (A) собственно диполизации; (B) прохождения множественных диполизационных фронтов; (C) прохождения фронтов с последующими высокочастотными электромагнитными колебаниями. Получены энергетические спектры ускоренных частиц трех сортов: ионов водорода H+, кислорода O⁺ и электронов e^–. Показано, что на разных временных масштабах в сценариях (A)–(C) происходит преимущественное ускорение разных популяций частиц. Так, ионы кислорода наиболее эффективно ускоряются в процессе однократной диполизации (A), протоны (и, в некоторой степени, электроны) – в сценарии (B), в то время как сценарий (C) оказывается наиболее эффективным для ускорения электронов. Показано, что учет высокочастотных электромагнитных флуктуаций, сопровождающих магнитную диполизацию, может объяснить появление потоков частиц с энергиями порядка сотен кэВ в хвосте магнитосферы Земли.

Малова Х.В., Попов В.Ю., Хабарова О.В., Григоренко Е.Е., Петрукович А.А., Зеленый Л.М. «Структура токовых слоев с квазиадиабатической динамикой частиц в солнечном ветре» Космические исследования, 56, № 6, с. 451-460 (2018)

В рамках самосогласованной гибридной модели, основанной на квазиадиабатическом приближении динамики протонов, исследована тонкая структура сильных токовых слоев (СТС) в солнечном ветре, в том числе в гелиосферном токовом слое. Движение электронов считается быстрым и рассмотрено в больцмановском приближении. Результаты моделирования показывают, что профили СТС имеют многомасштабную вложенную структуру с узким центральным токовым слоем, который вложен в более широкий, наподобие гелиосферного токового слоя, окруженного плазменным слоем. Особенности структуры СТС определяются относительными вкладами тока размагниченных протонов на серпантинных орбитах и дрейфовыми токами электронов. Модель предсказывает и описывает свойства сильных токовых слоев, наблюдающихся космическими аппаратами. Показано, что многомасштабная структура токовых слоев является неотъемлемым внутренним свойством токовых слоев в солнечном ветре.

Малыхин А.Ю., Григоренко Е.Е., Малова Х.В. «Исследование влияния продольной компоненты магнитного поля на динамику протонов внутри плазмоида» Космические исследования, 57, № 4, с. 243-252 (2019)

Рассмотрены кинетические эффекты динамики протонов в плазмоидах с ненулевой продольной (By) компонентой магнитного поля в токовом слое (ТС) геомагнитного хвоста. Представлены результаты моделирования динамики протонов и описание механизма возникновения асимметрии плотности “север–юг”. Описан возможный механизм отвечающий за поддержание продольной компоненты магнитного поля. Проведены оценки полученных параметров и сравнение представленных результатов с наблюдениями миссии Cluster.

Царева О.О., Зеленый Л.М., Малова Х.В., Попов В.Ю. «Радиационные пояса в процессе инверсии магнитного поля Земли» Космические исследования, 58, № 4, с. 261-267 (2020)

В рамках осесимметричной модели исследованы изменения формы радиационных поясов Земли и энергетических спектров заряженных частиц в них во время инверсии геомагнитного поля. Области устойчивого существования радиационных поясов получены аналитически обобщением теории Штермера на случай осесимметричного квадруполя. Предложен сценарий инверсии, в котором показано, что может происходить постепенное сокращение радиационных поясов при уменьшении дипольной составляющей современного геомагнитного поля. Получены пространственно-энергетические распределения плотности потоков протонов и электронов, позволившие определить максимальную мощность доз радиации на различных магнитных оболочках в процессе инверсии.

Петрукович А.А., Малова Х.В., Попов В.Ю., Маевский Е.В., Измоденов В.В., Катушкина О.А., Виноградов А.А., Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Подладчикова Т.В., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Современный взгляд на солнечный ветер от микро- до макромасштабов» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 859-870 (2020)

Солнечный ветер – поток плазмы, истекающий из солнечной короны, интересен и как переносчик солнечной активности, и как пример бесстолкновительной плазмы. Приведены основные результаты российских исследований последних лет. Оригинальная МГД-модель позволила интерпретировать раздвоение гелиосферного токового слоя в годы максимума активности как обусловленное квадрупольной компонентой гелиомагнитного поля. На масштабах порядка миллионов километров солнечный ветер состоит из солнечных транзиентных образований. В этой части решена одна из фундаментальных проблем, обеспечивающих геомагнитный прогноз, – показано, что можно предполагать стабильность межпланетного магнитного поля на временах около трёх часов. На малых масштабах (сотни–тысячи километров) формируются локальные структуры, которые могут быть рассмотрены и индивидуально, и статистически, в рамках турбулентного каскада.

Малыхин А.Ю., Григоренко Е.Е., Малова Х.В. «Исследование влияния продольной компоненты магнитного поля на динамику протонов внутри плазмоида» Космические исследования, 57, № 4, с. 243-252 (2019)

Рассмотрены кинетические эффекты динамики протонов в плазмоидах с ненулевой продольной (By) компонентой магнитного поля в токовом слое (ТС) геомагнитного хвоста. Представлены результаты моделирования динамики протонов и описание механизма возникновения асимметрии плотности “север–юг”. Описан возможный механизм отвечающий за поддержание продольной компоненты магнитного поля. Проведены оценки полученных параметров и сравнение представленных результатов с наблюдениями миссии Cluster.

Ульянов О.М., Резниченко А.М., Захаренко В.В., Антюфеев А.В., Королев А.М., Патока А.Н., Присяжный В.И., Поихало А.В., Войтюк В.В., Мамарев В.Н., Ожинский В.В., Власенко В.П., Чмиль В.М., Лебедь В.И., Паламар М.И., Чайковский А.В., Пастернак Ю.В., Стрембицкий М.А., Натаров М.П., Стешенко С.А., Гламаздин В.В., Шубный А.И., Кириленко А.А., Кулик Д.Ю., Коноваленко А.А., Литвиненко Л.Н., Яцкив Я.С. «Создание радиотелескопа РТ-32 на базе антенной системы MARK-4B. 1. Проект модернизации и первые результаты» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 2, с. 87-116 (2019)

Предмет и цель работы: Создание радиотелескопа на основе антенной системы МАRК-4В, которая была разработана для телекоммуникационных приложений, определение возможностей использования лучеводной антенной системы в широкополосном многодиапазонном режиме работы и оценка характеристик антенны с помощью радиоастрономических измерений. Методы и методология: Комплексный анализ всех систем МАRК-4В дает возможность выделить блоки и узлы, которые подлежат замене или модернизации. Анализ конструкции рефлектора и субрефлектора, лучевода, гофрированного рупора и волноводной системы позволяет определить возможные частотные диапазоны работы создаваемого радиотелескопа. Установка широкополосного приемника с предусмотренной возможностью калибровки по охлаждаемой и неохлаждаемой нагрузке позволяет определить температуру антенной системы. Наведение антенны на калибровочные источники и запись сканов за счет вращения Земли исключает систематические ошибки или погрешности системы наведения. Таким образом определяется ширина диаграммы направленности и эффективная площадь радиотелескопа. Результаты: Произведен анализ конструкции антенны и определены первоочередные этапы реконструкции антенной системы МАRК-4В. Демонтированы узкополосные передатчик и приемник диапазона С и установлен широкополосный приемник (диапазон 4.6–5.1 ГГц ) с детектором и возможностью изменения времени интегрирования сигнала. По результатам наблюдений сделаны первоначальные оценки температуры шумов системы, которые позволяют надеяться на то, что радиотелескоп РТ-32 (г. Золочев, Львовская обл., Украина) совместно с охлаждаемым приемником будет обладать низкими собственными шумами. Рассчитана и установлена новая система наведения антенны, с помощью которой в С диапазоне проведены астрономические тесты ширины диаграммы направленности (≈7.2') и уровня ее боковых лепестков (–12.5 дБ), эффективной площади (≈680 м²) и коэффициента использования поверхности (≈0.84). Заключение: Выполненные измерения и расчеты показывают, что на базе антенной системы МАRК-4В возможно создать высокоэффективный радиоастрономический инструмент. Разработанные на данный момент системы приема и наведения для радиотелескопа РТ-32 свидетельствуют о высоком потенциале украинской науки. Дальнейшая кооперация научных исследований и высоких технологий приведет к созданию эффективного украинского радиотелескопа сантиметрового диапазона.

Антюфеев А.В., Королев А.М., Патока А.Н., Шульга В.М., Ульянов О.М., Резниченко А.М., Захаренко В.В., Присяжный В.И., Поихало А.В., Войтюк В.В., Мамарев В.Н., Ожинский В.В., Власенко В.П., Чмиль В.М., Лебедь В.И., Паламар М.И., Чайковский А.В., Пастернак Ю.В., Стрембицкий М.А., Натаров М.П., Стешенко С.А., Гламаздин В.В., Шубный А.И., Кириленко А.А., Кулик Д.Ю., Пилипенко А.М. «Создание радиотелескопа РТ-32 на базе антенной системы MARK-4B. 2. Оценка возможности проведения спектральных наблюдений радиоастрономических объектов» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 3, с. 163-183 (2019)

Предмет и цель работы: Исследуются технические возможности антенной системы МАRК-4В для ее дальнейшего использования в качестве 32 метрового радиотелескопа (РТ-32) и последующего проведения одновременных спектральных радиоастрономических наблюдений в C и K диапазонах. Методы и методология: В исследованиях используются результаты наших собственных измерений, проведенных на антенной системе МАRK-4В, экспертные оценки, открытые источники информации, техническая документация антенной системы МАRK-4В, методы радиоастрономии, методы компьютерного моделирования и сравнительный анализ основных параметров данной антенны с аналогичными параметрами действующих радиотелескопов мирового уровня. Комбинирование разных подходов позволяет определить требования к приемной системе, к параметрам спектроанализатора, методикам калибровки и оптимизировать процедуры модернизации антенной системы МАRK-4В. Результаты: Определены основные параметры радиотелескопа, необходимые для проведения спектральных наблюдений в C и K диапазонах. Уточнены возможности системы наведения. Для рабочего диапазона частот антенной системы МАRK-4В рассмотрены основные доступные для исследований спектральные линии различных молекул. Приведен перечень переходов, излучающих наиболее интенсивные спектральные линии. Сформулированы радиоастрономические задачи, которые возможно решать с использованием МАRK-4В в режиме спектральных наблюдений в C и K диапазонах. Оценены необходимые параметры спектроанализатора и значения собственной температуры шумов приемника и всей системы приема в целом. Описаны методики калибровки регистрируемого сигнала, которые будут использованы для проведения спектральных наблюдений. Заключение: Исследования, представленные в этой статье, показывают, что для проведения спектральных наблюдений на базе лучеводной антенной системы МАRK-4В возможно создать радиотелескоп РТ-32 с качественными техническими характеристиками, соответствующими лучшим мировым аналогам. Модернизация лучеводной антенной системы МАRK-4В позволит на первом этапе создать в Украине двухдиапазонный радиотелескоп, на котором возможно будет проводить одновременные спектральные и/или континуальные наблюдения в C и K диапазонах. В последующем количество одновременно работающих диапазонов может быть увеличено.

Кириллов С.Н., Мамушев Д.Ю. «Дистанционное диагностирование заболеваний верхних дыхательных путей на основе анализа параметров речевого сигнала» Биомедицинская радиоэлектроника, 23, № 3, с. 68-74 (2020)

Постановка проблемы. Необходимость быстрого удаленного принятия предварительного решения о заболевании обследуемого лица без присутствия в медицинском учреждении требует оценки возможности диагностики заболеваний верхних дыхательных путей (ВДП) на основе анализа параметров речевого сигнала (РС) при прохождении через каналы передачи речевой информации (КПИ). Был предложен метод дистанционного принятия диагностических решений при заболеваниях горла и носа верхних дыхательных путей на основе анализа параметров речевого сигнала на выходе каналов передачи речевой информации. Цель работы - исследование влияния КПИ на результаты диагностики заболеваний ВДП по параметрам РС, а также уточнение модели метода группового учета аргументов (МГУА) для диагностики соответствующих заболеваний и алгоритма классификации этих заболеваний на основе МГУА. Результаты. Исследования диагностической эффективности полученных моделей МГУА проводились на основе оценки вероятностей ошибок пропуска правильного диагноза пациента (ошибок первого рода) и ошибок ложного диагностирования (ошибок второго рода) в соответствии с методикой, описанной в работе, без использования КПИ и при прохождении РС через КПИ. Из анализа полученных в ходе исследования данных следует, что использование удаленной диагностики по телефонным каналам сотовой связи позволяет решить задачу определения предварительного диагноза пациента с лор-заболеванием. Но при этом, соответственно, ухудшаются вероятностные характеристики получаемого решения. Проведена оценка возможности дистанционной диагностики таких заболеваний верхних дыхательных путей (ВДП), как искривление носовой перегородки, полипозный синусит, ринит, тонзиллит на основе анализа параметров речевого сигнала (РС) на выходе каналов передачи речевой информации (КПИ). Исследовано влияние кодеков речи AMR-NB, AMR-WB (G.722.2), CELP (G.728), G.723.1, ADPCM (G.726), широко используемых в каналах передачи речевой информации основных операторов сотовой связи, таких как МТС, Билайн, Мегафон, Теле2 и др. Установлено, что при прохождении РС через КПИ, для сетей стандарта 2G, вероятности правильного диагностирования уменьшаются на 7–12 %, а в случае стандартов 3G, 4G на – 4–8%. При этом вероятности ложного диагностирования возрастают для сетей стандарта 2G на 5–12%, а в случае стандартов 3G, 4G на – 0,5–2%. Показана возможность удаленной диагностики по телефонным каналам сотовой связи пациентов с лор-заболеваниями. Практическая значимость. Полученные результаты подтверждают эффективность использования на практике предлагаемого метода принятия предварительного диагностического решения о заболевании пациента.

Мамыкин А.Д., Лосев Г.Л., Мандрыкин С.Д. «Анализ мод крупномасштабной циркуляции жидкого натрия в эксперименте по турбулентной конвекции Релея–Бенара» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 2, с. 65-73 (2020)

Представлены результаты экспериментального исследования турбулентной конвекции жидкого натрия в вертикальном цилиндре с единичным аспектным отношением, нагреваемом с одного торца и охлаждаемом с другого. Проведён подробный спектральный анализ температурных сигналов для экспериментов длительностью от 1 до 7 ч. Показано, что во всём диапазоне чисел Релея (0.6–2.2)·10⁷ турбулентное течение самоорганизуется в крупномасштабную циркуляцию (КМЦ), занимающую всю полость и имеющую сложную пространственно-временную структуру. Помимо основной моды в структуре течения присутствуют дополнительные, такие как слошинг и торсионные колебания. Разработанный алгоритм обработки экспериментальных данных позволил выделить данные моды и провести независимый анализ их характеристик. Долговременные замеры позволили обнаружить блуждание плоскости основной моды КМЦ с помощью разработанного алгоритма фильтрации экспериментальных данных. Процесс блуждания имеет непериодический характер и заключается в нерегулярных поворотах плоскости КМЦ преимущественно на углы порядка 40–50° на временных масштабах от единиц до десятков минут и, редко, на углы порядка 90° и даже на 180° на больших временных масштабах. Такие редкие события удалось зафиксировать на вейвлетдиаграммах в виде всплесков спектральной плотности энергии.

Мамыкин А.Д., Лосев Г.Л., Мандрыкин С.Д. «Анализ мод крупномасштабной циркуляции жидкого натрия в эксперименте по турбулентной конвекции Релея–Бенара» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 2, с. 65-73 (2020)

Представлены результаты экспериментального исследования турбулентной конвекции жидкого натрия в вертикальном цилиндре с единичным аспектным отношением, нагреваемом с одного торца и охлаждаемом с другого. Проведён подробный спектральный анализ температурных сигналов для экспериментов длительностью от 1 до 7 ч. Показано, что во всём диапазоне чисел Релея (0.6–2.2)·10⁷ турбулентное течение самоорганизуется в крупномасштабную циркуляцию (КМЦ), занимающую всю полость и имеющую сложную пространственно-временную структуру. Помимо основной моды в структуре течения присутствуют дополнительные, такие как слошинг и торсионные колебания. Разработанный алгоритм обработки экспериментальных данных позволил выделить данные моды и провести независимый анализ их характеристик. Долговременные замеры позволили обнаружить блуждание плоскости основной моды КМЦ с помощью разработанного алгоритма фильтрации экспериментальных данных. Процесс блуждания имеет непериодический характер и заключается в нерегулярных поворотах плоскости КМЦ преимущественно на углы порядка 40–50° на временных масштабах от единиц до десятков минут и, редко, на углы порядка 90° и даже на 180° на больших временных масштабах. Такие редкие события удалось зафиксировать на вейвлетдиаграммах в виде всплесков спектральной плотности энергии.

Маркеев А.П. «Переменные действие–угол в одном частном случае ограниченной задачи трех тел» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 52-57 (2020)

Рассматривается ограниченная задача трех тел (материальных точек), движущихся под действием ньютоновского гравитационного притяжения. Массы основных притягивающих точек равны, а сами точки движутся по круговым орбитам вокруг их общего центра масс. Третья точка имеет пренебрежимо малую массу и движется вдоль прямой, перпендикулярной плоскости орбит основных точек и проходящей через их центр масс. Задача о таком движении является интегрируемой. Для случая, когда движение третьей точки представляет собой колебания, в работе предложена процедура введения переменных действие–угол. В качестве примеров рассмотрены нелинейные колебания малой амплитуды и колебания с амплитудами, сколь угодно большими по сравнению с расстоянием между основными притягивающими точками.

Марков А.А., Иванов Г.А. «Исследование способа обнаружения продольных трещин в головке рельса» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 22, № 4, с. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-4-46-56 (2019)

Приводятся результаты исследований способа обнаружения продольных трещин ультразвуковыми волнами в головке рельса. В современных рельсах до 80 % дефектов головки рельсов – продольные трещины. Совместный анализ эхосигналов от нижней выкружки и эхосигналов от поверхностей трещины, а также огибающей углового сигнала позволяет сформировать образ дефекта и оценить качество акустического контакта. Для практической реализации предложенного способа целесообразно сформировать три временные зоны селекции информативных сигналов, положение которых зависит от теку- щей высоты головки рельса. Вследствие короткого времени пробега ультразвуковых волн (до 100 мкс) удается реализовать частоту посылок зондирующих импульсов в 2–2,5 раза больше, чем реализовано в настоящее время (вместо 4–10 кГц), что снимает ограничения по скорости сканирования. Предлагаемое техническое решение позволяет обнаруживать участки рельсов с продольными внутренними трещинами; оценивать их размеры как по ширине, так и вдоль головки рельса; определять глубину залегания продольных трещин горизонтальной ориентации; оценивать качество акустического контакта под преобразователями; повысить частоту посылок зондирующих импульсов, способствуя увеличению скорости контроля. С целью дальнейшей автоматизации контроля рельсов рассмотрена возможность классификации обнаруженного дефекта в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. Для реализации предложенного способа с учетом возможного износа головки рельса следует отслеживать зоны временной селекции относительно временного положения углового эхосигнала. Выполненные исследования позволяют приступить к испытаниям способа в полевых условиях на рабочих скоростях съемных дефектоскопических тележек (до 6 км/ч) и диагностических комплексов (до 100 км/ч).

Марков Ю.Г., Скоробогатых И.В. «О вращениях КА, несущего деформируемую антенну в гравитационном поле сил» Космические исследования, 57, № 2, с. 147-156 (2019)

Изучается задача о движении относительно центра масс спутника, обращающегося вокруг притягивающего центра по эллиптической орбите. Спутник состоит из осесимметричных твердой и вязкоупругой частей, причем вязкоупругая часть – это полусферическая антенна. Показано, что эволюцию вращений спутника можно разбить на два этапа – быстрый, вследствие деформаций, вызванных силами инерции, и медленный – диссипативный. Показано, что этап быстрой эволюции заключается в том, что вектор кинетического момента расположится вдоль оси симметрии спутника (в случае, если осевой момент инерции больше экваториального), и в экваториальной плоскости эллипсоида инерции (в случае, если экваториальный момент инерции больше осевого). Этап медленной эволюции был рассмотрен для случая, когда осевой момент инерции больше экваториального. Установлено, что медленная эволюция заключается в замедлении осевого вращения, и наклонении вектора кинетического момента к плоскости орбиты.

Маров М.Я., Филатьев А.С. «К 50-летию государственной программы "Янтарь" комплексные исследования электрореактивных двигателей при полетах в ионосфере Земли» Космические исследования, 56, № 2, с. 137-144 (2018)

50 лет назад, 1 октября 1966 г. по Государственной программе “Янтарь” был осуществлен первый успешный запуск космической лаборатории с газовым плазменно-ионным электрореактивным двигателем. Всего в 1966–1971 гг. были запущены четыре лаборатории с двигателями на аргоне, азоте и воздухе со скоростями реактивной струи 40, 120 и 140 км/с соответственно. Впервые продемонстрирована в условиях реального полета на высотах 100–400 км длительная устойчивая работа таких двигателей, по удельному импульсу на порядок превосходящих химические ракетные двигатели, с эффективной компенсацией заряда струи. Анализируется перспектива современного приложения научных результатов программы “Янтарь” для создания прямоточных воздушных электрореактивных двигателей, обеспечивающих долговременное функционирование космических аппаратов на сверхнизких орбитах.

Балега Ю.Ю., Бисикало Д.В., Зелёный Л.М., Маров М.Я., Петрукович А.А., Постнов К.А., Рубаков В.А., Сахибуллин Н.А., Старобинский А.А., Сюняев Р.А., Чуразов Е.М., Шустов Б.М. «Анатолий Михайлович Черепащук (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 895-896 (2020)

DOI: 10.3367/UFNr.2020.06.038785. Анатолий Михайлович Черепащук родился 7 июля 1940 года в г. Сызрань Куйбышевской (Самарской) области. В 1959 году поступил на физико-математический факультет Куйбышевского педагогического института, после третьего курса перевелся на астрономическое Отделение физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, окончил его в 1964 году. Далее там же – аспирантура. В 1967–1987 гг. – младший и старший научный сотрудник, зав. отделом Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга (ГАИШ) МГУ. С 1986 года – зав. кафедрой астрофизики и звездной астрономии и зав. астрономическим отделением физического факультета МГУ. В 1986–2019 гг. – директор ГАИШ, в настоящее время – научный руководитель ГАИШ, заведующий отделом звездной астрофизики. Член-корреспондент РАН c 1997 года, академик РАН c 2006 года – Отделение физических наук. Специалист в области астрофизики. Академик А.М. Черепащук – советский и российский астрофизик. Им проведены пионерские исследования, получены всемирно известные научные результаты в области физики звезд, тесных двойных звездных систем, релятивистских объектов и активных галактических ядер. Он внёс важный вклад в решение проблемы поиска и исследования чёрных дыр во Вселенной, развил новые методы определения масс чёрных дыр, прояснил эволюционную связь между чёрными дырами, звёздами и галактиками – именно по его методикам во всем мире астрономы вычисляют массу и определяют размер как обычных, так и сверхмассивных «черных дыр». А.М. Черепащук развивал новое научное направление – физика тесных двойных звездных систем на поздних стадиях эволюции. Широко известны его работы по исследованию звезд Вольфа–Райе, нейтронных звезд и кандидатов в черные дыры в двойных системах. Выполнены наблюдения и разработаны новые методы интерпретации наблюдений тесных двойных звезд в рамках нетрадиционных моделей. Определены массы, радиусы, температуры и эволюционный статус пекулярных звезд в двойных системах. Была создана высокоэффективная теория, методика и аппаратура для исследования тесных двойных звездных систем. Даны корректные определения радиусов и температур звезд Вольфа–Райе, показано, что звезды Вольфа–Райе являются обнаженными гелиевыми ядрами массивных звезд, находящихся на поздней стадии эволюции, изучены оптические проявления рентгеновских двойных систем, даны оценки масс кандидатов в черные дыры. Развил и получил наблюдательные подтверждения концепции клочковатого, облачного ветра звезд Вольфа–Райе. Открыл оптические затмения в уникальном объекте SS433 с коллимированными прецессирующими релятивистскими выбросами и выяснил природу этого казавшегося загадочным объекта. Предложил и обосновал многолетними оптическими наблюдениями ныне общепринятую модель SS433 как массивной рентгеновской двойной системы на продвинутой стадии эволюции с прецессирующим сверхкритическим аккреционным диском вокруг релятивистского объекта. Эти исследования SS433 очень перспективны для понимания природы ядер галактик и квазаров, где также наблюдаются релятивистские коллимированные выбросы вещества. Сейчас изучение переменности линий и поиск эффектов запаздывания выросли в новое направление исследования структуры ядер активных галактик. Наблюдения эффектов запаздывания позволили определить массы двух десятков сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. В последнее время занимается проблемой «кротовых нор». В течение многих лет совместно с математиками школы А.Н. Тихонова занимался решением обратных задач астрофизики. Под руководством А.М. Черепащука в ГАИШ развиваются новые научные направления: космическая астрометрия (проект «Ломоносов»), звездный космический коронограф (проекты «Лира» и «Фомальгаут»). К настоящему времени с использованием методов, предложенных А.М. Черепащуком, измерены массы десятков звездных черных дыр и нейтронных звезд в двойных системах, а также массы многих сотен сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Это привело к развитию нового направления в релятивистской астрофизике – демографии черных дыр, изучающей статистическую связь между черными дырами, звездами и галактиками разных типов. В 1986–2019 гг. А.М. Черепащук руководил Государственным астрономическим институтом имени П.К. Штернберга МГУ – крупнейшим научно-образовательным центром России, занимающим лидирующие позиции в мировой астрономической науке. Под его руководством в 2014 г. завершено создание Кавказской горной обсерватории ГАИШ, где установлен высокотехнологичный телескоп с диаметром зеркала 2.5 м, что открывает перспективы и учебного процесса, и международного сотрудничества. В МГУ читает спецкурс «Тесные двойные звездные системы», способствовал организации на астрономическом Отделении новой кафедры – кафедры экспериментальной астрономии. Большая часть деятельности А.М. Черепащука – борьба со лженаукой и воинствующим невежеством в эпоху, когда, как он выразился, «на смену просветительству, научному образованию пришли истории о конце света». Пока московский планетарий был на реконструкции 18 лет, звездное небо москвичам показывал сам ГАИШ, за вечер приходило до 700–800 посетителей, очереди были от дверей института до дороги, прямо на улице устраивалось чтение популярных лекций по астрономии – люди их слушали, стоя в очереди, суммарно прошло более 10 тысяч посетителей. С 2007 года А.М. Черепащук – президент Ассоциации планетариев России. А.М. Черепащук – один из авторов письма десяти академиков о возрастающей клерикализации российского общества, которое вызвало общественный резонанс в российской прессе, однако сам текст письма был размещен исключительно в форумах и блогах. В борьбе с лженаукой на ТВ-каналах А.М. Черепащук и группа академиков написали в «Известия» статью о том, что надо возродить в школе астрономию как отдельный предмет – но газета ее не опубликовала и никакого ответа не последовало. Ученые вынуждены были опубликовать ее в бюллетене комиссии РАН по борьбе с лженаукой. Десять лет на «Пятом канале», на канале ОТР, на канале «Культура» А.М. Черепащук вел научно-популярную программу «Человек. Земля. Вселенная». Он поясняет: «В названии программы заложено следующее: человек – это биология, Земля – это геология и география, а Вселенная – это астрономия, астрофизика и космос». С 1996 года руководит ведущей научной школой России по физике тесных двойных звездных систем – подготовил 18 кандидатов и 3 докторов наук. Опубликовал 388 научных статей и 21 книгу. Заместитель главного редактора «Астрономического журнала», «Astrophysics and Space Science», член редколлегий журналов «Природа», «Земля и Вселенная». Член Бюро Отделения физических наук РАН, заместитель председателя Научного совета РАН по астрономии – председатель Секции «Звезды и планетные системы», член Научного совета РАН по проблеме «Координатно-временное и навигационное обеспечение», член (по 2019 г.) Совета РАН по космосу. Член оргкомитета комиссии Международного астрономического союза (c 1979 года), член Британского королевского астрономического общества (c 1999 года), вице-президент Европейского астрономического общества (с 2000–200 гг.), член экспертной комиссии РСОШ по физике. Награжден орденом Дружбы, орденом Почета, орденом Александра Невского. Лауреат Государственной премии РФ в области науки и технологий – за цикл работ по комплексному исследованию процессов и закономерностей в эволюционирующей Вселенной, премии Правительства РФ в области образования. Ему вручена премия Ленинского комсомола за цикл работ по обратным задачам теории двойных затменных звезд. Удостоен премии имени А.А. Белопольского РАН за цикл работ «Исследования тесных двойных звёзд на поздних стадиях эволюций», Ломоносовской премии МГУ I ст. за научные исследования, Ломоносовской премии МГУ за педагогическую деятельность.

Пронин В.Е., Пилипенко В.А., Захаров В.И., Мюрр Д.Л., Мартинес-Беденко В.А. «Отклик полного электронного содержания ионосферы на конвективные вихри» Космические исследования, 57, № 2, с. 83-92 (2019)

Hассматривается отклик полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы Земли на импульсные геомагнитные возмущения – конвективные вихри (Travelling Convection Vortices). Для выделения TCV использовались данные сетей наземных магнитометров в Арктической Канаде и Гренландии, вариации ПЭС получены при обработке данных приемных станций IGS и UNAVCO глобальной навигационной спутниковой системы GPS. Обнаружены ионосферные возмущения связанные с TCV. Использование сети станций позволяет оценить динамику появления и скорость распространения возмущения в пространстве.

Мартинес-Беденко В.А., Пилипенко В.А., Федоров Е.Н., Нахайо Э., Яйзенгау Э. «Низкоширотные Pi2 волны по наблюдениям на спутниках SWARM и наземных станциях» Космические исследования, 58, № 1, с. 5-15 (2020)

Рассмотрены волновые возмущения геомагнитного поля типа Pi2 (периоды 1–2 мин), зарегистрированные одновременно магнитометрами на низкоширотных станциях в Африке и на низкоорбитальных спутниках SWARM как во время начала суббури, так и в не-суббуревые периоды. В ночное время волны Pi2 в верхней ионосфере и на Земле почти одинаковы по амплитуде и синфазны. Эти волны на спутнике в основном проявляются в продольной (вдоль геомагнитного поля) и радиальной магнитных компонентах. Сравнение результатов наблюдений с моделью взаимодействия МГД волн с системой ионосфера–атмосфера–Земля показывает, что ночные низкоширотные сигналы Pi2 создаются магнитосферными быстрыми магнитозвуковыми волнами, проходящими при распространении к Земле через область непрозрачности. Результаты аналитических оценок и численное моделирование согласуются со свойствами Pi2 сигналов, зарегистрированных в верхней ионосфере и на Земле.

Андреев В.Г., Грамович В.В., Красикова М.В., Корольков А.И., Выборов О.Н., Данилов Н.М., Мартынюк Т.В., Родненков О.В., Руденко О.В. «Частотно-временной анализ звуков второго тона сердца для оценки давления в легочной артерии» Акустический журнал, 66, № 5, с. 556-562 (2020)

Предложен способ неинвазивной оценки давления в легочной артерии, основанный на выделении аортальной и легочной компонент звука второго тона сердца S2 и определении времени задержки между ними. Алгоритм выделения аортальной и легочной компонент основан на преобразовании Вигнера–Вилла. Проведен анализ фонокардиограмм 96 пациентов с легочной гипертензией (ЛГ), записанных врачами ФГБУ “НМИЦ кардиологии” с помощью оригинального комплекта аппаратуры. Сигналы S₂ удалось разделить на компоненты и определить задержки между ними у 53 пациентов с ЛГ. Построена зависимость задержек между компонентами от величины давления в легочной артерии (ДЛА), измеренной методом катетеризации правых отделов сердца (КПОС). Для семи пациентов с легочной гипертензией полученные зависимости были использованы для предсказания величины ДЛА по измеренной временной задержке. Для пяти пациентов коэффициент детерминации предсказанных значений ДЛА составил 0.83, что свидетельствует о достаточно хорошей корреляции с измерениями методом КПОС.

Смирнов В.М., Юшкова О.В., Марчук В.Н. «Применение радара подповерхностного зондирования грунта для исследования структуры ионосферы Марса и её полного электронного содержания» Космические исследования, 56, № 3, с. 199-208 (2018)

Рассмотрены возможности радара подповерхностного зондирования грунта Марса для определения структуры окружающей его плазменной оболочки. На основе результатов численного моделирования и реальных данных зондирования грунта показано, что применяемый для исследования грунта режим работы радиолокационного радара MARSIS может быть использован для диагностики строения ионосферы исследуемой планеты. При прохождении излучаемых сигналов до поверхности планеты возможно использование отраженных сигналов для оценки полного электронного содержания ионосферы Марса вдоль трассы полета космического аппарата.

Емельянов В.А., Маслов В.В. «Апробация алгоритмов моделирования наблюдения бортовой оптико-электронной камерой фрагментов космического мусора на эллиптической орбите» Космонавтика и ракетостроение, № 3, с. 5-11 (2020)

Рассматривается проблема сближения космического аппарата (КА) с опасным для него фрагментом космического мусора (КМ), находящимся на эллиптической орбите, происходящего за счёт регулярного изменения во времени разности между высотами орбит фрагментом КМ (ФКМ) и КА. Анализируются 2 случая: – КА находится на низкой круговой орбите (КА дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ)); – КА находится на геостационарной орбите (КА связи, вещания и ретрансляции). Приводятся различные варианты использования вспомогательной бортовой оптико-электронной аппаратуры КА для обнаружения ФКМ.

Боголюбов А.Н., Кобельков Г.М., Козлов В.В., Маслов В.П., Моисеев Е.И., Нефедов Н.Н., Тихонов Н.А., Соколов Д.Д., Ягола А.Г. «К восьмидесятилетию Валентина Федоровича Бутузова» Журнал вычислительной математики и математической физики, 60, № 2, с. 169-170 (2020)

DOI: 10.31857/S0044466920020052. 23 ноября 2019 исполнилось 80 лет со дня рождения профессора физического факультета Московского государственного университета Валентина Федоровича Бутузова. В.Ф Бутузов поступил учиться на физический факультет в 1957 г. после окончания с золотой медалью сельской школы, и с тех пор вся его жизнь связана с Московским университетом, где он прошел все ступени от студента до профессора, заведующего кафедрой. Научные интересы В.Ф. Бутузова, сформировавшиеся еще в студенческие годы, связаны с теорией сингулярных возмущений, основы которой заложены в известных трудах А.Н. Тихонова. В 1963 г. В.Ф. Бутузов защитил дипломную работу, а в 1966 г. – кандидатскую диссертацию под руководством профессора А.Б. Васильевой. В кандидатской диссертации были исследованы обнаруженные им особые асимптотические свойства решений сингулярно возмущенных интегродифференциальных уравнений, качественное отличные от свойств решений дифференциальных уравнений. Затем в семидесятых годах В.Ф. Бутузовым был сделан важный шаг в развитии методов построения асимптотических разложений погранслойных решений. Он разработал метод угловых пограничных функций, позволяющий строить асимптотические разложения решений сингулярно возмущенных краевых задач для основных типов уравнений математической физики в тех случаях, когда граница области содержит угловые точки. Этот метод и его применения составили основное содержание докторской диссертации В.Ф. Бутузова, защищенной им в 1979 г. В последующие годы В.Ф. Бутузовым были получены новые важные результаты в теории сингулярных возмущений и ее приложениях. Совместно с коллегами и учениками было разработано новое направление – асимптотическая теория контрастных структур, т.е. решений нелинейных сингулярно возмущенных уравнений с внутренними переходными слоями. За работы по созданию и развитию этого направления В.Ф. Бутузов и его коллеги А.Б. Васильева и Н.Н. Нефёдов удостоены в 2003 году высшей научной награды Московского университета – Ломоносовской премии 1-й степени. В последнее десятилетие В.Ф. Бутузовым получен ряд фундаментальных результатов по исследованию сингулярно возмущенных задач с кратными корнями вырожденного уравнения, а также сингулярно возмущенных задач для частично диссипативных систем уравнений В.Ф. Бутузов вместе с А.Б. Васильевой является создателем всемирно признанной научной школы по теории сингулярных возмущений. Под их руководством многие годы работает семинар по асимптотическим методам на кафедре математики физического факультета МГУ. В.Ф. Бутузов является автором более 250 научных статей и пяти монографий по асимптотическим методам в сингулярно возмущенных задачах. Три монографии написаны совместно с А.Б. Васильевой, еще одна – совместно с А.Б. Васильевой и Л.В. Калачёвым. Две из этих монографий переведены в США и Китае. Последняя монография В.Ф. Бутузова, изданная в 2014 году, содержит результаты последнего десятилетия. Под руководством В.Ф. Бутузова защищены 15 кандидатских диссертаций, а четверо его учеников стали докторами наук. Валентин Федорович обладает замечательным талантом педагога и лектора, пользующегося неизменной любовью студентов и уважением коллег. Неоднократно по результатам опросов студентов он был назван преподавателем года физического факультета, последний раз – в 2019 году, а в 2010 году – преподавателем года МГУ (это очень почетное звание ежегодно присуждается студентами только одному преподавателю из огромного многотысячного коллектива преподавателей университета). На протяжении 20 лет (с 1993 г. по 2014 г.) В.Ф. Бутузов заведовал кафедрой математики физического факультета, являясь прямым преемником А.Н. Тихонова и А.Г. Свешникова. Учебные пособия «Математический анализ в вопросах и задачах» и «Линейная алгебра в вопросах и задачах», написанные В.Ф. Бутузовым вместе с коллегами по кафедре и выдержавшие под редакцией В.Ф. Бутузова несколько изданий, активно используются и на физическом факультете МГУ, и на других факультетах, и в других вузах. На основе 50-летнего опыта чтения лекций по математическому анализу В.Ф. Бутузов подготовил эти лекции к изданию. Первая, вторая и третья части «Лекций по математическому анализу» вышли в 2012 г., 2014 г. и 2015 г. Начиная с 1979 г., В.Ф. Бутузов принимает активное участие в работе над школьными учебниками геометрии. Созданные при его участии и под руководством А.Н. Тихонова эти учебники были признаны лучшими на всесоюзном конкурсе в 1988 г. В настоящее время они являются основными учебниками геометрии в большинстве школ Российской федерации. По ним учились и учатся десятки миллионов школьников России и бывших союзных республик. В последние 7–8 лет В.Ф. Бутузовым вместе с коллегами С.Б. Кадомцевым и В.В. Прасоловым создан новый учебно-методический комплект по геометрии для общеобразовательных школ. В комплект входят учебники для 7-9 и 10-11 классов, написанные под редакцией академика В.А. Садовничего, методические пособия для учителей, рабочие тетради и тематические тесты для школьников. Новые учебники получили положительные отзывы комиссий РАН и РАО, они уже используются в ряде школ России, в том числе в школах г. Севастополя. На протяжении 12 лет В.Ф. Бутузов вел курс геометрии в СУНЦ МГУ – школе-интернате им. А.Н. Колмогорова. В.Ф. Бутузов ведет разнообразную научно – общественную работу. Он является членом двух диссертационных советов при МГУ, членом научно–методического совета по математике при Министерстве науки и образования РФ, на физическом факультете с 1995 г. по 2011 г. был заместителем декана факультета. Валентин Федорович – человек разносторонних интересов. В молодые годы он в течение 25 лет выступал в составе сборной МГУ по футболу, был неоднократным чемпионом и призером первенства Москвы среди вузов.

Угольников О.С., Маслов И.А. «Исследования фонового стратосферного аэрозоля с помощью многоцветных широкоугольных измерений фона сумеречного неба» Космические исследования, 56, № 2, с. 95-102 (2018)

Обсуждаются первые результаты мультиволновых измерений сумеречного фона с помощью камеры всего неба с цветной (RGB) ПЗС-матрицей, проведенных весной и летом 2016 г. в Центральной России (55.2°N, 37.5°E). Наблюдения проявляют эффект аэрозольного рассеяния на высотах до 35 км, существенно усиливающийся в длинноволновой области спектра (полоса R с эффективной длиной волны 624 нм). Анализ поведения цвета неба в период светлых сумерек с учетом поглощения озоном в полосах Шапюи позволяет восстановить угловые зависимости интенсивности аэрозольного рассеяния света. Это используется для определения параметров логнормального распределения аэрозольных частиц по размерам: среднего радиуса 0.08 мкм и ширины 1.5–1.6 для стратосферного диапазона высот.

Маслов И.А., Козелов Б.В., Угольников О.С. «Выделение поля молекулярного рассеяния на основе поляризационного анализа фона неба в средние сумерки и измерение температуры вблизи стратопаузы» Космические исследования, 56, № 4, с. 273-282 (2018)

Рассматривается наиболее простая реализация метода выделения однократного молекулярного рассеяния на основе поляризационных измерений фона сумеречного неба широкоугольными камерами. Метод может быть использован в период средних сумерек (зенитные расстояния Солнца 94–98°), когда эффективное однократное рассеяние происходит в верхней стратосфере и нижней мезосфере. Его применение к данным многолетних измерений в Московской области и Апатитах позволяет определить температуру данных слоев атмосферы, а также оценить величину вклада и характеристики многократного рассеяния света в период средних сумерек.

Мороз Л.И., Масловская А.Г. «Численное моделирование процесса аномальной диффузии на основе схемы повышенного порядка точности» Математическое моделирование, 32, № 10, с. 62-76 (2020)

Работа посвящена построению и программной реализации вычислительного алгоритма для моделирования процесса аномальной диффузии. Математическая модель сформулирована в виде начально-граничной задачи для нелинейного дифференциального уравнения с частными производными дробного порядка. Построена неявная конечно-разностная схема на основе аппроксимации повышенного порядка точности для производной Капуто. Разработана прикладная программа для компьютерного моделирования процесса аномальной диффузии. С использованием тест-задачи проведено численное исследование точности приближенных решений. Представлены результаты вычислительных экспериментов на примере моделирования фрактальной нелинейной динамической системы типа «реакция-диффузия».

Губайдуллин И.М., Жалнин Р.В., Масягин В.Ф., Пескова Е.Е., Тишкин В.Ф. «Численное моделирование пиролиза пропана в проточном химическом реакторе под воздействием постоянного внешнего нагрева» Математическое моделирование, 32, № 9, с. 119-130 (2020)

Проведено численное моделирование процесса пиролиза пропана в проточном химическом реакторе, в котором химические превращения осуществляются за счет внешнего обогрева зоны реакции. Для математического описания исследуемых процессов используются уравнения Навье–Стокса в приближении малых чисел Маха, поскольку скорость движения газовой смеси много меньше скорости звука в данной смеси. При построении разностной схемы используется интегро-интерполяционный метод. Для решения уравнений химической кинетики использовалась специализированная явная схема второго порядка точности, обладающая малой вычислительной трудоемкостью. В качестве основы для описания химических превращений пиролиза пропана использовалась известная кинетическая схема, включающая в себя 30 элементарных стадий. Однако для более точного описания процесса была скорректирована энергия активации одной из стадий реакции. Было проведено численное моделирование процесса пиролиза пропана с учетом процессов вязкости, диффузии и теплопроводности для различных температур нагревательных элементов. Проведено сравнение полученных результатов по конверсии пропана с экспериментальными данными и известными численными результатами решения данной задачи. Сделан вывод о том, что разработанный численный алгоритм дает высокую достоверность получаемых результатов и может быть применен на практике для моделирования исследуемых процессов.

Жалнин Р.В., Масягин В.Ф., Пескова Е.Е., Тишкин В.Ф. «Моделирование развития неустойчивости Рихтмайера–Мешкова с использованием разрывного метода Галеркина на локально-адаптивных сетках» Математическое моделирование, 32, № 10, с. 34-46 (2020)

Представлен численный алгоритм для решения уравнений многокомпонентной газовой динамики с помощью разрывного метода Галеркина на локально-адаптивных сетках. В численном алгоритме используется структура данных и алгоритм динамической локальной адаптации сетки из библиотеки p4est. В работе используются численные потоки Лакса–Фридрихса–Русанова и HLLC. Для избавления от нефизических осцилляций применяется лимитер Барта–Йесперсена. В результате исследования было проведено моделирование развития неустойчивости Рихтмайера–Мешкова, проведено сравнение полученных результатов с результатами эксперимента и известными численными решениями данной задачи. Сделан вывод о хорошем совпадении расчетных и экспериментальных данных. В дальнейшем предполагается исследование данного процесса с использованием модели, учитывающей явления вязкости и теплопроводности.

Исаев А.Е., Матвеев А.Н., Некрич Г.С. «Использование отражения звука для подтверждения возможности калибровки векторного приемника в незаглушенном бассейне» Измерительная техника, № 9, с. 53-58 (2019)

Рассмотрены причины, затрудняющие применение тонально-импульсного метода для калибровки векторного приемника подводного звука. Описан эксперимент, выполненный для подтверждения корректности калибровки векторного приемника с использованием метода скользящего комплексного взвешенного усреднения, когда чувствительность, измеренную в реверберационном звуковом поле, нельзя сравнить с результатами других независимых методов. В качестве критерия использовали правильность измерения параметров искажений, вносимых в прямую волну излучателя звуковой волной, отраженной от границы раздела сред вода-воздух. Предложенный прием позволил экспериментально установить возможность выделять в реверберационном звуковом поле бассейна векторную величину прямой волны излучателя в частотном диапазоне, перекрывающем диапазон тонально-импульсного метода и расширенном до частот камеры стоячей звуковой волны.

Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Монахов М.И., Рулёв Д.Н., Сазонов В.В. «Режимы неуправляемого вращательного движения корабля Прогресс М-29М» Космические исследования, 56, № 1, с. 62-76 (2018)

Реконструировано неуправляемое вращательное движение транспортного грузового корабля Прогресс М-29М в режиме одноосной солнечной ориентации (так называемая закрутка на Солнце) и в режиме гравитационной ориентации вращающегося спутника. Режимы были реализованы 3–7 апреля 2016 г. в порядке подготовки к проведению на кораблях Прогресс экспериментов с датчиком конвекции ДАКОН. Реконструкция выполнялась с помощью интегральных статистических методик по измерениям угловой скорости корабля и тока, снимаемого с его солнечных батарей. Данные измерений, полученные на некотором отрезке времени, обрабатывались совместно методом наименьших квадратов с помощью интегрирования уравнений движения корабля относительно центра масс. В результате обработки оценивались начальные условия движения и параметры используемой математической модели. Движение в режиме закрутки на Солнце – вращение корабля с угловой скоростью 2.2 град/с вокруг нормали к плоскости солнечных батарей, направленной на Солнце или образующей с этим направлением небольшой угол. Продолжительность режима – несколько орбитальных витков. Реконструкция выполнена на отрезках времени до одного часа. В результате найдено фактическое вращательное движение корабля относительно направления "Земля–Солнце". В режиме гравитационной ориентации корабль вращался вокруг своей продольной оси с угловой скоростью 0.1–0.2 град/с, совершавшей малые колебания относительно местной вертикали. Реконструкция движения относительно орбитальной системы координат выполнена на отрезках времени до 7 часов только по измерениям угловой скорости. Измерения тока солнечных батарей использовались для проверки.

Бочкарёв С.А., Лекомцев С.В., Матвеенко В.П. «Аэроупругая устойчивость цилиндрических оболочек с эллиптическим поперечным сечением» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 5, с. 151-160 (2020)

Представлена математическая постановка и алгоритм ее численной реализации, предназначенные для исследования аэроупругой устойчивости цилиндрических оболочек произвольного поперечного сечения. Решение задачи осуществляется в трехмерной постановке с использованием метода конечных элементов. Достоверность полученных результатов подтверждена сравнением с известными решениями для круговых оболочек. Проанализированы зависимости статического давления в невозмущенном потоке газа, при котором происходит потеря устойчивости, полученные при разных отношениях полуосей эллипса и вариантах кинематических граничных условий. Продемонстрирована возможность повышения границ аэроупругой устойчивости цилиндрической оболочки с эллиптическим поперечным сечением по сравнению с круговой конфигурацией в случае консольного закрепления.

Матвеенко В.П., Ошмарин Д.А., Юрлова Н.А. «Использование графеновых композитов для дополнительного демпфирования колебаний smart-структур на основе пьезоэлементов» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 18-23 (2020)

Рассматривается вариант smart-структуры, представляющей собой кусочно-однородное тело, состоящее из упругих, вязкоупругих материалов, а также пьезоэлементов, к электродированным поверхностям которых могут быть присоединены шунтирующие цепи. В качестве одной из основных задач для таких структур рассматривается демпфирование колебаний. Содержание работы связано с вариантом использования в шунтирующей цепи вместо классического резистора графенового композита, который в smart-структуре является не только механическим деформируемым телом, но и выполняет роль резистора. Приводится математическая постановка задачи о вынужденных установившихся колебаниях и собственных колебаниях конструкций, состоящих из упругих и вязкоупругих элементов, пьезоэлементов и графеновых композитов, выполняющих роль деформируемого тела и резистора. Результаты численных экспериментов демонстрируют использование графеновых композитов для реализации дополнительного механизма демпфирования колебаний smart-структур на основе пьезоэлементов.

Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С. «Интерферометрическая обработка с использованием вертикальной линейной антенны» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 2, с. 14-23 (2020)

Рассмотрена интерферометрическая обработка гидроакустической информации с применением вертикальной линейной антенны. В основе обработки лежит временное когерентное накопление спектральной интенсивности вдоль локализованных полос, которая далее подвергается двукратному преобразованию Фурье. На выходе интегрального преобразования спектральная плотность (голограмма), локализуется в узкой полосе в форме фокальных пятен, обусловленных интерференцией мод различных номеров, обеспечивая высокую помехоустойчивость. В работе получено выражение для двумерной спектральной плотности голограммы на выходе антенны, формируемой движущимся источником. Проанализировано распределения спектральной плотности, определяющие коэффициент усиления и помехоустойчивость обработки. Получено выражение для входного отношения спектральной плотности на элементе антенны, когда обеспечивается устойчивое обнаружение и оценки пеленга, радиальной скорости (проекция скорости в направлении на антенну), удаления и глубины источника близки реальным. Материал проиллюстрирован числовыми расчетами для низкочастотной области шумового источника, позволяющими достаточно ясно представить эффективность интерферометрической обработки при работе с вертикальной линейной антенной. Результаты, представленные в статье, позволят значительно расширить область применения интерферометрической обработки.

Заворохин Г.Л., Мацковский А.А. «Нестационарная задача дифракции волн точечного источника на границе раздела двух полуплоскостей с положительной эффективной кривизной» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 483, с. 69-78 (2019)

Рассматривается нестационарная задача дифракции волн, возбужденных точечным источником, на границе раздела двух акустических сред с положительной эффективной кривизной. Это эталонная задача, моделирующая волновые процессы, возникающие вблизи дна океана в приближении моделью “жидкого дна”. Используя теорию функций комплексного переменного, мы предложили метод нахождения точного решения исследуемого класса задач. Построено интегральное представление точного решения поставленной эталонной задачи.

Юзефович Р.М., Яворський І.М., Дзерин О.Ю., Трохим Г.Р., Стецько І.Г., Мацько І.Й. «Застосування спеціалізованого пристрою неруйнівного контролю для аналізу вібраційних сигналів підшипникових вузлів методами взаємного нестаціонарного аналізу [Применение специализированного устройства неразрушающего контроля для анализа вибрационных сигналов подшипниковых узлов методами взаимного нестационарного анализа]» Техническая диагностика и неразрушающий контроль, № 1, с. 17-27 (2020)

Вібраційні сигнали від складних механічних систем, які знаходяться під впливом динамічних навантажень, сформовані відгуками від багатьох вузлів. При дослідженні таких сигналів виникає питання про аналіз впливу на їх структуру можливих дефектів, які виникають у кожному з елементів підшипникового вузла. Виникнення дефектів у елементах механічних систем спричиняє нелінійні ефекти у властивостях вібраційних коливань. Такі ефекти приводять як до появи нових гармонік у детермінованій складовій вібрації, так і до взаємодії цієї складової зі стохастичними коливаннями, які зумовлені флуктуаціями товщини та в’язкості змазки, змінами сил тертя, спонтанними й некерованими змінами робочих навантажень тощо. У результаті вказаної взаємодії порушується строга періодичність детермінованих коливань, вони модулюються за фазою та амплітудою. Відмічені властивості вібрацій можуть бути адекватно описані математичною моделлю у вигляді взаємних періодично корельованих випадкових процесів. У роботі представлено інтегральну функцію когерентності, яка кількісно характеризує стохастичний взаємозв’язок між властивостями нестаціонарності двох періодично корельованих випадкових сигналів, що проявляється в періодичній зміні за часом їх взаємних спектральних характеристик, а також покомпонентну функцію когерентності, яка визначається взаємоспектральними густинами окремих модулюючих процесів. Наведено технічні характеристики розробленого спеціалізованого пристрою неруйнівного контролю «Компакт-Вібро». Розглянуто результати, отримані з використанням цього пристрою при виконанні вібраційних обстежень промислових об’єктів України.

Мачихин А.С., Батшев В.И., Пожар В.Э., Боритко С.В. «Минимизация аберраций акустооптического видеоспектрометра ближнего инфракрасного диапазона путём оптимизации параметров перестраиваемого фильтра» Оптический журнал, 86, № 12, с. 59-64 (2019)

Рассмотрена и решена задача минимизации аберрационных искажений спектрометра изображений ближнего инфракрасного диапазона. Показано, что разработанный макет акустооптического видеоспектрометра на диапазоне 0,9–1,7 мкм обеспечивает достаточно высокое качество спектральных изображений во всем диапазоне. Аберрационные искажения минимизированы в программе ZEMAX с применением полуавтоматизированной (интерактивной) процедуры оптимизации геометрических параметров акустооптической ячейки на парателлурите при выбранных параметрах других оптических элементов схемы. Разработанный макет характеризуется отсутствием дисторсии и хроматического сдвига, а пространственное разрешение ограничено дифракционным пределом и составляет 30 мкм в плоскости изображения в пределах всего поля зрения. Приведённые примеры полученных спектральных изображений подтверждают результаты расчёта и моделирования.

Охитина А.С., Маштаков Я.В., Ткачев С.С., Шестаков С.А., Овчинников М.Ю. «Конфигурация двигателей коррекции минимального состава для одновременного поддержания орбиты и разгрузки гироскопической системы ориентации» Космические исследования, 58, № 5, с. 419-433 (2020)

Рассматривается задача оптимального расположения двигателей орбитальной коррекции на борту геостационарного космического аппарата. Необходимо одновременно обеспечивать коррекцию орбиты и разгрузку избыточного кинетического момента маховиков, накопленного из-за действующих на спутник возмущений. Предлагается методика формализации задачи, удобная для получения необходимых и достаточных условий, накладываемых на расположение двигателей, а также методика поиска их оптимального расположения. Приводятся примеры расположения двигателей с учетом всех ограничений и требований как в случае штатной работы, так и в случае возможного отказа одного из двигателей. Учитывается влияние возможных ошибок установки и смещения центра масс.

Додин А.В., Потанин С.А., Шатский Н.И., Белинский А.А., Атапин К.Е., Бурлак М.А., Егоров О.В., Татарников А.М., Постнов К.А., Бельведерский М.И., Буренин Р.А., Гильфанов М.Р., Медведев П.С., Мещеряков А.В., Сазонов С.Ю., Хорунжев Г.А., Сюняев Р.А. «Оптическая спектроскопия объектов СРГ-еРОЗИТА на 2.5-м телескопе Кавказской горной обсерватории ГАИШ МГУ» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 7, с. 459-469 (2020)

По наблюдениям с новым Транзиентным двухлучевым спектрографом (TDS) на 2.5-метровом телескопе КГО ГАИШ МГУ определен тип и найдено красное смещение для 6 новых рентгеновских источников (4 квазара и 2 скопления галактик), обнаруженных космической обсерваторией СРГ во время наблюдений Дыры Локмана на фазе проверочных наблюдений телескопа еРОЗИТА. Показано, что TDS позволяет получать спектры объектов ∼20^m за 2 ч наблюдений с отношением сигнал к шуму выше 5 и разрешением R∼1500. Типы и красные смещения объектов, определенные по спектральным наблюдениям, хорошо согласуются с предсказаниями по фотометрическим данным с помощью автоматической системы классификации SRGz.

Денисов С.Л., Копьев В.Ф., Медведский А.Л., Остриков Н.Н. «Исследования проблем долговечности ортотропных полигональных пластин при широкополосном акустическом воздействии с учетом эффектов излучения» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 5, с. 138-150 (2020)

Рассматриваются задачи расчета долговечности ортотропных полигональных пластин, описываемых в рамках теории Кирхгофа и подвергающихся акустическому воздействию с широким спектром с учетом эффектов переизлучения звука. Предложен гибридный численно-аналитический метод решения задачи, основанный на определении собственных форм и частот колебаний пластины с помощью метода конечных элементов с последующим расчетом моментов спектральной плотности среднеквадратичных напряжений с использованием квадратур Гаусса 5-го порядка. В работе выполнен расчет долговечности полигональной ортотропной стеклопластиковой пластины с помощью четырех различных методов (метод пересечений, метод Ковалевски, метод Болотина и метод Райхера) при диффузном распределении звукового поля по поверхности пластины и случайном широкополосном акустическом воздействии.

Виноградов Ю.А., Здитовец А.Г., Киселев Н.А., Медвецкая Н.В., Попович С.С. «Измерение адиабатной температуры стенки плоской пластины, обтекаемой сверхзвуковым воздушно-капельным потоком» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 130-136 (2020)

Представлены результаты измерения температуры поверхности плоской пластины, обтекаемой сверхзвуковым воздушно-капельным потоком. Пластина из дюралюминия устанавливалась вертикально в рабочем канале аэродинамической установки. Капли жидкости (дистиллированная вода) в воздушный поток распылялись в форкамере через центробежные форсунки. Массовая концентрация жидкости составляла ∼0.36, 0.27% средний диаметр капель по Заутеру – ∼110 мкм, число Маха набегающего потока М=2.5, 3.0. Температура поверхности измерялась тепловизором. Результаты измерений температуры поверхности пластины для случая однофазного (без капель) воздушного потока сравнивались с результатами для воздушно-капельного потока при одинаковых параметрах (по воздуху) в форкамере. Также для интенсификации осаждения капель жидкости на пластину использовался генератор скачка уплотнения в виде клина, установленного вертикально перед пластиной.

Мелик-Шахназаров В.А., Стрелов В.И., Софиянчук Д.В., Трегубенко А.А. «Активные виброзащитные устройства с инерционными сервисными движителями» Космические исследования, 56, № 2, с. 156-159 (2018)

Использование активных виброзащитных устройств (АВЗУ) в авиакосмической технике сопряжено со следующими ограничениями. Во-первых, в приборных стойках и отсеках всегда ограничен объем для установки дополнительных устройств. Во-вторых, во многих случаях из принципиальных или конструктивных соображений невозможно создать опоры для сервисных движителей. В работе показано, что эта проблема может быть решена, если в АВЗУ вместо опорных использовать инерционные сервисные движители. Выполнен теоретический расчет функции передачи АВЗУ, управляемого инерционными движителями. Показано, что объем шестимодового однокорпусного АВЗУ с инерционными движителями может быть в 2–2.5 раза меньше, чем устройства с опорными движителями.

Коноваленко А.А., Захаренко В.В., Калиниченко Н.Н., Мельник В.Н., Сидорчук М.А., Станиславский А.А., Степкин С.В., Ульянов О.М. «Радиоизлучение Вселенной на радиодекаметровых волнах (по материалам цикла работ, который получил Государственную премию Украины в области науки и техники в 2018 году)» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 1, с. 3-43 (2019)

Предмет и цель работы: Реферативное представление и обзор работ последнего 40-летия в области низкочастотной радиоастрономии и обобщение их главных научно-технических результатов, которые удостоены Государственной премии Украины в отрасли науки и техники за 2018 г. Методы и методология: Использованы уникальные отечественные средства и методы наблюдений для комплексных длительных экспериментальных и теоретических исследований большой выборки объектов Вселенной в диапазоне декаметровых–метровых радиоволн. Результаты: Показаны высокоинформативные возможности низкочастотных(8–80 МГц) радиоастрономических исследований Солнечной системы, Галактики и Метагалактики, которые позволили обнаружить и изучить новые астрофизические объекты и явления, построить и уточнить их модели и механизмы космического радиоизлучения. Заключение: На основе создания, модернизации и использования самых больших в мире радиотелескопов декаметровых–метровых волн УТР-2, УРАН, ГУРТ в течение последних десятилетий получен большой объем приоритетных научно-технических результатов и фундаментальных открытий. Обнаружены новые объекты и явления, механизмы радиоизлучения, неизвестные ранее энергетические, пространственные, частотные, временные, поляризационные параметры сигналов, которые изменяются в неожиданно большом диапазоне значений. Средства, методы и результаты отечественной радиоастрономии хорошо известны и признаны в научном мире, они есть незаменимыми, всесторонне затребованы и активно используются в международных исследованиях. Представленный цикл работ, полученные результаты и присуждение Государственной премии Украины в отрасли науки и техники подтверждают и развивают приоритет Украины в одном из наиболее актуальных направлений современной астрономической науки – низкочастотной радиоастрономии.

Мельников А.В. «Ориентация фигур малых спутников планет при хаотическом вращении» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 54, № 5, с. 458-467 (2020)

Посредством численных экспериментов рассмотрен эффект преимущественной ориентации наибольшей оси фигуры спутника по направлению на планету при его хаотическом вращении. Установлено, что данный эффект наиболее заметен в хаотической динамике малых спутников с величиной эксцентриситета орбиты e≤0.005 и может затруднить идентификацию хаотического режима вращения спутника, если длина ряда наблюдений недостаточно велика. Показано, что рассмотренный эффект имеет место в возможной хаотической вращательной динамике 30% известных малых спутников планет Солнечной системы.

Мерзляков А.В., Крюкова Е.А. «Свободные колебания идеальной жидкости в прямоугольном сосуде с горизонтальной проницаемой перегородкой» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 60, с. 107-118 (2019)

Исследование направлено на определение формы свободной поверхности идеальной жидкости, колеблющейся под действием силы тяжести в прямоугольном сосуде, разделенном горизонтальной проницаемой перегородкой. Решение задачи проведено в плоской постановке аналитическим путем. Для определения формы свободной поверхности решалось уравнение Лапласа для потенциала скорости идеальной жидкости методом разделения переменных в обеих частях сосуда. Полученные результаты сравнивались с имеющимися в настоящее время решениями подобных задач. DOI: 10.17223/19988621/60/8

Ким В.П., Гниздор Р.Ю., Грдличко Д.П., Захарченко В.С., Коркунов М.В., Меркурьев Д.В., Попов Г.А., Шилов Е.А. «Разработка стационарного плазменного двигателя СПД-100ВТ с повышенной тягой» Космические исследования, 57, № 5, с. 323-331 (2019)

Представлены результаты исследования возможности разработки стационарного плазменного двигателя с повышенной тягой. Это исследование выполнено в научно-исследовательском институте прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института (НИИПМЭ МАИ) совместно с опытным конструкторским бюро “Факел” (ОКБ “Факел”) в качестве индустриального партнера. В процессе исследования были разработаны и исследованы лабораторная модель, макетный и экспериментальный образцы двигателя СПД-100ВТ, имеющего основные размеры, близкие к размерам хорошо известного серийного двигателя СПД-100, производимого ОКБ “Факел” и успешно работающего в космосе. В результате показано, что двигатель СПД-100ВТ может эффективно и длительное время работать с разрядным напряжением 300 В и мощностью до 3 кВт, обеспечивая получение тяги, более чем вдвое превышающей тягу двигателя СПД-100, тягового коэффициента полезного действия выше 60% и удельного импульса тяги – более 1800 с. Увеличение тяги достигнуто увеличением расхода ксенона через двигатель, а повышение эффективности его работы – модернизацией магнитной системы и геометрии ускорительного канала двигателя.

Мокин Ю.А., Киселев В.И., Мещанов А.С. «Анализ влияния малого изменения формы острого конуса на положение его центра давления при сверхзвуковом и гиперзвуковом обтекании с малым углом атаки» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 4, с. 91-97 (2019)

Рассмотрена задача оценки максимально возможных величин вариаций положения центра давления при заданном ограничении величин вариаций поверхности острого конуса. Получено интегральное выражение изменения положения центра давления для заданного изменения формы конуса. Приведены численные оценки возможных изменений положения центра давления острого конуса с малыми искажениями поверхности при различных числах Маха. Указаны основные безразмерные параметры, «критерии подобия», характеризующие и определяющие решение задачи.

Додин А.В., Потанин С.А., Шатский Н.И., Белинский А.А., Атапин К.Е., Бурлак М.А., Егоров О.В., Татарников А.М., Постнов К.А., Бельведерский М.И., Буренин Р.А., Гильфанов М.Р., Медведев П.С., Мещеряков А.В., Сазонов С.Ю., Хорунжев Г.А., Сюняев Р.А. «Оптическая спектроскопия объектов СРГ-еРОЗИТА на 2.5-м телескопе Кавказской горной обсерватории ГАИШ МГУ» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 7, с. 459-469 (2020)

По наблюдениям с новым Транзиентным двухлучевым спектрографом (TDS) на 2.5-метровом телескопе КГО ГАИШ МГУ определен тип и найдено красное смещение для 6 новых рентгеновских источников (4 квазара и 2 скопления галактик), обнаруженных космической обсерваторией СРГ во время наблюдений Дыры Локмана на фазе проверочных наблюдений телескопа еРОЗИТА. Показано, что TDS позволяет получать спектры объектов ∼20^m за 2 ч наблюдений с отношением сигнал к шуму выше 5 и разрешением R∼1500. Типы и красные смещения объектов, определенные по спектральным наблюдениям, хорошо согласуются с предсказаниями по фотометрическим данным с помощью автоматической системы классификации SRGz.

Назиров Р., Эйсмонт Н., Арефьев В., Коротков Ф., Погодин А., Михайлов Е., Мжельский П., Трегубов А., Дитрих А. «Задачи разработки миссии "Спектр–Рентген–Гамма"» Космические исследования, 57, № 1, с. 74-80 (2019)

Проект “Спектр–Рентген–Гамма” предназначен для обзора всей небесной сферы в рентгеновском диапазоне с помощью двух телескопов, установленных на космическом аппарате с тем же названием. Кроме того, некоторые специально выбранные участки неба и отдельные источники излучения планируется исследовать после завершения обзора. Аппарат планировалось запустить в окрестность солнечно-земной коллинеарной точки либрации L2 в 2018 г. с помощью ракеты-носителя Протон-М с разгонным блоком ДМ-3. Полный обзор небесной сферы заключается в ее сканировании путем вращения параллельных осей телескопов вокруг оси аппарата, в среднем следующей за направлением на Солнце. Запоминаемые на борту аппарата данные измерений затем передаются на наземные станции приема с использованием средненаправленной антенны, ось которой совпадает с осью вращения аппарата, что создает некоторые ограничения при проектировании миссии. В состав этих ограничений входит допустимая амплитуда траектории движения аппарата относительно точки либрации в направлении, ортогональном линии Земля–Солнце. Кроме того, расход рабочего тела, имеющегося на борту аппарата, допускается только на коррекции орбиты с целью его удержания в окрестности точки либрации. В этой связи был разработан метод использования разгонного блока с целью уменьшения упомянутой амплитуды до приемлемых значений в условиях требований, предъявляемых к блоку. В статье приводится оценка его эффективности.

Беспалов П.А., Мизонова В.Г. «Особенности распространения падающих на ночную ионосферу сверху электромагнитных волн свистового диапазона» Космические исследования, 56, № 1, с. 33-39 (2018)

Получены и проанализированы результаты численного решения волновых уравнений при наклонном падении свистовых электромагнитных волн на ночную ионосферу сверху. В рассматриваемой области высот резко в масштабе длины волны меняется концентрация заряженных частиц, существенно увеличивается связанное со столкновениями заряженных и нейтральных частиц затухание. Ниже резкой нижней границы ионосферы показатель преломления волн свистового диапазона становится близким к единице и плазменные возмущения преобразуются в атмосферные электромагнитные волны. Для модели плоскослоистой среды при двух значениях широты определены зависимости от частоты и от поперечного значения волнового вектора коэффициента отражения свистовой волны по энергии и величины горизонтальной компоненты магнитного поля электромагнитной волны вблизи земной поверхности. Указанные величины сильно зависят от угла падения волны и ее частоты. При сравнительно малых углах падения волновые возмущения достигают земной поверхности, а модуль логарифма коэффициента отражения лежит в пределах от 0.4 до 1. При больших углах падения в зависимости от конкретных условий модуль коэффициента отражения может меняться в широких пределах. Полученные результаты объясняют отсутствие колебательных режимов работы плазменного магнитосферного мазера в ночной магнитосфере.

Евдокимов С.Н., Климанов С.И., Корчагин А.Н., Микрин Е.А., Самотохин А.С., Сихарулидзе Ю.Г., Тучин А.Г. «Модификация терминального алгоритма управления спуском с околоземной орбиты применительно к "усиленным" возмущениям» Космические исследования, 57, № 3, с. 199-211 (2019)

Рассматривается задача управления спуском возвращаемого аппарата с околоземной орбиты в условиях “усиленных” возмущений. Разработанный ранее терминальный алгоритм управления спуском существенно доработан для выполнения ограничений по точности посадки, перегрузке и расходу топлива. Предложен способ автоматического сдвига точки схода с орбиты, адаптации к фактическим условиям движения и модификации опорной зависимости угла крена, что обеспечило выполнение заданных ограничений при действии совокупности “усиленных” возмущающих факторов.

Евдокимов С.Н., Климанов С.И., Корчагин А.Н., Микрин Е.А., Самотохин А.С., Сихарулидзе Ю.Г., Тучин А.Г. «Модификация терминального алгоритма управления спуском при возвращении от луны применительно к "усиленным" возмущениям» Космические исследования, 58, № 2, с. 149-164 (2020)

Рассматривается задача приведения в заданный район посадки возвращаемого от Луны аппарата в условиях действия “усиленных” возмущающих факторов. Разработанный ранее терминальный алгоритм управления спуском с околоземной орбиты существенно доработан применительно к рикошетирующим траекториям с двумя погружениями в атмосферу Земли для выполнения заданных ограничений по точности посадки, перегрузке и расходу топлива. Модифицированная версия алгоритма включает “раздельную” логику адаптации к фактическим условиям движения с измерением компонент кажущегося ускорения. Достоверность полученных результатов подтверждена большим объемом статистических испытаний.

Холшевников К.В., Миланов Д.В., Оськина К.И., Титов В.Б. «Увод астероида с помощью двигателя малой тяги, направленной по касательной к орбите» Астрономический журнал, 97, № 9, с. 754-764 (2020)

Рассмотрена задача увода опасного астероида с орбиты столкновения с Землей с помощью двигателя малой тяги, направленной по касательной к траектории. Двигатель может быть смонтирован на астероиде, или на “гравитационном тягаче”. Целью статьи является установление принципиальной возможности увода астероида на безопасное расстояние за время порядка месяца и года. Это приемлемо, поскольку падение астероида диаметром порядка 100 м сразу после его открытия маловероятно. Мы ограничились модельной постановкой задачи: двигатель обеспечивает постоянное касательное ускорение. Соответствующие уравнения типа Эйлера были нами преобразованы методом осреднения ранее. Здесь мы решили их методом рядов по степеням “медленного времени” и показали адекватность решения на временах в десятки лет. Оказалось, что астероиды до 55 м в диаметре можно увести за год при тяге двигателя в 1 Н. При тяге в 20 Н астероиды до 50 м в диаметре можно увести за месяц, а с диаметром до 150 м – за год. Увод более крупных астероидов требует больше времени или более мощных двигателей. Результаты сравнены с полученными ранее аналогичными данными для случая, когда возмущающее ускорение направлено по трансверсали. Во всех случаях касательная тяга приводит к лучшим результатам. Однако для орбит с эксцентриситетами до 0.4 оба варианта практически совпадают. Различие становится значимым при e>0.5.

Миллер Б.М., Рубинович Е.Я. «О проблеме Пенлеве при «косом» падении стержня» Труды XI Международной Четаевской конференции. "Аналитическая механика, устойчивость и управление", (Казань, 14–18 июня 2017 г.). Т. 1. Секция 1. Аналитическая механика, с. 238-247 (2017)

В книге Поля Пенлеве (Пенлеве П. Лекции о трении. М.: ГиТТЛ. 1954) приведен пример ударного взаимодействия, падающего на горизонтальную шероховатую поверхность вращающегося стержня. В ней показано, что модели абсолютно жесткого тела и закона Кулона сухого трения могут приводить к парадоксальным ситуациям отсутствия или неединственности решений. Эти явления получили название «Парадокса Пенлеве» («Проблемы Пенлеве»). «Парадокс Пенлеве» представляет собой лишь иллюстрацию сложной задачи теории дифференциальных уравнений с двумя типами сингулярностей: сухое трение–разрывность правой части и импульсный характер взаимодействия с препятствием в результате удара. Показано применение метода сингулярных пространственно-временных преобразований для задач удара с трением.

Миллер Б.М., Рубинович Е.Я. «Численный анализ ударных взаимодействий на примере парадокса Пенлеве при "косом" падении стержня» Автоматика и телемеханика, № 10, с. 100-114 (2019)

Рассматривается система, относящаяся к известным проблемам Пенлеве (Painlev'e), для решения которой используется предложенный авторами метод вскрытия пространственно-временных сингулярностей. Этот метод позволяет однозначно решить проблему определения скоростей тела после удара о поверхность с сухим трением, т.е. разрешить ситуацию, в которой традиционные подходы либо дают неоднозначный ответ, либо приводят к неразрешимой системе соотношений (парадокс Пенлеве).

Черногор Л.Ф., Милованов Ю.Б. «Динамика падения челябинского метеороида: высотно-временные зависимости» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 23, № 2, с. 104-115 (2018)

Предмет и цель работы: Получение высотных и временных зависимостей скорости, ускорения, массы и миделя фрагментов метеороида на основе измеренных траекторных данных. Методы и методология: Проведены численные расчеты изменения скорости, ускорения, массы и миделя Челябинского космического тела с высотой и со временем. Показано, что подходящей аппроксимацией этих зависимостей является аппроксимация сплайнами третьего порядка. Результаты моделирования сравнены с результатами измерения интенсивности свечения. Результаты: С использованием уравнений метеорной физики с учетом силы торможения, силы тяжести и силы Кориолиса были получены регрессионные временные зависимости для высоты и географических координат метеороида; зависимости его скорости, ускорения, массы, интенсивности излучения от времени и высоты. Во всех случаях проведена аппроксимация кубическими сплайнами. Показано, что в интервале времени 03:20:32–03:20:36 UT при уменьшении высоты от 40 до 15 км скорость уменьшилась примерно в 3 раза. Среднее торможение составило около – 4 км/с². В этом же диапазоне высот отмечалось максимальное торможение – 6 км/с². По зависимостям скорости и интенсивности свечения от времени построены зависимости массы метеороида от времени и высоты. Определено, что наиболее существенное изменение массы отмечалось в 03:20:32–03:20:33 UT, по расчетам оно составляло 5 кт/с. По установленным зависимостям скорости, торможения, скорости уноса массы и миделя метеороида от времени и высоты оценен коэффициент динамического сопротивления воздуха. Заключение: С использованием сплайнов третьего порядка получены регрессии, описывающие временные зависимости высоты и географических координат Челябинского метеороида. По измеренным траекторным данным рассчитаны временные зависимости скорости и ускорения Челябинского космического тела. С привлечением уравнений метеорной физики рассчитаны временные и высотные зависимости массы, миделя и интенсивности излучения метеороида. Приведена оценка коэффициента динамического сопротивления воздуха.

Милованов Ю.Б., Черногор Л.Ф. «Динамика падения Челябинского метеороида: материально-энергетический баланс» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 23, № 3, с. 176-188 (2018)

Предмет и цель работы: Получение высотных и временных зависимостей температуры поверхности, интенсивности излучения и потерь энергии Челябинского метеороида. Расчет параметров его абляции, коэффициента динамического сопротивления, уточнение высотно-временной зависимости миделя. Методы и методология: Проведены численные расчеты температуры метеороида с учетом предварительной оценки миделя, интенсивности полного излучения с учетом оптической поправки, определены условия для оценки коэффициента динамического сопротивления. Рассчитана уточненная высотно-временная зависимость миделя по известному расходу массы. Для реализации регуляризирующего алгоритма использован энергетический баланс. Результаты: С использованием уравнений метеорной физики с учетом силы торможения, процессов абляции, излучения и отделения фрагментов вещества метеороида составлен баланс энергетических потерь. Получены высотно-временные зависимости температуры, интенсивности излучения и миделя. В результате последовательных итераций регуляризирующего алгоритма уточнены значения коэффициента динамического сопротивления, удельной энергии абляции и коэффициента теплообмена. Показано, что расход полной кинетической энергии на сопротивление воздуха составляет 16.8%, на излучение – 8%, на абляцию и разрушение – 8.2%, на потерю отделившихся фрагментов – 67%. Заключение: В результате численного моделирования рассчитаны временные и высотные зависимости массы, миделя, интенсивности излучения и температуры метеороида. Оценены параметры абляции и коэффициент динамического сопротивления. Составлен баланс потерь энергии на процессы, сопровождавшие падение Челябинского метеороида.

Бижанова С.Б., Минглибаев М.Д., Прокопеня А.Н. «Исследование вековых возмущений поступательно-вращательного движения в нестационарной задаче двух тел с применением компьютерной алгебры» Журнал вычислительной математики и математической физики, 60, № 1, с. 29-38 (2020)

Рассматривается нестационарная задача двух тел, одно из которых имеет сферически симметричное распределение плотности и является “центральным”, а второе – “спутник”, обладающий осесимметричным динамическим строением, формой и переменным сжатием. Ньютоновская сила взаимодействия характеризуется приближенным выражением силовой функции с точностью до второй гармоники. Массы тел изменяются изотропно в различных темпах. Получены уравнения движения спутника в относительный системе координат. Задача исследована методами теории возмущений. Получены уравнения вековых возмущений поступательно-вращательного движения спутника в аналогах оскулирующих элементов Делоне–Андуайе. Все необходимые символьные вычисления выполнены с помощью системы компьютерной алгебры Wolfram Mathematica.

Аникин А.Ю., Миненков Д.С. «О заплеске для двумерной мелкой воды в линейном приближении» Математические заметки, 106, № 2, с. 163-173 (2019)

Рассматривается линейная модель цунами и исследуется влияние параметров источника на заплеск.

Лобанов А.И., Миров Ф.Х. «Разностные схемы для уравнения переноса со стоком на основе анализа в пространстве неопределенных коэффициентов» Математическое моделирование, 32, № 9, с. 53-72 (2020)

Рассматривается семейство разностных схем на явном пятиточечном шаблоне для численного решения линейного уравнения переноса. Для построения и исследования свойств разностных схем использовано обобщенное условие аппроксимации. Проводится анализ разностных схем в пространстве неопределенных коэффициентов. Задача построения оптимальной разностной схемы при этом сводится к задаче линейного программирования. Рассматривается также семейство гибридных разностных схем. Для них параметром переключения будет локально вычисленное безразмерное волновое число. Анализ также показывает, что при построении схем повышенного порядка аппроксимации их локальные свойства будут определяться уменьшенным вдвое (по сравнению со схемой первого порядка аппроксимации) безразмерным волновым числом. Для уравнения переноса с линейным стоком на основе подобного анализа также строится семейство разностных схем. В этом случае возможно больше решений задачи линейного программирования — в число оптимальных попадают схемы повышенного порядка аппроксимации на нерасширенном шаблоне (компактные схемы). Свойства оптимальных схем повышенного порядка аппроксимации в случае уравнения со стоком определяются безразмерным параметром, зависящим как от волнового числа, так и от коэффициента стока. Ввиду того, что для уравнения со стоком разностные схемы обладают несколько лучшими вычислительными качествами, чем для однородного линейного уравнения, при решении систем гиперболического типа методом расщепления целесообразно выделять часть с линейном стоком и именно для нее строить гибридную разностную схему, обладающую переменным порядком аппроксимации на решении дифференциальной задачи. Приведены численные примеры реализованных схем для простейшего линейного уравнения.

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К., Бендерский Л.А. «Динамическое воздействие турбулентной струи на окружающую среду» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 80-84 (2020)

На основе результатов измерений и численного моделирования анализируется взаимодействие турбулентных струй (закрученных и без закрутки) с окружающей средой. Показано, что механизм воздействия струи на окружающую среду связан с понижением статического давления в струе, характер втекания в струю внешней среды не зависит от механизма появления пониженного давления и кинетическая энергия струи является источником энергии для индуцированного течения.

Миронов В.В., Усовик И.В. «Ретроспектива проблемы космического мусора. Часть 1. Техногенное засорение космического пространства и средства его контроля» Космические исследования, 58, № 2, с. 117-130 (2020)

Проведен обзор последних журнальных и книжных публикаций по проблемам техногенного засорения околоземного космического пространства и методам их разрешения. По итогам публикаций в обзоре анализируются международные стандарты, приводится классификация космического мусора, анализируются основные источники образования космического мусора и методы очищения пространства от мусора, дается оценка эволюции техногенного засорения низких околоземных орбит, реализация процесса удаления космического мусора. Проанализированы работы по моделированию космических технических систем, предназначенных для регистрации и оценивания потоков космического мусора на орбитах космических аппаратов.

Харченко И., Пеньков М.М., Миронов Е., Шестопалова О.Л. «Способ прогнозирования предельного срока "жизни" орбит космических аппаратов с учетом прогрессирующей засоренности околоземного космического пространства космическим мусором» Космические исследования, 56, № 5, с. 384-395 (2018)

Выделены особенности моделирования процесса механического загрязнения околоземного космического пространства, дана краткая характеристика существующих моделей прогнозирования механического загрязнения околоземного космического пространства, проанализировано влияние неопределенности исходных данных на точность прогнозов механического загрязнения околоземного космического пространства современными моделями. Предложено осуществлять прогнозирование предельного срока «экологической жизни» околоземной орбиты на основе описания увеличения плотности механического загрязнения околоземного космического пространства с помощью логистических зависимостей. Получена и впервые представлена аналитическая функция, позволяющая получить прогнозное значение величины предельного срока существования околоземной орбиты в виде уравнения, включающего значение предельно допустимой плотности засоренности, заданное в виде нечеткой величины. Подробно представлено решение данного нечеткого уравнения в случае треугольной формы функции принадлежности значения предельно возможной плотности засорения. Показана возможность преобразования нечеткого результата прогнозирования к четкой интервальной форме путем нахождения интервального четкого множества альфа-уровня, ближайшего к рассматриваемому нечеткому множеству.

Мирошниченко Л.И., Ли Ч., Янке В.Г. «Малые наземные возрастания солнечных космических лучей в 24-ом цикле солнечной активности» Космические исследования, 58, № 3, с. 191-198 (2020)

Представлены первые (предварительные) результаты систематического поиска малых наземных возрастаний солнечных космических лучей (СКЛ) в 24-м цикле солнечной активности. Поиск проводится по данным мировой сети нейтронных мониторов с учетом результатов прямых спутниковых измерений. Исходное предположение состоит в том, что такие возрастания указывают на возможное ускорение солнечных частиц на ударных волнах, которые генерируются выбросами коронального вещества. Решающим аргументом для проверки гипотезы может служить форма интегрального спектра ускоренных частиц по наблюдениям на нейтронных мониторах и измерениям на околоземных космических аппаратах. Изучение спектров свидетельствуют об информативности нашего подхода для лучшего понимания свойств источников СКЛ.

Габдеев М.М., Фатхуллин Т.А., Борисов Н.В., Шиманский В.В., Колбин А.И., Москвитин А.С., Аитов В.Н., Митиани Г.Ш. «Результаты первого года программы поиска поляров 3 BS» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 7, с. 514-519 (2020)

Представлены результаты первого года поиска кандидатов в поляры по программе 3BS (3-Band Survey) с использованием среднеполосных фильтров. В ходе реализации программы получены наблюдательные данные для 84 отобранных объектов из каталога катаклизмических переменных обзора неба CRTS DR1. Обнаружены карликовая новая во время вспышки и поляр. Проведен анализ имеющихся архивных данных. Карликовая новая относится к типу U Gem или Z Cam и содержит массивный вторичный компонент M₂=0.94±0.04M_⊙. Для найденного поляра получена оценка продолжительности орбитального периода P_O=0.054437^d и вычислена величина магнитного поля белого карлика B≡32MG.

Вострухин А.А., Головин Д.В., Козырев А.С., Литвак М.Л., Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Мокроусов М.И., Томилина Т.М., Бобровницкий Ю.И., Гребенников А.С., Лактионова М.М., Бахтин Б.Н., Сотов А.В. «Исследования микрофонного эффекта для перспективных детекторов нейтронного и гамма-излучения космического применения и методы его подавления» Космические исследования, 56, № 3, с. 228-232 (2018)

Представлены результаты испытаний ряда детекторов космического применения содержащих ФЭУ или высоковольтные электроды на возникновение шумов от “микрофонного эффекта” в сигнальном тракте вследствие внешнего механического воздействия. Предложен способ виброизоляции приборов на борту космического аппарата для снижения уровня их восприимчивости к вибрациям.

Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Литвак М.Л., Санин А.Б., Головин Д.В., Дьячкова М.В., Никифоров С.Ю., Аникин А.А., Лисов Д.И., Лукьянов Н.В., Мокроусов М.И. «“Оазисы" льдистой вечной мерзлоты вблизи экватора Марса: нейтронное картографирование планеты по данным прибора ФРЕНД на борту спутника TGO Российско-европейского проекта “ЭКЗОМАРС”» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 435-450 (2020)

Представлены первые результаты анализа данных орбитального нейтронного зондирования поверхности Марса прибором ФРЕНД на борту марсианского спутника ЕКА Trace Gas Orbiter. Регистрация нейтронного излучения планеты проводится с высоким пространственным разрешением, что позволяет сопоставлять данные о пространственной переменности потока эпитепловых нейтронов с геоморфологическими структурами рельефа. Локальные области понижения потока нейтронов указывают на присутствие в веществе поверхности значительного количества атомов водорода, который предположительно входит в состав молекул воды. На экваториальных широтах планеты обнаружены локальные области, для которых значительное уменьшение потока эпитепловых нейтронов указывает на большую массовую долю водяного льда в составе вещества, от нескольких десятков до 100%. Учитывая высокое содержание льда, эти области предложено назвать “оазисами” льдистой вечной мерзлоты. Приведены оценки массовой доли льда для семи таких областей, полученные на основе анализа данных нейтронных измерений и сквозного численного моделирования всего физического процесса нейтронного зондирования Марса с орбиты прибором ФРЕНД. Обсуждаются возможные причины образования таких “оазисов” и значение их обнаружения для будущих исследований Марса.

Алексеев И.В., Митрохин М.А. «Современные методы распознавания речи для построения голосового интерфейса управления системами специального назначения» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, № 2, с. 3-10 (2019)

Актуальность и цели. Объектом исследования являются современные технологии распознавания речи. Предмет исследования – методы построения и обучения систем распознавания речи. Целью работы является анализ современных технологий распознавания речи на примере некоторых систем для определения возможности их применения в голосовом интерфейсе управления системами специального назначения. Материалы и методы. Исследования выполнены с использованием методов теории вероятностей и методов распознавания образов. Результаты. Проведен анализ требований и ограничений функционирования интерфейсов управления системами специального назначения. Рассмотрены основные аспекты реализации систем распознавания речи и некоторые особенности различных технологий определения структурных единиц речи. Выводы. Рассмотренные технологии распознавания речи потенциально применимы в интерфейсах управления специальных систем, но требуются дополнительные исследования по оценке их эффективности.

Садовничий В.А., Панасюк М.И., Липунов В.М., Богомолов А.В., Богомолов В.В., Гарипов Г.К., Горбовской Е.С., Зимнухов Д.С., Июдин А.Ф., Казначеева М.А., Калегаев В.В., Климов П.А., Ковтюх А.С., Корнилов В.Г., Кузнецов Н.В., Максимов И.А., Мить С.К., Оседло В.И., Петров В.Л., Подзолко М.В., Попова Е.П., Поройков А.Ю., Рубинштейн И.А., Салеев К.Ю., Свертилов С.И., Тулупов В.И., Хренов Б.А., Чазов В.В., Чепурнов А.С., Штундер Я.А., Шустова А.Н., Яшин И.В. «Мониторинг природных и техногенных космических угроз: результаты миссии Ломоносов и проект Универсат–СОКРАТ» Космические исследования, 57, № 1, с. 46-56 (2019)

Рассматривается результаты экспериментов на спутнике Ломоносов по наблюдению природных и техногенных космических угроз, в том числе электромагнитных транзиентов, космического мусора. Также обсуждается новый космический проект МГУ имени М.В. Ломоносова Универсат–СОКРАТ по созданию группировки спутников для мониторинга в реальном времени в околоземном космическом пространстве: радиационной обстановки; потенциально опасных объектов естественного (астероиды, метеороиды) и техногенного происхождения (космический мусор), а также космических и атмосферных гамма-всплесков, вспышек оптического и ультрафиолетового излучения из атмосферы Земли.

Алимурадов А.К., Тычков А.Ю., Чураков П.П., Зарецкий А.П., Прохоров И.Б., Митягин К.С. «Повышение эффективности выявления пограничных психических расстройств на основе адаптивной декомпозиции и кепстрального анализа речевых сигналов» Журнал радиоэлектроники, № 6, с. 9 (2019)

The detection accuracy of borderline mental disorders depends on correct processing of speech signals. The main reason of low accuracy and large errors in measurements is associated with the use of inefficient and non-adaptive methods for processing of non-stationary speech signals. In this paper, the authors propose a method for increasing the detection efficiency of borderline mental disorders based on adaptive decomposition technology for non-stationary signals, namely, improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise and mel-frequency cepstral analysis. A block diagram for the method and a brief mathematical description are presented. The research results are presented, on the basis of which it was concluded that the method proposed by the authors can successfully be tested in remote monitoring systems of psychogenic disorders to accelerate the treatment process.

Назиров Р., Эйсмонт Н., Арефьев В., Коротков Ф., Погодин А., Михайлов Е., Мжельский П., Трегубов А., Дитрих А. «Задачи разработки миссии "Спектр–Рентген–Гамма"» Космические исследования, 57, № 1, с. 74-80 (2019)

Проект “Спектр–Рентген–Гамма” предназначен для обзора всей небесной сферы в рентгеновском диапазоне с помощью двух телескопов, установленных на космическом аппарате с тем же названием. Кроме того, некоторые специально выбранные участки неба и отдельные источники излучения планируется исследовать после завершения обзора. Аппарат планировалось запустить в окрестность солнечно-земной коллинеарной точки либрации L2 в 2018 г. с помощью ракеты-носителя Протон-М с разгонным блоком ДМ-3. Полный обзор небесной сферы заключается в ее сканировании путем вращения параллельных осей телескопов вокруг оси аппарата, в среднем следующей за направлением на Солнце. Запоминаемые на борту аппарата данные измерений затем передаются на наземные станции приема с использованием средненаправленной антенны, ось которой совпадает с осью вращения аппарата, что создает некоторые ограничения при проектировании миссии. В состав этих ограничений входит допустимая амплитуда траектории движения аппарата относительно точки либрации в направлении, ортогональном линии Земля–Солнце. Кроме того, расход рабочего тела, имеющегося на борту аппарата, допускается только на коррекции орбиты с целью его удержания в окрестности точки либрации. В этой связи был разработан метод использования разгонного блока с целью уменьшения упомянутой амплитуды до приемлемых значений в условиях требований, предъявляемых к блоку. В статье приводится оценка его эффективности.

Корсун О.Н., Михайлов Е.И. «Идентификация летчика в составе экипажа на основе речевой передаточной функции» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 5, с. 35-48 (2019)

Рассмотрена проблема идентификации летчика в составе экипажа по голосу, что является одним из направлений совершенствования интерфейса кабины пилота современного самолета. Предложена методика идентификации личности говорящего, основанная на применении речевой передаточной функции диктора по частоте и алгоритма классификации данных k ближайших соседей. В силу особенностей задачи идентификация проведена для небольших групп операторов численностью до четырех человек. Приведены основные результаты апробации предложенной методики на экспериментальных речевых данных. Показана возможность идентификации оператора по небольшому числу кодовых слов с точностью около 97–99% при использовании речевой передаточной функции диктора по частоте. Представлено сравнение результатов применения методики для летчиков вертолетной авиации с диагностированными заболеваниями органов слуха и для группы операторов без заболеваний органов слуха.

Гончар А.В., Мишакин В.В., Сергеева О.А. «Влияние температуры на результаты ультразвукового контроля с использованием фазированной решетки» Вестник научно-технического развития, № 10, с. 10-15 (2019)

Проведены экспериментальные исследования влияния температуры объекта контроля и датчика на фазированных решетках на результаты ультразвукового контроля. Получено, что при повышении температуры амплитуда сигнала от дефекта на А-скане существенно увеличивается, что оказывает значительное влияние на измеряемые размеры дефекта на S-скане. Установлено, что зависимость амплитуды сигнала от температуры является линейной, зависимость размера дефекта на S-скане от температуры описывается гиперболой. Предлагается использовать полученные результаты при ультразвуковом контроле элементов конструкций с использованием фазированной решетки для корректировки размеров выявленных дефектов с учетом температуры.

Серебряный В.Н., Мишакин В.В., Гончар А.В. «Акустические и рентгенографические параметры текстуры и константы упругости малоуглеродистой стали до и после усталостных испытаний» Деформация и разрушение материалов, № 2, с. 16-20 (2020)

Исследована текстура и определены упругие константы поликристаллической стали 15ЮТА до и после усталостных испытаний. Упругие константы получены в рамках модели Сайерса в приближении Хилла из условия равенства акустических и рентгенографических коэффициентов функции распределения ориентировок и В результате многоцикловых усталостных испытаний установлено снижение упругих констант стали, вызванное уменьшением ее плотности по причине разрыхления.

Могилевский М.М., Романцова Т.В. «Построение группировки малоразмерных спутников для получения двумерного поля параметров ионосферы» Космические исследования, 57, № 2, с. 157-160 (2019)

Сурков В.В., Мозгов К.С. «Эффекты воздействия потоков частиц и геомагнитных вариаций на низкоорбитальные спутники сферической формы» Космические исследования, 57, № 4, с. 269-277 (2019)

Теоретически исследуется процесс образования объемного заряда в корпусе космических аппаратов под действием потоков электронов радиационных поясов Земли и других космических частиц, а также генерация индукционных токов, вызванных геомагнитными вариациями. Рассматриваются спутники сферической конфигурации типа BLITS, BLITS-M, выполненные целиком из диэлектрических материалов, а также металлический спутник WESTPAC. Относительная простота формы диэлектрического спутника позволяет получить аналитический решение задачи и рассчитать распределение полей и зарядов внутри и на его поверхности. Это решение показывает, что после установления стационарного режима заряды накапливаются, в основном, в узком слое вблизи поверхности спутника. Согласно полученным оценкам, для низких орбит напряженность электрического поля в этом слое ниже порогового значения, отвечающего пробою однородного диэлектрика в лабораторных условиях. Тем не менее, можно ожидать возникновения локальных электрических пробоев и микроразрушений в диэлектрике в периоды увеличения солнечной активности, сопровождающихся ростом потоков космических лучей. С этой точки зрения космические эксперименты, в которых наблюдалось разрушение диэлектриков при длительном воздействии облучения, можно интерпретировать как результат накопления микроразрушений по аналогии с усталостным разрушением материалов при длительных нагрузках. Для пассивных спутников типа WESTPAC, выполненных из проводящих материалов, оценивается магнитный момент индукционных токов в корпусе аппарата. Согласно этим оценкам, взаимодействие данного момента с геомагнитным полем, приводящее к прецессии оси собственного вращения спутника, наиболее существенно для геомагнитных пульсаций Pc5.

Куртеев В.А., Мозеров Б.Г. «Проблемы экспериментального моделирования ударного взаимодействия оторвавшейся лопатки с корпусом вентилятора турбореактивного двигателя» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 61, с. 5-11 (2020)

Рассмотрена задача экспериментального моделирования ударного взаимодействия оторвавшейся лопатки с корпусом вентилятора турбореактивного двигателя. Указаны ошибки и проблемы моделирования при испытаниях цилиндрических моделей и плоских образцов. Показано различие результатов расчета и эксперимента для металлических пластин. Предложена схема экспериментальной лабораторной установки на основе пневморесивера для баллистических испытаний плоских образцов. Приведена методика расчета параметров плоских металлических образцов с точки зрения критериев моделирования.

Боголюбов А.Н., Кобельков Г.М., Козлов В.В., Маслов В.П., Моисеев Е.И., Нефедов Н.Н., Тихонов Н.А., Соколов Д.Д., Ягола А.Г. «К восьмидесятилетию Валентина Федоровича Бутузова» Журнал вычислительной математики и математической физики, 60, № 2, с. 169-170 (2020)

DOI: 10.31857/S0044466920020052. 23 ноября 2019 исполнилось 80 лет со дня рождения профессора физического факультета Московского государственного университета Валентина Федоровича Бутузова. В.Ф Бутузов поступил учиться на физический факультет в 1957 г. после окончания с золотой медалью сельской школы, и с тех пор вся его жизнь связана с Московским университетом, где он прошел все ступени от студента до профессора, заведующего кафедрой. Научные интересы В.Ф. Бутузова, сформировавшиеся еще в студенческие годы, связаны с теорией сингулярных возмущений, основы которой заложены в известных трудах А.Н. Тихонова. В 1963 г. В.Ф. Бутузов защитил дипломную работу, а в 1966 г. – кандидатскую диссертацию под руководством профессора А.Б. Васильевой. В кандидатской диссертации были исследованы обнаруженные им особые асимптотические свойства решений сингулярно возмущенных интегродифференциальных уравнений, качественное отличные от свойств решений дифференциальных уравнений. Затем в семидесятых годах В.Ф. Бутузовым был сделан важный шаг в развитии методов построения асимптотических разложений погранслойных решений. Он разработал метод угловых пограничных функций, позволяющий строить асимптотические разложения решений сингулярно возмущенных краевых задач для основных типов уравнений математической физики в тех случаях, когда граница области содержит угловые точки. Этот метод и его применения составили основное содержание докторской диссертации В.Ф. Бутузова, защищенной им в 1979 г. В последующие годы В.Ф. Бутузовым были получены новые важные результаты в теории сингулярных возмущений и ее приложениях. Совместно с коллегами и учениками было разработано новое направление – асимптотическая теория контрастных структур, т.е. решений нелинейных сингулярно возмущенных уравнений с внутренними переходными слоями. За работы по созданию и развитию этого направления В.Ф. Бутузов и его коллеги А.Б. Васильева и Н.Н. Нефёдов удостоены в 2003 году высшей научной награды Московского университета – Ломоносовской премии 1-й степени. В последнее десятилетие В.Ф. Бутузовым получен ряд фундаментальных результатов по исследованию сингулярно возмущенных задач с кратными корнями вырожденного уравнения, а также сингулярно возмущенных задач для частично диссипативных систем уравнений В.Ф. Бутузов вместе с А.Б. Васильевой является создателем всемирно признанной научной школы по теории сингулярных возмущений. Под их руководством многие годы работает семинар по асимптотическим методам на кафедре математики физического факультета МГУ. В.Ф. Бутузов является автором более 250 научных статей и пяти монографий по асимптотическим методам в сингулярно возмущенных задачах. Три монографии написаны совместно с А.Б. Васильевой, еще одна – совместно с А.Б. Васильевой и Л.В. Калачёвым. Две из этих монографий переведены в США и Китае. Последняя монография В.Ф. Бутузова, изданная в 2014 году, содержит результаты последнего десятилетия. Под руководством В.Ф. Бутузова защищены 15 кандидатских диссертаций, а четверо его учеников стали докторами наук. Валентин Федорович обладает замечательным талантом педагога и лектора, пользующегося неизменной любовью студентов и уважением коллег. Неоднократно по результатам опросов студентов он был назван преподавателем года физического факультета, последний раз – в 2019 году, а в 2010 году – преподавателем года МГУ (это очень почетное звание ежегодно присуждается студентами только одному преподавателю из огромного многотысячного коллектива преподавателей университета). На протяжении 20 лет (с 1993 г. по 2014 г.) В.Ф. Бутузов заведовал кафедрой математики физического факультета, являясь прямым преемником А.Н. Тихонова и А.Г. Свешникова. Учебные пособия «Математический анализ в вопросах и задачах» и «Линейная алгебра в вопросах и задачах», написанные В.Ф. Бутузовым вместе с коллегами по кафедре и выдержавшие под редакцией В.Ф. Бутузова несколько изданий, активно используются и на физическом факультете МГУ, и на других факультетах, и в других вузах. На основе 50-летнего опыта чтения лекций по математическому анализу В.Ф. Бутузов подготовил эти лекции к изданию. Первая, вторая и третья части «Лекций по математическому анализу» вышли в 2012 г., 2014 г. и 2015 г. Начиная с 1979 г., В.Ф. Бутузов принимает активное участие в работе над школьными учебниками геометрии. Созданные при его участии и под руководством А.Н. Тихонова эти учебники были признаны лучшими на всесоюзном конкурсе в 1988 г. В настоящее время они являются основными учебниками геометрии в большинстве школ Российской федерации. По ним учились и учатся десятки миллионов школьников России и бывших союзных республик. В последние 7–8 лет В.Ф. Бутузовым вместе с коллегами С.Б. Кадомцевым и В.В. Прасоловым создан новый учебно-методический комплект по геометрии для общеобразовательных школ. В комплект входят учебники для 7-9 и 10-11 классов, написанные под редакцией академика В.А. Садовничего, методические пособия для учителей, рабочие тетради и тематические тесты для школьников. Новые учебники получили положительные отзывы комиссий РАН и РАО, они уже используются в ряде школ России, в том числе в школах г. Севастополя. На протяжении 12 лет В.Ф. Бутузов вел курс геометрии в СУНЦ МГУ – школе-интернате им. А.Н. Колмогорова. В.Ф. Бутузов ведет разнообразную научно – общественную работу. Он является членом двух диссертационных советов при МГУ, членом научно–методического совета по математике при Министерстве науки и образования РФ, на физическом факультете с 1995 г. по 2011 г. был заместителем декана факультета. Валентин Федорович – человек разносторонних интересов. В молодые годы он в течение 25 лет выступал в составе сборной МГУ по футболу, был неоднократным чемпионом и призером первенства Москвы среди вузов.

Мокеев А.С., Рогачев В.Г., Кудряшов Е.А., Ямщиков В.М., Дерюгин Ю.Н. «Моделирование движения сферической детонационной волны из точки начального воспламенения газа» Вопросы атомной науки и техники. Серия: Теоретическая и прикладная физика, № 3, с. 3-11 (2019)

Рассмотрен важный случай распространения расходящейся сферической детонационной волны. Приведено подробное изложение вопросов, связанных со сведением системы уравнений газовой динамики в частных производных к системе обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка и их последующим численным интегрированием с высокой точностью. Проведено численное интегрирование указанных уравнений и получено решение с относительной точностью ∼10^–6. Получено более точное, по сравнению с другими источниками, значение безразмерной координаты в точке слабого разрыва ξ_с.р=1,820148. Проведено сравнение результатов численного моделирования распространения плоской и сферической детонационной волны в пакете программ DIADA с соответствующими точными решениями. Показано хорошее согласие результатов численного решения с точным.

Мокин Ю.А., Киселев В.И., Мещанов А.С. «Анализ влияния малого изменения формы острого конуса на положение его центра давления при сверхзвуковом и гиперзвуковом обтекании с малым углом атаки» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 4, с. 91-97 (2019)

Рассмотрена задача оценки максимально возможных величин вариаций положения центра давления при заданном ограничении величин вариаций поверхности острого конуса. Получено интегральное выражение изменения положения центра давления для заданного изменения формы конуса. Приведены численные оценки возможных изменений положения центра давления острого конуса с малыми искажениями поверхности при различных числах Маха. Указаны основные безразмерные параметры, «критерии подобия», характеризующие и определяющие решение задачи.

Вострухин А.А., Головин Д.В., Козырев А.С., Литвак М.Л., Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Мокроусов М.И., Томилина Т.М., Бобровницкий Ю.И., Гребенников А.С., Лактионова М.М., Бахтин Б.Н., Сотов А.В. «Исследования микрофонного эффекта для перспективных детекторов нейтронного и гамма-излучения космического применения и методы его подавления» Космические исследования, 56, № 3, с. 228-232 (2018)

Представлены результаты испытаний ряда детекторов космического применения содержащих ФЭУ или высоковольтные электроды на возникновение шумов от “микрофонного эффекта” в сигнальном тракте вследствие внешнего механического воздействия. Предложен способ виброизоляции приборов на борту космического аппарата для снижения уровня их восприимчивости к вибрациям.

Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Литвак М.Л., Санин А.Б., Головин Д.В., Дьячкова М.В., Никифоров С.Ю., Аникин А.А., Лисов Д.И., Лукьянов Н.В., Мокроусов М.И. «“Оазисы" льдистой вечной мерзлоты вблизи экватора Марса: нейтронное картографирование планеты по данным прибора ФРЕНД на борту спутника TGO Российско-европейского проекта “ЭКЗОМАРС”» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 435-450 (2020)

Представлены первые результаты анализа данных орбитального нейтронного зондирования поверхности Марса прибором ФРЕНД на борту марсианского спутника ЕКА Trace Gas Orbiter. Регистрация нейтронного излучения планеты проводится с высоким пространственным разрешением, что позволяет сопоставлять данные о пространственной переменности потока эпитепловых нейтронов с геоморфологическими структурами рельефа. Локальные области понижения потока нейтронов указывают на присутствие в веществе поверхности значительного количества атомов водорода, который предположительно входит в состав молекул воды. На экваториальных широтах планеты обнаружены локальные области, для которых значительное уменьшение потока эпитепловых нейтронов указывает на большую массовую долю водяного льда в составе вещества, от нескольких десятков до 100%. Учитывая высокое содержание льда, эти области предложено назвать “оазисами” льдистой вечной мерзлоты. Приведены оценки массовой доли льда для семи таких областей, полученные на основе анализа данных нейтронных измерений и сквозного численного моделирования всего физического процесса нейтронного зондирования Марса с орбиты прибором ФРЕНД. Обсуждаются возможные причины образования таких “оазисов” и значение их обнаружения для будущих исследований Марса.

Молодых С.И., Жеребцов Г.А., Караханян А.А. «Оценка влияния солнечной активности на уходящий поток инфракрасного излучения» Геомагнетизм и аэрономия, 60, № 2, с. 208-215 (2020)

Для модели длинноволновой уходящей радиации, основанной на интегральной функции пропускания, предложена параметризация механизма влияния солнечной активности на тропосферу Земли, разрабатываемого авторами. В качестве индикатора солнечной активности использовался PC-индекс геомагнитной активности, который разработан для контроля магнитной активности в полярной шапке и отражает влияние межпланетного электрического поля на магнитосферу. На основе данных реанализа NCEP/NCAR проведены расчеты интегральной функции пропускания и уходящего длинноволнового потока для периодов повышенной и пониженной солнечной активности. Корреляционный анализ рассчитанных радиационных характеристик с температурой в слое 925–700 гПа показал, что учет солнечной активности приводит к усилению связи между радиационными характеристиками и температурой. Сравнение результатов расчетов с изменением температуры подтвердило, что предложенная параметризация может быть применена для учета влияния солнечной активности в численных моделях, использующих интегральную функцию пропускания, для расчета длинноволновой уходящей радиации.

Молотков Н.Я., Ломакина О.В. Механические колебания. Учебное пособие (2007). 88 с.

Изложены основные вопросы теории механических колебаний, которые соответствуют учебным программам курса теоретической механики. Большое внимание уделяется физической сущности механических колебательных явлений и их различным применениям: автоколебания, релаксационные, параметрические, связанные и др. Рассматриваются свободные и вынужденные колебания в системе с большим числом степеней свободы.

Молчанов А.М., Мякочин А.С., Боровик И.Н., Тушканов А.С. «Применение неявной схемы Мак-Кормака для расчета сверхзвуковых турбулентных струй с использованием параболизованных уравнений Навье–Стокса» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 4, с. 98-106 (2019)

An effective unconditionally stable numerical method for solving equations describing the flow of supersonic turbulent jets is developed. The method does not require the inversion of block tridiagonal systems of algebraic equations. The results obtained according to this method are in fairly close agreement with the calculations results on the basis of other methods and experimental data.

Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Монахов М.И., Рулёв Д.Н., Сазонов В.В. «Режимы неуправляемого вращательного движения корабля Прогресс М-29М» Космические исследования, 56, № 1, с. 62-76 (2018)

Реконструировано неуправляемое вращательное движение транспортного грузового корабля Прогресс М-29М в режиме одноосной солнечной ориентации (так называемая закрутка на Солнце) и в режиме гравитационной ориентации вращающегося спутника. Режимы были реализованы 3–7 апреля 2016 г. в порядке подготовки к проведению на кораблях Прогресс экспериментов с датчиком конвекции ДАКОН. Реконструкция выполнялась с помощью интегральных статистических методик по измерениям угловой скорости корабля и тока, снимаемого с его солнечных батарей. Данные измерений, полученные на некотором отрезке времени, обрабатывались совместно методом наименьших квадратов с помощью интегрирования уравнений движения корабля относительно центра масс. В результате обработки оценивались начальные условия движения и параметры используемой математической модели. Движение в режиме закрутки на Солнце – вращение корабля с угловой скоростью 2.2 град/с вокруг нормали к плоскости солнечных батарей, направленной на Солнце или образующей с этим направлением небольшой угол. Продолжительность режима – несколько орбитальных витков. Реконструкция выполнена на отрезках времени до одного часа. В результате найдено фактическое вращательное движение корабля относительно направления "Земля–Солнце". В режиме гравитационной ориентации корабль вращался вокруг своей продольной оси с угловой скоростью 0.1–0.2 град/с, совершавшей малые колебания относительно местной вертикали. Реконструкция движения относительно орбитальной системы координат выполнена на отрезках времени до 7 часов только по измерениям угловой скорости. Измерения тока солнечных батарей использовались для проверки.

Моргунова А.В., Сажина О.С. «Использование непараметрических методов математической статистики для поиска космических струн» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 86-92 (2019)

Проводилось статистическое исследование участка небесной сферы, который по радиоданным анизотропии реликтового излучения содержит кандидата в космическую струну (поле CSc-1) с целью дополнительного обоснования этого кандидата. Космические струны – одномерные объекты космологических масштабов, которые могут проявлять себя, в частности, как гравитационные линзы, обладающие характерными особенностями. Решена задача статистического сравнения плотности распределения гравитационно-линзовых пар источников (галактик) в полях, не содержащих космических струн, с распределением аналогичных пар в поле CSc-1. Использовались непараметрические ранговые критерии сдвига, позволяющие работать с малыми выборками при неизвестном законе распределения; обсуждались пределы применимости критериев. Выявленное различие двух указанных распределений служит дополнительным аргументом в пользу наличия в поле CSc-1 струны. Обнаружение космических струн послужило бы уникальным наблюдательным тестом современных космологических теорий, в том числе, многомерных моделей.

Цзе Ф.С., Морзе И.Е., Хинкл Р.Т. Механические колебания (1966). 508 с.

Книга дает представление о современном уровне развития в США теории механических колебаний и ее приложениях к инженерным задачам. Рассмотрены теория колебаний механических систем с одной и многими степенями свободы, методы определения собственной частоты систем, переходные процессы. Большое внимание уделено постановке и математической формулировке задач. При решении задач используется аппарат обыкновенных дифференциальных уравнений. Исследование колебательных систем проводится при помощи операционных, графических и матричных методов» а также моделей-аналогов. Каждое теоретическое положение иллюстрировано на различного рода механических, электромеханических и электрических системах.

Мороз Л.И., Масловская А.Г. «Численное моделирование процесса аномальной диффузии на основе схемы повышенного порядка точности» Математическое моделирование, 32, № 10, с. 62-76 (2020)

Работа посвящена построению и программной реализации вычислительного алгоритма для моделирования процесса аномальной диффузии. Математическая модель сформулирована в виде начально-граничной задачи для нелинейного дифференциального уравнения с частными производными дробного порядка. Построена неявная конечно-разностная схема на основе аппроксимации повышенного порядка точности для производной Капуто. Разработана прикладная программа для компьютерного моделирования процесса аномальной диффузии. С использованием тест-задачи проведено численное исследование точности приближенных решений. Представлены результаты вычислительных экспериментов на примере моделирования фрактальной нелинейной динамической системы типа «реакция-диффузия».

Морозов А.Н., Пустовойт В.И. «Генерация и регистрация связанных высокочастотных гравитационных волн» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 1, с. 46-60 (2020)

Проведено описание процесса генерации связанной гравитационной волны при распространении в вакууме двух сильных электромагнитных волн с частотами, отличающимися в 2 раза. Показано, что при взаимодействии связанной гравитационной волны и двух сильных электромагнитных волн возникают гармоники на низкой частоте. Рассмотрен случай генерации связанной стоячей гравитационной волны с помощью сильных стоячих электромагнитных волн и регистрации указанной гравитационной волны при ее взаимодействии с этими электромагнитными волнами. Установлено, что чувствительность современных СКВИД-магнитометров достаточна для успешного проведения лабораторного эксперимента по генерации и регистрации связанных высокочастотных гравитационных волн

Морозов В.М., Каленова В.И. «Управление спутником при помощи магнитных моментов: управляемость и алгоритмы стабилизации» Космические исследования, 58, № 3, с. 199-207 (2020)

Рассматривается стабилизация относительного равновесия спутника на круговой орбите, снабженного магнитной системой ориентации. Показано, что линеаризованная система уравнений движения относится к специальному классу линейных нестационарных систем, приводимых к стационарным. На основе приведенной стационарной системы исследована управляемость и построены работоспособные алгоритмы стабилизации. Проведено моделирование, подтверждающее эффективность предложенной методики.

Морозов Е.Г. «Полигон-70: интерпретация данных в свете новых представлений о внутренних волнах» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 56, № 4, с. 489-496 (2020)

Анализируются наши представления о динамике океана и, в частности, о внутренних приливных волнах, которые изменились за 50 лет, прошедшие после эксперимента Полигон-70. После Полигона-70, мы поняли, что существуют вихри открытого океана, и течения в этих вихрях зачастую превышают средние течения. Мы поняли, что внутренние приливы генерируются в результате взаимодействия баротропного прилива с неровностями топографии и распространяются в виде возмущений скорости, температуры и солености вдоль характеристических поверхностей. Внутренние волны заполняют всю толщу океана, а не ограничиваются колебаниями слоя скачка. Интерпретация данных измерений внутренних волн, которые были получены и опубликованы в 1970-х годах, пересмотрена и представлена в свете новых знаний.

Морозов С.А., Феденко А.А., Чукарин А.Н. «Закономерности формирования виброакустических характеристик при местном упрочнении деталей ШСУ» Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева, № 3, с. 58-64 (2019)

Приведены результаты теоретических исследований спектров шума при обработке ШСУ деталей, учитывающих их геометрические размеры, параметры технологического процесса и способы закрепления деталей.

Малов И.Ф., Морозова А.П. «Сравнение параметров некоторых типов пульсаров» Астрономический журнал, 97, № 9, с. 714-732 (2020)

Проведен сравнительный анализ параметров двух выборок радиопульсаров. Одна из них характеризуется периодами P>2 с, вторая – магнитными полями на поверхности B_s>4.4·10¹³ Гс. Выбор этих значений связан с намерением понять причины отличия нормальных пульсаров от аномальных рентгеновских пульсаров (AXP) и гамма-репитеров (SGR) с аналогичными значениями периодов и магнитных полей. Показано, что зависимость производной периода от его значения P в долгопериодических пульсарах не согласуется с моделью магнитодипольного торможения и требует привлечения других механизмов или поиска специфических распределений их параметров. В пульсарах с большими магнитными полями и в AXP/SGR эта зависимость не противоречит магнитодипольной модели. Для пульсаров с P>2 с эффективность трансформации энергии вращения в наблюдаемое излучение оказывается в несколько раз выше, чем у объектов с более короткими периодами. Пульсары с большими периодами имеют, в среднем, возраст на два порядка выше, чем источники с B_s>4.4·10¹³ Гс и AXP/SGR, и находятся, в среднем, более высоко над плоскостью Галактики. Показано, что основные физические параметры пульсаров с большими магнитными полями на поверхности и их пространственное распределение близки к параметрам и распределению AXP/SGR. Проведенные сравнения свидетельствуют о том, что определяющим для пекулярности AXP/SGR является сильное магнитное поле на поверхности, а не период вращения.

Гаген-Торн В.А., Морозова Д.А., Гаген-Торн Е.И., Савченко С.С., Троицкий И.С., Шаляпина Л.В., Волков Е.В. «Переменность блазара В1308+326 в 2011–2018 годах» Астрономический журнал, 97, № 8, с. 631-640 (2020)

Приводятся и анализируются результаты мониторинговых наблюдений блазара В1308+326 в оптическом и радиодиапазонах в 2011–2018 гг. Зафиксирована оптическая вспышка объекта, совпадающая по времени с вспышкой в гамма-диапазоне, а также вспышки на 43 ГГц, связанные с прохождением обнаруженных сверхсветовых компонентов через радиоядро. Фотометрическая переменность объяснена присутствием переменного компонента с постоянным в среднем степенным относительным распределением энергии в спектре (F_γ ∼ γ^–1.6). Это, а также высокая наблюдаемая степень поляризации (до 40%), указывает на его синхртронную природу. Выделены отдельные источники поляризованного излучения с высокой степенью поляризации и направлением либо параллельным, либо перпендикулярным направлению джета, что дает сведения о направлении магнитного поля в джете во времена вспышек и позволяет сделать заключение о причине их появления: прохождение по джету ударной волны или появление в джете излучающих электронных ансамблей.

Панков А.В., Токарь В.Л., Петронюк Ю.С., Левин В.М., Мороков Е.С., Рыжова Т.Б., Гулевский И.В. «Определение характеристик трещиностойкости слоистых углепластиков на образцах без инициатора трещины с применением метода акустической микроскопии» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 86, № 8, с. 58-65 (2020)

Одним из параметров трещиностойкости углепластиков является вязкость разрушения, которая представляет собой изменение энергии упругой деформации элемента конструкции при увеличении площади трещины на единицу в момент страгивания. В процессе исследования вязкости разрушения определяется положение фронта трещины – исходной и полученной в результате ее роста. Существующие в настоящее время стандарты испытаний (СТО ЦАГИ, ASTM D7905) определяют вязкость по моде сдвига G_IIc на образцах с инициатором трещины. Такой способ не отражает реальные условия возникновения трещин в конструкциях из ПКМ и может приводить к снижению точности при определении нагрузки страгивания трещины. В ЦАГИ разработана методика определения вязкости разрушения ПКМ при сдвиге G_IIc на образцах без стандартного инициатора расслоений. Цель работы – проведение исследований для отработки данной методики. Значения G_IIc определяли для трещины, образованной сдвигом в условиях трехточечного изгиба после расклинивания. Для определения положения и формы фронта трещины, а также оценки динамики ее распространения при последующих нагрузках вместо стандартного визуального наблюдения ее границ с торцевой поверхности образцов использовали ультразвуковые методы – ультразвуковую дефектоскопию и акустическую микроскопию. Установлено, что акустическая микроскопия на частоте 50 МГц позволяет определять положение фронта трещины в образцах из углепластика на глубине 3,0–3,5 мм с высоким разрешением, в данном случае – 100 мкм. Отмечены особенности распространения трещины в процессе роста в условиях сдвига. Результаты исследований показали, что высокая точность акустической микроскопии по сравнению с традиционной ультразвуковой диагностикой востребована при определении формы трещины, для анализа динамики ее распространения и выявления механизмов распространения межслоевых трещин в композиционной среде.

Габдеев М.М., Фатхуллин Т.А., Борисов Н.В., Шиманский В.В., Колбин А.И., Москвитин А.С., Аитов В.Н., Митиани Г.Ш. «Результаты первого года программы поиска поляров 3 BS» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 7, с. 514-519 (2020)

Представлены результаты первого года поиска кандидатов в поляры по программе 3BS (3-Band Survey) с использованием среднеполосных фильтров. В ходе реализации программы получены наблюдательные данные для 84 отобранных объектов из каталога катаклизмических переменных обзора неба CRTS DR1. Обнаружены карликовая новая во время вспышки и поляр. Проведен анализ имеющихся архивных данных. Карликовая новая относится к типу U Gem или Z Cam и содержит массивный вторичный компонент M₂=0.94±0.04M_⊙. Для найденного поляра получена оценка продолжительности орбитального периода P_O=0.054437^d и вычислена величина магнитного поля белого карлика B≡32MG.

Родюшкин В.М., Мотова Е.А «Возможность использования нелинейных акустических эффектов для контроля структурных изменений металла» Вестник научно-технического развития, № 11, с. 26-32 (2019)

Показана принципиальная возможность использования акустических эффектов для разработки технологии поиска и обнаружения нарушений структуры.

Цап Ю.Т., Мягкова И.Н., Копылова Ю.Г., Моторина Г.Г., Богомолов А.В., Гольдварг Т.Б., Панасюк М.И., Свертилов С.И., Богомолов В.В., Яшин И.В., Петров В.Л. «Ускорение электронов и субсекундные временные задержки жесткого рентгеновского излучения солнечных вспышек по данным российского спутника Ломоносов» Космические исследования, 56, № 6, с. 404-409 (2018)

На основе спутниковых наблюдений, полученных с помощью блоков детектирования рентгеновского и гамма-излучения (БДРГ/Ломоносов), используя методы цифровой фильтрации, проведен анализ временных задержек между секундными пульсациями временных профилей жесткого рентгеновского излучения различных диапазонов солнечной вспышки 21.VII.2016 г. Показано, что скорости счета квантов в энергетических каналах 10–20, 20–35 и 35–60 кэВ, зарегистрированные на БДРГ/Ломоносов, являются коррелированными с точностью до 0.1 с. Это сравнительно хорошо согласуется с результатами наблюдений на гамма-мониторе Gamma-ray Burst Monitor, установленном на спутнике Fermi, и предполагает эффективное ускорение заряженных частиц на протяжении всей длины вспышечной магнитной арки.

Мошева Е.А., Козлов Н.В. «Хемоконвективное течение в гравитационном и переменном инерционном поле» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 1, с. 52-61 (2020)

Экспериментально исследована конвективная неустойчивость, возникающая на границе между двумя реагентами в вертикальной ячейке Хеле–Шоу при фронтальной реакции нейтрализации. Исследуемая неустойчивость представляет собой спонтанно формирующуюся плоскую волну плотности, аномально быстро распространяющуюся в среде в направлении действия силы тяжести. Изучена эволюция структуры течения и получены поля скорости при различных вибрационных ускорениях. Рассмотрен вопрос о возможности управления режимом хемоконвекции посредством вибрационного воздействия.

Мошков П.А. «Исследование вихревого шума вращающихся лопастей» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 2, с. 85-98 (2020)

Дан краткий обзор механизмов генерации шума воздушного винта. Подробно рассмотрена вихревая составляющая шума винта. Представлены результаты исследования вихревого шума вращающихся стержней в условиях открытой местности. Получены спектральные, интегральные и пространственные характеристики акустического поля вращающихся стержней. Установлено, что слышимость исследуемых вращающихся стержней определяется излучением в области частот 250–1250 Гц. Обобщены результаты исследований в части влияния режима обтекания профиля лопасти, характеризуемого числом Рейнольдса, на интенсивность вихревого шума. Показано, что показатель степени зависимости интенсивности вихревого звука от характерной скорости обтекания профиля лопасти в различных диапазонах значений числа Рейнольдса может существенно изменяться. При изменении значения lg Re=1,8–5,0 итоговая зависимость показателя степени роста скорости сначала снижается от 6 до 3, постоянна и равна 3 в диапазоне lg Re=2,65–3,2, а затем возрастает до 6 для lg Re=3,4–3,7, а при еще большем увеличении показатель степени возрастает от 7 до 8 и более (до 11) до lg Re=4,5. При высоких значениях числа Рейнольдса (более 10⁶), соответствующих автомодельным режимам обтекания лопастей легких винтовых самолетов, показатель степени равен 5. На основании выполненного исследования рекомендовано использовать одну из известных моделей шума задней кромки для расчета вихревого шума воздушных винтов на этапе эскизного проектирования. Сформулированы основные методы снижения интенсивности вихревого звука вращающихся лопастей.

Григорьев Г.Ю., Лагутин А.С., Набиев Ш.Ш., Васильев А.А., Орлов О.И., Мухамедиева Л.Н., Синяк Ю.Е., Пахомова А.А., Родин А.В., Семенов В.М., Малашевич С.В., Зуев Б.К., Филоненко В.А., Кирсанов Д.О., Ставровский Д.Б. «Мониторинг состава воздуха и воды при длительных и межпланетных космических полетах» Космические исследования, 58, № 1, с. 16-26 (2020)

Обоснованы концепция и стратегия мониторинга химического состава атмосферы и качества оборотной воды пилотируемых космических аппаратов, которая может быть использована при осуществлении длительных и межпланетных полетов. Сформулированы основные факторы риска изменения состава атмосферы и состава оборотной воды при межпланетных космических полетах. Описан перспективный вариант аналитического комплекса для оперативного контроля качества воздуха и воды на пилотируемых космических аппаратах, учитывающий эти факторы риска. Предложено одновременное использование в этом комплексе нескольких методов газового анализа с целью обеспечить частичное перекрытие номенклатуры детектируемых веществ по особо важным (критичным) веществам. Мониторинг качества оборотной воды в комплексе осуществляется двумя приборами: для измерения содержания суммарного углерода и анализа ионного состава воды.

Шигабутдинов Ф.Г., Мухутдинов Р.Ф. «Влияние несимметрично расположенных шпангоутов на поперечное волнообразование ортотропных цилиндрических оболочек конечной длины при продольном ударе» Труды X Международной Четаевской конференции. "Аналитическая механика, устойчивость и управление", (Казань, 12–16 июня 2012 г.). Т. 1. Секция 1. Аналитическая механика, с. 521-528 (2012)

Мухутдинов Р.Ф., Шигабутдинов А.Ф., Шигабутдинов Ф.Г. «Влияние форм и размеров местных дефектов на картину выпучивания цилиндрической ортотропной оболочки при продольном ударе» Международный научно–технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 29, с. 65-68 (2014)

Результаты решения показывают, что волновой характер продольного нагружения существенным образом, и качественно, и количественно, влияет на формы изгибания цилиндрических оболочек. При этом прогибы оболочек чувствительны к изменению толщины оболочки. При малых размерах дефектов максимальный прогиб не концентрируется в области дефекта. Изменение геометрии распределения толщины по длине оболочки требует нового расчета в каждом случае.

Мухутдинов Р.Ф., Шигабутдинов Ф.Г. «Моделирование нелинейного выпучивания цилиндрической оболочки со стрингерами при продольном ударе с учетом неосесимметричности деформирования» Международный научно–технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 30, с. 88-93 (2015)

Наличие стрингеров ведет к перераспределению поперечных волн: приводит к уменьшению относительных прогибов в усиленном сечении, но увеличивает прогибы в остальных сечениях оболочки. Картина изгибания оболочки существенно зависит от конкретного момента времени или, другими словами, от напряженного состояния оболочки в конкретный момент времени. В целом можно заключить, что при проектировании оболочек с усилениями необходимо проводить полное обследование конструкции на предмет перераспределения деформаций.

Мухутдинов Р.Ф., Шигабутдинов Ф.Г. «Математическая модель поперечных движений конической оболочки со стрингерами и шпангоутом при продольном ударе» Международный научно–технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 31, с. 150-155 (2016)

Рассматриваются неосесимметричные движения изотропной конической оболочки, имеющей локальные изменения толщины в виде двух стрингеров и одного шпангоута, при продольном ударе, с учетом волнового характера передачи продольных деформаций по длине. Исследуется влияние стрингеров и шпангоута на картину прогибов.

Пронин В.Е., Пилипенко В.А., Захаров В.И., Мюрр Д.Л., Мартинес-Беденко В.А. «Отклик полного электронного содержания ионосферы на конвективные вихри» Космические исследования, 57, № 2, с. 83-92 (2019)

Hассматривается отклик полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы Земли на импульсные геомагнитные возмущения – конвективные вихри (Travelling Convection Vortices). Для выделения TCV использовались данные сетей наземных магнитометров в Арктической Канаде и Гренландии, вариации ПЭС получены при обработке данных приемных станций IGS и UNAVCO глобальной навигационной спутниковой системы GPS. Обнаружены ионосферные возмущения связанные с TCV. Использование сети станций позволяет оценить динамику появления и скорость распространения возмущения в пространстве.

Калегаев В.В., Баринова В.О., Мягкова И.Н., Еремеев В.Е., Парунакян Д.А., Нгуен Д., Баринов О.Г. «Эмпирическая модель высокоширотной границы внешнего радиационного пояса Земли на высотах до 1000 км» Космические исследования, 56, № 1, с. 40-46 (2018)

Представлена эмпирическая модель высокоширотной границы внешнего радиационного пояса Земли (РПЗ), построенная на основе данных измерений потоков электронов на полярных низкоорбитальных ИСЗ КОРОНАС-Фотон, Метеор-М1 и Метеор-М2. Граница определялась по резкому падению до фонового уровня потока захваченных электронов с энергиями 100 либо 200 кэВ в приполюсной части профиля внешнего радиационного пояса. Реализован численный алгоритм для определения момента регистрации наиболее быстрого изменения потоков. Первичный поиск выполнялся на данных, усредненных до разрешения 30 сек, затем повторялся на данных с более высоким разрешением. Получена функциональная зависимость для аппроксимации полученного набора пересечений границы кривой эллиптической формы. Эмпирическая модель, построенная по данным измерений КОРОНАС-Фотон в эпоху аномально низкой геомагнитной активности, отражает долготную структуру высокоширотной границы внешнего радиационного пояса, связанную с внутренним магнитным полем (МП) Земли, а также ее зависимость от мирового времени. На основе данных пересечений высокоширотной границы внешнего РПЗ (ВРПЗ) в эпоху 2014–2016 гг. определена величина сдвига границы к экватору с ростом геомагнитной активности, а также величина смещения границы в ночную сторону вследствие суточного вращения Земли.

Цап Ю.Т., Мягкова И.Н., Копылова Ю.Г., Моторина Г.Г., Богомолов А.В., Гольдварг Т.Б., Панасюк М.И., Свертилов С.И., Богомолов В.В., Яшин И.В., Петров В.Л. «Ускорение электронов и субсекундные временные задержки жесткого рентгеновского излучения солнечных вспышек по данным российского спутника Ломоносов» Космические исследования, 56, № 6, с. 404-409 (2018)

На основе спутниковых наблюдений, полученных с помощью блоков детектирования рентгеновского и гамма-излучения (БДРГ/Ломоносов), используя методы цифровой фильтрации, проведен анализ временных задержек между секундными пульсациями временных профилей жесткого рентгеновского излучения различных диапазонов солнечной вспышки 21.VII.2016 г. Показано, что скорости счета квантов в энергетических каналах 10–20, 20–35 и 35–60 кэВ, зарегистрированные на БДРГ/Ломоносов, являются коррелированными с точностью до 0.1 с. Это сравнительно хорошо согласуется с результатами наблюдений на гамма-мониторе Gamma-ray Burst Monitor, установленном на спутнике Fermi, и предполагает эффективное ускорение заряженных частиц на протяжении всей длины вспышечной магнитной арки.

Ефиторов А.О., Мягкова И.Н., Широкий В.Р., Доленко С.А. «Прогнозирование DST-индекса, основанное на методах машинного обучения» Космические исследования, 56, № 6, с. 420-428 (2018)

Исследуются возможности прогнозирования временного ряда геомагнитного индекса Dst. Прогноз осуществляется по параметрам солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, измеренным в точке либрации L1 в эксперименте на космическом аппарате АСЕ, при помощи методов машинного обучения – искусственных нейронных сетей: классических персептронов и рекуррентных сетей типа LSTM, а также комитетов прогнозирующих моделей. Показано, что наилучшие результаты достигаются при использовании гетерогенных комитетов на основе нейронных сетей обоих типов.

Мягкова И.Н., Шугай Ю.С., Калегаев В.В., Колмогорова В.А., Доленко С.А. «Среднесрочное прогнозирование потоков релятивистских электронов на геостационарной орбите при помощи машинного обучения с использованием данных наблюдений корональных дыр» Геомагнетизм и аэрономия, 60, № 3, с. 293-304 (2020)

Предложена модель прогноза интегральных суточных потоков (флюенсов) релятивистских электронов (E>2 МэВ) внешнего радиационного пояса Земли (РЭ ВРПЗ) на геостационарной орбите с использованием изображений Солнца в ультрафиолетовом диапазоне. Полученные результаты показывают, что точность прогноза потоков РЭ ВРПЗ на трое-четверо суток вперед существенно возрастает при добавлении в обучающие параметры прогнозируемых значений скорости солнечного ветра на околоземной орбите, полученных на основе обработки изображений Солнца в УФ-диапазоне прибором AIA обсерватории SDO.

Молчанов А.М., Мякочин А.С., Боровик И.Н., Тушканов А.С. «Применение неявной схемы Мак-Кормака для расчета сверхзвуковых турбулентных струй с использованием параболизованных уравнений Навье–Стокса» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 4, с. 98-106 (2019)

An effective unconditionally stable numerical method for solving equations describing the flow of supersonic turbulent jets is developed. The method does not require the inversion of block tridiagonal systems of algebraic equations. The results obtained according to this method are in fairly close agreement with the calculations results on the basis of other methods and experimental data.