Багаев С.Н., Забродский А.Г., Задков В.Н., Каплянский А.А., Кведер В.В., Колачевский Н.Н., Месяц Г.А., Наумов А.В., Салихов К.М., Сурис Р.А., Шалагин А.М., Щербаков И.А. «Евгений Андреевич Виноградов (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 10, с. 1125_-1126 (2021)

Мартьянов А.К., Седов В.С., Заведеев Е.В., Савин С.С., Ральченко В.Г., Конов В.И. «Синтез мультислойных алмазных пленок в СВЧ-плазме в режимах с периодической инжекцией азота» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 496, № 1, с. 27-30 (2021)

Использование поликристаллического алмаза в оптике (прозрачные окна) и электронике (теплоотводы) обычно предполагает полировку синтезированной пластины. Однако при механической полировке возникает ряд проблем ввиду того, что алмаз является материалом с рекордной твердостью. В данной работе описан новый подход к формированию алмазных пленок со сниженной шероховатостью путем периодического ограниченного по времени добавления (инжекции) азота в стандартную газовую смесь метан–водород (CH₄–H₂). Азот стимулирует вторичное зародышеобразование на уже сформированных хорошо ограненных зернах алмаза микрометрового размера, что препятствует их дальнейшему разрастанию. Переход от непрерывной подачи N2 к его кратковременным инжекциям позволяет предотвратить образование сплошного слоя нанокристаллического алмаза и дает возможность выращивать высококачественные микрокристаллические слои алмаза между этапами инжекции азота.

Загвоздин И.Н., Копытов А.В., Поплавной А.С. «Анизотропия распространения упругих волн в орторомбических кристаллах MgSiN₂, MgGeN₂ и MgSnN₂» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 17, № 2, с. 263-268 (2020)

Путем численного решения уравнения Кристоффеля по значениям упругих постоянных исследована анизотропия распространения акустических волн в MgSiN₂, MgGeN₂ и MgSnN₂. Для случая продольных нормалей уравнение Кристоффеля может быть сведено к векторному уравнению, которое определяет конус продольных нормалей. Численное решение этого уравнения выявило по 7 продольных нормалей в каждом кристалле в неприводимой части зоны Бриллюэна. Проверка условий реализации акустических осей показала, что в MgSiN₂, MgGeN₂ и MgSnN₂ 4, 6 и 3 акустические оси соответственно. Условия распространения чистопоперечных волн в кристаллах орторомбической системы выполняются во всех координатных плоскостях. Кроме того, чисто поперечные волны могут распространяться вдоль направлений, лежащих на поверхности конуса 4-го порядка, уравнение которого записано в классической монографии Ф.И. Федорова. Для акустических осей, не являющихся продольными нормалями, имеет место внутренняя коническая рефракция, т.е. если волновая нормаль совпадает с акустической осью кристалла, то ей соответствует целый конус направлений вектора потока энергии, каждое из которых отвечает определенному вектору смещения квазипоперечной волны. Вычисленные характеристики конуса рефракции приведены в работе. По вычисленным значениям фазовой скорости в различных направлениях были построены поверхности рефракции (поверхность обратной фазовой скорости) и их сечения плоскостями симметрии. В работе показано, что с увеличением периода элементов Si, Ge, Sn наблюдается уменьшение деформации эллипсоидов, что указывает на уменьшение отклонения от изотропного случая.

Онищенко О.Г., Похотелов О.А., Беляев В.С., Загреев Б.В., Матафонов А.П. «Модель генерации джетов в космической плазме» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 1, с. 16-19 (2021)

В МГД-приближении создана новая аналитическая модель генерации аксиально симметричных джетов (направленных струй) в бездиссипативной, неравновесно стратифицированной плазме. В основу модели положено предположение о конвективной неустойчивости Шварцшильда в плазме и условие вмороженности силовых линий магнитного поля в вещество. Показано, что в такой плазме генерируются джеты с полоидальными полями скорости и магнитного поля. Наряду с исследованием динамики поля скорострей и магнитного поля исследована динамика и структура возникающего тороидального электрического тока.

Багаев С.Н., Забродский А.Г., Задков В.Н., Каплянский А.А., Кведер В.В., Колачевский Н.Н., Месяц Г.А., Наумов А.В., Салихов К.М., Сурис Р.А., Шалагин А.М., Щербаков И.А. «Евгений Андреевич Виноградов (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 10, с. 1125_-1126 (2021)

Тыщенко А.Г., Заикин О.С., Сороин М.А., Петров П.С. «Комплекс программ для расчета акустических полей в мелком море на основе метода широкоугольных модовых параболических уравнений» Акустический журнал, 67, № 5, с. 533-541 (2021)

Представлено описание комплекса прикладных программ для расчета звуковых полей в трехмерных волноводах мелкого моря общего вида. Данный комплекс программ представляет собой реализацию алгоритма численного решения широкоугольных модовых параболических уравнений на языке С++. При выполнении расчетов пользователь может задавать поле скорости звука, рельеф дна и структуру его слоев, используя конфигурационные файлы. Результатом работы программного комплекса являются один или несколько горизонтальных разрезов поля акустического давления на заданных горизонтах. Одним из основных достоинств реализованной методики расчета трехмерных звуковых полей является ее высокая вычислительная эффективность. Разработанный программный комплекс размещен в свободном доступе в сети Интернет и может представлять интерес для широкого круга специалистов по акустике океана, занимающихся моделированием распространения звука при решении различных прикладных задач. Ключевые слова: модовые параболические уравнения, акустика мелкого моря, широкоугольные параболические уравнения, граничные условия прозрачности, программный комплекс. DOI: 10.31857/S0320791921050117

Зайко Ю.С., Гареев Л.Р., Чичерина А.Д., Трифонов В.В., Веденеев В.В., Решмин А.И. «Экспериментальное обоснование применимости линейной теории устойчивости к затопленной струе» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 44-48 (2021)

Экспериментально получена затопленная струя воздуха круглого поперечного сечения диаметром 0.12 м с длинным ламинарным участком (не менее пяти диаметров струи) при числе Рейнольдса 5400. В рамках линейного анализа устойчивости обнаружены две ветви растущих возмущений, генерируемые тремя точками перегиба на профилях скорости струи, получаемой экспериментально. Определены диапазоны частот растущих возмущений, их скорости роста и длины волн. Проведены эксперименты по внесению контролируемых возмущений в струю с длинным ламинарным участком. Характеристики волн, усиливающихся в экспериментах вследствие внесения возмущений, оказались близки к предсказаниям линейной теории устойчивости. Таким образом, экспериментально подтверждена применимость линейной теории устойчивости к затопленной струе.

Пасманик Л.А., Камышев А.В., Радостин А.В., Зайцев В.Ю. «Параметры акустической неоднородности для неразрушающей оценки влияния технологии изготовления и эксплуатационной поврежденности на структуру металла» Дефектоскопия, № 12, с. 24-36 (2020)

Предложен акустический способ неразрушающего контроля вариаций структуры металла, обусловленных нарушениями технологии изготовления или накоплением повреждений в процессе эксплуатации. В его основе лежат измерения микроструктурно-чувствительных акустических параметров, которые определяются как нормированные величины отклонения отношений скоростей продольной и сдвиговых волн от значений, характерных для «базового состояния» структуры металла. В качестве «базового», в зависимости от конкретной задачи, рассматривается состояние структуры металла до начала эксплуатации объекта контроля или структуры металла контрольных образцов, прочностные характеристики которых определены стандартными методами разрушающего контроля и находятся в допустимых пределах. Обсуждается связь предложенных акустических параметров с различием между «базовым» и реальным состоянием материала (в терминах интегральных величин податливости микроструктурных неоднородностей по отношению к сдвиговым и продольным напряжениям). Эффективность предложенного подхода к оценке структуры металла продемонстрирована на результатах экспериментальных исследований двух существенно различных типов структуры: с изотропным и анизотропным характером неоднородностей. Инструментальный контроль предложенных параметров может быть использован для: неразрушающего контроля качества выполнения техпроцессов в процессе производства изделий металлургии и машиностроения; оценки степени накопления повреждений металла при эксплуатации; оценки механических свойств, характеристик трещиностойкости и других физических свойств металла.

Зайцев С.В., Бабаев В.П., Иншакова К.А., Зидан О.Д., Шешин Е.П., Косарев И.Н., Кудряшов А.В., Маснавиев Б.И. «Воздействие ультразвуковых колебаний на стабильность эмиссии точечного автокатода» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 13, № 3, с. 118-121 (2021)

Гинзбург Н.С., Песков Н.Ю., Сергеев А.С., Заславский В.Ю., Аржанников А.В., Синицкий С.Л. «Двумерная распределенная обратная связь как метод генерации мощного когерентного излучения от пространственно-развитых релятивистских электронных пучков» Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 28, № 6, с. 575-632 (2020)

Целью представленных в обзоре исследований является анализ нового механизма обратной связи – двумерной распределенной обратной связи, включая возможность использования указанного механизма для генерации мощного пространственно-когерентного излучения. Двумерная распределенная обратная связь реализуется с помощью двумерных брэгговских структур, представляющих собой планарные или коаксиальные волноводы с двумернопериодической гофрировкой боковых стенок, которые можно рассматривать как аналог двумерных фотонных кристаллов. Методы. Теоретический анализ двумерных брэгговских структур и мощных релятивистких мазеров на их основе проведен в рамках метода связанных волн с использованием геометро-оптического и квазиоптического приближений. Высокая селективность двумерных брэгговских структур подтверждена трехмерным моделированием и «холодными» электродинамическими тестами. Результаты. Моделирование динамики генераторов с двумерной распределенной обратной связью показывает, что возникающие в двумерных брэгговских структурах поперечные (по отношению к движению электронов) потоки электромагнитной энергии приводят к синхронизации излучения различных частей широких электронных потоков и установлению устойчивого режима одномодовой генерации при поперечных размерах систем, достигающих 10²–10³ длин волн. Работоспособность нового механизма обратной связи продемонстрирована экспериментально в мазерах на свободных электронах планарной и коаксиальной геометрии, реализованных в 4-мм и 8-мм диапазонах, где при сверхразмерности пространства взаимодействия до 50 длин волн получен устойчивый режим узкополосной генерации с рекордным уровнем выходной мощности до 100 МВт. Заключение. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали, что двумерная распределенная обратная связь является эффективным методом получения когерентного излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов с уровнем мощности порядка 10⁸–10¹⁰ Вт от релятивистских электронных пучков ленточной и трубчатой конфигурации, формируемых существующими сильноточными ускорителями. С практической точки зрения не менее привлекательно использование двумерной распределенной обратной связи для синхронизации излучения лазерных активных сред, в частности, полупроводниковых гетероструктур.

Бородкова Н.Л., Сапунова О.В., Еселевич В.Г., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И. «Анализ поведения потока ионов солнечного ветра в области овершута межпланетной ударной волны» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 560-571 (2021)

По данным плазменного спектрометра БМСВ, установленного на космическом аппарате СПЕКТР-Р, была исследована структура течения плазмы солнечного ветра за рампом межпланетной ударной волны. Особое внимание было уделено области овершута, в которой наблюдаются коррелированные, затухающие при удалении от рампа колебания потока ионов и магнитного поля, сформированные двумя популяциями ионов: втекающим солнечным ветром и пучком отраженных ионов. На основании анализа 26 пересечений фронтов межпланетных ударных волн, в которых наблюдались овершуты в величине потока ионов и магнитного поля, было показано, что овершуты образуются не только у сверхкритических ударных волн, но и у тех, у которых числа Маха меньше или приближаются к значению первого критического числа Маха. Получено, что на формирование и величину амплитуды овершута в структуре фронта ударной волны оказывают существенное влияние угол между нормалью к фронту ударной волны и вектором магнитным полем перед фронтом, число Маха, магнитная и плазменная компрессия на фронте волны. Установлено, что длина волны колебаний, определенная по измерениям магнитного поля на космическом аппарате WIND, в среднем, совпадает с длиной волны колебаний, определенной по потоку ионов на космическом аппарате СПЕКТР-Р, а пространственные масштабы областей затухания колебаний могут сильно различаться.

Рахманова Л.С., Рязанцева М.О., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И. «Развитие турбулентного каскада за околоземной ударной волной при спокойных условиях в солнечном ветре» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 592-598 (2021)

Пересечение солнечным ветром околоземной ударной волны в ряде случаев приводит к существенным изменениям в развитии турбулентного каскада. Отдельные случаи, исследованные ранее на основе экспериментальных измерений характеристик турбулентности в магнитослое, пока не дали ответа на вопрос, какие факторы оказывают наибольшее влияние на модификацию турбулентного каскада за околоземной ударной волной. В настоящей работе рассмотрены несколько случаев регистрации спектров сжимаемой компоненты флуктуаций в магнитослое на двух разнесенных в пространстве спутниках при спокойных условиях в солнечном ветре, что позволяет оценить влияние границ магнитослоя и топологии ударной волны на динамику турбулентного каскада при движении плазмы за околоземной ударной волной. Показано, что непосредственно за квази перпендикулярной ударной волной в дневной части магнитослоя происходит существенное перераспределение энергии в турбулентном каскаде, затрагивающее магнитогидродинамические масштабы, при этом при дальнейшем распространении плазмы в сторону флангов свойства каскада восстанавливаются. В то же время, за квази параллельной ударной волной изменения характеристик турбулентного каскада при входе плазмы в магнитослой происходят только на субионных масштабах.

Шагимуратов И.И., Захаренкова И.Е., Тепеницына Н.Ю., Якимова Г.А., Ефишов И.И. «Особенности проявления реакции полного электронного содержания ионосферы на кольцеобразное солнечное затмение 21 июня 2020 г.» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 654-660 (2021)

Проведен анализ проявлений кольцеобразного солнечного затмения 21июня 2020 г. в вариациях полного электронного содержания ионосферы (TEC) на основе GPS-наблюдений сети IGS Китая. Отмечено, что эффекты кольцеобразного затмения в ионосфере изучены гораздо меньше эффектов полного или частичного солнечного затмения. На основе анализа суточных вариаций TEC на отдельных станциях получено, что эффект данного затмения проявился в форме депрессии этого параметра с минимумом, близким к моменту максимальной фазы затмения над станцией наблюдения. Более ярко проявился эффект затмения в вариациях ТЕС ионосферы вдоль индивидуальных пролетов спутников, который имел вид ложбинообразного понижения. Показано, что основной составляющей в падении и задержке минимума ТЕС относительно максимальной фазы затмения является величина магнитуды затмения для конкретной станции. Это следует из высокой корреляции между этими параметрами и магнитудой затмения. Задержка варьируется от нескольких минут до десятков минут в зависимости от величины магнитуды затмения. Максимальная амплитуда падения TEC достигала ∼4–6 TECU. Для анализа пространственно-временнoго поведения TEC использованы IОNЕХ-файлы c 15-минутным разрешением. Выявлено, что движение максимальной депрессии TEC согласуется с траекторией движения и положением тени затмения на поверхности Земли.

Захаров В.Ю., Чернова Т.Г. «К вопросу о холловской неустойчивости в протозвездных дисках» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 8, с. 606-610 (2021)

Попов А.И., Плохов Д.И., Звездин А.К. «Квантовая теория пьезоэлектрического эффекта в редкоземельных ферроборатах» Физика твердого тела, 63, № 3, с. 385-392 (2021)

Развита квантовая теория пьезоэлектрического эффекта в редкоземельных ферроборатах. Установлено, что за возникновение эффекта отвечают преимущественно одноионные механизмы: при наличии механических напряжений в кристалле индуцируются дипольные электрические моменты непосредственно в электронных 4f-оболочках редкоземельных ионов, что приводит к поляризации кристалла. Количественно эффект рассмотрен на примере ферроборатов неодима и самария, в частности, в интервале от 0 до 300 K получены температурные зависимости пьезоэлектрических модулей. Дополнительно показано, что при температурах ниже точки Нееля при деформации кристалла в магнитном поле также возможно возникновение поляризованности кристалла вдоль кристаллографической оси c. Рассчитаны температурные, полевые и ориентационные зависимости магнитоиндуцированных пьезомодулей. Ключевые слова: пьезоэлектрический эффект, ферробораты, редкоземельные ионы, кристаллическое поле.

Гололобов П.Ю., Зверев А.С., Григорьев В.Г. «Совершенствование метода исследования распределения космических лучей на основе данных сети мюонных телескопов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 11, с. 1627-1630 (2021)

Представлен метод определения углового распределения космических лучей на основе данных наземных мюонных телескопов. Метод представляет собой сферический анализ экспериментальных данных с учетом взаимосвязи первичного и наблюдаемого на Земле вторичного излучения космических лучей. Рассматриваются методические вопросы, связанные с улучшением качества получаемых результатов.

Зверев А.С., Стародубцев С.А., Григорьев В.Г., Гололобов П.Ю. «Динамика поведения зональных составляющих распределения космических лучей и B_z-компоненты межпланетного магнитного поля в периоды геомагнитных бурь в 23 и 24 циклах солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 11, с. 1646-1649 (2021)

В ИКФИА СО РАН на основе использования метода глобальной съемки и анализа поведения зональных (северо-южных) составляющих распределения космических лучей в реальном времени проводится прогноз геомагнитных возмущений с D_st<–50 нТл. Исследована связь динамики вариаций B_z-компоненты во время геомагнитных бурь с поведением зональных составляющих космических лучей в 23 и 24 циклах солнечной активности.

Звонарев С.Л., Зубко А.И., Зубко А.А. «Диагностика вибрационного состояния роторов двухконтурного турбореактивного двигателя с применением фазочастотной характеристики, полученной без использования датчика положения вала» Дефектоскопия, № 10, с. 25-34 (2021)

Рассматриваются теоретические и практические подходы к построению фазочастотных характеристик двухконтурного турбореактивного двигателя (ТРДД) и приводятся результаты проведенных экспериментов. Новизна работы заключается в использовании фазы вибрации для диагностики технического состояния роторов ТРДД и исключение применения для построения фазочастотной характеристики роторов информации от датчика его начального положения. Для определения мгновенного значения фазы колебаний ротора используется метод орбитального анализа вибрации. Применение анализа изменения фазы колебаний позволяет определять наличие резонансных процессов, а также дефекты и неисправности, вызывающие изменения параметров жесткости и демпфирования ротора. Приводятся примеры диагностирования ТРДД с помощью анализа фазочастотных характеристик.

Царева О.О., Попова Е.П., Попов В.Ю., Малова Х.В., Зеленый Л.М. «Моделирование распределения доз радиации электронов на поверхности спутника Ю питера Европы для различных моделей магнитного поля» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 334-340 (2021)

Считается, что в подледном океане Европы, спутника Юпитера, возможно существование микроскопической жизни. Однако радиационные пояса Юпитера усложняют возможность ее обнаружения на поверхности или на небольших глубинах. С помощью численного моделирования, мы исследовали влияние наклона магнитного диполя Юпитера, альвеновских крыльев и индуцированного поля Европы на динамику электронов вблизи спутника Юпитера, что позволило уточнить карту доз радиации на поверхности Европы, полученную ранее в приближении ведущего центра. Ключевые слова: Европа – спутник Юпитера, радиация, радиационные пояса Юпитера DOI: 10.31857/S0320930X21040113

Леоненко М.В., Григоренко Е.Е., Зеленый Л.М. «Пространственные масштабы сверхтонких токовых слоев по наблюдениям спутников MMS в хвосте магнитосферы Земли» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 583-591 (2021)

Выполнено исследование магнитной конфигурации и определены пространственные размеры сверхтонких токовых слоев, наблюдаемых спутниками MMS в хвосте магнитосферы Земли во время прохождения быстрого плазменного потока направленного от Земли. Предложен новый метод определения пространственных размеров сверхтонких токовых слоев, используя четырехточечные измерения магнитного поля спутниками MMS в быстрой моде. Установлено, что во многих случаях пространственные размеры сверхтонких токовых слоев составляют всего несколько (1–5) гирорадиусов тепловых электронов. Примерно 70% плотности тока в таких слоях переносится электронами, а величина плотности тока в несколько раз превышает величину ионной плотности тока в токовом слое.

Левашов Н.Н., Попов В.Ю., Малова Х.В., Зеленый Л.М. «Исследование процессов ускорения заряженных частиц в турбулентной космической плазме с перемежаемостью» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, с. 2140802_1-2140802_6 (2021)

Представлен результат численного эксперимента по ускорению заряженных частиц в турбулентном поле с различными уровнями перемежаемости. Нашей главной задачей было исследовать влияние перемежаемости на ускорение частиц в турбулентной космической плазме. Для этого была разработана трехмерная модель турбулентного поля с контролируемым уровнем перемежаемости. Перемежаемое электромагнитное поле моделируется как суперпозиция турбулентного электромагнитного поля со степенным спектром, полученного при помощи суммы фурье гармоник и электромагнитного поля, создаваемого небольшими плазмоидами, амплитуды которых заданы при помощи специального распределения. При помощи данной модели исследовалось влияние перемежаемости на процессы ускорения заряженных частиц в турбулентном поле в хвосте магнитосферы. Показано, что чем выше уровень перемежаемости, тем больших значений энергии способны достигнуть отдельные частицы.

Зелёный Л.М., Малова Х.В., Попов В.Ю., Григоренко Е.Е., Buchner J. «Альберт Галеев: проблема метастабильности и взрывного пересоединения» Физика плазмы, 47, № 9, с. 771-792 (2021)

Альберт Абубакирович Галеев, советский и российский специалист по физике плазмы, активно занимавшийся исследованиями в области УТС, в начале 1970-х годов, став заведующим отделом ИКИ АН СССР, начал уделять основное внимание проблемам физики космической плазмы и внес важнейший вклад в решение многих из них. Среди них физика бесстолкновительных ударных волн, явление аномальной ионизации, процессы в плазменных оболочках комет и многое другое. Наша статья посвящена лишь одному из многочисленных направлений его работы: исследованиям токовых слоев и происходящих в них процессах магнитного пересоединения. Исследование тонких токовых структур в космической плазме, с толщинами порядка протонных гирорадиусов, положено пионерскими работами С.И. Сыроватского, T. Спейсера и других выдающихся ученых, предположивших, что в космической плазме существуют пограничные тонкие токовые слои, играющие ключевую роль в динамике магнитосферы Земли и короны Солнца. Развитие этих работ диктовалось необходимостью объяснить вспышки на Солнце и магнитосферные возмущения, при которых фазы эволюционного развития сменяются взрывными, спонтанными процессами с высвобождением свободной энергии. Один из ключевых физических процессов – пересоединение магнитных полей – реализуется в природе как элемент общей проблемы создания и эволюции ТС. В своей серии работ, начатой в 1975 г. публикацией в “Письмах ЖЭТФ” статьи (совместно с Л.М. Зеленым) “Метастабильные состояния диффузного нейтрального слоя”, А.А. Галеев исследовал устойчивость токовых слоев к разрывной тиринг-моде, изучил динамику магнитного пересоединения на границах планетных магнитосфер, объяснил процессы генерации быстрых ионных потоков с энергиями в несколько МэВ в хвосте магнитосферы Земли. В настоящей статье обсуждается дальнейшее развитие этих работ, в свое время инициированное А.А. Галеевым. Представлена новая модель вложенного токового слоя с внутренним сверхтонким электронным слоем и двумя внешними токовыми слоями с носителями тока – протонами и ионами кислорода. Показано, что свободная энергия такой вложенной структуры в соответствующей области параметров значительно превышает свободную энергию хорошо известной конфигурации Харриса. Это позволяет одновременно объяснить и их устойчивость (до определенного предела), и дестабилизацию при достижении параметрами ТС некоторых критических значений, что ведет к изменению топологии магнитного поля и началу процессов макроскопического пересоединения. Ключевые слова: Альберт Галеев, космическая плазма, токовые слои, метастабильность, неустойчивость, магнитное пересоединение DOI: 10.31857/S0367292121090092

Турунтаев С.Б., Зенченко Е.В., Зенченко П.Е., Тримонова М.А., Барышников Н.А., Новикова Е.В. «Динамика роста трещины гидроразрыва по данным ультразвукового просвечивания в лабораторных экспериментах» Физика Земли, № 5, с. 104-119 (2021)

Данные акустического просвечивания, полученные в лабораторном эксперименте, были использованы для выделения стадий возникновения, роста и заполнения жидкостью трещины гидроразрыва. Лабораторная установка позволяет выполнять эксперименты с пористыми насыщенными образцами искусственных материалов диаметром 430 мм и высотой 70 мм. В качестве модельного материала использовалась смесь гипса с цементом, образец насыщали водным раствором гипса и нагружали вертикальными и двумя горизонтальными независимыми напряжениями. Трещина создавалась закачкой вязкой жидкости с постоянной скоростью через обсаженную скважину в центре образца. Мониторинг гидроразрыва пласта осуществлялся путем регистрации ультразвуковых импульсов, проходящих через образец. Сравнение вариаций амплитуд ультразвуковых импульсов и давления закачки привело к следующим наблюдениям: начало роста трещины гидроразрыва пласта происходит при давлении, меньшем максимального значения; рост трещины происходит быстрее ее заполнения жидкостью; после заполнения трещины жидкостью происходит увеличение раскрытия трещины. Когда закачка прекращается, регистрируется закрытие трещины по мере снижения давления в скважине за счет фильтрации в образец. Показана возможность создания вторичной трещины гидроразрыва в случае изменения ориентации главных сжимающих напряжений при условии, если первичная трещина перпендикулярна оси скважины, а вторичная – параллельна оси.

Турунтаев С.Б., Зенченко Е.В., Зенченко П.Е., Тримонова М.А., Барышников Н.А., Новикова Е.В. «Динамика роста трещины гидроразрыва по данным ультразвукового просвечивания в лабораторных экспериментах» Физика Земли, № 5, с. 104-119 (2021)

Данные акустического просвечивания, полученные в лабораторном эксперименте, были использованы для выделения стадий возникновения, роста и заполнения жидкостью трещины гидроразрыва. Лабораторная установка позволяет выполнять эксперименты с пористыми насыщенными образцами искусственных материалов диаметром 430 мм и высотой 70 мм. В качестве модельного материала использовалась смесь гипса с цементом, образец насыщали водным раствором гипса и нагружали вертикальными и двумя горизонтальными независимыми напряжениями. Трещина создавалась закачкой вязкой жидкости с постоянной скоростью через обсаженную скважину в центре образца. Мониторинг гидроразрыва пласта осуществлялся путем регистрации ультразвуковых импульсов, проходящих через образец. Сравнение вариаций амплитуд ультразвуковых импульсов и давления закачки привело к следующим наблюдениям: начало роста трещины гидроразрыва пласта происходит при давлении, меньшем максимального значения; рост трещины происходит быстрее ее заполнения жидкостью; после заполнения трещины жидкостью происходит увеличение раскрытия трещины. Когда закачка прекращается, регистрируется закрытие трещины по мере снижения давления в скважине за счет фильтрации в образец. Показана возможность создания вторичной трещины гидроразрыва в случае изменения ориентации главных сжимающих напряжений при условии, если первичная трещина перпендикулярна оси скважины, а вторичная – параллельна оси.

Зайцев С.В., Бабаев В.П., Иншакова К.А., Зидан О.Д., Шешин Е.П., Косарев И.Н., Кудряшов А.В., Маснавиев Б.И. «Воздействие ультразвуковых колебаний на стабильность эмиссии точечного автокатода» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 13, № 3, с. 118-121 (2021)

Дудай П.В., Зименков А.А., Ивановский А.В., Климушкин К.Н., Краев А.И., Куделькин В.Б., Мамышев В.И., Полюшко С.М., Цибиков З.С., Шаповалов Е.В. «Дисковые взрывомагнитные генераторы нового поколения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 7-10 (2021)

Одним из примеров реализации принципа магнитной кумуляции явилось создание в 1980-х годах под руководством В.К. Чернышева уникальных устройств – дисковых взрывомагнитных генераторов, генерирующих рекордные токи до 300 МА. Попытки реализации их аналогов за рубежом до сих пор не увенчались успехом. В работе представлены результаты исследований, завершившихся созданием нового поколения дисковых взрывомагнитных генераторов малого класса с эффективностью преобразования энергии взрывчатого вещества в энергию магнитного поля, более чем в два раза превышающую ранее достигнутый уровень.

Знаменская И.А., Дорощенко И.А., Сысоев Н.Н., Татаренкова Д.И. «Результаты количественного анализа высокоскоростной теневой съемки течений в ударной трубе при помощи машинного зрения и обучения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 16-20 (2021)

Описаны результаты исследований нестационарных газодинамических течений в канале ударной трубы длительностью до 6 миллисекунд, полученные непрерывной высокоскоростной теневой съемкой и последующей обработкой больших данных – на основе машинного зрения (выделение границ и преобразование Хафа) и машинного обучения (сверточная нейронная сеть). Исследовалась с частотой съемки 150 тыс. к/с качественно и количественно эволюция разрывных потоков в прямоугольном канале ударной трубы за ударной волной с числами Маха от 2 до 3.5; построены зависимости угла наклона косого скачка уплотнения от времени, оценено время выхода течений на дозвуковой режим. Показана возможность проведения исследований в газодинамике на основе анализа больших данных цифровой съемки с помощью предложенного подхода.

Гульельми А.В., Зотов О.Д. «О геосейсмических шумах и гелиосейсмических колебаниях» Физика Земли, № 4, с. 142-147 (2021)

Г.А. Соболев и его коллеги опубликовали в журнале “Физика Земли” статью (Соболев Г.А., Закржевская Н.А., Мигунов И.Н., Соболев Д.Г., Бойко А.Н. Влияние магнитных бурь на низкочастотный сейсмический шум // Физика Земли. 2020. № 3. С. 3–28), в которой обсуждались полученные авторами результаты. Во-первых, обращено внимание на то, что важнейшим элементом магнитной бури, влияющей на сейсмическую активность, являются геомагнитные пульсации Рс5. В рамках магнитной гидродинамики Рс5 интерпретируются как стоячие волны Альвена. Возможно, что именно волны Альвена индуцируют колебания, зарегистрированные авторами указанной статьи. Во-вторых, изложена гипотеза о том, что в спектр Рс5 вносят вклад 5-минутные колебания Солнца, известные из гелиосейсмологии. Таким образом, по-видимому, намечается еще один канал воздействия Солнца на Землю, в частности на ее сейсмичность. Специальное внимание уделено вопросу об инструментальной помехе.

Базилевский А.Т., Маленков М.И., Волов В.А., Абдрахимов А.М., Козлова Н.А., Зубарев А.Э., Надеждина И.Е. «Оценка прочности лунного грунта по глубине колеи колес луноходов» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 291-315 (2021)

Описываются результаты измерения глубины колеи, оставленной колесами Луноходов-1 и -2, а по глубине оценивалась прочность верхнего слоя лунного грунта на сжатие. Измерения проведены в 13 местах по маршруту Лунохода-1 и в 13 местах по маршруту Лунохода-2. Они оказались равными 9–49 мм (среднее 24 мм) для Лунохода-1, и 12–32 мм (среднее 21 мм) для Лунохода-2, то есть близки друг к другу. Естественно ожидать, что, чем прочнее грунт, тем меньше глубина колеи, и приведенные в статье расчеты подтвердили это. Использованная методика учитывала специфику колес луноходов: у них были металлосетчатые обода с высокими грунтозацепами. Разброс значений прочности по трассе Лунохода-1 оказался равным 9.8–23.4 кПа (среднее 16.9 кПа), а по трассе Лунохода-2 – 13.5–22.4 кПа (среднее 14.3 кПа). Ввиду идентичности конструкций ободов колес советских и китайских луноходов оказалось возможным применить разработанную методику для расчета прочности лунного грунта по трассе движения Yutu и Yutu-2, привлекая литературные данные о глубине колеи колес Yutu (2.5–9.3 мм) и Yutu-2 (2.3–7.8 мм), и с учетом их меньшей, чем у советских луноходов, массы. Результаты оценки прочности грунта по маршруту этих аппаратов: 10.0–19.4 и 10.9–20.2 кПа соответственно. В работе также выполнен расчетно-теоретический анализ взаимозависимости измерений прочности грунта конусно-лопастным штампом бортового прибора оценки проходимости (ПрОП) советских луноходов и условными колесными штампами луноходов. Установлена линейная зависимость между измерениями и расчетами прочности лунного грунта этими двумя методами и раскрыты причины различий. Ключевые слова: лунный грунт, колея колес лунохода, прочность на сжатие DOI: 10.31857/S0320930X21040010

Звонарев С.Л., Зубко А.И., Зубко А.А. «Диагностика вибрационного состояния роторов двухконтурного турбореактивного двигателя с применением фазочастотной характеристики, полученной без использования датчика положения вала» Дефектоскопия, № 10, с. 25-34 (2021)

Рассматриваются теоретические и практические подходы к построению фазочастотных характеристик двухконтурного турбореактивного двигателя (ТРДД) и приводятся результаты проведенных экспериментов. Новизна работы заключается в использовании фазы вибрации для диагностики технического состояния роторов ТРДД и исключение применения для построения фазочастотной характеристики роторов информации от датчика его начального положения. Для определения мгновенного значения фазы колебаний ротора используется метод орбитального анализа вибрации. Применение анализа изменения фазы колебаний позволяет определять наличие резонансных процессов, а также дефекты и неисправности, вызывающие изменения параметров жесткости и демпфирования ротора. Приводятся примеры диагностирования ТРДД с помощью анализа фазочастотных характеристик.

Звонарев С.Л., Зубко А.И., Зубко А.А. «Диагностика вибрационного состояния роторов двухконтурного турбореактивного двигателя с применением фазочастотной характеристики, полученной без использования датчика положения вала» Дефектоскопия, № 10, с. 25-34 (2021)

Рассматриваются теоретические и практические подходы к построению фазочастотных характеристик двухконтурного турбореактивного двигателя (ТРДД) и приводятся результаты проведенных экспериментов. Новизна работы заключается в использовании фазы вибрации для диагностики технического состояния роторов ТРДД и исключение применения для построения фазочастотной характеристики роторов информации от датчика его начального положения. Для определения мгновенного значения фазы колебаний ротора используется метод орбитального анализа вибрации. Применение анализа изменения фазы колебаний позволяет определять наличие резонансных процессов, а также дефекты и неисправности, вызывающие изменения параметров жесткости и демпфирования ротора. Приводятся примеры диагностирования ТРДД с помощью анализа фазочастотных характеристик.