Хабарова О.В. «Зачем Солнцу надо магнитное торнадо?» Земля и Вселенная, № 1, с. 22-35 (2022)

Магнитные торнадо – плазменные объекты, которые внешне очень похожи на торнадо в земной атмосфере, но наблюдаются на Солнце. Эти структуры были открыты почти сто лет назад, но стали предметом активных дискуссий в научной литературе лишь в последнее десятилетие. Растущие технические возможности наблюдений Солнца позволили разглядеть детали, необходимые для понимания природы магнитных торнадо. В статье обсуждается, откуда они берутся, как выглядят, как ведут себя и каким образом ученые исследуют свойства этих структур.

Хамитов И.М., Бикмаев И.Ф., Лыскова Н.С., Круглов А.А., Буренин Р.А., Гильфанов М.Р., Гроховская А.А., Додонов С.Н., Сазонов С.Ю., Старобинский А.А., Сюняев Р.А., Хабибуллин И.И., Чуразов Е.М. «Оценка массы очень массивного скопления галактик SRGe CL2305.2-2248 по сильному линзированию» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 48, № 1, с. 3-11 (2022)

DOI: 10.31857/S0320010822010041

Радионычев Е.В., Хайрулин И.Р., Кочаровская О.А. «О возможности распространения гамма-фотонов со скоростью менее шести метров в секунду при комнатной температуре посредством акустически индуцированной прозрачности» Письма в ЖЭТФ, 114, № 12, с. 789-797 (2021)

Ранее [Phys. Rev. Lett. 124, 163602 (2020)] сообщалось о наблюдении акустически индуцированной прозрачности фольги из нержавеющей стали для резонансных гамма-фотонов с энергией 14.4 кэВ от радиоактивного мессбауэровского источника ⁵⁷Co, которая аналогична электромагнитно-индуцированной прозрачности и расщеплению Аутлера–Таунса. В данной статье мы показываем, что в тех же экспериментальных условиях использование фольги из нержавеющей стали определенной толщины, обогащенной нуклидом ⁵⁷Fe, осциллирующей с оптимальной частотой, позволит замедлить однофотонный волновой пакет гамма-излучения длительностью около 80 нс от источника ⁵⁷Co до значений менее 6 м/с с задержкой порядка 100 нс при комнатной температуре.

Ильгамов М.А., Хакимов А.Г. «Влияние давления окружающей среды на низшую частоту колебаний пластины» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 88-96 (2022)

Определяется низшая частота изгибных колебаний пластины, контактирующей с жидкостью или газом. Дается вывод выражения распределенной поперечной нагрузки на пластину в предположении ее цилиндрического изгиба. Поверхности пластины контактируют со средой разной плотности и давления. Среда может быть сжимаемой в процессе деформации поверхности и несжимаемой. Определяется влияние на изгиб взаимодействия среднего давления и изменения кривизны срединной поверхности, а также присоединенной массы газовой среды.

Аксенова О.А., Халидов И.А. «Определение параметров шероховатости по её аэродинамическим характеристикам в разреженном газе путём решения обратной задачи» IX Поляховские чтения. Санкт-Петербург, 09–12 марта 2021 г. Материалы международной научной конференции по механике, с. 185-186 (2021)

Хамидуллин Б.А., Цивильский И.В., Гильмутдинов А.Х. «Моделирование процесса лазерной наплавки во внешнем акустическом поле для определения влияния интенсивности ультразвука на морфологию валика» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 167-172 (2021)

Разработана математическая модель лазерной наплавки в трехмерном нестационарном приближении, позволяющая учитывать ультразвуковое воздействие на ванну расплава и наплавочный слой в процессе его затвердевания. Уравнения модели, решаемые методом конечных элементов (прочность) и конечных объемов (тепломассоперенос), позволяют рассчитать размеры наплавленного слоя, ванны расплава и зоны термического влияния при варьировании режимов. Распределение акустических волн на поверхности изделия верифицировано экспериментально методом фигур Хладни.

Хамитов И.М., Бикмаев И.Ф., Лыскова Н.С., Круглов А.А., Буренин Р.А., Гильфанов М.Р., Гроховская А.А., Додонов С.Н., Сазонов С.Ю., Старобинский А.А., Сюняев Р.А., Хабибуллин И.И., Чуразов Е.М. «Оценка массы очень массивного скопления галактик SRGe CL2305.2-2248 по сильному линзированию» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 48, № 1, с. 3-11 (2022)

DOI: 10.31857/S0320010822010041

Ханбеков И.Ф., Петров В.С., Ли И.П., Полунина А.А., Локтев Д.Н. «Исследование процессов на поверхности и в объеме материалов магнетрона в условиях термического и термоакустического воздействия на его корпус при откачке воздушной атмосферы» Физика и химия обработки материалов, № 1, с. 42-49 (2020)

Представлена методика измерения относительного количества газа, удаленного из магнетрона при его откачке. Получены уравнения, описывающие три основные стадии газоотделения в процессе откачки. Разработанная методика проверена на модельных объектах и использована для определения относительного количества газа, откачиваемого на каждой стадии газоотделения из серийных магнетронов. Проанализирована эффективность откачки магнетрона при различных методах обезгаживания. Предложен способ ускорения десорбционно-диффузионных процессов при воздействии ультразвуковых колебаний на корпус магнетрона одновременно с его нагреванием во время откачки, повышающий эффективность газоотделения более чем в 2 раза.

Решетник В., Скоров Ю., Бентли М., Резак Л., Хартог П., Блюм Ю. «Транспортные характеристики иерархического приповерхностного слоя ядра кометы 67P/Чурюмова–Герасименко» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 56, № 2, с. 109-131 (2022)

Развитие исследований, в которых рассматривается свободно-молекулярное течение газа через пылевой пористый поверхностный слой кометного ядра. Ранее рассматривались различные типы как однородных, так и неоднородных слоев, построенных из непересекающихся сфер, включая слои, содержащие микротрещины или внутренние полости. Вместе с тем данные, полученные при выполнении космической миссии Rosetta, убедительно доказывают, что приповерхностный слой состоит из пористых агрегатов, а не из простых твердых частиц. В представленном исследовании предлагаются модели, в которых слой конструируется из пористых агрегатов, образовавшихся в ходе баллистической агломерации. Эффективная пористость получившихся модельных слоев находится в диапазоне значений, полученных из анализа наблюдений кометы Чурюмова–Герасименко. Используя метод пробных частиц, получены количественные оценки функции распределения длин пролетов, проницаемости слоя и других эффективных кинетических характеристик продуктов сублимации, прошедших через неизотермический пористый слой. В дополнение получены оценки для объемного поглощения видимого солнечного излучения в приповерхностном поглощающем слое. Для всех изучаемых транспортных характеристик представлены аппроксимационные выражения, которые позволяют эффективно их использовать в нестационарных теплофизических моделях физики кометного ядра.

Михалев А.В., Белецкий А.Б., Лебедев В.П., Сыренова Т.Е., Хахинов В.В. «Оптические эффекты полета ракеты-носителя “Протон-М” со спутником Ямал-601 в дальней от места старта зоне» Космические исследования, 60, № 2, с. 125-133 (2022)

Рассматриваются возмущения в собственном излучении верхней атмосферы Земли во время запуска спутника Ямал-601 30.V.2019 на основе данных оптического комплекса ИСЗФ СО РАН. Измерения проводились в Геофизической обсерватории (ГФО) ИСЗФ СО РАН (∼52° N, ∼103° Е) с помощью комплекса оптических инструментов, включающего в себя камеру всего неба, спектрограф и интерферометр Фабри–Перо. По данным камеры КЕО Sentinel регистрировалась протяженная область свечения вдоль траектории пролета, которая сформировалась через ∼2–4 мин после пролета космического аппарата над ГФО и сохранялась в течение ∼20 мин. Пространственные масштабы поперек траектории пролета КА оцениваются ∼95–110 км в предположении высоты высвечивания ∼150 км (∼190–220 км для высоты высвечивания ∼300 км). В работе обсуждаются возможные механизмы образования наблюдаемой области свечения, в том числе связанные с физико-химическим взаимодействием продуктов топлива с атмосферными составляющими и влияния распространения ударной волны или короткопериодических внутренних гравитационных волн. Рассмотрены возможные причины наблюдаемой задержки появления свечения после пролета КА.

Иляхинский А.В., Родюшкин В.М., Рябов Д.А., Хлыбов А.А., Ерофеев В.И. «Исследование сигналов акустической эмиссии при испытании на растяжение стали 20» Проблемы прочности и пластичности, 83, № 2, с. 188-197 (2021)

Исследованы сигналы акустической эмиссии при испытании на одноосное растяжение плоских образцов стали 20, используемой для деталей сварных конструкций с большим объемом сварки, а также трубопроводов, коллекторов и деталей, работающих при температуре от -40 до 450 °С под давлением. Испытание на растяжение с одновременной регистрацией акустической эмиссии проводилось на универсальной испытательной машине фирмы Tinius OIlsen Ltd, модель H100KU, при скорости перемещения активного захвата 0,05 м/мин. Регистрация сигналов акустической эмиссии проводилась с использованием широкополосных датчиков GT350 фирмы GlobalTest и аналого-цифрового преобразователя NationalInstruments 6363X с последующим сохранением результатов регистрации в виде временного ряда в памяти компьютера. Сравнительный анализ амплитудного распределения сигнала акустической эмиссии для области площадки текучести и области разрушения проводился по величине информационной энтропии, фрактальной размерности и параметру самоорганизации. Показано, что информационная энтропия, фрактальная размерность и параметр самоорганизации сигнала акустической эмиссии для области разрушения имеют меньшие значения, чем в области площадки текучести. Наибольшее изменение в значениях наблюдалось для показателя самоорганизации и наименьшее для фрактальной размерности, вследствие чего параметр самоорганизации амплитудного распределения сигнала является наиболее информативным при описании процессов, связанных с акустической эмиссией. Установлено, что в качестве дополнительной информации можно использовать данные о структуре параметра самоорганизации. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения статистической модели распределения Дирихле в качестве модели процессов, связанных с появлением сигналов акустической эмиссии от источников зарождающихся и развивающихся дефектов при штатных испытаниях изделий из конструкционных углеродистых качественных сталей с перлитно-ферритной структурой.

Хмелёв В.Н., Голых Р.Н., Quan Qiquan, Барсуков Р.В., Минаков В.Д., Генне Д.В., Абраменко Д.С., Нестеров В.А., Хмелёв М.В. «Теоретическая разработка метода контроля свойств твердых внеземных почв при помощи ультразвукового воздействия» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 23-29 (2022)

На сегодняшний день существуют несколько способов определения свойств грунта, но для исследования грунта внеземного объекта подобные способы не подходят. Однако существует направление ультразвукового бурения с целью изучения свойств грунтов внеземных объектов, обнаружения ценных веществ в глубинных слоях или обеспечения максимальной скорости выполнения каналов на заданную глубину для закрепления посадочных модулей. Оптимальная реализация ультразвукового бурения требует непрерывного получения информации о процессе воздействия на грунт с неизвестными свойствами. С помощью всей добываемой информации имеется возможность обеспечить повышение эффективности процесса ультразвукового воздействия. Однако на сегодняшний день определение свойств среды в процессе воздействия ультразвука реализовано только для жидкостей. В статье предложена и разработана модель взаимодействия ультразвукового пьезоэлектрического излучателя с грунтом, учитывающая ударно-контактный характер воздействия. Анализ модели позволил установить взаимосвязь механического импеданса грунта с его свойствами. Выявленная взаимосвязь может быть использована для определения свойств заранее неизвестного грунта в режиме реального времени в ходе ультразвукового бурения для создания бурильных устройств, гарантирующих оптимальное воздействие на широкий класс грунтов.

Хмелёв В.Н., Голых Р.Н., Quan Qiquan, Барсуков Р.В., Минаков В.Д., Генне Д.В., Абраменко Д.С., Нестеров В.А., Хмелёв М.В. «Теоретическая разработка метода контроля свойств твердых внеземных почв при помощи ультразвукового воздействия» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 23-29 (2022)

На сегодняшний день существуют несколько способов определения свойств грунта, но для исследования грунта внеземного объекта подобные способы не подходят. Однако существует направление ультразвукового бурения с целью изучения свойств грунтов внеземных объектов, обнаружения ценных веществ в глубинных слоях или обеспечения максимальной скорости выполнения каналов на заданную глубину для закрепления посадочных модулей. Оптимальная реализация ультразвукового бурения требует непрерывного получения информации о процессе воздействия на грунт с неизвестными свойствами. С помощью всей добываемой информации имеется возможность обеспечить повышение эффективности процесса ультразвукового воздействия. Однако на сегодняшний день определение свойств среды в процессе воздействия ультразвука реализовано только для жидкостей. В статье предложена и разработана модель взаимодействия ультразвукового пьезоэлектрического излучателя с грунтом, учитывающая ударно-контактный характер воздействия. Анализ модели позволил установить взаимосвязь механического импеданса грунта с его свойствами. Выявленная взаимосвязь может быть использована для определения свойств заранее неизвестного грунта в режиме реального времени в ходе ультразвукового бурения для создания бурильных устройств, гарантирующих оптимальное воздействие на широкий класс грунтов.

Антропов Н.Н., Дьяконов Г.А., Покрышкин А.И., Попов Г.А., Казеев М.Н., Ходненко В.П. «Импульсные плазменные двигатели в системах управления космических аппаратов» Прикладная физика, № 1, с. 37-47 (2002)

Импульсные плазменные двигатели (ИПД) представляют интерес для использования в системах управления КА. В работе рассмотрены задачи управления аппаратами, существенно отличающимися по массам и рабочим орбитам, и, следовательно, по требованиям, предъявляемым к бортовым двигательным установкам (БДУ). Показано, что абляционные ИПД могут быть использованы в качестве основных двигателей системы управления угловым положением тяжелого орбитального КА массой до 2500 кг. В одном из вариантов БДУ, обеспечивающая одновременно ориентацию (переориентацию) и прецизионную стабилизацию его углового положения, с компенсацией действующих на аппарат возмущающих моментов, состоит из шести ИПД, каждый из которых потребляет за один разряд энергию 150 Дж. Полная масса такой БДУ не превышает 75 кг. Рассмотрено использование ИПД для прецизионного поддержания орбитальных параметров солнечно-синхронной орбиты КА массой 250 кг. При этом БДУ на базе ИПД решает задачи установки КА на рабочую орбиту, стабилизации периода его обращения с точностью не хуже 0,001с и углового положения. Задача может быть решена восемью ИПД с энергопотреблением каждого двигателя 20–40 Дж. Полная масса БДУ не превысит 25–30 кг.

Малков О.Ю., Ковалева Д.А., Поляченко Е.В., Хоперсков С.А. «Звездные системы во Вселенной» Земля и Вселенная, № 6, с. 39-48 (2021)

Отдел физики звездных систем – одно из подразделений Института астрономии РАН. Отдел насчитывает 18 сотрудников и занимается следующими научными проблемами: исследование строения, кинематики и динамической эволюции галактик; изучение проблемы спиральной структуры галактик; развитие теории устойчивости гравитирующих систем; исследование гидродинамических неустойчивостей в астрофизике; изучение звездного состава и структуры звездных скоплений; изучение происхождения и эволюции населения рассеянных скоплений в Галактике; изучение кинематики и пространственной структуры звездных групп; развитие методов параметризации звезд; изучение межзвездного поглощения в Галактике; изучение двойных и кратных звездных систем; создание, поддержка и развитие астрономических каталогов и баз данных; создание Российской виртуальной обсерватории и ее интеграция в Международную виртуальную обсерваторию. В данной статье мы опишем современное состояние дел в области исследования различных звездных систем: от двойных звезд до гигантских звездных систем – галактик. В частности, мы обращаем внимание читателя на нерешенные вопросы и загадки в этой области современной астрономии.

Мордвин Е.Ю., Волков Н.В., Ревякин А.И., Тогоо Р., Астапов И.И., Безъязыков П.А., Бланк М., Бонвеч Е.А., Бородин А.Н., Брюкнер М., Буднев Н.М., Булан А., Вайдянатан А., Вишневский Р., Волчугов П.А., Воронин Д.М., Гармаш А.Ю., Гафаров А.Р., Гребенюк В.М., Гресс О.А., Гресс Т.И., Гринюк А.А., Гришин О.Г., Дячок А.Н., Журов Д.П., Загородников А.В., Иванова А.Л., Калмыков Н.Н., Киндин В.В., Кирюхин С.Н., Кокоулин Р.П., Компаниец К.Г., Коростелева Е.Е., Кожин В.А., Кравченко Е.А., Крюков А.П., Кузьмичев Л.А., Кьявасса А., Лагутин А.А., Лемешев Ю.Е., Лубсандоржиев Б.К., Лубсандоржиев Н.Б., Миргазов Р.Р., Мирзоян Р., Монхоев Р.Д., Осипова Е.А., Пахоруков А.Л., Пан А., Панасюк М.И., Паньков Л.В., Петрухин А.А., Подгрудков Д.А., Полещук В.А., Попеску М., Попова Е.Г., Порелли А., Постников Е.Б., Просин В.В., Птускин В.С., Пушнин А.А., Райкин Р.И., Рубцов Г.И., Рябов Е.В., Сагань Я.И., Самолига В.С., Свешникова Л.Г., Силаев А.А., Силаев (мл.) А.А., Сидоренков А.Ю., Скурихин А.В., Слунечка М., Соколов А.В., Суворкин Я.В., Таболенко В.А., Танаев А.Б., Таращанский Б.А., Терновой М.Ю., Ткачев Л.Г., Тлучиконт М., Ушаков Н.А., Хорнс Д., Чернов Д.В., Яшин И.И. «Астроклимат равнинных высокогорных зон большого алтая по данным спутникового дистанционного зондирования: потенциал для размещения полномасштабного гамма-астрономического эксперимента» Известия РАН. Серия физическая, 86, № 3, с. 452-456 (2022)

С использованием ночных данных радиометра VIIRS спутниковой платформы Suomi NPP и данных гиперспектрометра AIRS спутника Aqua проведено исследование астроклиматических условий для выполнения ночных астрофизических наблюдений на территории региона Большой Алтай. Установлено, что по топографическим и астроклиматическим критериям для размещения полномасштабного гамма-астрономического эксперимента наиболее подходят район Чуйской степи (Республика Алтай, Россия) и плато озера Хубсугул (аймак Хувсгел, Монголия). Учет особенностей инфраструктуры делает предпочтительным полигон в западной части Чуйской степи.

Калинин Ю.К., Репин А.Ю., Хотенко Е.Н., Щелкалин А.В. «Макромасштабные движущиеся возмущения FoF2 среднеширотной ионосферы, ассоциируемые с наземными вбросами энергии порядка 10¹⁶ Дж» Гелиогеофизические исследования, № 31, с. 41-51 (2021)

Исследуются объекты, возникающие в ионосфере при наземных вбросах энергии порядка 10¹⁶ Дж. Они проявляются в виде относительных вариаций критической частоты δf ο F2 с пиковой контрастностью более 20%, пространственным масштабом 2–3 тыс. км и «временем жизни» 20–100 часов. Объекты перемещаются с почти звуковой скоростью на расстояния до 105 км вдоль траекторий, тяготеющих к дугам большого круга, по большей части сохраняя свою амплитуду. При этом и антропогенные, и сейсмогенные возмущения, возникшие после момента главного удара, характеризуются отрицательными значениями. И только специфические сейсмогенные объекты, которые возникают до момента главного удара на отрезок времени упреждения, равный 10–15 часам, характеризуются положительным знаком. Приводятся конкретные примеры, относящиеся к различным энергетическим уровням источников возмущений. Отмечается возможность самого краткосрочного ионосферного прогноза с использованием текущих данных GPS времени и места главного удара сильных землетрясений.

Калинин Ю.К., Репин А.Ю., Хотенко Е.Н., Щелкалин А.В. «Статистические инварианты погрешностей тридцатиминутного прогноза максимально применимых частот на трассах Кипр–Москва и Инскип–Москва» Гелиогеофизические исследования, № 31, с. 52-57 (2021)

Рассматриваются статистические инварианты погрешностей тридцатиминутного прогноза МПЧ на трассах Кипр–Москва и Инскип–Москва. Сформированы по два суточных массива погрешностей при различных уровнях солнечной активности. Использованы различные схемы прогноза: инерционный, линейный и т.д. Получено, что во всех случаях среднеквадратичная относительная погрешность прогноза составляет 7%, а минимальные значения асимметрии и эксцесса имеют место при линейном прогнозе. Рассмотрены схемы расчета погрешностей прогноза при переходе к меньшим временным интервалам прогнозирования.

Хохлачев А.А., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Рязанцева М.О., Рахманова Л.С. «Вариации содержания гелия в межпланетных выбросах корональной массы (ICME)» Космические исследования, 60, № 2, с. 93-98 (2022)

На основе данных базы OMNI2 за период с 1976 по 2019 г. исследуется поведение относительного содержания ионов гелия N_α/N_p внутри ICME. Показано, что ранее обнаруженная антикорреляция между N_α/N_p и β-параметром внутри ICME в основном связана с зависимостью от магнитного давления (или величины межпланетного магнитного поля), при этом зависимость N_α/N_p от величины теплового давления является слабо падающей в МС и растущей в EJECTA. Полученные данные согласуются с ранее высказанной гипотезой о протекании обогащенного ионами гелия электрического тока внутри ICME.

Тюрина А.В., Юлдашев П.В., Есипов И.Б., Хохлова В.А. «Численная модель спектрального описания генерации ультразвуковой волны разностной частоты при двухчастотном взаимодействии» Акустический журнал, № 2, с. 152-161 (2022)

Рассматривается спектральный алгоритм описания нелинейной генерации акустической волны разностной частоты, формируемой при взаимодействии двух близких интенсивных высокочастотных волн накачки. При таком двухчастотном взаимодействии, в условиях образования ударных фронтов в профиле волны, для корректного описания ее полного спектра необходимо использовать в численном алгоритме порядка нескольких тысяч спектральных компонент. В работе предложен метод, позволяющий существенно уменьшить это число при сохранении точности расчета поля волны разностной частоты. Метод состоит в ограничении высокочастотной части спектра и прореживании комбинационных частот, расположенных между кратными исходным волнам накачки компонентами спектра. В приближении распространения плоских одномерных волн рассмотрены примеры взаимодействия близких частот, характерных для работы подводной параметрической антенны. Показано, что метод позволяет более чем в 100 раз сократить количество спектральных компонент, включенных в алгоритм описания нелинейного оператора, и тем самым уменьшить число операций на четыре порядка, что делает реализуемыми алгоритмы описания параметрических взаимодействий, в том числе и в акустических пучках.

Бутенко М.А., Беликова И.В., Хохлова С.С., Кузьмин Н.М., Иванченко Г.С., Тен А.В. «Влияние формы неосесимметричного темного гало на морфологию внешнего спирального узора галактик» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 24, № 3, с. 73-85 (2021)

Представлены результаты численного моделирования газового галактического диска, вращающегося во внешнем неосесимметричном потенциале темного гало. Рассмотрены различные распределения вещества в темном гало, которые в модели определяются функциональной зависимостью параметра неосесимметрии от радиуса галактики. Проведено исследование влияния формы неосесимметричного гало на морфологию формирующейся спиральной структуры далеко за пределами оптического радиуса диска.

Червинский Д.А., Христов А.В., Шелест В.В. «Взаимосвязь термодинамических коэффициентов, их связь с комплексным ангармонизмом и акустикой, особенности их влияния на термодинамику устойчивости фазового равновесия в формализме внешних дифференциальных форм» Физика и техника высоких давлений, 31, № 2, с. 12-27 (2021)

С использованием принципов исчисления внешних дифференциальных форм определены взаимосвязи термодинамических коэффициентов, характеризующих различные свойства упруго деформированной среды, установлена связь с ангармонизмом и звуковыми волнами в системе. Показано влияние акустики на термодинамику устойчивости фазового равновесия.