Винокуров А., Атапин К., Бордолои О.П., Саркисян А., Кашияп Ю., Чакраборти М., Рахна П.Т., Костенков А., Соловьева Ю., Фабрика С., Сафонова М., Гогои Р., Сутариа Ф., Мурти Дж. «Одновременные наблюдения ультраяркого рентгеновского источника Holmberg II X-1 в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах с помощью индийской космической миссии AstroSat» Астрофизический бюллетень, 77, № 3, с. 258-275 (2022)

Представлены результаты восьми одновременных наблюдений в ультрафиолетовом (УФ) и рентгеновском диапазонах сильно переменного ультраяркого рентгеновского источника (ultraluminous X-ray source, ULX) Holmberg II X-1, выполненных с помощью AstroSat – индийского космического спутника, работающего в нескольких диапазонах длин волн. В течение всего периода наблюдений с конца 2016 г. по начало 2020 г. Holmberg II X-1 показал умеренную рентгеновскую светимость около 8·10³⁹ эрг с^–1 и жесткий степенной спектр с Γ≤1.9. Продемонстрированная объектом в наблюдениях AstroSat низкая амплитуда вариаций рентгеновского потока (около 50% от величины минимального потока) и незначимая переменность в УФ-диапазоне (верхний предел примерно 25%) не позволили надежно обнаружить корреляцию между изменениями потоков в этих диапазонах. При этом в пределах каждого конкретного наблюдения амплитуда рентгеновской переменности оказалась более высокой, достигая фактора 2–3 относительно среднего уровня, однако она наблюдается в виде относительно коротких стохастических вспышек. Полученные результаты были рассмотрены с точки зрения трех моделей: прогретых рентгеновским излучением фотосферы звезды-донора, диска и ветра. Мы также оценили нижний предел переменности объекта в рентгеновском диапазоне, который позволил бы отвергнуть хотя бы некоторые из перечисленных моделей.

Фазилова Д.Ш., Махмудов М.Д., Халимов Б.Т. «Развитие геоцентрической системы координат Республики Узбекистан» Труды Института прикладной астрономии РАН № 59, с. 19-25 (2021)

К настоящему моменту на большей части территории Республики Узбекистан с развитой инфраструктурой построена спутниковая геодезическая сеть (СГС), базирующаяся на измерениях ГНСС, включающая сеть референцных геодезических пунктов, спутниковую геодезическую сеть нулевого класса (СГС-0) и спутниковую геодезическую сеть первого класса (СГС-1). Значительные улучшения в технологии позиционирования, позволяющие определять координаты на сантиметровом уровне точности, ведут к постановке задачи модернизации системы координат страны для постоянно расширяющейся базы пользователей в сфере геодезии, картографирования, проектирования, сельского хозяйства и других областей. Одно из направлений исследований – создание полудинамической системы координат, в которой заданы координаты на определенную эпоху и известна модель современных тектонических движений земной поверхности. Целью данной работы является определение локального поля горизонтальных скоростей движений земной коры региона. Данные наблюдений GPS-пунктов за период 2005–2018 гг. обрабатывались с помощью пакета программ GAMIT/GLOBK v.10.71. Анализ включал три основных шага: оценку координат и скоростей станций с использованием суточных фазовых измерений и стандартных моделей, рекомендованных IERS Conventions (2010), (IERS conventions, 2010), привязку региональной сети к глобальной системе отсчета ITRF2014 (Altammimi, 2016) с помощью фильтра Кальмана и определение локальных смещений относительно «стабильной» Евразийской плиты с использованием угловой скорости вращения плиты по ITRF2014. Ошибка повторяемости горизонтальных координат получена на уровне 1.0–3.2 мм и 3.2–6.5 мм для высоты. Общее движение пунктов относительно Евразийской плиты в ITRF2014 составило около 27 мм/год на северо-восток. Построено локальное поле векторов горизонтальных скоростей. Значения скоростей в регионе находятся в диапазоне от 2.3–11.0 мм в год. Причем зоны максимальных смещений расположены вдоль Западного Тянь-Шанского линеамента и в Ферганской долине.

Ахмедьянова Р.А., Васильева Э.А., Кутузова Т.М., Мухамедзянов Р.Р., Фам Тхэ Шон, Музипов З.Р. «Влияние ультразвука на физикохимические характеристики марганец-оксидных катализаторов окисления углеводородов» Вестник технологического университета (ранее Вестник Казанского технологического университета – 1998–2015), 21, № 7, с. 20-23 (2022)

Получены образцы гетерогенных марганец-оксидных катализаторов пропиткой γ-оксида алюминия избытком водных растворов солей марганца с различным содержанием марганца в условиях УЗ воздействия различной мощности и продолжительности и без него. Приведена схема получения гетерогенного марганец-оксидного катализатора пропиткой носителя из избытка водного раствора хлорида марганца (II) методом окунания в УЗ поле. В качестве источника УЗ использовали технологический аппарат серии «Волна» (модель УЗТА-0,4/22-ОМ), частота УЗ колебаний – 22 кГц. Установлены оптимальные условия УЗ обработки – продолжительность 5 мин, мощность УЗ 102,2 Вт. Определены физико-химические характеристики образцов катализатора, в том числе удельная поверхность, средний размер пор, объем пор по методу БЭТ. Установлено, что ультразвук оказывает влияние на текстурные характеристики катализаторов. В области концентраций пропиточных растворов 5–30% использование УЗ приводит к увеличению удельной поверхности образца катализатора на 5,5–11,25%, в то время как для носителя эта величина составляет 1,33%. При этом общий объем пор снижается для 5, 10, 30%-х пропиточных растворов на 0,8; 11,59; 18,7%, а для носителя 13,7%, соответственно. Методом рентгенофлуоресцентного полуколичественного анализа определен элементный состав образцов и влияние на содержание Al и Mn УЗ-воздействия и выявлено, что при концентрации соли марганца в пропиточном растворе 5% УЗ воздействие не приводит к изменению содержания этих элементов. При более высокой концентрации раствора соли марганца – 10 и 30% масс. влияние УЗ воздействия на элементный состав катализатора не однозначно. С увеличением концентрации соли марганца, растет содержание марганца в катализаторе как в условиях УЗ так и без него. Наблюдаемое снижение общего объема пор при УЗ может быть связано с более полным заполнением их активным компонентом, и чем больше концентрация пропиточного раствора, тем больше марганца находится в порах носителя. Общая же удельная поверхность увеличивается.

Ахмедьянова Р.А., Васильева Э.А., Кутузова Т.М., Мухамедзянов Р.Р., Фам Тхэ Шон, Музипов З.Р. «Влияние ультразвука на физикохимические характеристики марганец-оксидных катализаторов окисления углеводородов» Вестник технологического университета (ранее Вестник Казанского технологического университета – 1998–2015), 21, № 8, с. 107-110 (2022)

Получены образцы гетерогенных марганец-оксидных катализаторов пропиткой γ-оксида алюминия избытком водных растворов солей марганца с различным содержанием марганца в условиях ультразвукового (УЗ) воздействия различной мощности и продолжительности и без него. Приведена схема получения гетерогенного марганец-оксидного катализатора пропиткой носителя из избытка водного раствора хлорида марганца (II) методом окунания в УЗ-поле. В качестве источника УЗ использовали технологический аппарат серии «Волна» (модель УЗТА-0,4/22-ОМ), частота УЗ колебаний – 22 кГц. Установлены оптимальные условия УЗ-обработки: продолжительность 5 мин, мощность УЗ 102,2 Вт. Определены физико-химические характеристики образцов катализатора, в том числе удельная поверхность, средний размер пор, объем пор по методу БЭТ. Установлено, что ультразвук оказывает влияние на текстурные характеристики катализаторов. В области концентраций пропиточных растворов 5–30% использование УЗ приводит к увеличению удельной поверхности образца катализатора на 5,5–11,25%, в то время как для носителя эта величина составляет 1,33%. При этом общий объем пор снижается для 5, 10, 30%-х пропиточных растворов на 0,8; 11,59; 18,7%, а для носителя 13,7%, соответственно. Методом рентгенофлуоресцентного полуколичественного анализа определен элементный состав образцов и влияние на содержание Al и Mn УЗ-воздействия и выявлено, что при концентрации соли марганца в пропиточном растворе 5% УЗ-воздействие не приводит к изменению содержания этих элементов. При более высокой концентрации раствора соли марганца – 10 и 30% масс. влияние УЗ-воздействия на элементный состав катализатора неоднозначно. С увеличением концентрации соли марганца, растет содержание марганца в катализаторе как в условиях УЗ-воздействия, так и без него. Наблюдаемое снижение общего объема пор при УЗ-воздействии может быть связано с более полным заполнением их активным компонентом, и чем больше концентрация пропиточного раствора, тем больше ионов марганца находится в порах носителя. Общая же удельная поверхность увеличивается.

Юдин М.А., Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Фараносов Г.А. «О вкладе волн неустойчивости в перемежаемость пульсаций скорости турбулентной струи» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 31-38 (2022)

Исследуется статистика пульсаций поля давления и скорости в дозвуковой турбулентной струе. Анализируются данные, полученные ранее в численном расчете методом LES для круглой струи с числом Маха M=0.8 и числом Рейнольдса Re ∼750 000. Рассматриваются пульсации как в потенциальном ядре струи, так и в слое смешения. Для исследования статистики и выявления перемежаемости (свойства статистики отличаться от нормальной) используются функция плотности вероятности и значение эксцесса (отношения четвертого момента к квадрату второго). Показано, что в отличие от однородной изотропной турбулентности, где пульсации скорости имеют гауссовскую статистику, для турбулентной струи статистика поля скорости оказывается перемежаемой на границе потенциального ядра, и на внешней границе слоя смешения. Предложено объяснение этого различия, связанное с вкладом крупномасштабных колебаний среднего течения струи (волн неустойчивости). Также показано, что перемежаемость поля давления в области внешней границы турбулентной струи не может быть связана с крупномасштабными колебаниями, а является характеристикой мелкомасштабной турбулентности, также, как в случае однородной изотропной турбулентности.

Бычков О.П., Фараносов Г.А. «Исследование влияния угла установки крыла на характеристики рассеяния ближнего гидродинамического поля турбулентной струи» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 57-67 (2022)

Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования влияния угла установки крыла на дальнее акустическое поле, связанное с рассеянием гидродинамических возмущений ближнего поля турбулентной дозвуковой струи на его задней кромке. Для модели, в которой рассеивающая поверхность моделируется полуплоскостью, с помощью метода Винера–Хопфа получена аналитическая зависимость основных характеристик поля рассеяния от угла установки рассеивающей поверхности. В заглушенной камере АК-2 ЦАГИ проведено экспериментальное исследование звукового поля конфигурации “сопло–пластина” при помощи подвижной азимутальной решетки микрофонов и показано хорошее соответствие теоретической модели данным измерений.

Беляев И.В., Горбовской В.С., Кажан А.В., Фараносов Г.А. «Снижение шума высокоскоростной струи двигателя сверхзвукового гражданского самолета по результатам акустических испытаний модели плоского сопла в заглушенной камере АК-2 ЦАГИ» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 47-56 (2022)

Шум струи, как ожидается, будет важным источником шума перспективного сверхзвукового гражданского самолета (СГС) на режимах взлета и набора высоты, так что разработка методов снижения шума струи СГС является необходимым условием обеспечения СГС норм по шуму на местности. В рамках исследований по снижению шума струи СГС были проведены акустические испытания маломасштабной модели плоского сопла типа “миксер-эжектор” с системой шумоглушения на режимах работы, соответствующих взлету и набору высоты, включая наличие спутного потока. Были получены спектральные характеристики и диаграммы направленности шума в дальнем поле для широкого диапазона азимутальных и полярных углов. Результаты проведенных измерений сравнивались с двумя базовыми вариантами: 1) одно круглое сопло с тем же перепадом давления и той же тягой, что и плоское сопло, 2) два одинаковых круглых сопла, с тем же перепадом давления и той же суммарной тягой, что и плоское сопло. Для эквивалентных струй, соответствующих этим двум базовым вариантам, на основе полуэмпирической методики ЦАГИ расчета шума струй был определен шум в дальнем поле. Сравнение с экспериментальными данными плоского сопла показало, что имеются диапазоны углов наблюдения и частот, где наблюдается снижение шума за счет применения плоского сопла по сравнению с эквивалентными круглыми струями, и диапазоны, где плоское сопло оказывается шумнее. Проведенный пересчет спектров на натурные масштабы и оценка шума СГС в метрике EPNL показали, что применение данного плоского сопла может приводить к интегральному эффекту снижения шума на местности по сравнению с круглыми соплами.

Бычков О.П., Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А., Чернышев С.А. «О двух подходах к моделированию шума низкоскоростных дозвуковых струй» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 16-25 (2022)

Представлено подробное исследование структуры звукового поля дозвуковой турбулентной струи. Для анализа используются экспериментальные данные, полученные методом азимутальной декомпозиции, и численные данные, полученные методом моделирования крупных вихрей. Проводится сравнение двух подходов к моделированию источников шума: модели “мелкомасштабной” турбулентности и модели волн неустойчивости. Показано, что модель “мелкомасштабной” турбулентности позволяет воспроизвести нетривиальные характеристики направленности излучения азимутальных мод в широком диапазоне параметров и, по-видимому, является более адекватной реальной физике процессов генерации шума в дозвуковых струях.

Аитов В.Н., Валявин Г.Г., Валеев А.Ф., Митиани Г.Ш., Москвитин А.С., Емельянов Э.В., Фатхуллин Т.А., Антонюк К.А., Галазутдинов Г.А., Закинян А.Р., Куникин С.А. «Исследование особенностей эволюции сильно замагниченных звезд - белых карликов. I. Наблюдения» Астрофизический бюллетень, 77, № 3, с. 333-340 (2022)

Представлены результаты наблюдений по программе поиска сильнозамагниченных белых карликов среди эволюционно старых звезд этого класса. Программа выполнялась на протяжении двух лет на 1-м телескопе САО РАН. Были обнаружены новые кандидаты в белые карлики разных возрастов со сверхсильными (от нескольких мегагаусс до сотен мегагаусс) магнитными полями. Эти наблюдения вместе с исследованиями других авторов позволили дать новую оценку частоты встречаемости магнитных белых карликов среди старых звезд. Наши результаты подтверждают ранее сделанные предположения о том, что частота встречаемости далеко проэволюционировавших магнитных белых карликов с магнитными полями величиной от нескольких мегагаусс и выше и с температурами менее 10 000 К находится на уровне 15% и более, в то время как для таких звезд среди молодых белых карликов она не превышает 4–6%. Это означает, что тепловая эволюция физических свойств магнитных белых карликов отличается от тепловой эволюции их слабомагнитных родственников.

Аитов В.Н., Валявин Г.Г., Валеев А.Ф., Галазутдинов Г.А., Москвитин А.С., Митиани Г.Ш., Емельянов Э.В., Фатхуллин Т.А., Антонюк К.А., Закинян А.Р., Куникин С.А. «Исследование особенностей эволюции сильно замагниченных белых карликов и некоторых других звезд в условиях магнитоиндуцированного подавления у них конвективного выноса энергии. II. Моделирование» Астрофизический бюллетень, 77, № 3, с. 341-349 (2022)

Представлено исследование влияния магнитоиндуцированного контроля внешней конвекции у звезд разных типов, в частности, у белых карликов, на их тепловую эволюцию. Для проверки высказанного нами ранее утверждения о том, что для остывающих белых карликов, исчерпавших источники термоядерного горения, остановка конвекции магнитным полем значительно замедляет их остывание, выполнена наблюдательная программа поиска новых сильно замагниченных белых карликов. Построена наблюдаемая функция светимости сильно замагниченных белых карликов с остановленной конвекцией и проведено ее сравнение с известной аналогичной функцией светимости белых карликов со слабыми полями, допускающими эффективный конвективный вынос тепла из их недр. В результате модельного анализа этих функций подтверждена гипотеза о том, что сильно замагниченные белые карлики остывают медленнее слабомагнитных. Качественно рассмотрено влияние магнитного торможения конвекции у звезд солнечного типа и звезд – холодных М-карликов главной последовательности – на периодичность их радиационной активности. Обсуждаются геофизический аспект проблемы и практическое приложение контроля магнитным полем теплоотвода в электропроводящих средах. К

Асминг В.Э., Федоров А.В., Виноградов Ю.А., Чебров Д.В., Баранов С.В., Федоров И.С. «Быстрый детектор инфразвуковых событий и его применение» Геофизические исследования, 22, № 1, с. 54-67 (2021)

Предлагаемая статья посвящена развитию методов и алгоритмов автоматического обнаружения полезных сигналов в зашумленной среде на записях инфразвуковых групп. Приведен обзор наиболее распространенных методов обработки инфразвуковых сигналов. Описан набор алгоритмов и последовательность их применения для быстрого определения инфразвуковых сигналов на записях инфразвуковой группы, реализованные в виде автоматического детектора. Быстродействие представленного детектора достигается за счет оптимизации вычислений и предварительного расчета части параметров для инфразвуковых групп, состоящих из трех датчиков. Актуальность применения быстрых алгоритмов обнаружения целевых сигналов продиктована рядом прикладных задач по оперативному выявлению мест генерации инфразвуковых сигналов, например при поиске отработавших элементов ракет-носителей или контроле лавиноопасных склонов в горной местности. Рассмотренный в статье автоматический детектор производит оценку ряда стандартных параметров обнаруженных акустических сигналов, таких как азимут на источник, угол падения волны, кажущаяся скорость. Дополнительно реализованы алгоритмы оценки длительности зарегистрированных сигналов и изменчивости азимута на источник. Последние два параметра применяются для автоматического выявления движущихся источников инфразвуковой эмиссии. Отработка применения описываемого детектора в режиме, близком к реальному времени, осуществлена в рамках экспериментальных работ по инфразвуковому мониторингу лавинной активности на полуострове Камчатка в феврале-апреле 2020 г. Результаты применения детектора показали высокую достоверность получаемых решений. Автоматически обнаруженные и ассоциированные с лавинными проявлениями сигналы были верифицированы визуальным осмотром местности.

Асминг В.Э., Федоров А.В., Виноградов Ю.А., Чебров Д.В., Баранов С.В., Федоров И.С. «Быстрый детектор инфразвуковых событий и его применение» Геофизические исследования, 22, № 1, с. 54-67 (2021)

Предлагаемая статья посвящена развитию методов и алгоритмов автоматического обнаружения полезных сигналов в зашумленной среде на записях инфразвуковых групп. Приведен обзор наиболее распространенных методов обработки инфразвуковых сигналов. Описан набор алгоритмов и последовательность их применения для быстрого определения инфразвуковых сигналов на записях инфразвуковой группы, реализованные в виде автоматического детектора. Быстродействие представленного детектора достигается за счет оптимизации вычислений и предварительного расчета части параметров для инфразвуковых групп, состоящих из трех датчиков. Актуальность применения быстрых алгоритмов обнаружения целевых сигналов продиктована рядом прикладных задач по оперативному выявлению мест генерации инфразвуковых сигналов, например при поиске отработавших элементов ракет-носителей или контроле лавиноопасных склонов в горной местности. Рассмотренный в статье автоматический детектор производит оценку ряда стандартных параметров обнаруженных акустических сигналов, таких как азимут на источник, угол падения волны, кажущаяся скорость. Дополнительно реализованы алгоритмы оценки длительности зарегистрированных сигналов и изменчивости азимута на источник. Последние два параметра применяются для автоматического выявления движущихся источников инфразвуковой эмиссии. Отработка применения описываемого детектора в режиме, близком к реальному времени, осуществлена в рамках экспериментальных работ по инфразвуковому мониторингу лавинной активности на полуострове Камчатка в феврале-апреле 2020 г. Результаты применения детектора показали высокую достоверность получаемых решений. Автоматически обнаруженные и ассоциированные с лавинными проявлениями сигналы были верифицированы визуальным осмотром местности.

Федорова Н.Н., Гольдфельд М.А., Пикалов В.В. «Исследование пульсационных режимов в высокоскоростном потоке с теплоподводом. I. Эксперимент» Физика горения и взрыва, 58, № 5, с. 33-43 (2022)

Представлены результаты экспериментальных исследований течения в канале с внезапным расширением без подвода и с подводом тепла в сверхзвуковой воздушный поток. На основании обработки экспериментальных данных о временных зависимостях статического давления на стенке канала определены спектральные мощности пульсаций, анализ которых показал, что при подводе тепла в течении происходит усиление спектральной мощности пульсаций давления в диапазоне частот 250–400 Гц. Наибольшее увеличение мощности наблюдается в начальный период процесса при воспламенении смеси и в конце режима стабилизации горения. В период, соответствующий развитому горению, максимум спектра мощности пульсаций снижается, а интервал значимых частот расширяется на диапазон 400–600 Гц.

Федорова Н.Н., Гольдфельд М.А., Пикалов В.В. «Исследование пульсационных режимов в высокоскоростном потоке с теплоподводом. II. Численное моделирование» Физика горения и взрыва, 58, № 5, с. 44-53 (2022)

Представлены результаты численного исследования турбулентных реагирующих течений в канале с внезапным расширением с учетом инжекции водородных струй в сверхзвуковой (М=4) воздушный поток. Моделирование проведено в трехмерной нестационарной постановке с использованием программного комплекса ANSYS Fluent в условиях экспериментов, выполненных в импульсной высокоэнтальпийной аэродинамической установке ИТ-302М. В расчетах получен автоколебательный режим с интенсивными пульсациями давления и интегрального тепловыделения. При этом среднее по периоду распределение давления удовлетворительно совпадает с экспериментальными значениями, а частота пульсаций давления лежит в диапазоне, полученном в экспериментах. На основании детального анализа характеристик течения за полный цикл колебаний уточнен механизм обратной связи, ответственный за возникновение автоколебаний.

Федорова Н.Н., Ванькова О.С. «Влияние параметров внешней среды на воспламенение и горение сверхзвуковой водородной струи, истекающей в затопленное пространство» Физика горения и взрыва, 58, № 3, с. 19-31 (2022)

Представлены результаты численного моделирования смешения, воспламенения и горения холодной сверхзвуковой (М_jet=1.46) водородной струи, подаваемой соосно в кольцевую сверхзвуковую (M_air=1.86) струю горячего влажного воздуха, в условиях истечения в затопленное пространство. Моделирование проведено в программном комплексе ANSYS Fluent 2020 R1 в нестационарной двумерной осесимметричной постановке на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса, дополненных k-w SST моделью турбулентности и детальным кинетическим механизмом горения водорода в воздухе. Геометрия и параметры расчетов выбраны в соответствии с условиями эксперимента (Cohen, Guile, 1969), данные которого использованы для верификации расчетного алгоритма. Изучена структура реагирующей струи, проведена оценка полноты сгорания водорода при различных значениях параметра нерасчетности струи. Получены мгновенные, средние и пульсационные компоненты основных газодинамических параметров и концентраций компонентов реагирующей смеси.

Федотов Л.В. «Обзор современных цифровых систем преобразования и регистрации сигналов для РСДБ-радиотелескопов» Труды Института прикладной астрономии РАН № 55, с. 24-35 (2020)

На современных радиотелескопах цифровые системы практически вытеснили аналоговую аппаратуру для преобразования и регистрации сигналов при радиоинтерферометрических наблюдениях. Однако обзорных статей по таким системам, как в нашей стране, так и за рубежом, очень мало. Зачастую скудные сведения о существующих и перспективных цифровых радиоастрономических системах разбросаны по различным публикациям, посвященным радиоастрономическим наблюдениям. Цель данной статьи – анализ современного состояния и перспектив развития отечественных и зарубежных цифровых систем для РСДБ-радиотелескопов, оценка уровня разработок в этой области и наиболее перспективных направлений совершенствования указанных систем. Проведен сравнительный анализ появившихся за последние годы в разных странах цифровых систем преобразования сигналов: R2DBE (США), DBBC3 (Европейский Союз), K6/GALAS (Япония), CDAS2 (Китай), KVN DAS (Южная Корея), ШСПС (широкополосная система преобразования сигналов) и МСПС (многофункциональная система преобразования сигналов) (Россия). Рассмотрены история развития, структурные схемы, параметры и особенности этих систем. Число каналов для цифровой обработки сигналов промежуточных частот в рассмотренных системах может варьироваться от 2 до 12. В каждом канале после аналого-цифрового преобразования сигналов формируются цифровые потоки, как правило, в формате VDIF (VLBI Data Interchange Format). Предусмотрено не только 2-битовое квантование сигналов, но и возможность увеличения числа бит на каждую выборку сигнала до 4, 8, 10 или 16. Для цифровой обработки сигналов во всех рассмотренных системах используются программируемые логические интегральные схемы, так как только они способны обеспечить указанную обработку в реальном времени. Большое значение имеет использование стандартного интерфейса Ethernet и высокоскоростных оптических линий для передачи цифровых потоков в аппаратуру регистрации данных, которая на современных радиотелескопах строится на основе высокопроизводительных коммерчески доступных компонентов и программного обеспечения с открытым кодом. Основной тенденцией развития цифровых систем преобразования сигналов является увеличение суммарной скорости выходного информационного потока, которая может достигать 96 Гбит/c и более. Для систем регистрации характерен отказ от разработки специализированных устройств и компоновка системы на основе сетевых технологий хранения большого объема данных. К другим направлениям развития современных цифровых систем на радиотелескопах можно отнести: минимизацию использования аналоговых методов и устройств для преобразования сигналов; стремление использовать не уникальные, а широко доступные и стандартизованные цифровые устройства; размещение цифровой системы непосредственно на антенне радиотелескопа с передачей цифровых потоков в систему регистрации, расположенную в аппаратном помещении, по волоконно-оптическим линиям. Важным направлением развития цифровых систем преобразования сигналов является расширение их функциональных возможностей и создание унифицированных систем, способных обеспечить как радиоинтерферометрические, так и радиометрические либо спектральные наблюдения без замены аппаратуры. Показано, что отечественные цифровые системы по своим параметрам не уступают лучшим зарубежным образцам, а по некоторым характеристикам превосходят их.

Маршалов Д.А., Носов Е.В., Федотов Л.В. «Многофункциональная система преобразования сигналов для радиотелескопа РТ-13 в обсерватории «Светлое»» Труды Института прикладной астрономии РАН № 56, с. 39-47 (2021)

Радиотелескопы РСДБ-сети «Квазар-КВО» РТ-32 и РТ-13 для радиоинтерферометрических, радиометрических и спектральных наблюдений используют различное оборудование. Применяемые в настоящее время на радиотелескопах РТ-32 в обсерваториях «Светлое», «Зеленчукская» и «Бадары» РСДБ-системы преобразования сигналов (СПС) являются узкополосными и не в полной мере удовлетворяют современным требования по полосам частот регистрируемых сигналов. Используемые на радиотелескопах РТ-13 в обсерваториях «Бадары» и «Зеленчукская» широкополосные СПС не обладают достаточным функционалом, необходимым для удовлетворения современных требований VGOS. Для расширения функциональных возможностей СПС, обеспечения наблюдений как в широкополосном, так и в узкополосном режимах регистрации сигналов, а также совместимости с любыми отечественными и зарубежными системами в ИПА РАН разработана многофункциональная система преобразования сигналов (МСПС), способная заменить собой все разнообразие СПС и других выходных устройств, используемых на радиотелескопах РТ-13 и РТ-32. Система содержит до 12 каналов – модулей цифрового преобразования сигналов, обеспечивающих цифровую обработку радиоастрономических сигналов в полосе шириной 2 ГГц. Управление МСПС осуществляется от центрального компьютера радиотелескопа, и система сопрягается с любыми радиоприемными системами РТ-32 и РТ-13. Суммарная скорость формируемого МСПС и передаваемого по оптическим линиям информационного потока может достигать 96 Гбит/c. Приведены структурная схема и описание аппаратной части системы, таблица основных параметров МСПС, фотографии входящих в ее состав модулей, которые построены на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Функции, выполняемые МСПС, определяются встроенным программным обеспечением, загружаемым в ПЛИС. Приведены структура и описание прошивки ПЛИС для модуля цифрового преобразования сигналов, которая обеспечивает работу системы в режиме РСДБ. Дано описание работы модуля в этом режиме. Рассмотрены функции программных блоков цифровой обработки и анализа сигналов, синхронизации, контроля и управления системой. Компактные размеры системы позволили разместить ее внутри фокальной кабины радиотелескопа. Представлены описание и фотографии конструктивного исполнения МСПС. Отмечены конструктивные особенности системы и меры, предпринятые для стабилизации температурного режима ее работы. Эксплуатация опытного образца МСПС, установленного на РТ-13 в обсерватории «Светлое», подтвердила его параметры и совместимость с любыми другими существующими СПС.

Бондаренко Ю.Б., Маршалов Д.А., Носов Е.В., Федотов Л.В. «Практика применения многофункциональной системы преобразования сигналов на радиотелескопах комплекса «Квазар-КВО»» Труды Института прикладной астрономии РАН № 57, с. 3-9 (2021)

Новая многофункциональная цифровая система преобразования сигналов (МСПС) была разработана для замены используемых в настоящее время на радиотелескопах комплекса «Квазар-КВО» систем. Применение МСПС дает возможность не только повысить эффективность используемой на радиотелескопе аппаратуры, но и улучшить параметры радиотелескопа, непосредственно влияющие на результаты радиоастрономических наблюдений. Статья посвящена обобщению опыта использования МСПС на радиотелескопах РТ-32 и РТ-13, а также анализу полученных с помощью этой аппаратуры результатов. Возможность использования каналов МСПС для радиометрической регистрации сигналов была исследована на радиотелескопе РТ-32 и подтверждена с использованием прототипа системы. Приведено описание методики испытаний опытного образца МСПС на радиотелескопе РТ-32 и полученные при этих испытаниях результаты. Даны сведения об экспериментальных сеансах РСДБ-наблюдений с участием МСПС на радиотелескопе РТ-13, результаты которых подтвердили совместимость МСПС со штатными отечественными и зарубежными системами. Рассмотрены параметры, методика и результаты использования МСПС при проведении экспериментальных радиолокационных наблюдений Луны. После установки на радиотелескопе РТ-13 в обсерватории «Светлое» в штатном режиме МСПС участвует во всех регулярных плановых РСДБ-наблюдениях. Приведен анализ применения МСПС в таких наблюдениях начиная с сентября 2020 г. Экспериментальные исследования МСПС на радиотелескопах комплекса «Квазар-КВО» и опытная эксплуатация этой системы в обсерватории «Светлое» показали, что по своим параметрам и характеристикам МСПС превосходит использовавшиеся ранее на радиотелескопах комплекса цифровые системы преобразования сигналов Р1002М и широкополосной системы преобразования сигналов. МСПС обеспечивает преобразование сигналов как для широкополосной, так и узкополосной регистрации при РСДБ-наблюдениях, дает возможность проведения радиолокационных наблюдений Луны. Использование МСПС позволяет в перспективе отказаться от отдельных систем регистрации для радиометрических и спектральных наблюдений. МСПС обеспечивает проведение наблюдений в различных режимах без замены аппаратуры и позволяет улучшить получаемые результаты.

Федотов Л.В. «Совместимость аппаратуры преобразования сигналов на радиотелескопах РТ-13 и РТ-32» Труды Института прикладной астрономии РАН № 57, с. 34-40 (2021)

Радиотелескопы РТ-32 комплекса «Квазар-КВО» оснащены узкополосными (до 32 МГц) многоканальными системами преобразования сигналов, которые были разработаны в начале 2000-х годов и обеспечивали совместимость с аналогичными зарубежными системами. Системы, установленные на новых радиотелескопах РТ-13, существенно отличаются широкой (512 МГц) полосой пропускания цифровых каналов и позволяют компенсировать потери чувствительности радиоинтерферометра из-за сокращения размеров антенн. Современная концепция развития РСДБ (VGOS) предусматривает широкополосное преобразование и регистрацию сигналов, но предполагает совместимость с созданными ранее узкополосными системами. Для унификации аппаратуры РТ-13 в рамках этой концепции необходима совместимость систем преобразования сигналов на радиотелескопах РТ-13 и РТ-32. В течение ряда лет в ИПА РАН проводятся исследования и разработки в направлении обеспечения совместимости отечественных систем преобразования сигналов. Статья посвящена обобщению результатов этих работ, анализу возникших при этом проблем и возможностей их решения. Для совместимости широкополосной и узкополосной аппаратуры преобразования сигналов необходимо в каждом широкополосном канале произвольно выделять узкополосные каналы, аналогичные каналам узкополосной системы. Однако при этом естественно снижается чувствительность радиоинтерферометра из-за меньшего размера антенны РТ-13, что необходимо учитывать при планировании наблюдений. Выделение узкополосных каналов непосредственно на радиотелескопе РТ-13 позволяет в 4 раза сократить поток данных, передаваемых с радиотелескопа на коррелятор, и может осуществляться с помощью специального цифрового преобразователя, разработанного в ИПА РАН. При его создании были успешно решены проблемы устранения искажений сигналов и возможных нарушений синхронизации, связанных с цифровой обработкой широкополосных сигналов в программируемой логической интегральной схеме. Проведенные исследования позволили выявить возможность скачков фазы при полифазной фильтрации сигнала фазовой калибровки и обосновать необходимость корректного выбора частоты следования импульсов этого сигнала, если используется цифровое выделение сигналов в узких полосах из широкополосного сигнала. Результаты исследований на радиотелескопе РТ-13 указанного цифрового преобразователя потоков данных использованы при разработке новой унифицированной многофункциональной цифровой системы преобразования сигналов для радиотелескопов. Она совместима с другими системами радиотелескопов РТ-13 и РТ-32 и обеспечивает проведение РСДБ-наблюдений как с широкополосной, так и с узкополосной регистрацией сигналов. Оснащение такими системами всех радиотелескопов комплекса «Квазар-КВО» позволит в максимальной степени реализовать на них совместимость аппаратуры преобразования сигналов.

Гренков С.А., Крохалев А.В., Федотов Л.В. «Экспериментальные исследования сверхширокополосного аналого-цифрового преобразователя для радиоастрономической аппаратуры» Труды Института прикладной астрономии РАН № 58, с. 17-23 (2021)

Современные системы приема и преобразования радиоастрономических сигналов на радиотелескопах развиваются в сторону расширения рабочей полосы частот и максимального использования цифровых методов обработки сигналов. Использование в таких системах сверхширокополосных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) позволяет отказаться от большей части аналоговых устройств в сигнальном тракте радиотелескопа, исключив их известные недостатки. Прямое цифровое преобразование сигналов в диапазонах частот L, C, S и Х, которые часто используются в радиоастрономических наблюдениях, а также в диапазоне 2–14 ГГц в соответствии с концепцией VGOS, требует АЦП с рабочей частотой дискретизации сигналов порядка 20 ГГц и выше. Одним из коммерчески доступных АЦП, способных работать с такой тактовой частотой, является микросхема HMCAD5831 фирмы Hittite Microwave. Поиск путей использования таких АЦП для создания цифровых радиоастрономических систем требует экспериментального исследования характеристик указанной микросхемы с учетом специфики преобразования широкополосных радиоастрономических сигналов. Рассмотрены параметры, структура и особенности работы указанной микросхемы. Для исследования сверхширокополосного АЦП была разработана и изготовлена экспериментальная установка на основе отладочной платы с HMCAD5831 и платы цифровой обработки сигналов на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) ХС7К325Т. Дано описание методики исследования основных характеристик сверхширокополосного АЦП: характеристики преобразования сигнала, амплитудно-частотной характеристики, дифференциальной нелинейности преобразования. Приведены результаты измерения указанных характеристик, а также спектры гармонического и широкополосного шумового сигналов после их преобразования в исследуемом АЦП. Показано, что существенное значение для обеспечения корректной работы сверхширокополосного АЦП имеют точность установки и стабильность опорных напряжений, а также взаимная синхронизация портов, на которые поступают выходные данные АЦП. С этим связаны основные трудности использования микросхемы HMCAD5831 в радиоастрономической аппаратуре. Исследования показали, что АЦП HMCAD5831LP9BE обеспечивает стабильное и точное преобразование широкополосных сигналов в 3-разрядные коды с тактовой частотой дискретизации до 16 ГГц. Увеличение тактовой частоты до 20 ГГц и более требует специального проектирования, а также тщательного и высокоточного изготовления печатной платы для микросхемы АЦП и всех сопутствующих устройств. АЦП этого класса можно использовать в радиоастрономии. Как гармонические, так и шумовые сигналы могут быть успешно оцифрованы, введены в ПЛИС и методами многопотоковой обработки данных преобразованы в нужную форму, что вполне возможно на базе ресурсов современных ПЛИС. Основной трудностью при этом будет недостаточная доступность микросхем сверхвысокочастотных АЦП даже в коммерческом исполнении в условиях торговых санкций.

Еськов В.М., Хадарцев А.А., Филатов М.А., Третьяков С.А. «Три великие проблемы физиологии и медицины» Вестник новых медицинских технологий: Теоретический и научно-практический журнал, 26, № 4, с. 115-118 (2020)

DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16782. В 1989 году нобелевский лауреат В.Л. Гинзбург определил для всей физики три великие проблемы. Они были связаны с необратимостью (стрелой времени), редукцией живых систем, т.е. с применением физики в их изучении, и квантовым подходом в изучении мозга и декогеренцией волновой функции. В связи с этим можно сформулировать три великие проблемы физиологии, исходя из работ ведущих физиологов 20 и 21-го веков. Эти проблемы связаны с понятием стандарта (нормы), созданием объективных методов для оценки отклонения от этого стандарта и третья проблема связана с изучением центрального регулятора физиологических функций – мозга. В рамках недавно открытого эффекта неустойчивости выборок любых параметров организма человека, в статье представлены ответы на проблемы Гинзбурга и ответы на три биомедицинские проблемы. Представлены экспериментальные данные, методы и модели для решения этих трех проблем. Обозначены перспективы развития физиологии, медицины и биокибернетики с позиций открытия нарушения причинно-следственных связей в биосистемах.

Жуков Е.Т., Бабайкин Б.Ф., Батура А.С., Белянкин П.В., Филиппов Д.В. «Передача времени на сверхдлинных волнах с помощью кодовой манипуляции фазы несущей» Труды Института прикладной астрономии РАН № 55, с. 3-9 (2020)

Рассмотрены основные аспекты усовершенствования существующего метода передачи времени на сверхдлинных волнах (СДВ) радиостанциями связи ВМФ РФ. Используемый метод передачи сигналов времени состоит в передаче ряда несущих и устранении многозначности на разностных частотах для высокоточных фазовых измерений и амплитудной модуляции одной из них импульсами низких частот и меток времени. Основная цель работы – усовершенствование метода передачи сигналов времени – может быть достигнута через реализацию следующих поставленных задач: повышение оперативности метода путём сокращения длительности сеанса, повышение помехоустойчивости и обеспечение передачи сигнала в новом формате, который должен включать дополнительную информацию о разности Всемирного времени и UTC, текущем времени и позывном станции. Сокращение длительности сеанса передачи сигналов времени достигнуто путём оптимизации передачи компонент и пауз между ними в составе сеанса и использования полностью обновлённого формата программы низкочастотных амплитудно-модулированных радиоимпульсов (НЧ программы) на основе фазовой манипуляции длительностью 3 мин (в прежнем формате – от 14 до 19 мин – в зависимости от передаваемого формата). Передача позывного станции и дополнительной информации также выполняется с помощью фазовой манипуляции в течение 1 мин. Общая длительность сеанса привязки сокращена с 30...41 мин до 13 мин с одновременным повышением помехоустойчивости НЧ программы. Обеспечена передача дополнительной информации. Разработаны и испытаны образцы передающей и приёмной аппаратуры, реализующей усовершенствованный метод передачи времени на СДВ.

Статников И.Н., Фирсов Г.И. «Особенности планирования и обработки результатов активных экспериментальных исследований биомеханических систем на примере анализа взаимодействия зрительного и вибротактильного каналов передачи сенсорной информации» Вестник научно-технического развития, № 164, с. 23-37 (2022)

Рассматриваются некоторые особенности, возникающие при создании методики планирования и проведения экспериментов, в целях изучения возможностей анализа человеком-оператором информации от совместной работы вибротактильного и зрительного каналов. Излагаются алгоритмические подходы обработки экспериментальных данных, в том числе алгоритм гомогенизации результатов экспериментов по различным характеристикам качества работы человека-оператора применительно к группам испытуемых. На основе полученных экспериментальных данных проводится анализ возможностей решения задач оператором при использовании зрительного и тактильного каналов поступления информации совместно и порознь.

Фурдуев В.В. «О природе стереофонического эффекта» История науки и техники, № 11, с. 6202 (2003)