Самхарадзе Т.Г., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Проблема возраста Земли и АНРИ-эффект» Прикладная физика и математика, № 6, с. 14-23 (2023)

Возраст Земли, определённый по состоянию радиоактивных элементов (в первую очередь уран, торий и т.п.) зависит и от потока солнечных нейтрино, поэтому важно оценить и более точно исследовать процесс прохождения нейтрино через радиоактивную среду. Столь важное исследование находится в начальной стадии, но полученные результаты представляют определённый научный интерес. Наиболее актуальны работы, где исследуются аномальное нейтринное радиоизотопное поглощение (АНРИ-эффект) и главное – сечение захвата. Ключевые слова: солнечные нейтрино, радиоактивные геологические структуры, АНРИ-эффект. DOI: 10.25791/pfim.03.2023.1259

Зайцев Ф.С., Шишкин А.Г., Сычугов Д.Ю., Лукаш В.Э., Митришкин Ю.В., Хайрутдинов Р.Р., Степанов С.В., Сучков Е.П. «Структура и функциональные возможности комплекса имитационного моделирования "виртуальный токамак"» Механика, управление и информатика, № 5, с. 123-134 (2011)

Описаны концепция комплекса программ «Виртуальный токамак», его функциональные возможности, основные компоненты и способ использования. Обсуждены место и роль проекта в развитии промышленного применения управляемого термоядерного синтеза в России и за рубежом для производства энергии. Рассмотрены проблемы применения современных компьютерных систем решения задач комплексного моделирования плазмы. Сформулированы требования к вычислительным системам и подготовке кадров. Россия, имеющая признанные теоретическую и вычислительную школы, может стать мировым лидером в имитационном моделировании токамака путем относительно небольших инвестиций с целью создания инновационных технологий для последующего внедрения в промышленность. Ключевые слова: математическое моделирование, токамак, комплекс программ, управляемый термоядерный синтез.

Шильников Е.В., Хайталиев И.Р. «Применение локального разрывного метода Галеркина к решению квазигазодинамической системы уравнений» Математическое моделирование, 35, № 8, с. 51-66 (2023)

Рассматривается решение квазигазодинамической (КГД) системы уравнений локальным разрывным методом Галеркина (ЛРГ). Решаются одномерные задачи Римана о распаде разрыва с известными точными решениями. В решениях задач присутствуют сильные разрывы. Поэтому для обеспечения монотонности решения, полученного ЛРГ методом, введены так называемые ограничители наклона, или лимитеры. Был выбран «моментный» лимитер, сохраняющий как можно более высокий порядок. Проведена модификация лимитера для сглаживания осцилляций на участках постоянства решения.

Бескин В.С., Халилов Т.И. «К проблеме граничных условий для уравнений смешанного типа, возникающих при описании астрофизических трансзвуковых течений» Успехи физических наук, 193, № 7, с. 791-797 (2023)

На примере точно решаемой задачи показано, что число граничных условий, необходимое для определения трансзвукового гидродинамического течения вблизи так называемой “нестандартной” особой точки, не зависит от того, проходит или не проходит через эту точку сепаратрисная характеристика. Тем самым подвергнуто сомнению достаточно популярное утверждение, согласно которому критическая поверхность, условие регулярности на которой определяет структуру течения, в общем случае совпадает с поверхностью сепаратрисных характеристик, а не со звуковой поверхностью.

Шиванк Ш., Харшул Ш., Хаммад Н.А., Малайканнан Г. «Оптимизация аэротермодинамической конструкции планетарного транспортного средства» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 453-470 (2023)

Представленная работа посвящена оптимизации конструкций различных летательных аппаратов, предназначенных для входа в атмосферу планет. Авторы выбрали в качестве целевой функции аэротермодинамические характеристики теплового потока и сопротивления, затем проанализировали и смоделировали влияние аэродинамического сопротивления на аппараты для входа в разреженную атмосферу планет. Для моделирования использовался основанный на методе прямого статистического моделирования Монте-Карло пакет програм SPARTA. Оптимизация осуществлялась с помощью модуля оптимизации MATLAB. В работе рассматривались два типа планетарных атмосферных условий: соответствующие Земле и Марсу. Сначала выполнялось моделирование спуска в атмосферу планет аппаратов существующих конструкций и проводилось сравнение аэротермических характеристик каждого из них, после чего конфигурация аппарата подвергалась оптимизации в соответствии с планетарными атмосферными условиями. Полученные результаты дают представление о том, как геометрические параметры аппарата отражаются на аэротермических нагрузках планетарных транспортных средств.

Мижидон А.Д., Хамханов А.К. «Гибридная система дифференциальных уравнений, описывающая твердое тело, прикрепленное к двум упругим стержням» Вестник Бурятского Государственного Университета. Математика, информатика, № 4, с. 38-47 (2022)

Рассматривается построение математической модели для механической системы, представляющее собой твердое тело, прикрепленное к двум балкам Эйлера–Бернулли. Уравнений динамики были получены с использованием вариационного принципа Гамильтон– Остроградского. Математическая модель, представлена в виде гибридной системы дифференциальных уравнений, для которой обсуждается возможность использования единого подхода исследования свободных колебаний, предложенного при исследовании систем твердых тел, прикрепленных к одному стержню. Ключевые слова: твердое тело, гибридная система дифференциальных уравнений, балка Эйлера–Бернулли. DOI: 10.18101/2304-5728-2022-4-38-47

Гледзер А.Е., Гледзер Е.Б., Хапаев А.А., Чхетиани О.Г. «Волны Россби и аномалии зональных потоков в аналогах ячеек Хэдли и ферреля общей циркуляции атмосферы: модель и эксперименты» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 59, № 4, с. 375-390 (2023)

Проведены численные и лабораторные эксперименты при внесении аномалий в осесимметричное распределение поля скорости, генерируемого с помощью источников-стоков и МГД-методом во вращающемся круговом канале с наклонным дном. Секторальное уменьшение интенсивности внешнего силового воздействия в некотором интервале значений оказывает тормозящее влияние на скорость прохождения антициклонов по каналу, почти не влияя на динамику циклонов. При этом значительная часть движущихся антициклонов может исчезать, или практически останавливаться, или возникают новые квазистационарные антициклоны, хотя в видимой картине распространения вихрей в канале не происходило каких-либо заметных изменений в секторе, в котором осуществлялось внешнее вмешательство. Однако для осредненных характеристик поля вихря изменения заметны по всей площади канала или в отдельных его частях. Указанные аномалии можно трактовать как уменьшение интенсивности субтропической ячейки Хэдли, которое сопровождается ослаблением пассатов в каком-то секторе приэкваториальной атмосферной циркуляции и уменьшением западного переноса в средних широтах. Состояние смеси стоячих и движущихся вихрей рассмотрено на основе простой аналитической модели резонансного взаимодействия транзиентных (с промежуточным максимумом скорости) мод в сдвиговом потоке. При этом амплитуда стационарного фонового состояния имеет такую же зависимость от β-эффекта, как и для известного соотношения Свердрупа для функции тока поверхностного течения в океанском бассейне при исследовании западной пограничной интенсификации течений.

Кузнецов А.А., Харламов В.В., Волчанина М.А. «Алгоритм диагностирования изоляции силовых трансформаторов акустическим методом в условиях изменения температуры» Омский научный вестник, № 3, с. 70-74 (2022)

Приводится алгоритм обработки данных при диагностировании изоляции акустическим методом силовых трансформаторов системы электроснабжения железных дорог. Особенностью системы электроснабжения железнодорожного транспорта является расположение тяговых подстанций вдоль железнодорожного пути. Эксплуатация силовых трансформаторов осуществляется в открытых условиях. Показано, что для диагностирования силовых трансформаторов целесообразно использовать переносные комплексы на основе акустического контроля частичных разрядов благодаря их высокой мобильности и относительной простоте установки. Для повышения достоверности диагностирования в условиях сезонных изменений температуры предложено использовать имитатор дефектов и дифференциальный способ измерения параметров частичных разрядов. Предложены схема проведения эксперимента и алгоритм диагностирования. Приведены выражения, описывающие свойства трансформаторного масла при изменении температуры и, как следствие, изменение параметров сигнала при распространении акустических волн. Приводятся данные диагностирования, полученные на силовом трансформаторе системы электроснабжения железных дорог при положительных и отрицательных значениях температуры в условиях развития дефекта изоляции, сопровождающегося частичными разрядами.

Владецкая Е.А., Братан С.М., Харченко А.О., Хекерт Е.В. «Динамика вибрационных воздействий на шлифовальный станок в условиях плавучей мастерской с учетом морского волнения» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 84-93 (2022)

Приведены результаты анализа и теоретических исследований динамики вибрационных воздействий на шлифовальный станок с учетом изменяющихся внешних факторов в условиях плавучей мастерской. Для обеспечения заданных параметров качества поверхностей при шлифовании на оборудовании плавучей мастерской на основе полученных динамических моделей и оценок разработана автоматическая система стабилизации параметров технологической системы с учетом воздействий внешней среды, в частности, волнений водной поверхности. Для процесса шлифования на основе принципа Даламбера–Лагранжа построено математическое описание, характеризующее динамику перемещений центров масс инструмента и заготовки с учетом изменения фактической глубины резания, в виде системы дифференциальных уравнений. Для моделирования процесса экспериментально определены коэффициенты жесткости и демпфирования. Для оценки фактической глубины резания разработана расширенная модель объекта с построением формирующего фильтра – динамического звена, моделирующего динамику вибрационных воздействий на станок от внешней среды через основание плавучей мастерской. Полученные векторно-матричные уравнения представляют стандартную форму описания динамической системы в терминах теории пространства состояний, что позволяет её использовать для исследования характеристик и поведения процесса, а также для синтеза систем управления этим процессом. Примеры численных характеристик работы фильтра и их анализ показывают, что через 0,4 секунды наблюдатель переходит в установившийся режим с готовностью к практическому использованию. Построенный формирующий фильтр характеризует динамику отклонений шлифовального круга и обрабатываемой заготовки при внешних воздействиях, что позволит существенно повысить качество изготовления деталей в условиях плавучей мастерской. Ключевые слова: плавучая мастерская, шлифовальный станок, динамическая система, вибрационные воздействия, внешние возмущения, морское волнение, автоматическая система стабилизации параметров, расширенная модель объекта, векторно-матричные уравнения, наблюдатель, формирующий фильтр, характеристики работы фильтра.

Чупина Н.В., Пискунов А.Э., Харченко Н.В., Шугаров А.С. «Мастер каталог международного проекта "Всемирная космическая обсерватория" (ВКО-УФ ): астрономическая составляющая системы точного наведения телескопа Т-170» Механика, управление и информатика, № 2, с. 183-189 (2011)

Кратко описаны требования, которым должен удовлетворять Мастер Каталог (МК), его астрономическая основа, процедура компиляции и текущие параметры.

Шугаров А.С., Воронков С.В., Чупина Н.В., Пискунов А.Э., Харченко Н.В. «Экспериментальная проверка фотометрической системы мастер каталога и чувствительности макета системы датчиков гида проекта ВКО-УФ ("СПЕКТР-УФ ")» Механика, управление и информатика, № 2, с. 190-196 (2011)

Проведены наземные фотометрические испытания макета системы датчиков гида (СДГ) космического телескопа Т-170М (проект «Спектр-УФ», Всемирная космическая обсерватория – ультрафиолет) на наземных телескопах Цейсс-1000 и Цейсс-2000. Определены чувствительность и шумы макета СДГ. Проведены наблюдения с ПЗС-камерой в спектральной полосе СДГ и определена фотометрическая точность каталога гидировочных звезд (Мастер Каталога).

Шиванк Ш., Харшул Ш., Хаммад Н.А., Малайканнан Г. «Оптимизация аэротермодинамической конструкции планетарного транспортного средства» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 453-470 (2023)

Представленная работа посвящена оптимизации конструкций различных летательных аппаратов, предназначенных для входа в атмосферу планет. Авторы выбрали в качестве целевой функции аэротермодинамические характеристики теплового потока и сопротивления, затем проанализировали и смоделировали влияние аэродинамического сопротивления на аппараты для входа в разреженную атмосферу планет. Для моделирования использовался основанный на методе прямого статистического моделирования Монте-Карло пакет програм SPARTA. Оптимизация осуществлялась с помощью модуля оптимизации MATLAB. В работе рассматривались два типа планетарных атмосферных условий: соответствующие Земле и Марсу. Сначала выполнялось моделирование спуска в атмосферу планет аппаратов существующих конструкций и проводилось сравнение аэротермических характеристик каждого из них, после чего конфигурация аппарата подвергалась оптимизации в соответствии с планетарными атмосферными условиями. Полученные результаты дают представление о том, как геометрические параметры аппарата отражаются на аэротермических нагрузках планетарных транспортных средств.

Хацевич Т.Н., Шмелев Е.В. «Исследование телескопической системы с трехступенчатой сменой увеличения и стабильным положением выходного зрачка» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 27, № 5, с. 173-182 (2022)

Hассмотрены оптические телескопические системы с дискретной сменой увеличения, в которых удаление выходного зрачка составляет 1/4–1/3 от общей длины самой системы. Такие системы могут быть положены в основу оптических прицелов с дискретной сменой увеличения. Отмечены проблемы, возникающие при трехступенчатой смене увеличения, связанные с необходимостью обеспечивать стабильное положение выходного зрачка при смене увеличения, сложностью реализации внутренней выверки, при соблюдении массогабаритных ограничений, присущих этому типу оптических приборов. Комплексное решение указанных проблем должно закладываться на схемотехническом уровне и основываться на поиске принципиальной структурной оптической схемы, ее моделировании и определении области решений, позволяющих при переходе к конечным апертурам и толщинам обеспечить высокое качество изображения. Научная гипотеза заключается в том, что включение в структуру оптической телескопической системы внутренней поворотной афокальной системы позволяет реализовать трехступенчатую смену увеличения, обеспечив неизменность положения выходного зрачка при смене увеличения, внутреннюю выверку и конкурентоспособные характеристики оптической системы изделия в целом. Цель статьи: представить результаты анализа схемного решения в параксиальном приближении, определить области решений, обеспечивающие наименьшие относительные отверстия компонентов схемы при введенных габаритных ограничениях на длину системы, диаметры компонентов и удаление выходного зрачка. Методы исследования включают аналитические методы геометрической оптики, теории оптических приборов, методы компьютерного дизайна оптических систем. Результаты исследования подтверждаются разработкой оптической системы со сменными увеличениями 1, 3 и 9 крат с удалением выходного зрачка 80 мм при длине системы в 250 мм.

Мелехин В.Б., Хачумов М.В. «Принцип распознавания объектов проблемной среды в процессе планирования поведения автономной интеллектуальной мобильной системы» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 181-187 (2022)

Решается задача, связанная с организацией распознавания автономной интеллектуальной мобильной системой находящихся в проблемной среде отдельных объектов в реальном времени с целью повышения эффективности планирования целенаправленного поведения в условиях неопределенности. Рассмотрена классификация, обеспечивающая возможность построения эталонных моделей различных объектов проблемной среды в виде гиперграфа, отражающего структуру визуального изображения в виде связанных между собой их структурных элементов с учетом семантического содержания характеризующих данные элементы признаков. Разработан оригинальный метод автоматического построения модели воспринимаемых в проблемной среде объектов в виде гиперграфа “видимости”, позволяющего на основе его сравнения с гиперграфом эталонного описания их визуального изображения, распознавать данные объекты автономной интеллектуальной мобильной системой по мере необходимости в процессе планирования поведения. Предложено решающее правило, основанное на сравнении между собой помеченных гиперграфов, соответствующих изображению воспринимаемых интеллектуальной системой в проблемной среде объектов и эталонного их описания в ее модели представления знаний. Найден порядок сложности инструментальных средств реализации данного решающего правила, что позволяет ориентировочно оценить производительность бортовой ЭВМ, необходимую для эффективного распознавания автономной интеллектуальной системой находящихся в проблемной среде объектов. Ключевые слова: автономная интеллектуальная мобильная система, проблемная среда, распознавание объектов, структурные элементы, признаки, гиперграф “видимости”.

Владецкая Е.А., Братан С.М., Харченко А.О., Хекерт Е.В. «Динамика вибрационных воздействий на шлифовальный станок в условиях плавучей мастерской с учетом морского волнения» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 84-93 (2022)

Приведены результаты анализа и теоретических исследований динамики вибрационных воздействий на шлифовальный станок с учетом изменяющихся внешних факторов в условиях плавучей мастерской. Для обеспечения заданных параметров качества поверхностей при шлифовании на оборудовании плавучей мастерской на основе полученных динамических моделей и оценок разработана автоматическая система стабилизации параметров технологической системы с учетом воздействий внешней среды, в частности, волнений водной поверхности. Для процесса шлифования на основе принципа Даламбера–Лагранжа построено математическое описание, характеризующее динамику перемещений центров масс инструмента и заготовки с учетом изменения фактической глубины резания, в виде системы дифференциальных уравнений. Для моделирования процесса экспериментально определены коэффициенты жесткости и демпфирования. Для оценки фактической глубины резания разработана расширенная модель объекта с построением формирующего фильтра – динамического звена, моделирующего динамику вибрационных воздействий на станок от внешней среды через основание плавучей мастерской. Полученные векторно-матричные уравнения представляют стандартную форму описания динамической системы в терминах теории пространства состояний, что позволяет её использовать для исследования характеристик и поведения процесса, а также для синтеза систем управления этим процессом. Примеры численных характеристик работы фильтра и их анализ показывают, что через 0,4 секунды наблюдатель переходит в установившийся режим с готовностью к практическому использованию. Построенный формирующий фильтр характеризует динамику отклонений шлифовального круга и обрабатываемой заготовки при внешних воздействиях, что позволит существенно повысить качество изготовления деталей в условиях плавучей мастерской. Ключевые слова: плавучая мастерская, шлифовальный станок, динамическая система, вибрационные воздействия, внешние возмущения, морское волнение, автоматическая система стабилизации параметров, расширенная модель объекта, векторно-матричные уравнения, наблюдатель, формирующий фильтр, характеристики работы фильтра.

Веригин М.И., Ремизов А.П., Котова Г.А., Безруких В.В., Трухлик В., Хрушка Ф., Аустер Г.У., Гуикинг Л., Хильхенбах М. «Исследование солнечного ветра в эксперименте Гелион проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 132-138 (2012)

Для постоянных и быстрых измерений детальных энергетических и угловых спектров ионов солнечного ветра и планетного происхождения в проекте Интергелиозонд предлагается установить на космический аппарат (КА) прибор «Гелион», который представляет собой электростатический анализатор сферического типа с отклоняющей дефлекторной системой, имеет небольшую массу, экономное энергопотребление и сможет надежно работать в условиях экстремальных тепловых потоков от Солнца.

Котов Ю.Д., Рао А.Р., Чакрабарти С.К., Малкар Д.П., Шрикумар С., Хингар М.К., Нанди А., Юров В.Н., Архангельский А.И., Зятьков Р.А. «Функционирование гамма-спектрометра RT-2 комплекса научной аппаратуры космического аппарата "КОРОНАС-ФОТОН" на первых этапах летных испытаний» Механика, управление и информатика, № 3, с. 183-195 (2010)

Спектрометр рентгеновского и гамма-излучения RT-2 входит в состав космического аппарата «КОРОНАС-ФОТОН», который был запущен с космодрома «Плесецк» 30 января 2009 г. на околоземную орбиту (высота ∼550 км, наклонение 82,5°). Космический аппарат постоянно ориентирован на Солнце. Целью эксперимента RT-2 являлось изучение солнечного гамма- и рентгеновского излучения в энергетическом диапазоне от 15 кэВ до 1 МэВ. Прибор состоит из трех детекторов (два «фосвич»-детектора RT-2/S, RT-2/G и один полупроводниковый детектор RT-2/CZT) и блока электроники RT-2/E. Приводятся особенности функционирования прибора RT-2 после запуска и первые результаты наблюдений. Ключевые слова: КОРОНАС-ФОТОН, солнечные вспышки, гамма-всплески, рентгеновский и гамма-спектрометр, полупроводниковый детектор, «фосвич»-детектор.

Хиникаде И.Т., Чукарин А.Н., Финоченко Т.А. «Снижение уровней шума коробок скоростей высокоскоростных вертикально-сверлильных станков» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 698-702 (2022)

Сверлильные станки, оснащенные различными типами коробок скоростей, их технические и виброакустические характеристики. По данным различных исследований коробки скоростей являются причиной повышенного уровня звукового излучения, которое идет от корпусных деталей коробки. В статье приведена схема уравнений энергетического баланса для выполнения расчета уровня акустического дискомфорта при работе станков данного типа с 9 и 12 ступенчатыми коробками.

Хиникаде И.Т., Чукарин А.Н., Финоченко Т.А. «Снижение уровней шума коробок скоростей высокоскоростных вертикально-сверлильных станков» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 698-702 (2022)

Сверлильные станки, оснащенные различными типами коробок скоростей, их технические и виброакустические характеристики. По данным различных исследований коробки скоростей являются причиной повышенного уровня звукового излучения, которое идет от корпусных деталей коробки. В статье приведена схема уравнений энергетического баланса для выполнения расчета уровня акустического дискомфорта при работе станков данного типа с 9 и 12 ступенчатыми коробками.

Хлыбов А.А., Углов А.Л., Рябов Д.А., Аносов М.С. «Оценка поврежденности конструкционных металлических материалов акустическими методами» Вестник Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова (ИжГТУ), 25, № 4, с. 18-26 (2022)

Целью настоящего исследования является изучение поврежденности конструкционных металлических материалов акустическим методом при различных внешних усталостных и термических воздействиях. Предложена структурная модель, описывающая процесс накопления рассеянных микроповреждений в материале, параметры которой могут быть измерены акустическим методом. Показано, что в структуре конструкционных металлических материалов в процессе циклического нагружения происходят необратимые процессы, приводящие к изменению физико-механических характеристик. Проведена оценка изменения большого количества информативных параметров акустического контроля в процессе накопления поврежденности. Установлено, что параметры упругих волн зависят от характеристик исследуемой среды. Показано, что состояние поверхностного слоя может быть использовано в задачах более ранней оценки выработанного ресурса материала конструкций. Предложена модель, учитывающая влияние процессов деградации поверхностного слоя на параметры поверхностных волн; приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие данную модель. Представлены методики для определения механических характеристик материала – модуля упругости, предела текучести, вязкости разрушения, внутренних напряжений, размера зерна и др. – на элементах конструкций без нарушения их прочностных характеристик. Результаты исследований влияния среды на параметры упругих волны служат основой для построения комплексного акустического метода определения физико-механических характеристик конструкционных материалов. Рассматриваются примеры практического использования полученных результатов в задачах обеспечения безопасной эксплуатации ответственных элементов конструкций. Полученные в ходе исследования данные дают возможность оперативно оценить поврежденное состояние и свойства металлических материалов при циклическом нагружении при использовании параметров акустических волн.

Андреев О.Н., Липатов А.Н., Ляш А.Н., Макаров В.С., Хлюстова Л.И., Антоненко С.А., Захаркин Г.В. «Солнечный датчик для наноспутников» Механика, управление и информатика, № 1, с. 131-135 (2009)

Последнее время много космических фирм проявляет повышенный интерес к созданию малых космических аппаратов. Такая возможность открывается в связи с развитием новой элементной базы. Поэтому встал вопрос о создании миниатюрных датчиков для систем ориентации малых космических аппаратов. Хотя солнечные датчики используются не для всех космических аппаратов, а только для имеющих солнечную ориентацию, разработка миниатюрных датчиков востребована. В связи с малой массой, габаритами, малым потреблением и достаточно высокой точностью такой датчик может быть применен для больших, средних, малых аппаратов и даже для наноспутников, которым необходима ориентация на Солнце. Данная статья представляет собой результаты работы по созданию миниатюрного солнечного датчика. Приведены конструктивные особенности и сравнительные характеристики с аналогичными датчиками.

Липатов А.Н., Линкин В.М., Андреев О.Н., Макаров В.С., Антоненко С.А., Захаркин Г.В., Хлюстова Л.И. «Система навигации космического аппарата в межпланетном пространстве» Механика, управление и информатика, № 2, с. 84-90 (2011)

Как правило, для определения положения космического аппарата (КА) в пространстве Солнечной системы используются наземные радиостанции. Для этих целей создана целая сеть таких станций в разных странах. В настоящее время наиболее перспективными могут быть системы, использующие естественные опорные реперы для определения координат КА в пространстве Солнечной системы. Такими реперами могут быть планеты и малые тела, эфемериды которых известны, Солнце и звезды. В статье представлены результаты работы по решению проблемы создания малогабаритной навигационной системы. Она предназначена для космических аппаратов, которые осуществляют исследовательские миссии в Солнечной системе. Предлагаемая навигационная система обеспечивает определение положения КА в инерциальной системе координат без применения наземных средств и может стать базовой для всех миссий. Применение автономных систем позволяет экономить ресурсы наземной дальней радиосвязи и осуществлять перелет КА в автоматическом режиме. В статье рассмотрены следующие вопросы: принцип построения навигации и требования к бортовой системе навигации; выбор, разработка аппаратного и программно-алгоритмического обеспечения бортовых систем навигации; влияние динамики движения КА на навигационную точность. Для предлагаемой системы реперными точками были выбраны Солнце и звезды. С их помощью достигается полная пространственная привязка положения аппарата в пространстве в любой момент времени. Выбранные объекты обеспечивают необходимую точность в инерциальной системе координат для осуществления межпланетного перелета. В статье будут изложены причины выбора данного решения.

Дергачев В.А., Матвеев Г.А., Круглов Е.М., Лазутков В.П., Савченко М.И., Скородумов Д.В., Пятигорский А.Г., Пятигорский Г.А., Чичикалюк Ю.А., Шишов И.И., Хмылко В.В., Васильев Г.И., Драневич В.А., Крутьков С.Ю., Степанов С.В., Котов Ю.Д., Юров В.Н., Гляненко А.С., Архангельский А.И., Горелый Ю.А. «Прибор "ПИНГВИН-М", предназначенный для исследования поляризации жёсткого рентгеновского излучения солнца в космическом проекте "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 83-106 (2010)

Приведены основные характеристики и описаны принципы работы научной аппаратуры «ПИНГВИН-М», предназначенной для измерения степени линейной поляризации рентгеновского излучения солнечных вспышек в энергетическом диапазоне 20–150 кэВ и энергетических спектров рентгеновского излучения солнечных вспышек в диапазоне энергий 2–500 кэВ. Измерение степени поляризации основано на регистрации совпадения импульсов в активном рассеивателе и в детекторах рассеянного излучения. Прибор имеет модульную структуру и состоит из двух блоков: блока детекторов «ПИНГВИН-МД» (ПМД) и блока электроники «ПИНГВИН-МЭ» (ПМЭ). Ключевые слова: солнечные вспышки, рентгеновское излучение, поляризация, космический эксперимент, детектор-рассеиватель, сцинтиллятор, пропорциональный счетчик, «фосвич», спектр, паратерфенил, научная аппаратура, активная защита, активный рассеиватель, «ПИНГВИН-М», «КОРОНАС-ФОТОН».

Хорев А.А. «Математическая модель акустооптического канала утечки речевой информации» Вестник УрФО. Безопасность в информационной сфере, № 1(47), с. 27-42 (2023)

Представлена математическая модель акустооптического канала утечки акустической речевой информации. В качестве показателя оценки возможностей лазерной системы акустической речевой разведки (ЛСАРР) используется словесная разборчивость речи Wc, рассчитываемая на линейном выходе ЛСАРР с учетом вероятности обнаружения отраженного от зондируемой поверхности лазерного излучения приемником оптического излучения ЛСАРР. Получены аналитические соотношения для расчета вероятности обнаружения отраженного сигнала для трех видов отражения: а) диффузное; б) зеркальное; в) смешенное. Для расчета словесной разборчивости используется вероятностная методика оценки разборчивости речи.

Еманов А.Ф., Белостоцкий А.М., Бах А.А., Хорошавин Е.А., Дмитриев Д.С., Нагибович А.И., Еманов А.А., Янкайтис В.В., Сережников Н.А., Шеболтасов А.Г. «Собственные колебания высотного здания типа башни: моды горизонтальных, вертикальных и вращательных колебаний по данным метода стоячих волн и верификация расчётной модели» Вопросы инженерной сейсмологии, 49, № 2, с. 5-40 (2022)

Для уникального по конструкции здания в виде башни с ядром жёсткости по центру выполнены экспериментальные исследования собственных колебаний методом стоячих волн. Результаты сопоставлены с теоретическими расчётами по конечноэлементной модели. Из эксперимента выявлены и исследованы 10 поступательных горизонтальных, 5 крутильных и 8 вертикальных мод собственных колебаний. По конечноэлементной модели рассчитаны собственные колебания, соответствующие всем экспериментально выделенным модам колебаний. Сравнение эксперимента и теории выполнено по всему набору собственных частот; отличия в собственных частотах достигали 20%. После исследований возможности корректировки расчётной модели обеспечено расхождение эксперимента и теории по значениям собственных частот не более 7.5%. Верификация расчётных моделей зданий по данным метода стоячих волн является эффективным подходом к оценке физического состояния зданий и их сейсмостойкости.

Скальский А.А., Застенкер Г.Н., Бородкова Н.Л., Ануфрейчик К.В., Добровольский И.А., Климов С.И., Петрукович А.А., Рыбьева Н.Е., Храпченков В.В., Немечек З., Шафранкова Я., Прех Л. «Исследование межпланетной среды на космическом аппарате "Интергелиозонд" с помощью волнового эксперимента ИМВЭ» Механика, управление и информатика, № 6, с. 156-168 (2012)

Основные задачи интегрированного магнитно-волнового эксперимента ИМВЭ – систематическое изучение пространственно-временной динамики мелкомасштабных и среднемасштабных структур межпланетной среды в ходе длительного полета космического аппарата (КА) «Интергелиозонд» от Земли в сторону Солнца, сравнительный анализ особенностей этих структур в зависимости от гелиошироты; исследование турбулентности межпланетной среды в области высоких частот, включая измерение флуктуаций различных параметров в мало изученном диапазоне 0,1–30 Гц; оценка таких аспектов флуктуаций как частотный спектр, перемежаемость, перераспределение энергии по спектру колебаний. Для проведения исследований разработан приборный комплекс ИМВЭ, включающий в себя датчик низкочастотного магнитного поля (ДНМП-И), датчики высокочастотного магнитного поля (ДВМП-И), датчики потока ионов (БМСВ–И) и модуль электроники. Эксперимент предназначен для измерения параметров межпланетного магнитного поля и плазмы солнечного ветра: магнитных полей и волн в диапазоне частот до 1 МГц; энергетических спектров потока ионов в диапазоне 0,2–4,0 кэВ; величины и направления переносной скорости потока протонов; температуры протонов и плотности плазмы, а также, при определенных условиях в солнечном ветре, содержания и параметров потока ионов гелия. Предполагается, что временное разрешение этих измерений составит от 0,5 до 1,5 с для энергетического спектра потока ионов, величин переносной скорости, ионной температуры и плотности плазмы и 30 мс для вектора магнитного поля, величины и двух углов прихода потока ионов.

Герасимов А.В., Пашков С.В., Христенко Ю.Ф., Черепанов Р.О. «Высокоскоростное взаимодействие естественных и техногенных частиц с элементами космических аппаратов» Механика композиционных материалов и конструкций, 23, № 1, с. 117-133 (2017)

Исследованы процессы высокоскоростного взаимодействия текстолита и стекла с алюминиевыми и стальными частицами, моделирующими техногенный космический мусор, а также с ледяными и гранитными частицами, моделирующими естественные материалы природных космических тел. Объектами исследования данной работы являлись процессы деформирования и разрушения элементов космических аппаратов из стекла и текстолита при воздействии высокоскоростных частиц естественного и техногенного происхождения. Для этого проводились эксперименты с легкогазовой установкой по метанию микрочастиц со скоростью до 7 км/сек и разработка математических моделей соударения частиц с различными преградами. Для расчета упругопластических течений используется методика, реализованная на тетраэдрических ячейках и базирующаяся на совместном использовании метода Уилкинса для расчета внутренних точек тела и метода Джонсона для расчета. контактных взаимодействий. Также в работе используется вариант метода SPH Численный метод основан на использовании слабой вариационной постановки. Параметр сглаживания рассматривается как скрытая переменная состояния и учитывает ее влияние на физические процессы: изменение параметра сглаживания отдельных узлов эквивалентно изменению соответствующего относительного объема, что влияет на напряженно-деформированное состояние материала и как следствие – является специфической формой деформирования, что явно учитывается в расчете. Расчет ускорений узлов основывается на определении обобщенных сил, которые находятся из оценки влияния перемещения узлов на поле деформации в их окрестностях (вместо непосредственного дифференцирования поля напряжений). Эффективность исследований определилась наличием как уникальных установок для высокоскоростного метания твердых тел, так и комплексным численным моделированием исследуемых явлений. Предложенные в работе подходы к моделированию взаимодействия частиц космического мусора и элементов космических аппаратов позволяют рассчитывать напряженно-деформированное состояние, разрушение и фрагментацию стеклянных и текстолитовых элементов космических аппаратов в трехмерной постановке при выскоинтенсивном нагружении.

Добрица Д.Б., Христенко Ю.Ф. «О некоторых особенностях разрушения высокоскоростных частиц на гофрированных противометеорных сеточных экранах» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 82, с. 82-96 (2023)

Исследован процесс воздействия высокоскоростных частиц на гофрированные сеточные металлические экраны. С использованием сеточного лагранжева метода Уилкинса в 3D-постановке решен ряд задач численного моделирования высокоскоростного соударения при различных углах наклона гофры и разном положении точки первоначального контакта экрана с ударником. Проведено сравнение параметров запреградного облака продуктов разрушения в различных задачах при одинаковом расстоянии, преодоленном пробившей экран частицей, с целью выбора оптимального угла наклона гофры.

Христофоров В.В., Беглецов В.А., Баранкова И.И. «Разработка метода стеганографии для сокрытия информации в аудиофайлах» Вестник УрФО. Безопасность в информационной сфере, № 2(48), с. 62-66 (2023)

Рассматривается метод стеганографии, где для передачи секретной информации исходное сообщение скрыто в контейнере, который представляет собой аудиофайл. Предложенный метод использует повторную конкатенацию звуковых волн заполненного и исходного контейнера с полярным изменением фазы исходного контейнера для расшифровки секретной информации на стороне получателя. Этот метод обеспечивает высокий уровень надежности и безопасности передачи информации, а также позволяет достичь высокой степени скрытности передачи данных. Разработанный метод может быть использован в различных сферах, где требуется надежная и безопасная передача конфиденциальной информации.

Яшина Д.А., Коробков Д.С., Хромулина Т.Д., Булкин В.В. «Анализ эффективности защиты от шума в учебном корпусе №5 МИ ВЛГУ» Методы и устройства передачи и обработки информации, № 21, с. 25-30 (2019)

Дана оценка уровню поглощения акустического шума проникающего в учебные аудитории корпуса №5 МИ ВлГУ от большегрузного транспорта, применительно к оконным рамам, созданным на основе пластиковых конструктивов, имеющим три стабильных положения: закрытое, приоткрытое (откинута верхняя часть рамы) и закрытое. Для проведения исследований использовался источник искусственного широкополосного шума в составе усилителей РУШ-5 (240 Вт), излучателей рупорных HP-10T (100 Вт), музыкального центра Samsung MAX-KJ630. Источник шума устанавливался с тыловой части здания на расстоянии, эквивалентном расстоянию от здания до осевой линии полосы автотранспортного движения. Оценка дана для учебной аудитории, расположенной на первом этаже. Установлено, что в диапазоне частот от 31,5 до 250 Гц имеет место колебание уровня звукового давления шума, проникающего в аудиторию при всех положениях окна. Произведён пересчёт затухания, вносимого оконной конструкцией, на реальный акустический сигнал от большегрузного транспорта. Сделан вывод, что в целом о соответствии предельно-допустимым значениям уровня звукового давления в аудитории можно говорить только в случае полностью закрытых окон.

Калиниченко М.В., Хромулина Т.Д., Булкин В.В. «Особенности обработки информации при акустических измерениях в случае несовпадения амплитудно-частотных характеристик источников шума» Методы и устройства передачи и обработки информации, № 21, с. 39-42 (2019)

Среди вызовов, с которыми всё чаще сталкивается человечество, не последнюю роль играет акустошумовое загрязнение, характерное для техногенной среды. Проведение измерений при оценке возможного ослабления сигнала условиями трассы распространения или применяемыми средствами защиты (типа шумозащитных акустических экранов) связано с потенциальным различием в амплитудно-частотных характеристик источников, применяемых при измерениях. В условиях таких неопределённостей становится невозможным простое сопоставление результатов измерений в характерных точках. Проведённый анализ показывает возможность сопоставления не исходных и полученных результатов, а разностей между исходным и полученным сигналами. Такой подход возможен в случаях сопоставления влияния подстилающей поверхности на ослабление распространяющегося по трассе акустического сигнала или, например, при оценке качества защиты от акустических шумов при использовании шумозащитных акустических экранов.

Селемон Д.С., Соколова О.М., Хромулина Т.Д., Булкин В.В. «Оценка возможности построения анализатора спектров разнесённых акустических сигналов с использованием типовых электретных микрофонных капсюлей» Методы и устройства передачи и обработки информации, № 21, с. 43-49 (2019)

Проведение измерений при оценке возможного ослабления сигнала условиями трассы распространения или применяемыми средствами защиты (типа шумозащитных акустических экранов) связано с потенциальным различием в амплитудно-частотных характеристик источников, применяемых при измерениях и создания контрольно-измерительной аппаратуры, обеспечивающей анализ характеристик разнесённых акустических сигналов. В статье анализируется возможность применения в разработанной системе анализа спектров акустических сигналов, построенной с использованием графического языка программирования LabView, широко распространённых электретных микрофонных капсюлей. Представлены результаты анализа АЧХ нескольких десятков микрофонных капсюлей. Показано, что различия в характеристика микрофонных пар могут достигать 30 дБ. При использовании стандартного представления характеристик и в октавных или долеоктавных диапазонах могут быть отобраны пары с различием на уровне менее 3 дБ. Сделан вывод о возможности применения системы с такими капсюлями в случаях качественной оценки изменения уровня сигнала, например, в учебном процессе.

Веригин М.И., Ремизов А.П., Котова Г.А., Безруких В.В., Трухлик В., Хрушка Ф., Аустер Г.У., Гуикинг Л., Хильхенбах М. «Исследование солнечного ветра в эксперименте Гелион проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 132-138 (2012)

Для постоянных и быстрых измерений детальных энергетических и угловых спектров ионов солнечного ветра и планетного происхождения в проекте Интергелиозонд предлагается установить на космический аппарат (КА) прибор «Гелион», который представляет собой электростатический анализатор сферического типа с отклоняющей дефлекторной системой, имеет небольшую массу, экономное энергопотребление и сможет надежно работать в условиях экстремальных тепловых потоков от Солнца.