Ша М., Гончаренко В.И., Юров В.М., Олешко В.С., Сунь И. «Акустическое воздействие на авиационные агрегаты из полимерных композиционных материалов» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 1, с. 48-57 (2023)

Исследованы особенности акустического воздействия на авиационные агрегаты из полимерных композиционных материалов. Разработана методика выставки угла волны, которая выравнивает масштабные коэффициенты обоих измерительных каналов дифференциального агрегата из полимерных композиционных материалов и компенсирует погрешность от перекрестного демпфирования. Получены аналитические выражения для масштабного коэффициента и смещения нуля дифференциального агрегата из полимерных композиционных материалов. Показано, что этот масштабный коэффициент, в отличие от режима дискретных шумовых колебаний, не зависит от амплитуды и частоты резонансных колебаний. Показано, что режим работы агрегата из полимерных композиционных материалов имеет возможность компенсации разности частот резонатора системой управления при измерении угловой скорости. Ключевые слова: струя, удар, конструкция, авиационный агрегат, полимерные композиционные материалы, расслоение, деформация

Кривень Г.И., Шавелкин Д.С. «Колебание балки, состоящей из волокнистого композита с вязкоупругим покрытием» Механика композиционных материалов и конструкций, 28, № 4, с. 511-523 (2022)

Рассматриваются поперечные колебания шарнирно опертой в общем случае слоистой композитной полосы. Предполагается, что слои полосы выполнены из волокнистого материала с различной ориентацией волокон в различных слоях системы, а волокна имеют тонкое вязкоупругое покрытие, свойства которого отличается от свойств матрицы, обеспечивающей монолитность. Слои балки считаются трансверсально изотропными. Вязкоупругое покрытие может обеспечивать высокие диссипативные свойства материала композитной слоистой полосы. Исследуются собственные частоты и коэффициенты потерь в зависимости от толщины вязкоупругого покрытия. Для оценки диссипативных свойств используется техника комплексных модулей упругости. Эффективные свойства слоев, содержащих волокна с вязкоупругим слоем, определяются с использованием метода трех фаз с использованием самосогласованного метода Эшелби, позволяющего получить аналитические оценки модулей и эффективно использовать метод комплексных модулей упругости. Показывается, что для уточненной оценки собственных частот и коэффициентов потерь при квазистационарных колебаниях следует использовать наиболее точную модель стержней, в противном случае погрешности в оценке искомых параметров являются недопустимо большими. Одной из целей работы является оценка влияния толщины вязкоупругого покрытия на коэффициенты потерь и определение оптимальных значений покрытия, при которых коэффициенты потерь становятся значительными, но и эффективные жесткостные характеристики сохраняются высокими. В качестве примера рассматриваются стрежни, выполненные из трех различных слоистых композитных: 1) стержень выполнен из слоев с продольной укладкой модифицированных волокон, 2) стержень выполнен из плоских слоев с волокнами, уложенными в ортогональном направлении по отношению к оси стержня, 3) слоистый материал стержня выполнен из системы двух слоев с укладкой волокон ±45°.

Шавня Р.А., Курдюмов Н.Н., Данилин А.Н., Фельдштейн В.А. «О моделировании субколебаний двух проводов, связанных распорками» Механика композиционных материалов и конструкций, 28, № 2, с. 203-222 (2022)

Рассматривается система из двух проводов, связанных дистанционными распорками в виде жестких стержней. На провода воздействует ветровой поток так, что один провод находится в аэродинамическом (спутном) следе другого, что приводит к возникновению автоколебательного процесса. Следовая связь между проводами моделируется с помощью модифицированной теории Симпсона с использованием эмпирических данных Блевинса и Прайса. Дифференциальные уравнения колебаний выводятся на основе принципа возможных перемещений в обобщенных координатах с учётом нелинейностей упругих и инерционных сил, а также аэродинамических сил в спутном следе. Для дискретизации по пространственным координатам используется метод конечных элементов с выбором линейных и тригонометрических функций формы в качестве базисных. Сила натяжения и продольная деформация провода считается в пределах элемента постоянными величинами. Зависимость деформации от поперечных перемещений определяется квадратичным приближением. Для получения конечных выражений для аэродинамических сил используются полиномиальные аппроксимации экспериментальных данных, а также линеаризация выражений для этих сил, записанных в локальных (элементных) координатах.

Шавня Р.А. «Нелинейная динамика тел, соединённых растяжимым абсолютно гибким тросом» Механика композиционных материалов и конструкций, 29, № 2, с. 231-246 (2023)

Рассматривается динамика пространственного движения космического аппарата (КА) с растяжимым, абсолютно гибким тросом с массой (полезной нагрузкой) на конце в центральном гравитационном поле. В расчетной модели трос разбивается на участки (конечные элементы), распределенная масса троса заменяется системой сосредоточенных масс в узлах элементов. Распределённая гравитационная нагрузка также приводится к узлам конечно-элементной модели. КА считается абсолютно жестким телом, с которым связывается подвижная координатная система, совершающая движение относительно некоторой инерциальной системы координат. Участки выпущенной части троса считаются прямолинейными. Сила натяжения и продольная деформация троса считаются в пределах конечного элемента постоянными величинами. Искомыми неизвестными задачи являются координаты узлов конечно-элементной модели и узлы поворота КА относительно инерциальной системы координат. Дифференциальные уравнения движения космического аппарата с выпускаемым тросом составляются на основе принципа возможных перемещений в обобщенных координатах с учётом нелинейностей упругих и инерционных сил. Полученная в результате замкнутая система нелинейных дифференциальных уравнений позволяет определить зависимости искомых величин от времени. В качестве примеров приводятся решения двух консервативных задач: о падении закрепленного в начальной точке троса в плоскости с грузом на свободном конце; о буксировке груза с помощью весомого троса. В задаче о буксировке предварительно была решена нелинейная статическая задача с целью определения начальной конфигурации троса. Решения получены путём численного интегрирования нелинейных уравнений движения методом Рунге–Кутты–Фельберга 4–5 порядков с автоматическим выбором шага. Устойчивость вычислений контролировалась по выполнению закона сохранения полной энергии системы.

Грузликов А.М., Караулов В.Г., Мухин Д.А., Шалаев Н.А. «Результаты апробации алгоритма позиционирования и определения ориентации подводного аппарата по данным от гидроакустических маяков» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 1, с. 265-274 (2023)

Статья посвящена вопросу определения координат и углов ориентации автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) относительно стационарной посадочной платформы с использованием высокочастотной гидроакустической системы ближнего радиуса действия. Задача навигации предполагает маневрирование аппарата и приближение к подводной станции, что сопряжено с формированием зон с различной акустической видимостью излучателей станции приёмными элементами аппарата. Можно выделить три зоны акустической видимости. Первая зона характеризуется наблюдением сигналов всех маяков подводной станции. Как следствие, данная зона является наиболее информативной для решения задачи позиционирования и определения ориентации АНПА. Вторая зона соответствует частичному сокращению числа наблюдаемых маяков, не оказывающему критического влияния на возможность решения задачи. Третья зона (посадка) определяется существенным сокращением числа наблюдаемых маяков, что, как следствие, значительно затрудняет решение задачи позиционирования, учитывая повышенные требования по точности в момент посадки аппарата, обусловленные обеспечением безопасности. Для сохранения точности позиционирования и определения ориентации подводного аппарата в зоне посадки, предлагается использовать результаты, полученные на ранних этапах приближения аппарата к подводной станции (первая и вторая зоны). В работе приводится математическая постановка задачи, описан алгоритм её решения. При нахождении АНПА в первой и второй зоне алгоритм решения состоит из двух подзадач. Первая подзадача – грубая оценка окрестности местоположения и углов ориентации аппарата с использованием метода K-ближайших соседей; вторая подзадача – уточнение оценок с использованием псевдодальномерного метода путём решения системы алгебраических уравнений с использованием алгоритма Левенберга–Марквардта. Дополнительно осуществляется оценка времени излучения маяками. При нахождении АНПА в третьей зоне алгоритм сводится к решению системы алгебраических уравнений с использованием прогноза времени излучения сигнала маяком, полученного при нахождении аппарата в зонах один и два. Приведены результаты имитационного моделирования и результаты апробации алгоритма, полученные с использованием макета аппарата и макета подводной станции в испытательном бассейне.

Бобылева Т.Н., Шамаев А.С. «О задаче управления колебаниями плоской мембраны распределенными силовыми воздействиями» Инженерный вестник Дона, № 1, с. 565-575 (2023)

Рассматривается задача о приведении в покой колебаний плоской мембраны, управляемой с помощью сил, приложенных ко всей площади мембраны и ограниченных по абсолютной величине. Приводятся достаточные условия на начальные данные отклонения и скорости мембраны, при которых возможна полная остановка движения за конечное время. Проводится также оценка времени приведения в покой. Используемая в работе теорема об оценке собственных функций задачи Дирихле для уравнения Лапласа позволяет уточнить упомянутое достаточное условие по сравнению с работой Ф.Л. Черноусько, где рассмотрена аналогичная задача, и также применяется метод разложения неизвестного управления и соответствующего решения по собственным функциям задачи Дирихле для уравнения Лапласа

Крюков А.П., Демичев А.П., Ильин В.А., Шамардин Л.В. «Основные подходы к построению ГРИД -инфраструктуры национальной нанотехнологической сети» Механика, управление и информатика, № 5, с. 51-68 (2011)

Основная цель ГРИД -инфраструктуры Национальной нанотехнологической сети (ГРИД-ННС) – это предоставление ученым, инженерам, аспирантам и студентам унифицированного безопасного удаленного доступа к суперкомпьютерным ресурсам. Впервые в мире в ГРИД-ННС используется архитектурный стиль REST для реализации ГРИД -сервисов. В инфраструктуре ГРИД-ННС разнесены потоки данных и управляющие потоки. Управление данными в ГРИД-ННС осуществляется по принципу передачи данных непосредственно с сервера хранения данных на сайт, где будет выполняться задача, а результатов – на сервер хранения данных. Проведено сравнение разработанного сервиса распределения нагрузки Pilot и аналогичного сервиса программного обеспечения (ПО) gLite. Показана его эффективность, устойчивость и надежность.

Аванесов Г.А., Воронков С.В., Дунаев Б.С., Красиков В.А., Шамис В.А., Форш А.А. «Имитаторы звездного неба для наземной отработки датчиков звездной ориентации» Механика, управление и информатика, № 1, с. 372-386 (2009)

Рассмотрены статические имитаторы звезд, предназначенные для проверки работоспособности оптико-электронных трактов датчиков звездной ориентации. Описан принцип работы стенда динамических испытаний, используемого для осуществления проверок функционирования звездных датчиков и отладки их программного обеспечения.

Белинская Е.В., Воронков С.В., Катасонов И.Ю., Коломеец Е.В., Шамис В.А. «Программно-аппаратные средства наземной отработки системы датчиков гида телескопа Т-170М» Механика, управление и информатика, № 2, с. 197-206 (2011)

Рассматриваются программно-аппаратные средства наземной отработки системы датчиков гида (СДГ) телескопа Т-170М. Средства включают: программно-аппаратный имитатор, решающий задачи моделирования логического и информационного взаимодействия бортового комплекса управления и СДГ, заменяющий реальный прибор при испытаниях на комплексном стенде предприятия-разработчика бортового комплекса управления (МОКБ «Марс»); программно-аппаратный комплекс, предназначенный для отработки имитатора контура угловой стабилизации (НПО им. Лавочкина) с использованием математической модели СДГ.

Воронков С.В., Дунаев Б.С., Никитин А.В., Шамис В.А. «Средства наземной отладки астроприборов в составе комплексных стендов» Механика, управление и информатика, № 2, с. 207-214 (2011)

В первой части статьи рассмотрен комплекс наземной отладки приборов БОКЗ-М, предназначенный для использования на предприятии-разработчике космического аппарата с целью проверки работы измерительных и исполнительных органов системы управления. Вторая часть посвящена стенду моделирования контура стабилизации телескопа Т-170М, использующего информацию от системы датчиков гида.

Ганиев О.Р., Шамов Н.А., Завалишин Н.С. «Процессы, технология и техника волновой очистки призабойной зоны пласта» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 4, с. 70-80 (2022)

Приведены математические модели динамики твердых частиц при волновом восстановлении гидродинамической связи скважины с пластом. Определены условия очистки продуктивной породы от кольматанта в волновом поле при репрессии и депрессии. Представлены результаты применения технологии и техники при режиме депрессионно-волновой очистки прискважинной зоны пласта. Ключевые слова: волны давления, репрессионно-депрессионные волновые процессы и устройства, перфорационные каналы, гидродинамическая связь скважины с пластом, слой кольматации, его декольматация

Шамшура С.А. «Система виброакустической безопасности стенда виброударного упрочнения лонжеронов вертолетов» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 5, с. 448-452 (2022)

Для рассматриваемого в работе оборудования характерно то, что для всех типов длина намного больше ширины и высоты. Это обстоятельство позволяет разработать систему шумозащиты с максимально возможной унификацией и ограничить поверхности элементов ограждения плоскостями и полуцилиндрическими конструкциями. Для достижения требуемой звукоизолирующей способности варьирование размерами элементов ограждения крайне ограничено. Поэтому обеспечение требуемой акустической эффективности достигается подбором толщин элементов стенок, количеством слоев, т.е. применением ”сэндвич” панелей. Поверхности элементов ограждения облицовываются вибродемпфирующими и звукопоглощающими материалами.

Губарев П.В., Шапшал А.С., Глазунова А.Д. «Исследование боковых колебаний жесткой двухосной тележки на прямом участке пути» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 2, с. 544-546 (2023)

Проведено исследование боковых колебаний жесткой двухосной тележки на прямом участке пути. Описано устройство и принцип работы тележки подвижного состава. Рассмотрена расчетная схема движения жесткой тележки на прямом участке пути. Дифференциальными уравнениями описаны: движение жесткой тележки с коническими бандажами на прямом участке пути, угловая упругая связь тележки с кузовом. Полученные выражения позволяют анализировать поведение экипажа подвижного состава в рельсовой колее железнодорожного пути, а также позволяют проводить моделирование этих процессов по известным разработанным программам.

Давлетшин Ф.Ф., Акчурин Р.З., Шарафутдинов Р.Ф., Исламов Д.Ф. «Неизотермическое течение жидкости в скважине при индукционном нагреве обсадной колонны» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 81-92 (2023)

Исследованы особенности полей скорости течения и температуры восходящего потока жидкости в металлической круглой трубе (обсадной колонне, установленной в добывающей скважине) в условиях ее локального индукционного нагрева. Результаты исследований основаны на численном решении уравнений Навье-Стокса в приближении Буссинеска-Обербека, расчеты выполнены в программном пакете Ansys Fluent (Лицензия ANSYS Academic Research CFD в рамках договора с Башкирским государственным университетом от 15.06.2020). Рассмотрены расходы жидкости 10 и 50 кубических метров в сутки, соответствующие ламинарному и переходному режимам течения в обсадной трубе. Установлено наличие локальных возмущений поля скорости и температуры в пристеночной области нагретой обсадной трубы. Возмущения температуры в жидкости достигают нескольких градусов Кельвина, причем локальная скорость потока в пристеночной области обсадной колонны, возрастающая за счет естественной тепловой конвекции, в несколько раз превышает среднюю по сечению скорость потока. Показано возникновение областей вихревого движения потока над интервалом индукционного нагрева, обусловленного естественной тепловой конвекцией.

Шаргатов В.А., Чугайнова А.П., Томашева А.М. «Структуры классических и особых разрывов для обобщенного уравнения Кортевега–де Вриза–Бюргерса в случае функции потока с четырьмя точками перегиба» Труды Математического института имени В.А. Стеклова, 322, с. https://www.mathnet.ru/rus/tm4314 (2023)

Исследована структура множества решений в виде бегущей волны для обобщенного уравнения Кортевега–де Вриза–Бюргерса с функцией потока, имеющей четыре точки перегиба. Впервые представлен пример, когда существуют две монотонные структуры устойчивых особых разрывов, распространяющихся с разными скоростями. Обе структуры особых разрывов в этом случае линейно устойчивы. Линейная устойчивость структур классических и особых разрывов исследована с помощью метода, основанного на использовании функции Эванса. Сформулирована гипотеза, устанавливающая допустимость классических разрывов в случае, если существуют два устойчивых особых разрыва.

Рыков Е.В., Штокал А.О., Шаталов В.К. «Исследование стойкости микродуговых оксидных покрытий на алюминиевых сплавах к виброударному нагружению и фреттинг-износу при выведении космического аппарата на целевую орбиту» Наукоемкие технологии, 24, № 1, с. 14-20 (2022)

Существует тенденция к увеличению количества проектов, направленных на космические полеты автоматических научных станций к планетам Солнечной системы и к астероидам. Рассмотрена проблема предотвращения взаимной адгезии металлов (холодной сварки) путём оптимального подбора покрытий для узлов раскрытия отложенного срабатывания. Указано на перспективное направление предотвращения холодной сварки контактирующих металлических поверхностей узлов раскрытия космических аппаратов – применение технологий микродугового оксидирования (МДО). Цель. Исследовать зависимость стойкости сформированного МДО-покрытия к виброударному нагружению и фреттинг-износу от твёрдости металлической подложки для широко используемых в ракетно-космической отрасли алюминиевых сплавов. Результаты. Приведены данные об используемом при моделировании приспособлений. Представлена методика проведения экспериментов. По результатам изучения профилограмм зон износа измерены глубины износа каждого МДО-покрытия на изучаемых алюминиевых сплавах. На основе обработки полученных данных выведены уравнения квадратичной регрессии для каждой толщины изучаемого МДО-покрытия. Сделаны выводы о влиянии твёрдости металлической подложки на стойкость МДО-покрытия к виброударному нагружению и фреттинг-износу. Практическая значимость. Предложены пути повышения стойкости контактирующих поверхностей узлов раскрытия космических аппаратов с учётом применения технологий микродугового оксидирования.

Шаулов С.Б., Куприянова Е.А., Рябов В.А., Щепетов А.Л. «Странная кварковая материя и галактическая природа космических лучей» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 50, № 8, с. 41-48 (2023)

Детальное изучение стволов широких атмосферных ливней при энергиях 1–100 ПэВ в гибридном эксперименте с рентгеноэмульсионной камерой позволяет выдвинуть гипотезу о неядерной природе космических лучей в области колена. Рассмотрение в качестве такой компоненты стабильных заряженных частиц странной кварковой материи (странглетов) объясняет происхождение колена в спектре ШАЛ и позволяет сформулировать альтернативную галактическую модель происхождения спектра космических лучей, включая объяснение его обрезания. Модель ограничивает энергию космических лучей значениями E0≈10¹⁷–10¹⁸ эВ

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.

Леун Е.В., Шаханов А.Е. «Повышение точности гибридных сканирующих 3D волоконнооптических измерительных головок с акустооптическим датчиком обратной связи для контактных и бесконтактных координатных измерений размеров изделий» Омский научный вестник, № 2, с. 63-70 (2020)

Gредставлен способ определения упругих деформаций изделия, возникающих при механическом контактировании со сферическим наконечником, позволяющий исключить влияние на результат измерения деформаций материала в виде навалов («pile-up»). Обсуждаются вопросы построения гибридной сканирующей 3D волоконно-оптической измерительной головки (ВОИг) с формированием сканирующих движений лазерного луча в угловом секторе полусферы 180×180° на основе низкокогерентного интерферометра, пространственного модулятора света в виде оптоволоконного пьезосканера и объектива типа «fishеуе». рассмотрены возможности высокоточных двухкоординатных измерений сканирующего лазерного луча за счет использования акустооптического модулятора в датчике обратной связи ВОИг в качестве пространственно-чувствительного преобразователя

Леун Е.В., Шаханов А.Е., Самойлов С.Ю., Колобов А.Ю. «Основы совершенствования схемотехники высокоточных быстродействующих акустооптических лазерных интерферометров перемещений с частотным согласованием составляющих блоков и двойного гетеродинирования на этапе фотопреобразования» Омский научный вестник, № 3, с. 108-116 (2022)

Рассматриваются развитие схемотехники акустооптических (АО) лазерных интерферометров перемещений (ЛИП) и достижимые ими значения разрешающей способности. Обсуждаются вопросы частотного согласования блоков АО ЛИП: АО модулятора, фотоприемного устройства (ФПУ) и генератора частоты. Изучаются особенности фотопреобразования ФПУ при его освещении тремя пространственно совмещенными оптическими потоками. Из них два потока разночастотные и созданы в результате дифракции в АО модуляторе и используются для измерения фазового набега от контролируемых смещений объекта. Третий оптический поток является амплитудно-модулированным с частотой модуляции, близкой к разностной частоте первых двух оптических потоков. Такой прием приводит к двукратному переносу (двойное гетеродинирование) фазового набега от смещений на электрический сигнал разностной частоты между тремя оптическими потоками. Рассматриваются схемы АО ЛИП с постоянным значением частоты амплитудно -модулированного оптического потока и с ее автоподстройкой. Обсуждаются особенности использования в АО ЛИП охлаждаемых ФПУ.

Шахвердян Т.А., Вайсберг О.Л., Срама Р. «Изучение межпланетной и межзвездной пыли вблизи Солнца в миссии Интергелиозонд (детектор пыли ПИПЛС-А)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 144-150 (2012)

Цель эксперимента – изучение пыли в Солнечной системе: химического состава, массы, зарядов частиц вблизи Солнца и их пространственного распределения. Прибор представляет собой пылевой телескоп, состоящий из измерителя траектории частиц и масс-анализатора.

Вайсберг О.Л., Койнаш Г.В., Моисеев П.П., Летуновский В.В., Тоньшев А.К., Подколзин С.Н., Шестаков А.Ю., Журавлев Р.Н., Шахвердян Т.А. «Изучение ионизационного состояния солнечного ветра в миссии Интергелиозонд (анализатор ионов ПИПЛС-Б)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 151-155 (2012)

Представлен панорамный энерго-масс-анализатор ПИПЛС-Б для изучения ионизационного состояния солнечного ветра. За основу взята электронно- оптическая схема прибора ДИ-АРИЕС. Планируется модификация оптической схемы для выполнения поставленных научных задач в проекте Интергелиозонд.

Шахматов Е.В., Иголкин А.А., Свербилов В.Я., Стадник Д.М., Илюхин В.Н. «Исследование характеристик регулятора давления газа с глушителем шума» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 6, с. 10-20 (2021)

Работа регуляторов давления газа при большом перепаде давления сопровождается высоким уровнем шума, для снижения которого используются глушители, устанавливаемые непосредственно за регулятором или встраиваемые в его конструкцию. Однако введение глушителя шума в конструкцию регулятора оказывает существенное влияние на статические и динамические характеристики регулятора, в связи с чем требуется проведение анализа динамики системы в целом. В статье представлены результаты исследования динамических характеристик модернизированного серийного регулятора со встроенным глушителем шума, проведен анализ устойчивости системы в линейной постановке и рассмотрено совместное влияние на динамику системы параметров глушителя и регулятора. Результаты можно использовать при проектировании регуляторов давления газа в составе с глушителями шума. Ключевые слова: регулятор давления газа, глушитель шума, устойчивость, переходные процессы, математическая модель

Соловьёв В.О., Шведов И.М. «Исследование особенностей скоростей роста трещин в горных породах при взрывореактивном способе их разрушения» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 5, с. 72-80 (2021)

Исследована модель газодинамической неустойчивости во взрывном канале при взрывореактивном способе разрушения горных пород. Определены скорости развития трещин и области затухания упругих колебаний в породном массиве. Предложен критический амплитудный порог упругих колебаний, превышение которого свидетельствует о начале роста трещин в сплошной среде. Ключевые слова: горные породы, взрывореактивный способ, газодинамический процесс, рост трещин

Соловьев В.О., Шведов И.М. «Разработка алгоритма вычисления эффективных параметров взрывного импульса при взрывореактивном разрушении породных массивов» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 4, с. 100-108 (2023)

Выполнено моделирование изменения спектральной плотности импульса напряжений при работе взрывореактивного комплекса в породном массиве. Разработан алгоритм вычисления распределения спектральной плотности импульса давления для нестационарных газодинамических процессов с учетом физико-механических свойств горных пород. Ключевые слова: взрывореактивный способ, разрушение горных пород, спектральный анализ, импульс давления

Швецов А.В., Сатанин А.М., Гельман А.И. «Управление населенностями кубитов путем воздействия электромагнитных импульсов» Механика, управление и информатика, № 5, с. 9-23 (2011)

Изучается возможность создания периодической модуляции населенности в волноводной линии, содержащей последовательность идентичных джозефсоновских переходов, каждый из которых при низких уровнях возбуждения представляет собой двухуровневую систему – кубит. Показано, что дисперсионные характеристики среды зависят от состояний кубитов, которые можно инициализировать путем воздействия электромагнитных импульсов, распространяющихся в волноводной линии. Аналитически и численно продемонстрировано, что встречные импульсы позволяют осуществить накачку системы и создать периодическую модуляцию населенностей кубитов с периодом, равным половине длины волны импульсов. Получаемые квантовые структуры проявляют свойства фотонных кристаллов. Детально рассмотрены условия эффективного возбуждения кубитов в такой системе.

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.

Ерофеев В.И., Леонтьева А.В., Шекоян А.В. «Распространение плоских продольных волн в материале с точечными дефектами» Механика композиционных материалов и конструкций, 25, № 4, с. 492-508 (2019)

Изучается распространение плоских продольных волн в безграничной среде с точечными дефектами, находящейся в нестационарном неоднородном температурном поле. Задача рассматривается в самосогласованной постановке, учитывающей как влияние акустической волны на образование и перемещение дефектов, так и влияние дефектов на особенности распространения акустической волны. Показано, что в случае отсутствия диффузии тепла система уравнений сводится к нелинейному эволюционному уравнению, которое является обобщением уравнения Кортевега–де Вриза–Бюргерса. Методом усеченных разложений найдено точное решение эволюционного уравнения в виде стационарной ударной волны с монотонным убыванием. Отмечено, что диссипативные эффекты, обусловленные наличием дефектов, преобладают над дисперсией, связанной с миграцией дефектов в среде. Исследовано влияние начальной температуры и типа дефектов на основные параметры стационарной волны: скорость, амплитуду и ширину фронта. Нелинейные волны в средах с вакансиями распространяются быстрее, чем в средах с межузлиями. Увеличение начальной температуры приводит к увеличению скорости стационарной волны, если дефектами являются межузлия и уменьшению, если дефектами являются вакансии. Для гармонических волн показано, что наличие дефектов в среде способствует появлению частотно-зависимой диссипации и дисперсии. На низких частотах близких к нулю затухание волн практически отсутствует, и они распространяются с постоянной скоростью близкой к единице, которая не зависит ни от типа дефектов, ни от их наличия. На высоких частотах волны также распространяются с постоянной скоростью, но она зависит от типа дефектов. В средах с межузлиями гармонические волны имеют большую длину и скорость, чем в средах с вакансиями. Исследовано влияние параметра диффузии на распространение гармонической волны.

Васильевский С.А., Галкин С.С., Колесников А.Ф., Котов М.А., Лукомский И.В., Соловьев Н.Г., Тептеева Е.С., Чаплыгин А.В., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. «Исследование режимов теплообмена в дозвуковых струях диссоциированного азота высокочастотного индукционного плазмотрона при дополнительном нагреве поверхности лазерным излучением» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 146-155 (2023)

На индукционном ВЧ-плазмотроне ВГУ-4 (ИПМех РАН) проведены эксперименты по исследованию теплообмена цилиндрической водоохлаждаемой медной модели диаметром 30 мм, оснащенной калориметрическим датчиком с тепловоспринимающей поверхностью диаметром 13.8 мм из графита, при комбинированном режиме нагрева поверхности плазмой азота и лазерным излучением, а также для случаев нагрева поверхности только лазерным излучением или только струей плазмы азота. Эксперименты в струях ВЧ-плазмотрона проведены при давлении в барокамере установки p=1·10⁴ Па, массовом расходе азота G=2.4 г/c, мощности ВЧ-генератора плазмотрона по анодному питанию N_a.p=22 кВт. Для выбранных экспериментальных режимов установлено, что струя диссоциированного азота и высокочастотный индукционный разряд не оказывают заметного влияния на проходящий через них лазерный луч. Получены значения плотности теплового потока в зависимости от подведенной мощности лазерного излучения. Для рассмотренных условий экспериментов проведено численное моделирование дозвукового течения плазмы азота в кварцевом разрядном канале и в пространстве барокамеры установки ВГУ-4, основанное на решении полных уравнений Навье–Стокса методом Патанкара–Сполдинга.

Шендрик Н.К. «Методика формирования цифровых моделей высот геоида для референцных систем координат» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 28, № 2, с. 40-46 (2023)

Разработана методика формирования цифровых моделей высот геоида для референцных систем координат с использованием программного обеспечения «Trimble Bussines Center» (ПО «TBC»). Исходными моделями могут быть известные в открытом доступе высокоточные глобальные модели высот геоида EGM2008, EIGEN6C4 и иные модели, файлы которых с расширением *.ggf совместимы с ПО «TBC». В основу методики положена возможность экспорта из ПО «TBC» в формате ASCII ортометрических высот на заданный пользователем участок на поверхности общеземного эллипсоида WGS84 для заданной равномерной сетки узлов по широте и долготе. Полученная таблица данных является исходной для вычисления высот геоида для референцных систем координат, которые определены параметрами соответствующих референц-эллипсоидов и параметрами Гельмерта – пространственного положения, ориентировки и линейного масштаба относительно общеземной системы координат. Перечисленные исходные данные достаточны для вычисления цифровой модели высот геоида для произвольной референцной системы координат. Актуальность разработанной методики заключается в возможности ее использования для значительно более точного вычисления параметров Гельмерта для региональных и иных территорий по сравнению с принятыми стандартными значениями и, соответственно, более точного преобразования трехмерных положений пунктов между общеземными и референцными системами координат (перечисленные вопросы будут рассмотрены в последующей публикации автора). Апробация методики выполнена для нескольких региональных территорий: Новосибирской и Московской областей, территории Западной Сибири, Республики Беларусь, выборочно, в системах координат СК-42 и СК-95. Некоторые результаты представлены графически в виде картосхем высот геоида для Новосибирской области и на территорию Западной Сибири.

Аверенков А.В., Шептунов С.А., Вдовиченко О.А. «Информационно-аналитическая система обеспечения процесса обследования щитовидной железы при помощи ультразвукового исследования» Инженерный вестник Дона, № 10, с. 206-216 (2022)

В современных условиях система здравоохранения проходит этап активного внедрения информационных и аналитических средств. В регионах, загрязненных радионуклидами в результате происшествия на ЧАЭС особую значимость имеет деятельность по профилактике, выявлению и сопровождению случаев заболеваний щитовидной железы. Современные формализованные методы анализа обладают достаточным функционалом и результативностью для внедрения их в качестве источников новых знаний о признаках заболеваний щитовидной железы. В данной работе авторы рассматривают этапы и результаты разработки программного комплекса для информационно-аналитического обеспечения процесса обследования щитовидной железы при помощи ультразвукового исследования.

Грабовенская С.А., Завьялов В.В., Шестаков А.А. «Расчеты сжатия сферической слоистой системы ударными волнами с учетом переноса теплового излучения в кинетической модели» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 5-13 (2023)

В настоящее время численное моделирование является основным, а зачастую и единственным инструментом для детального описания некоторых физических явлений при исследовании процессов сжатия веществ ударными волнами. Изучение поведения ударных волн и волн разряжения на простейших модельных тестах помогает при анализе более сложных расчетов, например, задач инерциального термоядерного синтеза на лазерных установках. В работе рассмотрены сравнительные расчеты тестовой задачи, моделирующей сжатие ударными волнами сферической слоистой системы, состоящей из двух веществ.

Вайсберг О.Л., Койнаш Г.В., Моисеев П.П., Летуновский В.В., Тоньшев А.К., Подколзин С.Н., Шестаков А.Ю., Журавлев Р.Н., Шахвердян Т.А. «Изучение ионизационного состояния солнечного ветра в миссии Интергелиозонд (анализатор ионов ПИПЛС-Б)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 151-155 (2012)

Представлен панорамный энерго-масс-анализатор ПИПЛС-Б для изучения ионизационного состояния солнечного ветра. За основу взята электронно- оптическая схема прибора ДИ-АРИЕС. Планируется модификация оптической схемы для выполнения поставленных научных задач в проекте Интергелиозонд.

Кузин С.В., Богачев С.А., Шестов С.В., Бугаенко О.И., Житник И.А., Иванов Ю.С., Игнатьев А.П., Митрофанов А.В., Опарин С.Н., Перцов А.А., Слемзин В.А., Суходрев Н.К., Зыков М.С., Рева А.А., Ульянов А.С. «Информационные и технические возможности комплекса инструментов ТЕСИС/"КОРОНАС-ФОТОН" по исследованию Солнца в условиях минимума и максимума солнечной активности» Механика, управление и информатика, № 3, с. 107-118 (2010)

В состав инструмента ТЕСИС (Телескопы EUV-диапазона для Спектральных Исследований Солнца) ФИАН на борту спутника «КОРОНАС-ФОТОН» входят несколько изображающих телескопов и спектрогелиографов. Их нормальная работоспособность требует соответствующей информационной и технической поддержки. С точки зрения информационного обеспечения проводящегося эксперимента необходимо не только передавать с борта спутника на Землю максимальные объемы информации, но и своевременно ее получать, а также иметь достаточный объем команд управления прибором с Земли. Для регистрации изображений с высоким пространственным разрешением необходимо выдерживать расчетный тепловой режим аппаратуры и высокую точность направления оси аппаратуры на центр Солнца и степень стабилизации космического аппарата. Эти аспекты проведения эксперимента представлены в настоящей работе. Ключевые слова: Солнце, корона, переходный слой, вспышки, солнечная активность, космические исследования Солнца.

Кузин С.В., Богачев С.А., Шестов С.В., Перцов А.А., Ульянов А.С., Рева А.А., Кириченко А., Зимовец И.В., Кузнецов В.Д. «Комплекс изображающих инструментов проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 27-35 (2012)

Представляется комплекс изображающих инструментов рентгеновского и оптического диапазона для исследования короны Солнца, создаваемый в рамках проекта Интергелиозонд. В состав комплекса входят рентгеновский телескоп-спектрометр «Соренто», телескоп вакуумного ультрафиолетового диапазона «Трек», оптический коронограф «Ока» и гелиосферный широкопольный телескоп «Гелиосфера». Комплекс предназначен для исследования различных проявлений солнечной активности как связанных процессов. Поля зрения приборов перенакладываются, что позволяет исследовать развитие отдельного явления от его зарождения в переходном слое или нижней короне до расстояния в несколько десятков солнечных радиусов над поверхностью. Управление комплексом осуществляется единым компьютером, что позволяет оптимизировать программы наблюдений. В статье представлены научные задачи комплекса и его характеристики.

Корнев К.Н., Логунов А.А., Шибков В.М. «Численное моделирование сверхзвукового потока с областью тепловыделения продольно-поперечным разрядом» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 137-145 (2023)

Проведено численное моделирование сверхзвукового стационарного воздушного потока внутри расширяющегося аэродинамического канала с прямоугольным сечением – лабораторной модели прямоточного воздушно-реактивного двигателя. С помощью экспериментальных данных была проведена валидация аэродинамической модели в случае отсутствия зоны объемного тепловыделения. После валидации модели было проведено численное моделирование сверхзвукового потока с включенной зоной объемного тепловыделения. Получены трехмерные распределения скорости, температуры и давления в сверхзвуковом стационарном воздушном потоке. Показано, что при объемной плотности тепловой мощности источника эквивалентной средней общей мощности разряда W=10 кВт разряд нагревает газ до температуры T=1700–4200 К, что приводит к ускорению потока без его теплового запирания. При плотности тепловой мощности источника эквивалентной средней общей мощности разряда W=20 кВт газ нагревается сильнее до 6700 К, но начинается локальное тепловое запирание потока.

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.

Шикота С.К.А., Меньшутин А.Ю., Крашаков С.А., Григорьева М.В., Щур Л.Н. «Система проведения видеосеминаров ВидеоГРИД» Механика, управление и информатика, № 4, с. 137-147 (2011)

Излагается опыт функционирования системы для организации распределенной работы виртуальных коллективов, реализованной на инструментарии AccessGrid. Система ВидеоГРИД развернута в Инновационном центре РАН и в Отделе прикладных сетевых исследований НЦЧ РАН. Обсуждается опыт использования системы для проведения видеосеминаров.

Левченко Н.Р., Шилинговский Д.И. «Режекторная автокомпенсация обратной связи в системах и установках сигнальной радиоакустики» Инженерная физика, № 7, с. 15-21 (2023)

Рассматривается анализ программно-аппаратных методов подавления электроакустической обратной связи в радиоэлектронных системах аудиомониторинга и телепроизводства. В работе приведен численный анализ сигнальных методов компенсации положительной обратной связи (ПОС) средств радиоакустики, а также архитектурное DSP-решение построения режекторной эквалазиционной линейки с автоследящим многотональным звукоподавлением на базе аудиопроцессора ADAU1701 и программного комплекса разработки SigmaStudio в задачах автокомпенсации электроакустической ПОС при создании экспериментальных физических установок сигнальной радиоакустики. Методы: алгоритмы цифровой обработки сигналов, теория устойчивости звукоусилительных и звукоснимающих радиосистем, методы сигнальной радиоакустики, теория и методы анализа автоколебательных цепей, векторная теория звукового поля. Результаты: выявлены причины возникновения электроакустической обратной связи; предложен и исследован адаптивный алгоритм подавления электроакустической обратной связи; проведен анализ эксперимента с применением субмодуля автоподавления электроакустической обратной связи. Ключевые слова: сигнальная радиоакустика, электроакустическая обратная связь, подавитель обратной связи, радиоэлектронная система аудиомониторинга. DOI: 10.25791/infizik.7.2023.1341

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.

Ширяев А.О., Капорцева К.Б. «Анализ различий каталогов межпланетных корональных выбросов массы и создание объединенного каталога» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2023/4 (2023)

Для определения корональных выбросов массы (КВМ), распространяющихся в гелиосфере, используются данные о магнитных и кинетических параметрах плазмы солнечного ветра. Существуют различные каталоги межпланетных КВМ (МКВМ), но в связи с различиями в реализуемых в них критериях идентификации МКВМ определяемые события и их параметры могут значительно расходиться. В настоящей работе рассмотрены каталоги МКВМ Ричардсона и Кейн и CCMC CME Scoreboard, а также каталог крупномасштабных событий солнечного ветра ИКИ РАН, и предложен алгоритм объединения каталогов для создания более полной базы МКВМ. Построен объединённый каталог за 2010–2022 годы. Произведено дополнение объединённого каталога данными OMNI. Анализ полученного объединённого каталога показал высокую точность объединения совпадающих между каталогами событий и тенденцию событий, определённых во всех рассмотренных каталогах, к большей геоэффективности, скорости и продолжительности. Список опубликован на сайте центра космической погоды НИИЯФ МГУ: https://swx.sinp.msu.ru/tools/icmeλist.php

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.

Паймушин В.Н., Фирсов В.А., Шишкин В.М., Газизуллин Р.К. «Распространение вибраций в тонкостенных каркасированных конструкциях» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 49-54 (2022)

В рамках проведенных экспериментальных исследований рассматривается обнаруженное явление прохождения вибраций в тонкостенных многопролетных конструкциях через жесткие опорные закрепления независимо от их конструктивного исполнения.

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».

Дергачев В.А., Матвеев Г.А., Круглов Е.М., Лазутков В.П., Савченко М.И., Скородумов Д.В., Пятигорский А.Г., Шишов И.И., Котов Ю.Д., Юров В.Н., Гляненко А.С., Архангельский А.И., Бессонов М.В., Буслов А.С. «Функционирование поляриметра жёсткого рентгеновского излучения Солнца "ПИНГВИН-М" на борту космического аппарата "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 167-182 (2010)

Обсуждаются результаты первых месяцев 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. Приведены данные предполетных калибровок и калибровок на орбите, проведенных после включения прибора. Ключевые слова: солнечные вспышки, рентгеновское излучение, поляризация, космический эксперимент, результаты, калибровки, обсуждения, спектры, «ПИНГВИН-М», «КОРОНАС-ФОТОН».

Лоскутов А.И., Шиян А.Н., Столяров А.В., Татаренков А.Н., Жураховский А.А. «Алгоритм контроля технического состояния бортовой аппаратуры космических аппаратов с учетом формирования признаков переходных процессов нейронной сетью» Авиакосмическое приборостроение, № 7, с. 19-26 (2023)

Рассматриваются вопросы контроля технического состояния бортовой аппаратуры космических аппаратов. Осуществлена математическая постановка задачи разработки алгоритма контроля технического состояния с целью повышения полноты. Данная цель может быть достигнута путем формирования дополнительных признаков, которые позволят обнаружить дефекты, характеризуемые аномальными параметрами переходных процессов состояний бортовой аппаратуры. Разработан алгоритм контроля технического состояния бортовой аппаратуры. Особенностью данного алгоритма является контроль параметров переходных процессов с формированием дополнительных признаков нейронной сетью на интервале длительности переходного процесса. Приведены результаты моделирования процесса контроля приборов системы управления движением космического аппарата с расчетом показателя полноты контроля. Применение алгоритма позволяет повысить эффективность функционального контроля бортовой аппаратуры за счет повышения его полноты. Ключевые слова: бортовая аппаратура, космический аппарат, алгоритм, контроль технического состояния, полнота контроля, нейронная сеть, переходный процесс. DOI: 10.25791/aviakosmos.7.2023.1349

Гришанина Т.В., Русских С.В., Шклярчук Ф.Н. «Задача о термоупругих колебаниях стержня, соединенного с космическим аппаратом, при солнечном нагреве с учетом теплоизлучения» Механика композиционных материалов и конструкций, 23, № 2, с. 198-213 (2017)

Рассматриваются термоупругие изгибные колебания тонкостенного стержня с круговым поперечным сечением, соединенного упруго-вязким шарниром с космическим аппаратом и подвергающегося прямому солнечному излучению с учетом теплового потока, теряемого за счет внешнего излучения в космическое пространство, и лучистого теплообмена на внутренней поверхности оболочки стержня. Учитывается изменение углов падения солнечных лучей на поверхность стержня за счет его изгиба и поворота вместе с космическим аппаратом. Уравнение нестационарной теплопроводности тонкой цилиндрической оболочки стержня решается путем разложения тепловых потоков и температуры в ряд по косинусам в окружном направлении с удержанием только осесимметричной и антисимметричной гармоник, пренебрегая изменением температуры в осевом направлении. Оно приводится к двум связанным между собой и с перемещениями стержня нелинейным дифференциальным уравнениям первого порядка по времени для осесимметричной и антисимметричной составляющих температуры в рассматриваемом поперечном сечении стержня. Для решения нестационарной задачи термоупругости и теплопроводности стержня используется метод конечных элементов. При этом по длине конечного элемента изгиб аппроксимируется точным решением статической задачи, а температура – линейной функцией. Потенциальная энергия термоупругого изгиба конечного элемента стержня записывается через его поперечные перемещения, углы поворота и антисимметричные составляющие температуры на концах. При вычислении кинетической энергии вращения системы и относительных изгибных колебаний стержня с твердым телом на конце, стержень моделируется сосредоточенными массами и моментами инерции, приведенным к сечениям, разделяющие конечные элементы. Получена система нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений для неизвестных функций – угла поворота космического аппарата, поперечных перемещений, углов поворота, осесимметричных и антисимметричных составляющих температуры в расчетных сечениях конечно-элементной модели стержня. Выполнены расчеты динамического поведения системы при выходе ее из тени с оценками сходимости и устойчивости численного решения. Исследовано влияние теплоизлучения и некоторых упругих параметров стержня на колебания системы.

Гришанина Т.В., Шклярчук Ф.Н. «Аэродинамические характеристики профиля крыла с нелинейно деформируемой мембраной в дозвуковом потоке» Механика композиционных материалов и конструкций, 22, № 4, с. 491-501 (2016)

Рассматривается прямое крыло большого удлинения, образованное передней тонкостенной балкой, работающей на изгиб и кручение, и задней горизонтальной пластинкой с острой задней кромкой. Передняя балка и задняя пластинка соединены между собой дискретно расположенными нервюрами с находящимися между ними прямоугольными растяжимыми мембранами в срединной плоскости крыла, покрытыми сверху и снизу профилированными слоями легкого пенопласта. Решается плоская задача аэроупругости профиля крыла с растяжимой мембранной в дозвуковом потоке при заданном угле атаки профиля и заданном натяжении мембраны, обусловленном регулируемым увеличением расстояния между её передней и задней кромками и искривлением под действием поперечной нагрузки. Искривление мембраны считается малым, при котором растягивающее усилие приближенно будет постоянным по длине. Деформация растяжения мембраны зависит от её прогиба нелинейно. Для решения задачи используется метод конечных элементов (МКЭ). В пределах длины каждого КЭ поперечное перемещение мембраны аппроксимируется линейной функцией. Аэродинамическое давление на тонкий деформируемый профиль крыла в дозвуковом сжимаемом потоке определяется по линейной теории плоскопараллельного обтекания искривленной пластины при малых углах атаки. Уравнения равновесия деформируемой мембраны профиля в потоке получены в виде системы неоднородных уравнений для поперечных перемещений в узлах. Коэффициенты жесткости системы зависят от натяжения мембраны, а оно, в свою очередь, квадратично зависит от неизвестных перемещений. Получены решения этих уравнений при различных заданных значениях безразмерного параметра, представляющего отношение натяжения к скоростному напору. Определены перемещения мембраны, распределение аэродинамического давления и коэффициенты подъемной силы и момента тангажа профиля с искривленной мембранной. Найдены соответствующие значения регулируемого натяжения мембраны, при которых обеспечиваются заданные суммарные (с учетом искривления) натяжения мембраны и аэродинамические характеристики профиля.

Гришанина Т.В., Шклярчук Ф.Н. «Численно-аналитический метод расчета колебаний регулярных конструкций» Механика композиционных материалов и конструкций, 28, № 2, с. 175-186 (2022)

Динамика упругих крупногабаритных космических конструкций представляет большой интерес при проектировании орбитальных станций, больших радиоантенн, радиотелескопов, спутников с большими солнечными батареями. Особое место среди космических конструкций занимают стержневые системы, состоящие из многих тысяч элементов. Они могут использоваться в конструкциях больших отражателей антенн, платформ, силовых ферменных каркасов. Как правило, из удобства сборки в космосе такие системы имеют регулярную структуру, т.е. состоят из однотипных секций (модулей), последовательно соединенных друг с другом. При расчете динамических характеристик таких конструкций может использоваться метод конечных элементов, либо другие численные методы. Но при их применении для систем с большим количеством секций возникают трудности, связанные с большой размерностью решаемых задач. Тогда расчет может оказаться весьма трудоемким. Поэтому представляет интерес разработка эффективных моделей и методов, основанных на использовании свойств регулярности таких конструкций. В данной работе представлен численно-аналитический метод расчета собственных колебаний или гармонических вынужденных колебаний регулярных систем, трудоемкость которого не зависит от числа однотипных модулей и определяется числом степеней свободы одной секции. Для оценки трудоемкости и точности предложенного расчетного метода решена задача изгибных колебаний шарнирно опертой однородной балки, представленной системой однотипных конечных элементов, и дано сравнение полученного на его основе решения с результатами точного решения и решения непосредственно на основе уравнений метода конечных элементов. Из приведенных в статье расчетов видно, что изложенный способ позволяет получить результаты достаточно близкие к точным. Причем сходимость улучшается при увеличении количества однотипных элементов, составляющих регулярную систему. Таким образом, данный метод может быть эффективным при динамических расчетах регулярных конструкций, состоящих из большого числа последовательно соединенных однотипных модулей.

Козлов В.В., Литвиненко Ю.А., Катасонов М.М., Сарычев Д.В., Шмаков А.Г. «Особенности формирования факела при столкновении двух ламинарных газовых струй» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 131-136 (2023)

Представлены результаты исследований процесса взаимодействия двух соударяющихся осесимметричных ламинарных микроструй пропан/бутановой смеси при диффузионном горении и без горения. Истечение газовой смеси осуществлялось через круглые трубки с равными скоростями. В процессе эксперимента варьировалось поперечное положение трубок относительно друг друга с сохранением угла между ними. Выявлены особенности формирования результирующей струи в зависимости от поперечного положения трубок. Если трубки находятся в одной плоскости, то результирующая струя формируется в ортогональной к ней плоскости. Данный процесс наблюдается при взаимодействии горящих и не горящих струй. При увеличении скорости истечения струй обнаружена область локального разрыва фронта пламени.

Косинов А.Д., Питеримова М.В., Шмакова А.В., Семенов Н.В., Ермолаев Ю.Г. «Экспериментальное исследование эволюции контролируемых возмущений в продольном вихре, порожденном в пограничном слое на плоской пластине при числе Mаха M=2» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 4, с. 118-129 (2023)

С использованием результатов экспериментальных исследований проведено сравнение пространственно-временных распределений амплитуды контролируемых пульсаций в линейной и слабонелинейной фазах развития волнового поезда в однородном и неоднородном пограничных слоях на плоской пластине при числе Маха M=2. (Неоднородность течения вызвана продольным стационарным возмущением, порожденным парой слабых ударных волн. Контролируемые возмущения генерировались локально с поверхности при фиксированной мощности высокочастотного тлеющего разряда внутри модели). Установлено, что неоднородность течения изменяет механизм взаимодействия субгармонических возмущений. Показано, что в центре волнового поезда наблюдается нарушение пространственного синхронизма пульсаций субгармонической частоты. DOI: 10.15372/PMTF202215232

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.

Козлов И.В., Новиков А.Д., Пустовалов М.Н., Рябова А.Д., Громкова И.Е., Магурина Т.П., Шпагина Т.Л. «О первых результатах обеспечения прибором БУС-ФМ выполнения программы научных исследований КА "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 239-249 (2010)

Выполнен анализ первых результатов участия модифицированного блока управления и соединений (прибор БУС-ФМ) в выполнении программы научных исследований на борту космического аппарата «КОРОНАС-ФОТОН» в рамках программы изучения Солнца «КОРОНАС» (Комплексные Орбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца). Обсуждены вопросы наземного моделирования работы прибора БУС-ФМ для случаев прохождения космическим аппаратом «КОРОНАС-ФОТОН» радиационного пояса Земли. Ключевые слова: бортовое питание, радиационный пояс Земли, моделирование режимов, разовые команды.

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.

Рыков Е.В., Штокал А.О., Шаталов В.К. «Исследование стойкости микродуговых оксидных покрытий на алюминиевых сплавах к виброударному нагружению и фреттинг-износу при выведении космического аппарата на целевую орбиту» Наукоемкие технологии, 24, № 1, с. 14-20 (2022)

Существует тенденция к увеличению количества проектов, направленных на космические полеты автоматических научных станций к планетам Солнечной системы и к астероидам. Рассмотрена проблема предотвращения взаимной адгезии металлов (холодной сварки) путём оптимального подбора покрытий для узлов раскрытия отложенного срабатывания. Указано на перспективное направление предотвращения холодной сварки контактирующих металлических поверхностей узлов раскрытия космических аппаратов – применение технологий микродугового оксидирования (МДО). Цель. Исследовать зависимость стойкости сформированного МДО-покрытия к виброударному нагружению и фреттинг-износу от твёрдости металлической подложки для широко используемых в ракетно-космической отрасли алюминиевых сплавов. Результаты. Приведены данные об используемом при моделировании приспособлений. Представлена методика проведения экспериментов. По результатам изучения профилограмм зон износа измерены глубины износа каждого МДО-покрытия на изучаемых алюминиевых сплавах. На основе обработки полученных данных выведены уравнения квадратичной регрессии для каждой толщины изучаемого МДО-покрытия. Сделаны выводы о влиянии твёрдости металлической подложки на стойкость МДО-покрытия к виброударному нагружению и фреттинг-износу. Практическая значимость. Предложены пути повышения стойкости контактирующих поверхностей узлов раскрытия космических аппаратов с учётом применения технологий микродугового оксидирования.

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).

Шуляпов С.А., Заворотный А.Ю., Савельев А.Б. «Спектроскопия метастабильных и изомерных ядер с помощью многопучковых мультипетаваттных лазеров» Квантовая электроника, 53, № 4, с. 326-329 (2023)

Обсуждаются перспективы применения мощных лазерных систем для задач ядерной фотоники. На примере структуры ядерных уровней изотопа криптона ⁸³Kr, имеющего два изомерных состояния с энергиями 9.4 и 41.6 кэВ, описывается возможность их непрямого возбуждения через высоколежащие короткоживущие уровни с использованием высокоэнергетического излучения лазерной плазмы. Показано, что сечение фотовозбуждения уровня 9.4 кэВ гамма-квантами с экспоненциальным распределением по энергиям увеличивается более чем в 100 раз при увеличении температуры распределения с 50 кэВ до 1 МэВ и постоянной амплитуде. Проводятся оценки выхода реакций фотовозбуждения изомерных уровней ⁸³Kr излучением плазмы, создаваемой лазерной системой петаваттного уровня, для нескольких температур электронного пучка и толщины тормозного конвертера гамма-излучения.

Калмыков П.Н., Лапичев Н.В., Михайлов И.А., Мягков Н.Н., Сальников А.В., Шумихин Т.А. «Экспериментальные исследования фрагментации сферических алюминиевых ударников на сплошных и сеточных экранах при скоростях удара до 7 км/сек» Механика композиционных материалов и конструкций, 24, № 1, с. 46-69 (2018)

Приведены результаты экспериментального исследования фрагментации сферических алюминиевых ударников диаметром 6,35 мм на двух сплошных алюминиевых и двух стальных сеточных экранах при скоростях удара от 6 до 7 км/с. Разгон ударников осуществлялся двухступенчатой водородной пушкой. Ударное взаимодействие с преградой осуществлялось в условиях вакуума. В каждой паре преград одинакового типа одна преграда была лёгкая по удельной масса, а одна тяжелая. При этом в каждой паре преград разного типа удельные массы преград были близки. Для регистрации состояния запреградного облака фрагментов использовались толстые пластины-свидетели, расположенные на некотором расстоянии от исследуемой преграды нормально по отношению к линии выстрела. Изучение морфологии повреждений поверхности пластин-свидетелей позволило сделать сравнительные описания облаков фрагментов. С помощью компьютерной обработки фотографий повреждений свидетелей были оценены объемы соответствующих кратеров и площади сильно эродированных зон на их поверхности. Среди морфологических особенностей повреждений в экспериментах с легкой сплошной преградой наблюдаются нитевидные распределения мелких кратеров с раздваивающимися концами – это морфологическая особенность, характерная для распределения вещества в эжекционных выбросах, возникающих при пробитии ударником тонких алюминиевых пластин. В то же время, фрагментация на легкой сеточной преграде привела к образованию нитевидных кратеров в виде замкнутых контуров – ранее не наблюдавшаяся морфологическая особенность. Более тяжелая сетка показала максимально интенсивное дробление ударника с образованием мелких фрагментов, количество которых в несколько раз превышает количество фрагментов при использовании других преград меньшего и аналогичного веса. При этом не локализации выбросов не наблюдается. Для всех проведенных экспериментов найдены интегральные распределения объемов кратеров по поверхности свидетеля. Дан сравнительный анализ распределений объемов кратеров для легких и тяжелых экранов. Выполнен анализ данных в рамках распределения Вейбулла. Полученные распределения для объемов кратеров были использованы для построения распределений фрагментов по кинетическим энергиям.

Калмыков П.Н., Лапичев Н.В., Михайлов И.А., Мягков Н.Н., Пыриков М.Д., Сальников А.В., Шумихин Т.А. «Морфология повреждений толстостенных пластин-свидетелей фрагментами высокоскоростных ударников из различных материалов» Механика композиционных материалов и конструкций, 25, № 1, с. 37-56 (2019)

Экспериментальное изучение фрагментации ударника при высокоскоростном пробитии тонких преград не отличается большим арсеналом технических средств прямого наблюдения. Одним из достоверных способов получения информации о характеристиках образующегося облака фрагментов является анализ повреждений пластин-свидетелей, устанавливаемых на некотором расстоянии за преградой на пути движущихся фрагментов. В данной работе проводится сравнительный анализ морфологических особенностей повреждений пластин-свидетелей фрагментами ударников, изготовленных из различных материалов: полиэтилена, алюминиевого сплава (Al-сплав) и капролона, охрупченного добавлением стеклянных микросфер. Эксперименты выполнены в диапазоне скоростей соударения от 2900 м/с до 7000 м/с, при этом были использованы три типа тонких преград: сплошные, сеточные и струнные. Выявлено, что при идентичных условиях в экспериментах со струнными преградами ударник из полиэтилена демонстрирует меньшую степень фрагментации, чем охрупченный капролон. При этом существенная часть начальной кинетической энергии полиэтиленового ударника остается в его тыльной части, не перераспределяясь к другим частям ударника и не переходя в энергию разрушения. У охрупченного капролона сохраняется тенденция к образованию выбросов из фронтальной части, формирующих цепочки кратеров на свидетеле. При фрагментации на сплошной преграде облако фрагментов полиэтиленового ударника состоит как из компактных, так и из нитевидных фрагментов. Нитевидные фрагменты могут образовывать замкнутые структуры. Подобный тип фрагментации наблюдался в экспериментах с ударниками из стекла. Примечательно, что распределение кратеров, образованных нитевидными фрагментами полиэтиленового ударника, схоже по структуре с распределением множества мелких кратеров в периферийной зоне повреждений свидетеля облаком фрагментов ударников из Al-сплава при пробитии сплошной преграды. Глубокое морфологическое подобие выявлено между повреждениями в эксперименте по пробиванию стальной сетки полиэтиленовым ударником и вольфрамовой сетки ударником из Al-сплава. При этом параметром, контролирующим подобие этих экспериментов, по всей видимости, является отношение плотностей материала преграды и ударника.

Васенин В.А., Шундеев А.С. «Архитектурно-технологические аспекты эволюции ГРИД» Механика, управление и информатика, № 5, с. 69-91 (2011)

Архитектура и концептуальные положения ГРИД были разработаны в период 2001–2006 гг. Этот период связан с бурным развитием технологии больших веб-сервисов, положенной в основу архитектуры ГРИД. После 2006 г. возник ряд альтернативных подходов как к построению распределенных программных систем (RESTful-веб-сервисы), так и к решению задач, которые традиционно относятся к области ГРИД (облачные вычисления). В этой связи актуальными являются исследования, направленные на анализ истории и перспектив развития технологии ГРИД. Результаты такой работы представлены в настоящей статье. Ключевые слова: ГРИД-технология, облачные вычисления, промежуточное программное обеспечение.

Вильданов А.Р., Тухфатуллин А.Р., Шустрова М.Л., Староверова Н.А. «Разработка интеллектуального программного модуля распознавания изображений для звуковых очков» Инженерный вестник Дона, № 12, с. 127-135 (2022)

Проведен обзор носимых устройств, повышающих качество распознавания пользователем объектов окружающего мира, раскрыт процесс разработки интеллектуального модуля распознавания объектов городской инфраструктуры для «звуковых очков» – устройства, предназначенного для незрячих пользователей. Охарактеризован функционал разрабатываемого модуля, его архитектура, описан процесс и результаты обучения нейросети для распознавания объектов, а также приведен алгоритм идентификации цвета светофоров. Приведены результаты тестирования разработанного программного модуля.