Ковалев К.Е., Ягодников Д.А., Бобров А.Н. «Разработка бесконтактного акустического метода определения давления в камере сгорания модельного ракетного двигателя на твердом топливе» Физика горения и взрыва, 59, № 4, с. 78-84 (2023)

Представлена методика бесконтактной диагностики ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ) на основе анализа акустических колебаний, генерируемых истекающей из сопла сверхзвуковой струей продуктов сгорания. Проведено экспериментальное исследование по определению давления в камере сгорания модельного ракетного двигателя на твердом топливе Е-5-0 с помощью неинвазивного метода контроля, использующего динамический микрофон, расположенный на заданном расстоянии от объекта исследования и регистрирующий акустические поля, создаваемые работающим двигателем. Экспериментально подтверждена возможность бесконтактного определения давления в камере сгорания по частоте акустических колебаний и уровню звукового давления, создаваемого струей продуктов сгорания модельного РДТТ. Показано удовлетворительное согласование результатов расчета давления со значением, зарегистрированным датчиком внутрикамерного давления.

Чубей М.С., Львов В.Н., Ягудин Л.И. «Звездный датчик для целей автономной навигации в дальнем космосе» Механика, управление и информатика, № 1, с. 56-65 (2009)

Двухканальный звездный датчик разработан для космических аппаратов, выводимых в дальний космос, с целью выполнения операций автономной навигации относительно направлений на тела Солнечной системы как на этапе вывода КА на рабочую орбиту, так и на рабочей орбите. Проектируемая точность определения угловых направлений на навигационные объекты составляет σ=±0,01″. Датчик разработан для использования в проекте «Межпланетная солнечная стереоскопическая обсерватория», в котором два аппарата выводятся в окрестности круговых лагранжевых центров либрации системы «Солнце–барицентр системы Земля–Луна» L4 и L5, где нет массивных тел и рабочие орбиты формируются в ограниченном объеме пространства.

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.

Аль-Руфаи Ф.М.М., Якимович Б.А., Кувшинов В.В. «Основные положения методики оценки эффективности пьезопреобразователей» Вестник Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова (ИжГТУ), 26, № 1, с. 28-34 (2023)

Пьезоэлементы являются одним из источников альтернативной энергии, на производство которой не требуется использование ископаемых топлив, наносящих ущерб окружающей среде и климату планеты. В связи с этим расширение областей применения пьезоэлементов происходит с каждым годом все интенсивнее. Особенно востребованными являются конструкции пьезоэлементов, которые способны вырабатывать электроэнергию в результате внешних механических воздействий. Эта востребованность обусловлена возможностью работы от получаемой электроэнергии важнейших навигационных приборов, смартфонов, низковольтных зарядных устройств в условиях отсутствия внешних источников электроэнергии или высокой ее стоимостью при выработке другими методами. В связи с тем что пьезоэлементы обладают рядом специфических свойств, обусловленных кристаллической структурой, формой, размерами, электрическими характеристиками, необходимо разработать условия выбора этих устройств, руководствуясь наиболее рациональным подходом, основанным на экономической целесообразности, рыночной доступности и оптимальной технологичности. В настоящее время на российском рынке, несмотря на многочисленные экономические санкции, представлен широкий спектр моделей пьезоэлементов, способный удовлетворить любые запросы клиентов. Выбор наиболее эффективной модели является важнейшей задачей для компаний, которые используют пьезоэлементы как отдельный компонент в составе выпускаемых серийно электронных устройств. Методика выбора такой продукции отсутствует, однако может быть весьма востребована ввиду большого объема предложений поставщиков. Предлагаемая к реализации методика предусматривает моделирование пьезоэлемента в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации, оценку свойств и разработку рекомендаций к применению на основании вариации основных размеров (длина, толщина), а также приложенного напряжения, заложенного в разработанную модель, и анализа влияния на перемещение конца пьезоэлемента, что является основной характеристикой пьезоэлемента в условиях рассмотренной схемы. По результатам моделирования выбираются наиболее приемлемые модели пьезоэлемента.

Титова Ю.Ф., Яковлев С.Н., Подкользина Л.В., Бабанин Н.В. «Экспериментальное определение частоты свободных колебаний полиуретановых виброизоляторов, применяемых в судостроении» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-2, с. 100-105 (2022)

Приведено обоснование целесообразности замены резины на полиуретановые эластомеры при изготовлении виброизоляторов. Показано, что современные полиуретановые эластомеры имеют ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с традиционным эластомером – резиной. В статье представлено решение дифференциального уравнения движения колебательной системы для двух случаев: первый – когда силы сопротивления отсутствуют и второй – когда свободные колебания происходят с затуханием под действием внутреннего трения в эластомерном материале. Указано, что с точки зрения лучшего гашения свободных колебаний, увеличение гистерезисных потерь в виброизоляционном материале играет положительную роль. В работе приведено подробное описание специального стенда для измерения упруго-диссипативных свойств виброизоляторов по трем направлениям. Стенд позволяет определить основные регламентируемые ГОСТ 27242-87 характеристики: статическую жесткость, демпфирование и минимальную внутреннюю собственную частоту. Проведенные экспериментальные исследования показали перспективность применения нового для отечественного машиностроения эластомерного материала. Ключевые слова: частота свободных колебаний, полиуретановый виброизолятор, логарифмический декремент затухания, гистерезис, коэффициент демпфирования

Орешко А.П., Якута А.А. «К истории начала рентгеноструктурных исследований в Московском университете» Кристаллография, 66, № 5, с. 340-345 (2021)

В общем контексте истории зарождения в России рентгеноструктурного анализа освещен интересный эпизод раннего этапа отечественных рентгеновских структурных исследований – получение в 1896 г. профессором Московского университета П.Н. Лебедевым “дырковых фотографий”, которые могут быть интерпретированы как дифрактограммы кристаллов. По мнению авторов, именно данный научный результат является исходным пунктом развития в России экспериментальных рентгеновских методов изучения структуры кристаллов. Это позволяет считать П.Н. Лебедева вдохновителем известных пионерских научных работ Г.В. Вульфа и H.Е. Успенского в данной области.

Жарылканова М.С., Клиначева Н.Л., Яловец А.П. «Полуаналитический метод решения уравнений газовой динамики в переменных Эйлера» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, 15, № 2, с. 32-40 (2023)

Ранее (Яловец, А.П. Расчет течений среды при воздействии интенсивных потоков заряженных частиц. Прикладная механика и техническая физика. 1997. Т. 38, № 1. С. 151-166) описан метод решения системы уравнений механики сплошной среды, записанной в лагранжевых переменных, который отличается от традиционных методов тем, что конечными разностями заменяются только производные по пространственным переменным. В результате такого подхода уравнения в частных производных сводятся к системе обыкновенных дифференциальных уравнений на пространственной сетке. Для малого временного интервала было найдено приближенное аналитическое решение этой системы уравнений. Полученное аналитическое решение дает возможность описать динамику рассматриваемой системы во всем требуемом временном интервале. Применение данного метода для решения задач газовой динамики и расчета упругопластических течений в твердых телах показало, что данный метод обеспечивает высокую точность выполнения законов сохранения и характеризуется высокой устойчивостью решения, что обусловлено отказом от аппроксимации конечными разностямипроизводных по времени. Поскольку применение лагранжевых переменных для решения задач газовой динамики ограничено характером течений рассматриваемой системы, то возникает необходимость обобщения метода на случай решения задач в эйлеровых переменных. В данной работе приводится описание применения метода к решению задач газовой динамики в эйлеровых переменных, тестирование его на стандартных задачах путем сравнения результатов расчета предлагаемым методом с решениями, полученными базовым методом крупных частиц (МКЧ), различные модификации которого широко используется для решения многих прикладных задач.

Исмагилов Ф.Р., Вавилов В.Е., Ямалов И.И., Уразбахтин Р.Р., Бикчурин А.И. «Вопросы обеспечения виброустойчивости современных авиационных блоков электроники» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 4, с. 12-18 (2022)

Исследуются вопросы обеспечения виброустойчивости современных авиационных блоков электроники на примере инверторного преобразователя разработки научно-исследовательского коллектива ФГБОУ ВО «УГАТУ» (Уфа).

Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Ваваев В.А., Мысник Е.А., Куркина А.Н., Снеткова Н.И., Людомирский М.Б., Каютин И.С., Ямщиков Н.Е. «Бесплатформенная астроинерциальная навигационная система авиационного применения» Механика, управление и информатика, № 2, с. 13-35 (2011)

Рассматриваются проблемы создания астроинерциальной навигационной системы (АИНС) авиационного применения, основанной на высокоточной бесплатформенной инерциальной навигационной системе (БИНС) и астрокорректоре, способном визировать звезды и определять по ним параметры трехосной ориентации, в том числе в условиях дневной освещенности. Особенность астрокорректора заключается в широком поле зрения оптико- электронной системы, в котором удается визировать группу звезд в любом участке небесной сферы, а в результате отказаться от механической системы наведения, используемой в существующих аналогах АИНС.

Вэй Цзяхуа, Ли Тицзянь, Тулайкова Т.В., Амирова С., Ян Диран, Ван Цзиньчжао, Чен Гуоксин «Комбинация маломощных тепловых струй с акустической волной для усиления осадков в облаках» Наукоемкие технологии, 24, № 7, с. 10-21 (2022)

Рассмотрена модификация восходящего теплового потока в атмосфере путем включения комбинированного действия нагретой воздушной струи, совмещенной с низкочастотной акустической волны. Рассчитаны температура, скорость восходящего потока и максимальная высота нагретой струи. Предложена модель нового эффекта дополнительного подъема мельчайшего порошка полезных реагентов на основе акустической волны в сочетании с нагретой струей в атмосфере. Отмечено, что может быть реализована тонкая регулировка с дополнительной высоты посредством вибрирующего воздуха. Приведены примеры применения предложенного алгоритма для подстройки и подъема гигроскопичных или AgI-частиц.

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.

Янковский А.П. «Моделирование упругопластического динамического поведения гибких цилиндрических пространственно-армированных оболочек в рамках уточненной теории изгиба» Механика композиционных материалов и конструкций, 25, № 2, с. 154-172 (2019)

Предложена математическая модель упругопластического деформирования гибких цилиндрических оболочек с пространственными структурами армирования, адаптированная под применение численной схемы типа «крест». Неупругое поведение материалов фаз композиции описывается уравнениями теории течения с изотропным упрочнением. Геометрическая нелинейность задачи рассматривается в приближении Кармана. Учитывается возможное ослабленное сопротивление армированных оболочек поперечным сдвигам. Сформулированы начально-краевые задачи, позволяющие с разной точностью определять напряженно-деформированное состояние в фазах композиции волокнистых оболочек. Из полученных соотношений в первом приближении вытекают уравнения, граничные и начальные условия традиционной неклассической теории Редди. Исследовано упругопластическое изгибное динамическое поведение однонаправленно-, «плоско»- и пространственно-армированных замкнутых цилиндрических оболочек из стеклопластика под воздействием нагрузок взрывного типа. Показано, что расчеты по теории Редди могут приводить не только к количественно неприемлемым, но даже к качественно неверным результатам. Различие в расчетах, выполненных по теории Редди и уточненной теории, возрастает с увеличением расчетного интервала времени. Продемонстрировано, что, согласно расчетам по уточненной теории, для замкнутых оболочек с относительной толщиной менее 1/10 рациональной является структура с «плоским» 2D-армированием. Показано, что в силу геометрической нелинейности исследуемой задачи максимальные по модулю прогибы в тонких армированных оболочках могут возникнуть значительно позже прекращения действия кратковременной динамической нагрузки.

Яровая Т.С., Антонов А.И., Матвеева И.В., Соломатин Е.О. «Оценка влияния перегородок неполной высоты на акустические параметры помещения» Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ), 25, № 1, с. 122-123 (2023)

В современной практике обслуживания населения широкое распространение имеют операционные залы. Они относятся к помещениям с массовым пребыванием людей. В этом случае на качество обслуживания операторами клиентов оказывает влияние большое количество одновременно разговаривающих между собой людей. В результате этого снижается слышимость и разборчивость речи в паре оператор–клиент. Для повышения качества обслуживания клиентов в операционных залах устраиваются выгородки из перегородок неполной высоты. В этом случае общее пространство помещения представляет собой отдельные акустически связанные объемы, формирование акустического режима в которых является сложным многофакторным процессом. Цель. Разработка методики оценки изменения акустического режима в выделенных пространствах помещений с массовым пребыванием людей с позиций обеспечения в них разборчивости речи. Материалы и методы. Предлагается методика оценки разборчивости речи между оператором и клиентом, находящимися в выделенных перегородками неполной высоты пространствах. Результаты. Представлена методика оценки изменения акустического режима в выделенных пространствах помещения с позиций обеспечения в них разборчивости речи. Дан пример использования методики для решения конкретной задачи. Выводы. Методика и разработанная для ее реализации компьютерная программа дают возможность обеспечивать необходимый акустический режим путем целенаправленного проектирования объемно-планировочных решений выгородок и определения необходимых звукопоглощающих и звукоизолирующих характеристик ограждений.

Ярошенко А.А., Маленко Ж.В., Маркина Е.В., Боран-Кешишьян А.Л., Кондратьев А.И. «Изгибно-гравитационные волны в море с ледяным покровом от движущихся возмущений в условиях равномерного сжатия» Морские интеллектуальные технологии, 4, № 4-1, с. 251-257 (2022)

В зимний период многие реки, озера и моря в северных широтах покрываются льдом. Для продления навигации возникает необходимость разрушения ледяного покрова. Для этой цели используются суда на воздушной подушке. Ледяной покров используется также в качестве ледовых переправ и доставки по ним различных грузов. Поэтому важно знать режимы движения источника возмущений, при которых происходит разрушение ледяного покрова. В линейной постановке выполнен теоретический анализ влияния ледового сжатия и скорости перемещения нагрузки на трехмерные изгибно-гравитационные волны, которые при этом образуются. Ледяной покров моделируется тонкой упругой изотропной пластинкой, плавающей на поверхности жидкости конечной глубины. Уравнение колебаний пластинки принимается в качестве граничного условия на поверхности жидкости. На основе аналитических выражений, полученных методом интегральных преобразований, проведено исследование структуры возникающего волнового движения. Для скорости перемещения нагрузки больше минимального значения фазовой скорости изгибно-гравитационной волны образуется одна, три или две системы волн. При больших значениях сжимающего усилия существенно меняется характер волнового возмущения в волновом следе за источником, происходит наложение волн. В этом случае, в зависимости от скорости перемещения источника, образуется от двух до трех систем волн. Получены аналитические выражения для критических скоростей, при которых происходит изменение структуры волнового возмущения. Исследуется зависимость критических скоростей от сил сжатия, растяжения и толщины ледяного покрова. Определены угловые зоны, в которых образуются волны. Исследовано влияние сжимающих усилий и скорости перемещения возмущений на размеры угловых зон, покрытых волнами. Ключевые слова: изгибно-гравитационные волны, упругая пласт

Афанасьев Л.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Кочарин В.Л., Семенов Н.В., Яцких А.А. «Экспериментальное исследование структуры возмущений от двух импульсных источников в сверхзвуковом пограничном слое пластины» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 27-36 (2023)

Описано развитие нового экспериментального метода введения в сверхзвуковой пограничный слой контролируемых возмущений с заданной частотно-волновой структурой. Представляются данные экспериментов по формированию возмущений от двух импульсных источников (импульсный тлеющий разряд) в ламинарном пограничном слое пластины при числе Маха, равном 2. Эксперименты выполнены в аэродинамической трубе Т-325 ИТПМ СО РАН. Локализованные источники располагались на одинаковом расстоянии от передней кромки пластины в 6 мм друг от друга по размаху. Пульсации потока измерялись с помощью однониточного датчика термоанемометра постоянного сопротивления, запись сигнала проводилась синхронно с зажиганием разрядов, что позволяло выделять возмущения от разрядов из фона случайных неконтролируемых "естественных" пульсаций пограничного слоя. Анализируются пространственно-временная структура и частотно-волновой состав генерируемых возмущений от одиночного и двух разрядов, работающих синхронно и с задержкой во времени. Получено, что наибольшие отличия в структуре возмущений от одного и двух источников наблюдаются в центральной области, тогда как на боковых границах возмущения пульсации близки во всех рассматриваемых случаях. В спектрах возмущений по поперечным волновым числам от двух разрядов формируются узлы и пучности, положение которых определяется расстоянием между источниками и временной задержкой в их работе.

Амелюшкин А.М., Богомолов В.В., Веденькин Н.Н., Галкин В.И., Июдин А.Ф., Морозов О.В., Панасюк М.И., Свертилов С.И., Яшин И.В. «Исследование процессов образования и переноса в ближней и дальней гелиосфере солнечных космических лучей по измерениям электронов и ионов вблизи солнечной короны, а также спектров и поляризации нейтрального излучения, сопровождающего солнечные вспышки» Механика, управление и информатика, № 6, с. 105-131 (2012)

Обсуждаются проблемы получения не искаженной информации об источниках солнечных энергичных частиц (СЭЧ), процессах их (до)ускорения и переноса в гелиосфере. Констатируется важность проведения измерений спектров и питч-угловых распределений СЭЧ во внутренней гелиосфере. Обсуждается роль измерений нейтрального излучения, нейтронов и гамма-квантов от Солнца в получении информации о спектрах, временных профилях потоков первичных СЭЧ, а также о процессах их образования. В статье подчеркивается необходимость регистрации потоков нейтронов с энергиями порядка единиц и десятков МэВ, как от солнечных вспышек, так и от корональных выбросов, а также кривой блеска солнечной вспышки в гамма-излучении. В статье предлагаются варианты решения научных задач проекта Интергелиозонд в части регистрации нейтральной и заряженной компоненты СЭЧ, в том числе и путем создания научной аппаратуры адекватной по своим параметрам решаемым научным проблемам.

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.