Степанова Л.Н., Курбатов А.Н., Бехер С.А., Кабанов С.И., Тенитилов Е.С., Чернова В.В. «Исследование продольных напряжений в железнодорожных рельсах методом акустоупругости» Деформация и разрушение материалов, № 2, с. 33-40 (2023)

Оценено время распространения продольных, поперечных и трансформированных ультразвуковых волн в трех отрезках рельсов Р65 в зависимости от температуры с использованием быстродействующей микропроцессорной системы, работающей на основе метода акустоупругости. Полученные временные зависимости и результаты оценки погрешностей измерения временных параметров позволили рассчитать продольные напряжения по всему прозвучиваемому объему рельсов на действующем участке железнодорожного пути с погрешностью не более 10%. Ключевые слова: продольные напряжения, рельсы, акустоупругость, продольные, поперечные, трансформированные волны

Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Курбатов А.Н., Ельцов А.Е., Чернова В.В. «Ультразвуковая система для определения продольных механических напряжений в рельсах» Датчики и системы, № 1, с. 31-39 (2023)

Разработанная ультразвуковая (УЗ) система позволяет определять продольные механические напряжения в рельсах, уложенных в путь. С использованием метода акустоупругости, основанного на измерении характеристик упругих волн, проходящих в напряженно-упругой среде, оценивалось время распространения продольных, поперечных и трансформированных УЗ-волн в рельсах. Погрешность измерения времени их прихода не превышала 0,004 мкс. Для проведения измерений на рельс устанавливались два пьезоэлектрических датчика с частотой 2,5 МГц и углом ввода УЗ-волны, равным 18°. Один из них работал в режиме излучения, другой – в режиме приема волны. Третьим был раздельно-совмещенный датчик, устанавливаемый по середине между первым и вторым датчиками. Угол ввода УЗ-волны в этом датчике составлял 0°. Основным измеряемым параметром было время распространения волны от датчика, работающего в режиме излучения, до датчика, работающего в режиме приема. Продольное напряжение в рельсе рассчитывалось через время распространения продольной волны, трансформированной на донной поверхности рельса в поперечную волну, время распространения продольной волны раздельно-совмещенного датчика и акустоупругий коэффициент. Предложен способ, основанный на сравнении времен распространения продольных, поперечных и трансформированных волн, прошедших одинаковый путь в датчике и в контактном слое. В данной системе погрешность определения продольных механических напряжений в рельсах не превышала 10%, что допустимо для практического применения. Ключевые слова: диагностика, ультразвук, продольное механическое напряжение, акустоупругость, продольные, поперечные, трансформированные волны.

Казанцева Е.А. «Что я помню о Василии Ивановиче Морозе» Механика, управление и информатика, 6, № 4, с. 354-355 (2014)

С Василием Ивановичем Морозом я познакомилась 40 лет назад в доме моих лучших друзей – Татьяны Лозинской и Бориса Вайнмана. Тогда мы все были молодыми и очень любили собираться друг у друга на днях рождения. И вот на дне рождения Тани Лозинской я – молодой химик-полимерщик – оказалась среди удивительных и замечательных людей – учёных-астрономов. И.С. Шкловский, А.М. Лозинский, и, конечно, рыжеволосый Василий Иванович Мороз произвели на меня неизгладимое впечатление. И

Казутина М.Е., Криницкий С.А., Охрименко С.Н., Паршуков В.Н., Рубанов И.Л. «Система гидролокационного обнаружения высокоскоростного малоразмерного объекта (двухчастотный гидролокатор)» Датчики и системы, № 4, с. 51-55 (2022)

Рассмотрен актуальный для морской навигации вопрос увеличения дальности и повышения надежности обнаружения высокоскоростного малоразмерного объекта (цели) при помощи гидролокатора. Ключевые слова: высокоскоростной малоразмерный объект, двухчастотный гидролокатор.

Бисикало Д.В., Кайгородов П.В. «Газовые оболочки у экзопланет типа горячий юпитер» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 479-491 (2015)

Горячие юпитеры, т.е. экзопланеты, имеющие массу, сравнимую с массой Юпитера, и большую полуось орбиты, не превышающую 0,1 а.е., являются уникальным классом объектов, поскольку на формирование их газовых оболочек сильное влияние оказывает притяжение родительской звезды. Атмосферы планет такого типа, как правило, заполняют свою полость Роша, что приводит к мощному истечению вещества от планеты к звезде. Энергетика этого процесса столь велика, что именно он является определяющим в формировании газовых оболочек. Из представленных аналитических оценок и результатов трёхмерных расчётов следует, что газовые оболочки горячих юпитеров могут быть существенно несферическими, оставаясь при этом стационарными и долгоживущими. Представленные результаты являются принципиально важными для интерпретации наблюдательных данных, так как асимметрия оболочки требует привлечения новых подходов к оценке свойств атмосфер горячих юпитеров

Глазкин Д.Н., Титов К.И., Некрасов П.В., Калашников О.А., Сорокоумов Г.С. «Прототип устройства для натурного исследования радиационных эффектов в интегральных схемах в условиях космического пространства» Механика, управление и информатика, № 2, с. 118-127 (2013)

В современной космической аппаратуре широко применяются интегральные схемы (ИС) ПЛИС и памяти. Основные данные о стойкости ИС получают в ходе предварительных наземных испытаний с использованием имитирующих и моделирующих установок, но только натурный эксперимент позволяет подтвердить истинность полученных результатов. Для данной работы выбраны типовые, широко применяемые ИС: EP2S30, EPF10K50, EPM570, LCMXO1200, K7A163600A. С применением специализированных схемотехнических и программных средств был разработан прототип, позволяющий контролировать работу исследуемых ИС в условиях воздействия радиационных факторов космического пространства.

Назарков И.С., Калегаев В.В. «Положение и динамика переднего края токового слоя хвоста магнитосферы на основе данных THEMIS» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 123-132 (2014)

Миссия THEMIS предоставила уникальную возможность для исследования структуры и динамики токов хвоста магнитосферы Земли. Благодаря пространственному положению спутников, которые каждые четыре дня выстраивались в одну линию, можно было наблюдать изменения магнитного поля вдоль всего профиля хвоста с течением времени. С использованием модели собственного магнитного поля Земли (IGRF-10) и магнитосферного магнитного поля (A2000) из измеренного на бортах спутников магнитного поля выделялось поле токов геомагнитного хвоста. Были построены радиальные профили магнитного поля вдоль хвоста магнитосферы при различных условиях в солнечном ветре. В результате: передний край токового слоя (ТС) при спокойных условиях в солнечном ветре 4 апреля 2009 г. находился на расстоянии около 12 R_E, а магнитное поле в его окрестности составляло |B|=20 нт, в то время как в удалённом хвосте - около 10 нт. во время геомагнитного возмущения 14 февраля 2009 г. (минимум Dst 35 нт) передний край токов хвоста магнитосферы приблизился к Земле до 8 R_E, и значительно усилилось магнитное поле вблизи него ( B_x-компонента поля достигала 70 нт, B_z-компонента – 50 нт), что говорит о значительных протекающих токах в области переднего края. Вследствие увеличения характерных размеров магнитосферной токовой системы хвоста в этот период затянувшегося минимума солнечной активности наблюдался слабый эффект от этих токов на поверхности Земли.

Панасюк М.И., Яшин И.В., Брильков И.А., Власова Н.А., Калегаев В.В., Ковтюх А.С., Оседло В.И., Подзолко М.В., Тулупов В.И., Рябиков В.М., Туманов М.В. «Создание группировки малых космических аппаратов для осуществления радиационного мониторинга в околоземном космическом пространстве» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 141-153 (2015)

Потоки ионизирующих излучений в околоземном космическом пространстве варьируются на порядки величины, поэтому имеющиеся усреднённые эмпирические модели радиационных поясов Земли не всегда могут служить для оценки радиационных условий на орбитах. НИИЯФ МГУ совместно с НИИЭМ ведут разработку группировки малых спутников для оперативного мониторинга радиационных условий в околоземном космическом пространстве. Несколько малых космических аппаратов должны быть выведены на разные круговые или эллиптические орбиты, измерять пространственно-энергетическое распределение потоков энергичных протонов и электронов в околоземном пространстве и оперативно передавать данные измерений на Землю через спутниковые системы ретрансляции данных. На данном этапе рассматриваются, просчитываются и отбираются оптимальные варианты орбит космических аппаратов группировки, а также состава и размещения измерительной аппаратуры

Баяндина О.С., Куртц С.Ю., Алакоз А.В., Вальтц И.Е., Каленский С.В., Рудницкий Г.М. «"Радиоастрон" в системе космической радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами: исследование мазера Н₂о в протопланетном диске IC1396N» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 31-36 (2014)

Представлен проект исследования молодого дозвёздного объекта в области звёздообразования IC1396 с помощью российского наземно-космического интерферометра «Радиоастрон». Объект представляет собой протопланетный диск небольшого диаметра (15 а.е.) и биполярный выброс вещества из центральной части источника, демонстрирующий сильное мазерное излучение в линиях водяного пара. По данным предполётных исследований в системе VLBA (Very Long Baseline Array) nRAO (National Radio Astronomy Observatory), США, со сверхдлинными базами, сравнимыми с диаметром Земли, объект содержит около десяти пространственно неразрешённых мазерных компонентов и демонстрирует постоянство функции видности интерферометра при переходе от коротких баз к длинным, что указывает на их малые линейные размеры. С помощью измерения координат мазерных деталей со сверхвысоким разрешением, которое обеспечит космический радиотелескоп «Радиоастрон» совместно с сетью наземных радиотелескопов, представляется возможность оценки собственных движений мазерных компонентов и проверки предполагаемой модели прецессирующего диска. Проект принят к исполнению научным и организационным комитетом миссии.

Калинин М.С., Крайнев М.Б., Луо С., Подгитер М.С. «Влияние коротирующих областей взаимодействия солнечного ветра на долговременные вариации интенсивности галактических космических лучей» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 5, с. 570-580 (2023)

Анализ данных космических аппаратов, сканировавших значительные области гелиосферы, а также результатов магнитно-гидродинамических расчетов указывает на то, что коротирующие области взаимодействия солнечного ветра, практически постоянно присутствующие в низко- и среднеширотной гелиосфере, иногда сильно изменяют крупномасштабные характеристики гелиосферы, важные для долговременных вариаций интенсивности галактических космических лучей. В частности, для кэррингтоновского оборота № 2066 (январь–февраль 2008 г.) эти области усиливают магнитные поля во внутренней (r<3–5 а.е.) и ослабляют их в средней и дальней гелиосфере, а также существенно изменяют распределение гелиосферных магнитных полей по полярности. Авторами было сделано предположение, что в такой ситуации влияние коротирующих областей взаимодействия должно приводить к увеличению интенсивности галактических космических лучей во многих областях гелиосферы. В статье обсуждаются процесс изменения распределения гелиосферных магнитных полей по полярности из-за взаимодействия разноскоростных потоков СВ для кэррингтоновского оборота № 2066, простая модель гелиосферного магнитного поля без взаимодействия между разноскоростными потоками солнечного ветра, а также результаты численных двумерных расчетов методом конечных разностей усредненной по долготе интенсивности ГКЛ с использованием указанной модели в сравнении с трехмерным расчетом методом Монте-Карло, основанным на трехмерном магнитно-гидродинамическом моделировании гелиосферы.

Калиниченко В.А. «Частоты и профили стоячих изгибно-гравитационных волн» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 103-109 (2023)

Представлены новые результаты экспериментов по исследованию влияния плавающей тонкой пластины на регуляризацию стоячей гравитационной волны Фарадея на свободной поверхности воды в прямоугольном сосуде. Показано, что увеличение толщины плавающей пластины существенно сказывается как на собственной частоте колебаний гидроупругой системы, так и на форме профилей наблюдаемых стоячих изгибно-гравитационных волн. При толщине пластины ниже критического значения форма волны описывается теорией нелинейных гравитационных волн; при больших толщинах следует использовать в качестве аппроксимирующих зависимостей приближение "сухой балки".

Белянкова Т.И., Калинчук В.В. «Особенности распространения ПАВ в пьезоэлектрических структурах с предварительно напряженным функционально градиентным покрытием» Труды Южного научного центра Российской академии наук, № 10, с. 158-178 (2022)

Рассматривается модель пьезоэлектрической структуры с неоднородным покрытием. Структура представляет собой однородное пьезоэлектрическое полупространство, покрытие выполнено из функционально-градиентного пьезоэлектрического материала (ФГПМ). Свойства покрытия непрерывно изменяются по толщине от параметров одного материала к параметрам другого материала. На примере задачи о распространении sh-волн изучено влияние градиентности покрытия, области локализации и размеров переходной зоны одного материала в другой на особенности распространения поверхностных акустических волн (ПАВ) и структуру волнового поля.

Зимовец И.В., Шарыкин И.Н., Кальтман Т.И., Ступишин А.Г., Низамов Б.А. «Предвспышечные рентгеновские пульсации с источниками вне активной области основной вспышки» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 5, с. 547-560 (2023)

Ранее мы показали, что по характеру расположения источников предвспышечных рентгеновских пульсаций относительно основной солнечной вспышки события разделяются по крайней мере на два типа: в событиях типа I источники пульсаций и основной вспышки находятся в одной активной области (АО), а в событиях типа II – в разных. В данной работе представлен анализ события типа II, в котором по данным космической обсерватории Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) рентгеновские источники предвспышечных квазипериодических пульсаций (с периодом P=1.5±0.1 мин), начавшихся в ∼18:02 UT, располагались в АО 11 884 в Западном полушарии, а источники основной вспышки M1.0 SOL2013-11-05T18:08 в АО 11 890 в Восточном полушарии. Пульсации также наблюдались с помощью Gamma-Ray Burst Monitor (GBM) на борту космической обсерватории Fermi и X-Ray Sensor (XRS) на борту Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), что исключает возможность их искусственного происхождения. По данным Atmospheric Imaging Assembly (AIA) на борту Solar Dynamics Observatory (SDO) в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне установлено, что источники пульсаций располагались в основании корональных струй (джетов), истекавших со скоростями ∼100–1500 км/с. Расстояние между АО 11 884 и АО 11 890 составляло ∼1.4 R_S. Плазме струй потребовалось бы ∼17–250 мин, чтобы достичь АО 11 890, что намного больше времени межу началом пульсаций (струй) и вспышкой (∼6 мин), к тому же в картинной плоскости струи истекали в противоположном (западном) от активной области вспышки направлении. В короне не наблюдались петли, соединяющие АО 11 884 и АО 11 890. Более того, не обнаружено соединения этих областей силовыми линиями магнитного поля, экстраполированного с фотосферы в корону в потенциальном приближении. Эти аргументы свидетельствуют о том, что струи (и связанные с ними пульсации) не могли быть триггером вспышки. Таким образом, представлен яркий пример события, в котором не было физической связи между предвспышечными рентгеновскими пульсациями (и струями) и последовавшей за ними вспышкой. Это событие демонстрирует значение пространственно-разрешенных наблюдений при исследовании пульсаций на Солнце и звездах.

Калью В.А., Краснописцев Н.В., Лосев Г.И., Некрасов В.Н., Петрова В.В., Смирнов Д.А. «Исследование точности локализации источника акустического излучения с помощью комбинированного приемника» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 143-150 (2023)

Объект и цель научной работы. Процедура определения координат места повышенного излучения с помощью комбинированных приемников акустического давления и колебательной скорости, измеряющих направление вектора плотности потока акустической мощности. Цель – оценка точности получаемого результата измерения. Материалы и методы. Теоретические оценки точности результата, натурный эксперимент по определению координаты эталонного излучателя, помещенного в заданную точку. Основные результаты. Получены оценки погрешности определения координаты места повышенного излучения с учетом погрешности входных данных и неравноточности усредняемых результатов отдельных наблюдений. Показано, что фактическое отклонение результата определения координат места излучения от известного заданного значения не превосходит теоретических значений погрешности. Заключение. Результаты исследования показывают, что теоретические оценки погрешности определения координаты места повышенного излучения с помощью комбинированного приемника могут быть приняты в качестве приписанных характеристик точности метода, применяемого для решения данной задачи.

Зелёный Л.М., Климов С.И., Ангаров В.Н., Назаров В.Н., Родин В.Г., Суханов А.А., Батанов О.В., Готлиб В.М., Калюжный А.В., Каредин В.Н., Козлов В.М., Козлов И.В., Эйсмонт Н.А., Ледков А.А., Новиков Д.И., Корепанов В.Е., Боднар Л., Сегеди П., Ференц Ч., Папков А.П.и др. «Проект микроспутник "Чибис-М". Опыт создания и реализации» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 91-118 (2015)

Институтом космических исследований Российской академии наук, Ракетно-космической корпорацией «Энергия» и соисполнителями разработан и реализован комплекс работ, позволивший создать экспериментальную космическую платформу для вывода на орбиту микроспутников (МС) с использованием инфраструктуры Российского сегмента Международной космической станции (МКС). В рамках этой работы впервые разработано универсальное транспортно-пусковое устройство для запуска МС с массой 40–50 кг; впервые отработана схема увеличения высоты орбиты грузового корабля «Прогресс» для вывода МС на орбиту после выполнения им основной задачи – доставки грузов на МКС, что обеспечило значительный экономический эффект; разработан полнофункциональный МС-комплекс; отработаны циклы его испытаний и схемы управления полётом космического аппарата, которые могут быть использованы для будущих проектов; создана наземная экономичная инфраструктура сбора и накопления данных, использующая обычные интернет-каналы. Полученные результаты позволяют обеспечить значительную экономию средств при разработке народнохозяйственных, военных и научных МС, их запуске и управлении. В рамках проекта на базе микроспутникового комплекса был разработан космический аппарат, получившей название «Чибис-М», для исследования физики высотных грозовых разрядов в широком спектре электромагнитных излучений. Микроспутник успешно проработал весь срок баллистического существования (2 года 8 месяцев) и дал ценную информацию о тонкой структуре молниевого разряда, о перколяционных процессах, происходящих при подготовке и во время самого разряда, позволил оценить высоту возникновения разрядов и рассмотреть дискретные механизмы, происходящие в грозовом облаке. Полученные данные доступны на сервере ИКИ РАН всем российским и зарубежным исследователям, участвовавшим в проекте. Основные результаты работы опубликованы. Ключевые слова: грозовые разряды, верхняя атмосфера, гаммарадиоультрафиолетовое рентгеновское излучение, пробой на убегающих электронах, микроспутник, бортовая научная аппаратура.

Волкова О.А., Хамис Хассан М.Х., Евдокимов Н.В., Камалов Ю.Т., Камалов Т.Ф. «Проблема темной материи и коррекции формулы гравитационного взаимодействия на межгалактических расстояниях» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 2, с. 29-37 (2023)

Цель: подобрать корректирующие поправки в виде дополнительных переменных в уравнениях движения для анализа проблемы тёмной материи. Процедура и методы. Проведены исследования методом введения высших производных в виде нелокальных переменных для описания гравитационного взаимодействия на межгалактических расстояниях. Проведён анализ содержания работ в соотнесении формулы гравитационного взаимодействия на галактических расстояниях от ускорения и её высших производных по времени. Результаты. Подобранная теоретическая поправка даёт хорошее совпадение теории с экспериментальными результатами и позволяет объяснить ранее необъяснимые эффекты, приводящие к понятию тёмной материи. Это становится возможным с помощью введения дополнительных переменных в виде высших производных. Теоретическая и/или практическая значимость заключается в новых полученных нами результатах вычисления поведения галактик с помощью коррекционной поправки к формуле гравитационного взаимодействия на межгалактических расстояниях. Такие теоретические расчёты совпадают с экспериментальными данными.

Волкова О.А., Хамис Хассан М.Х., Евдокимов Н.В., Камалов Ю.Т., Камалов Т.Ф. «Проблема темной материи и коррекции формулы гравитационного взаимодействия на межгалактических расстояниях» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 2, с. 29-37 (2023)

Цель: подобрать корректирующие поправки в виде дополнительных переменных в уравнениях движения для анализа проблемы тёмной материи. Процедура и методы. Проведены исследования методом введения высших производных в виде нелокальных переменных для описания гравитационного взаимодействия на межгалактических расстояниях. Проведён анализ содержания работ в соотнесении формулы гравитационного взаимодействия на галактических расстояниях от ускорения и её высших производных по времени. Результаты. Подобранная теоретическая поправка даёт хорошее совпадение теории с экспериментальными результатами и позволяет объяснить ранее необъяснимые эффекты, приводящие к понятию тёмной материи. Это становится возможным с помощью введения дополнительных переменных в виде высших производных. Теоретическая и/или практическая значимость заключается в новых полученных нами результатах вычисления поведения галактик с помощью коррекционной поправки к формуле гравитационного взаимодействия на межгалактических расстояниях. Такие теоретические расчёты совпадают с экспериментальными данными.

Камалутдинов А.М., Нуриев А.Н., Жучкова О.С., Зайцева О.Н. «Синхронные колебания двух пластин в вязкой несжимаемой жидкости» Вычислительная механика сплошных сред, 15, № 4, с. 429-437 (2022)

Рассматриваются синхронные колебания двух длинных тонких пластин в тандемной компоновке, находящихся в вязкой несжимаемой жидкости. Изучается гидродинамическое воздействие на пластины со стороны жидкости. Для моделирования течений, индуцированных колебаниями пластин, решается полная нестационарная система уравнений Навье–Стокса. При этом пластины считаются абсолютно жёсткими, а течение жидкости полагается двумерным. Решение задачи осуществляется в подвижной системе координат, жёстко связанной с пластинами. Численная модель строится в свободном программном пакете OpenFOAM на основе метода конечных объёмов. Для анализа гидродинамического воздействия на пластины используется приближение Морисона, согласно которому гидродинамические силы представляются в виде суммы сил сопротивления и инерции. Проводится изучение изменения коэффициентов сопротивления и инерции в зависимости от расстояния между пластинами при разных значениях безразмерной амплитуды колебаний. Результаты исследования показывают, что, варьируя расстояние между пластинами, можно управлять структурой режимов обтекания, кратно изменяя гидродинамическое воздействие на конструкцию. Наиболее сильное влияние величина расстояния оказывает на силы сопротивления в диапазоне малых и умеренных амплитуд колебания. Удаляя пластины друг от друга, можно достичь эффекта изолированного поведения для каждой из них и, по сравнению с гидродинамическим сопротивлением одной пластины, двукратно повысить гидродинамическое сопротивление конструкции. При приближении пластин друг к другу, как выявлено в настоящем исследовании, в зазоре формируется застойная зона, что, позволяет трёхкратно снизить сопротивление конструкции (по сравнению с гидродинамическим сопротивлением одной пластины).

Каменских А.О., Лекомцев С.В., Матвеенко В.П. «Управление собственными частотами колебаний пологих оболочек с помощью проволочных актуаторов» Вычислительная механика сплошных сред, 15, № 4, с. 418-428 (2022)

Пологие оболочки находят широкое применение в авиационной и аэрокосмической промышленности. В этих отраслях проблема контролируемого изменения собственных частот колебаний конструкции не теряет своей актуальности и на сегодняшний день. Использование с этой целью механических актуаторов на основе проволок из сплава с памятью формы выглядит перспективным ввиду их компактности и способности развивать значительные усилия. В данной работе численно исследуется возможность управления собственными частотами колебаний сегмента пологой цилиндрической оболочки с помощью таких устройств. Деформации в оболочке определяются нелинейными соотношениями с учётом гипотез теории Рейсснера–Миндлина, которые затем линеаризуются относительно состояния с малым отклонением от положения начального равновесия, вызванным сокращением длины проволок. Для снижения вычислительных затрат эффект памяти формы напрямую не моделируется. Вместо этого задаётся эквивалентная деформация проволок на некоторую величину. Математическая постановка задачи динамики базируется на вариационном принципе возможных перемещений, учитывающем предварительное напряжённое состояние. Положение проволок по окружной координате и их начальная деформация (укорачивание) находятся для каждой частоты (формы) колебаний в отдельности из решения задачи оптимизации с ограничениями. При отыскании значений целевой функции используются возможности программного обеспечения ANSYS Mechanical APDL, в котором методом конечных элементов вычисляются собственные частоты колебаний рассматриваемой конструкции. Достоверность полученных результатов подтверждается путём сопоставления с представленными в литературе данными для круговой цилиндрической оболочки, нагруженной внутренним давлением. Проведённая серия расчётов показала, что сокращение длины проволок приводит не только к изменению собственных частот колебаний в большую и меньшую стороны, но и качественно влияет на соответствующие им формы и порядок их следования в спектре. Также установлено, что увеличение выпуклости оболочки (подъём относительно плоскости) снижает эффективность работы проволочных актуаторов.

Офенгейм Д.Д., Балашев С.А., Иванчик А.В., Каминкер А.Д. «Эффект неполного покрытия квазаров облаками молекулярного водорода» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 141-150 (2014)

Проведено имитационное моделирование движения криобота с использованием различных физических моделей, по результатам которого дана оценка скорости проникновения криобота под лёд.

Жуков А.О., Харламов Г.Ю., Турлов З.Н., Валяев И.Н., Капоров И.В. «Высокоточная система навигационно-баллистического обеспечения сверхмалых космических аппаратов» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 332-339 (2015)

Статья посвящена разработке методов и выработке предложений по созданию средств, обеспечивающих достижение предельных точностей систем навигационно-баллистического обеспечения малых космических аппаратов. Ключевые слова: баллистические модели автономного полета сверхмалых космических аппаратов, корреляционно-фазовый пеленгатор, космические аппараты, навигационно-баллистическое обеспечение.

Кузин С.В., Ульянов А.С., Шестов С.В., Богачёв С.А., Карабаджак Г.Ф. «Наблюдение космических объектов с помощью оптических датчиков в экспериментах Спирит/КОРОНАС-Ф и ТЕСИС/"Коронас-Фотон"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 58-68 (2013)

В настоящее время наблюдение за космическим мусором ведётся в основном наземными методами, которые не позволяют регистрировать объекты с размером менее 10 см. для их обнаружения и каталогизации наиболее эффективным является наблюдение из космоса – со спутников и автоматических или пилотируемых станций. массовое применение этого метода, однако, ограничено высокой стоимостью создания аппаратуры и вывода её в космос. в работе предлагается альтернативный способ регистрации космического мусора, основанный на использовании звёздных датчиков систем ориентации, которыми оснащаются практически все современные космические аппараты. на конкретных примерах показано, что с помощью звёздных датчиков можно регистрировать частицы космического мусора с размером от 1 мм, находящиеся на расстоянии до нескольких километров от космического аппарата. апробация метода произведена в ходе двух космических экспериментов: Спирит на спутнике КОРОНАС-Ф и ТЕСИС на спутнике «Коронас-Фотон». в ходе исследования был также разработан комплекс программного обеспечения, способный автоматически производить поиск частиц мусора на изображениях, определять их координаты и скорость и рассчитывать параметры их орбит. всего в ходе двух экспериментов обработано около 100 тысяч изображений, на которых обнаружено примерно 600 космических объектов.

Бессонов Р.В., Караваева Е.С., Эльяшев Я.Д. «Исследование характеристик КМОП-матрицы датчика изображения CMOSIS CMV-4000» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 148-158 (2015)

Рассмотрены основные характеристики КМОП-матрицы CMV-4000 Бельгийской фирмы CMOSIS. Приведены результаты исследований встроенной функции расширения динамического диапазона. Рассмотрены результаты исследования матрицы на шумовые характеристики. Проведены испытания на стойкость к воздействию тяжёлых заряженных частиц. Проведены наблюдения звёзд. Исследования показали, что матрица пригодна для использования в приборах и датчиках астрои солнечной ориентации и других оптических системах космического применения

Зенов К.Г., Карапузиков А.И., Мирошниченко М.Б., Нехорошева Е.Г. «Оптимизация спектрального состава излучения малогабаритного СО₂-лазера для оптико-акустического газоанализатора SF₆» Оптика атмосферы и океана, 36, № 8, с. 681-686 (2023)

Представлены упрощенная математическая модель и результаты экспериментальных исследований спектрального состава излучения малогабаритного волноводного СО₂-лазера с ВЧ-возбуждением для лазерного оптико-акустического газоанализатора с целью повышения точности измерений путем исключения из спектра излучения лазера нежелательных линий 10R-ветви. Измерены сигнатуры лазерного излучения при различных параметрах резонатора и активной среды без использования дополнительных элементов селекции. Показано, что оптимальные сигнатуры могут быть достигнуты путем выбора соответствующего давления газовой смеси и коэффициента пропускания выходного зеркала, а также оптимальной длины резонатора, которая может быть получена методом варьирования номинальной (базовой) длины в пределах 2 мм. Эффективность оптимизации спектрального состава лазерного излучения подтверждена на практике статистическими данными для 64 лазеров. Полученные результаты открывают новые возможности для повышения точности измерений оптико-акустического лазерного газоанализатора SF₆ и его применения в различных областях науки и техники.

Карбачинский И. «Проблемы построения систем защиты от спама в интернете» Механика, управление и информатика, 6, № 6, с. 104-109 (2014)

Трафик в поисковых системах играет одну из важнейших ролей в онлайн экономике. Поэтому неудивительно, что за последние годы количество спама в Интернете неуклонно растёт. Ежедневно в сети появляются тысячи новых сайтов, содержащих некачественный контент. В статье детально рассматривается устройство защиты от спама в современных информационно-поисковых системах по интернет-пространству (веб). Рассматриваются проблемы построения спам-классификатора, проблемы переобучения и отбора признаков. Рассматриваются способы применения методов уменьшения размерности пространства для улучшения качества классификатора, а также различные способы визуализации многомерных данных. Особое внимание уделено отбору информативных признаков и оптимизации скорости работы классификатора.

Зелёный Л.М., Климов С.И., Ангаров В.Н., Назаров В.Н., Родин В.Г., Суханов А.А., Батанов О.В., Готлиб В.М., Калюжный А.В., Каредин В.Н., Козлов В.М., Козлов И.В., Эйсмонт Н.А., Ледков А.А., Новиков Д.И., Корепанов В.Е., Боднар Л., Сегеди П., Ференц Ч., Папков А.П.и др. «Проект микроспутник "Чибис-М". Опыт создания и реализации» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 91-118 (2015)

Институтом космических исследований Российской академии наук, Ракетно-космической корпорацией «Энергия» и соисполнителями разработан и реализован комплекс работ, позволивший создать экспериментальную космическую платформу для вывода на орбиту микроспутников (МС) с использованием инфраструктуры Российского сегмента Международной космической станции (МКС). В рамках этой работы впервые разработано универсальное транспортно-пусковое устройство для запуска МС с массой 40–50 кг; впервые отработана схема увеличения высоты орбиты грузового корабля «Прогресс» для вывода МС на орбиту после выполнения им основной задачи – доставки грузов на МКС, что обеспечило значительный экономический эффект; разработан полнофункциональный МС-комплекс; отработаны циклы его испытаний и схемы управления полётом космического аппарата, которые могут быть использованы для будущих проектов; создана наземная экономичная инфраструктура сбора и накопления данных, использующая обычные интернет-каналы. Полученные результаты позволяют обеспечить значительную экономию средств при разработке народнохозяйственных, военных и научных МС, их запуске и управлении. В рамках проекта на базе микроспутникового комплекса был разработан космический аппарат, получившей название «Чибис-М», для исследования физики высотных грозовых разрядов в широком спектре электромагнитных излучений. Микроспутник успешно проработал весь срок баллистического существования (2 года 8 месяцев) и дал ценную информацию о тонкой структуре молниевого разряда, о перколяционных процессах, происходящих при подготовке и во время самого разряда, позволил оценить высоту возникновения разрядов и рассмотреть дискретные механизмы, происходящие в грозовом облаке. Полученные данные доступны на сервере ИКИ РАН всем российским и зарубежным исследователям, участвовавшим в проекте. Основные результаты работы опубликованы. Ключевые слова: грозовые разряды, верхняя атмосфера, гаммарадиоультрафиолетовое рентгеновское излучение, пробой на убегающих электронах, микроспутник, бортовая научная аппаратура.

Карелин А.Ю., Зыбин Ю.Н., Князев В.О., Поздняков А.А. «Многоголовый звёздный датчик 348К. Результаты наземной экспериментальной отработки» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 120-128 (2015)

Статья посвящена многоголовому звёздному датчику 348К, разработка которого завершилась в ОАО «НПП «Геофизика-Космос» в 2013 г. Даны описание конструкции, состав и основные характеристики прибора. Приведены укрупнённая программа наземной экспериментальной отработки и подробности некоторых испытаний.

Пестова П.А., Карзова М.М., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Использование фокусированных ударно-волновых пучков для подавления эффектов диффузии при объемной тепловой абляции биоткани» Акустический журнал, 69, № 4, с. 417-429 (2023)

Представлены результаты численного моделирования, имитирующего эксперимент по облучению ткани говяжьей печени ex vivo мощным фокусированным ультразвуком с помощью терапевтической решетки клинической системы MR-HIFU (Sonalleve V1 3.0T, Profound Medical Corp., Canada). Рассмотрены и сравниваются непрерывный квазилинейный и импульсно-периодические ударно-волновые режимы облучения с одинаковой средней по времени мощностью. Объемные тепловые разрушения создавались путем перемещения фокуса излучателя в его фокальной плоскости по дискретным траекториям, состоящим из двух либо четырех концентрических окружностей с максимальным радиусом 4 мм. Проанализировано влияние критерия контроля тепловой дозы в процессе облучения и критерия остановки воздействия ультразвуком на форму, объем и время создания теплового разрушения. Акустическое поле в ткани рассчитывалось с помощью уравнения Вестервельта, температурное поле моделировалось с помощью неоднородного уравнения теплопроводности, граница разрушения определялась в соответствии с порогом тепловой дозы. В квазилинейном режиме, соответствующем клиническому, тепловая диффузия приводит к удлинению формы разрушения в 2–3 раза вдоль оси ультразвукового пучка по сравнению с поперечным размером траектории. Использование импульсно-периодических ударно-волновых режимов облучения с отключением внутренних окружностей траектории по мере достижения на них порогового значения тепловой дозы позволяет существенно подавить эффекты тепловой диффузии в аксиальном направлении пучка и получить локализованные тепловые разрушения заданной формы с сопоставимой клиническому случаю скоростью тепловой абляции.

Афонин В.В., Кашкаров И.А., Петрукович А.А., Потемкин С.А., Каримов Б.Т., Рожков Л.С. «Измеритель параметров ионосферной плазмы при помощи наноспутников (ИПИП–нс) (Предложение эксперимента)» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 16-27 (2015)

Описываются предложения по разработке комплекта научной аппаратуры для исследования ионосферной плазмы Земли прямыми локальными методами при помощи наноспутников, направленные на решение широкого круга научных задач по исследованию структуры и динамики ионосферы. Аппаратура состоит из пяти различных ионосферных датчиков и электроники, обеспечивающей связь с системами космического аппарата с минимизироваными требованиями по управлению, и оформлена в виде модуля, являющегося лицевой панелью наноспутника, с массой 900 г, габаритами 165×165×70 мм и потреблением 5 Вт. По сравнению с применяемой в мировой практике аппаратурой, модуль позволяет измерять наиболее полный перечень параметров электронной и ионной компонент ионосферной плазмы.

Иванов Д.С., Сакович М.А., Овчинников М.Ю., Карпенко С.О. «Исследование алгоритма определения относительного положения и ориентации спутников в групповом полёте с использованием обработки видеоизображений» Механика, управление и информатика, № 1, с. 104-113 (2013)

Описан алгоритм определения относительного расстояния и относительной ориентации спутников с использованием видеоизображения реперных точек. Проведено моделирование работы разработанного алгоритма, исследована точность определения относительного фазового состояния в зависимости от расстояния до снимаемого спутника и от размера изображения реперных точек. с помощью разработанного алгоритма определено относительное движение микроспутника "Чибис-М" сразу после его отделения от грузового корабля «Прогресс-13м».

Иванов Д.С., Ролдугин Д.С., Ткачев С.С., Карпенко С.О., Ивлев Н.А., Овчинников М.Ю. «Анализ работы алгоритмов системы ориентации и стабилизации микроспутника "Чибис-М"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 114-131 (2013)

Приведено описание системы ориентации микроспутника «Чибис-М». Рассматриваются результаты лётных экспериментов по демпфированию начальной угловой скорости с помощью токовых катушек, стабилизации в орбитальной системе координат и ориентации космического аппарата солнечными панелями на солнце с помощью маховиков. также исследуется работа алгоритмов определения ориентации спутника на освещённом и теневом участках орбиты. Представлена и проанализирована общая логика работы системы ориентации в автоматическом режиме.

Овчинников М.Ю., Иванов Д.С., Ролдугин Д.С., Ткачёв С.С., Карпенко С.О. «Разработка рекомендаций по управлению ориентацией микроспутника "Чибис-М" в случае отказа части исполнительных органов» Механика, управление и информатика, № 1, с. 132-145 (2013)

Проведено исследование нештатных режимов системы управления ориентацией. Разработаны рекомендации по стабилизации углового движения спутника для основных вариантов отказов, а также по использованию гравитационной штанги. Приведена блок-схема отказов исполнительных элементов системы ориентации.

Ивлев Н.А., Карпенко С.О., Сивков А.С., Иванов Д.С., Ткачёв С.С., Ролдугин Д.С. «Разработка системы ориентации и стабилизации микроспутников» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 43-60 (2014)

Рассматривается задача создания системы ориентации и стабилизации для спутников массой от 10 до 100 кг. Описаны основные принципы проектирования, испытаний системы ориентации и стабилизации. Даны габаритные чертежи и основные характеристики всех разработанных приборов системы ориентации и стабилизации. Представлены режимы, обеспечиваемые системой ориентации и стабилизации, а также их точности. Также даны описания конструктивных элементов наземного стенда полунатурного моделирования для испытания разработанной системы ориентации.

Иванов Д.С., Ивлев Н.А., Карпенко С.О. «Исследование алгоритмов определения ориентации для микроспутников серии "ТаблетСат"» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 95-108 (2015)

Рассматриваются алгоритмы определения ориентации на основе фильтра Калмана для различного набора используемых датчиков: магнитометр, солнечные датчики, датчики угловой скорости и звёздный датчик. В качестве определяемых параметров рассматриваются кватернион ориентации и вектор угловой скорости, а также для ряда алгоритмов вектор смещения нуля магнитометра и вектор смещения нуля датчика угловой скоррости. Алгоритмы исследуются с параметрами микроспутника «ТаблетСат-Аврора».

Потапов А.В., Карпенко С.О., Попов А.В., Ивлев Н.А., Сивков А.С., Власкин А.Л., Жумаев З.С., Андреенков Д.В. «Микроспутниковая платформа ТаблеСат и микроспутник "ТаблеСат-Аврора" на её основе для проведения научных, технологических и образовательных экспериментов в космосе» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 162-174 (2015)

Статья посвящена микроспутниковой платформе ТаблетСат, а также первому частному российскому микроспутнику «ТаблетСат-Аврора» на её основе разработки компании «СПУТНИКС». Приводятся общее описание микроспутниковой платформы, её основных характеристик и возможностей, а также основные характеристики «ТаблетСат-Авроры». Даётся представление об организации работ над аппаратом, стоимости проекта. Представлены основные полученные уроки по результатам проектирования и эксплуатации данного аппарата. Рассказывается о дальнейших планах «СПУТНИКС» по созданию новых микроспутников по технологии ТаблетСат. Ключевые слова: малые аппараты, микроспутниковая платформа, стандарты на электромеханические и информационные интерфейсы, попутная полезная нагрузка, первый частный российский микроспутник, ТаблетСат-Аврора, полученные уроки.

Карпов Е.В., Ларичкин А.Ю., Говердовский В.Н., Бровкина Ю.И., Прохоров А.Н. «Преднапряженные многослойные конструкции из полимерных композитов для решения задач виброакустики летательных аппаратов» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 511, № 1, с. 60-66 (2023)

Предложен подход к созданию компактных и миниатюрных систем инфра- и низкочастотной виброизоляции на основе слоистых композитных упругих элементов с регулируемой отрицательной и квазинулевой жесткостью. Решены новые задачи моделирования заданных параметров жесткости и несущей способности элементов определенной геометрии при комбинированном нагружении, за счет варьирования структуры, упругих свойств и расположения слоев и управления локальной подвижностью связующего. Корректность подхода основана на результатах экспериментального проектирования и исследования моделей систем. Применение подхода позволяет качественно изменить решение ряда критических задач виброакустики авиационной и другой перспективной техники. Ключевые слова: полимерный композит, подвижное связующее, закритическое деформирование, инфра- и низкочастотная виброизоляция

Бычкова А., Карташева А.А., Дольников Г.Г., Шашкова И.А., Кузнецов И.А., Ляш А.Н., Дубов А.Е., Шеховцова А.В., Бедняков С.А., Захаров А.В. «Регистрация пылевых частиц с помощью пьезоэлектрических элементов» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 14-20 (2020)

Предложен экспериментальный метод определения импульса единичной пылевой частицы из направленного потока. С помощью аэродинамической трубы создано направленное движение пылевых частиц из материалов, схожих с марсианскими. С помощью пьезокерамических датчиков определены значения импульса для различных диаметров пылевых частиц. Теоретические расчёты и экспериментально полученные данные не противоречат друг другу. Ключевые слова: динамика пылевых частиц, Марс, пьезоэлектрический датчик, космические исследования

Кассем А.И., Попель С.И., Извекова Ю.Н., Зеленый Л.М. «Нижнегибридные волны в экзосфере Луны» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 49-60 (2020)

Представлено описание волновых процессов при взаимодействии хвоста магнитосферы Земли с запыленной экзосферой Луны. Показано, что существенными при этом являются нижнегибридные волны, которые возбуждаются в результате развития линейной гидродинамической неустойчивости. Развитие неустойчивости обусловлено относительным движением ионов магнитосферы и заряженных пылевых частиц. Исследованы процессы развития нижнегибридной турбулентности, которая рассматривается с позиций сильной турбулентности. Определены значения эффективной частоты столкновений, обусловленной взаимодействием типа ион-волна и характеризующей потерю импульса ионов. Проведена оценка возникающих в системе электрических полей. Оказывается, что при развитии нижнегибридной турбулентности в плазменно-пылевой системе у Луны могут возбуждаться электрические поля, несколько меньшие электрических полей у поверхности Луны, возникающих в процессе зарядки ее поверхности при взаимодействии Луны с солнечным излучением, но тем не менее вполне значимые для установления адекватной картины электрических полей над Луной. Эффекты нижнегибридной турбулентности в пылевой плазме у поверхности Луны должны учитываться при интерпретации данных наблюдений. Ключевые слова: пылевая плазма, Луна, будущие лунные миссии, неустойчивости, нижнегибридная турбулентность

Дроздова Т.Ю., Катасонов И.Ю., Куделин М.И. «Логика взаимодействия системы сбора и обработки информации с комплексом научной аппаратуры и служебными системами космического аппарата "СПЕКТР-РГ"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 30-37 (2013)

Представлено решение задачи организации взаимодействия прибора с внешними системами на примере системы сбора и обработки информации комплекса научной аппаратуры проекта Спектр-Рентген-Гамма, описаны основные алгоритмы информационнологического обмена с комплексом научной аппаратуры и служебными системами космического аппарата и электрические стыковочные испытания, проведённые для отработки ССОИ.

Аванесов Г.А., Белинская Е.В., Воронков С.В., Строилов Н.А., Катасонов И.Ю., Куделин М.И., Никитин А.В. «Система датчиков гида в контуре наведения космического телескопа проекта СПЕКТР-УФ» Механика, управление и информатика, № 1, с. 38-46 (2013)

Описаны принципы совместной работы систем гидирования, наведения и стабилизации космического телескопа Т-170м проекта СПЕКТР-УФ. Цикл наведения телескопа на исследуемый источник условно разделяется на контуры грубого и точного наведения, в которых задействованы система датчиков гида, двигатели-маховики, звёздные датчики и датчики угловых скоростей. совместная работа указанных приборов обеспечивает наведение и удержание объекта в поле зрения научных приборов в течение нескольких часов экспозиции с необходимой точностью.

Белинская Е.В., Воронков С.В., Катасонов И.Ю., Никитин А.В., Строилов Н.А. «Калибровка системы датчиков гида телескопа Т-170М» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 55-65 (2015)

Описана процедура калибровки системы датчиков гида телескопа Т-170М космической обсерватории «Спектр-УФ», подробно рассмотрены все этапы калибровки, приведены результаты наземной отработки

Белинская Е.В., Воронков С.В., Катасонов И.Ю., Строилов Н.А., Пискунов А.Э., Чупина Н.В. «Отработка программно-алгоритмического обеспечения системы датчиков гида при натурных и стендовых испытаниях» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 66-84 (2015)

Рассматриваются методы и результаты отработки программно-алгоритмического обеспечения системы датчиков гида телескопа Т-170М космического аппарата «Спектр-УФ». Отработка проводилась: с использованием наземных средств, разработанных в ИКИ РАН: имитатора звёздного неба датчика гида и стенда динамических испытаний; при съёмках звёздного неба в условиях Москвы; при натурных испытаниях на телескопе Цейсс-1000 Специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук (САО РАН).

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 РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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.

Гладышев В.О., Кауц В.Л., Тиунов П.С. «Автономная система ориентации на принципах измерения параметров анизотропии пространства» Механика, управление и информатика, № 1, с. 146-15 (2013)

Обсуждается возможность использования эффектов электродинамики движущихся сред для измерения анизотропии пространства с целью построения автономной системы ориентации. такая возможность появляется по нескольким причинам: во-первых, экспериментально открыта анизотропия реликтового электромагнитного излучения, которое можно рассматривать в качестве глобального навигационного поля; во-вторых, данное поле позволяет использовать его для калибровки системы ориентации нового поколения; в-третьих, в основу принципа работы системы ориентации может быть положен эффект локальной зависимости вектора скорости электромагнитного излучения в движущейся среде от ориентации в анизотропном пространстве.

Гладышев В.О., Портнов Д.И., Кауц В.Л., Терешин А.А. «Исследование процесса распространения когерентного электромагнитного излучения в движущихся средах» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 353-360 (2015)

Представлены результаты экспериментальных исследований эффектов, возникающих при прохождении когерентного лазерного излучения через вращающийся диэлектрик. Обнаружены обратимые эффекты поворота плоскости поляризации и углового смещения лазерного луча при частотах вращения от 2 до 200 Гц.

Червинская А.С., Доценко О.А., Беломытцева Е.С., Качусова А.О. «Влияние ультразвуковой обработки на диэлектрическую проницаемость композитов с углеродными нанотрубками» Известия вузов. Физика, 66, № 5, с. 96-102 (2023)

Представлены результаты влияния ультразвуковой обработки на диэлектрическую проницаемость композиционного материала, в качестве связующего в котором используется вододисперсионная краска. При таком способе обработки в жидкости возникает ультразвуковая кавитация, которая влияет на структурные изменения экспериментальных образцов. Это проявляется в нелинейной зависимости диэлектрической проницаемости от времени ультразвуковой обработки.

Афонин В.В., Кашкаров И.А., Петрукович А.А., Потемкин С.А., Каримов Б.Т., Рожков Л.С. «Измеритель параметров ионосферной плазмы при помощи наноспутников (ИПИП–нс) (Предложение эксперимента)» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 16-27 (2015)

Описываются предложения по разработке комплекта научной аппаратуры для исследования ионосферной плазмы Земли прямыми локальными методами при помощи наноспутников, направленные на решение широкого круга научных задач по исследованию структуры и динамики ионосферы. Аппаратура состоит из пяти различных ионосферных датчиков и электроники, обеспечивающей связь с системами космического аппарата с минимизироваными требованиями по управлению, и оформлена в виде модуля, являющегося лицевой панелью наноспутника, с массой 900 г, габаритами 165×165×70 мм и потреблением 5 Вт. По сравнению с применяемой в мировой практике аппаратурой, модуль позволяет измерять наиболее полный перечень параметров электронной и ионной компонент ионосферной плазмы.

Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Куркина А.Н., Мысник Е.А., Лискив А.С., Людомирский М.Б., Каютин И.С., Ямщиков Н.Е. «Разработка автономной бесплатформенной астроинерциальной навигационной системы» Механика, управление и информатика, № 1, с. 9-29 (2013)

Приведены основы идеологии создания астроинерциальных навигационных систем (АИНС) воздушного и наземного применения на базе бесплатформенных навигационных устройств: астровизирующего устройства (АВУ), инерциальной навигационной системы (ИНС) и спутникового навигационного приёмника. сформулированы требования к оптическим и электронным компонентам АВУ АИНС. Приведены результаты экспериментальной отработки макета АИНС на земле и на объекте. Рассмотрены различные варианты астрокоррекции бесплатформенной ИНС, реализуемые в АИНС.

Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Брысин Н.Н., Куркина А.Н., Лискив А.С., Людомирский М.Б., Каютин И.С., Ямщиков Н.Е., Гаврилов А.Л., Гульцов С.В., Степанов Ю.В. «Астроинерциальная навигационная система» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 21-37 (2015)

Оптико-физическим отделом ИКИ РАН и ООО «НПК «Электрооптика» при участии ЗАО «ЭЛСИ» была разработана астроинерциальная навигационная система (АИНС), предназначенная для использования на летательных аппаратах. Данная система состоит из блока бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) и астровизирующего устройства (АВУ). БИНС построена на базе лазерных гироскопов и кварцевых акселерометров. АВУ состоит из звёздного и солнечного датчиков, блоков обработки информации и питания.

Костерев А., Ким М.Ю., Расколец В.В. «Владимир Николаевич Кессених: советский физик между центром и периферией» Вопросы истории естествознания и техники, 43, № 4, с. 307-340 (2022)

Имя Владимира Николаевича Кессениха (1903–1970) тесно связано с становлением и развитием радиофизических исследований в одном из ведущих научно-образовательных центров СССР – Томске. Он был одним из крупнейших советских специалистов в области радиофизики на протяжении 1930–1950-х гг. Его становление как исследователя происходило в условиях формирования советской системы организации науки. Будучи одним из последних представителей дореволюционной научной школы физики П.Н. Лебедева, Кессених в полной мере застал эпоху сталинизма. В связи с этим в данной статье анализируется профессиональная стратегия ученого в условиях идеологизированной партийно-государственной системы, а также, на примере научной биографии Кессениха, который был профессором как Томского, так и Московского университетов, – характер взаимоотношений центр – периферия внутри советского физического сообщества в исследуемый период. В статье также показана основополагающая роль Кессениха в поднятии томской радиотехники до уровня радиофизики как самодостаточной автономной сферы научного поиска, на базе которой появился целый ряд перспективных направлений. Отмечается, что профессиональные амбиции томского физика в значительной степени повлияли на организационно-структурные очертания местного научно-образовательного пространства. Показана траектория движения ученого по координатной сетке центр – периферия в советской физике, которая демонстрирует как закономерности в истории советского научного строительства, так и следы идеократического метанарратива.

Кириллов В.И., Кулебакин А.И. «Влияние объемного сжатия на прочность пьезокерамических преобразователей» Гидроакустика, № 54, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA54.pdf (2023)

Рассматривается вопрос о прочности пьезокерамических излучателей в среде с высоким гидростатическим давлением. Показано, что объемное сжатие от гидростатического давления в преобразователях компенсированной конструкции повышает их несущую способность, снижая уровень растягивающих напряжений. Ключевые слова: гидростатическое давление, несущая способность, долговечность

Богачев С.А., Кузин С.В., Перцов А.А., Шестов С.В., Иванов Ю.С., Ульянов А.С., Кириченко А.С., Рева А.А. «Техническая концепция и научные задачи комплекса научной аппаратуры "Арка" для малого космического аппарата МКА-ФКИ № 5» Механика, управление и информатика, № 2, с. 5-20 (2013)

Физический институт Российской академии наук (ФИАН) ведет работы по созданию комплекса научной аппаратуры «Арка» (КНА «Арка») для малого космического аппарата (МКА) № 5, создаваемого в рамках программы фундаментальных космических исследований (МКА-ФКИ). Аппарат предназначен для построения высокоточных изображений Солнца с пространственным разрешением 0,1 угл.с/пиксел, что соответствует линейному размеру ∼70 км на поверхности Солнца. Соответствующее разрешение в 17 раз выше, чем разрешение телескопов ТЕСИС на спутнике «КОРОНАС-Фотон» (Россия) и в 6 раз превышает разрешение действующих солнечных телескопов AIA на спутнике SDO (США). Концепция КНА «Арка» близка к концепции обсерватории TRACE (США), выведенной на орбиту в 1998 году в рамках программы малых космических аппаратов НАСА SMEX (SMall EXplorer missions): наблюдения Солнца производятся в ограниченном поле зрения, но имеют очень высокое угловое разрешение. В состав КНА «Арка» входят три инструмента: два больших телескопа для наблюдения солнечной короны и переходного слоя Солнца в линиях Fe IX 171 A (телескоп Т1) и He II 304 A (телескоп Т2), а также относительно компактный телескоп ТХ, строящий изображения полного солнечного диска. Для спутника выбрана геосинхронная орбита с наклонением 63,4., которая обеспечивает непрерывную видимость Солнца за исключением краткосрочных периодов затмений, а также позволяет передать на Землю значительные объемы целевой информации. Предполагается, что телескопы будут получать от 100 до 1000 высокоточных изображений Солнца в сутки с размером кадра 6144.6144 пиксела. В настоящее время ведутся работы по созданию сайта проекта, который будет открыт по адресу http://arka.lebedev.ru.

Богачев С.А., Зимовец И.В., Кириченко А.С., Кузин С.В., Струминский А.Б. «Возможности по созданию компактного телескопа-спектрометра жёсткого рентгеновского диапазона для изучения солнечных вспышек на малоразмерных космических платформах» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 37-46 (2015)

Малые космические платформы представляют собой особый тип космических аппаратов (КА), которые отличаются от больших КА не только размером, но и организацией работ. В частности, на такие платформы не распространяются многие ограничения, которыми «связаны» разработчики больших спутников. Это позволяет существенно снизить стоимость и время разработки, а также даёт возможности по более глубокой взаимной интеграции научного прибора и спутника. В настоящее время за рубежом при поддержке НАСА активно развивается направление CubeSat (кубсат). В нашей стране в последние годы также появился ряд разработчиков, предоставляющих схожие технологии и имеющих возможности по выводу в космос приборов с массой до 10–15 кг. Некоторые из этих организаций имеют практический опыт использования своих платформ в космосе. В статье рассматривается вопрос о возможности использования микрои наноспутников для проведения наблюдений Солнца в жёстком рентгеновском диапазоне.

Филонов О.М., Бестугин А.Р., Киршина И.А., Овчинникова Н.А., Окин П.А. «Акустолазерный модуль для обнаружения малогабаритных беспилотных летательных аппаратов в урбанизированной среде» Датчики и системы, № 1, с. 40-45 (2023)

Приведены результаты предварительных исследований применения измерительного комплекса, включающего узконаправленные микрофоны и лазерные дальномеры для обнаружения неопознанных летательных аппаратов в городской среде. Дано техническое описание и принцип работы рассматриваемого комплекса и основные соотношения, позволяющие рассчитывать пространственные координаты объекта и высоту полета на основе результатов проводимых им измерений. Ключевые слова: квадрокоптер, акустическая сигнатура, доплеровская частота, обнаружение, идентификация и локализация.

Гульельми А.В., Клайн Б.И., Завьялов А.Д., Зотов О.Д. «Основы феноменологической теории землетрясений» Вулканология и сейсмология, 17, № 5, с. 84-94 (2023)

Феноменология представляет собой единство принципов и методов исследования сущности явлений. Данная статья является конспективным обзором цикла работ, выполненных авторами за прошедшие десять лет. Общая направленность работ состоит в том, что феноменологические идеи физики используются для анализа землетрясений. Образцом феноменологической теории является термодинамика. Электродинамика Максвелла также является совершенным образцом феноменологической теории. Феноменология землетрясений еще далеко не достигла такого уровня. В системе рационального знания о геодинамике мы пока что достигли статуса предварительного представления о предмете, методах и задачах будущей феноменологической теории землетрясений. Тем не менее, уже на данном этапе отчетливо видна перспективность предлагаемого подхода к построению теории. В статье на конкретных примерах показано, что при поиске основ теории, при обработке и анализе конкретных проявлений сейсмичности полезно использовать феноменологические представления общей физики.

Иванцов А.О., Клименко Л.С., Любимова Т.П., Ру Б. «Численное моделирование выпускной трубы двигателя с системой активного шумоподавления» Вычислительная механика сплошных сред, 14, № 4, с. 389-397 (2021)

Изучается выпускная труба двигателя внутреннего сгорания с системой активного шумоподавления. Предложено поместить в выпускную трубу двигателя дополнительный контролируемый источник звука, противоположного по фазе звуковым волнам, идущим от двигателя. В качестве такого источника рассмотрена круглая пластинка, совершающая вращательные колебания с заданной частотой и амплитудой. Для описания состояния газа использована модель идеального газа. Численное исследование движения сжимаемого газа проведено c помощью Realizable κ-ε модели турбулентности. Моделирование источника добавочного звука, создаваемого заслонкой, осуществлено прямым методом, основанным на учете изменения положения заслонки на каждом шаге по времени. Движение заслонки реализуется путем применения скользящей сетки, для этого вокруг заслонки создается сферический сегмент сетки, который вращается в ходе расчетов. Изучено влияние размеров заслонки и параметров входящей звуковой волны на работу системы активного шумоподавления двигателя внутреннего сгорания. Получены зависимости амплитуды колебаний статического и полного давлений на выходе из системы шумоподавления от амплитуды и радиуса колеблющейся заслонки. Проведены вычислительные эксперименты при различных значениях радиуса выхлопной трубы, а также исследована роль расширительной камеры, находящейся перед заслонкой. Расчеты показали, что предложенная система активного шумоподавления способна уменьшить уровень шума двигателя на 10 дБ, при этом с увеличением радиуса заслонки эффективность системы повышается. Однако в то же время растет и уровень аэродинамического сопротивления, которое система шумоподавления оказывает потоку газа, что может стать причиной снижения мощности двигателя.

Биктимиров М.Р., Жижченко А.Б., Овсянников А.П., Шер А.А., Климов П.А. «Организация эффективного сетевого доступа к ресурсам дата-центра в распределённой инфокоммуникационной инфраструктуре» Механика, управление и информатика, 6, № 6, с. 33-40 (2014)

Проведён анализ информационного обмена информационно-вычислительных ресурсов, объединённых опорной телекоммуникационной сетью Российской академии наук в Московском регионе. На его основе определены требования для разработки телекоммуникационных решений для доступа к ресурсам дата-центра. Предложены архитектурные решения для организации телекоммуникационной компоненты датацентра с целью обеспечения надёжной работы и доступа к ресурсам дата-центра из российских научных сетей. Создан прототип телекоммуникационного узла доступа дата-центра.

Зелёный Л.М., Климов С.И., Ангаров В.Н., Назаров В.Н., Родин В.Г., Суханов А.А., Батанов О.В., Готлиб В.М., Калюжный А.В., Каредин В.Н., Козлов В.М., Козлов И.В., Эйсмонт Н.А., Ледков А.А., Новиков Д.И., Корепанов В.Е., Боднар Л., Сегеди П., Ференц Ч., Папков А.П.и др. «Проект микроспутник "Чибис-М". Опыт создания и реализации» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 91-118 (2015)

Институтом космических исследований Российской академии наук, Ракетно-космической корпорацией «Энергия» и соисполнителями разработан и реализован комплекс работ, позволивший создать экспериментальную космическую платформу для вывода на орбиту микроспутников (МС) с использованием инфраструктуры Российского сегмента Международной космической станции (МКС). В рамках этой работы впервые разработано универсальное транспортно-пусковое устройство для запуска МС с массой 40–50 кг; впервые отработана схема увеличения высоты орбиты грузового корабля «Прогресс» для вывода МС на орбиту после выполнения им основной задачи – доставки грузов на МКС, что обеспечило значительный экономический эффект; разработан полнофункциональный МС-комплекс; отработаны циклы его испытаний и схемы управления полётом космического аппарата, которые могут быть использованы для будущих проектов; создана наземная экономичная инфраструктура сбора и накопления данных, использующая обычные интернет-каналы. Полученные результаты позволяют обеспечить значительную экономию средств при разработке народнохозяйственных, военных и научных МС, их запуске и управлении. В рамках проекта на базе микроспутникового комплекса был разработан космический аппарат, получившей название «Чибис-М», для исследования физики высотных грозовых разрядов в широком спектре электромагнитных излучений. Микроспутник успешно проработал весь срок баллистического существования (2 года 8 месяцев) и дал ценную информацию о тонкой структуре молниевого разряда, о перколяционных процессах, происходящих при подготовке и во время самого разряда, позволил оценить высоту возникновения разрядов и рассмотреть дискретные механизмы, происходящие в грозовом облаке. Полученные данные доступны на сервере ИКИ РАН всем российским и зарубежным исследователям, участвовавшим в проекте. Основные результаты работы опубликованы. Ключевые слова: грозовые разряды, верхняя атмосфера, гаммарадиоультрафиолетовое рентгеновское излучение, пробой на убегающих электронах, микроспутник, бортовая научная аппаратура.

Костарев Д.В., Климушкин Д.Ю., Магер П.Н. «Генерация дрейфово-компрессионных волн инверсным распределением частиц по энергии в магнитосферной плазме» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 61-68 (2014)

Представлена продольная структура дрейфово-компрессионных мод и соответствующая неустойчивость плазмы в рамках гирокинетики в аксиально-симметричной модели магнитосферы с изотропной плазмой. Предполагалось, что плазма состоит в основном из холодных частиц с примесью горячих протонов, которые описываются инверсным распределением. Компрессионный резонанс в такой плазме возникает, когда частота волны равна собственной частоте дрейфово-компрессионной моды. При таком резонансе волна узко локализована вдоль магнитного поля в окрестности экватора. Неустойчивость возникает, когда скорость диамагнитного дрейфа, обусловленная радиальным градиентом температуры, меньше, чем скорость магнитного дрейфа или противоположна по направлению. Кроме того, чем уже инверсное распределение, тем больше инкремент неустойчивости, и для возникновения неустойчивости необходима меньшая величина β (отношение плазменного давления к магнитному).

Бунтов Г.В., Верховцева А.В., Забиякин А.С., Князев А.Н., Стальнов А.М. «Методы повышения точности стендового оборудования для наземной отработки прецизионных звёздных датчиков» Механика, управление и информатика, № 1, с. 199-203 (2013)

Приведены технические требования к точностным параметрам звёздного датчика и стендового оборудования, разрабатываемые в НПП «ОПТЭКС». Представлен состав стенда измерения угловых координат и описаны принципы работы его основных узлов.

Бунтов Г.В., Верховцева А.В., Забиякин А.С., Князев А.Н., Цилюрик А.И. «Методы объективного контроля точностных характеристик звёздного датчика» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 246-253 (2015)

Рассмотрены методики измерений на стенде угловых координат, которые позволяют контролировать точность звёздного датчика по одиночной звезде на этапе его сборки и настройки.

Князев В.О., Поздняков А.А. «Повышение вероятности распознавания звёзд при высоких угловых скоростях космического аппарата с использованием информации об угловой скорости» Механика, управление и информатика, № 1, с. 204-208 (2013)

Предложен метод повышения вероятности распознавания фрагмента звёздного неба при больших угловых скоростях космического аппарата. метод состоит из двух частей: первая – определение угловой скорости, выбор оптимального времени накопления сигналов и специально сформированного для текущей скорости звёздного каталога. вторая – слежение не только за визируемыми на фотоприёмной матрице звёздами, но и за теми звёздами, которые уже вышли за пределы поля зрения. слежение за такими звёздами возможно путём интегрирования угловой скорости с последующим пересчётом координат на текущий момент времени.

Карелин А.Ю., Зыбин Ю.Н., Князев В.О., Поздняков А.А. «Многоголовый звёздный датчик 348К. Результаты наземной экспериментальной отработки» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 120-128 (2015)

Статья посвящена многоголовому звёздному датчику 348К, разработка которого завершилась в ОАО «НПП «Геофизика-Космос» в 2013 г. Даны описание конструкции, состав и основные характеристики прибора. Приведены укрупнённая программа наземной экспериментальной отработки и подробности некоторых испытаний.

Федосеев В.И., Куняев В.В., Исаков А.Н., Юдина Л.М., Князев В.О., Коптев А.А., Титов Г.П., Шевляков О.В., Латынцев С.В. «Обеспечение сбоеустойчивости приборов звёздной ориентации, построенных на сбоенеустойчивой элементной базе» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 129-141 (2015)

Излагаются основные результаты работ по обеспечению устойчивости к сбоям приборов звёздной ориентации космических аппаратов (КА), построенных на элементной базе, подверженной сбоям. Рассматриваются особенности проявления сбоев в звёздных приборах, способы их парирования, результаты оценки эффективности этих способов. Приводятся результаты оценок параметров сбоеустойчивости некоторых типов приборов, полученные как из литературных данных, так и на основе обработки данных лётных испытаний.

Ковалёва А.С. «Резонансный перенос энергии в колебательной системе» Механика, управление и информатика, 7, № 1, с. 247-263 (2015)

Рассматривается проблема необратимого переноса энергии в системе двух слабо связанных линейных осцилляторов. Предполагается, что осциллятор с постоянными параметрами возбуждается начальным импульсом, а присоединённый осциллятор с монотонно меняющейся частотой первоначально находится в покое. Перенос энергии в такой системе при проходе через резонанс был ранее обнаружен с помощью численных и физических экспериментов. В настоящей работе впервые показано, что во многих существенных предельных случаях имеется явное асимптотическое решение в виде интегралов Френеля. Полученное приближённое решение даёт простое описание необратимого переноса энергии от возбуждённого осциллятора к невозбуждённому. При этом энергия каждого осциллятора вычисляется в явном виде в любой момент времени. Ранее найденная аналогия между переносом энергии в классической системе осцилляторов и неадиабатическим туннелированием Ландау–Зинера позволяет утверждать, что решения подобного вида дают простое аналитическое описание переходных процессов как в классических, так и в квантовых системах с произвольными начальными условиями на конечном интервале времени

Ковачев С.А., Ганжа О.Ю. «Строение земной коры Персидского залива по результатам глубинного сейсмического зондирования» Океанология, 63, № 5, с. 824-839 (2023)

Приведены результаты сейсмических работ, выполненных методом ГСЗ в Персидском заливе. В работах использовались донные сейсмографы аналогового типа и пневмоисточники сейсмических колебаний. Расстановки донных сейсмографов и прострелки выполнялись по трем региональным профилям длиной от 100 до 250 км. Основным результатом стало получение скоростной модели осадочного чехла и земной коры исследуемого района до границы М, расположенной на глубине порядка 43 км. Небольшая мощность верхнего слоя земной коры (4–5 км) и повышенные скорости продольных сейсмических волн в ее остальных слоях характеризуют субконтинентальный архейский тип земной коры. Утонение земной коры характерно для ближайших к Персидскому заливу акваторий: Черного, Каспийского, Средиземного и Красного морей. В земной коре исследуемого района была обнаружена структура, которая, возможно, является брахиантиклиналью, имеющей изометричную куполообразную форму, что соответствует складчатости платформенного типа в областях соляно-купольной тектоники. Каких-либо разломов в земной коре акватории Персидского залива, примыкающей к п-ову Бушер, обнаружено не было. Ключевые слова: Персидский залив, глубинное сейсмическое зондирование, скоростной разрез земной коры, донный сейсмограф

Панасюк М.И., Яшин И.В., Брильков И.А., Власова Н.А., Калегаев В.В., Ковтюх А.С., Оседло В.И., Подзолко М.В., Тулупов В.И., Рябиков В.М., Туманов М.В. «Создание группировки малых космических аппаратов для осуществления радиационного мониторинга в околоземном космическом пространстве» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 141-153 (2015)

Потоки ионизирующих излучений в околоземном космическом пространстве варьируются на порядки величины, поэтому имеющиеся усреднённые эмпирические модели радиационных поясов Земли не всегда могут служить для оценки радиационных условий на орбитах. НИИЯФ МГУ совместно с НИИЭМ ведут разработку группировки малых спутников для оперативного мониторинга радиационных условий в околоземном космическом пространстве. Несколько малых космических аппаратов должны быть выведены на разные круговые или эллиптические орбиты, измерять пространственно-энергетическое распределение потоков энергичных протонов и электронов в околоземном пространстве и оперативно передавать данные измерений на Землю через спутниковые системы ретрансляции данных. На данном этапе рассматриваются, просчитываются и отбираются оптимальные варианты орбит космических аппаратов группировки, а также состава и размещения измерительной аппаратуры

Бычков Ю.П., Ковш Ю.В., Петрякова И.А., Сигал Л.Н. «Электромагнитные системы сброса кинетического момента» Механика, управление и информатика, № 1, с. 97-103 (2013)

Рассмотрены некоторые системы сброса кинетического момента, используемые на космическом аппарате (КА) «Метеор-М» и других КА, новизна решений которых подтверждена рядом авторских свидетельств и патентов (авторское свидетельство № 1376755 на изобретение «устройство для измерения магнитного поля», патент № 2140128 на изобретение «Реверсивный переключатель индуктивной нагрузки»), а также особенности специального программного обеспечения.

Когогин Д.А., Насыров И.А. «Исследование крупномасштабных ионосферных неоднородностей с помощью двухчастотного радиопросвечивания сигналами спутников ГЛОНАСС» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 59-63 (2014)

Представлены результаты измерения полного электронного содержания (ПЭс) в ионосфере Земли при воздействии на неё мощного коротковолнового радиоизлучения стенда «сура» на сети ГНСС-станций (Глобальные навигационные спутниковые системы) в пространственно-разнесённых пунктах, расположенных вдоль геомагнитной широты стенда «Сура»: пос. Васильсурск, пос. Зеленодольск; пос. Казань. В ходе нескольких экспериментальных компаний были выбраны дни, когда во время работы стенда «сура» спутники ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) пролетали над диаграммой направленности антенной системы (ДНАС) стенда. По результатам обработки полученных данных обнаружено и подтверждено наличие вариаций ПЭС на траектории распространения сигнала от спутника ГЛОНАСС, пролетавшего над возмущённой областью. Вариации ПЭС достигают 0,15–0,3 TECU (1 TECU=10¹⁶ эл/м²).

Доброленский Ю.С., Козелов Б.В., Кузьмин А.К., Ляхов А.Н., Маслов И.А., Мёрзлый А.М., Пулинец С.А., Черноус С.А. «Исследования авроральных характеристик и высотноширотной структуры эмиссий верхней атмосферы и ионосферы Земли с использованием метода пространственных реконструкций изображений, полученных с высоты орбиты перспективного микроспутника» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 77-90 (2015)

Исследования и диагностика процессов, происходящих в полярной ионосфере Земли, становятся всё более актуальными, так как влияние этих процессов на изменения параметров космической погоды в околоземном пространстве отражается на качестве и надёжности функционирования технологических систем. Использование платформ микроспутников, оснащённых служебными системами нового поколения, для установки соответствующей диагностической аппаратуры и проведения измерений этих параметров является реальной альтернативой дорогостоящим космическим проектам на крупных космических аппаратах. Ключевые слова: аврора, полярная ионосфера, мелкомасштабные структуры, пульсирующие формы, орбитальная диагностика, микроспутник, имаджер, реконструкция изображений, фоново-спектральная обстановка.

Козин В.М., Верещагин В.Ю. «Зависимость напряженно-деформированного состояния заснеженного ледяного покрова от глубины воды в условиях изгибно-гравитационного резонанса» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-1, с. 26-35 (2023)

Представлен краткий обзор экспериментально-теоретических исследований по распространению изгибно-гравитационных волн (ИГВ) в ледяном покрове. Отмечено, что большие энергетические затраты на разрушение льда традиционными технологиями обуславливают необходимость поиска новых средств и методов решения ледотехнических задач, в том числе, исследований способности амфибийных судов на воздушной подушке (СВП) разрушать ледяной покров при их движении по льду со скоростью резонансных ИГВ резонансным методом, т.е. в условиях наступления изгибно-гравитационного резонанса (ИГР). Их преимуществами являются отсутствие непосредственного контакта судна со льдом (это повышает надежность их эксплуатации), проходимость над заснеженным и заторошенным ледяным покровом, безопасность движения над подводными островами, битым льдом, возможность выхода со льда на чистую воду и наоборот, на необорудованный берег и пр. Отмечено, что на производительность резонансного метода влияют не только параметры СВП, но и условия ледовой обстановки, в том числе, заснеженность ледяного покрова и глубина воды. Представлены аналитические зависимости для анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) ледяного покрова с наличием слоя снега, которое возникает под действием движущейся нагрузки в условиях ИГР. Приведены результаты расчетов зависимости амплитуды прогибов и напряжений в ледяном покрове от его параметров, снега и глубины воды. Установлено, что при выходе с глубокой воды на мелководье ледоразрушающую способность судов можно увеличить почти в 2 раза. На этом основании сделано заключение, что, если на акватории, где планируется выполнение ледокольных работ с использованием резонансного метода разрушения льда, имеются мелководные участки, то ледокольные работы следует начинать с них. Результаты предварительно выполненных данных исследований целесообразно продолжить для подтверждения их достоверности, например, путем проведения соответствующих экспериментов с последующей разработкой практических рекомендаций по их использованию.

Земляк В.Л., Козин В.М., Васильев А.С. «Экспериментальное определение параметров движения погруженного тела и волнообразования в ледовых условиях» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-3, с. 77-87 (2023)

Экспериментально рассмотрено движение погруженного тела вблизи свободной поверхности жидкости и жидкости покрытой ледяным покровом. Эксперименты проводились в опытовом ледовом бассейне. Рассмотрено влияние особенностей формы поперечного сечения тела на волнообразование и характер движения в приповерхностной водной среде. Впервые экспериментально измерена величина относительного вертикального перемещения погруженного тела возникающего под воздействием подъемной силы. Установлены зависимости между исследуемыми параметрами и скоростью движения тела, а также влияние на них ледяного покрова. Определены параметры генерируемых изгибногравитационных волн. С помощью предложенного критерия ледоразрушения определена их ледоразрушающая способность. Установлена связь между величиной критерия ледоразрушения и характером разрушения льда. Делается вывод, что характер движения плохообтекаемых тел имеет сложную зависимость и большие значения относительного перемещения. По этой причине, движение подводных аппаратов с подобной формой корпуса в ледовых условиях на малом заглублении в диапазоне скоростей 0.3

Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-3, с. 77-87 (2023) | Рубрика: 07.14

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 РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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.

Зелёный Л.М., Климов С.И., Ангаров В.Н., Назаров В.Н., Родин В.Г., Суханов А.А., Батанов О.В., Готлиб В.М., Калюжный А.В., Каредин В.Н., Козлов В.М., Козлов И.В., Эйсмонт Н.А., Ледков А.А., Новиков Д.И., Корепанов В.Е., Боднар Л., Сегеди П., Ференц Ч., Папков А.П.и др. «Проект микроспутник "Чибис-М". Опыт создания и реализации» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 91-118 (2015)

Институтом космических исследований Российской академии наук, Ракетно-космической корпорацией «Энергия» и соисполнителями разработан и реализован комплекс работ, позволивший создать экспериментальную космическую платформу для вывода на орбиту микроспутников (МС) с использованием инфраструктуры Российского сегмента Международной космической станции (МКС). В рамках этой работы впервые разработано универсальное транспортно-пусковое устройство для запуска МС с массой 40–50 кг; впервые отработана схема увеличения высоты орбиты грузового корабля «Прогресс» для вывода МС на орбиту после выполнения им основной задачи – доставки грузов на МКС, что обеспечило значительный экономический эффект; разработан полнофункциональный МС-комплекс; отработаны циклы его испытаний и схемы управления полётом космического аппарата, которые могут быть использованы для будущих проектов; создана наземная экономичная инфраструктура сбора и накопления данных, использующая обычные интернет-каналы. Полученные результаты позволяют обеспечить значительную экономию средств при разработке народнохозяйственных, военных и научных МС, их запуске и управлении. В рамках проекта на базе микроспутникового комплекса был разработан космический аппарат, получившей название «Чибис-М», для исследования физики высотных грозовых разрядов в широком спектре электромагнитных излучений. Микроспутник успешно проработал весь срок баллистического существования (2 года 8 месяцев) и дал ценную информацию о тонкой структуре молниевого разряда, о перколяционных процессах, происходящих при подготовке и во время самого разряда, позволил оценить высоту возникновения разрядов и рассмотреть дискретные механизмы, происходящие в грозовом облаке. Полученные данные доступны на сервере ИКИ РАН всем российским и зарубежным исследователям, участвовавшим в проекте. Основные результаты работы опубликованы. Ключевые слова: грозовые разряды, верхняя атмосфера, гаммарадиоультрафиолетовое рентгеновское излучение, пробой на убегающих электронах, микроспутник, бортовая научная аппаратура.

Зелёный Л.М., Климов С.И., Ангаров В.Н., Назаров В.Н., Родин В.Г., Суханов А.А., Батанов О.В., Готлиб В.М., Калюжный А.В., Каредин В.Н., Козлов В.М., Козлов И.В., Эйсмонт Н.А., Ледков А.А., Новиков Д.И., Корепанов В.Е., Боднар Л., Сегеди П., Ференц Ч., Папков А.П.и др. «Проект микроспутник "Чибис-М". Опыт создания и реализации» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 91-118 (2015)

Институтом космических исследований Российской академии наук, Ракетно-космической корпорацией «Энергия» и соисполнителями разработан и реализован комплекс работ, позволивший создать экспериментальную космическую платформу для вывода на орбиту микроспутников (МС) с использованием инфраструктуры Российского сегмента Международной космической станции (МКС). В рамках этой работы впервые разработано универсальное транспортно-пусковое устройство для запуска МС с массой 40–50 кг; впервые отработана схема увеличения высоты орбиты грузового корабля «Прогресс» для вывода МС на орбиту после выполнения им основной задачи – доставки грузов на МКС, что обеспечило значительный экономический эффект; разработан полнофункциональный МС-комплекс; отработаны циклы его испытаний и схемы управления полётом космического аппарата, которые могут быть использованы для будущих проектов; создана наземная экономичная инфраструктура сбора и накопления данных, использующая обычные интернет-каналы. Полученные результаты позволяют обеспечить значительную экономию средств при разработке народнохозяйственных, военных и научных МС, их запуске и управлении. В рамках проекта на базе микроспутникового комплекса был разработан космический аппарат, получившей название «Чибис-М», для исследования физики высотных грозовых разрядов в широком спектре электромагнитных излучений. Микроспутник успешно проработал весь срок баллистического существования (2 года 8 месяцев) и дал ценную информацию о тонкой структуре молниевого разряда, о перколяционных процессах, происходящих при подготовке и во время самого разряда, позволил оценить высоту возникновения разрядов и рассмотреть дискретные механизмы, происходящие в грозовом облаке. Полученные данные доступны на сервере ИКИ РАН всем российским и зарубежным исследователям, участвовавшим в проекте. Основные результаты работы опубликованы. Ключевые слова: грозовые разряды, верхняя атмосфера, гаммарадиоультрафиолетовое рентгеновское излучение, пробой на убегающих электронах, микроспутник, бортовая научная аппаратура.

Козлов И.В., Рябова А.Д., Шпагина Т.Л. «Из истории создания первых научных бортовых систем сбора и передачи информации на примере программы ИНТЕРКОСМОС» Механика, управление и информатика, с. 279-287

Как известно из истории космонавтики, 14 октября 1969 года был запущен первый спутник серии «Интеркосмос». Он открыл широкую программу исследования космического пространства учёными социалистических стран. И сам спутник, и ракета, что вывела его на околоземную орбиту, были созданы в Конструкторском бюро (КБ) «Южное» (город Днепропетровск), которым в те годы руководил выдающийся учёный и конструктор Михаил Кузьмич Янгель. Сотрудничество социалистических стран в изучении космоса началось ещё в октябре 1957 года, когда велись наблюдения за полётом первого в мире советского искусственного спутника Земли. В апреле 1967 года специалистами социалистических стран была принята программа по совместным работам в области исследования и использования космического пространства в мирных целях. Эта дата считается началом практической реализации программы ИНТЕРКОСМОС, получившей своё официальное название в 1970 году. В каждой из девяти стран-участниц программы: Болгарии, Венгрии, ГДР, Кубе, Польше, Румынии, Чехословакии и СССР – был создан координационный орган, отвечающий за выполнение программы сотрудничества в целом. В соответствии с программой ИНТЕРКОСМОС Советский Союз безвозмездно предоставил для космических исследований свою технику – ракеты и спутники, на которые устанавливалась научная аппаратура, созданная учёными и специалистами государств-участников.

Козлов Н.В., Денисова М., Мизёв А. «Эксперименты по ультразвуковому разделению модельной водно-масляной эмульсии» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 2, с. 69-80 (2023)

Экспериментально изучается динамика водно-масляных эмульсий в поле стоячей ультразвуковой (УЗ) волны. В экспериментах применяется ячейка-резонатор с прозрачными стенками. УЗ излучатель установлен в вертикальной стенке ячейки, его ось излучения направлена горизонтально, поперёк рабочего слоя. Проводится фото-видеорегистрация изображений слоя жидкости в проходящем свете с их последующей цифровой обработкой. Рабочие жидкости изготавливаются на основе силиконовых масел, а в качестве дисперсной фазы выступает вода. УЗ волна приводит к перераспределению жидкостей, которое удаётся различить по изменению картин яркости света, проходящего через рабочий слой. УЗ колебания вызывают кавитацию в объёме жидкости, а также акустические течения (в первую очередь «кварцевый ветер»), которые становятся заметны при сравнительно высокой интенсивности УЗ воздействия. Эксперименты показывают, что интегральная яркость изображений изменяется с интенсивностью УЗ воздействия немонотонно. Характер этой зависимости коррелирует с проявлением акустических течений и согласуется с результатами других авторов.

Козлов П.В., Забелинский И.Е., Быкова Н.Г., Герасимов Г.Я., Левашов В.Ю. «Излучательные характеристики ударно нагретого воздуха в видимой и инфракрасной областях спектра» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 138-146 (2023)

Измерены интегральные и временные спектральные характеристики ударно нагретого воздуха в интервале скоростей ударной волны от 7.35 до 10.4 км/с при давлении перед фронтом ударной волны p0=0.25 Торр. Эксперименты проведены на ударной установке DDST-M Института механики МГУ. Исследован диапазон волн излучения λ=600–1100 нм, соответствующий видимой и ближней инфракрасной областям спектра, в которых основной вклад в излучение дают атомарные линии азота и кислорода. Проведен анализ полученных интегральных по времени спектрограмм излучения. Выделены особенности временных осциллограмм для наиболее типичных атомарных линий спектра. Данные измерений сравниваются с экспериментальными данными других авторов.

Козубская Т.К. «Тематический выпуск "Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике"» Математическое моделирование, 35, № 9, с. 3-4 (2023)

Даньков Б.Н., Дубень А.П., Козубская Т.К. «Анализ автоколебательных процессов в каверне с открытым типом течения на основе данных вихреразрешающих расчетов» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 156-166 (2023)

Рассматриваются механизмы автоколебательных процессов, возникающих в каверне с открытым типом течения, и дается их обоснование, полученное в результате детального изучения взаимодействия явлений гидродинамической, расходно-волновой и резонансной природы. Теоретические выводы подкрепляются анализом данных вычислительных экспериментов, проведенных различными авторами.

Володарский А.Б., Кокшайский А.И., Одина Н.И., Коробов А.И., Михалев Е.С., Ширгина Н.В. «Экспериментальные исследования влияния 3D-печати при 100% заполнении на упругие свойства нитевидных образцов полимера PLA» Акустический журнал, 69, № 4, с. 410-416 (2023)

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния 3D-печати при 100% заполнении на упругие свойства нитевидных образцов полимера PLA. Статическим методом и методом Терстона–Браггера одновременно измерены зависимость деформации и относительного изменения скорости упругих волн от приложенного механического напряжения (вплоть до разрыва) для исходного и 3D-напечатанного образцов полимера PLA. По результатам измерений рассчитаны линейный и нелинейный модули Юнга и акустический нелинейный параметр второго порядка. Установлено, что 3D-печать приводит к ухудшению прочностных и пластических характеристик полимера PLА. Обнаружено различное поведение нелинейных параметров исходного и 3D-напечатанного образцов полимера PLA в области нагрузки и разгрузки, которое связывается с изменением внутренней структуры образца, вызванным 3D-печатью.

Колбин А.И., Шиманский В.В., Галеев А.И. «Фотометрический анализ запятнённости вторичной компоненты DE CVn» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 64-68 (2014)

Приведён фотометрический анализ запятнённости вторичной компоненты DE CVn. Моделирование запятнённости было проведено на основе двухпятенной модели звезды. Поиск параметров пятен проводился с использованием данных в двух фотометрических полосах. Получена карта распределения пятен по поверхности звезды, сделана оценка запятнённости.

Павлов А.Н., Колесник Д.Ю., Гордеев А.В., Воротягин В.Н. «Исследование потенциальных возможностей системы управления движением и навигации малого космического аппарата в условиях существенной неопределенности реализации режимов ориентации» Авиакосмическое приборостроение, № 8, с. 23-37 (2023)

Создание отечественной многоспутниковой орбитальной группировки (ОГ) малых космических аппаратов (МКА), выполняющих задачи наблюдения объектов на Земле, выявило проблему организации их управления при ограниченном задействовании средств наземного комплекса. Актуальным остается применение технологий искусственного интеллекта для обеспечения автономности, проактивности и эффективности применения как отдельного космического аппарата, так и ОГ в целом. Одним из вариантов управления многоспутниковой группировкой МКА является мультиагентный подход, где каждый «интеллектуальный агент» оценивает свой потенциал на выполнение частной задачи. В статье предлагается подход, позволяющий определить интегральные показатели надежности для исследования потенциальных возможностей системы управления движением и навигации (СУДН) МКА как сложного объекта в условиях неопределенности задействования режимов функционирования. Представлена реализация подхода по оценке потенциальной возможности задействования режимов ориентации при различных конфигурациях СУДН МКА и определены варианты рабочей конфигурации функциональных элементов. Таким образом использованный подход оценивания потенциальных возможностей СУДН МКА при вероятностно-логическом моделирование позволил учесть структурно-функциональные и структурно-технологические особенности системы. Ключевые слова: структурно-функциональный анализ, интегральные показатели эффективности, интенсивность задействования, параметрический геном.

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 РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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=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.

Колесниченко А.В. «К магнитогидродинамическому моделированию структуры и эволюции турбулентного аккреционного диска протозвезды» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 311-348 (2015)

В рамках основной проблемы космогонии, связанной с реконструкцией условий в солнечном протопланетном диске на самых ранних этапах его существования, сформулирована в приближении одножидкостной магнитной гидродинамики замкнутая система МГД (магнитогидродинамических) уравнений масштаба среднего движения, предназначенная для постановки и численного решения различных задач по взаимосогласованному моделированию структуры и эволюции диска и связанной с ним короны. Проанализировано влияние на формирование структуры диска как осесимметричного магнитного поля протозвезды, так и крупномасштабного поля, порождаемого механизмом турбулентного динамо. Разработан новый подход к моделированию коэффициентов турбулентного переноса в слабо ионизованном диске, позволяющий учитывать эффекты обратного влияния сгенерированного магнитного поля и процессов конвективного переноса тепла на развитие турбулентности в стратифицированном слое конечной толщины и, тем самым, отойти от широко используемого в астрофизической литературе α-формализма Шакуры и Сюняева. Обсуждается модель тонкого (но оптически толстого) некеплеровского диска, учитывающая диссипацию турбулентности за счёт кинематической и магнитной вязкости, непрозрачность среды, наличие аккреции из окружающего пространства, воздействие турбулентного αω-динамо на генерацию магнитного поля, магнитное силовое и энергетическое взаимодействие между диском и его короной и т.п. Предпринятое исследование является продолжением стохастико-термодинамического подхода к описанию турбулентности астрогеофизических систем, развиваемого автором в серии работ – (Колесниченко, 2000, 2001, 2003, 2004, 2005; Колесниченко, Маров, 2006, 2007, 2008; Marov, Kolesnichenko, 2002, 2006). Ключевые слова: осреднённые магнитогидродинамические уравнения, развитая МГД-турбулентность, протопланетные диски.

Колесниченко А.В., Маров М.Я. «К моделированию процесса агрегации пылевых фрактальных кластеров в протопланетном ламинарном диске» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 349-385 (2015)

Применительно к проблеме формирования планетезималей в солнечном протопланетном облаке, с учётом фрактальных представлений о свойствах пылевых кластеров, развита эволюционная гидродинамическая модель образования и роста рыхлых пылевых агрегатов в аэродисперсной среде ламинарного диска, которая изначально состояла из газа и твёрдых частиц (суб)микронных размеров. Показано, как в процессе кластер-кластерной коагуляции происходит частичное их слияние с образованием крупных фрактальных агрегатов, являющихся основным структурообразующим элементом рыхлых протопланетезималей, возникающих в результате протекания физико-химических и гидродинамических процессов, сходных с процессами роста фрактальных кластеров. В отличие от ряда классических исследований, в которых моделирование проводилось в рамках «обычной» сплошной среды и где зачастую не принимались во внимание многофракционность пылевой составляющей протопланетного облака, а также фрактальная природа формирующихся в процессе его эволюции пылевых кластеров, предлагается рассматривать совокупность рыхлых пылевых агрегатов как особый тип сплошной среды – фрактальной среды, в которой существуют точки и области, не заполненные частицами. Гидродинамическое моделирование подобной среды, обладающей нецелой массовой размерностью, предлагается проводить в рамках дробно-интегральной модели (записанной в дифференциальной форме), использующей для учёта фрактальности дробные интегралы, порядок которых определяется фрактальной размерностью дисковой среды.

Кузнецов В.П., Колмаков С.В., Татаринцев И.В., Скоробогатов А.С., Воропаев В.В., Блинков О.Г. «Влияние подачи ультразвукового выглаживания на микротвердость и микропрофиль поверхности клина задвижки, изготовленного методом SLM из порошка стали EOS РН-1» Упрочняющие технологии и покрытия, № 4, с. 154-159 (2023)

DOI: 10.36652/1813-1336-2023-19-4-154-159 Изучено влияние постобработки плоских поверхностей клина запорного узла задвижки DN15 PN160, изготовленного методом селективного лазерного сплавления на установке EOSINT M280 из порошка стали EOS PH-1 с размером частиц 20–50 мкм ультразвуковым выглаживанием на станке ULTRASONIC 20 инструментом с наконечником из природного алмаза радиусом 2 мм, колеблющегося с частотой 35 кГц и перемещающегося с линейной скоростью 10 м/мин в условиях нагружения статической силой 400 Н. Установлено, что при подачах 0,04–0,08 мм/ход наибольшее упрочнение стали на 11–13% относительно исходной микротвердости 430 HV 0,05 до постобработки происходит на глубине 60–300 мкм. Увеличение подачи до 0,12 мм/ход обеспечивает формирование максимально упрочненной зоны в тонком поверхностном слое с микротвердостью 489–502 HV 0,05 на глубине 20–100 мкм. Дальнейшее увеличение подачи до 0,2 мм/ход приводит к существенному снижению до 440 HV 0,05 и нестабильности микротвердости на глубине более 100 мкм. Минимальное значение параметра шероховатости имеет место при подаче 0,06 мм/ход и составляет Ra=57,67 нм. С повышением подачи до 0,12 мм/ход происходит увеличение параметра шероховатости до Ra=176,44 нм и стабилизация его при подачах 0,16 и 0,2 мм/ход. Построены кривые Аббота и гистограммы распределения высот микропрофиля поверхности клина после постобработки при исследуемых подачах инструмента.

Колонтаева Е.С. «Исследование поверхностей облучённых образцов защитных стёкол солнечных батарей» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 61-68 (2020)

Изучены радиационно-стимулированные изменения защитных покрытий солнечных батарей космических аппаратов под действием протонов с энергией 20 кэВ. Облучение проводилось в вакууме 10^–4 Па при плотности потока частиц _f_p=6·10¹⁰ см^–2·с^–1, флюенс частиц (Φ_p) варьировался в диапазоне 10¹⁴–10¹⁶ см^–2. Исследования поверхностей исходных и облучённых пластин из стекла К-208 методами атомно-силовой микроскопии показали, что при протонном облучении в приповерхностном слое образуются газонаполненные пузырьки. Разрушение газонаполненных пузырьков в экспериментах наблюдалось при флюенсах облучения Φ_p≥7,0 см^–2. Установлено, что основные изменения спектров отражения пластин К-208 при протонном облучении указанными флюенсами происходят в диапазоне длин волн 200–550 нм. Ключевые слова: протонное облучение, газонаполненные пузырьки, стекло К-208

Бокучава П.Н., Гусев А.П., Колосов Д.Е., Луттиева М.Н., Малыгин Д.В., Малый М.А., Сороколетов Е.П., Чеусов С.С., Варенов А.А., Ветринский Ю.А., Сивачева К.Г., Тенищева Т.А. «Некоторые аспекты применения наноспутников, построенных на базе универсальной платформы "Синергия" блочно-модульного исполнения» Механика, управление и информатика, № 2, с. 155-161 (2013)

Рассмотрена концепция формирования сверхмалых космических аппаратов (СМКА) – наноспутников – различного назначения, способных адаптироваться под любую полезную нагрузку на базе универсальной платформы «Синергия» блочно-модульного исполнения. Эта конструкция может рассматриваться как коренная модернизация наноспутника, позволяющая существенно снизить габариты и повысить эффективность использования СМКА типа CubeSat.

Колотилов В.А., Курганов А.А., Остапенко В.В., Хандеева Н.А., Чу Ш. «О точности схем сквозного счета при численном моделировании газодинамических ударных волн» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 7, с. 1216-1224 (2023)

Проведен сравнительный анализ точности численных схем CABARET (второго порядка), Русанова (третьего порядка) и A-WENO (пятого порядка по пространству и третьего порядка по времени) при сквозном расчете газодинамических ударных волн, возникающих при численном моделировании задачи Коши с гладкими периодическими начальными данными. Показано, что схемы CABARET и AWENO, при построении которых используется нелинейная коррекция потоков, имеют приблизительно одинаковую точность в областях влияния ударных волн (возникающих в результате градиентных катастроф внутри расчетной области), в то время как немонотонная схема Русанова имеет в этих областях существенно более высокую точность, несмотря на заметные нефизические осцилляции на ударных волнах. При этом комбинированная схема, получаемая путем совместного применения схем Русанова и CABARET монотонно локализует фронты ударных волн и сохраняет повышенную точность в областях их влияния.

Колотов И.И., Лукьяненко Д.В., Степанова И.Э., Ягола А.Г. «О единственности решения систем линейных алгебраических уравнений, к которым редуцируются обратные линейные задачи гравиметрии и магнитометрии: локальный случай» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 8, с. 1317-1331 (2023)

Рассматриваются вопросы однозначной разрешимости систем линейных алгебраических уравнений, к которым редуцируются многие обратные задачи геофизики в результате дискретизации. Приводятся примеры вырожденных и невырожденных систем разных размерностей, возникающих при интерпретации гравиметрических и магнитометрических данных.

Колюка Ю.Ф., Афанасьева Т.И. «Проектирование баллистической схемы полёта космического аппарата к потенциально опасному астероиду 2001 JV1 с целью изменения его орбиты взрывом» Механика, управление и информатика, 7, № 1, с. 172-193 (2015)

Рассматриваются вопросы, связанные с решением проблемы противодействия астероидно-кометной опасности. Приведены результаты проектно-баллистических исследований по разработке миссии, схемы полёта и навигации космических аппаратов, обеспечивающей требуемые условия сближения с астероидом 2001 JV1 с целью демонстрации возможности изменения его орбиты с помощью ядерного взрыва, который, в свою очередь, может быть зарегистрирован и количественно оценён в относительно короткие сроки. Ключевые слова: потенциально опасный космический объект, минимальное расстояние между орбитами, сценарий демонстрационной миссии, корректирующий импульс скорости, энергетические затраты.

Голубцова Н.А., Афанасьева Т.И., Гридчина Т.А., Колюка Ю.Ф. «Оценка влияния различных факторов на заключительный прогноз падения сходящих с орбит неуправляемых космических объектов» Механика, управление и информатика, 7, № 1, с. 194-215 (2015)

Работа посвящена проблеме поиска путей повышения точности окончательного решения по прогнозу падения космических объектов (КО), сходящих с орбиты в неуправляемом режиме, и, в частности, оценке влияния разных факторов на точность таких прогнозов. На примере решения задачи прогноза падения для семи различных объектов, пять из которых были в разное время объектами-целями для тестовых кампаний Межагентского координационного комитета по космическому мусору (МККМ) и по которым имеются официально подтверждённые данные о времени и районе их схода с орбиты, на основе обработки измерительной информации, полученной по этим объектам в последние 1–1,5 сутки их полёта по орбите, и реализации большого количества разных вариантов решения задачи прогноза при разных исходных данных, в том числе при использовании разных моделей атмосферы, получены результаты и сделаны выводы, которые могут быть использованы для нахождения «лучших» решений и оценки реальной точности результатов окончательного прогноза падения КО. Выявлена причина различий прогнозов падения КО при использовании одних из лучших на сегодняшний день моделей атмосферы ГОСТ-2004 и NRL MSISE-2000. Оценена степень этих различий для рассмотренных случаев и близость окончательных прогнозов, полученных с использованием одной или другой из этих моделей, к официальным, подтверждённым другими источниками, данным о входе КО в плотные слои атмосферы. Ключевые слова: космический мусор, объект риска, прогноз падения, модель атмосферы.

Комб М. «Вспоминая Василия» Механика, управление и информатика, 6, № 4, с. 163-167 (2014)

Василий сыграл большую роль в моей научной жизни. Я узнал о нём в самый первый год (1963–1964) моей работы в Медоне (Парижская обсерватория), где я изучал потемнение диска Юпитера к краю в видимой области спектра и определял на основании этих наблюдений среднюю молекулярную массу его атмосферы (а затем и отношение H₂/He). Я встретился с Василием впервые на XIII сессии Генеральной Ассамблеи Международного астрономического союза в Праге (Чехословакия) в августе 1967 года. Он был одним из ярчайших планетологов мира, и я передал ему предварительный автореферат моей диссертации, написанный по-французски. На следующий же день, хотя он и не владел французским, он дал мне очень глубокий отзыв, оказавшийся исключительно полезным для моей последующей работы. Потом он рассказал мне о своей книге «Физика планет», недавно опубликованной в России и переведённой на английский в 1968 году. Она стала основной книгой в нашей «группе планетных исследований», которую мы создали в Медоне.

Потехин С.Г., Власенков Е.В., Комбаев Т.Ш., Павлова А.Н. «Решение задачи навигации и ориентации микрокосмического аппарата по данным о магнитном поле Земли с использованием фильтра Калмана» Механика, управление и информатика, № 1, с. 160-168 (2013)

Рассматривается система автономной навигации и определения ориентации микрокосмического аппарата (МКА) по данным о магнитном поле Земли, описывается построение фильтра Калмана для решения задачи навигации и ориентации космического аппарата, представлены результаты решения задачи навигации МКА по магнитометрическим данным.

Комшуков Д.А., Попова Т.А. «Разработка портативной акустической системы» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 215-2197 (2021)

Описан процесс разработки печатного узла портативной акустической системы, устройство которого позволит достичь минимальной стоимости и массогабаритных параметров, по отношению к устройствам-аналогам. Произведен выбор актуальной элементной базы с применением SDM-компонентов с целью выполнению соответствия современным требованиям.

Кондратьева Т.В., Никитин А.В., Полянский И.В. «Оценка точности автоматической географической привязки пространственных данных комплекса многозональной спутниковой съёмки в ходе лётной эксплуатации» Механика, управление и информатика, № 1, с. 310-326 (2013)

Рассматриваются точность автоматической координатной географической привязки видеоданных комплекса многозональной спутниковой съёмки (КМСС), функционирующего на борту КА «Метеор-М» № 1. Приведены результаты трансформирования полученных сканерных изображений в заданную картографическую проекцию, координатной привязки изображений, сведения спектральных каналов и построения спектрозональных изображений с использованием данных комплекса координатно-временного обеспечения (ККВО), в состав которого входят прибор звёздной ориентации БОКЗ-М и система спутниковой навигации АСН-М-М.

Кондратьева Т.В., Жуков Б.С., Аванесов Г.А., Полянский И.В. «Сопоставление коэффициентов яркости природных объектов по данным комплекса многозональной спутниковой съёмки космических аппаратов "Метеор-М" № 1 и 2 и спектрорадиометра MODIS космического аппарата TERRA» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 276-292 (2015)

Комплекс многозональной спутниковой съёмки (КМСС), работающий на борту космического аппарата (КА) «Метеор-М» № 1 с сентября 2009 г., включает две камеры МСУ-100 с разрешением около 60 м и тремя спектральными зонами в видимом и ближнем ИК-диапазонах, предназначенные для съёмок суши, и одну камеру МСУ 50 с разрешением около 120 м и тремя спектральными зонами в видимом диапазоне, предназначенную для мониторинга водных объектов. Аналогичный комплекс КМСС-М установлен на борту КА «Метеор-М» № 2, выведенного на орбиту 8 июля 2014 г. Камеры КМСС были радиометрически прокалиброваны на Земле. В полёте ежегодно проводится радиометрическая кросс-калибровка КМСС относительно спектрорадиометра MODIS по однородным снежным полям Антарктиды. В данной работе сопоставляются коэффициенты спектральной яркости (КСЯ) на верхней границе атмосферы для различных типов почвенно-растительных и водных объектов по данным КМСС и MODIS. С этой целью отбирались изображения участков земной поверхности, которые снимались КМСС и MODIS с интервалом времени не более 1–2 ч в стабильных атмосферных условиях. Пересчёт КСЯ между спектральными зонами КМСС и MODIS осуществлялся с использованием регрессионных соотношений, полученных по результатам модельных расчётов. В отличие от кросскалибровки по Антарктиде, различие углов наблюдения и Солнца в моменты съёмок КМСС и MODIS для указанных типов объектов не учитывалось, что может привести к некоторому разбросу результатов измерений КСЯ. Полученные зависимости показывают хорошее соответствие КСЯ природных объектов, регистрируемых камерами КМСС на КА «Метеор-М» № 1, с соответствующими данными спектрорадиометра MODIS. Величина их среднеквадратического отклонения не превышает 0,022. Расхождение абсолютной чувствительности спектральных каналов камер КМСС и MODIS не превышает 4% и находится в пределах точности абсолютной калибровки MODIS. Предварительные результаты сопоставления КСЯ, измеренных камерами КМСС-М на КА “Метеор-М» №2, и рассчитанных в спектральных зонах МСУ по данным MODIS, также показывают их хорошее совпадение.

Коновалов А.А., Ануфрейчик К.В., Лупян М.Е., Маркичев М.И., Тимонин Д.Г., Чулков И.В., Шибалкин А.А. «Особенности применения прямоугольных D-SUB соединителей при создании масштабируемой системы управления, сбора и передачи информации» Механика, управление и информатика, № 2, с. 149-154 (2013)

Рассматривается построение системы управления, сбора и передачи информации (СУСПИ) с использованием внешних блочных прямоугольных соединителей типа D-Subminiature (D-SUB). Сформулированы недостатки применения отечественных миниатюрных соединителей типа РС и МР1, усложняющие процесс сборки и отладки приборов. На примере рамочной конструкции прибора СУСПИ показано применение соединителей D-SUB, определены преимущества использования соединителей с монтажом на печатную плату.

Коновалов В.В., Любимова Т.П., Прокопьев С.А. «Взаимодействие газового пузыря и твердой частицы в жидкости под действием акустических вибраций» Вычислительная механика сплошных сред, 16, № 2, с. 141-149 (2023)

В жидкости, которая подвергается ультразвуковому воздействию, численно исследовано взаимодействие сферической твердой частицы и газового пузыря. Параметры воздействия выбирались таким образом, чтобы длина акустической волны намного превышала размеры как пузыря, так и частицы. Поле акустического давления вдали от пузыря считалось однородным. В отсутствие частицы течение имело сферическую симметрию, а скорость границы раздела жидкость-газ находилась из уравнения Релея–Плессе. Обсуждаемая в настоящей работе проблема является обобщением классического случая без частицы. Управление движением твердой частицы около газового пузыря является важным для процесса флотации, широко применяемого в технологии обогащения минеральных руд. Задача рассматривалась для высокой частоты и малой либо конечной амплитуды скорости вибраций. В главном порядке малости с учетом вязкости жидкости находилось пульсационное течение для сохраняющей неподвижность тяжелой частицы. В следующем порядке изучались механизмы генерации осредненного течения в объеме жидкости и вблизи ее границ. С помощью полученного осредненного течения установлены величина действующей на частицу осредненной вибрационной силы и ее зависимость от расстояния до поверхности пузыря. Показано, что указанная сила имеет притягивающий характер. Проведено сравнение с данными расчетов в невязком приближении. Обнаружено, что при небольших расстояниях от пузыря наблюдается отклонение найденного значения вибрационной силы от значения, известного из аналитического выражения, согласно которому эта сила пропорциональна градиенту квадрата скорости пульсаций. Демонстрируется, что учет вязкости жидкости приводит к большей осредненной вибрационной силе вблизи пузыря, чем невязкий подход.

Волкова А.А., Консон А.Д. «Пространственная избирательность вертикально протяженной линейной антенны в подводном звуковом канале» Гидроакустика, № 54, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA54.pdf (2023)

Рассмотрена возможность получения пространственной избирательности и локализации обнаруженного источника шума при использовании вертикально протяженной линейной антенны в подводном звуковом канале. Проведено компьютерное моделирование в условиях реального волновода с подводным звуковым каналом в Черном море в летний период года. Предложен метод консолидированной обработки сигнала на апертуре вертикально протяженной линейной антенны, который позволяет синфазно «собирать» сигнал, обладающий разными амплитудно-фазовыми характеристиками на апертуре антенны, и создавать тем самым «кумулятивный эффект». Показано, что метод консолидированной обработки работоспособен, позволяет увеличить мощность принимаемого сигнала и обладает свойством пространственной избирательности по расстоянию и глубине погружения источника в широком диапазоне их значений. Ключевые слова: гидроакустика, шумопеленгование, локализация, акустические лучи, подводный звуковой канал, вертикально развитая антенна

Константинов М.С., Тант А.М. «Проектирование низкоэнергетических лунных перелетов, траектория которых проходит в окрестности точек либрации системы Земля–Луна. Часть 2. Алгоритм и численный анализ» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 24, № 2, с. 111-120 (2023)

Приводится алгоритм проектирования низкоэнергетической траектории лунного перелета. Он основан на предположении о том, что траектории низкоэнергетического перелета проходят через окрестность одной из коллинеарных точек либрации системы Земля–Луна (L1 или L2). Предполагается, что в момент пролета космическим аппаратом окрестности точки либрации элементы оскулирующей геоцентрической орбиты космического аппарата близки к элементам оскулирующей геоцентрической орбиты самой точки либрации. Представлены результаты численного анализа полученной низкоэнергетической траектории лунного перелета. Показано, что использование такой траектории позволяет уменьшить тормозной импульс скорости при переходе на низкую окололунную орбиту до значения 638 м/с (при традиционной схеме перелета этот импульс оказывается больше 800 м/с). Проанализировано влияния солнечных гравитационных возмущений на траекторию перелета. Выявлено, что эти возмущения обеспечивают подлет космического аппарата к окрестности Луны с отрицательной селеноцентрической константой энергии и способствуют временному захвату космического аппарата Луной. Исследовано влияние земного гравитационного возмущения на окололунный участок траектории. Установлено, что на найденной траектории это возмущение эффективно уменьшает селеноцентрическую скорость космического аппарата. Рассмотрены условия пролета космического аппарата в окрестности точки либрации.

Федосеев В.И., Куняев В.В., Юдина Л.М., Коптев А.А., Тюрин В.С., Иванов Н.И. «Результаты испытаний звёздного прибора ориентации космического аппарата на воздействие протонного излучения» Механика, управление и информатика, № 1, с. 190-198 (2013)

Рассматривается оценка стойкости матричного фотоприёмника (МФП) звёздного прибора ориентации КА к воздействию протонного излучения. Показано, что в результате воздействия в МФП генерируются помеховые сигналы двух видов – кратковременные (однокадровые) дефекты изображения в отдельных пикселах и устойчивые дефекты изображения. Показано, что интенсивность генерации дефектов существенно зависит от энергии протонов. Приведены количественные оценки интенсивности возникновения дефектов изображения на МФП для протонов энергии 50, 100, 200 и 1000 МэВ по результатам наземных испытаний на ускорителе заряженных частиц, прогнозные оценки для условий космического пространства и экспериментальные данные о количестве дефектов для условий космического пространства. Подтверждено соответствие прогнозных оценок экспериментальным данным.

Федосеев В.И., Куняев В.В., Исаков А.Н., Юдина Л.М., Князев В.О., Коптев А.А., Титов Г.П., Шевляков О.В., Латынцев С.В. «Обеспечение сбоеустойчивости приборов звёздной ориентации, построенных на сбоенеустойчивой элементной базе» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 129-141 (2015)

Излагаются основные результаты работ по обеспечению устойчивости к сбоям приборов звёздной ориентации космических аппаратов (КА), построенных на элементной базе, подверженной сбоям. Рассматриваются особенности проявления сбоев в звёздных приборах, способы их парирования, результаты оценки эффективности этих способов. Приводятся результаты оценок параметров сбоеустойчивости некоторых типов приборов, полученные как из литературных данных, так и на основе обработки данных лётных испытаний.

Коптяева Е.А. «Нейтринное излучение в сверхновой с коллапсом центральной части» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 69-75 (2020)

Проанализированы численные данные по моделированию углового распределения нейтрино в условиях сверхновой звезды с коллапсом центральной части. Показано, что оно может быть приближено однопараметрической функцией гауссового типа. Получено, что его ширина падает с расстояние по закону, близкому к квадратичному. Показано, что предложенное приближение описывает более 90% всех нейтрино в сверхновой, и, следовательно, может служить хорошим аналитическим приближением расчётных данных. Ключевые слова: сверхновая с коллапсом центральной части, нейтринное излучение, угловое распределение

Скобелев В.В., Копылов С.В. «О дефиците солнечных электронных нейтрино» Известия вузов. Физика, 66, № 4, с. 56-71 (2023)

На основе развитой в предыдущих работах одного из авторов формальной теории обсуждается механизм взаимопревращений в системе из нейтрино и антинейтрино, которая рассматривается как совокупность N=const тождественных микрообъектов, находящихся в NS=6 состояниях с принципиальной возможностью объяснения «дефицита» солнечных электронных нейтрино. Получено также, что наиболее удовлетворительное согласие с экспериментом существует для системы из ν_e, ν_μ, ν_τ, т.е. при NS=3.

Кораблёв О.И. «О сбывшемся и несбывшемся: отдел планет 2004–2014» Механика, управление и информатика, 6, № 4, с. 217-254 (2014)

В воспоминаниях А.А. Гурштейна, обиженного на Р.З. Сагдеева, ИКИ, и отдел планет за изгнание вместе со всей геодезической тематикой (тяжёлые последствия этого мы ощущаем до сих пор), есть замечание, что Отдел планет В.И. Мороза следовало бы назвать отделом атмосфер планет, а точнее – отделом изучения водяного пара в атмосфере Марса. Что правда, то правда. Этим-то мы до сих пор и занимаемся…

Кораблёв О.И. «Исследования Марса на рубеже веков» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 117-154 (2015)

Обсуждаются основные вехи исследований Марса от ранних миссий до современного состояния и их результаты. С другой стороны, научные результаты обсуждаются со стороны применяемых методов измерения и соответствующих приборов. Приводятся оценки перспективности различных методов в дальнейших исследованиях. Перечислены также планируемые миссии к Марсу. Ключевые слова: Марс, космические исследования, атмосфера Марса, поверхность Марса, климат Марса, история Марса, дистанционные методы, аналитические методы.

Зелёный Л.М., Климов С.И., Ангаров В.Н., Назаров В.Н., Родин В.Г., Суханов А.А., Батанов О.В., Готлиб В.М., Калюжный А.В., Каредин В.Н., Козлов В.М., Козлов И.В., Эйсмонт Н.А., Ледков А.А., Новиков Д.И., Корепанов В.Е., Боднар Л., Сегеди П., Ференц Ч., Папков А.П.и др. «Проект микроспутник "Чибис-М". Опыт создания и реализации» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 91-118 (2015)

Институтом космических исследований Российской академии наук, Ракетно-космической корпорацией «Энергия» и соисполнителями разработан и реализован комплекс работ, позволивший создать экспериментальную космическую платформу для вывода на орбиту микроспутников (МС) с использованием инфраструктуры Российского сегмента Международной космической станции (МКС). В рамках этой работы впервые разработано универсальное транспортно-пусковое устройство для запуска МС с массой 40–50 кг; впервые отработана схема увеличения высоты орбиты грузового корабля «Прогресс» для вывода МС на орбиту после выполнения им основной задачи – доставки грузов на МКС, что обеспечило значительный экономический эффект; разработан полнофункциональный МС-комплекс; отработаны циклы его испытаний и схемы управления полётом космического аппарата, которые могут быть использованы для будущих проектов; создана наземная экономичная инфраструктура сбора и накопления данных, использующая обычные интернет-каналы. Полученные результаты позволяют обеспечить значительную экономию средств при разработке народнохозяйственных, военных и научных МС, их запуске и управлении. В рамках проекта на базе микроспутникового комплекса был разработан космический аппарат, получившей название «Чибис-М», для исследования физики высотных грозовых разрядов в широком спектре электромагнитных излучений. Микроспутник успешно проработал весь срок баллистического существования (2 года 8 месяцев) и дал ценную информацию о тонкой структуре молниевого разряда, о перколяционных процессах, происходящих при подготовке и во время самого разряда, позволил оценить высоту возникновения разрядов и рассмотреть дискретные механизмы, происходящие в грозовом облаке. Полученные данные доступны на сервере ИКИ РАН всем российским и зарубежным исследователям, участвовавшим в проекте. Основные результаты работы опубликованы. Ключевые слова: грозовые разряды, верхняя атмосфера, гаммарадиоультрафиолетовое рентгеновское излучение, пробой на убегающих электронах, микроспутник, бортовая научная аппаратура.

Дмитриев С.В., Моркина А.Ю., Корзникова Е.А., Наймарк О.Б., Никитюк А.С., Baggioli M. «Рассеяние фононов малой амплитуды на дискретных бризерах в цепочке Ферми–Паста–Улама–Цингоу» Вычислительная механика сплошных сред, 14, № 4, с. 444-453 (2021)

В конденсированных средах существует два традиционно обсуждаемых вида дисперсионных соотношений: бесщелевые фононные и с энергетической или частотной щелью. В различных областях физики конденсированного состояния имеет место третий тип дисперсионных соотношений, которые соответствуют щелевым эффектам в κ-пространстве – Gapped Momentum States (GMS). Возрастающий интерес к GMS-состояниям связан с важными следствиями для динамических и термодинамических свойств систем (для гидродинамической турбулентности, пластичности, разрушения). Как правило, GMS возникают в подходе Максвелла–Френкеля применительно к вязкоупругим свойствам жидкости и твердого тела, когда щели могут непрерывно изменяться от энергетического к импульсному пространству. Настоящая работа является первой из цикла исследований, посвященных анализу дисперсионных эффектов, связанных с ангармоничностью потенциала, возникновением коллективных мод бризерного типа, так называемых дискретных бризеров, и их влиянием на макроскопические свойства нелинейных решеток, например, на теплопроводность. При изучении связи дискретных бризеров и макроскопических свойств нелинейных решеток важно знать, как фононы взаимодействуют с дискретными бризерами. Рассеяние фононных волновых пакетов малой амплитуды на неподвижных дискретных бризерах в цепочке β-Fermi–Pasta–Ulam–Tsingou (β-FPUT) исследовано численно для их различных амплитуд. Установлено, что при достаточно больших амплитудах дискретные бризеры отражают коротковолновые фононы, но остаются прозрачными для длинноволновых фононов. Увеличение амплитуды бризеров расширяет область отражения в коротковолновой части первой зоны Бриллюэна. Эти результаты свидетельствуют о том, что в цепи β-FPUT дискретные бризеры влияют на теплопроводность не существенно, поскольку тепло передается в основном длинноволновыми фононами.

Корнев А.В., Бойчук И.П., Перелыгин Д.Н. «Численное моделирование течения газодисперсного потока в камере вихре-акустического диспергатора» Энерго-ресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительных отраслях. Материалы Международной научно-практической конференции. Белгород, 21–22 сентября 2017 г., с. 127-131 (2017)

Альтернативой экспериментальным и аналитическим исследованиям сложных технических систем является численное моделирование. Такое моделирование дает возможность исследовать влияние различных конструктивных изменений довольно экономичными средствами. В работе исследовалось влияние расположения генераторов акустических волн на движение газового потока в камере вихре-акустического диспергатора.

Корнев К.Н., Логунов А.А., Шибков В.М. «Численное моделирование сверхзвукового потока с областью тепловыделения продольно-поперечным разрядом» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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.

Еремук В.В., Папченко Б.П., Коробейников А.Г., Ромашов В.А., Сысоев В.К., Дмитриев А.О., Хегай Д.К. «Разработка обобщенного алгоритма расчета энергетических характеристик электронно-оптических компонентов лазерной навигационной системы, функционирующей в условиях космического вакуума» Журнал радиоэлектроники, № 6, с. 12 (2023)

Выделены компоненты лазерной навигационной системы, выполнен их анализ. Построена математическая модель лазерной навигационной системы, образованной источником излучения, средой передачи (космический вакуум) и приемником. Построена методика оценки энергетических характеристик светочувствительной матрицы приемника орбитального аппарата. На основе построенной методики разработан алгоритм расчета энергетических характеристик электронно-оптических компонентов налунного маяка по заданным энергетическим характеристикам светочувствительной матрицы и оптической системы орбитального аппарата. Приведены примеры практических расчетов для лунного дня и лунной ночи. Выполнена проверка корректности результатов, полученных в примерах расчетов. Разработанный в ходе исследования алгоритм может быть использован для выбора электронно-оптических компонентов в ходе решения задачи создания навигационной системы на основе лазерных маяков. Объект исследования: лазерная навигационная система, функционирующая в условиях космического вакуума. Предмет исследования: обобщенный алгоритм расчета энергетических характеристик электронно-оптических компонентов лазерной навигационной системы, функционирующей в условиях космического вакуума. Основные результаты: обобщенный алгоритм расчета энергетических характеристик электронно-оптических компонентов лазерной навигационной системы и входящая в его состав математическая модель навигационной системы, образованной источником излучения, средой передачи (космический вакуум) и приемником.

Володарский А.Б., Кокшайский А.И., Одина Н.И., Коробов А.И., Михалев Е.С., Ширгина Н.В. «Экспериментальные исследования влияния 3D-печати при 100% заполнении на упругие свойства нитевидных образцов полимера PLA» Акустический журнал, 69, № 4, с. 410-416 (2023)

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния 3D-печати при 100% заполнении на упругие свойства нитевидных образцов полимера PLA. Статическим методом и методом Терстона–Браггера одновременно измерены зависимость деформации и относительного изменения скорости упругих волн от приложенного механического напряжения (вплоть до разрыва) для исходного и 3D-напечатанного образцов полимера PLA. По результатам измерений рассчитаны линейный и нелинейный модули Юнга и акустический нелинейный параметр второго порядка. Установлено, что 3D-печать приводит к ухудшению прочностных и пластических характеристик полимера PLА. Обнаружено различное поведение нелинейных параметров исходного и 3D-напечатанного образцов полимера PLA в области нагрузки и разгрузки, которое связывается с изменением внутренней структуры образца, вызванным 3D-печатью.

Болотнова Р.Х., Коробчинская В.А. «Формирование сверхзвуковых пароводяных струй, сопровождающееся генерацией акустических пульсаций» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки, 16, № 1-2, с. 330-336 (2023)

Рассмотрены особенности формирования сверхзвуковых пароводяных струй, истекающих через тонкое сопло из камеры высокого давления. Исследованы режимы возникающих вибрационных процессов в зависимости от изменения начальных состояний насыщения, определяемых давлением и температурой. Предлагаемая система модельных уравнений пароводяной смеси в трехмерной постановке включает двухфазные уравнения динамики в двухтемпературном, однодавленческом, односкоростном приближениях с учетом межфазного теплообмена, явлений испарения и конденсации. Численная реализация поставленной задачи проведена с применением разработанного авторами решателя в среде открытого пакета OpenFOAM. Изучен процесс развития сверхзвуковой струи с образованием диска Маха и исследованы причины образования акустических пульсаций давления. Дан анализ влияния исходных состояний насыщения водного флюида, находящегося в камере высокого давления, на интенсивность и частоту возникающих акустических колебаний. Для обоснования достоверности используемого численного метода с применением пакета OpenFOAM проведено сравнение полученного численного решения с экспериментальной фотографией сверхзвуковой струи азота, истекающей через цилиндрическое сопло из резервуара высокого давления.

Анохин М.В., Галкин В.И., Дитлов В.А., Добриян М.Б., Дубов А.Е., Королев А.Г. «Разработка стенда для испытаний электронных компонентов космических приборов в поле тяжелых заряженных частиц» Механика, управление и информатика, № 2, с. 128-138 (2013)

Представлены предварительные результаты решения задачи создания стенда для испытаний электронных компонентов космических приборов (ЭК) в поле тяжелых заряженных частиц и проведения теоретических и экспериментальных исследований в данном направлении в рамках концепции применения параметра плотности поглощенной энергии для описания локальных радиационных повреждений. Предложен новый подход к разработке методики испытаний, снижающей частоту некорректных заключений по стойкости ЭК. Рассмотрены вопросы, связанные с созданием испытательных стендов с улучшенными показателями по соотношению цена/качество.

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 РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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.

Косов А.С., Рожков В.С., Рожков Л.С. «Каналы передачи научной информации космического аппарата «Чибис-АИ»» Журнал радиоэлектроники, № 8, с. 12 (2023)

Рассматривается один из вариантов построения канала передачи научных данных космического аппарата (КА) «Чибис-АИ», с использованием цифровых технологий (software define radio, SDR) на базе программного пакета GNU Radio 3.10. Решена проблема увеличения скорости передачи информации до заданного уровня путем создания дополнительных нестандартных блоков. Предложены конкретные варианты построения блоков SDR. Реализованы и проверены каналы передачи данных, соответствующие заданным исходным данным на каналы передачи информации. Выполнена экспериментальная проверка характеристик каналов связи с технологическим образцом передатчика.

Костарев Д.В., Климушкин Д.Ю., Магер П.Н. «Генерация дрейфово-компрессионных волн инверсным распределением частиц по энергии в магнитосферной плазме» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 61-68 (2014)

Представлена продольная структура дрейфово-компрессионных мод и соответствующая неустойчивость плазмы в рамках гирокинетики в аксиально-симметричной модели магнитосферы с изотропной плазмой. Предполагалось, что плазма состоит в основном из холодных частиц с примесью горячих протонов, которые описываются инверсным распределением. Компрессионный резонанс в такой плазме возникает, когда частота волны равна собственной частоте дрейфово-компрессионной моды. При таком резонансе волна узко локализована вдоль магнитного поля в окрестности экватора. Неустойчивость возникает, когда скорость диамагнитного дрейфа, обусловленная радиальным градиентом температуры, меньше, чем скорость магнитного дрейфа или противоположна по направлению. Кроме того, чем уже инверсное распределение, тем больше инкремент неустойчивости, и для возникновения неустойчивости необходима меньшая величина β (отношение плазменного давления к магнитному).

Костенко В.И., Майорова В.И., Игнатьев Н.Н., Понарядов В.В. «Инновационный подход к проблеме вывода на орбиту функционирования малых и сверхмалых космических аппаратов попутным грузом» Механика, управление и информатика, № 2, с. 162-171 (2013)

Рассматривается разработка инновационных технологий и организационнотехнологических предложений по упрощению работ при проведении запусков в космос малых и сверхмалых полезных нагрузок существующими отечественными ракетами-носителями c использованием автономной адаптивной системы (ААС), позволяющей снизить затраты и время на подготовку к запуску для проведения космического эксперимента. Особенностью автономной адаптивной системы является ее независимость от систем управления и выдачи команд от космического аппарата (КА), а также способ крепления адаптера к КА с помощью клеевых соединений.

Костерев А., Ким М.Ю., Расколец В.В. «Владимир Николаевич Кессених: советский физик между центром и периферией» Вопросы истории естествознания и техники, 43, № 4, с. 307-340 (2022)

Имя Владимира Николаевича Кессениха (1903–1970) тесно связано с становлением и развитием радиофизических исследований в одном из ведущих научно-образовательных центров СССР – Томске. Он был одним из крупнейших советских специалистов в области радиофизики на протяжении 1930–1950-х гг. Его становление как исследователя происходило в условиях формирования советской системы организации науки. Будучи одним из последних представителей дореволюционной научной школы физики П.Н. Лебедева, Кессених в полной мере застал эпоху сталинизма. В связи с этим в данной статье анализируется профессиональная стратегия ученого в условиях идеологизированной партийно-государственной системы, а также, на примере научной биографии Кессениха, который был профессором как Томского, так и Московского университетов, – характер взаимоотношений центр – периферия внутри советского физического сообщества в исследуемый период. В статье также показана основополагающая роль Кессениха в поднятии томской радиотехники до уровня радиофизики как самодостаточной автономной сферы научного поиска, на базе которой появился целый ряд перспективных направлений. Отмечается, что профессиональные амбиции томского физика в значительной степени повлияли на организационно-структурные очертания местного научно-образовательного пространства. Показана траектория движения ученого по координатной сетке центр – периферия в советской физике, которая демонстрирует как закономерности в истории советского научного строительства, так и следы идеократического метанарратива.

Бычков С.Н., Горшонков А.С., Егошин О.О., Костылев К.А., Салин М.Б. «Экспериментальные исследования резонансных поглотителей звука с применением мелкомасштабной модели судна» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 151-160 (2023)

Объектом исследования является система резонаторов Гельмгольца, встроенная в переборки мелкомасштабной модели судна. Цель – определение возможности и эффективности работы указанных резонаторов в качестве широкополосных шумопоглотителей. Материалы и методы. Измерение в акустическом бассейне усредненных уровней подводного шума, производимого мелкомасштабной моделью судна с установленным на ней источником, при использовании переборок с резонансными поглотителями, переборок традиционного типа (без поглотителей либо с минеральной ватой в качестве поглотителя) и без установки переборок. Основные результаты. Показана принципиальная возможность применения резонаторов Гельмгольца в качестве поглотителей шума и одновременно несущей конструкции судовых переборок. Заключение. Показано, что уровни подводного шума судна могут быть существенно снижены при помощи устройств, являющихся одновременно грузонесущими и конструктивными элементами. Подтверждена эффективность и перспективность использования резонаторов в указанном качестве, проведено сравнение таких шумопоглотителей с традиционными шумоизоляционными материалами.

Костюков В.Н. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования. Уч. пособие (2002). 108 с.

В книге изложены основные принципы практического анализа параметров виброакустических сигналов с целью определения технического состояния машинного оборудования и основные диагностические признаки неисправностей и дефектов. Главное внимание уделено практическим способам диагностики состояния оборудования на основе анализа виброакустического сигнала.

Костюков В.Н., Науменко А.П. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин. Учеб. пособие (2011). 360 с.

Рассмотрены теоретические и практические основы виброакустической диагностики неисправностей машин и механизмов, методы анализа виброакустических сигналов. Главное внимание уделено анализу параметров виброакустического сигнала.

Топорков Д.А., Бурмистров Д.А., Гаврилов В.В., Житлухин А.М., Костюшин В.А., Лиджигоряев С.Д., Пушина А.В., Пикуз С.А., Рязанцев С.Н., Скобелев И.Ю. «Генерация мягкого рентгеновского и вакуумного ультрафиолетового излучения при взаимодействии водородного плазменного потока с газовой струей» Физика плазмы, 49, № 8, с. 807-812 (2023)

Представлены результаты исследований, направленных на создание компактного источника мягкого рентгеновского и вакуумного ультрафиолетового излучения при столкновении мощного плазменного потока с газовой струей. В проведенных экспериментах водородный плазменный поток с энергосодержанием ∼50 кДж и длительностью 10–15 мкс генерировался импульсным электродинамическим ускорителем. Поток с плотностью ∼6·10¹⁵ см^–3 двигался со скоростью (2–4)·10⁷ см·с^–1в продольном магнитном поле с индукцией до 2 Тл и взаимодействовал с плоской сверхзвуковой газовой струей. Максимальная плотность газа, азота или неона, в струе достигала 10¹⁷ см^–3. Продемонстрировано образование компактного излучающего слоя плазмы толщиной 3–5 см, двигающегося по ходу водородного плазменного потока со скоростью ∼3·10⁶ см·с^–1. В ряде экспериментов для локализации области взаимодействия плазменного потока и газовой струи в зоне, контролируемой диагностическими средствами, использовалась пластина вольфрама в качестве препятствия, ограничивающего смещение излучающей плазмы вдоль магнитного поля. С помощью мягкой рентгеновской обскурографии и спектроскопии получены данные относительно генерации излучения из зоны взаимодействия водородного плазменного потока и газовой струи. Приводятся результаты измерения энергии излучения из образующейся плазмы: ∼2 кДж в случае азотной струи и ∼3 кДж в случае неоновой. Численное моделирование линейчатого излучения многозарядных ионов и последующее сопоставление расчетных и экспериментальных данных позволило оценить электронную температуру азотной и неоновой плазмы, образующейся при взаимодействии водородного плазменного потока с газовой струей на уровне ≥40 эВ.

Шуваев В.Г., Косырев П.В. «Ультразвуковая сборка резьбовых соединений с использованием обратимости предела текучести» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 1, с. 220-221 (2022)

Рассматривается сборка резьбовых соединений с применением дополнительных ультразвуковых колебаний. Учитывается, что вращающий момент уравновешивается моментом сил трения в резьбе и моментом сил трения по торцу гайки и соприкасающейся с ней детали. Ультразвуковая энергия поглощается в тех местах кристаллической решетки, которые являются носителями механизма пластической деформации (дислокации, границы зерен и т.д.), и почти не поглощается в свободных от дефектов зонах кристаллов, что и положено в основу предлагаемого подхода.

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 РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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=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.

Дудник А.В., Прето М.М., Курбатов Е.В., Санчез С.П., Тимакова Т.Г., Титов К.Г., Парра П.Э., Авилов А.М., Котов Ю.Д., Юров В.Н. «Концепция построения всенаправленной системы регистрации потоков заряженных частиц на малом космическом аппарате» Механика, управление и информатика, № 2, с. 21-47 (2013)

Представлена концепция построения всенаправленной системы мониторинга заряженных частиц высоких энергий на основе группы малогабаритных бортовых приборов. Описываются структурная схема, принципы работы, первые результаты лабораторных тестов отдельных модулей унифицированного компактного прибора SIDRA. Обосновывается необходимость разработки спектрометра и приводится перечень актуальных задач, решаемых с помощью группы унифицированных приборов. Обсуждаются результаты компьютерного моделирования, измерений основных характеристик электронных узлов; тестирования лабораторного макета. Описываются режимы работы прибора.

Котов Ю.Д., Юров В.Н., Гляненко А.С., Кочемасов А.В., Лупарь Е.Э., Трофимов Ю.А., Рубцов И.В., Жучкова Е.А., Тышкевич В.Г., Орешников Е.М., Туманов А.В., Лягушин В.И. «Рентгеновский и гамма-спектрометр ГРИС» Механика, управление и информатика, № 2, с. 48-65 (2013)

Описан планируемый эксперимент по исследованию рентгеновского и гамма-излучения и нейтронов солнечных вспышек. Излучение будет регистрироваться сцинтилляционными спектрометрами на основе кристаллов LaBr₃(Ce) и CsI(Tl) в диапазонах энергии 0,05–15 МэВ и 0,3–200 МэВ соответственно. Спектрометр LaBr₃(Ce) будет с высокой эффективностью регистрировать линейчатое излучение и обеспечивать идентификацию линий. Спектрометр CsI(Tl) предназначен для регистрации высокоэнергичного излучения и выделения нейтронов по форме сцинтилляционного сигнала. Приведены описания научной аппаратуры ГРИС, условия проведения эксперимента и результаты расчёта характеристик его детектора.

Котцов В.А. «Вехи космической съёмки» Механика, управление и информатика, с. 150-168

Сегодня космические снимки широко используются для решения самых разных задач, включая наблюдение за природой и изучение влияния на неё человека. В интернете на космических снимках каждый теперь может найти свой дачный участок. Ежегодные конференции по дистанционному зондированию Земли, которые организует в нашем институте уже многие годы Е.А. Лупян, – одни из самых крупных – они собирают разных специалистов со всей страны. Но так было не всегда.

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 РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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.

Фролов С.И., Данилова Е.А., Таньков Г.В., Кочегаров И.И. «Исследование собственных частот колебаний цилиндров для создания безрезонансных конструкций БРЭС» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 1, с. 171-177 (2021)

Проведены исследования по созданию безрезонансных в заданном диапазоне частот вибрации цилиндрических конструкций бортовых радиоэлектронных средств (БРЭС). Выполнены численные решения тестовых задач с использованием комплекса программ ANSYS, сделаны выводы и даны рекомендации по повышению жесткости тонкостенных цилиндрических конструкций БРЭС с использованием внутренних кольцевых ребер.

Котов Ю.Д., Юров В.Н., Гляненко А.С., Кочемасов А.В., Лупарь Е.Э., Трофимов Ю.А., Рубцов И.В., Жучкова Е.А., Тышкевич В.Г., Орешников Е.М., Туманов А.В., Лягушин В.И. «Рентгеновский и гамма-спектрометр ГРИС» Механика, управление и информатика, № 2, с. 48-65 (2013)

Описан планируемый эксперимент по исследованию рентгеновского и гамма-излучения и нейтронов солнечных вспышек. Излучение будет регистрироваться сцинтилляционными спектрометрами на основе кристаллов LaBr₃(Ce) и CsI(Tl) в диапазонах энергии 0,05–15 МэВ и 0,3–200 МэВ соответственно. Спектрометр LaBr₃(Ce) будет с высокой эффективностью регистрировать линейчатое излучение и обеспечивать идентификацию линий. Спектрометр CsI(Tl) предназначен для регистрации высокоэнергичного излучения и выделения нейтронов по форме сцинтилляционного сигнала. Приведены описания научной аппаратуры ГРИС, условия проведения эксперимента и результаты расчёта характеристик его детектора.

Бажанов А.И., Кочетков Н.Ю., Сперанский А.А. «Механика сплошных сред. Молекулярная акустика» Двигатель, № 4, с. 38-41 (2021)

Проведен всесторонний анализ процессов молекулярной акустики и выявлен современный взгляд на эту проблему. Рассмотрены случаи представления данных процессов при идеальном и реальном подходах к их математическому описанию в соответствии с известными экспериментальными результатами. Получены новые теоретические результаты с привлечением кинетической теории Л. Больцмана, определяющие появление дисперсии и поглощение звука. Представлены рабочие формулы для расчетов основных параметров молекулярной акустики. Ключевые слова: механика сплошных сред, молекулярная акустика, дисперсия, поглощение звука.

Валиев Х.Ф., Крайко А.Н. «Автомодельные течения с ударной волной, движущейся к центру или к оси симметрии» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 37-46 (2023)

Изучаются одномерные течения идеального (невязкого и нетеплопроводного) совершенного газа с показателем адиабаты γ за ударной волной, движущейся к центру (ν=3) или к оси (ν=2) симметрии по неподвижному холодному газу. Допускаются течения с отраженной ударной волной и течения, заканчивающиеся при одновременном приходе в центр симметрии ударной волны и поршня, сжавшего газ в точку или в линию.

Калинин М.С., Крайнев М.Б., Луо С., Подгитер М.С. «Влияние коротирующих областей взаимодействия солнечного ветра на долговременные вариации интенсивности галактических космических лучей» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 5, с. 570-580 (2023)

Анализ данных космических аппаратов, сканировавших значительные области гелиосферы, а также результатов магнитно-гидродинамических расчетов указывает на то, что коротирующие области взаимодействия солнечного ветра, практически постоянно присутствующие в низко- и среднеширотной гелиосфере, иногда сильно изменяют крупномасштабные характеристики гелиосферы, важные для долговременных вариаций интенсивности галактических космических лучей. В частности, для кэррингтоновского оборота № 2066 (январь–февраль 2008 г.) эти области усиливают магнитные поля во внутренней (r<3–5 а.е.) и ослабляют их в средней и дальней гелиосфере, а также существенно изменяют распределение гелиосферных магнитных полей по полярности. Авторами было сделано предположение, что в такой ситуации влияние коротирующих областей взаимодействия должно приводить к увеличению интенсивности галактических космических лучей во многих областях гелиосферы. В статье обсуждаются процесс изменения распределения гелиосферных магнитных полей по полярности из-за взаимодействия разноскоростных потоков СВ для кэррингтоновского оборота № 2066, простая модель гелиосферного магнитного поля без взаимодействия между разноскоростными потоками солнечного ветра, а также результаты численных двумерных расчетов методом конечных разностей усредненной по долготе интенсивности ГКЛ с использованием указанной модели в сравнении с трехмерным расчетом методом Монте-Карло, основанным на трехмерном магнитно-гидродинамическом моделировании гелиосферы.

Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Краснов А.А. «Современное состояние и перспективы развития отечественной морской гравиметрии» 11-я Российская мультиконференция по проблемам управления. Санкт-Петербург, 02–04 октября 2018 г., с. 6-16 (2018)

Рассматривается современное состояние морской гравиметрии в России. Приводится описание гравиметрической аппаратуры, алгоритмов и программных средств обработки данных. Представлены результаты ряда гравиметрических работ, выполненных в труднодоступных районах Мирового океана. Обсуждаются перспективы развития методов и средств изучения параметров гравитационного поля Земли на море, в частности, интегрированный гравиметрический комплекс для измерения абсолютного значения силы тяжести и комплекс измерения составляющих уклонений отвесной линии.

Калью В.А., Краснописцев Н.В., Лосев Г.И., Некрасов В.Н., Петрова В.В., Смирнов Д.А. «Исследование точности локализации источника акустического излучения с помощью комбинированного приемника» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 143-150 (2023)

Объект и цель научной работы. Процедура определения координат места повышенного излучения с помощью комбинированных приемников акустического давления и колебательной скорости, измеряющих направление вектора плотности потока акустической мощности. Цель – оценка точности получаемого результата измерения. Материалы и методы. Теоретические оценки точности результата, натурный эксперимент по определению координаты эталонного излучателя, помещенного в заданную точку. Основные результаты. Получены оценки погрешности определения координаты места повышенного излучения с учетом погрешности входных данных и неравноточности усредняемых результатов отдельных наблюдений. Показано, что фактическое отклонение результата определения координат места излучения от известного заданного значения не превосходит теоретических значений погрешности. Заключение. Результаты исследования показывают, что теоретические оценки погрешности определения координаты места повышенного излучения с помощью комбинированного приемника могут быть приняты в качестве приписанных характеристик точности метода, применяемого для решения данной задачи.

Микрин Е.А., Михайлов М.В., Орловский И.В., Рожков С.Н., Краснопольский И.А. «Навигационное обеспечение лунных миссий» 11-я Российская мультиконференция по проблемам управления. Санкт-Петербург, 02–04 октября 2018 г., с. 31-40 (2018)

Рассмотрены варианты навигационного обеспечения различных объектов в рамках освоения Луны. Проведен анализ группировки навигационных спутников (НС) Луны, аналогичных спутникам ГЛОНАСС и GPS, проведено исследование устойчивости группировки на окололунных орбитах. Показана неустойчивость конфигурации НС с околокруговыми орбитами высотой более 6000 км и наклонением >30°. Проработана концепция использования околоземной группировки доработанных НС ГЛОНАСС, что позволяет получать с помощью стандартной аппаратуры спутниковой навигации решение навигационной задачи с точностями: для окололунных КА по координатам ∼50 м и ∼0,1 м/с по скорости, для прилунившихся объектов, находящихся на видимой стороне Луны, 40 м и 0,08 м/с соответственно. Предложена альтернативная конфигурация НС на околокруговых 4 суточных орбитах с наклонением 90°. Дана оценка точности навигации при такой конфигурации НС: для окололунных КА ∼15 м по координатам, 0,03 м/с по скорости, для объектов на видимой лунной поверхности ∼10 м и 0,03 м/с соответственно. Исследована устойчивость выбранной конфигурации орбитальной группировки.

Криволуцкий А.А., Куколева А.А., Вьюшкова Т.Ю., Черепанова Л.А., Гарипов Г.К. «О возможности использования наблюдений с малых спутников и численных моделей для мониторинга отклика атмосферы на внешнее воздействие» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 128-140 (2015)

Предлагается концепция исследования и мониторинга солнечно-атмосферных связей, основанная на непрерывных измерениях потоков солнечной электромагнитной радиации и корпускулярных потоков различной природы, состава атмосферы, которые могут оперативно вводиться в имеющиеся глобальные численные модели атмосферы Земли. Это позволит осуществлять также прогноз изменений режима атмосферы, её динамики в диапазоне высот 10–130 км, создаст новые возможности для изучения механизмов солнечно-атмосферных связей. В настоящее время пока нет отечественных спутниковых измерений солнечной электромагнитной радиации, которые необходимы для решения этой задачи. В работе приводится краткий обзор состояния вопроса по разделам: введение, спутниковые измерения солнечной радиации и корпускулярных потоков, использование численных моделей для исследования отклика атмосферы на внешнее воздействие, заключение, библиография. Ключевые слова: солнечно-атмосферные связи, цикл солнечной активности, спутниковые наблюдения, атмосферный озон.

Ермолаев В.И., Криницкий С.А., Охрименко С.Н., Паршуков В.Н., Рубанов И.Л. «Оценка эффективности функционирования сетецентрической системы освещения подводной обстановки в мелком и глубоком морях» Морской сборник, № 9, с. 64-68 (2023)

Приводятся результаты сопоставления модельных исследований функционирования сетецентрической системы освещения подводной обстановки в мелком и глубоком морях. Ключевые слова: сетецентрическая система освещения подводной обстановки, мелкое и глубокое море, звуковой диапазон частот

Казутина М.Е., Криницкий С.А., Охрименко С.Н., Паршуков В.Н., Рубанов И.Л. «Система гидролокационного обнаружения высокоскоростного малоразмерного объекта (двухчастотный гидролокатор)» Датчики и системы, № 4, с. 51-55 (2022)

Рассмотрен актуальный для морской навигации вопрос увеличения дальности и повышения надежности обнаружения высокоскоростного малоразмерного объекта (цели) при помощи гидролокатора. Ключевые слова: высокоскоростной малоразмерный объект, двухчастотный гидролокатор.

Кронрод Е.В., Кронрод В.А., Кусков О.Л. «Ограничения на тепловой режим и содержание урана в веществе луны для модели магматического океана с условиями частичного плавления мантийного вещества в окрестности ядра» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 89-101 (2015)

Методами математического моделирования исследованы ограничения на тепловой режим и содержание урана в веществе Луны для модели магматического океана с условиями частичного плавления мантийного вещества в окрестности ядра. Для решения обратной задачи по определению области допустимых температур, мощности тепловых источников (концентрации урана) и тепловых потоков с поверхности Луны, удовлетворяющих геофизическим и геохимическим ограничениям, использованы методы конверсии скоростей сейсмических P-, S-волн и одномерная стационарная модель теплопроводности. Определён спектр моделей Луны, удовлетворяющих температурным условиям подплавления мантийного вещества в окрестности ядра. Максимальная величина теплового потока из верхней мантии составляет 3,8–4,7 мВт/м² . На основе этих и литературных данных оценены верхние пределы значений полного теплового потока с поверхности (7–8 мВт/м² ), что в 2–3 раза меньше величин теплового потока по данным измерений экспедиций «Аполлон-15 и -17». Валовые содержания урана в веществе Луны в рамках предлагаемой модели (∼19 ppb) близки к концентрациям в примитивной мантии Земли.

Кронрод Е.В., Кронрод В.А., Кусков О.Л. «Ограничения на тепловой режим и содержание урана в веществе луны для модели магматического океана с условиями частичного плавления мантийного вещества в окрестности ядра» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 89-101 (2015)

Методами математического моделирования исследованы ограничения на тепловой режим и содержание урана в веществе Луны для модели магматического океана с условиями частичного плавления мантийного вещества в окрестности ядра. Для решения обратной задачи по определению области допустимых температур, мощности тепловых источников (концентрации урана) и тепловых потоков с поверхности Луны, удовлетворяющих геофизическим и геохимическим ограничениям, использованы методы конверсии скоростей сейсмических P-, S-волн и одномерная стационарная модель теплопроводности. Определён спектр моделей Луны, удовлетворяющих температурным условиям подплавления мантийного вещества в окрестности ядра. Максимальная величина теплового потока из верхней мантии составляет 3,8–4,7 мВт/м² . На основе этих и литературных данных оценены верхние пределы значений полного теплового потока с поверхности (7–8 мВт/м² ), что в 2–3 раза меньше величин теплового потока по данным измерений экспедиций «Аполлон-15 и -17». Валовые содержания урана в веществе Луны в рамках предлагаемой модели (∼19 ppb) близки к концентрациям в примитивной мантии Земли.

Круглов А.А., Лыскова Н.Н., Бакланов П.В. «Измерение постоянной Хаббла по временным задержкам между изображениями SN Refsdal» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 76-83 (2020)

В настоящее время значения основных космологических параметров известны с очень высокой точностью. Однако недавно было обнаружено расхождение на уровне значимости примерно 3σ величины постоянной Хаббла H0, определяющей темп расширения Вселенной в современную эпоху. Для понимания причин этого расхождения необходимо привлечение независимых подходов, способных c высокой точностью определять фундаментальные космологические параметры. Одной из таких возможностей стало использование наблюдений гравитационно линзированных систем, в частности, гравитационно линзированных сверхновых. Первая обнаруженная гравитационно линзированная сверхновая с множественными изображениями – SN Refsdal – предоставила уникальную возможность измерить значение постоянной Хаббла H0. Как известно, запаздывание между различными изображениями сверхновой обратно пропорционально H0, т. е. точность определения постоянной Хаббла ограничена точностью определения временной задержки между изображениями источника. На основе построенной физической модели предсверхновой, удовлетворяющей фотометрическим наблюдениям в разных фильтрах, получены уточнённые значения временных запаздываний и коэффициентов усиления между изображениями SN Refsdal. Исходя из этой информации и моделей гравитационного потенциала скопления-линзы, доступных в литературе, оценена постоянная Хаббла. Полученные результаты также могут послужить независимым тестом различных моделей распределения масс в линзе-галактике. Ключевые слова: гравитационное линзирование, сверхновые

Крукшенк Д.П. «Работы В.И. Мороза по изучению ледяного состава спутников внешних планет» Механика, управление и информатика, 6, № 4, с. 190-196 (2014)

Василий Иванович включил меня в некоторые из его исследований по инфракрасным наблюдениям Марса, Юпитера и спутника Юпитера Ганимеда на Южной станции ГАИШ в Крыму при помощи телескопа Шайна. Мой вклад в эти работы был очень невелик, но я многому научился у Василия Ивановича по физике атмосфер других планет.

Бирюков А.В., Захаров А.И., Крусанова Н.Л., Миронов А.В., Мошкалёв В.Г., Николаев Ф.Н., Прохоров М.Е., Тучин М.С. «Расчёт блеска звёзд в спектральной полосе кремниевого фотоприёмника звёздного датчика по данным каталогов Tycho-2 и 2MASS» Механика, управление и информатика, № 1, с. 243-248 (2013)

Описывается процедура расчёта блеска звёзд для навигационного каталога звёздного датчика (ЗД) ГАИШ МГУ. Предлагается метод вычисления величин звёзд в полосе чувствительности кремниевого ПЗС. для расчёта в основном использовались данные каталогов Tycho-2 и 2MASS. метод заключается в аппроксимации величин редукционными полиномами, составленными как из модельных показателей цвета звёзд, так и из конкретных данных различных фотометрических каталогов. Приводятся оценки точности величин в полосе ЗД. достаточная точность полученных величин подтверждается по результатам последних лет.

Стекольщиков О.Ю., Абубекеров М.К., Байгуттуев А.А., Бирюков А.В., Захаров А.И., Крусанова Н.Л., Миронов А.В., Мошкалёв В.Г., Прохоров М.Е., Тучин М.С. «Малогабаритный датчик звёздной ориентации для наноспутников» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 109-119 (2015)

В последние годы быстро растет число микрои наноспутников – космических аппаратов с массами в десятки и единицы килограмм. Также как и «большие» спутники малые космические аппараты нуждаются в приборах для определения – гироскопах, звёздных датчиках, датчиках направления на Солнце и на центр Земли. Причём эти датчики должны быть существенно более лёгкими, компактными и, самое главное, более дешёвыми, чем их «большие братья». И при этом эти датчики должны оставаться достаточно точными. Некоторые из этих приборов – гироскопы, датчики Солнца и Земли – уже присутствуют на рынке малых космических аппаратов, но звёздных датчиков, особенно для наноспутников, там пока нет. В работе описывается звездный нанодатчик ориентации, совместно разрабатываемый ООО «Азмерит» и ГАИШ МГУ.

Ивашкин В.В., Крылов И.В., Лан А. «Анализ траекторий для космической экспедиции к астероиду Апофис с возвращением к Земле» Механика, управление и информатика, 7, № 1, с. 105-112 (2015)

Дан обзор работ авторов по исследованию траекторий для экспедиции космического аппарата (КА) от Земли к астероиду Апофис, с пребыванием КА в течение некоторого времени у астероида и возвращением к Земле. Рассмотрены две группы траекторий. Одну группу составляют траектории перелёта КА при использовании комбинированной двигательной установки с большой и малой тягой, другую группу – траектории перелёта КА при использовании только обычных двигательных установок с большой тягой. Определены оптимальные траектории и их характеристики, в частности, начальное и конечное время экспедиции, конечная и полезная масса КА, для полётов в 2019–2022 гг. Показано, что использование малой электрореактивной тяги позволяет существенно улучшить характеристики экспедиции. Приведены также результаты анализа орбитального движения КА вокруг астероида. Ключевые слова: астероид, сближающийся с Землёй; астероид Апофис; экспедиция к астероиду; оптимальная траектория полёта к астероиду; движение КА вокруг астероида.

Ксанфомалити Л.В., Селиванов А.С., Гектин Ю.М., Аванесов Г.А. «Возвращение к архивным материалам телевизионных экспериментов миссий Венера: гипотетические флора и фауна планеты» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 242-269 (2015)

Уникальные архивные материалы телевизионных исследований поверхности Венеры, выполненных в миссиях ВЕНЕРА в 1975 и 1982 гг., были заново обработаны современными средствами, что значительно улучшило их детализацию. Обнаружены многочисленные объекты, обладающие сложной регулярной структурой и, возможно, очень медленными движениями. Объекты обладают заметными размерами и могут быть признаками существования жизни на планете. Приведён обзор результатов поиска и отождествления гипотетических объектов флоры и фауны Венеры. Обнаруженные и идентифицированные гипотетические объекты в значительной мере исчерпывают соответствующий потенциал имеющихся телевизионных (ТВ) изображений. Сделан вывод о необходимости безотлагательного выполнения новой специальной миссии для исследования поверхности Венеры, существенно более сложной, чем миссии ВЕНЕРА. Ключевые слова: астробиология, миссии ВЕНЕРА, ТВ-эксперименты, терраморфизм.

Ксанфомалити Л.В. «Воспоминания разработчика экспериментов и приборов первых планетных миссий ИКИ» Механика, управление и информатика, с. 275-278

Вскоре после образования ИКИ АН СССР, в 1968-м, в высоких инстанциях были утверждены проекты новой марсианской миссии. Предшествовавшая попытка достичь красной планеты и опуститься на её поверхность завершилась неудачей: первый «Марс» на орбиту спутника Марса не вышел и вообще был потерян где-то на полпути. Новый проект, в целях повышения надёжности, включал целых три аппарата: «Марс-1, -2 и -3». (При запуске один из них был потерян, оставшиеся назывались «Марс-2» и «Марс-3».) В 1969 году доктор физико-математических наук В. Мороз был назначен главой лаборатории планет в отделе астрофизики И.С. Шкловского, только что переведённого из ГАИШ МГУ в ИКИ. Помимо В. Мороза, в лаборатории было всего два человека, причём один из них присутствовал «виртуально». Лаборатория взялась за три эксперимента по исследованию Марса: фотометрия в оптической области спектра; «СО₂-альтиметр» – измерение поглощения в инфракрасных двухмикронных полосах СО₂; измерение теплового излучения малых участков поверхности планеты. Все эти устройства входили в комбинированный прибор ФКМ. Кроме того, силами ГАИШ готовился эксперимент по измерению содержания водяного пара в атмосфере планеты. Идею экспериментов следовало воплотить в измерительные приборы, которые, как предполагалось, будут создавать (и испытывать) советские научно-исследовательские институты.

Дроздова Т.Ю., Катасонов И.Ю., Куделин М.И. «Логика взаимодействия системы сбора и обработки информации с комплексом научной аппаратуры и служебными системами космического аппарата "СПЕКТР-РГ"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 30-37 (2013)

Представлено решение задачи организации взаимодействия прибора с внешними системами на примере системы сбора и обработки информации комплекса научной аппаратуры проекта Спектр-Рентген-Гамма, описаны основные алгоритмы информационнологического обмена с комплексом научной аппаратуры и служебными системами космического аппарата и электрические стыковочные испытания, проведённые для отработки ССОИ.

Аванесов Г.А., Белинская Е.В., Воронков С.В., Строилов Н.А., Катасонов И.Ю., Куделин М.И., Никитин А.В. «Система датчиков гида в контуре наведения космического телескопа проекта СПЕКТР-УФ» Механика, управление и информатика, № 1, с. 38-46 (2013)

Описаны принципы совместной работы систем гидирования, наведения и стабилизации космического телескопа Т-170м проекта СПЕКТР-УФ. Цикл наведения телескопа на исследуемый источник условно разделяется на контуры грубого и точного наведения, в которых задействованы система датчиков гида, двигатели-маховики, звёздные датчики и датчики угловых скоростей. совместная работа указанных приборов обеспечивает наведение и удержание объекта в поле зрения научных приборов в течение нескольких часов экспозиции с необходимой точностью.

Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Форш А.А., Куделин М.И. «Анализ современного состояния и перспектив развития приборов звёздной ориентации семейства БОКЗ» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 6-20 (2015)

Кратко описана история развития созданных в оптико-физическом отделе ИКИ РАН приборов звёздной ориентации семейства БОКЗ. Приведены их основные характеристики и параметры используемых ПЗС-матриц. Намечены дальнейшие пути совершенствования звёздных приборов с применением КМОП-матриц и ПЛИС с существенно более высокими эксплуатационными характеристиками при значительно меньших габаритах, массе и энергопотреблении. Представлены различные конфигурации звёздных датчиков ориентации с выносными оптическими головками. Обоснована целесообразность включения в состав звездных приборов ориентации трёхосных датчиков угловой скорости на основе технологии МЭМС (микроэлектромеханические системы).

Екомасов Е.Г., Самсонов К.Ю., Гумеров А.М., Кудрявцев Р.В. «Структура и динамика локализованных нелинейных волн уравнения синус-Гордона в модели с одинаковыми притягивающими примесями» Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 30, № 6, с. 749-765 (2022)

Цель исследования: с помощью аналитических и численных методов рассмотреть задачу о структуре и динамике связанных локализованных нелинейных волн в модели синус-Гордона с примесями (или пространственной неоднородностью периодического потенциала). Методы. С помощью аналитического метода коллективных переменных для случая произвольного числа одинаковых точечных примесей, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, получена система дифференциальных уравнений для амплитуд локализованных волн как функций от времени, приближенно описывающая поведение рассматриваемой колебательной системы. Для численного решения модифицированного уравнения синус-Гордона применён численный метод конечных разностей с явной схемой интегрирования. Частотный анализ колебаний локализованных волн, рассчитанных численно, выполнялся с помощью дискретного преобразования Фурье. Результаты. Для описания связанных колебаний нелинейных волн, локализованных на трёх одинаковых примесях, получена система дифференциальных уравнений для трёх гармонических осцилляторов со связью упругого типа. Решения этой системы уравнений для частот связанных колебаний хорошо аппроксимируют результаты прямого численного моделирования нелинейной системы. Заключение. Показано, что связанные колебания нелинейных волн, локализованных на трёх одинаковых примесях, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, представляют собой сумму трёх гармонических колебаний: синфазного, синфазно-антифазного и антифазного типа. Проведён анализ влияния параметров системы и начальных условий на частоту и вид связанных колебаний.

Кузин С.В., Ульянов А.С., Шестов С.В., Богачёв С.А., Карабаджак Г.Ф. «Наблюдение космических объектов с помощью оптических датчиков в экспериментах Спирит/КОРОНАС-Ф и ТЕСИС/"Коронас-Фотон"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 58-68 (2013)

В настоящее время наблюдение за космическим мусором ведётся в основном наземными методами, которые не позволяют регистрировать объекты с размером менее 10 см. для их обнаружения и каталогизации наиболее эффективным является наблюдение из космоса – со спутников и автоматических или пилотируемых станций. массовое применение этого метода, однако, ограничено высокой стоимостью создания аппаратуры и вывода её в космос. в работе предлагается альтернативный способ регистрации космического мусора, основанный на использовании звёздных датчиков систем ориентации, которыми оснащаются практически все современные космические аппараты. на конкретных примерах показано, что с помощью звёздных датчиков можно регистрировать частицы космического мусора с размером от 1 мм, находящиеся на расстоянии до нескольких километров от космического аппарата. апробация метода произведена в ходе двух космических экспериментов: Спирит на спутнике КОРОНАС-Ф и ТЕСИС на спутнике «Коронас-Фотон». в ходе исследования был также разработан комплекс программного обеспечения, способный автоматически производить поиск частиц мусора на изображениях, определять их координаты и скорость и рассчитывать параметры их орбит. всего в ходе двух экспериментов обработано около 100 тысяч изображений, на которых обнаружено примерно 600 космических объектов.

Богачев С.А., Кузин С.В., Перцов А.А., Шестов С.В., Иванов Ю.С., Ульянов А.С., Кириченко А.С., Рева А.А. «Техническая концепция и научные задачи комплекса научной аппаратуры "Арка" для малого космического аппарата МКА-ФКИ № 5» Механика, управление и информатика, № 2, с. 5-20 (2013)

Физический институт Российской академии наук (ФИАН) ведет работы по созданию комплекса научной аппаратуры «Арка» (КНА «Арка») для малого космического аппарата (МКА) № 5, создаваемого в рамках программы фундаментальных космических исследований (МКА-ФКИ). Аппарат предназначен для построения высокоточных изображений Солнца с пространственным разрешением 0,1 угл.с/пиксел, что соответствует линейному размеру ∼70 км на поверхности Солнца. Соответствующее разрешение в 17 раз выше, чем разрешение телескопов ТЕСИС на спутнике «КОРОНАС-Фотон» (Россия) и в 6 раз превышает разрешение действующих солнечных телескопов AIA на спутнике SDO (США). Концепция КНА «Арка» близка к концепции обсерватории TRACE (США), выведенной на орбиту в 1998 году в рамках программы малых космических аппаратов НАСА SMEX (SMall EXplorer missions): наблюдения Солнца производятся в ограниченном поле зрения, но имеют очень высокое угловое разрешение. В состав КНА «Арка» входят три инструмента: два больших телескопа для наблюдения солнечной короны и переходного слоя Солнца в линиях Fe IX 171 A (телескоп Т1) и He II 304 A (телескоп Т2), а также относительно компактный телескоп ТХ, строящий изображения полного солнечного диска. Для спутника выбрана геосинхронная орбита с наклонением 63,4., которая обеспечивает непрерывную видимость Солнца за исключением краткосрочных периодов затмений, а также позволяет передать на Землю значительные объемы целевой информации. Предполагается, что телескопы будут получать от 100 до 1000 высокоточных изображений Солнца в сутки с размером кадра 6144.6144 пиксела. В настоящее время ведутся работы по созданию сайта проекта, который будет открыт по адресу http://arka.lebedev.ru.

Богачев С.А., Зимовец И.В., Кириченко А.С., Кузин С.В., Струминский А.Б. «Возможности по созданию компактного телескопа-спектрометра жёсткого рентгеновского диапазона для изучения солнечных вспышек на малоразмерных космических платформах» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 37-46 (2015)

Малые космические платформы представляют собой особый тип космических аппаратов (КА), которые отличаются от больших КА не только размером, но и организацией работ. В частности, на такие платформы не распространяются многие ограничения, которыми «связаны» разработчики больших спутников. Это позволяет существенно снизить стоимость и время разработки, а также даёт возможности по более глубокой взаимной интеграции научного прибора и спутника. В настоящее время за рубежом при поддержке НАСА активно развивается направление CubeSat (кубсат). В нашей стране в последние годы также появился ряд разработчиков, предоставляющих схожие технологии и имеющих возможности по выводу в космос приборов с массой до 10–15 кг. Некоторые из этих организаций имеют практический опыт использования своих платформ в космосе. В статье рассматривается вопрос о возможности использования микрои наноспутников для проведения наблюдений Солнца в жёстком рентгеновском диапазоне.

Кузичев И.В., Шкляр Д.Р. «Особенности взаимодействия релятивистских частиц со свистовыми волнами в магнитосфере Земли» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 69-88 (2014)

Рассматривается проблема взаимодействия релятивистских частиц с монохроматическими свистовыми волнами в магнитосфере Земли. Волновое поле излучения источника, в качестве которого можно рассматривать, например, наземные передатчики в диапазоне очень низких частот (ОНЧ), моделируется в рамках геометрооптического подхода. Полученные распределения параметров волны позволяют рассчитать эффективную амплитуду взаимодействия и параметр неоднородности. Основное внимание уделено анализу поведения резонансных импульсов для случая релятивистских частиц, когда возникает ряд особенностей, в частности, известный эффект релятивистского ускорения с отражением.

Андреевский С.Е., Кузнецов В.Д., Синельников В.М., Ружин Ю.Я. «Радиотомография ионосферы с помощью системы микро/наноспутников» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 9-15 (2015)

Предложена инверсная геометрия организации радиотомографического спутникового зондирования ионосферы с использованием сигналов системы наземных передатчиков. Основными достоинствами инверсной схемы радиотомографии ионосферы является полный контроль над работой системы (при самостоятельном разворачивании цепочек наземных передатчиков), упрощение интеграции приёмника в состав малого космического аппарата, а также низкая стоимость развёртывания и обслуживания наземной сети радиомаяков. Приведены технические характеристики предлагаемых наземных и спутниковых модулей аппаратуры для радиотомографии ионосферы

Кузнецов В.П., Колмаков С.В., Татаринцев И.В., Скоробогатов А.С., Воропаев В.В., Блинков О.Г. «Влияние подачи ультразвукового выглаживания на микротвердость и микропрофиль поверхности клина задвижки, изготовленного методом SLM из порошка стали EOS РН-1» Упрочняющие технологии и покрытия, № 4, с. 154-159 (2023)

DOI: 10.36652/1813-1336-2023-19-4-154-159 Изучено влияние постобработки плоских поверхностей клина запорного узла задвижки DN15 PN160, изготовленного методом селективного лазерного сплавления на установке EOSINT M280 из порошка стали EOS PH-1 с размером частиц 20–50 мкм ультразвуковым выглаживанием на станке ULTRASONIC 20 инструментом с наконечником из природного алмаза радиусом 2 мм, колеблющегося с частотой 35 кГц и перемещающегося с линейной скоростью 10 м/мин в условиях нагружения статической силой 400 Н. Установлено, что при подачах 0,04–0,08 мм/ход наибольшее упрочнение стали на 11–13% относительно исходной микротвердости 430 HV 0,05 до постобработки происходит на глубине 60–300 мкм. Увеличение подачи до 0,12 мм/ход обеспечивает формирование максимально упрочненной зоны в тонком поверхностном слое с микротвердостью 489–502 HV 0,05 на глубине 20–100 мкм. Дальнейшее увеличение подачи до 0,2 мм/ход приводит к существенному снижению до 440 HV 0,05 и нестабильности микротвердости на глубине более 100 мкм. Минимальное значение параметра шероховатости имеет место при подаче 0,06 мм/ход и составляет Ra=57,67 нм. С повышением подачи до 0,12 мм/ход происходит увеличение параметра шероховатости до Ra=176,44 нм и стабилизация его при подачах 0,16 и 0,2 мм/ход. Построены кривые Аббота и гистограммы распределения высот микропрофиля поверхности клина после постобработки при исследуемых подачах инструмента.

Драченко В.Н., Кузнецов Г.Н., Михнюк А.Н. «Обнаружение эхо-сигналов с учетом многолучевости волновода и многобликовости отражателя» Акустический журнал, 69, № 4, с. 465-477 (2023)

В шельфовой зоне выполнено экспериментальное исследование возможности повышения вероятности обнаружения эхо-сигналов на фоне помех в результате учета многолучевой модели волновода и конструктивных особенностей отражателя. Экспериментально обоснована возможность увеличения дальности сопровождения и уменьшения вероятности ложных тревог при использовании алгоритма, использующего продолжительность временного интервала, в течение которого наблюдается последовательность отраженных от одного отражателя сигналов в связи с многолучевостью распространения сигналов и многобликовостью отраженного сигнала, если структура цели сложная и включает несколько разнесенных в пространстве отражателей. Даны рекомендации по выбору интервалов – длин реализации, в пределах которых возможно суммирование энергии отраженных сигналов. Показано, что в результате накопления мощности сигнала с использованием алгоритма, частично учитывающего модель эхо-сигнала, увеличивается время сопровождения цели и уменьшаются ложные тревоги.

Герасимчук В.В., Жиряков А.В., Кузнецов Д.А., Телепнев П.П. «Моделирование вибрационного фона космического аппарата» Труды Московского авиационного института, № 131, с. https://trudymai.ru/published.php?ID=175908 (2023)

Двигатели-маховики и двигатели коррекции, являясь устройствами обмена импульсами, выступают фундаментальным компонентом большинства космических аппаратов как для грубого управления ориентацией, так и для точного наведения. Неуравновешенность вращающихся масс при работе двигателей-маховиков и силовые вибрационные воздействия, вызванные пульсациями давления в камере сгорания двигателей коррекции, способны вызывать чрезмерные колебания исследовательского оборудования, что может привести к снижению точности функционирования. Уровни вибронагруженности определяются в ходе экспериментальной отработки космического аппарата, однако на ранних стадиях проектирования целесообразно предварительным моделированием вибрационного фона мест установки высокоточного оборудования выбрать оптимальные места для их установки с целью минимизации уровней их вибронагруженности. Вибрационный фон определялся для разработанной конечно-элементной модели «гибкой» конструкции космического аппарата в среде пакета программ Femap with NX Nastran. Расчёты проводились для вариантов вибронагружения одним из четырёх двигателей-маховиков и от двух двигателей коррекции. Модель воздействия от двигателя-маховика учитывала силы, возникающие в результате дисбаланса маховика. Моделировалось гармоническое воздействие с амплитудой, пропорциональной квадрату скорости вращения маховика. Уровни вибронагруженности от возмущающих сил двигателей коррекции исследовались для синфазного и противофазного случаев воздействия. Исследование выполнялось методом гармонического анализа. Значения величин воздействий соответствовали уровням возмущений штатных двигателей-маховиков и двигателей коррекции. Оценка уровней вибронагруженности в местах предполагаемого крепления приборов осуществлялась по максимальным значениям рассчитанных линейных и угловых виброускорений, угловых скоростей и угловых перемещений по трём осям. Представленный в статье вариант моделирования вибрационного фона мест установки аппаратуры, чувствительной к стабильности положения для эффективной работы, позволяет провести предварительную оценку уровня вибронагруженности такой аппаратуры на ранних этапах проектирования космических аппаратов.

Кузнецов Е.А., Михайлов Е.А., Сердюков М.Г. «Нелинейная динамика проскальзывающих течений» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 1, с. 145-160 (2023)

Развивается новая концепция формирования особенностей поведения невязких несжимаемых жидкостей на границе с твёрдым телом за счёт опрокидывания проскальзывающих течений. Возможность опрокидывания связана со сжимаемостью таких течений благодаря границе. Для двух- и трёхмерных невязких уравнений Прандтля аналитически получены критерии градиентной катастрофы проскальзывающих течений. Для двумерных уравнений Прандтля опрокидывание имеет место как компоненты скорости, параллельной границе, так и градиента завихренности. Взрывной рост градиента завихренности коррелирует с появлением джета в направлении, перпендикулярном границе. Для трёхмерных течений Прандтля опрокидывание (формирование складки) приводит к взрывному росту как для симметричной части тензора градиента скорости, так и для антисимметричной части – завихренности. Взрывная генерация завихренности возможна благодаря засасыванию жидкости из проскальзывающего течения с одновременным формированием джета перпендикулярно границе. Оба этих фактора можно рассматривать в качестве механизма формирования торнадо. В рамках двумерных уравнений Эйлера численно исследована задача о формировании растущих градиентов скорости для течений между двумя параллельными пластинами. Выяснено, что максимальный градиент скорости экспоненциально растёт со временем на жёсткой границе при одновременном росте градиента завихренности по дважды экспоненциальному закону. Этот процесс также сопровождается формированием джета в перпендикулярном к границе направлении.

Бычкова А., Карташева А.А., Дольников Г.Г., Шашкова И.А., Кузнецов И.А., Ляш А.Н., Дубов А.Е., Шеховцова А.В., Бедняков С.А., Захаров А.В. «Регистрация пылевых частиц с помощью пьезоэлектрических элементов» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 14-20 (2020)

Предложен экспериментальный метод определения импульса единичной пылевой частицы из направленного потока. С помощью аэродинамической трубы создано направленное движение пылевых частиц из материалов, схожих с марсианскими. С помощью пьезокерамических датчиков определены значения импульса для различных диаметров пылевых частиц. Теоретические расчёты и экспериментально полученные данные не противоречат друг другу. Ключевые слова: динамика пылевых частиц, Марс, пьезоэлектрический датчик, космические исследования

Кузнецов Н.В. «Теория скрытых колебаний. Обзор результатов научной школы Г.А. Леонова» 11-я Российская мультиконференция по проблемам управления. Санкт-Петербург, 02–04 октября 2018 г., с. 41-54 (2018)

Обзор результатов по теории скрытых колебаний и ее приложениям к классическим проблемам и прикладным задачам.

Доброленский Ю.С., Козелов Б.В., Кузьмин А.К., Ляхов А.Н., Маслов И.А., Мёрзлый А.М., Пулинец С.А., Черноус С.А. «Исследования авроральных характеристик и высотноширотной структуры эмиссий верхней атмосферы и ионосферы Земли с использованием метода пространственных реконструкций изображений, полученных с высоты орбиты перспективного микроспутника» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 77-90 (2015)

Исследования и диагностика процессов, происходящих в полярной ионосфере Земли, становятся всё более актуальными, так как влияние этих процессов на изменения параметров космической погоды в околоземном пространстве отражается на качестве и надёжности функционирования технологических систем. Использование платформ микроспутников, оснащённых служебными системами нового поколения, для установки соответствующей диагностической аппаратуры и проведения измерений этих параметров является реальной альтернативой дорогостоящим космическим проектам на крупных космических аппаратах. Ключевые слова: аврора, полярная ионосфера, мелкомасштабные структуры, пульсирующие формы, орбитальная диагностика, микроспутник, имаджер, реконструкция изображений, фоново-спектральная обстановка.

Кузьмин А.К. «Как я познакомился с Юрием Гагариным» Механика, управление и информатика, с. 348-349

Это было в августе 1966 года. Были каникулы – я перешёл на пятый курс МИФИ , и только несколько дней назад вернулся из похода на плотах по северному Уралу. Мы с мамой были на даче. Вечером приехал отец (в то время он был заместителем директора НИИ ТП2 в Отрадном) и радостно сообщил: «Мне дали два пригласительных билета на Чемпионат мира по высшему пилотажу в Тушино, поедем?» «Конечно, поедем!» – ответил я, потому что с детства мечтал быть лётчиком, и тяга к авиации ещё не прошла… 7 августа, примерно в половину десятого, мы были уже на Тушинском аэродроме. Коллега моего отца (из МОМ3 ) предложил пойти в зону самого аэродрома, откуда должны быть хорошо видны полёты. «Туда приедет Юрий Гагарин!» – аргументировал он своё предложение. Мы, конечно, согласились, но, когда пришли на это место, там было довольно людно. Когда обещанные почётные гости, наконец, приехали, значительную часть зрителей администрация праздника заставила перейти на другое место, и мы вдруг остались рядом с четой Гагариных. В руках у меня был «Зенит», к той поре в фотографии я был уже не новичок. Первый фотоаппарат – «Любитель», родители подарили мне ещё в первом классе. Когда начались полёты, отец подсел к Юрию Алексеевичу поближе, и в перерывах они вспоминали общих друзей и коллег, участвовавших в подготовке запуска корабля «Восток» 12 апреля 1961 года. Отец представил меня Гагарину, и тот спросил, где я учусь. Я ответил, и он сказал, что выбранная специальность очень интересная и с большим будущим… Гагарин показался мне именно таким открытым человеком, как писали о нём в газетах. Сначала я волновался фотографировать, но потом успокоился, и мне удалось сделать несколько снимков, которые впоследствии лежали в моём архиве, никогда нигде не опубликованные. Одна из этих фотографий и сейчас стоит дома на моём рабочем столе в память о Юрии Гагарине и о моём отце.

Криволуцкий А.А., Куколева А.А., Вьюшкова Т.Ю., Черепанова Л.А., Гарипов Г.К. «О возможности использования наблюдений с малых спутников и численных моделей для мониторинга отклика атмосферы на внешнее воздействие» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 128-140 (2015)

Предлагается концепция исследования и мониторинга солнечно-атмосферных связей, основанная на непрерывных измерениях потоков солнечной электромагнитной радиации и корпускулярных потоков различной природы, состава атмосферы, которые могут оперативно вводиться в имеющиеся глобальные численные модели атмосферы Земли. Это позволит осуществлять также прогноз изменений режима атмосферы, её динамики в диапазоне высот 10–130 км, создаст новые возможности для изучения механизмов солнечно-атмосферных связей. В настоящее время пока нет отечественных спутниковых измерений солнечной электромагнитной радиации, которые необходимы для решения этой задачи. В работе приводится краткий обзор состояния вопроса по разделам: введение, спутниковые измерения солнечной радиации и корпускулярных потоков, использование численных моделей для исследования отклика атмосферы на внешнее воздействие, заключение, библиография. Ключевые слова: солнечно-атмосферные связи, цикл солнечной активности, спутниковые наблюдения, атмосферный озон.

Кукса М.М., Маров М.Я. «Численное моделирование магнитогидродинамической турбулентности в протопланетном диске» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 89-96 (2014)

Построена математическая модель динамики вязкой несжимаемой плазмы в гравитационном и магнитном поле и разработан численный код для моделирования эволюции осесимметричного протопланетного диска конечной толщины. В результате всестороннего исследования различных типов граничных условий были определены наиболее «свободные» граничные условия, позволяющие реализовать характерную эволюцию протопланетного диска в магнитном поле. Впервые выполнено численное моделирование с коэффициентом турбулентной вязкости, учитывающим влияние магнитного поля и обратного эффекта переноса тепла на развитие турбулентности в протопланетном диске. Это позволило проследить эволюцию вертикальной структуры диска, согласованную с конфигурацией внешнего и собственного магнитного поля в диске.

Кулаков А.Х., Макаров Н.А., Чернов В.П. «Повышение эффективности гидроакустического комплекса надводного корабля на основе использования мультистатических методов гидролокации» Гидроакустика, № 54, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA54.pdf (2023)

Рассматриваются особенности формирования эхопортретов объектов обнаружения в зависимости от ракурсов облучения зондирующими сигналами. На основе анализа интегральных характеристик эхопортретов показана возможность повышения помехоустойчивости мультистатического гидролокатора за счет корреляционной связи бликовой структуры эхосигналов одного и того же объекта обнаружения в выбранных приемных каналах многоканальных приемных трактов каждой из двух разнесенных антенн в составе гидроакустического комплекса надводного корабля. Ключевые слова: бистатическая гидролокация, мультистатическая гидролокация, эхопортрет, бликовая структура

Кириллов В.И., Кулебакин А.И. «Влияние объемного сжатия на прочность пьезокерамических преобразователей» Гидроакустика, № 54, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA54.pdf (2023)

Рассматривается вопрос о прочности пьезокерамических излучателей в среде с высоким гидростатическим давлением. Показано, что объемное сжатие от гидростатического давления в преобразователях компенсированной конструкции повышает их несущую способность, снижая уровень растягивающих напряжений. Ключевые слова: гидростатическое давление, несущая способность, долговечность

Чикин А.Л., Кулыгин В.В., Чикина Л.Г. «Моделирование колебаний уровня воды в дельте Дона по прогнозам ветровой ситуации» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 16, № 3, с. 83-92 (2023)

Представлена математическая модель, состоящая из модели гидродинамики всего Азовского моря, включая Таганрогский залив, и модели движения воды в русле Дона. Данная модель позволяет рассчитывать колебания уровня воды в устьевой области Дона в зависимости от ветровой ситуации над акваторией Азовского моря и Таганрогского залива. Такой подход дает возможность заблаговременно предсказать изменение уровенной поверхности в основных рукавах реки Дон, а также в его основном русле. Гидродинамика Азовского моря описывается уравнениями мелкой воды, а движение воды в основных рукавах дельты Дона – уравнением Сен-Венана. Задача решается конечно-разностными методами. Программа написана на языке FORTRAN и реализуется на высокопроизводительных вычислительных системах в среде MPI с применением пакета Aztec. Для прогнозов ветровой ситуации использовались данные Норвежского метеорологического института. Прогнозируемая ветровая нагрузка над акваторией Азовского моря задавалась по точкам, соответствующим расположению береговых гидрометеорологических станций с последующей интерполяцией на всю акваторию. Рассмотрены две задачи прогнозирования колебаний уровня воды. Первая задача заключалась в расчете колебаний уровня в зависимости от прогноза ветровой ситуации с заблаговременностью три дня. Во второй задаче изучалась динамика изменения качества прогноза в фиксированном промежутке времени по мере приближения к его началу. Качество прогнозов определялось сравнением прогнозируемых и наблюденных значений уровня, полученных на гидропостах. Результат сравнения показал, что представленная модель достаточно адекватно описывает гидродинамику в дельтовой области Дона в зависимости от ветровой ситуации над акваторией Азовского моря.

Кумакшев С.А., Шматков А.М. «Ограничения в задаче поиска оптимальных траекторий сверхзвукового неманевренного самолета» Прикладная математика и механика, 87, № 4, с. 631-641 (2023)

Рассмотрено влияние фазовых и иных ограничений на метод поиска траекторий гражданского сверхзвукового летательного аппарата, оптимальных по расходу топлива. На основании найденных методом динамического программирования решений, учитывающих многочисленные условия, которым должны удовлетворять высота полета, угол тангажа, нормальная перегрузка, скорость самолета, сила тяги двигателей и т.д., показано, что почти все эти условия во время начального этапа вычислений можно игнорировать, поскольку оптимальное решение на них не выходит. Следовательно, можно сначала применять принцип максимума, а метод динамического программирования использовать лишь в тех случаях, когда значительная часть ограничений оказывается существенна.

Пирозерский А.Л., Чарная Е.В., Абдуламонов Х.А., Недбай А.И., Кумзеров Ю.А., Фокин А.В., Хомутова А.С. «Акустические исследования плавления и кристаллизации эвтектических сплавов галлий-серебро в пористых стеклах» Акустический журнал, 69, № 4, с. 446-452 (2023)

Представлены результаты акустических исследований процессов плавления и кристаллизации сплавов Ag–Ga с содержанием серебра 1.5 и 3 ат. %, внедренных в пористые стекла со средним размером пор 13 нм. Измерены температурные зависимости скорости продольных ультразвуковых волн модифицированным импульсно-фазовым методом на частоте 7 МГц в диапазоне 200–325 К при полных и частичных циклах охлаждение нагрев. На температурных зависимостях скорости ультразвука наблюдались области, соответствующие фазовым переходам. Выявлены существенные изменения фазовой диаграммы объемного сплава вследствие наноструктурирования. Показано, что при разных составах сплава в порах формируются сегрегаты с различной кристаллической структурой.

Федосеев В.И., Куняев В.В., Юдина Л.М., Коптев А.А., Тюрин В.С., Иванов Н.И. «Результаты испытаний звёздного прибора ориентации космического аппарата на воздействие протонного излучения» Механика, управление и информатика, № 1, с. 190-198 (2013)

Рассматривается оценка стойкости матричного фотоприёмника (МФП) звёздного прибора ориентации КА к воздействию протонного излучения. Показано, что в результате воздействия в МФП генерируются помеховые сигналы двух видов – кратковременные (однокадровые) дефекты изображения в отдельных пикселах и устойчивые дефекты изображения. Показано, что интенсивность генерации дефектов существенно зависит от энергии протонов. Приведены количественные оценки интенсивности возникновения дефектов изображения на МФП для протонов энергии 50, 100, 200 и 1000 МэВ по результатам наземных испытаний на ускорителе заряженных частиц, прогнозные оценки для условий космического пространства и экспериментальные данные о количестве дефектов для условий космического пространства. Подтверждено соответствие прогнозных оценок экспериментальным данным.

Федосеев В.И., Куняев В.В., Исаков А.Н., Юдина Л.М., Князев В.О., Коптев А.А., Титов Г.П., Шевляков О.В., Латынцев С.В. «Обеспечение сбоеустойчивости приборов звёздной ориентации, построенных на сбоенеустойчивой элементной базе» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 129-141 (2015)

Излагаются основные результаты работ по обеспечению устойчивости к сбоям приборов звёздной ориентации космических аппаратов (КА), построенных на элементной базе, подверженной сбоям. Рассматриваются особенности проявления сбоев в звёздных приборах, способы их парирования, результаты оценки эффективности этих способов. Приводятся результаты оценок параметров сбоеустойчивости некоторых типов приборов, полученные как из литературных данных, так и на основе обработки данных лётных испытаний.

Орлов Д.А., Купреев С.А., Самусенко О.Е., Мельников В.М. «Алгоритм поддержки принятия управленческих решений при автономном управлении космическими аппаратами в атмосфере планеты» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 24, № 2, с. 121-134 (2023)

Разработан новый алгоритм принятия автономных решений при управлении космическими аппаратами, осуществляющими спуск в атмосфере, который позволяет осуществить устойчивое управление космическим аппаратом относительно номинальных траекторий полета, что обеспечивает возможность надежного выполнения целевых задач космических миссий. Сформированы аналитические зависимости, с помощью которых можно получить высокоточные расчеты параметров движения космического аппарата в атмосфере и определить корректирующие программы управления аппаратом. Это позволяет реализовать движение космического аппарата в атмосфере по траекториям, близким к оптимальным, даже в условиях значительных воздействий возмущающих факторов на динамику полета аппарата. Дана оценка работоспособности алгоритма принятия автономных решений на примере парирования возмущающих воздействий при спуске космического аппарата в атмосферах Марса и Юпитера. Показано, что при полном качественном совпадении данных, рассчитанных с использованием аналитических зависимостей и результатов численного интегрирования, вычислительные погрешности не превышают 3%. При наиболее неблагоприятных сочетаниях навигационных ошибок и вариаций плотности атмосферы отработка составленных корректирующих программ управления в большинстве случаев обеспечивает качественное совпадение возмущенных и номинальных траекторий. Разработанный алгоритм принятия автономных решений на основе аналитических зависимостей может быть эффективно применен при движении космического аппарата в атмосферах планет при различных краевых условиях, ограничениях, проектных характеристиках аппарата и моделях атмосферы.

Чубей М.С., Куприянов В.В., Львов В.Н., Бахолдин А.В., Цуканова Г.И., Маркелов С.В. «Система регистрации изображений и проницание астрографа для орбитальной звёздной стереоскопической обсерватории» Механика, управление и информатика, № 1, с. 47-57 (2013)

В настоящее время ПЗС-астрономия развивается, прогрессируя в направлении увеличения площади покрытия фокальной плоскости телескопа матрицами c объединением их в мозаику. Технологии создания радиационно стойких матриц позволили увеличить срок службы этих приборов в орбитальных условиях. Рассмотрены аргументы для выбора мозаики в проекте орбитальной звёздной стереоскопической обсерватории с учётом решений подобной задачи в наземных телескопах и в телескопах планируемых космических миссий. Представлены варианты. Сформулированы требования к системе регистрации.

Чубей М.С., Бахолдин А.В., Куприянов В.В., Левко Г.В., Львов В.Н., Маркелов С.В., Цекмейстер С.Д., Цуканова Г.И. «К вопросу о системе наведения в проекте "Орбитальная звёздная стереоскопическая обсерватория"» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 85-94 (2015)

Цель работы – исследование условий функционирования системы наведения астрографов орбитальной звёздной стереоскопической обсерватории (ОЗСО). Задача заключается в том, чтобы найти возможность построить систему наведения, удовлетворяющую критериям высокой эффективности в смысле минимума времени перенацеливания и оптимального энергоснабжения при высокой точности наведения и удержания телескопов в течение экспозиции. Предложена система подвеса и наведения инструмента на любую точку неба, кроме объектов пространства Солнечной системы в сфере радиусом, равным величине полуоси орбиты Венеры. Данное ограничение обусловлено необходимостью защиты от засветки солнечными лучами мозаик ПЗС (прибор с зарядовой связью; англ. CCD, charge-coupled device).

Степанова Л.Н., Курбатов А.Н., Бехер С.А., Кабанов С.И., Тенитилов Е.С., Чернова В.В. «Исследование продольных напряжений в железнодорожных рельсах методом акустоупругости» Деформация и разрушение материалов, № 2, с. 33-40 (2023)

Оценено время распространения продольных, поперечных и трансформированных ультразвуковых волн в трех отрезках рельсов Р65 в зависимости от температуры с использованием быстродействующей микропроцессорной системы, работающей на основе метода акустоупругости. Полученные временные зависимости и результаты оценки погрешностей измерения временных параметров позволили рассчитать продольные напряжения по всему прозвучиваемому объему рельсов на действующем участке железнодорожного пути с погрешностью не более 10%. Ключевые слова: продольные напряжения, рельсы, акустоупругость, продольные, поперечные, трансформированные волны

Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Курбатов А.Н., Ельцов А.Е., Чернова В.В. «Ультразвуковая система для определения продольных механических напряжений в рельсах» Датчики и системы, № 1, с. 31-39 (2023)

Разработанная ультразвуковая (УЗ) система позволяет определять продольные механические напряжения в рельсах, уложенных в путь. С использованием метода акустоупругости, основанного на измерении характеристик упругих волн, проходящих в напряженно-упругой среде, оценивалось время распространения продольных, поперечных и трансформированных УЗ-волн в рельсах. Погрешность измерения времени их прихода не превышала 0,004 мкс. Для проведения измерений на рельс устанавливались два пьезоэлектрических датчика с частотой 2,5 МГц и углом ввода УЗ-волны, равным 18°. Один из них работал в режиме излучения, другой – в режиме приема волны. Третьим был раздельно-совмещенный датчик, устанавливаемый по середине между первым и вторым датчиками. Угол ввода УЗ-волны в этом датчике составлял 0°. Основным измеряемым параметром было время распространения волны от датчика, работающего в режиме излучения, до датчика, работающего в режиме приема. Продольное напряжение в рельсе рассчитывалось через время распространения продольной волны, трансформированной на донной поверхности рельса в поперечную волну, время распространения продольной волны раздельно-совмещенного датчика и акустоупругий коэффициент. Предложен способ, основанный на сравнении времен распространения продольных, поперечных и трансформированных волн, прошедших одинаковый путь в датчике и в контактном слое. В данной системе погрешность определения продольных механических напряжений в рельсах не превышала 10%, что допустимо для практического применения. Ключевые слова: диагностика, ультразвук, продольное механическое напряжение, акустоупругость, продольные, поперечные, трансформированные волны.

Дудник А.В., Прето М.М., Курбатов Е.В., Санчез С.П., Тимакова Т.Г., Титов К.Г., Парра П.Э., Авилов А.М., Котов Ю.Д., Юров В.Н. «Концепция построения всенаправленной системы регистрации потоков заряженных частиц на малом космическом аппарате» Механика, управление и информатика, № 2, с. 21-47 (2013)

Представлена концепция построения всенаправленной системы мониторинга заряженных частиц высоких энергий на основе группы малогабаритных бортовых приборов. Описываются структурная схема, принципы работы, первые результаты лабораторных тестов отдельных модулей унифицированного компактного прибора SIDRA. Обосновывается необходимость разработки спектрометра и приводится перечень актуальных задач, решаемых с помощью группы унифицированных приборов. Обсуждаются результаты компьютерного моделирования, измерений основных характеристик электронных узлов; тестирования лабораторного макета. Описываются режимы работы прибора.

Колотилов В.А., Курганов А.А., Остапенко В.В., Хандеева Н.А., Чу Ш. «О точности схем сквозного счета при численном моделировании газодинамических ударных волн» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 7, с. 1216-1224 (2023)

Проведен сравнительный анализ точности численных схем CABARET (второго порядка), Русанова (третьего порядка) и A-WENO (пятого порядка по пространству и третьего порядка по времени) при сквозном расчете газодинамических ударных волн, возникающих при численном моделировании задачи Коши с гладкими периодическими начальными данными. Показано, что схемы CABARET и AWENO, при построении которых используется нелинейная коррекция потоков, имеют приблизительно одинаковую точность в областях влияния ударных волн (возникающих в результате градиентных катастроф внутри расчетной области), в то время как немонотонная схема Русанова имеет в этих областях существенно более высокую точность, несмотря на заметные нефизические осцилляции на ударных волнах. При этом комбинированная схема, получаемая путем совместного применения схем Русанова и CABARET монотонно локализует фронты ударных волн и сохраняет повышенную точность в областях их влияния.

Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Куркина А.Н., Мысник Е.А., Лискив А.С., Людомирский М.Б., Каютин И.С., Ямщиков Н.Е. «Разработка автономной бесплатформенной астроинерциальной навигационной системы» Механика, управление и информатика, № 1, с. 9-29 (2013)

Приведены основы идеологии создания астроинерциальных навигационных систем (АИНС) воздушного и наземного применения на базе бесплатформенных навигационных устройств: астровизирующего устройства (АВУ), инерциальной навигационной системы (ИНС) и спутникового навигационного приёмника. сформулированы требования к оптическим и электронным компонентам АВУ АИНС. Приведены результаты экспериментальной отработки макета АИНС на земле и на объекте. Рассмотрены различные варианты астрокоррекции бесплатформенной ИНС, реализуемые в АИНС.

Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Брысин Н.Н., Куркина А.Н., Лискив А.С., Людомирский М.Б., Каютин И.С., Ямщиков Н.Е., Гаврилов А.Л., Гульцов С.В., Степанов Ю.В. «Астроинерциальная навигационная система» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 21-37 (2015)

Оптико-физическим отделом ИКИ РАН и ООО «НПК «Электрооптика» при участии ЗАО «ЭЛСИ» была разработана астроинерциальная навигационная система (АИНС), предназначенная для использования на летательных аппаратах. Данная система состоит из блока бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) и астровизирующего устройства (АВУ). БИНС построена на базе лазерных гироскопов и кварцевых акселерометров. АВУ состоит из звёздного и солнечного датчиков, блоков обработки информации и питания.

Баяндина О.С., Вальтц И.Е., Куртц С.Ю. «Обзор метанольных мазеров на радиоинтерферометре EVLA (NRAO, USA) на длине волны 18 см: первые результаты наблюдений» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 24-30 (2014)

С целью проверки правильности предположения относительно общности механизма накачки метанольных мазеров I класса (MMI) и мазеров он, излучающих в сателлите на частоте 1720 мГц, и их отождествления с фронтами биполярных потоков в 2013 г. были проведены наблюдения 102 MMI (спектральные и поляризационные) на радиоинтерферометре eVLA (expanded Very Large Array, Сокорро, Нью-Мексико, США) в конфигурации C на частотах покоя в линиях HI, он и в континууме. Данная работа была поставлена с учётом факта, что подобный обзор, выполненный авторами ранее на 70-метровом радиотелескопе в Евпатории (Украина), дал существенные положительные результаты: совместимость излучения MMI и OH(1720) втрое превзошла совместимость излучения OH(1720) как с другими мазерами, так и с остатками сверхновых основным источником ударных волн в межзвёздной среде, провоцирующих столкновительную накачку молекул. Представлены результаты первого этапа обработки интерферометрических данных с помощью программного пакета CASA, который разрабатывается международным консорциумом учёных на базе национальной радиоастрономической обсерватории США (National Radio Astronomical Observatory, NRAO) для предоставления наиболее широкого круга возможностей обработки данных, полученных на радиотелескопах нового поколения, таких как ALMA и eVLA (expanded Very Large Array, Socorro, new Mexico, USA), и который является новым современным инструментом, используемым в интерферометрии. Обсуждаются результаты статистического анализа данных наблюдений, касающиеся новых мазерных излучателей EGO (Extended Green Objects), открытых ранее в рамках космической миссии SPITZER при исследовании излучения полиароматических углеводородов в ближнем инфракрасном диапазоне и представляющих новый класс объектов межзвёздной среды.

Баяндина О.С., Куртц С.Ю., Алакоз А.В., Вальтц И.Е., Каленский С.В., Рудницкий Г.М. «"Радиоастрон" в системе космической радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами: исследование мазера Н₂о в протопланетном диске IC1396N» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 31-36 (2014)

Представлен проект исследования молодого дозвёздного объекта в области звёздообразования IC1396 с помощью российского наземно-космического интерферометра «Радиоастрон». Объект представляет собой протопланетный диск небольшого диаметра (15 а.е.) и биполярный выброс вещества из центральной части источника, демонстрирующий сильное мазерное излучение в линиях водяного пара. По данным предполётных исследований в системе VLBA (Very Long Baseline Array) nRAO (National Radio Astronomy Observatory), США, со сверхдлинными базами, сравнимыми с диаметром Земли, объект содержит около десяти пространственно неразрешённых мазерных компонентов и демонстрирует постоянство функции видности интерферометра при переходе от коротких баз к длинным, что указывает на их малые линейные размеры. С помощью измерения координат мазерных деталей со сверхвысоким разрешением, которое обеспечит космический радиотелескоп «Радиоастрон» совместно с сетью наземных радиотелескопов, представляется возможность оценки собственных движений мазерных компонентов и проверки предполагаемой модели прецессирующего диска. Проект принят к исполнению научным и организационным комитетом миссии.

Кронрод Е.В., Кронрод В.А., Кусков О.Л. «Ограничения на тепловой режим и содержание урана в веществе луны для модели магматического океана с условиями частичного плавления мантийного вещества в окрестности ядра» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 89-101 (2015)

Методами математического моделирования исследованы ограничения на тепловой режим и содержание урана в веществе Луны для модели магматического океана с условиями частичного плавления мантийного вещества в окрестности ядра. Для решения обратной задачи по определению области допустимых температур, мощности тепловых источников (концентрации урана) и тепловых потоков с поверхности Луны, удовлетворяющих геофизическим и геохимическим ограничениям, использованы методы конверсии скоростей сейсмических P-, S-волн и одномерная стационарная модель теплопроводности. Определён спектр моделей Луны, удовлетворяющих температурным условиям подплавления мантийного вещества в окрестности ядра. Максимальная величина теплового потока из верхней мантии составляет 3,8–4,7 мВт/м² . На основе этих и литературных данных оценены верхние пределы значений полного теплового потока с поверхности (7–8 мВт/м² ), что в 2–3 раза меньше величин теплового потока по данным измерений экспедиций «Аполлон-15 и -17». Валовые содержания урана в веществе Луны в рамках предлагаемой модели (∼19 ppb) близки к концентрациям в примитивной мантии Земли.