Сюняев Р.А., Сазонов С.Ю., Лутовинов А.А., Ревнивцев М.Г., Павлинский М.Н., Гильфанов М.Р., Чуразов Е.М., Буренин Р.А., Гребенев С.А. «История отдела астрофизики высоких энергий» Механика, управление и информатика, с. 182-201

Организация и становление отдела астрофизики высоких энергий ИКИ неразрывно связаны с именем одного из крупнейших физиков, Трижды Героя Социалистического Труда, академика Я.Б. Зельдовича. В начале 1960-х годов он создал в Институте прикладной математики АН СССР отдел теоретической астрофизики.

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.

Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов (1971). 224 с.

Книга посвящена теории технического диагноза, основанного на анализе шума механизмов. Важнейшим элементом инженерной деятельности является правильная постановка проблемы. Поэтому в работе большое внимание уделяется формулированию задачи технической диагностики и определению основных понятий. В доступной форме излагается теория и методы технического диагноза, основанные на анализе акустического сигнала, излучаемого механизмом. Эти методы и приборы, построенные на их основе, могут быть использованы для организации контроля качества выпускаемых изделий, для определения потребности машин в обслуживании и ремонте в период эксплуатации, а также при проведении научных исследований.

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.

Панасенко Н.Н., Синельщиков А.В., Яковлев П.В. «Расчётный анализ сейсмической безопасности грузоподъёмных кранов, эксплуатируемых в зданиях и сооружениях, в 2-х частях. Часть 1. Математическая модель базовых конечных элементов в конечно-элементной теории сооружениЙ» Энерго-ресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительных отраслях. Материалы Международной научно-практической конференции. Белгород, 21–22 сентября 2017 г., с. 200-221 (2017)

Расчётный анализ сейсмической безопасности грузоподъёмных кранов, предусмотренный для кранов общепромышленного назначения ФНП «Правила безопасности ОПО, на которых используются подъёмные сооружения», для кранов, используемых на ОИАЭ, НП-031-01 «Нормы проектирования сейсмостойких атомных электростанций» и НП-043-11 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов для ОИАЭ», несмотря на усиление внимания к этой проблеме научной общественности, пока находится на дискуссионном уровне. В связи с этим, авторами настоящего доклада представлено видение задач проектирования кранов в сейсмостойком исполнении как конечно-элементной теории сооружений, так и на основе методов теории сейсмостойкости сооружений – линейно-спектрального метода (ЛСМ) согласно СП 14.13330.2014 и метода динамического анализа (МДА) согласно МР 1.5.2.05.999.0025-2011 «Расчёт и проектирование сейсмостойких атомных станций».

Панасенко Н.Н., Синельщиков А.В., Яковлев П.В. «Расчётный анализ сейсмической безопасности грузоподъёмных кранов, эксплуатируемых в зданиях и сооружениях, в 2-х частях. Часть 2. Методы расчётного анализа сейсмической безопасности грузоподъёмных кранов» Энерго-ресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительных отраслях. Материалы Международной научно-практической конференции. Белгород, 21–22 сентября 2017 г., с. 221-247 (2017)

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

Старостин Н.В., Панкратова М.А. «Архитектурно-зависимая декомпозиция в методиках суперкомпьютерного моделирования» Механика, управление и информатика, 6, № 6, с. 146-153 (2014)

Численное моделирование физических процессов в параллельной среде предполагает распределение аппроксимационной сетки по процессорам. Результат распределения во многом определяет количество межпроцессорных коммуникаций, коллизий во время пересылок информации, а, следовательно, и время выполнения параллельной программы. В работе приводится постановка задачи архитектурно-зависимой декомпозиции, предлагаются пути решения задачи.

Власов П.А., Панкратьева И.Л., Полянский В.А. «Исследование механизма взаимодействия углеводородного пламени с электрическим полем» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 108-116 (2023)

Рассматривается один из возможных механизмов взаимодействия ограниченной области горения (факела пламени) с приложенным электрическим полем. Исследование основано на применении методов электро-гидродинамики (ЭГД) для описания химически реагирующих многокомпонентных неравновесных частично ионизованных газовых смесей. Показано, что в окрестности границ пламени при определенных условиях образуются зоны объемного электрического заряда, на которые можно воздействовать полем. Исследуется характер изменения этих зон под влиянием поля.

Панфилов С.В., Романюк Д.А., Циркунов Ю.М. «Обтекание тел запыленным газом при рассеянии отраженных частиц» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 64-80 (2023)

Рассмотрены обтекание плоской пластины конечной толщины в канале с большой дозвуковой скоростью и сверхзвуковое поперечное обтекание цилиндра двухфазным потоком газа с твердыми частицами. Передняя кромка пластины имеет форму клина или гладкое затупление постоянного радиуса. Поверхность клина и переднего затупления задается гладкой или шероховатой. Шероховатость моделируется двумерным профилем, который задается на основе эксперимента. Рассмотрены сферические частицы и смесь частиц в виде эллипсоидов вращения, прямоугольных призм, призм со срезанными вершинами и тетраэдров. Параметры каждой из форм варьируются. При определении поступательной и вращательной скоростей несферических частиц после отскока используется модель ударного взаимодействия, предложенная ранее и согласующаяся с экспериментальными данными по коэффициентам восстановления скорости центра масс. Наряду с монодисперсной примесью рассмотрена дисперсная фаза с разбросом частиц по размерам. На основе анализа численных результатов установлена роль исследованных факторов случайной природы на картину течения и параметры примеси.

Паньков А.А. «Эффект увеличения пьезомодулей начально сжатого гибкого биморфа» Журнал радиоэлектроники, № 6, с. 8 (2023)

Объект исследования – гибкие пьезоэлектрические биморфы стержневого и мембранного типов, состоящие из двух или более однородных пьезоэлектрических слоев (пленок) равной толщины с одинаковой или противонаправленной поляризацией, межслойных и наружных электродов – электродированных покрытий. Рассмотрено решение актуальной задачи – повышение рабочих характеристик гибких пьезоэлектрических биморфов для более эффективного их использования в качестве генераторов электрической энергии, датчиков и актюаторов – преобразователей управляющих электрических сигналов в перемещение рабочих поверхностей для манипулирования или сборки микромасштабных объектов. Исследованы закономерности влияния величины начальной продольной нагрузки, приложенной к торцам биморфного стержня или равномерно распределенной по внешнему круговому контуру (периметру) биморфной круглой мембраны, на результирующие значения рабочих характеристик для гибких пьезоэлектрических биморфов стержневого и мембранного типов соответственно. Считаем, что величина продольной силы, приложенной к подвижному торцу стержневого биморфа или к внешнему периметру мембраны, не изменяется во времени и не превышает соответствующее значение силы потери устойчивости с учетом консольного или шарнирного закрепления биморфа. Поэтому, имеем переменные разнонаправленные направления изгиба биморфа при приложении к электродам переменного управляющего электрического напряжения, т. е. при смене знака управляющего электрического напряжения направление изгиба (блокирующей силы) также меняется на противоположное и после «выключения» управляющего электрического напряжения биморф возвращается из изогнутого в первоначальное прямолинейное состояние. Получены аналитические решения для деформационных полей: прогибов и углов поворота рабочих поперечных сечений гибких пьезоэлектрических биморфов с использованием известной «гипотезы плоских сечений» и метода интегралов Мора сопротивления материалов. Выявлен и изучен эффект увеличения результирующих прогибов и блокирующих сил гибких пьезоэлектрических биморфов, обусловленный действием начальной сжимающей нагрузки. Результаты численного моделирования получены для гибкого стержневого биморфа из слоев пьезокерамики ЦТС, эффективные деформационные характеристики которого были определены из решения обратной задачи по результатам работ других авторов. Рассмотрены случаи консольного и шарнирного закреплений торцов стержневого биморфа. Установлено, что величина блокирующего усилия для биморфа в виде шарнирной балки значительно превосходит таковую для биморфа в виде консоли, при этом действие продольной сжимающей силы линейно увеличивает величину прогиба и блокирующего усилия биморфа.

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.

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.

Новиков С.В., Парпаров Е.З., Фёдоров М.И. «Надёжные термоэлектрические генераторы для космических аппаратов» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 133-140 (2014)

Эксплуатация в космических условиях накладывает особые требования на термоэлектрические источники питания. В первую очередь это касается надёжности и долговечности. В настоящее время сплавы на основе Pb-Te являются самым эффективным термоэлектрическим среднетемпературным материалом n-типа, а на основе Ge-Te – p-типа. В работе рассмотрены термоэлементы с использованием оптимальной технологии для каждой ветви, позволяющей получить максимально возможную для данных материалов эффективность в диапазоне 150–450°С и достаточную надёжность. Термоэлементы обладают коэффициентом полезного действия (КПД) 5–6%, что является максимальным значением в этой области температур. Снижение температуры горячих спаев до 450°С позволяет повысить химическую и механическую стабильность не только самих сплавов Ge-Te, но и коммутационных материалов, что приводит к снижению процессов диффузии, а значит, повышает надёжность и срок службы термоэлектрического генератора. Кроме того, при таких температурах хорошо «работают» существующие антисублимационные покрытия. Дополнительное увеличение КПД можно обеспечить за счёт каскадирования термоэлементов с использованием низкотемпературных соединений на основе Bi-Te-Se-Sb, обладающих максимальной эффективностью и стабильностью в интервале 50–150°С. В этом случае КПД составит 9–10%. Максимально, на данный момент, можно добиться КПД 12%, но резко снижается надёжность таких элементов.

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.

Парфентьев Н.А. «Моя работа в отделе В.И. Мороза» Механика, управление и информатика, 6, № 4, с. 286-287 (2014)

Когда я вспоминаю Василия Ивановича, меня всегда удивляет, как он мог оставаться столь чистым, занимая «видный пост в видном институте». Ну не было в нём ни крупицы худшего из российских пороков – лабазничества, мелкого самодержавия и чванства! В обычной жизни меня восхищали бурный оптимизм В.И., его желание и умение радоваться жизни. О

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.

Абрашкин А.А., Пелиновский Е.Н. «Два пути обобщения волн Герстнера в теории волн на глубокой воде» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 1, с. 130-144 (2023)

Традиционно волны на воде изучают в предположении их потенциальности. Но в натурных условиях это приближение не всегда справедливо. Завихренность привносят сдвиговые течения, повсеместно присутствующие в океане. Она также генерируется в приповерхностном слое жидкости в результате действия ветра. При учёте этих факторов модели, разработанные для потенциальных волн, требуют уточнения и обобщения. Настоящая работа посвящена обзору достижений в области аналитического описания поверхностных волн на глубокой воде с учётом завихренности. За основу изложения выбран лагранжев подход. В центре внимания – волна Герстнера – частное точное решение уравнения Эйлера. Обсуждаются два способа её обобщения. Первый предполагает рассмотрение слабонелинейных стационарных волн с более общим, чем в герстнеровской волне, распределением завихренности (волны Гуйона). Второй способ – это построение точных решений для волн с неоднородным и нестационарным распределением давления на свободной поверхности (обобщённые волны Герстнера).

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.

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.

Гришин С.В., Ремпен И.С., Перченко М.И. «К 70-летию кафедры электроники, колебаний и волн» Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 30, № 6, с. 766-784 (2022)

1 июня 2022 года кафедре электроники, колебаний и волн СГУ исполнилось 70 лет. За эти годы кафедра прошла блистательный путь, ее руководителями в разное время были три ректора Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского, а выпускники и сотрудники кафедры известны в научном мире не только в нашей стране, но и далеко за ее пределами. Мы отдаем дань уважения кафедре электроники и вспоминаем события, а также всех тех людей, с которыми мы так или иначе были связаны, работая в ее стенах, и память о которых надолго останется в наших сердцах.

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.

Тютин М.Р., Ботвина Л.Р., Шувалов А.Н., Петерсен Т.Б., Левин В.П., Синеев А.А., Соловьев В.Г. «Размерный эффект, наблюдаемый при испытании на изгиб образцов из фибробетона» Деформация и разрушение материалов, № 1, с. 28-40 (2023)

Исследовано влияние армирования базальтовым волокном в количестве 0,6% (об.) на проявление размерного эффекта для бетона из портландцемента ЦЕМ II / А-К(Ш-И) 42.5Н (ГОСТ 31108–2016). Для этого проведены испытания на трехточечный изгиб геометрически подобных образцов длиной L=1075, 465 и 215 мм и шириной D=40, 93 и 215 мм соответственно, имеющих центральный надрез длиной a₀; для всех образцов выполнялись условия L/D=5, a/D≈0,3. Исследованы механические свойства, параметры акустической эмиссии, характеристики локального деформированного состояния, оцененные методом корреляции цифровых изображений, размер зоны процесса разрушения в вершине надреза, определенный с применением ультразвуковой дефектоскопии. По данным изменения параметров акустической эмиссии и главных деформаций в вершине надреза проанализирована стадийность разрушения. Номинальная прочность снижалась с увеличением размера образца. Отмечено влияние размера образца и на параметры акустической эмиссии, величину главных деформаций и размер зоны процесса разрушения. Установлено, что введение базальтового волокна в состав бетона снижает его номинальную прочность, повышает энергию разрушения и уменьшает размерный эффект. Ключевые слова: фибробетон, трехточечный изгиб, акустическая эмиссия, размерный эффект, коэффициент затухания ультразвуковых волн, зона процесса разрушения, корреляция цифровых изображений

Петров А.Г. «Установившаяся амплитуда нелинейных колебаний газового пузырька в жидкости под действием периодического внешнего давления при резонансе» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 3-9 (2023)

Исследуются вынужденные нелинейные колебания газового пузырька в жидкости, когда частота колебаний внешнего давления жидкости равна собственной частоте колебаний пузырька (резонанс). Методом осреднения выведена простая формула зависимости амплитуды колебаний газового пузырька от амплитуды внешнего давления и теплофизических характеристик газа и вязкости жидкости. Показано ее хорошее согласие с численными расчетами до значения амплитуды колебаний радиуса пузырька, сравнимого с его равновесным значением.

Петров А.Г. «Нелинейные вынужденные колебания газового пузырька в жидкости» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 511, № 1, с. 55-59 (2023)

Исследуются вынужденные нелинейные колебания газового пузырька в жидкости, когда частота колебаний внешнего давления жидкости равна собственной частоте колебаний пузырька (резонанс). Методом осреднения выведена простая формула зависимости амплитуды колебаний газового пузырька от амплитуды внешнего давления и теплофизических характеристик газа и вязкости жидкости. Показано ее хорошее согласие с численными расчетами до значения амплитуды колебаний радиуса пузырька, сравнимого с его равновесным значением. Ключевые слова: газовые пузырьки, вынужденные нелинейные колебания, гомобаричность, жидкость

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.

Федотова М.А., Петросян А.С. «Линейные волны в трёхмерных стратифицированных течениях вращающейся плазмы в приближении Буссинеска» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 146-148 (2020)

Развита магнитогидродинамическая теория стратифицированных течений вращающейся плазмы в поле силы тяжести в приближении Буссинеска. Учёт силы Кориолиса произведён в четырёх различных приближениях: приближение стандартной f-плоскости, приближение нестандартной f-плоскости (с учётом горизонтальной компоненты силы Кориолиса), приближение стандартнойβ-плоскости, приближение нестандартной β-плоскости. Получены дисперсионные уравнения магнитных инерционно-гравитационных волн, магнитострофических волн и волн магнито-Россби. В приближении β-плоскости показана эквивалентность низкочастотной волны магнито-Россби в приближении Буссинеска и в магнитогидродинамическом приближении мелкой воды. Ключевые слова: магнитная гидродинамика, стратификация, вращение, волны в плазме, волны Россби, приближение Буссинеска

Петросян А.С. «Дополнительные главы теории турбулентности. Спиральная турбулентность» Механика, управление и информатика, № 4, с. 1-64 (2013)

Данный материал основан на курсе лекций, читаемом для студентов кафедры космической физики Московского физико-технического института (Государственного университета), и может служить им учебным пособием. В книге содержатся главы курса гидродинамики, не нашедшие отражения в существующих учебниках. Обсуждается роль спиральности однородного турбулентного течения в генерации крупномасштабных структур. Изложен метод среднего поля для течений турбулентной жидкости с твёрдыми частицами, турбулентных течений с пузырьками газа, турбулентных сдвиговых течений и турбулентных течений при распространении в них звуковых волн. Основное внимание уделено физическим эффектам, вызванным спиральностью турбулентного течения. Показано, что наличие спиральности приводит к генерации крупномасштабных вихревых структур в многофазных и сдвиговых течениях. Спиральность также может привести к трансформации звуковых волн в вихревые. Книга может быть полезна студентам и аспирантам, специализирующимся в области гидродинамики.

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.

Петрукович А.А., Агафонов Ю.Н., Эйсмонт Н.А. «Применение микро-и наноспутников для исследований внешней магнитосферы и солнечного ветра» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 154-161 (2015)

За последние 30 лет в России, США, Европе, Китае и Японии были запущены несколько десятков спутников для исследований внешней магнитосферы и солнечного ветра. В этой связи, прежде всего, необходимо определить целесообразно ли использование спутников микрои нанокласса для продолжения таких исследований, так как они могут иметь на борту только существенно меньший набор аппаратуры. Наиболее перспективным представляется использование такого малого спутника как «летающего прибора», сопровождающего основной космический аппарат и проводящего только часть измерений, определяемых конкретной научной задачей. Предлагаются две возможные научные задачи по изучению кинетики ионов и электронов во внешней дневной магнитосфере и солнечном ветре. Также сформулированы требования к служебным системам такого космического аппарата.

Петрукович Н.С. «Как молоды мы были!» Механика, управление и информатика, с. 350-352

Я хочу рассказать о времени, когда были молоды мы, молод институт. Тогда он ещё назывался он ИКИ АН СССР

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.

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.

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.

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.

Писаренко Г.А. «Воспоминания о Новомире Писаренко» Механика, управление и информатика, с. 353-354

Это было в январе 1952 года. Я отдыхала в подмосковном доме отдыха с милым названием «Поваровка». Среди студентов-физиков, почему-то любящих это местечко, был и Новомир Писаренко.

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).

Плаксина Ю.Ю., Пуштаев А.В., Винниченко Н.А., Уваров А.В. «Влияние слабой поверхностной пленки на возникновение и распространение ветровых волн в канале» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 59, № 5, с. 661-672 (2023)

Процессы зарождения ветровых волн, несмотря на многочисленные исследования, остаются плохо изученными. Одна из основных причин, по мнению авторов, состоит в упрощенном теоретическом анализе, не учитывающем слабую пленку естественных примесей. В работе проведено экспериментальное исследование и сравнение генерации волн в двух ветровых каналах в этаноле, воде и воде с добавлением растворимого поверхностно-активного вещества – додецилсульфата натрия (SDS) в разных концентрациях. Используемые в работе концентрации очень слабо меняют коэффициент поверхностного натяжения, но существенно меняют структуру приповерхностных течений. В этаноле холодная пленка не образуется, и он может рассматриваться как базовый пример. В воде и воде с добавлением ПАВ пленка рвется при определенной критической скорости обдува (увеличивающейся при увеличении концентрации ПАВ) и происходит очистка поверхности. Но, для того, чтобы поверхность оставалась чистой, адсорбция примесей на поверхность должна компенсироваться их удалением сдвиговыми напряжениями. В работе используются три экспериментальные методики для исследования влияния холодной пленки на образование ветровых волн. Для определения рельефа поверхности в работе использовался модифицированный цветной шлирен-метод, для определения поля скорости в жидкости – метод цифровой трассерной визуализации (PIV). Поля температуры поверхности, которые позволяют идентифицировать области разрыва холодной пленки, измерялись с помощью инфракрасной термографии поверхности. Также с помощью термографии исследовалось поле скорости на поверхности (ИК PIV). Показано, что пленка оказывает существенное влияние как на амплитуду волн, так и на структуру приповерхностного течения.

Платонов А.К., Тучин А.Г., Сихарулидзе Ю.Г., Заславский Г.С., Тучин Д.А. «Построение и анализ траекторий срочного возвращения к Земле при пилотируемых полётах к Луне» Механика, управление и информатика, 7, № 1, с. 78-104 (2015)

Выполнен баллистический анализ задачи срочного возвращения на Землю пилотируемого транспортного корабля (ПТК) с обеспечением условий его входа в атмосферу Земли. Предложено и исследовано множество канонических траекторий безопасного возвращения космонавтов. Подробно рассмотрены четыре способа формирования траекторий возвращения к Земле в любой момент процесса полёта ПТК к Луне. Сделаны оценки требуемых затрат характеристической скорости, длительностей обратного полёта и получаемых районов движения в атмосфере Земли. Ключевые слова: полёт к Луне, возвращение на Землю, канонические траектории, угол входа, скорость входа, импульс торможения, время полёта, координаты посадки.

Поверенный М.В., Ерохин Н.С. «Безотражательное распространение электромагнитных волн с мелкомасштабными структурами в киральной плазме» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 151-156 (2014)

Босняков С.М., Волков А.В., Михайлов С.В., Подаруев В.Ю. «Метод высокого порядка точности для расчета начальной стадии обледенения элементов конструкции гражданского самолета» Математическое моделирование, 35, № 9, с. 22-44 (2023)

Представлен эффективный подход на основе разрывного метода Галеркина высокого порядка точности для расчета начальной стадии обледенения крыла самолета. Задача решена в приближении Эйлера для водяных капель малого размера, не оказывающих влияния на основной поток. Выписаны системы уравнений Навье–Стокса и модели Эйлера для движения водной среды и некоторые соотношения уравнений термодинамики нарастания льда. Сформулированы начальные и граничные условия. Предложена суперкомпьютерная реализация разрывного метода Галеркина для решения указанных систем уравнений. Исследована эффективность параллельной версии программы. Даны комментарии по особенностям организации процедуры расчета. Исследована точность расчета с применением схем разрывного метода Галеркина различного порядка точности. Представлены тестовые случаи обтекания цилиндра и профиля NACA0012 мелкодисперсным потоком переохлажденных капель. Проведено сопоставление расчетных и экспериментальных данных. Сделано заключение о возможности применения разработанной методологии на практике.

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.

Подгорный И.М. «Война, атомная энергия, физика космоса» Механика, управление и информатика, с. 222-235

Оканчивая школу, я мечтал заниматься физикой и астрономией. Смастерил телескоп и наблюдал движение спутников Юпитера. В городском доме пионеров изготовил электромагнитную пушку, стреляющую патефонными иголками, за которую получил первую премию на городской выставке.

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

Дзюба Е.С., Позаненко А.С., Минаев П.Ю., Выборнов В.И. «Исследование гамма-вспышек земного происхождения, зарегистрированных экспериментом GBM космической обсерватории Fermi» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 21-44 (2020)

Гамма-вспышки земного происхождения (TGF) – короткие (∼100 мкс) импульсы гамма-излучения с энергией до 40 МэВ, регистрируемые приборами на околоземной орбите. В работе использованы данные эксперимента GBM космической обсерватории Fermi. Исследование TGF сопряжено с рядом проблем, одной из которых является искажение регистрируемого потока из-за эффектов мёртвого времени. Искажения вносят существенный вклад, когда скорость счёта в детекторе приближается к 1/τ, где τ – мёртвое время. Цель работы – восстановление истинного потока гамма-фотонов, падающих на детектор, т. е. оценка количества потерянных фотонов для событий TGF различной интенсивности. Такая оценка проводится непараметрическим образом на основании гипотезы, что при регистрации эффекты мёртвого времени не влияют на события с небольшими потоками, а искажения при регистрации остальных событий связаны только с эффектами мёртвого времени. Все события были разделены на пять групп по интенсивности так, чтобы суммарные интенсивности групп были приблизительно равны. Для каждой группы проведено суммирование индивидуальных кривых блеска относительно их максимума. Кривая блеска наименее интенсивной группы считалась неискажённой эффектами мёртвого времени. Сравнением кривых блеска более интенсивных группы с кривой блеска наименее интенсивной группы получены оценки количества потерянных фотонов в зависимости от интенсивности. Для наиболее интенсивных TGF потери достигают 90% интегрального (по времени) потока. Ключевые слова: гамма-вспышки земного происхождения, мёртвое время, инструментальные эффекты, TGF

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.

Прусаков П.В., Покровская М.В. «Автомобильный усилитель мощности звука с фильтром низких частот» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 277-280 (2021)

Рассматривается конструкция автомобильного усилителя мощности звука с фильтром низких частот и его принцип работы.

Политов Е.Н., Рукавицын А.Н., Ломас Арсиниега В.П., Теран Акоста Г.Р., Авалос Касканте Ф.Э., Пуэбла Пуэбла Р.Э. «Разработка макета экспериментальной установки для определения коэффициента жесткости цилиндрических пружин и исследования свободных гармонических колебаний» Известия Юго-Западного государственного университета, 26, № 2, с. 23-38 (2022)

Целью исследования является разработка макета экспериментальной установки, позволяющей проводить исследования с упругими элементами путем осуществления силового воздействия на них, а также автоматического сбора данных и их анализа, который позволяет определять коэффициент жесткости и исследовать простые гармонические колебания. Методы. Разработанное устройство позволяет определять коэффициент упругости пружины двумя методами – статическим и динамическим. Динамический метод требует строгого соблюдения определенной методики экспериментальных исследований. При этом исследуемая система находится под действием восстанавливающей силы, прямо пропорциональной смещению, т.е. она представляет собой простой генератор гармонических колебаний. Создаваемый прототип экспериментальной установки включает в себя несущую конструкцию, систему управления, к который подключен ультразвуковой датчик измерения расстояния, и специальное мобильное приложение, позволяющее визуализировать и записывать результаты проведенных измерений в удобной для пользователя форме. Результаты. Разработанный прототип позволяет определить деформацию пружины статическим и динамическим методами, а наличие специального мобильного приложения для устройств с операционной системой "Android" позволяет пользователю управлять устройством со своего мобильного телефона. Экспериментальное устройство позволяет визуализировать графически полученные данные и осуществляет их экспорт в файл переменных значений. Экспортированные показатели выводятся в табличной форме для последующей обработки с помощью статистических инструментов или приложений для численных вычислений. Заключение. Повышение качества образовательного процесса студентов-физиков требует широкого внедрения в учебный процесс специального оборудования для проведения экспериментальных исследований. Специфика такого оборудования может охватывать различные разделы механики, в том числе кинематику, колебательное движение, удар, упругость и т.п.

Блинов Д.А., Полников П.А., Чилингаров А.О. «О построении маршрута ретрансляции сообщений в сетевой гидроакустической коммуникационной системе с кластерной организацией» Гидроакустика, № 54, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA54.pdf (2023)

Рассмотрены существующие алгоритмы маршрутизации в сетевых коммуникационных системах. Предложен новый энергетически эффективный алгоритм маршрутизации, основанный на кластерной организации сетевой гидроакустической системы связи. Применение кластерной организации узлов снижает расходы энергии на обмен служебной информацией при сохранении возможности построения обходных маршрутов в случае выхода из строя одного или нескольких узлов-ретрансляторов. Новый алгоритм отвечает требованиям в части снижения энергопотребления, позволяет масштабировать сеть за счет добавления новых кластеров и увеличения или уменьшения количества узлов-ретрансляторов в каждом из кластеров. Использование алгоритма наиболее эффективно в сетях с низким трафиком, что характерно для сетевых гидроакустических коммуникационных систем. Ключевые слова: маршрутизация, кластеризация, энергетическая эффективность, гидроакустический буй, звукоподводная сеть

Поляков В.Ю., Саурин В.В. «О подавлении колебаний балочных мостов поездом как инерционным демпфером» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 6, с. 89-97 (2023)

Рассматривается проблема недопущения резонанса в мостовых балках от периодического воздействия подвижного состава. Резонансные колебания балок становятся реальностью при высоких скоростях движения, когда поезд сформирован из одинаковых вагонов. Явление подавления колебаний балок поездом возможно лишь при точном соотношении длины вагона и балки, что значительно сокращает набор необходимых длин балок. Кроме того, рассмотрение вопросов взаимодействия поезда и моста в целях безопасности требует привлечения достаточно сложного и громоздкого математического аппарата и соответствующего программного обеспечения. В статье предлагается новый метод ограничения колебаний балок, пригодный для любых пролетов и доступный для инженеров на этапе предпроектного назначения динамических параметров балок.

Мамонов А.М., Преображенский Е.В., Нейман А.В., Поляков О.А., Агаркова Е.О. «Прогнозирование работоспособности и надежности эндопротеза коленного сустава методом математического компьютерного моделирования» Деформация и разрушение материалов, № 8, с. 24-30 (2023)

Выполнено моделирование методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния и проанализировано механическое поведение биотехнической системы бедренная кость–эндопротез коленного сустава. Металлические компоненты эндопротеза выполнены из титанового сплава ВТ6, плато большеберцового компонента – из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Рассчитаны напряжения в костных структурах и наиболее нагруженных компонентах эндопротеза при функциональной нагрузке 3300 Н. Установлена высокая степень подобия биомеханического поведения биотехнической системы (с эндопротезом) поведению здоровой бедренной кости. Показано, что напряжения и деформации всех компонентов биотехнической системы не превышают критических значений. Результаты расчетов позволили прогнозировать работоспособность и надежность компонентов эндопротеза при статических и циклических нагрузках, износостойкость узла подвижности и надежность цементной мантии. Ключевые слова: эндопротез коленного сустава, математическое моделирование, метод конечных элементов, напряженно-деформированное состояние, надежность

Егоров М.В., Морозов О.В., Николадзе Г.М., Поляков П.А., Сазонов В.В., Харабадзе Д.Э., Шевцов В.С. «Стенд для проведения испытаний на воздействие магнитного поля» XVII Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» ИКИ РАН, Москва, 30 сентября–2 октября 2020 г. Сборник трудов, с. 45-48 (2020)

Разработан, изготовлен и аттестован испытательный стенд для проведения испытаний изделий ракетно-космической техники на воздействие постоянного магнитного поля, а также проведены расчёты, необходимые для обеспечения заданных метрологических характеристик. Ключевые слова: стенд, испытательное оборудование, магнитное поле, кольца Гельмгольца

Полякова Л.О., Ерохина О.С. «Моделирование движения криобота с учётом фазового перехода» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 157-163 (2014)

Власов П.А., Панкратьева И.Л., Полянский В.А. «Исследование механизма взаимодействия углеводородного пламени с электрическим полем» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 108-116 (2023)

Рассматривается один из возможных механизмов взаимодействия ограниченной области горения (факела пламени) с приложенным электрическим полем. Исследование основано на применении методов электро-гидродинамики (ЭГД) для описания химически реагирующих многокомпонентных неравновесных частично ионизованных газовых смесей. Показано, что в окрестности границ пламени при определенных условиях образуются зоны объемного электрического заряда, на которые можно воздействовать полем. Исследуется характер изменения этих зон под влиянием поля.

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.

Эльяшев Я.Д., Бессонов Р.В., Полянский И.В., Прохорова С.А., Жуков Б.С. «Алгоритмы работы съёмочных камер служебной телевизионной системы космического аппарата "ЛУНА-ГЛОБ"» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 181-205 (2015)

Рассматривается алгоритмическое обеспечение служебной телевизионной системы (СТС-Л) для проекта ЛУНА-ГЛОБ. Предложено два алгоритма, направленных на улучшение качества изображений, получаемых при помощи этой системы. Первый алгоритм использует встроенную функцию КМОП-матрицы по расширению динамического диапазона. Он выполняет автоматический подбор времени экспозиции и параметров встроенной функции расширения динамического диапазона. Второй алгоритм использует программный метод расширения динамического диапазона камеры на 2-3 порядка. Также предложено несколько методов устранения структурного шума и проведён сравнительный анализ этих методов

Завгородний Д.С., Сокольский М.Н., Трегуб В.П., Полянский И.В. «Оптические системы малогабаритных сканеров дистанционного зондирования земли для космических аппаратов "Метеор-М"» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 269-275 (2015)

Рассматриваются оптические системы ОС-100Т, ОС-125Т и ОС-180, разрабатываемые и изготавливаемые ОАО «ЛОМО» по заказу ИКИ РАН, для применения в составе многозональных съёмочных устройств (МСУ) среднего разрешения, входящих в состав научной аппаратуры космических аппаратов (КА) «Метеор-М» и «Метеор-МП». Каждая оптическая система состоит из объектива с фокусным расстоянием f, спектроделительного блока, обеспечивающего разделение полихроматического светового пучка на три спектральных канала с помощью дихроических зеркал, и полосовых светофильтров, установленных на выходных окнах спектроделителя, куда присоединяются оптико-электронные приёмники – ПЗС-линейки или матрицы (прибор с зарядовой связью; англ. CCD, charge-coupled device).

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.

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.

Пономарёва Г.А. «В.И. Мороз на Южной станции ГАИШ» Механика, управление и информатика, 6, № 4, с. 360-361 (2014)

Это было замечательное время. Всё для нас было впереди. В моей памяти Вася сохранился как очень жизнерадостный, увлечённый исследованиями, коммуникабельный человек.

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

Попель С.И., Зеленый Л.М., Захаров А.В. «Пылевая плазма в Солнечной системе: безатмосферные космические тела» Физика плазмы, 49, № 8, с. 813-820 (2023)

Приведен краткий обзор исследований по пылевой плазме в Солнечной системе. Особое внимание уделяется теоретическим исследованиям, касающимся безатмосферных тел Солнечной системы, проводимым в Институте космических исследований РАН.

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.

Попов В.А., Шатохин А.В. «Акустикам: прослушать горизонт!» Морской сборник, № 6, с. 71-76 (2023)

Рассказывается об истории отечественного акустического приборостроения, 90-летие которого отмечается в нынешнем году. Прослеживается развитие гидроакустических систем, которыми оснащались корабли и подводные лодки Военно-Морского Флота, отмечается роль ведущих отечественных специалистов в области акустики.

Попов И.П. «Динамические свойства дисперсного материала при гармонических колебаниях» Труды Московского авиационного института, № 131, с. https://trudymai.ru/published.php?ID=175909 (2023)

Отмечено, что при прочностных расчетах элементов конструкций летательных аппаратов, в том числе, учитываются режимы вынужденных и собственных колебаний. В этой связи принимаются во внимание динамические свойства транспортируемого груза, которые для сплошных и дисперсных материалов являются существенно разными. Рассматривается дисперсный материал, расположенный на платформе, совершающей гармонические колебания. Главная проблема при установлении динамических свойств дисперсного материала заключается в невозможности вычисления усредненного коэффициента динамического трения, т.к. на его значение оказывает влияние взаимодействие дисперсных частиц между собой во всей массе материала, а не только с поверхностью платформы. Описание динамического статуса дисперсного материала в форме композиции его неустойчивого и устойчивого статусов дает ключ к разрешению этой и сходных проблем.

Попов И.П. «Полный учет энергии гравитационного поля в космологии и баллистике космических аппаратов» Инженерная физика, № 8, с. 24-28 (2023)

Даны определения запасаемой гравитационной энергии. Вычислена величина ограниченной гравитационной энергии двух массивных взаимно не проникающих шаров. Установлено, что запасаемая гравитационная энергия всегда положительна. Представлена формула максимально возможной гравитационной энергии двух массивных шаров, которая может использоваться для оценки энергии слияния космических объектов, в частности, газо-, пылеобразных и плазменных и т.д., а также для баллистических расчетов космических полетов. Ключевые слова: гравитация, масса, запасаемая энергия, работа, шар, центр.

Могилевич Л.И., Попова Е.В. «Longitudinal waves in the walls of an annular channel filled with liquid and made of a material with fractional nonlinearity» Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 31, № 3, с. 365-376 (2023)

Целью данной статьи является исследование эволюции продольных волн деформации в стенках кольцевого канала, заполненного вязкой несжимаемой жидкостью. Стенки канала представлялись коаксиальными оболочками с дробной физической нелинейностью. В ходе исследования учитывалась вязкость жидкости и ее влияние на волновой процесс. Методы. Используя метод двухмасштабных разложений, получена разрешающая система двух эволюционных уравнений, которые представляют собой обобщенные уравнения Шамеля. Дробная нелинейность материала стенок канала приводит к необходимости использования вычислительного эксперимента для исследования волновой динамики в них. Вычислительный эксперимент проводился на основе получения новых разностных схем для системы эволюционных уравнений. Эти схемы получены с использованием техники базиса Грёбнера и аналогичны схеме Кранка–Николсона для моделирования распространения тепла. Результаты. Численное моделирование показало, что скорость и амплитуда волн деформации остаются неизменными, а направление распространения волн совпадает с положительным направлением продольной оси. Последнее указывает на то, что скорость волн сверхзвуковая. Для частного случая показано совпадение вычислительного эксперимента с точным решением. Это обосновывает адекватность предложенной разностной схемы для обобщенных уравнений Шамеля. Кроме того, показано, что уединенные волны деформации в стенках канала являются солитонами.

Попова Е.П., Истомина М.А. «Звёздная магнитная активность и квазигазодинамическое приближение мелкой воды с магнитным полем» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 164-169 (2014)

Солнечная магнитная активность имеет довольно сложную структуру, которую можно описывать в разных приближениях. В данной работе рассматривается квазигазодинамическое приближение мелкой воды с магнитным полем для моделирования магнитной активности солнца. Основное отличие предложенного подхода от простейших теорий динамо состоит в том, что кроме уравнения генерации магнитного поля, присутствуют уравнения для эволюции поля скоростей. Поля скоростей дают возможность исследовать не только генерацию и эволюцию магнитного поля, но и оценить его влияние на движущиеся потоки вещества. Показано, как меняется магнитное поле и скорость потоков вещества при разных начальных и граничных условиях.

Попова Е.П., Юхина Н.А. «Двойной цикл солнечной активности и теория динамо» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 170-174 (2014)

Считается, что циклическая магнитная активность солнца имеет основной период, равный примерно 22 годам. Однако более тщательные исследования показали, что солнечный цикл является более сложным. В последние десятилетия появилось большое число работ, в которых показано, что квазициклические импульсы магнитной активности появляются с периодами около 0,5–2,0 лет на фоне 22-летнего солнечного цикла. В работе исследовано поведение динамоволн в рамках нелинейного динамо с учётом толщины конвективной зоны, коэффициента турбулентной диффузии и меридиональной циркуляции. Показано, что в модели существуют режимы, аналогичные двойному циклу, наблюдаемому на солнце. Были построены баттерфляй-диаграммы для полоидальной и тороидальной компонент магнитного поля. найден диапазон амплитуд меридиональных потоков и динамочисел с учётом толщины конвективной зоны солнца, воспроизводящий двойной цикл.

Попова Е.П., Юхина Н.А. «Двойной цикл солнечной активности в двухслойной среде» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 99-102 (2014)

Считается, что циклическая магнитная активность солнца имеет основной период, равный примерно 22 годам. Однако более тщательные исследования показали, что солнечный цикл является более сложным. В последние десятилетия появилось большое число работ, в которых показано, что квазициклические импульсы магнитной активности появляются с периодами около 0,5–2,0 лет на фоне 22-летнего солнечного цикла. В работе исследовано поведение динамо-волн в двухслойной среде в рамках нелинейного динамо с учётом толщины слоёв и меридиональной циркуляции. Показано, что в модели существуют режимы, аналогичные двойному циклу, наблюдаемому на солнце. Были построены баттерфляй-диаграммы для полоидальной и тороидальной компонент магнитного поля, воспроизводящие двойной цикл.

Попова Е.П., Юхина Н.А. «Уравнение Гамильтона–Якоби для модели двухмерного динамо с меридиональной циркуляцией» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 103-105 (2014)

Построено уравнение Гамильтона–Якоби для двухмерного динамо с учётом меридиональной циркуляции с помощью метода, аналогичного методу Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна (ВКБ). Такое уравнение позволяет аналитически исследовать зависимость длительности цикла солнечной активности от меридиональных потоков.

Нгуен К.Д., Лыу Н.Т., Демченко С.К., Попова Т.А. «Исследование некоторых типов ультразвуковых датчиков для проверки дефектов материала» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 86-89 (2021)

Проведено исследование производства ультразвуковых датчиков на основе использования двух видов пьезокерамики: титаната бария и цирконата свинца. Основная цель данной исследовательской статьи – рассчитать, разработать и изготовить три типа ультразвуковых датчиков: прямой датчик (использующие продольные волны), датчик наклона (использующие поперечные волны) и датчик, использующий поверхностные волны (волны Рэлея).

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.

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.

Беленьков Р.Н., Постников Е.Б. «Подход к расчету параметра нелинейности ультразвуковых волн в жидкости, основанный на масштабной теории термодинамических флуктуаций давления» Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 31, № 1, с. 45-62 (2023)

Параметр нелинейности B/A является характеристикой жидкостей и мягкой материи и привлекает все большее внимание благодаря своей чувствительности к составу материалов. Это делает параметр нелинейности перспективным показателем для приложений неразрушающего контроля на основе ультразвукового зондирования, подходящим для различных приложений от физической химии до биомедицинских исследований. В то же время, термодинамическое определение параметра нелинейности требует обширных измерений при повышенных давлениях, которые не всегда доступны; кроме того, известны определенные противоречия таких данных с данными, полученными методами нелинейной акустики. Цель. Мы рассматриваем недавно предложенный подход к предсказанию скорости звука при высоких давлениях, который использует свойство инвариантности флуктуаций приведенного давления и данные, полученные только при нормальном давлении окружающей среды. Метод обобщает классическую модель Номото, которая, однако, дает лишь качественную картину, и приводит к количественному соответствию экспериментальным значениям в пределах их неопределенности. Методы. Аналитические методы теории термодинамических флуктуаций в приложении к параметрам уравнений нелинейной акустики, а также численное моделирование в среде COMSOL Multiphysics. Результаты. Получены выражения для расчета параметра нелинейности с приемлемой точностью, используя только термодинамические данные, определенные при атмосферном давлении. Численные расчеты были проведены для толуола. Кроме того, на основе численного решения уравнения Вестервельта проанализировано несоответствие между значениями параметра нелинейности, полученными термодинамическим и нелинейно-акустическим способами, объясненное недостаточным учетом эффектов поглощения для волн конечной амплитуды при последнем.

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.

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.

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.

Почукаев В.Н. «Воспоминания о Павле Ефимовиче Эльясберге» Механика, управление и информатика, 7, № 1, с. 41-45 (2015)

Я очень хорошо знал Павла Ефимовича. Он был человеком чрезвычайно скромным и о своём прошлом говорил обычно лишь в общих чертах. Мне очень хорошо запомнилось, как однажды П.Е. сказал: «Надо же, как устроена жизнь! Вот наказали меня, направили служить солдатом для охраны армян от турков, а практически все мои соученики, получившие офицерские звания, погибли в битве под Киевом. Практически никого не осталось…» Да, и в самом деле судьба распорядилась так, что мы имели счастье видеть этого удивительнейшего человека, которого я считаю в определённой степени близкого к гению, и общаться с ним.

Мамонов А.М., Преображенский Е.В., Нейман А.В., Поляков О.А., Агаркова Е.О. «Прогнозирование работоспособности и надежности эндопротеза коленного сустава методом математического компьютерного моделирования» Деформация и разрушение материалов, № 8, с. 24-30 (2023)

Выполнено моделирование методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния и проанализировано механическое поведение биотехнической системы бедренная кость–эндопротез коленного сустава. Металлические компоненты эндопротеза выполнены из титанового сплава ВТ6, плато большеберцового компонента – из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Рассчитаны напряжения в костных структурах и наиболее нагруженных компонентах эндопротеза при функциональной нагрузке 3300 Н. Установлена высокая степень подобия биомеханического поведения биотехнической системы (с эндопротезом) поведению здоровой бедренной кости. Показано, что напряжения и деформации всех компонентов биотехнической системы не превышают критических значений. Результаты расчетов позволили прогнозировать работоспособность и надежность компонентов эндопротеза при статических и циклических нагрузках, износостойкость узла подвижности и надежность цементной мантии. Ключевые слова: эндопротез коленного сустава, математическое моделирование, метод конечных элементов, напряженно-деформированное состояние, надежность

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.

Прокаев А.Н. «Исследование возможности классификации гидроакустических сигналов с использованием метода сингулярного разложения матриц» Гидроакустика, № 54, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA54.pdf (2023)

Проведено исследование возможности классификации гидроакустических сигналов по форме сплошной части спектра с использованием математического аппарата сингулярного разложения матриц, известного также как SVD-разложение. Показано, что эффективность указанной классификации определяется преимущественно объемом и качеством выборки эталонных записей шумовых сигналов, используемых SVD-алгоритмом распознавания в качестве обучающей информации. Ключевые слова: сингулярное разложение матриц, SVD-разложение, классификации шумовых сигналов

Машошин А.И., Прокопович В.В., Шафранюк А.В. «Алгоритмы моделирования сигналов на выходе многоэлементных гидроакустических антенн» Гидроакустика, № 54, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA54.pdf (2023)

Приводится описание алгоритмов моделирования шумовых сигналов морских объектов и шумов моря на выходе многоэлементных приемных гидроакустических антенн, обеспечивающих адекватность и сокращение времени моделирования. Ключевые слова: гидроакустика, многоэлементная антенна, моделирование

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.

Очеретяный С.А., Прокофьев В.В. «Влияние параметров кавитатора и сопла на эффективность работы генератора импульсных струй» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 10-24 (2023)

Для создания генератора периодических импульсных струй используется режим кавитационных автоколебаний в гидравлической системе, содержащей вентилируемую каверну с отрицательным числом кавитации. Исследовано влияние параметров кавитатора и выходного сопла генератора на интенсивность ударного воздействия истекающей жидкости на экран, расположенный перпендикулярно направлению истечения струй. Получено, что увеличение длины сопла может значительно увеличить эффективность генератора, а плавное сужение канала перед кавитатором может способствовать увеличению рабочего диапазона генератора в сторону больших поддувов газа. Показано, что имеет место масштабный эффект – с ростом давления напора жидкости относительная интенсивность автоколебаний падает, однако имеет тенденцию к выходу на горизонтальную асимптоту.

Юйхуэй Ху, Шэнь Кай, Селезнева М.С., Пролетарский А.В., Неусыпин К.А. «Исследование степени управляемости космического аппарата при полете по опорной траектории в атмосфере Марса» Автоматизация. Современные технологии, № 10, с. 457-462 (2022)

Исследован процесс посадки космического летательного аппарата на Марс или другую планету. При спуске летательного аппарата в атмосфере выбрана тестовая математическая модель наведения. Для определения степени управляемости при движении по различным траекториям применен критерий степени управляемости. Приведено математическое моделирование процесса наведения космического аппарата при спуске в атмосфере Марса по схеме отслеживания программной траектории с использованием алгоритма управления с активной компенсацией возмущений и пропорционально-интегрально-дифференцирующего (ПИД) регулятора. По результатам моделирования можно оценить и сравнить оптимальность различных опорных траекторий с помощью критерия, который используется как индикатор для исследования влияния параметров траектории на процесс посадки с точки зрения управляемости.

Просветов А.В. «Фрактальный анализ кривых блеска микроквазара GX 339-4» Механика, управление и информатика, 6, № 1, с. 175-178 (2014)

Приведены предварительные результаты фрактального анализа кривой блеска источника GX 339-4 в рентгеновском диапазоне (2–60 кэВ) по данным орбитальной обсерватории RXTE. Выявлена связь фрактальной размерности с частотой квазипериодических осцилляций, кроме того, выявлено отсутствие ярко выраженной зависимости между фрактальной размерностью и светимостью источника. По изменению фрактальной размерности возможно сделать вывод, что феномен квазипериодических осцилляций связан со скачкообразным увеличением локальной неустойчивости в аккреционном диске.

Прохоренко В.И. «О применении качественных методов теории возмущений при решении практических задач выбора и коррекции орбит спутников планет с учётом вековой и долгопериодической составляющих эволюции под влиянием внешних гравитационных возмущений» Механика, управление и информатика, 7, № 1, с. 130-161 (2015)

Статья представляет собой обзор работ, выполненных в ИКИ РАН за последние почти полтора десятка лет: речь идёт о качественных методах исследования эволюции и времени баллистического существования орбит спутников планет под влиянием внешних гравитационных возмущений с учётом возмущений, обусловленных гравитационным полем планеты. Эти исследования основываются на разработанной более 50 лет назад М.Л. Лидовым и его учениками качественной теории возмущений спутникового варианта ограниченной пространственной эллиптической задачи трёх тел (задачи Хилла) с учётом полярного сжатия планеты. Учитывая приближённый характер качественной теории возмущений, в работе большое внимание уделяется оценкам границ областей доминирующего влияния каждого из рассматриваемых возмущающих факторов и предусматривается обязательная проверка достоверности получаемых результатов численным интегрированием полной системы дифференциальных уравнений с учётом всех возмущающих факторов. Рассмотренные в работе примеры и практические рекомендации относятся к динамической системе Земля–Луна–Солнце. Ключевые слова: выбор орбит искусственных спутников, исследование эволюции орбит, применение теории возмущений, качественные методы, внешние гравитационные возмущения, обусловленные влиянием внешних тел, возмущения, обусловленные гравитационным полем планеты, учёт полярного сжатия планеты, вековая и долгопериодическая составляющие эволюции орбит, время баллистического существования, классификация многообразий начальных орбитальных данных, практические рекомендации.

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

Стекольщиков О.Ю., Захаров А.И., Прохоров М.Е. «Конструктивные особенности узкопольного звёздного датчика ГАИШ МГУ с зеркальным объективом» Механика, управление и информатика, № 1, с. 69-79 (2013)

Приводятся характеристики и подробно описывается конструкция узкопольного (2 угл. град) датчика звёздной ориентации ГАИШ МГУ, выполненного по оптической схеме Ричи–Кретьена с линзовым афокальным корректором. Изложены конструктивные подходы для обеспечения температурной стабильности оптической системы и оптимальных тепловых режимов систем датчика. Приведено обоснование выбора материала главного и вторичного зеркал и оптической скамьи датчика. дано описание конструкции одноразовой крышки звёздного датчика и его наборной бленды.

Прохоров М.Е., Захаров А.И., Тучин М.С. «Расчёт оптимальных характеристик оптической системы и матричного приёмника излучения звёздного датчика ориентации по его тактико-техническим характеристикам» Механика, управление и информатика, № 1, с. 80-90 (2013)

Описываются принципы расчёта минимально необходимых характеристик оптической системы и матричного приёмника излучения звёздного датчика ориентации, которые позволяют достигнуть требуемой погрешности определения ориентации для заданной экспозиции. в расчёте предполагается, что на погрешность ориентации влияют только случайные шумы различного происхождения, а все систематические погрешности устранены. демонстрируется, что в существующих системах астроориентации погрешность превышает минимально достижимую на порядок величины из-за неучёта систематических ошибок

Бирюков А.В., Захаров А.И., Никифоров М.Г., Николаев Ф.Н., Прохоров М.Е., Тучин М.С. «Эффективность методов распознавания звёздных конфигураций путём сравнения пар звёзд с использованием и без использования информации о блеске звёзд» Механика, управление и информатика, № 1, с. 220-229 (2013)

Описываются и сравниваются две процедуры начального отождествления конфигураций звёзд путём сравнения угловых расстояний между парами звёзд в бортовом каталоге и парами фотоцентров в кадре. один из алгоритмов использует информацию о блеске (звёздных величинах) навигационных звёзд, второй – только координатную информацию. моделирование функционирования алгоритмов показало, что оба алгоритма функционируют с высокой надёжностью – 99,6% верных отождествлений, однако оба алгоритма показывают экспоненциальное распределение времени исполнения, что не позволяет получить верхнюю границу времени их исполнения. отождествление с использованием дополнительной информации о блеске звёзд производится примерно в 30 раз быстрее.

Бирюков А.В., Захаров А.И., Никифоров М.Г., Николаев Ф.Н., Прохоров М.Е., Тучин М.С. «Навигационный звёздный каталог минимального объёма, привязанный к квазиравномерной сетке на небесной сфере» Механика, управление и информатика, № 1, с. 230-242 (2013)

Каталог навигационных звёзд для систем астроориентации должен иметь приблизительно постоянную плотность распределения звёзд по небесной сфере. классический способ построения таких каталогов – прореживание каталога звёзд, полного до предельной звёздной величины звёздного датчика. обычно для этого небесная сфера разбивается на примерно равные площадки. в работе предложен альтернативный метод создания каталогов путём привязки звёзд к квазиравномерной сетке точек на сфере. Построено несколько модельных каталогов, показано, что их свойства не уступают каталогам, созданным классическим способом.

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.

Тучин М.С., Бирюков А.В., Захаров А.И., Прохоров М.Е. «Учёт термогенерации матричных приборов с зарядовой связью как основа повышения точности звёздного датчика» Механика, управление и информатика, № 1, с. 249-256 (2013)

Обсуждаются эффективные алгоритмы расчёта темнового тока при проведении первичной обработки изображения в реальном времени для типичных режимов функционирования звёздного датчика.

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.

Прохоров М.Е., Захаров А.И., Жуков А.О., Миронов А.В., Стекольщиков О.Ю. «Солнечный датчик на основе интерференционной оптической системы» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 142-147 (2015)

Солнечные датчики – это приборы, которые определяют направление на Солнце. Солнечный датчик должен иметь широкое поле зрения (оптимально – 2π ср или больше), а при использовании датчика для навигации, ещё и высокую точность. Сочетание высокой точности и широкого поля зрения является основной проблемой солнечных датчиков высокой точности. Наилучшие результаты сегодня достигнуты в солнечных датчиках с объективом «рыбий глаз» – поле зрения 2π ср и точность направления на Солнце 1 угл. мин. В работе предложен другой тип солнечного датчика, использующий свойства интерференционного фильтра на сферической поверхности, который при столь же широком поле зрения должен иметь более высокую (секундную) точность

Байгуттуев А.А., Бирюков А.В., Захаров А.И., Мошкалёв В.Г., Николаев Ф.Н., Прохоров М.Е., Тучин М.С. «Стенд для исследования эффективности бленд на основе горизонтального солнечного телескопа ГАИШ» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 221-227 (2015)

При лабораторном исследовании приборов и конструкций предназначенных для наблюдения Солнца или защиты от его излучения используются «имитаторы Солнца» – мощный источник излучения с компактными угловыми размерами, а также, желательно, с близкими к Солнечному излучению спектральными свойствами. Эти проблемы решаются различными способами, но одним из лучших имитаторов Солнца является само Солнце. Но если положением имитатора Солнца полностью управляем мы, то Солнце перемещается по небу, что крайне неудобно для проведения лабораторных измерений. Однако астрономам (солнечным астрономам) давно известен способ как «остановить» суточное движение Солнца – использование целостата. Этот способ широко используется в солнечных телескопах. В статье описывается стенд для исследования эффективности бленд, созданный на основе горизонтального телескопа АСП-10 ГАИШ МГУ.

Жуков А.О., Захаров А.И., Прохоров М.Е., Мошкалёв В.Г., Шахов Н.И., Зиновьев И.А. «Моделирование фона неба в широком спектральном диапазоне в околоземном космическом пространстве» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 235-245 (2015)

В настоящее время моделирование фона неба в околоземном космическом пространстве проводится с использованием астрономических спектральных полос. Изредка проводится пересчёт по спектральным типам (без учёта межзвёздного покраснения). В результате получаются неточные данные (в смысле точности потоков от источников света) в существующих каталогах, по которым работает система ориентации и навигации космических аппаратов. Это приводит в спектральной полосе прибора к появлению звёзд-помех, в одних случаях, и к пропаданию навигационных звёзд, в других. Также широкая спектральная полоса прибора обуславливает трудности пересчёта потоков от звёзд. В предложенной статье приведён анализ фоновой звёздной обстановки при внеатмосферных наблюдениях космических объектов в спектральных диапазонах 0,17–0,3; 0,4–0,7; 3–5 мкм и в спектральной полосе V Джонсона. Было смоделировано пространственное распределение яркости фона неба, наблюдаемого из космоса, в каждом диапазоне и пространственное распределение звёзд в зависимости от расстояния до галактической плоскости. Определена средняя яркость фона неба в каждом из рассматриваемых спектральных каналов. Данные известных каталогов адаптированы к полосе чувствительности кремневых фотоприёмников как по координатным измерениям (фотоцентр двойной звезды, состоящей из звёзд с различными спектрами, смещается в зависимости от спектрального диапазона фотоприёмника), так и по некоординатным измерениям (получены более точные потоки излучения).

Никифоров М.Г., Захаров А.И., Прохоров М.Е., Галушина Т.Ю., Жуков А.О. «Оценка возможности практической реализации автономной навигации космических аппаратов в дальнем космосе по астероидам» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 311-321 (2015)

Задача навигации состоит в определении положения КА в пространстве. Один из возможных способов автономного определения навигации – измерение с борта КА видимого положения заранее отобранных астероидов. Если мы знаем положение такого объекта в пространстве (по эфемеридам) и его видимое положение (по измерениям с борта КА), то можно определить луч, при нахождении на котором КА наблюдает объект в положении совпадающем с видимым. Наблюдение двух объектов дает два луча, а пересечении двух лучей – пространственное положение КА. Распределение астероидов в Солнечной системе существенно неоднородно, поэтому такой метод навигации эффективен не везде.

Прохорова С.А. «Общие принципы построения контрольно-испытательной аппаратуры оптико-электронных приборов» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 175-180 (2015)

Рассмотрены общие требования к контрольно-испытательной аппаратуре, преимущества использования высокоскоростного видеоинтерфейса Camera Link при наземной отработке оптико-электронных приборов. Приведены примеры отработки программно-алгоритмического обеспечения

Эльяшев Я.Д., Бессонов Р.В., Полянский И.В., Прохорова С.А., Жуков Б.С. «Алгоритмы работы съёмочных камер служебной телевизионной системы космического аппарата "ЛУНА-ГЛОБ"» Механика, управление и информатика, 7, № 2, с. 181-205 (2015)

Рассматривается алгоритмическое обеспечение служебной телевизионной системы (СТС-Л) для проекта ЛУНА-ГЛОБ. Предложено два алгоритма, направленных на улучшение качества изображений, получаемых при помощи этой системы. Первый алгоритм использует встроенную функцию КМОП-матрицы по расширению динамического диапазона. Он выполняет автоматический подбор времени экспозиции и параметров встроенной функции расширения динамического диапазона. Второй алгоритм использует программный метод расширения динамического диапазона камеры на 2-3 порядка. Также предложено несколько методов устранения структурного шума и проведён сравнительный анализ этих методов

Прусаков П.В., Покровская М.В. «Автомобильный усилитель мощности звука с фильтром низких частот» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 277-280 (2021)

Рассматривается конструкция автомобильного усилителя мощности звука с фильтром низких частот и его принцип работы.

Чижик С.А., Волчек О.М., Прушак В.Я. «Моделирование радиальных колебаний подпружиненного валка вальц-пресса» Доклады Национальной академии наук Беларуси "Весці Нацыянальнай акадэмiі навук Беларусi", 65, № 6, с. 742-748 (2021)

Выполнено моделирование колебаний подпружиненного валка вальц-пресса при взаимодействии прессуемого порошка с валками. С учетом выделения в области контакта валка с прессуемым материалом зон подачи и прессования, получена зависимость силы, действующей на валок, от величины зазора между валками. Показано, что эта зависимость имеет нелинейный характер, причем в рабочем диапазоне с достаточно высокой степенью точности может быть описана степенной функцией с отрицательным показателем степени. Приведено численное решение уравнения свободных нелинейных колебаний подпружиненного валка, которое продемонстрировало, что учет деформирования сжимаемого материала приводит к снижению частот собственных колебаний системы на 20–25% по сравнению со случаем, при котором сила давления порошка на валок принимается не зависящей от величины зазора. Нелинейность зависимости силы давления от зазора приводит также к увеличению на 10% расчетных значений максимальных смещений. Разработанный подход к расчету колебаний подрессоренного валка вальц-пресса позволяет учесть особенности деформирования прессуемого порошка при его взаимодействии с валками, а также позволяет, наряду с оценкой частот и амплитуд колебаний, установить оптимальный диапазон значений коэффициента жесткости пружины, при котором появление резонанса в машине будет невозможно.

Стрижак В.А., Пряхин А.В. «Оптимизация параметров намагничивающего устройства электромагнитно-акустического преобразователя для контроля легированных сталей» Приборы и методы измерений, 14, № 2, с. 81-95 (2023)

Бесконтактные электромагнитно-акустические преобразователи обладают набором значительных преимуществ по сравнению с контактными преобразователями, но при этом у них есть существенные недостатки, требующие разработки эффективных намагничивающих устройств. По сравнению с устройствами намагничивания на постоянных магнитах устройства намагничивания электрическим током легко снимаются с объекта контроля и очищаются от загрязнения металлическими частицами. К сожалению, такие преобразователи имеют значительные габариты и массу. Разработан преобразователь, содержащий магнитопровод, намагничиваемый катушкой с электрическим током, и два независимых электромагнитных индуктора, расположенных в зазоре между центральной частью магнитопровода и объектом контроля. Индукторы представляют собой две плоские катушки, каждая из которых выполнена в виде бабочки. Проводники индукторов, расположенные в рабочей области, имеют взаимно перпендикулярные направления; с их помощью можно эффективно возбуждать и регистрировать поперечно поляризованные акустические волны без перестановки преобразователя. С целью уменьшения габаритных размеров и массы преобразователя произведена оптимизация массогабаритных параметров намагничивающего устройства для условий эксплуатации, когда намагничивание объекта контроля и измерения производятся во время активной фазы измерения. Во время пассивной фазы измерения, в три раза превышающей активную фазу по времени, происходит остывание намагничивающего устройства. Циклический режим с чередованием активной и пассивной фаз позволил уменьшить вес преобразователя более чем в 3 раза. В рабочей зоне преобразователя размером 15×15 мм при зазоре в 1 мм между концентратором магнитного поля и объектом контроля создаётся поле с нормальной компонентой в 2,4 Тл. Преобразователь содержит защиту устройства намагничивания от перегрева, а циклический режим работы позволяет обеспечить непрерывную производительность до 30 измерений в минуту при температуре окружающей среды 20°С. Разработанное намагничивающее устройство может быть использовано при решении ряда задач структуроскопии, толщинометрии, дефектоскопии электромагнитно-акустическими методами, основанными на точном измерении времени распространения упругих волн в объекте контроля.

Пугачёва С.Г., Шевченко В.В. «Древние вулканические типы рельефа Марса, Венеры, Меркурия и Луны. Происхождение, морфология, возраст» Механика, управление и информатика, 7, № 3, с. 192-212 (2015)

Рассматриваются основные морфологические особенности вулканических форм рельефа на поверхности планет земной группы и Луны. Вулканические формы рельефа планет представляют собой реликтовые древние щитовые вулканы, образования вулканических гор, лавовые затопления различных видов и масштабов, радиальноконцентрические разломы. Приведён подробный анализ морфологии и структуры вулканических и тектонических формаций рельефа Марса. По материалам съёмки поверхности Марса космическими аппаратами построены гипсометрические высотные профили вулканов, а также измерена крутизна склонов вулканических построек Марса. Рассмотрены основные периоды формирования вулканического рельефа и активизации тектонических процессов. Приводятся сведения о возрасте вулканических построек и лавовых полей. В статье также приводятся примеры уникальных форм вулканического рельефа других планет земной группы и Луны. Ключевые слова: планеты земной группы, Луна, вулканические формы рельефа, морфология, тектонические разломы, лавовые поля.

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.

Чернышов А.А., Чугунин Д.В., Могилевский М.М., Моисеенко И.Л., Ильясов А.А., Вовченко В.В., Пулинец С.А. «Многоточечные измерения параметров плазмы и электромагнитных полей в ионосфере Земли» Механика, управление и информатика, 7, № 4, с. 175-184 (2015)

Процессы, происходящие в авроральной ионосфере, носят сложный нелинейный характер. Постоянное изменение параметров, влияющих на ключевые характеристики авроральной ионосферы, затрудняет создание достаточно точной модели для практического применения в рамках классических подходов, описывающей (квази)стационарные явления. Использование фрактального подхода для описания свойств плазмы авроральной области имеет ряд преимуществ – универсальность полученных результатов и независимость от природы возникновения самоподобных структур. Благодаря самоподобию и фрактальности ионосферы достаточно иметь несколько измерений внутри одного характерного масштаба, поэтому необходимо получить ряд одновременных измерений на интервалах от десятков метров до десятков километров для описания пространственно-временного распределения неоднородностей в ионосферной плазме. Небольшие и относительно дешёвые спутники, так называемые кубсаты, будут использованы для проверки фрактального подхода и для исследований неоднородности ионосферы, в том числе при искусственном нагреве. Спутники будут разнесены на разное расстояние друг от друга, чтобы охватить масштабы от инерционной длины электронов до инерционной длины ионов О+. Предлагается на каждом спутнике проводить измерения вариаций плотности плазмы, электрических и магнитных полей.

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.

Плаксина Ю.Ю., Пуштаев А.В., Винниченко Н.А., Уваров А.В. «Влияние слабой поверхностной пленки на возникновение и распространение ветровых волн в канале» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 59, № 5, с. 661-672 (2023)

Процессы зарождения ветровых волн, несмотря на многочисленные исследования, остаются плохо изученными. Одна из основных причин, по мнению авторов, состоит в упрощенном теоретическом анализе, не учитывающем слабую пленку естественных примесей. В работе проведено экспериментальное исследование и сравнение генерации волн в двух ветровых каналах в этаноле, воде и воде с добавлением растворимого поверхностно-активного вещества – додецилсульфата натрия (SDS) в разных концентрациях. Используемые в работе концентрации очень слабо меняют коэффициент поверхностного натяжения, но существенно меняют структуру приповерхностных течений. В этаноле холодная пленка не образуется, и он может рассматриваться как базовый пример. В воде и воде с добавлением ПАВ пленка рвется при определенной критической скорости обдува (увеличивающейся при увеличении концентрации ПАВ) и происходит очистка поверхности. Но, для того, чтобы поверхность оставалась чистой, адсорбция примесей на поверхность должна компенсироваться их удалением сдвиговыми напряжениями. В работе используются три экспериментальные методики для исследования влияния холодной пленки на образование ветровых волн. Для определения рельефа поверхности в работе использовался модифицированный цветной шлирен-метод, для определения поля скорости в жидкости – метод цифровой трассерной визуализации (PIV). Поля температуры поверхности, которые позволяют идентифицировать области разрыва холодной пленки, измерялись с помощью инфракрасной термографии поверхности. Также с помощью термографии исследовалось поле скорости на поверхности (ИК PIV). Показано, что пленка оказывает существенное влияние как на амплитуду волн, так и на структуру приповерхностного течения.

Политов Е.Н., Рукавицын А.Н., Ломас Арсиниега В.П., Теран Акоста Г.Р., Авалос Касканте Ф.Э., Пуэбла Пуэбла Р.Э. «Разработка макета экспериментальной установки для определения коэффициента жесткости цилиндрических пружин и исследования свободных гармонических колебаний» Известия Юго-Западного государственного университета, 26, № 2, с. 23-38 (2022)

Целью исследования является разработка макета экспериментальной установки, позволяющей проводить исследования с упругими элементами путем осуществления силового воздействия на них, а также автоматического сбора данных и их анализа, который позволяет определять коэффициент жесткости и исследовать простые гармонические колебания. Методы. Разработанное устройство позволяет определять коэффициент упругости пружины двумя методами – статическим и динамическим. Динамический метод требует строгого соблюдения определенной методики экспериментальных исследований. При этом исследуемая система находится под действием восстанавливающей силы, прямо пропорциональной смещению, т.е. она представляет собой простой генератор гармонических колебаний. Создаваемый прототип экспериментальной установки включает в себя несущую конструкцию, систему управления, к который подключен ультразвуковой датчик измерения расстояния, и специальное мобильное приложение, позволяющее визуализировать и записывать результаты проведенных измерений в удобной для пользователя форме. Результаты. Разработанный прототип позволяет определить деформацию пружины статическим и динамическим методами, а наличие специального мобильного приложения для устройств с операционной системой "Android" позволяет пользователю управлять устройством со своего мобильного телефона. Экспериментальное устройство позволяет визуализировать графически полученные данные и осуществляет их экспорт в файл переменных значений. Экспортированные показатели выводятся в табличной форме для последующей обработки с помощью статистических инструментов или приложений для численных вычислений. Заключение. Повышение качества образовательного процесса студентов-физиков требует широкого внедрения в учебный процесс специального оборудования для проведения экспериментальных исследований. Специфика такого оборудования может охватывать различные разделы механики, в том числе кинематику, колебательное движение, удар, упругость и т.п.

Алабужев А.А., Пьянкова М.А. «Динамика зажатой капли в поле трансляционных вибраций» Вычислительная механика сплошных сред, 16, № 1, с. 78-88 (2023)

Исследуются собственные и вынужденные трансляционные колебания капли идеальной жидкости. Капля помещена в сосуд больших размеров, заполненный жидкостью другой плотности. В состоянии равновесия капля имеет форму кругового цилиндра и находится в контакте с крышкой и дном сосуда. Скорость движения контактной линии на торцевых плоскостях пропорциональна отклонению краевого угла от равновесного значения (угол образуют соответствующая плоскость и недеформированная цилиндрическая поверхность капли). Коэффициент пропорциональности (параметр смачивания или параметр Хокинга) свой для крышки и дна, он характеризует степень взаимодействия между линией контакта и твердой поверхностью, которая приводит к диссипации энергии при ее движении. Это позволяет использовать для описания движения потенциал скорости при наличии деформированной поверхности раздела между невязкими жидкостями. Показано, что основная частота трансляционной моды собственных колебаний может не обращаться в нуль, в отличие от случая равных параметров смачивания. Диссипация энергии определяется суммарным вкладом этих параметров, что дает возможность варьировать движение линии контакта в широких пределах. Амплитуда колебаний пропорциональна разности плотностей жидкостей, то есть при одинаковых плотностях система движется как целое. Обнаружено, что возбуждаются как четные, так и нечетные гармоники колебаний формы капли вследствие разных значений параметров смачивания крышки и дна, а при их одинаковых свойствах внешняя вибрационная сила возбуждает только четные гармоники.

Пялов К.Н. «Диссипация энергии звуковой волны в акустическом пограничном слое границы "жидкость–твердое тело"» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S1, с. 83-91 (2023)

нализ проводится на примере границы раздела «вода–сталь». Протекание диссипативных процессов в акустическом пограничном слое (АПС) сопровождается поглощением энергии звуковой волны, величина которого пропорциональна коэффициенту поглощения D. Показано, что с ростом частоты волны значения D увеличиваются. Диссипация энергии в АПС заметно проявляется при углах падения волны θ≥θ_fr, где θ_fr – угол полного внутреннего отражения. При θ≥θ_fr величина D растет по мере увеличения θ и достигает максимума D_m. Замена воды любой неорганической жидкостью приводит к возрастанию коэффициента поглощения D в 2–4 раза. Величина тепловыделения в АПС зависит от соотношения физических параметров твердого металлического тела и контактирующей с его поверхностью жидкости.

Пятакович В.А., Василенко А.М., Алексеев О.А. «Методы обнаружения объектов и обработки гидроакустических сигналов» Морской сборник, № 5, с. 78-81 (2023)

Рассмотрены обстоятельства, обусловившие необходимость разработки нового метода, основанного на подсветке среды сигналами низкой звуковой частоты, обеспечивающего обнаружение объектов на дальних дистанциях. Согласно результатам испытаний, закономерности нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования сигналов, лежащие в основе метода, повышают полезную информативность принимаемых сигналов и обеспечивают обнаружение объектов в морской среде. Извлечение из гидроакустических сигналов признаков обнаруженного объекта определяет основы алгоритмизации обработки данных при решении задачи распознавания морских целей в интеллектуальных экспертных системах ВМФ.