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.

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.