Копьев В.Ф., Беляев И.В., Макашов С.Ю., Потокин Г.А., Потапов А.В., Ивантеева Л.Г., Ибрагимов М.Р., Юдин В.Г. «Наземные трековые испытания модели со сверхзвуковой скоростью движения с целью измерения звукового удара и валидации расчетных программ» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 203-204 (2023)

Звуковой удар является одним из наиболее узнаваемых видов воздействия сверхзвуковых самолетов на окружающую среду. В связи с разработкой рядом авиакомпаний проектов перспективных сверхзвуковых гражданских самолетов (СГС), ИКАО ведет работу по созданию норм по допустимому уровню звукового удара СГС. Это требует, в частности, надежных экспериментальных данных по звуковому удару для СГС различной геометрии и для различных условий полета, позволяющих оценить возможный уровень звукового удара перспективных СГС и валидировать численные методы расчета звукового удара. Одним из возможных источников таких экспериментальных данных являются наземные трековые испытания, где модель разгоняется до сверхзвуковых скоростей, а создаваемая ею сформировавшаяся волна возмущений измеряется микрофонами, расположенными в ближнем поле. В рамках данной работы была разработана методика таких наземных трековых испытаний и впервые проведены испытания для маломасштабной модели СГС со сверхзвуковой скоростью движения (М=1.16). Характеристики сформировавшейся волны возмущений под килем модели СГС измерялись с помощью 3 датчиков РСВ 112А22 (чувствительность 14.5 мВ/кПа, максимальное давление 3450 кПа, частотный диапазон – от 0.5 Гц), расположенных на расстоянии 1.5 м, 2.5 м и 3.5 м от траектории движения модели СГС. Было выполнено сравнение измеренных экспериментальных данных с результатами численного моделирования обтекания модели СГС на основе решения системы уравнений Эйлера на блочноструктурированной гексагональной сетке размером 281.5 млн. ячеек. Получено, что расчетные и экспериментальные значения максимального перепада избыточного давления в головной ударной волне модели СГС качественно и количественно совпадают. Сделан вывод о возможности использования разработанной методики испытаний для более высоких сверхзвуковых скоростей движения моделей СГС.

Иваненко О.А., Фильштинский Л.А. «К теории регулярных кусочно-однородных структур с пьезокерамической матрицей» Прикладная математика и механика, 50, № 1, с. 128-135 (1986)

Махутов Н.А., Матвиенко Ю.Г., Иванов В.И., Васильев И.Е., Чернов Д.В. «Исследование процесса растяжения армирующих волокон и однонаправленного ламината до разрушения с применением акустической эмиссии» Приборы и техника эксперимента, № 2, с. 109-117 (2022)

Проведены испытания по растяжению армирующих волокон композитных материалов и образцов однонаправленного ламината до разрушения с применением акустико-эмиссионной диагностики. Полученные результаты использованы для установления соответствия между разрушениями в структуре полимерного композитного материала на микро-, мезо- и макромасштабном уровнях и регистрируемыми при этом импульсами акустической эмиссии (АЭ), их энергетическими и временными параметрами. Установление таких феноменологических зависимостей дает возможность проводить селекцию регистрируемых импульсов АЭ, объединяя их в энергетические кластеры нижнего, среднего и верхнего уровней соответственно для микро-, мезо- и макромасштабных разрушений в структуре композитного материала. Контролируя в процессе нагружения изделия перераспределение весового содержания (W_i) импульсов АЭ в энергетических кластерах, суммарный уровень которых составляет 100%, осуществляют мониторинг накопления повреждений в структуре пакета полимерного композитного материала на разных масштабных уровнях, оценивая остаточную прочность конструкции путем сопоставления текущих значений параметров W_i с пороговыми [W_i], регистрируемыми при разрушении материала.

Саванов И.С., Дмитриенко Е.С., Карпов С.В., Ляпсина Н.В., Бескин Г.М., Бирюков А.В., Гутаев А.Г., Иванов Е.А., Перков А.В., Сасюк В.В. «HD 4915: звезда перед началом Маундеровского минимума активности» Астрофизический бюллетень, 78, № 2, с. 201-207 (2023)

По имеющимся фотометрическим данным, охватывающим почти 8000 суток (21.9 лет) наблюдений яркого G5 V карлика, звезды солнечного типа HD 4915, нами проведено изучение проявлений ее активности, вероятно переходящей в состояние, аналогичное минимуму Маундера. Для оценки длительности возможных циклов активности звезды использованы три независимых набора данных. Получены свидетельства изменения блеска HD 4915, в том числе и на интервале, во время которого имело место уменьшение переменности ее хромосферной активности. На основе построенного спектра мощности для блеска объекта можно предположить существование возможных циклов порядка 1640 и 630 суток (4.5 и 1.7 лет), которые могут быть сопоставлены с оценкой цикла хромосферной активности в 4–4.2 года, существенно меньшей длительности цикла магнитной активности Солнца, что является отличительной особенностью HD 4915. По фотометрическим наблюдениям звезды из обзора Kamogata Wide-field Survey, включая данные измерений после 2018 г., когда она могла бы входить в фазу активности, аналогичную минимуму Маундера, получены указания на возможные циклы в 450, 1260 и 2000 суток (1.23, 3.5 и 5.5 лет) и сделан вывод о присутствии циклических изменений блеска при нахождении HD 4915 в этом предполагаемом состоянии пониженной активности. Проведено обсуждение вероятной оценки периода вращения звезды. Рассмотрены имеющиеся в архиве TESS данные для HD 4915 в четырех сетах наблюдений и установлено, что они не пригодны для определения периода ее вращения.

Вишняков А.Н., Потапов А.В., Горчаков С.Е., Гаврилова С.А., Иванов Е.В. «Лабораторная барокамера с системой имитации звукового удара для изучения его воздействия на физиологические параметры мелких животных» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 249-250 (2023)

В рамках реализации программы создания и развития научного центра мирового уровня «Сверхзвук» на 2020–2025 годы при финансовой поддержке Минобрнауки России (соглашение от 17.05.2022 года № 075-15-2022-1023) в том числе необходимо обеспечить формирование требований к обосновывающим данным для регулирующих международных и национальных органов по нормированию звукового удара. Для исполнения программы создается комплекс лабораторных исследований отклика человека (зданий и сооружений) на воздействие звукового удара. Изучение особенностей воздействия звукового удара на человека производится в специальных барокамерах, где имитируется эпюра звукового давления, соответствующая тому или иному заданному профилю N или U волны. С технической точки зрения необходимо обеспечить синхронную работу подсистемы генерации звукового удара, подсистемы измерения звукового удара и подсистемы управления. Подсистема управления должна осуществлять управление генератором сигналов с использованием пошаговой коррекции на основе данных измерительной подсистемы так, чтобы обеспечивалась заданная форма акустического сигнала в контрольной точке камеры давления с точностью пиковых значений в пределах ±1 дБ. Для отработки принципов работы, технических решений и методов контроля физиологических параметров целесообразно провести предварительный этап работ на, так называемом, демонстраторе системы имитации звукового удар, с возможностью размещения в барокамере мелких животных. Корпус барокамеры выполнен из прочного пластика и состоит из двух сочленяемых объемов каждый порядка 300 литров. Подсистема генерации звукового удара обеспечивает воспроизведение импульсов длительностью от 0,07 до 0,3 секунды с избыточным давлением эпюр от –100 до 100 Па. Для обеспечения скорости нарастания не менее 20 Па/мс потребовалось создание специального актюатора объемной скорости.

Иванов М.А., Шуруп А.С. «Оценка скорости звука в газонасыщенных осадках по данным с векторного приемника» Сборник трудов XXXIV Всероссийской школы-семинара «Волновые явления: физика и применения» имени А.П. Сухорукова («Волны-2023»). 28 мая – 02 июня 2023 г., с. 16-17 (2023)

Гусева Е.Н., Иванов М.А. «Пространственные и генетические соотношения корон, лопастных равнин и рифтовых зон Венеры» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 57, № 2, с. 113-123 (2023)

По результатам фотогеологического и стратиграфического анализа корон Венеры, мы установили, что: (1) поздние проявления вулканической активности на Венере, лопастные равнины, слабо связаны с формированием корон. Малое количество корон – источников лопастных равнин (∼17% всей популяции корон) – говорит о том, что вулканическая активность корон угасла, в основном, в до-Атлийское время. Таким образом, короны, с которыми связаны проявления позднего вулканизма в виде лопастных равнин, – это либо долгоживущие вулканотектонические комплексы, либо структуры завершающих фаз вулканической активности, их местоположение отмечает регионы длительного вулканизма; (2) малое количество корон, образованных рифтовыми структурами (∼14% всей популяции), говорит о том, что рифтогенез в Атлийский период не приводил к массовому формированию корон. Основная часть корон Венеры, вероятно, была сформирована в Фортунийский–Гиневрийский периоды геологической истории Венеры. Резкое уменьшение количества корон, образованных в Атлийский период, может быть связано с увеличением мощности литосферы и усилением ее роли как реологического барьера. Ключевые слова: Венера, короны, пространственное распределение, топографические особенности, стратиграфический анализ, рифтовые зоны, лопастные равнины, рифтогенез, вулканизм, эндогенная активность

Красильников А.С., Красильников С.С., Иванов М.А., Хэд Дж.У. «Оценка мощности выбросов из ударных кратеров в южном полярном регионе Луны» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 57, № 2, с. 124-135 (2023)

Представлены результаты модельных расчетов вариаций мощности выбросов ударных кратеров в южном полярном регионе Луны от южного полюса до 70° ю.ш. для кратеров нектарианского, имбрийского, эратосфенского и коперниковского возрастов. В работе не рассматриваются кратеры донектарианского возраста, так как границы их выбросов часто скрыты более молодыми отложениями. Для оценки мощности были выбраны модели Housen, Sharpton и Fassett. Первая применялась для кратеров крупнее 45 км в диаметре, вторая для кратеров меньшего размера (от 3 до 45 км), третья использовалась применительно к бассейну моря Восточного. При оценке мощности учитывался фактор смешения выбросов с подстилающим реголитом (фактор μ). В результате исследования были построены карты мощностей выбросов для южного полярного региона Луны. Они предоставляют возможность количественно оценить вклад ударных событий разного возраста в формировании полярного реголита и, соответственно, определять доминирующий источник (источники) вещества в той или иной области, в частности, в предполагаемых местах посадок спускаемых аппаратов. Ключевые слова: Луна, южный полюс, мощность отложений, вторичные кратеры, выбросы, Луна-25

Иванов М.П., Родионов А.А., Леонова Л.Е., Гришина Т.В., Римская-Корсакова Л.К. «Провокация вербального взаимодействия дельфинов по гидроакустическому каналу на основе когнитивной эмпатии» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 16, № 2, с. 89-110 (2023)

Провокация гидроакустического коммуникационного взаимодействия дельфинов Tursiops truncatus на основе когнитивной эмпатии показала, что они в процессе «диалога» используют пакеты ультракоротких импульсов. Длительность пакетов варьирует от 40 до 3000 мс с модуляцией интервала между ультракороткими импульсами от ∼1 до ∼120 мс и паузами между пакетами. Рисунок модуляции интервалов структурирован с использованием различных законов модуляции. Сигналы коммуникации получены в эксперименте при участии трех животных, знающих основную задачу – последовательное акустическое дифференцирование двух предметных стимулов. Стимулом гидроакустического взаимодействия служит разрешение неопределенности при обучении респондента обратной задаче дифференцирования. Это порождает у наблюдателей эмоциональную эмпатию и провоцирует вокализацию между особями. Проведен подробный анализ двигательных поведенческих и акустических актов. Рассмотрены достоинства и недостатки представленной методики запуска процесса когнитивной эмпатии, которая и приводит к провокации гидроакустического взаимодействия между особями. В рассматриваемой методике эхолокационные и коммуникационные сигналы разнесены во времени и пространстве, что позволяет их однозначно идентифицировать.

Иванов О.О., Ашуров Д.А., Веденеев В.В., Гареев Л.Р. «Исследование механизмов развития возмущений в затопленной струе» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 164-165 (2023)

В сдвиговых течениях наряду с классическим сценарием перехода к турбулентности, при котором в потоке на линейной стадии развития наблюдается экспоненциально нарастающее возмущение, существует другой тип неустойчивости – немодальный, или алгебраический. В пограничных слоях эти оба типа неустойчивости хорошо изучены, однако в затопленных струях практически не были изучены из-за малости ламинарного участка, в котором профиль изменяется слабо. Создание специальной установки, формирующей струю большого диаметра D=0.12 м с длинным ламинарным участком (∼5.5D), дало возможность отследить эволюцию вносимых возмущений и подробно изучить различные механизмы, соответствующие упомянутым неустойчивостям.

Топоренский А.В., Степанян И.В., Иванов Р.В. «Как выглядит Хаббловский поток в анизотропной Вселенной?» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 78, № 4, с. 2340801 (2023)

Используя формулы для распространения света, красного смещения и фотометрического расстояния в анизотропной плоской Вселенной типа Бианки I мы строим картину Хаббловского потока, которую видел бы гипотетический наблюдатель в анизотропной Вселенной. Используемый алгоритм при небольшой модификации может быть использован для более сложных визуализаций неба с точки зрения наблюдателя, находящегося в сильном гравитационом поле.

Будников А.А., Иванова И.Н., Хурчак А.И., Малахова Т.В. «Мониторинг пузырьковых метановых газовыделений и гидрологических параметров в бухте Ласпи (Крым)» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 78, № 4, с. 2340901 (2023)

Работа посвящена исследованиям временной изменчивости активности мелководных метановых сипов в прибрежной области бухты Ласпи и высокочастотному мониторингу суточной динамики гидрологических параметров в этом районе. В работе представлены результаты, полученные в летние месяцы 2016, 2018–2021 гг. и в начале февраля 2023 года. При помощи пассивного акустического метода показано, что интенсивность и периодичность испускания пузырькового газа отдельными точечными источниками может варьировать в течение суток и от сезона к сезону. Получено, что над действующей площадкой сипов наблюдается пониженное содержание растворенного кислорода и его насыщенность по сравнению с удаленной (фоновой) площадкой. Отмечены моменты резкого снижения содержания кислорода, не сопровождающиеся изменением температуры и других гидрологических параметров.

Копьев В.Ф., Беляев И.В., Макашов С.Ю., Потокин Г.А., Потапов А.В., Ивантеева Л.Г., Ибрагимов М.Р., Юдин В.Г. «Наземные трековые испытания модели со сверхзвуковой скоростью движения с целью измерения звукового удара и валидации расчетных программ» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 203-204 (2023)

Звуковой удар является одним из наиболее узнаваемых видов воздействия сверхзвуковых самолетов на окружающую среду. В связи с разработкой рядом авиакомпаний проектов перспективных сверхзвуковых гражданских самолетов (СГС), ИКАО ведет работу по созданию норм по допустимому уровню звукового удара СГС. Это требует, в частности, надежных экспериментальных данных по звуковому удару для СГС различной геометрии и для различных условий полета, позволяющих оценить возможный уровень звукового удара перспективных СГС и валидировать численные методы расчета звукового удара. Одним из возможных источников таких экспериментальных данных являются наземные трековые испытания, где модель разгоняется до сверхзвуковых скоростей, а создаваемая ею сформировавшаяся волна возмущений измеряется микрофонами, расположенными в ближнем поле. В рамках данной работы была разработана методика таких наземных трековых испытаний и впервые проведены испытания для маломасштабной модели СГС со сверхзвуковой скоростью движения (М=1.16). Характеристики сформировавшейся волны возмущений под килем модели СГС измерялись с помощью 3 датчиков РСВ 112А22 (чувствительность 14.5 мВ/кПа, максимальное давление 3450 кПа, частотный диапазон – от 0.5 Гц), расположенных на расстоянии 1.5 м, 2.5 м и 3.5 м от траектории движения модели СГС. Было выполнено сравнение измеренных экспериментальных данных с результатами численного моделирования обтекания модели СГС на основе решения системы уравнений Эйлера на блочноструктурированной гексагональной сетке размером 281.5 млн. ячеек. Получено, что расчетные и экспериментальные значения максимального перепада избыточного давления в головной ударной волне модели СГС качественно и количественно совпадают. Сделан вывод о возможности использования разработанной методики испытаний для более высоких сверхзвуковых скоростей движения моделей СГС.

Абдрашитов Р.Г., Попов О.Ю., Иванушкин Е.А., Андреев М.И. «Оценка сходимости результатов математического моделирования акустического нагружения каверны на основе применения ПО ЛОГОС с физическими экспериментами.» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 284-285 (2023)

Возросшие возможности вычислительной техники позволяют получить данные численного эксперимента с высокой степенью достоверности результата, что открывает потенциал использования компьютерных математических моделей для сокращения натурных физических экспериментов. С этой целью в ОКБ Сухого для перспективного ЛА проводится работа по созданию компьютерных математических моделей – виртуальных аналогов физических лётных образцов. При этом для получения достоверности результатов необходимо провести валидацию мат. моделей на ранее полученных данных физических экспериментов, трубных и лётных, на физических моделях и самолетах аналогах. Для решения этой задачи в ОКБ Сухого совместно с РФЯЦ, была организована работа по численному моделированию и расчёту на СуперЭВМ в ПО ЛОГОС и оценке сходимости полученных данных с данными физических экспериментов. Верификация программного кода ПО ЛОГОС была выполнена ранее – в 2011–2012 году и показала пригодность заложенных в ПО ЛОГОС математических алгоритмов для решения широкого класса задач, в том числе в области получения аэроакустических нагрузок. В части аэроакустики грузовых отсеков для проведения валидации были разработаны 3D компьютерные модели трубной физической модели А- по которой имелась широкая база экспериментальных данных, полученных в ходе работ в ЦНИИ машиностроения.

Абдрашитов Р.Г., Иванушкин Е.А. «Математическое моделирование истечения воздуха из баллона посадочной опоры ЛА» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 299-300 (2023)

Одним из способов посадки легкого беспилотного летательного аппарата (БПЛА) является посадка с помощью парашютной системы (ПС), которая обеспечивает приземление объекта с допустимой, по условиям безопасности БПЛА, вертикальной скоростью v_y. В момент касания БПЛА с землей ПС отсоединяется от объекта. Гашение вертикальной скорости v_y до нулевого значения осуществляется баллоном (рис 1), который наполняется воздухом перед контактом с землей. Для предотвращения отскока объекта от земли в конструкции баллона предусматривается отверстие, которое остается закрытым, до тех пор, пока давление в баллоне не достигнет определенного допустимого значения p_доп. При превышении допустимого давления срабатывает клапан и сжатый воздух через отверстие истекает из баллона, смягчая его реакцию на посадочный удар. В ходе данной работы было промоделировано истечение газа из конечного объема высокого давления при помощи численной модели турбулентности модифицированая SA в программно-расчетном комплексе ЛОГОС. В качестве модели газа в расчете использовался идеальный газ. Пристеночная функция в расчетах выбрана Lowy+. Количество узлов: 570 945. Количество граней: 1 633 785. Количество ячеек: 531 015. Также было промоделировано истечение газа при помощи аналитической модели термодинамического истечения газа, проведены копровые сбросы. Результаты показывают высокую сходимость. Что допускает возможность рассматривать процессы истечения газа без использования ресурсоемких численных моделей для инженерной оценки основных параметров газового потока.

Хилько Г.Л., Иванцов А.О., Любимова Т.П. «О вибрационной неустойчивости Кельвина–Гельмгольца для жидкостей сравнимых вязкостей» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 3, с. 60-68 (2023)

Рассматривается поведение двумерной системы несмешивающихся несжимаемых вязких жидкостей, помещенных в замкнутый прямоугольный сосуд, при горизонтальных гармонических высокочастотных вибрациях. В этой системе под действием пульсационных движений жидкости возможно развитие неустойчивости Кельвина–Гельмгольца, приводящей к образованию на поверхности раздела квазистационарного рельефа в виде застывшей волны. В работе проведено прямое численное моделирование формирования рельефа с использованием программного пакета ANSYS Fluent и исследовано влияние соотношения вязкостей на параметры застывшей волны и генерируемые ей вблизи поверхности раздела течения. Построены зависимости характеристик волнового рельефа от надкритичности, частоты вибраций для различных соотношений вязкостей жидкостей. В результате сравнения полученных численных результатов с аналитической теорией для идеальной жидкости получено хорошее согласие для случая вибрационного воздействия высокой частоты. Для более низких частот наблюдаемая длина волны волнового рельефа оказывается заметно больше теоретических значений. Для высоких частот вибраций с ростом надкритичности длина волны растет монотонно, в то время как для низких частот она монотонно уменьшается. Высота рельефа растет по мере увеличения интенсивности вибрационного воздействия, при значительной надкритичности она превышает теоретические значения, полученные в приближении идеальной жидкости. Показан возможный разворот вихрей осредненных течений, генерируемых вибрациями вблизи поверхности раздела, при уменьшении вязкости верхней жидкости. При этом течения в верхней и нижней жидкостях оказываются направлены в противоположные стороны и происходит заметное уменьшение интенсивности генерации средних течений вблизи поверхности раздела. Ключевые слова: застывшая волна; вибрационная неустойчивость Кельвина Гельмгольца; квазистационарный рельеф

Ивлев Д.Д., Романов А.В. «Об обобщении решения Прандтля в сферических координатах» Прикладная математика и механика, 46, № 5, с. 869-871 (1982)

Абалакин И.В., Бобков В.Г., Ивчин В.А., Козубская Т.К. «Численное моделирование акустики дальнего поля винтов вертолета МИ-26» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 30-31 (2023)

Представлены результаты моделирования турбулентного течения вблизи несущего и рулевого винтов вертолета Ми-26 с применением численной методики, разработанной авторами ранее. Целью проведенных расчетов является исследование акустических характеристик этих винтов в дальнем поле.

Игнатьев А.О. «Об устойчивости положения равновесия колебательных систем с переменными коэффициентами» Прикладная математика и механика, 46, № 1, с. 167-168 (1982)

Бек М.А., Игнатьев В.С., Козлов А.А., Кокорин В.В., Кудрин О.И., Пульхрова И.Г., Мацкевич Г.В., Мироненко С.А., Шарафутдинов Р.Б. «Удаление радиоактивных отходов атомных электростанций в дальний космос» Вестник Московского авиационного института, № 1, с. 76-82 (1994)

Шакун А.В., Засова Л.В., Горинов Д.А., Хатунцев И.В., Игнатьев Н.И., Пацаева М.В., Тюрин А.В. «Свечение молекулярного кислорода O₂ (a¹Δ_g) в полосе 1.27 мкм и динамика верхней мезосферы на ночной стороне Венеры» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 57, № 3, с. 209-224 (2023)

Работа посвящена изучению распределения ночного свечения кислорода O₂ (a¹Δ_g) в полосе 1.27 мкм с целью изучения динамики атмосферы. При расчетах исключались факторы, которые могли искажать результат: тепловое излучение нижней атмосферы, отражение от облаков. Показано, что отклонение от SS-AS циркуляции, проявляющееся в смещении области, где сходятся потоки с дневной стороны от терминаторов, и где в нисходящем потоке кислород рекомбинирует и высвечивает, смещено от противосолнечной точки к 22–23 ч. Такое смещение – проявление влияния солнечного термического прилива на атмосферу на ночной стороне Венеры. Сделаны выводы о характере динамики в области верхней мезосферы Венеры. Ключевые слова: Венера, атмосфера Венеры, инфракрасная спектроскопия, свечение кислорода, циркуляция атмосферы Венеры

Власов П.В., Игнатьев Н.И., Кораблев О.И., Федорова А.А., Григорьев А.В., Пацаев Д.В., Маслов И.А., Шакун А.В., Герле С., Грасси Д., Засова Л.В. «Термическое зондирование атмосферы Марса при помощи фурье-спектрометра ACS TIRVIM на борту КА ExoMars TGO: метод решения обратной задачи» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 57, № 6, с. 503-520 (2023)

Представлен метод решения обратной задачи термического зондирования по калиброванным данным эксперимента ACS TIRVIM на борту КА ExoMars Trace Gas Orbiter. Фурье-спектрометр TIRVIM диапазона 1.7–17 мкм в составе приборного комплекса ACS на борту ExoMars TGO работает в надирном режиме и в режиме солнечных затмений на орбите вокруг Марса. Основной научной задачей TIRVIM в надирном режиме наблюдений является постоянный мониторинг тепловой структуры марсианской атмосферы и общего содержания аэрозолей и водяного пара по измерениям в диапазоне 5–16.7 мкм (600–2000 см^–1). Для обработки надирных измерений TIRVIM был разработан алгоритм, позволяющий восстановить вертикальный температурный профиль от поверхности до 60 км, температуру поверхности и общее содержание пыли и водяного льда в атмосфере по полученному TIRVIM спектру в диапазоне 600–1250 см^–1, а также общее содержание водяного пара по измерениям в диапазоне 1250–1830 см^–1. Метод обработки широко использует наработки предыдущих похожих экспериментов с учетом особенностей спектров TIRVIM. Разработанным методом было обработано 2.28·10⁶ спектров, полученных TIRVIM в надир регулярными измерениями, для которых была восстановлена тепловая структура до 60 км высоты и содержание аэрозолей в атмосфере, а также дополнительно получено и обработано 2.3·10⁵ специально усредненных спектров TIRVIM, для которых проведено восстановление общего содержания водяного пара в атмосфере Марса.

Крючков А.Н., Сафин А.И., Ермилов М.А., Видяскина А.Н., Иголкин А.А., Шахматов Е.В. «Модальный анализ солнечной панели космического аппарата» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 22, № 3, с. 36-46 (2023)

Актуальность исследования собственных форм механических колебаний выносных элементов космических аппаратов обусловлена проблемой потери их управляемости вследствие сбоев в работе бортовых систем навигации и управления. В качестве предмета исследования рассмотрена солнечная панель космического аппарата, представляющая собой каркас с закреплёнными на нём модулями с фотоэлементами. При этом объектом исследования являются механические колебания такой панели как податливой многомассовой конструкции. В статье проведён модальный анализ для определения собственных частот и форм колебаний солнечной панели космического аппарата. В рамках такого анализа разработана конечно-элементная модель солнечной панели, на основе которой выполнен модальный расчёт конструкции. Для верификации и уточнения модели создана установка для проведения полноразмерных испытаний изделия. По результатам экспериментальных исследований произведено уточнение модели, позволившее получить расхождение результатов не более 2,5 Гц.

Иконникова Н.П., Бурлак М.А., Додин А.В., Белинский А.А., Татарников А.М., Масленникова Н.А., Желтоухов С.Г., Атапин К.Е. «Post-AGB объект IRAS 07253-2001: пульсации, долговременная переменность блеска и спектральные особенности» Астрофизический бюллетень, 78, № 3, с. 363-379 (2023)

Наблюдения и всестороннее изучение как можно большего числа звезд промежуточных начальных масс, находящихся на поздних стадиях эволюции, в частности после прохождения ими стадии асимптотической ветви гигантов (AGB), крайне важны для выявления общих свойств звезд этого класса, а также для обнаружения среди них двойных объектов. Целью данной работы является исследование фотометрических и спектральных особенностей малоизученного кандидата в postAGB звезды, инфракрасного (ИК) источника IRAS 07253–2001. В работе представлены новые данные многоцветной UBV R_C I_C Y JHK фотометрии, полученные на телескопах Кавказской горной обсерватории, и анализ наблюдений из автоматизированного обзора всего неба для поиска сверхновых (All Sky Automated Survey for SuperNovae – ASAS-SN) этого объекта. Сообщается об обнаружении периодической мультичастотной переменности блеска звезды, вызванной пульсациями. Суперпозиция колебаний с основным периодом около 73 суток и близкими к нему – 68 и 70 суток – приводит к вариациям блеска с переменной амплитудой. Выделен также долговременный синусоидальный тренд блеска с периодом около 1800 суток. Мы предполагаем, что найденный период является орбитальным, а IRAS 07253–2001 представляет собой двойную систему. По спектральным данным низкого разрешения, полученным на 2.5-м телескопе Кавказской горной обсерватории в 2020 г. и 2023 г. в диапазоне длин волн 3500–7500 Å, проведено отождествление спектральных линий и создан спектральный атлас. В спектре обнаружены запрещенные эмиссионные линии [N II], [Ni II] и [S II], происхождение которых обсуждается. Линия Hα имеет переменную двухпиковую эмиссионную компоненту. Получены предварительные оценки параметров звезды, и обнаружена переменность лучевой скорости с амплитудой около 30 км^–1.

Бусарев В.В., Петрова Е.В., Щербина М.П., Кузнецов С.Ю., Бурлак М.А., Иконникова Н.П., Савелова А.А., Белинский А.А. «Поиск признаков сублимационно-пылевой активности астероидов примитивных типов вблизи перигелия» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 57, № 5, с. 439-457 (2023)

С декабря 2021 г. по февраль 2022 г. в Кавказской горной обсерватории (КГО) ГАИШ МГУ на 0.6-метровом полуавтоматическом телескопе RC600 проведена UBVRI-фотометрия доступных для наблюдений 29 астероидов Главного пояса примитивных типов, находившихся вблизи перигелийных расстояний. Наблюдения, обработка и анализ этих данных проводились с целью поиска предполагаемой сублимационно-пылевой активности астероидов при максимальных подсолнечных температурах. В число решаемых задач входило также сравнение физических и динамических параметров активных и неактивных астероидов. Основным результатом является обнаружение значительных спектральных признаков квазиодновременной сублимационно-пылевой активности шести астероидов примитивных типов Главного пояса – 145 Адеоны, 302 Клариссы, 322 Фео, 435 Эллы, 690 Вратиславии и 779 Нины (у 302 Клариссы, 322 Фео, 435 Эллы, 690 Вратиславии – впервые), что составляет ∼21% от общего числа тел, включенных в данную наблюдательную программу. Вероятные спектральные проявления активности с меньшей интенсивностью были впервые обнаружены еще у пяти астероидов: 424 Грации, 751 Фаины, 762 Пулковой, 778 Теобальды и 859 Бузареа. Сублимационно-пылевая активность 145 Адеоны и 779 Нины вблизи перигелия нами зарегистрирована уже в третий раз на протяжении последних 10 лет, что соответствует примерно трем периодам обращения этих астероидов вокруг Солнца. Рассматриваются причины наличия астероидных семейств у пяти из перечисленных астероидов. Обсуждаются общие процессы и условия, которые могли и/или могут влиять на относительное количество объектов с квазиодновременной сублимационно-пылевой активностью среди астероидов примитивных типов. Ключевые слова: астероиды, UBVRI-фотометрия, химико-минеральный состав вещества, льды Н₂О и СО₂, сублимационно-пылевая активность

Уголькова Л.С., Пширков М.С., Горанский В.П., Иконникова Н.П., Сафонов Б.С., Татарников А.М., Шимановская Е.В., Бурлак М.А., Афонина М.Д. «Исследование вспышечной активности BL LAC в период июль – ноябрь 2021 г.» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 49, № 5, с. 308-321 (2023)

DOI: 10.31857/S0320010823050078

Барсукова Е.А., Буренков А.Н., Горанский В.П., Жариков С.В., Илиев Л., Мансет Н., Метлова Н.В., Мирошниченко А.С., Моисеева А.В., Недялков П.Л., Семенко Е.А., Стоянов К., Якунин И.А. «B[e]-звезда CI Жирафа в оптическом диапазоне» Астрофизический бюллетень, 78, № 1, с. 1-26 (2023)

Представлены результаты фотометрических и спектральных наблюдений CI Cam в течение 24 лет после вспышки 1998 года. За это время мы обнаружили компонент системы, излучающий в эмиссии He II 4686 Å, находящийся на эллиптической орбите с периодом 19.407^»d и с эксцентриситетом в пределах 0.44–0.49. С этим же периодом наблюдаются изменения оптического блеска со средней амплитудой 0.04^m. Полная амплитуда изменения лучевой скорости линии He II 4686 Å в среднем составляет 380 км с^–1. Эквивалентная ширина линии переменна на шкале времени десятки минут, а также с орбитальным периодом. Максимальные эквивалентные ширины линии He II наблюдаются при прохождении спутником нисходящего узла орбиты. Интенсивность эмиссии He II 4686 Å постепенно увеличивается со временем. В спектроскопии высокого разрешения обнаружено медленное, на шкале десятков лет, изменение лучевой скорости эмиссионных линий железа и запрещенной линии азота, формирующихся в околозвездной туманности. В-звезда оказалась пульсирующей переменной. В период 2005–2009 г. пульсации были мультипериодическими с доминирующими периодами 0.5223^»d, 0.41539^»d и 0.26630^»d. С 2012 г. В-звезда пульсирует в единственной моде с переменным периодом в пределах 0.403–0.408^»d, который меняется в зависимости от светимости звезды. Мы идентифицировали пульсации 2005–2009 г. как резонанс радиальных мод, а остаточную стабильную моду пульсаций как первый обертон. Пульсации когерентны в шкале нескольких месяцев, их средние амплитуды составляют 0.02–0.04^»m. На основе пульсационных данных получены ограничения на спектральный класс главного компонента B0–B2 III, на расстояние до звезды 2.5–4.5 кпк и абсолютную звездную величину M_V от –3.7 до –4.9^»m. Классификация главного компонента CI Cam как сверхгиганта класса sgB[e] полностью исключается при наблюдаемых периодах его пульсаций. CI Cam может быть системой в стадии после первого переноса массы и относиться к группе объектов с B[e]-феноменом типа FS CMa.

Ильин А.С., Копьев А.В., Сирота В.А., Зыбин К.П. «Интегралы движения лагранжевой турбулентности» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 170 (2023)

Стохастические интегралы движения – полезный и информативный способ описания и исследования систем, далёких от равновесия, каковыми являются турбулентные потоки. Эволюция материальных («вмороженных» в поток) линий и поверхностей представляет интерес для теории турбулентного транспорта, в том числе в задачах магнитогидродинамики; её изучение также важно для понимания геометрической картины турбулентного перемешивания. Мы рассматриваем «вмороженные» в поток элементы длины, площади, объёма в стационарных изотропных стохастических потоках и исследуем эволюцию их статистических свойств на больших промежутках времени. Обнаружено семейство стохастических интегралов движения, связанных с этими геометрическими объектами. Ранее был известен только один из них. Эти интегралы движения являются универсальными в том смысле, что их явный вид не зависит от статистики поля скорости.

Копьев А.В., Ильин А.С., Сирота В.А., Зыбин К.П. «Турбулентное перемешивание в изотропных потоках» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 171 (2023)

Уравнение транспорта магнитного поля в среде, проводящей ток, аналогично уравнению Гельмгольца динамики завихренности в непроводящей жидкости. Однако магнитное поле и скорость не связаны функционально, поэтому при достаточно малых величинах магнитное поле можно считать пассивным вектором, что упрощает математический анализ. Тем не менее, аналогия между двумя уравнениями позволяет использовать полученные результаты в задачах изучения генерации завихренности. Нами рассматривается задача о переносе пассивного вектора развитым турбулентным потоком. В различных режимах эта система может приводить как к продуцированию среднего значения квадрата пассивного вектора (эффект динамо), так и к отсутствию такого эффекта. Показано, что негауссовость и неравновесность турбулентной статистики скорости оказывает сильный антидинамо эффект

Ильин Г.Н., Быков В.Ю. «Уточнение параметров алгоритма расчёта тропосферной задержки по данным локального радиозондирования атмосферы» Труды Института прикладной астрономии РАН № 63, с. 8-16 (2022)

Расчет влажностной тропосферной задержки (ВТЗ) по данным дистанционного радиозондирования атмосферы основан на измерениях радиояркостной температуры излучения атмосферы (РЯТ), полученных с помощью радиометра водяного пара (РВП). Точность расчёта ВТЗ определяется двумя основными факторами: точностью измерения радиояркостной температуры атмосферы и точностью моделей ряда параметров алгоритма пересчёта РЯТ в соответствующие значения ВТЗ. К таким параметрам, например, относится эффективная температура атмосферы, взвешенная по коэффициенту поглощения радиосигнала в атмосфере, компонента оптической толщины атмосферы, связанная с поглощением в молекулярном кислороде, величина, отражающая отношение поглощения в водяном паре на частотах РВП и другие. Подробности алгоритма расчёта ВТЗ приведены в литературных ссылках. Модель расчёта параметров алгоритма основана на данных радиозондовых измерений вертикальных профилей метеопараметров. С целью уточнения параметров алгоритма вполне логичным представляется схема расчёта, основанная на данных станций радиозондирования, расположенных вблизи мест дислокации РВП. Современная спектральная теория поглощения радиосигналов в атмосферных газах, используемая при обработке многолетнего массива радиозондовых профилей метеопараметров, позволяет получить наиболее точные значения поглощения радиосигнала в кислороде и водяном паре и другие необходимые для вычисления ВТЗ величины. На основе данных радиозондирования возможно построить регрессионную модель, учитывающую сезонные колебания расчётных величин в зависимости от приземной температуры и давления. Таким образом, параметры алгоритма привязываются к определённому географическому месту размещения аппаратуры РВП и соответствующим данному месту климатическим условиям. В настоящей работе представлены результаты расчёта ряда параметров алгоритма вычисления ВТЗ. Расчет параметров алгоритма производился на основе данных станций аэрологического зондирования атмосферы, расположенных, в том числе, в районах размещения обсерваторий РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». Оценка параметров алгоритма проведена на основе анализа данных измерений радиозондовых станций за период с 2019 по 2021 гг. В результате получены уточнённые регрессионные соотношения для коэффициентов алгоритма расчёта тропосферной задержки, учитывающие климатические особенности местоположения обсерваторий. Сравнение значений ВТЗ, рассчитанных по предложенной схеме с аналогичными значениями ВТЗ международной службы IGS в обсерваториях РСДБ-комплекса «Квазар-КВО» показало совпадение абсолютных значений ВТЗ с точностью лучше 10 мм в условиях отсутствия осадков.

Гринберг М.А., Воденеев В.А., Ильин Н.В., Мареев Е.А. «О лабораторном моделировании фотосинтеза в широком диапазоне параметров электромагнитного и радиационного окружения» Астрономический журнал, 100, № 1, с. 81-88 (2023)

Дан краткий анализ проблемы исследования пределов устойчивости и механизмов адаптации живых систем к параметрам окружающей среды, изменяющимся в широком диапазоне. Основное внимание уделено анализу электромагнитного окружения и радиационного фона. Эти факторы относительно слабо меняются на современной Земле, что обусловливает их недостаточную изученность. В то же время они представляют серьезные вызовы для будущих космических миссий. Одним из основных методов исследования влияния таких факторов на живые организмы является лабораторное моделирование. Предшествующие эксперименты продемонстрировали необходимость разработки новой лабораторной установки, требования к параметрам которой представлены в настоящей работе. В целом планируемая установка будет иметь высокий потенциал для решения задач моделирования действия астро-геофизических факторов на физиологический статус живых организмов, и, в частности, активность фотосинтеза у высших растений. Реализация предлагаемой программы экспериментов по лабораторному моделированию позволит продвинуться в понимании проблем эволюции жизни, механизмов возможного влияния солнечной активности на биосферу, исследований роли биосферы в глобальных изменениях климата планет на разных временных горизонтах. Ключевые слова: ионизирующее излучение, магнитное поле, резонансы Шумана, лабораторное моделирование, фотосинтез, стрессовый сигналинг

Алексеев А.Э., Горшков Б.Г., Ильинский Д.А., Потапов В.Т., Симикин Д.Е., Таранов М.А. «Применение распределенного акустического датчика для сейсмических исследований на мелководье с помощью оптической донной косы» Приборы и техника эксперимента, № 5, с. 141-145 (2023)

Описан эксперимент по сейсмическому исследованию геологической структуры морского дна Черного моря с помощью оптического кабеля, уложенного на дно моря (на мелководье), и распределенного акустического датчика (distributed acoustic sensor, DAS). Результаты эксперимента позволяют сделать вывод о перспективности предлагаемой технологии.

Ильичев А.Т., Савин А.С., Шашков А.Ю. «Траектории жидких частиц в поле темного солитона в жидкости под ледяным покровом» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 110-120 (2023)

Рассматривается слой жидкости конечной глубины, описываемый уравнениями Эйлера. Ледяной покров моделируется геометрически нелинейной упругой пластиной Кирхгоффа–Лява. Находятся траектории частиц жидкости под ледяным покровом в поле нелинейной поверхностной бегущей волны, стремящейся к периодической волне на бесконечности: так называемого “темного солитона” (который является нелинейным продуктом боры и периодической волны) малой, но конечной, амплитуды. Присутствие темных солитонов в системе является индикатором модуляционной устойчивости несущей периодической волны (дефокусировки). Приводимый анализ использует явные асимптотические выражения для решений, описывающих волновые структуры на поверхности раздела вода-лед типа темных солитонов, а также асимптотических решений для поля скоростей в толще жидкости, генерируемого этими волнами.

Крауз В.И., Виноградов В.П., Харрасов А.М., Мялтон В.В., Митрофанов К.Н., Бескин В.С., Виноградова Ю.В., Ильичев И.В. «Влияние полоидального магнитного поля на параметры и динамику плазменного потока, генерируемого в плазмофокусном разряде, при лабораторном моделировании струйных выбросов молодых звездных объектов» Астрономический журнал, 100, № 1, с. 19-31 (2023)

Лабораторное моделирование является эффективным инструментом исследования астрофизических процессов. В работе рассмотрена схема моделирования джетов молодых звездных объектов с помощью установки плазменный фокус при наложении внешнего полоидального магнитного поля. Обсуждаются механизмы усиления полоидального магнитного поля в области формирования плазменного потока токопроводящей плазменной оболочкой при ее сжатии к оси системы вплоть до значений ∼100 кГс. Магнитозондовые измерения показали, что существенно возрастает величина компонента поля и непосредственно в плазменном потоке, при этом направление захваченного потоком поля соответствует направлению внешнего приложенного поля. Также наблюдается увеличение и тороидального компонента магнитного поля. Сделан вывод, что данный эксперимент достаточно точно моделирует процессы в молодых звездных объектах, включая вопросы аккреции и работы “центральной машины”. Ключевые слова: джеты молодых звездных объектов, лабораторное моделирование, плазменный фокус

Панков Н.С., Позаненко А.С., Минаев П.Ю., Белкин С.О., Вольнова А.А., Рева И.В., Серебрянский А.В., Кругов М.А., Нароенков С.А., Новичонок А.О., Жорниченко А.А., Румянцев В.В., Антонюк К.А., Эгамбердиев Ш.А., Бурхонов О.А., Клунко Е.В., Москвитин А.С., Молотов И.Е., Инасаридзе Р.Я. «Хроматическое послесвечение гамма-всплеска grb 200829a» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 49, № 3, с. 157-186 (2023)

DOI: 10.31857/S0320010823030051

Ипатов А.В., Ведешин Л.А. «Дистанционные, оптические и радиолокационные наблюдения за космическим пространством» Труды Института прикладной астрономии РАН № 62, с. 10-14 (2022)

Для дистанционных наблюдений за космическим пространством в СССР, США и др. странах в середине прошлого века были разработаны оптические и радиолокационные инструменты. В настоящее время в мире существуют две глобальные системы контроля космического пространства: российская и американская SPADATS, которые осуществляют наблюдения за всеми космическими объектами, в том числе за астероидами и кометами, представляющими угрозу человечеству. Российская система контроля космического пространства обеспечивает возможность слежения за всеми космическими объектами, используя показания системы раннего предупреждения о ракетном нападении, а также данные оптико-электронных средств космического мониторинга ГК «Роскосмос» и РАН. Особенно актуальным это направление стало в последнее десятилетие, в связи с засорением космического пространства фрагментами нефункционирующих космических аппаратов, образовавшимися в результате их разрушения («космическим мусором») и других космических объектов (астероидов, комет, метеоритов и др.), которые влияют на безопасность полётов искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей, орбитальных космических станций и автоматических межпланетных станций.

Панкратов И.В., Ипатов М.С. «Разработка и создание нагруженных моделей для аэроакустического эксперимента с помощью 3D-печати» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 219-220 (2023)

В практике аэроакустического эксперимента часто возникает потребность в быстрой разработке и создании экспериментальной модели, которая должна выдерживать существенные аэродинамические или инерционные нагрузки. В качестве примеров подобных моделей можно упомянуть модель обтекаемого крыла, закрылка, предкрылка, втулки винта, статора винта. Подобные модели можно изготовить из металла, композитного материала или с помощью 3D-печати. У каждого способа есть свои преимущества и недостатки. Изготовление простой детали на универсальных станках из металла применимо к относительно простым геометриям, дает возможность изготовить прочную деталь относительно быстро и недорого, но требует работы высококвалифицированного токаря или фрезеровщика универсала. Изготовление модели со сложной геометрией требует применение станка с ЧПУ по металлу. Изготовление детали из композитного материала требует изготовления матрицы, как правило, на станке ЧПУ, с последующей укладкой углепластика, стеклопластика или препрега, что в свою очередь требует работы специалиста высокой квалификации. FDM 3D-печать позволяет сократить сроки изготовления модели и существенно удешевить сам процесс. Однако модели, полученные в результате 3D-печати, существенно уступают в прочности композитным либо металлическим моделям. Особенной хрупкостью такие модели обладают между слоями напечатанной модели. В НИО-9 в настоящее время применяется два способа упрочнения деталей напечатанных на FDM 3D-принтере: армирование различными силовыми элементами (металлические стержни, композитные стержни и трубки) напечатанных моделей, применение специального 3D-принтера от компании Anisoprint для печати композита направленным непрерывным волокном. У обоих способов есть свои недостатки и преимущества, которые рассматриваются. Перспективным направлением является комбинация обоих способов. Такое решение позволяет с одной стороны использовать основное преимущество FDM-печати – скорость изготовления и низкую стоимость и вместе с тем приблизится по прочности к деталям, изготовленным их сплавов алюминия или композитным деталям.

Денисов С.Л., Остриков Н.Н., Ипатов М.С., Яковец М.А. «Влияние числа и положения микрофонов на извлечение импеданса на установках типа «Интерферометр с потоком»» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 85-87 (2023)

Установки типа «Интерферометр с потоком» являются одними из широко используемых экспериментальных стендов для исследования распространения звуковых волн в каналах, но, прежде всего, для решения задачи определения импеданса звукопоглощающих конструкций (ЗПК) как при наличии воздушного потока, так и при его отсутствии. Конструктивно установка типа «Интерферометр с потоком» представляет собой длинный канал прямоугольного или квадратного сечения с акустически жёсткими стенками, в котором распространяется звуковая волна определённой частоты и пространственного распределения (чаще всего рассматривают одномодовое распространение звука на поршневой моде), при этом в канале установки может распространяться скользящий вдоль стенок воздушный поток. В одной из стенок установки устанавливается исследуемый образец ЗПК, а на противоположной стенке заподлицо устанавливаются микрофоны, измеряющие уровни звукового давления в канале. Задача определения импеданса ЗПК опирается на решение обратной задачи о распространении звука в канале установки и использует в качестве входных данных результаты измерения уровней звукового давления, полученные с помощью микрофонов. По мере увеличения опыта проводимых исследований на установках типа «Интерферометр с потоком» было установлено, что значения импеданса, извлекаемые на различных установках различными методами для одних и тех же образцов, отличаются друг от друга. Различие зависит как от используемых методов извлечения, так и от конструктивных особенностей установок типа «Интерферометр с потоком» на которых проводятся экспериментальные исследования. Интересно отметить, что эти различия возникают как при наличии воздушного потока, так и при его отсутствии, причем наибольшие различия наблюдались на частотах настройки ЗПК. Таким образом, проблема извлечения импеданса ЗПК зависит как от используемого метода извлечения, так и от результатов измерений, который, в свою очередь зависят от конструкции установки типа «Интерферометр с потоком», числа микрофонов и их расположения в канале установки. Представлены результаты исследования влияния числа и местоположения микрофонов на извлекаемые значения импеданса на установках типа «Интерферометр с потоком» на примере однослойных ЗПК, причем извлечение импеданса проводится как при наличии спутного воздушного потока, так и при его отсутствии. Сравнительный анализ проводится для двух установок типа «Интерферометр с потоком» – установки ЦАГИ и установки NASA GFIT (Grazing Flow Impedance Tube). Данные для установки NASA GFIT были предоставлены ведущим специалистом NASA в области разработки ЗПК Майком Джонсом (Mike Jones) в рамках проекта IFAR (International Forum for Aviation Research). В качестве методов извлечения импеданса использовались метод ЦАГИ (решение линеаризованного уравнения Эйлера в двумерной и трёхмерной постановках с граничными условиями третьего рода) и методы NASA (методы Прони и метод решения конвективного волнового уравнения с граничными условиями Ингарда–Маейрса). Анализ полученных результатов показал, что использование различного числа микрофонов, располагаемых на разных стенках установки типа «Интерферометр с потоком» приводит к несколько отличным значениям импеданса, как для двумерной, так и для трёхмерной геометрии канала. Было получено, что при отсутствии потока извлечение импеданса, выполняемое с использованием двумерной и трёхмерной геометрий канала, приводит к количественно близким результатам, причем значения импеданса, полученные для установок ЦАГИ и NASA, близки друг к другу. При наличии потока наблюдается различие значений импеданса, извлеченных для двумерной и трехмерной геометрий канала. Также сравнение извлеченных значений импеданса, полученного на различных установках и различными методами при наличии воздушного потока, показало, зависимость значений действительной и мнимой частей импеданса от метода извлечения и частоты.

Ипатов М.С., Остриков Н.Н., Яковец М.А. «О влиянии дренажа на характеристики ЗПК» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 88-90 (2023)

Вентилятор авиационного двигателя является доминирующим источником шума современного магистрального самолета, и поэтому снижение шума вентилятора с помощью установки звукопоглощающих конструкций (ЗПК) в тракты авиадвигателей является одним из необходимых условий удовлетворения самолетом норм по шуму на местности. Самыми распространенными являются сотовые ЗПК резонансного типа, настроенные на глушение наиболее энергонесущих звуковых вращающихся азимутальных мод, создаваемых вентилятором в каналах. Эффективность работы ЗПК определяется точностью настройки его параметров. Насколько точно удается определить зависимость импеданса ЗПК от управляющих параметров (геометрические параметры, параметры потока, спектр и уровень звукового давления и пр.), настолько точно удается настроить параметры ЗПК на условия их работы в авиадвигателе. Определение и настройка импеданса ЗПК на максимальное звукопоглощение осуществляется на установках типа «Интерферометр нормального падения» и «Интерферометр с потоком», при этом используемые сотовые образцы ЗПК как правило имеют упрощенную структуру по сравнению с реальными панелями ЗПК на двигателях: их геометрические параметры более однородны от ячейки к ячейке, отсутствует кривизна поверхности и дренажные отверстия. Последнее упрощение может быть существенным, поскольку при наличии дренажа имеется акустическая связь между соседними ячейками, и нарушается гипотеза о локально реагирующих свойствах ЗПК. Настоящая работа посвящена экспериментальному сравнительному исследованию влияния наличия дренажных отверстий на значение импеданса звукопоглощающей конструкции при измерении его с помощью портативной импедансной трубы и на установке «Интерферометр с потоком» (ИсП).

Ипатов М.С., Остриков Н.Н. «Влияние турбулентности потока на характеристики распространения звука в канале установки «Интерферометр с потоком»» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 94-95 (2023)

В настоящее время наблюдается сильное несоответствие на установках типа «Интерферометр с потоком» при применении всех методов извлечения импеданса – значения импеданса, полученные при распространении звука по потоку, сильно отличаются от значений импеданса, полученных при распространении звука против потока. Данное рассогласование влияет на эффективность проектирования системы шумоглушения авиационного двигателя в целом, так как ЗПК работают в условиях распространения шума от источника – вентилятора против потока воздуха в воздухозаборнике и по потоку воздуха в канале наружного контура.

Яковец М.А., Ипатов М.С., Остриков Н.Н. «Экспериментальное исследование трансформации звуковых мод при распространении из цилиндрического в прямоугольный канал» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 106-108 (2023)

Доминирующим источником шума двигателей сверхзвуковых пассажирских самолетов на взлетно-посадочных режимах полета является реактивная струя, и поэтому снижение шума высокоскоростных струй составляет основную проблему снижения шума самолетов этого типа. При выполнении оценок шума на местности сверхзвуковых самолетов обычно учитывают только шум реактивных струй, полагая, что шум вентилятора двигателя, являющийся в данном случае вторым по значимости источником шума самолета, подавлен с помощью использования тех или иных традиционных способов снижения шума вентиляторов. Наиболее эффективным способом снижения шума вентилятора является установка в тракты двигателя звукопоглощающих конструкций (ЗПК). В отличие от современных двигателей с высокой степенью двухконтурности, устанавливаемых на дозвуковые самолеты и имеющих относительно малую длину воздухозаборника, двигатели сверхзвуковых самолетов оснащаются длинными воздухозаборниками. Поэтому, несмотря на то, что полностью отсутствует опыт установки ЗПК в воздухозаборники двигателей сверхзвуковых самолетов, априори считается, что большая длина их воздухозаборников автоматически обеспечит высокую эффективность работы ЗПК. В настоящей работе проводится анализ проблем использования ЗПК для снижения шума вентилятора двигателя сверхзвуковых самолетов, излучаемого через воздухозаборник в переднюю полусферу.

Берсенев Ю.В., Ипатов М.С., Остриков Н.Н., Яковец М.А. «Исследование модального состава звукового поля в канале установки АК-13 при отсутствии потока с помощью многомикрофонных решеток» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 109-111 (2023)

Установка АК-13 предназначена для измерения частотных характеристик затухания звука в канале (эффективность работы) при наличии ЗПК в зависимости от их геометрических характеристик, способа установки в канале, скорости скользящего потока в канале и уровней звукового давления. Эффективность работы образцов ЗПК выражается в децибелах и определяется как потеря уровня звукового давления после прохождения звуковых волн через участок канала, на стенках которого установлены исследуемые образцы. На установке АК-13 для измерения эффективности работы ЗПК реализован метод двух реверберационных камер, между которыми располагается канал. Настоящая работа посвящена исследованию модального состава звукового поля в канале установки АК-13 с помощью многомикровонных решеток (48 микрофонов) в зависимости от частоты сгенерированного сигнала, с целью проверить, что наличие диффузионного поля во входной реверберационной камере обеспечивает многомодовое распространение звука в канале установки, необходимое для моделирования канала наружного контура авиационного двигателя, ранее это не проверялось на практике.

Денисов С.Л., Ипатов М.С. «Исследования звукопоглощающих конструкций на установках типа «Интерферометр с потоком» с помощью метода последовательностей максимальной длины» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 114-116 (2023)

На установках типа «Интерферометр с потоком» проводится широкий спектр исследований как процессов распространения звука в каналах, так и методов извлечения импеданса звукопоглощающих конструкций (ЗПК) как при наличии воздушного потока, так и при его отсутствии. Результаты данных исследований играют важную роль как с прикладной точки зрения выбора параметров ЗПК для решений задач снижения шума при распространении звука в канале, так и с фундаментальной, например, влияние скорости и направления распространения воздушного потока на распространение звука, взаимодействие потока с акустическими возмущениями. Таким образом, развитие и совершенствование экспериментальных методов исследования распространения звука на установках типа «Интерферометр с потоком» представляет интерес как с прикладной, так и с фундаментальной точек зрения. В данной работе предпринята попытка обобщения методов и подходов, развитых ранее, на случай анализа распространения звука в каналах установки типа «Интерферометр с потоком» с помощью МЛС-эксперимента.

Ипатов М.С., Остриков Н.Н., Яковец М.А. «Метод контроля качества изготовленных ЗПК для авиадвигателей с помощью переносного интерферометра» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 117-120 (2023)

Одним из способов снижения шума авиационного двигателя, в частности, вентилятора как одного из доминирующих источников является установка звукопоглощающих конструкций в воздухозаборнике и канале наружного контура двигателя. По средствам настройки и варьирования геометрическими параметрами ЗПК обеспечивается максимальная эффективность системы шумоглушения авиационного двигателя в контрольных точках на местности. Соответственно, большое значение в эффективности системы шумоглушения авиационного двигателя имеет качество изготовленных звукопоглощающих конструкций. Данная работа посвящена разработке метода контроля качества изготовленных панелей ЗПК для авиационных двигателей. Ненадлежащее качество изготовления ЗПК может приводить к следующим дефектам, напрямую влияющим на их акустические характеристики: отличие диаметра отверстий перфорированных листов от установленных значений, полная или частичная заклейка отверстий перфорированных листов, полное или частичное закрашивание отверстий перфорированных листов, сглаживание острых краев отверстий перфорированных листов при закрашивании или при склеивании перфорированных листов и состоблоков, некруглая форма отверстий перфорированных листов, не полностью просверленные отверстия или отверстия частично перекрытые вырывами нижнего слоя композитной панели, образующиеся при сверлении. Каждый из перечисленных выше дефектов, реализованный при изготовлении на отдельных отверстиях перфорированных панелей, изменяет импеданс ЗПК, причем это приводит к увеличению степени неоднородности акустических характеристик, измеряемых с помощью портативного интерферометра в различных точках измерений.

Ипатов М.С., Берсенев Ю.В., Остриков Н.Н. «О влиянии опилок в ячейках первого слоя двухслойных ЗПК на импеданс» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 125-126 (2023)

При использовании технологии изготовления двухслойных сотовых ЗПК, в которой первоначально лицевая панель склеивается с ячейками сотоблока первого слоя, а только затем в лицевой панели просверливаются отверстия, возможно попадание опилок (стружек) в ячейки первого слоя. При этом объем, который могут занимать опилки, определяется толщиной и процентом перфорации лицевой панели. Если процент перфорации лицевой панели равен 15%, то это означает, что 15% материала лицевой панели, закрывающей каждую ячейку, попадает внутрь ячейки в качестве опилок. Это достаточно большой объем. В результате опилки не только уменьшают объем ячейки (с точки зрения акустических характеристик сотовых ЗПК главное – это высота ячейки), но могут перекрывать отверстия, как первого, так и второго, слоя, что зависит от расположения ЗПК по отношению к вертикальной прямой. При наличии высокого уровня звукового давления в отверстиях реализуется высокая скорость воздуха (например, при 140 дБ на резонансных частотах скорость превышает 10 м/с). Тем самым, легкие опилки, находящиеся в ячейке, могут быть подвержены движению. Это, очевидно, оказывает влияние на акустические характеристики ЗПК. В настоящей работе было проведено исследование данного влияния, для измерений импеданса при различных уровнях звукового давления была использована установка «Интерферометр нормального падения» ЦАГИ (ИнП).

Ипатов С.И. «Устойчивые орбиты в зоне питания планеты Проксима Центавра c» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 57, № 3, с. 248-261 (2023)

Проведены оценки размеров зоны питания планеты Проксима Центавра c при начальных эксцентриситетах орбит планетезималей, равных 0.02 или 0.15. Исследования основаны на результатах моделирования эволюции орбит планетезималей под влиянием звезды и планет Проксима Центавра c и b. Рассматриваемый интервал времени достигал миллиарда лет. Получено, что после аккумуляции планеты Проксима Центавра с некоторые планетезимали могли продолжать двигаться по устойчивым эллиптическим орбитам внутри ее зоны питания, в основном очищенной от планетезималей. Обычно такие планетезимали могут двигаться в некоторых резонансах с планетой (Проксима Центавра с), например, в резонансах 1 : 1 (как троянцы Юпитера), 5 : 4 и 3 : 4, и обычно имеют небольшие эксцентриситеты. Некоторые планетезимали, двигавшиеся долгое время (1–2 млн лет) по хаотическим орбитам, попадали в резонансы 5 : 2 и 3 : 10 с планетой Проксима Центавра с и двигались в них минимум десятки миллионов лет.

Ипатов С.И. «Движение планетезималей в сфере Хилла звезды Проксима Центавра» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 57, № 6, с. 605-622 (2023)

Рассматривалось движение планетезималей, первоначально находившихся в зоне питания планеты Проксима Центавра с, на расстояниях от звезды от 500 а.е. до радиуса сферы Хилла звезды, равного 1200 а.е. В рассмотренной безгазовой модели основной выброс планетезималей из большей части зоны питания почти сформировавшейся планеты с на расстояния от звезды, большие 500 а. е., происходил в течение первых 10 млн лет. Только для планетезималей, первоначально находившихся на краях зоны питания планеты, доля планетезималей, впервые достигших 500 а.е. за время, большее 10 млн лет, была больше половины. Отдельные планетезимали могли достигать внешней части сферы Хилла звезды и через сотни миллионов лет. Около 90% планетезималей, впервые достигших 500 а.е. от звезды Проксима Центавра, впервые достигли 1200 а.е. от звезды менее, чем за 1 млн лет, при современной массе планеты с. При этом не более 2% планетезималей, имевших афелийные расстояния орбит между 500 и 1200 а. е., двигались по таким орбитам в течение более 10 млн лет (но менее нескольких десятков миллионов лет). При массе планеты, равной половине массы планеты с, доля планетезималей, увеличивших максимальные расстояния от звезды с 500 до 1200 а.е. менее, чем за 1 млн лет, была около 70–80%. При современной массе планеты с среди планетезималей, впервые достигших 500 а.е. от звезды, доля планетезималей с эксцентриситетами орбит, большими 1, равнялась 0.05 и 0.1 при начальных эксцентриситетах их орбит e₀=0.02 и e₀=0.15 соответственно. Среди планетезималей, впервые достигших 1200 а.е. от звезды, эта доля была около 0.3 при обоих значениях e₀. Минимальные значения эксцентриситета орбит планетезималей, достигших 500 и 1200 а.е. от звезды, равнялись 0.992 и 0.995 соответственно. В рассмотренной модели во внешней части сферы Хилла звезды диск планетезималей был довольно плоским. Наклонения i орбит более 80% планетезималей, впервые достигших 500 или 1200 а.е. от звезды, не превышали 10о. При современной массе планеты с в среднем по всем вариантам расчетов доля таких планетезималей с i>20° не превышала 1%. Полученные результаты могут быть интересны для понимания движения тел в некоторых других экзопланетных системах, особенно в системах с одной доминирующей планетой. Они могут быть использованы для задания исходных данных для моделей эволюции диска тел во внешней части сферы Хилла звезды Проксима Центавра, которые учитывают гравитационные взаимодействия и столкновения тел между собой, а также влияние других звезд. Сильно наклоненные орбиты тел во внешней части сферы Хилла звезды Проксима Центавра могут быть только в основном за счет тел, пришедших в сферу Хилла извне. Радиус сферы Хилла звезды Проксима Центавра на порядок меньше радиуса внешней границы облака Хиллса в Солнечной системе и на два порядка меньше радиуса сферы Хилла Солнца. Поэтому трудно ожидать существования у этой звезды столь же массивного аналога облака Оорта, как у Солнца.

Мареев Е.А., Шлюгаев Ю.В., Шаталина М.В., Сарафанов Ф.Г., Богомолов В.В., Июдин А.Ф., Свертилов С.И., Яшин И.В. «Рентгеновское и гамма-излучение грозовых разрядов: орбитальные наблюдения и лабораторное моделирование в экспериментах с длинными искрами» Астрономический журнал, 100, № 1, с. 119-130 (2023)

Рассматриваются проблемы, связанные с наблюдениями и интерпретацией физических механизмов, лежащих в основе генерации жесткого электромагнитного излучения грозовых разрядов. Дается обзор современных проблем понимания природы атмосферных вспышек гамма-излучения из атмосферы Земли. Анализируются результаты орбитальных наблюдений, в частности на спутнике “Вернов”. Обсуждаются возможности орбитальных наблюдений атмосферных гамма-вспышек на космических аппаратах формата кубсат, дается описание регистрирующей аппаратуры. Рассматривается методика лабораторного эксперимента с длинными искрами, моделирующего электрические разряды в грозовых облаках. Ключевые слова: электрические разряды, лабораторное моделирование, рентгеновское и гамма-излучение, длинные искры