Ярославский Д.А., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Галиева Т.Г., Андреев Н.К., Любишев А.А., Вагапов А.И., Кочеткова А.А. «Методика проектирования системы неразрушающего контроля технического состояния изоляции оборудования подстанций на основе решения задачи локализации источников разрядов» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 3, с. 58-66 (2024)

Рассматриваются частные задачи локализации источников разрядов с помощью модулей акустических и электромагнитных датчиков, математическая модель локализации источника разрядов, геометрически находящегося в плоскости трех датчиков; модель локализации источника разрядов в трехмерном пространстве с помощью четырех датчиков; поиск рационального расположения этих четырех датчиков по критерию минимума относительной методической ошибки локализации источника разрядов; поиск путей рационального расположения приемных модулей системы неразрушающего контроля изоляционного оборудования подстанции. Ключевые слова: неразрушающий контроль, локализация, источники разрядов, датчики, модули-приемники, рациональное взаимное расположение.

Ли Ц.-Б., Ли В.-Б., Ван С.-М. «Численное исследование характеристик ударной волны, генерируемой кольцевым составным зарядом» Прикладная механика и техническая физика, 65, № 3, с. 13-28 (2024)

Исследуются характеристики ударной волны, генерируемой зарядом, состоящим из внутреннего слоя фугасного взрывчатого вещества, среднего слоя недетонирующего материала и внешнего слоя алюминизированного взрывчатого вещества. Изучено влияние наличия оболочки и режимов инициирования заряда на максимальные избыточное давление и импульс заряда. С использованием программы AUTODYN разработан численный метод вычисления пространственного распределения избыточного давления ударной волны. Показано, что различие результатов численных расчетов, полученных с использованием предложенного метода, и экспериментальных данных не превышает 16,9%. С увеличением расстояния от заряда различие значений избыточного давления на различных азимутах уменьшается. По мере удаления от центра заряда профиль ударной волны приобретает сферическую форму. Установлено, что избыточное давление составного заряда с оболочкой в радиальном направлении больше, чем в осевом направлении, и быстро уменьшается с увеличением расстояния. Азимут, соответствующий максимальному избыточному давлению для заряда без оболочки, равен 75°, для заряда с оболочкой – 110°. Показано, что энергия составного заряда при инициировании внутреннего слоя меньше, чем при одновременном инициировании внутреннего и внешнего слоев

Баландин И.А., Шарикова М.О., Батшев В.И., Варнавская Д.В., Козлов А.Б. «Видеоспектрометр ближнего инфракрасного диапазона с использованием двойного акустооптического фильтра» Оптический журнал, 91, № 7, с. 37-44 (2024)

Предмет исследования. Методы расчета оптических схем акустооптических видеоспектрометров для прикладных задач. Цель работы. Разработка видеоспектрометра с двойной акустооптической фильтрацией излучения в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн 0,85–1,6 мкм. Метод. Расчет оптической системы видеоспектрометра выполнен в системе автоматизированного проектирования ZEMAX с использованием оригинального программного модуля. Подтверждение результатов моделирования выполнено экспериментально. Основные результаты. Разработан и изготовлен акустооптический видеоспектрометр ближнего инфракрасного диапазона спектра (0,85–1,6 мкм). В приборе использован сенсор InGaAs и реализована двойная акустооптическая фильтрация с целью повышения пространственного и спектрального разрешений. Благодаря использованию афокальной оптической системы на входе угловое поле составляет 8×12°. Прибор позволяет получать спектральные изображения объектов, расположенных на дистанции съемки от 1 м и более, и обеспечивает пространственное разрешение около 200×150 разрешимых элементов в пределах поля зрения. Ширина спектральной полосы пропускания составляет 12 нм (на длине волны 1,06 мкм). Практическая значимость. Видеоспектрометр разработан для сельскохозяйственных приложений, однако данный класс приборов находит широкое применение во множестве других задач: в дистанционном зондировании, для биомедицинской диагностики, в неразрушающем контроле технических объектов.

Хазанова С.В., Василевский М.И. «Управление фазовым равновесием в полупроводниковом твердом растворе путем воздействия на его колебательные степени свободы» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 1, с. 131-138 (2003)

Цель работы состоит в том, чтобы на основе простой модели показать, что можно повлиять на фазовое равновесие в сплаве, воздействуя на его колебательные степени свободы. Это открывает принципиальную возможность управления размером островков на поверхности при эпитаксиальном осаждении пленок или отжиге полупроводниковых твердых растворов с помощью, например, ультразвукового воздействия in situ, что может быть использовано либо для создания квантово-размерных структур, либо, наоборот, для получения гомогенных образцов.

Дикарев А.В., Дмитриев С.М., Кубкин В.А., Василенко А.В, Абеленцев А.П. «Определение точности измерения дальности между подводными объектами при помощи гидроакустических модемов» Морские интеллектуальные технологии, № 2-1, с. 145-154 (2024)

Представлены результаты экспериментального исследования точности определения дальности между подводными объектами при помощи гидроакустических модемов uWave в условиях ледового эксперимента в мелком водоёме. Проведены две независимые проверки: определение фактической скорости звука на основе относительных измерений, и определение дальностей на основе скорости звука, вычисленной по измерению температуры встроенными в модемы датчиками. Общий размер выборки составляет 1260 измерений времени распространения сигнала, выполненных в 10 различных взаимных расположений двух объектов. Проведён анализ источников погрешностей, в ходе которого, в частности, выявлена линейная зависимость роста среднеквадратичного отклонения измерений времени распространения с дальностью. В качестве источника указан эффект удлинения траекторий лучей в виду нелинейности распространения звука в среде. Экспериментальная проверка точности определения времени распространения сигнала и наклонной дальности между модемами uWave показала, что среднеквадратичное отклонение имеет порядок 0.1% от дальности.

Васильев Е.О., Еремин М.А., Королев В.В. «Численные модели межзвездной и межгалактической сред: неравновесная химическая кинетика в газовой динамике» Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика, 17, № 6, с. 56-17 (2014)

Описаны достижения и существующие проблемы в области численного моделирования химических процессов в межзвездной и межгалактической средах. Особое внимание уделено вопросам совместного моделирования неравновесной химической кинетики и газовой динамики. Представлена реализация метода самосогласованного моделирования динамических и химических процессов в межзвездной среде.

Василяк Л.М., Шубралова Е.В. «Высотные эльфы, зарегистрированные на международной космической станции, и границы литосферных плит Земли» Прикладная физика, № 2, с. 13-17 (2024)

Выполнен анализ мест нахождения координат высотных кольцевых свечений (эльфов), зарегистрированных на международной космической станции в рамках международной программы «УФ-атмосфера» в 2019–2022 гг. Большинство эльфов зарегистрированы в экваториальной области Земли, что может быть следствием орбиты МКС, а также наличием большого количества гроз в этих областях. Анализ показал, что координаты зарегистрированных 37 эльфов в большей части расположены вдоль границ тектонических плит Земли.

Кузнецов А.А., Фукин И.И., Вафин К.М., Завьялова Н.А., Негодяев С.С. «Об интерполяции гравитационного поля Земли» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 15, № 4(60), с. 121-131 (2023)

Для прецизионного прогнозирования орбит в околоземном пространстве необходимо вычисление тяготения Земли с высокой точностью. Расчет гравитационного потенциала и его градиента может быть наиболее затратной стадией интегрирования уравнений движения. В работе исследована возможность интерполяции гравитационного потенциала с целью ускорения построения траекторий. В качестве интерполянтов рассматривались трикубический сплайн и интерполянт на узлах Чебышева–Лиссажу. Авторы оценили ошибки интерполяции и необходимый объем информации для хранения интерполянтов.

Гареев Л.Р., Иванов О.О., Веденеев В.В., Ашуров Д.А. «Влияние амплитуды вносимого стационарного возмущения на его немодальный рост в ламинарной затопленной струе» Прикладная механика и техническая физика, 65, № 1, с. 70-74 (2024)

Исследуется влияние амплитуды вносимых в ламинарное струйное течение дефлекторов на коэффициент линейного изменения радиальной компоненты стационарного возмущения. Описаны метод внесения возмущений и метод их измерения. Показано, что уменьшение амплитуды дефлекторов не приводит к изменению картины течения, не предотвращает возникновение алгебраического механизма роста и вызывает пропорциональное уменьшение радиальной компоненты стационарного возмущения скорости. Переход к турбулентному режиму происходит после достижения определенного значения радиального расширения, не зависящего от начальной амплитуды вносимого возмущения

Азаров С.А., Вензель В.И., Либик Ю.М., Семёнов А.А., Чекаль В.Н., Шевцов С.Е. «Технология изготовления крупногабаритных линз с асферической поверхностью» Оптический журнал, 91, № 9, с. 73-81 (2024)

Предмет исследования. Изготовление линз с асферической поверхностью. Цель работы. Разработка технологии изготовления крупногабаритных асферических линз методом малоразмерного инструмента. Метод включает в себя предварительное формообразование асферической и сферической поверхностей, полировку асферической поверхности методом малоразмерного инструмента, изготовление специальной технологической оправы для линзы, позволяющей вести обработку сферической поверхности и промежуточную центрировку асферической поверхности в технологической оправе, формообразование сферической поверхности, центрированной относительно базовых поверхностей технологической оправы, полирование сферической поверхности, установку линзы в рабочую оправу и центрировку линзы в рабочей оправе с обработкой базовых поверхностей оправы. Основные результаты. Проведен анализ погрешности центрировки линзы в зависимости от конической постоянной, относительного отверстия и диаметра линзы. Разработана и внедрена технология изготовления крупногабаритных линз с асферической поверхностью. Практическая значимость. Разработанная технология использована при создании высокоразрешающего инфракрасного объектива для оптико-электронной системы дистанционного зондирования Земли.

Вензель В.И., Дмитриев И.Ю., Муравьева Е.С., Семёнов А.А. «Технология создания крупногабаритного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов» Оптический журнал, 91, № 9, с. 82-94 (2024)

Предмет исследования. Прогнозирование качества изображения крупногабаритного широкоугольного высокоапертурного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов, методы оптимизации его конструкции, сборки и юстировки. Цель работы. Разработка конструкции объектива, учитывающей влияние оптической однородности, расчетных и технологических допусков формы поверхностей и децентрировки линз на качество изображения и возможность компенсации остаточных аберраций при сборке и юстировке. Метод включает в себя выбор критерия качества изображения и расчет его допустимого снижения, распределение отклонения волнового фронта объектива между погрешностями, вызванными оптической неоднородностью материалов, децентрировкой линз и отклонением формы поверхностей, оценку неоднородности материалов с учетом формы поверхностей и хода лучей в линзах, исследование возможностей схемы объектива с целью компенсации остаточных аберраций, обоснование выбора конструкции объектива с минимальным количеством юстировочных подвижек линз. Основные результаты. Сформулированы критерии при выборе допусков на оптическую однородность материалов. Показана возможность создания высокотехнологичной насыпной конструкции шестилинзового объектива из оптических кристаллов, изготовленного по существующим технологиям. Практическая значимость. Предлагаемые технические решения были апробированы при создании высокоразрешающих объективов для оптико-электронной системы дистанционного зондирования Земли из космоса.

Минаков Е.П., Александров М.А., Данилюк Б.А., Вербин А.В. «Методический подход к оцениванию эффективности применения орбитальных средств контроля зон безопасности критически значимых космических аппаратов на основе дискретных цепей Маркова» Труды Московского авиационного института, № 132, с. https://trudymai.ru/published.php?ID=176835 (2023)

Рассматривается дискретная марковская модель оценивания эффективности применения орбитальных средств контроля зон безопасности критически значимых космических аппаратов по показателям вероятности обнаружения опасных объектов и математического ожидания числа наступления событий, связанных с расходом ресурсов орбитальных средств контроля. Приводятся математические модели оценивания указанных вероятностных характеристик наступления соответствующих случайных событий и определения оптимальных и требуемых значений вероятностей переходов, а также примеры оценивания указанных характеристик и результаты вычислительных экспериментов по каждой из предлагаемых моделей. Практическая значимость полученных результатов исследований состоит в разработке программного обеспечения, апробации математических моделей и программного обеспечения в ходе вычислительных экспериментов, получении оценок эффектов применения ОСК ЗБ КЗКА и оценивании их корректности, а также в предложениях по их использованию для оценивания технических характеристик и способов применения, создаваемых ОСК.

Вербицкая Е.М., Ерёмин В.К. «Современные кремниевые детекторы для гамма-астрофизики» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 416-431 (2024)

Устойчивой тенденцией совершенствования гамма-телескопов является создание их 3D чувствительной среды – трекеров на основе кремниевых позиционно-чувствительных детекторов. Среди них планарные двухсторонние кремниевые стриповые детекторы (DSSDs) планируется использовать в телескопах международных обсерваторий и российского проекта ГЕРМЕС. Приведены характеристики прототипов DSSDs для телескопов е-ASTROGAM и ГЕРМЕС и рассмотрены критические элементы детекторов. Показана реальность создания кремниевых трекеров на основе существующих в России физической и технологической баз разработок кремниевых детекторов.

Пономарёв К.Г., Верещагина Е.А. «Математический аппарат и технологическая инфраструктура системы прогнозирования голосовых дипфейков» Инженерный вестник Дона, № 6, http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_24N6y24_Ponomarev_Vereshagina.pdf_305bc85b2d.pdf (2024)

Рассмотрены математические модели по сбору и обработке голосового контента, на основании которых разработана принципиально-логическая схема системы прогнозирования синтетических голосовых дипфейков. Проведены эксперименты выбранных математических формул и наборов библиотек языка программирования «Python», позволяющих проводить в режиме реального времени анализ звукового контента в организации. Рассмотрены программные возможности нейронных сетей по выявлению голосовых дипфейков и сгенерированной синтетической (искусственной) речи и определены основные критерии исследования голосовых сообщений. По результатам проведенных экспериментов сформирован математический аппарат, необходимый для положительных решений задач по выявлению голосовых дипфейков. Сформирован перечень технических стандартов, рекомендованных для сбора голосовой информации и повышению качества информационной безопасности в организации.

Адзерихо И.Э., Кулак А.И., Владимирская Т.Э., Леончик Е.В., Чур С.Н., Минченя В.Т., Шилько С.В. «Эластификация артериальной стенки под действием высокоинтенсивного низкочастотного ультразвука» Доклады Национальной академии наук Беларуси "Весці Нацыянальнай акадэмiі навук Беларусi", 67, № 4, с. 287-294 (2023)

Установлено существенное повышение эластичности бедренно-подколенных сегментов артерий in vitro в результате действия кавитации, генерированной мощным низкочастотным (24–26 кГц) ультразвуком, вводимым внутрь кровеносного сосуда гибким волноводом. Эластичность сосуда оценивалась как по прогибу под действием внешней силы, так и по степени его вазодилатации внутренним давлением, создаваемым расширяющимся баллоном. Показана возможность достижения более чем двукратного снижения модуля упругости сосудистой стенки после 30 с ультразвукового воздействия интенсивностью 31 Вт/см². Установлено, что при амплитуде ультразвуковых колебаний 10 мкм имеет место повреждение сосудистой стенки в виде мелких фокусов отслоения и разрыва интимы, сопровождающееся расслоениями в медии с формированием полиморфных щелевидных полостей при увеличении амплитуды колебаний свыше 23 мкм. Ключевые слова: артериальная стенка, эластичность, ультразвук, акустическая кавитация

Торгашин А.С., Жуйков Д.А., Назаров В.П., Бегишев А.М., Власенко А.В. «Сравнительный анализ верифицированного численного моделирования кавитации на основе модели Рэлея–Плессета к насосам ТНА жидкостного ракетного двигателя» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 22, № 4, с. 660-671 (2021)

Турбонасосный агрегат (ТНА) – один из основных агрегатов жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Обеспечение работоспособности и возможности непрерывной подачи компонентов горючего и окислителя с заданным расходом и давлением на протяжении всего цикла работы ЖРД – одна из основных задач при проектировании ТНА. Негативным эффектом, проявляющимся в случае местного понижения давления до давления насыщенного пара, является кавитация. В настоящее время в связи с ростом вычислительных мощностей современных компьютерных систем все чаще применяются методы вычислительной гидродинамики (Сomputational Fluid Dynamics, CFD) для отработки антикавитационных параметров насоса в различных областях общего машиностроения. Применительно к ракетно-космической отрасли, отличающейся особыми требованиями к надежности, необходимо большее количество статистических данных. На данный момент нет модели кавитации, способной полностью смоделировать весь процесс зарождения, роста и схлопывания кавитационного пузыря. Однако существует ряд упрощённых моделей данного процесса, среди которых можно выделить численную модель Zwart–Gerber – Belamri, предназначенную для моделирования кавитационного потока в насосах. Упомянутая модель является наиболее подходящей и применяется во всех рассмотренных далее работах. В данной работе проведён анализ экспериментальных данных и результатов численного моделирования насосов с различными параметрами расхода, давления и геометрии. В ходе работ с моделью расчёты произведены в среде ANSYS. В заключительной части сделан вывод о взаимосвязи характеристик и применяемости модели Zwart–Gerber – Belamri к проектированию кавитационного потока в ТНА ЖРД с учетом особенности работы насоса.

Власюк В.В., Афанасьева И.В., Ардиланов В.И., Мурзин В.А., Иващенко Н.Г., Притыченко М.А., Додонов С.Н. «Крупноформатные системы регистрации изображений на базе твердотельных детекторов в оптической астрономии» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 432-445 (2024)

Анализируются вопросы развития технологии создания твердотельных детекторов излучения различных типов для оптической астрономии. Рассматриваются принципы построения астрономических фотоприёмных систем на основе крупноформатных ПЗС- (прибор с зарядовой связью) и КМОП- (комплементарная структура металл–оксид–полупроводник) приёмников. Приведены примеры наиболее результативных проектов с их применением. Изложена история создания оптических детекторов для отечественных телескопов, кратко приводится описание и характеристики разработанных систем. Представлены результаты испытаний в ходе реальных исследований. Обсуждаются перспективы создания крупноформатных систем на базе ПЗС- и КМОП-детекторов отечественного и зарубежного производства.

Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Приданников С.Ю. «Особенности довыведения космических аппаратов "Экспресс-АМУ3", "Экспресс-АМУ7" на геостационарную орбиту» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 23, № 4, с. 696-707 (2022)

В настоящее время с целью повышения выводимой массы широко применяется довыведение спутников на геостационарную орбиту собственной двигательной подсистемой. Так, только АО «ИСС» применило такую схему для нескольких космических аппаратов (КА) собственной разработки – «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМ6», «Экспресс-80», «Экспресс-103». Вместе с тем, можно отметить некоторое разнообразие подходов к осуществлению данной операции. В частности, довыведение указанных выше КА осуществлялось с помощью бортовой двигательной подсистемы на базе плазменных двигателей СПД-100. Операция осуществлялась одним или двумя двигателями. Применение двух двигателей КА «Экспресс-80», «Экспресс-103» было обусловлено стремлением уложиться по времени в разумную величину не более полугода при значительном увеличении выводимой массы. Однако и длительность довыведения порядка 150 суток, которая имела место при довыведении данных КА, также чрезмерно велика. Очевидно, что ее можно уменьшить при прочих равных условиях только увеличением располагаемой тяги двигателей. Этого можно достичь как увеличением тяги отдельных агрегатов, так и увеличением количества одновременно используемых двигателей. Поэтому для новых КА «Экспресс-АМУ3», «Экспресс-АМУ7» (размерностью аналогичных КА «Экспресс-80», «Экспресс-103»), для которых также предполагался парный запуск, были использованы оба этих способа. Для довыведения были применены два двигателя СПД-100В и дополнительно – двигатель типа СПД-140Д. Суммарная тяга связки двигателей позволяла рассчитывать на существенное снижение длительности довыведения по сравнению с КА «Экспресс-80», «Экспресс-103». Двигатель СПД-140 разработки АО ОКБ «Факел» был применен в России впервые. Для его питания в АО «НПЦ Полюс» был специально создан прибор управления и преобразования СПУ-140Д. Использование связки из трех двигателей позволило существенно уменьшить длительность операции довыведения на геостационарную орбиту.

Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Приданников С.Ю. «Особенности довыведения космических аппаратов "Экспресс-АМУ3", "Экспресс-АМУ7" на геостационарную орбиту» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 24, № 3, с. 696-707 (2023)

В настоящее время с целью повышения выводимой массы широко применяется довыведение спутников на геостационарную орбиту собственной двигательной подсистемой. Так, только АО «ИСС» применило такую схему для нескольких космических аппаратов (КА) собственной разработки – «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМ6», «Экспресс-80», «Экспресс-103». Вместе с тем, можно отметить некоторое разнообразие подходов к осуществлению данной операции. В частности, довыведение указанных выше КА осуществлялось с помощью бортовой двигательной подсистемы на базе плазменных двигателей СПД-100. Операция осуществлялась одним или двумя двигателями. Применение двух двигателей КА «Экспресс-80», «Экспресс-103» было обусловлено стремлением уложиться по времени в разумную величину не более полугода при значительном увеличении выводимой массы. Однако и длительность довыведения порядка 150 суток, которая имела место при довыведении данных КА, также чрезмерно велика. Очевидно, что ее можно уменьшить при прочих равных условиях только увеличением располагаемой тяги двигателей. Этого можно достичь как увеличением тяги отдельных агрегатов, так и увеличением количества одновременно используемых двигателей. Поэтому для новых КА «Экспресс-АМУ3», «Экспресс-АМУ7» (размерностью аналогичных КА «Экспресс-80», «Экспресс-103»), для которых также предполагался парный запуск, были использованы оба этих способа. Для довыведения были применены два двигателя СПД-100В и дополнительно – двигатель типа СПД-140Д. Суммарная тяга связки двигателей позволяла рассчитывать на существенное снижение длительности довыведения по сравнению с КА «Экспресс-80», «Экспресс-103». Двигатель СПД-140 разработки АО ОКБ «Факел» был применен в России впервые. Для его питания в АО «НПЦ Полюс» был специально создан прибор управления и преобразования СПУ-140Д. Использование связки из трех двигателей позволило существенно уменьшить длительность операции довыведения на геостационарную орбиту.

Волгин П.Н., Ковалевский Н.Г. «Использование математического аппарата марковских случайных процессов для моделирования систем мониторинга морской обстановки» Гидроакустика, № 58, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA58.pdf (2024)

Эффективное решение широкого комплекса задач по реализации процесса непрерывного мониторинга морской обстановки в различных районах Мирового океана требует постоянного совершенствования и развития системы мониторинга морской обстановки. В статье рассматривается возможность использования математического аппарата марковских случайных процессов для моделирования процесса мониторинга морской обстановки в интересах обоснования вариантов построения, функционирования и совершенствования системы мониторинга морской обстановки. Ключевые слова: система мониторинга, морская обстановка, математический аппарат, марковские случайные процессы

Горбунов С.А., Волков А.Е., Жуков К.И., Коновалова Н.С., Полухина Н.Г., Старков Н.И., Щедрина Т.В. «Трековая методика в современной физике атомного ядра и элементарных частиц, астрофизике и нанотехнологиях» Успехи физических наук, 194, № 8, с. 826-852 (2024)

Трековые детекторы широко применяются в фундаментальных и прикладных исследованиях на современных ускорителях, при изучении природы частиц космического происхождения, для мюонографии, способствуя пониманию структуры и свойств материи. Преимуществом методики является наглядность результатов, возможность восстановления траекторий, вершин взаимодействия и точек распада частиц с точностью до нескольких микрометров. Специфические особенности различных экспериментов, требующие оригинальных решений при их постановке, обработке и интерпретации данных, обеспечивают мультидисциплинарное развитие тематики. Эволюцию трековой методики, помимо задач экспериментальной физики, определяют проблемы инновационных технологий и создания новых материалов. Эти тенденции можно проследить на примере работы Лаборатории элементарных частиц ФИАН, использующей в течение многих десятков лет в своих экспериментах трековые детекторы различных типов. В обзоре представлены идеи и результаты экспериментальных и модельных исследований мирового уровня, проведённых ранее и проводимых в настоящее время с участием сотрудников лаборатории, а также запланированных на ближайшее будущее.

Мансфельд А.Д., Беляев Р.В., Волков Г.П., Кузьмин А.А., Санин А.Г., Шайкин А.А. «Мониторинг внутренней температуры активных элементов мощных лазеров методом ультразвуковой локации» Акустический журнал, 70, № 1, с. 57-64 (2024)

Контроль внутренней температуры активных элементов (АЭ) мощных лазеров необходим для их безопасной работы. В статье описана методика и устройство для мониторинга внутренней температуры АЭ лазеров. Измерения основаны на импульсном ультразвуковом (УЗ) зондировании и зависимости от температуры скорости звука в материале АЭ. Изменение скорости звука приводит к изменению фазы УЗ сигнала, прошедшего через объект, которое регистрируется описываемым устройством. Представлены результаты мониторинга температуры АЭ с помощью ультразвукового зондирования в процессе работы действующей лазерной установки.

Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Приданников С.Ю. «Особенности довыведения космических аппаратов "Экспресс-АМУ3", "Экспресс-АМУ7" на геостационарную орбиту» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 23, № 4, с. 696-707 (2022)

В настоящее время с целью повышения выводимой массы широко применяется довыведение спутников на геостационарную орбиту собственной двигательной подсистемой. Так, только АО «ИСС» применило такую схему для нескольких космических аппаратов (КА) собственной разработки – «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМ6», «Экспресс-80», «Экспресс-103». Вместе с тем, можно отметить некоторое разнообразие подходов к осуществлению данной операции. В частности, довыведение указанных выше КА осуществлялось с помощью бортовой двигательной подсистемы на базе плазменных двигателей СПД-100. Операция осуществлялась одним или двумя двигателями. Применение двух двигателей КА «Экспресс-80», «Экспресс-103» было обусловлено стремлением уложиться по времени в разумную величину не более полугода при значительном увеличении выводимой массы. Однако и длительность довыведения порядка 150 суток, которая имела место при довыведении данных КА, также чрезмерно велика. Очевидно, что ее можно уменьшить при прочих равных условиях только увеличением располагаемой тяги двигателей. Этого можно достичь как увеличением тяги отдельных агрегатов, так и увеличением количества одновременно используемых двигателей. Поэтому для новых КА «Экспресс-АМУ3», «Экспресс-АМУ7» (размерностью аналогичных КА «Экспресс-80», «Экспресс-103»), для которых также предполагался парный запуск, были использованы оба этих способа. Для довыведения были применены два двигателя СПД-100В и дополнительно – двигатель типа СПД-140Д. Суммарная тяга связки двигателей позволяла рассчитывать на существенное снижение длительности довыведения по сравнению с КА «Экспресс-80», «Экспресс-103». Двигатель СПД-140 разработки АО ОКБ «Факел» был применен в России впервые. Для его питания в АО «НПЦ Полюс» был специально создан прибор управления и преобразования СПУ-140Д. Использование связки из трех двигателей позволило существенно уменьшить длительность операции довыведения на геостационарную орбиту.

Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Приданников С.Ю. «Особенности довыведения космических аппаратов "Экспресс-АМУ3", "Экспресс-АМУ7" на геостационарную орбиту» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 24, № 3, с. 696-707 (2023)

В настоящее время с целью повышения выводимой массы широко применяется довыведение спутников на геостационарную орбиту собственной двигательной подсистемой. Так, только АО «ИСС» применило такую схему для нескольких космических аппаратов (КА) собственной разработки – «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМ6», «Экспресс-80», «Экспресс-103». Вместе с тем, можно отметить некоторое разнообразие подходов к осуществлению данной операции. В частности, довыведение указанных выше КА осуществлялось с помощью бортовой двигательной подсистемы на базе плазменных двигателей СПД-100. Операция осуществлялась одним или двумя двигателями. Применение двух двигателей КА «Экспресс-80», «Экспресс-103» было обусловлено стремлением уложиться по времени в разумную величину не более полугода при значительном увеличении выводимой массы. Однако и длительность довыведения порядка 150 суток, которая имела место при довыведении данных КА, также чрезмерно велика. Очевидно, что ее можно уменьшить при прочих равных условиях только увеличением располагаемой тяги двигателей. Этого можно достичь как увеличением тяги отдельных агрегатов, так и увеличением количества одновременно используемых двигателей. Поэтому для новых КА «Экспресс-АМУ3», «Экспресс-АМУ7» (размерностью аналогичных КА «Экспресс-80», «Экспресс-103»), для которых также предполагался парный запуск, были использованы оба этих способа. Для довыведения были применены два двигателя СПД-100В и дополнительно – двигатель типа СПД-140Д. Суммарная тяга связки двигателей позволяла рассчитывать на существенное снижение длительности довыведения по сравнению с КА «Экспресс-80», «Экспресс-103». Двигатель СПД-140 разработки АО ОКБ «Факел» был применен в России впервые. Для его питания в АО «НПЦ Полюс» был специально создан прибор управления и преобразования СПУ-140Д. Использование связки из трех двигателей позволило существенно уменьшить длительность операции довыведения на геостационарную орбиту.

Консон А.Д., Волкова А.А. «Пространственная локализация источника звука методом консолидированной обработки сигнала при изменчивости поля скорости звука в океане» Гидроакустика, № 57, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA57.pdf (2024)

Рассмотрен метод пространственной локализации источника шумового широкополосного сигнала в океане с использованием вертикально развитой многоэлементной антенны. Предлагаемый метод обеспечивает когерентное сложение всех лучей, пришедших на апертуру антенны в вертикальной плоскости. Данный метод назван «методом консолидированной обработки сигнала» (от лат. consolidatus – объединить в одно тело). В работе с использованием компьютерного моделирования исследована потенциальная точность метода консолидированной обработки, когда заданные в модели прогнозные условия распространения звука отличаются от реальных. Исследованы условия применения метода при детерминированных и случайных отклонениях реального распределения скорости звука по глубине от прогнозируемого при реализации метода. В результате таких исследований определены условия, допускающие применение метода консолидированной обработки сигнала для пространственной локализации источника шумового сигнала. Возможность решения задачи пространственной локализации источника сохраняется, когда абсолютное значение смещения скорости звука у поверхности для всех вариантов опорного распределения скорости звука достигает 8 м/с. Ключевые слова: гидроакустика, шумопеленгование, оперативная оценка параметров среды, поле скорости звука, пространственная локализация источника звука, расстояние, глубина погружения

Федотова Я.В., Епифанов Р.Ю., Волкова И.И., Маус М.С., Никитин Н.А., Айвазов С.А., Хребтов М.Ю., Карпенко А.А., Мулляджанов Р.И. «Персонализированное численное моделирование гемодинамики аневризмы брюшной аорты: анализ чувствительности к входным граничным условиям» Теплофизика и аэромеханика, № 2, с. 405-422 (2024)

Выполнен анализ чувствительности моделирования гемодинамики в области аневризмы брюшной аорты к входным граничным условиям. Для трех пациент-специфичных конфигураций с аневризмой была рассчитана гемодинамика с различными пространственными и временными профилями скорости на входе и проведена оценка их влияния на гемодинамические характеристики. В общей сложности было оценено три пространственных (равномерный, параболический и параболический с наложением вторичного потока) и три временных профиля скорости, что привело к девяти случаям для каждой из трех геометрий. Результаты исследования показывают, что влиянием пространственного профиля скорости на входе, в том числе неаксиальными компонентами вектора скорости, можно пренебречь. При этом величина обратного диастолического потока наиболее сильно отражается на решении. Тем не менее, в области аневризмы брюшной аорты не выявлено существенных различий в результатах моделирования для усредненных по сердечному циклу величин напряжения сдвига стенки и скорости. Для распределения колебательного индекса сдвига максимальное отклонение от базового решения достигает ∼10%, что также является приемлемым для клинических применений.

Володарский А.Б., Кокшайский А.И., Одина Н.И., Коробов А.И., Михалев Е.С. «Влияние 3D-печати на упругие свойства нитевидных образцов полимера ABS» Акустический журнал, 70, № 2, с. 167-173 (2024)

Приведены результаты экспериментального исследования влияния 3D-печати при 100% заполнении на линейные и нелинейные упругие свойства образцов полимера ABS, выполненных в виде тонких нитей. Исследования исходного и 3D-напечатанного образцов полимера ABS проводились статическим методом и методом Терстона–Браггера. Были определены значения линейных и нелинейных модулей Юнга, а также упругих нелинейных параметров второго порядка для нескольких циклов нагрузки-разгрузки образца. Показано, что выбранный режим 3D-печати почти не изменяет прочностные характеристики полимера АBS, а пластические характеристики даже несколько улучшаются. Обнаружено, что механическое нагружение оказывает различное воздействие на нелинейный параметр исходного и 3D-напечатанного образцов. Для 3D-напечатанного образца обнаружено уменьшение нелинейного параметра по мере роста нагрузки.

Яценко М.Ю., Воронцов В.А. «Постановка задачи выбора схемных решений мультироторного летательного аппарата для исследования планеты Венера» Вестник Московского авиационного института, 31, № 2, с. 67-74 (2024)

В настоящее время для российских ученых изучение планеты Венера с помощью автоматических космических аппаратов и различных технических средств в их составе представляет собой одно из приоритетных и активно развивающихся направлений в области планетных исследований. Авторами предлагается включить в состав перспективной миссии на Венеру новое дополнительное техническое средство исследования атмосферы и поверхности этой планеты – мультироторный летательный аппарат, для чего требуется разработать схемные решения такого технического средства. В статье рассматривается постановка задачи выбора схемных решений мультироторного летательного аппарата как нового технического средства исследования Венеры. Показано, что данная задача рассматривается в виде совокупности двух подзадач, для каждой из которых выбираются критерии эффективности и соответствующие схемным решениям схемообразующие признаки. Записаны выражения для критериев эффективности и показателей функциональной эффективности. Корректная постановка задачи позволит максимально рационально разработать и выбрать окончательные варианты схемных решений мультироторного летательного аппарата для включения в состав перспективной экспедиции на Венеру.

Воротников Д.И., Савченко А.М. «Численное решение краевой задачи для инерционно-гравитационных внутренних волн» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 112-122 (2024)

Представлен численный расчет начально-краевой задачи для уравнения свободных инерционно-гравитационных внутренних волн в неограниченном бассейне постоянной глубины в приближении Буссинеска и наличии двумерного вертикально-неоднородного течения. Краевая задача для амплитуды вертикальной скорости содержит комплексные коэффициенты и решается как численным методом, так и по теории возмущений. На примере расчета декремента затухания внутренних волн и волновых потоков импульса показано, что точный численный расчет дает существенно лучшие оценки в сравнении с методом возмущений. В частности, при минимальном расхождении в дисперсионных кривых для обоих методов расчета мнимая часть частоты волны, интерпретируемая как декремент затухания, может различаться на два-три порядка. Вертикальные волновые потоки импульса сравнимы с турбулентными и, в том числе, могут превышать их, при этом результаты, полученные численным методом, почти на порядок меньше вычисленных методом теории возмущений.

Воротынцева Ю.С., Левшаков С.А. «Торсионно-вращательные переходы в метаноле как зонды фундаментальных физических постоянных – масс электрона и протона» Письма в ЖЭТФ, 119, № 9, с. 635-637 (2024)

Рассмотрено использование торсионно-вращательных переходов в молекулах CH₃OH и ¹³CH₃OH для оценки возможных вариаций физической постоянной μ≪em>m_e/m_p – отношение массы электрона к массе протона – по спектральным наблюдениям линий излучения, обнаруженных в микроволновом диапазоне в плотном молекулярном облаке Orion-KL. Получена оценка верхнего предела на относительное изменение μ двумя независимыми способами – по линиям ¹³CH₃OH и по комбинации линий 1¹³CH₃OH и CH₃OH. Вычисленный верхний предел Δμ/μ<1.1·10^–8 (1σ) соответствует значениям наиболее жестких ограничений на вариабельность фундаментальных физических постоянных, установленных другими астрофизическими методами.

Вотякова М.М., Доброхотов С.Ю., Миненков Д.С. «Классическая и волновая динамика длинных нелинейных волн, локализованных в окрестности пологих берегов» Труды Математического института имени В.А. Стеклова, 327, с. https://www.mathnet.ru/rus/tm4433 (2024)

В работах С.Ю. Доброхотов, В.Е. Назайкинский, А.В. Цветкова, Труды МИАН, 2023 и S.Yu. Dobrokhotov, D.S. Minenkov, M.M. Votiakova, Russ. J. Math. Phys., 2024 построены асимптотические решения нелинейной системы уравнений мелкой воды, соответствующие береговым волнам. В настоящей работе приводятся асимптотические формулы для нелинейных береговых волн в более удобных для конкретных ситуаций координатах, исследуется зависимость параметров нелинейных волн, в частности, амплитуды, при которой волны не обрушаются, и рассматриваются содержательные примеры. Также обсуждается связь построенных решений с траекториями гамильтоновой системы, коэффициенты которой вырождаются на границе рассматриваемой области и в которой можно ввести быстрые и медленными переменные. Такие траектории образуют "вырождающиеся бильярды с полужесткими стенками", которые в более общем случае были изучены в недавней работе S. Bolotin, D. Treschev, Another Billiard Problem, Russ. J. Math. Phys., 2024. Ключевые слова: двумерная система мелкой воды, береговые волны, волновое уравнение с вырождающимися коэффициентами, локализованные асимптотические собственные функции (квазимоды), почти интегрируемые системы Гамильтона, вырожденные бильярды с полужесткими стенками

Большаков Р.С., Гозбенко В.Е., Выонг К.Ч. «Математическое моделирование динамических состояний вибрационных машин» Труды Московского авиационного института, № 133, с. https://trudymai.ru/published.php?ID=177652 (2023)

Рассмотрены оценки динамического состояния технического объекта в виде вибрационной технологической машины, используемой при реализации технологических процессов, связанных, в частности, с вибрационным упрочнением длинномерных деталей. Рассматриваемый технический объект содержит массоинерционные и упругие элементы. Предложено использование подходов структурного математического моделирования, основанных на применении динамических аналогов исходных расчетных схем вибрационных технологических машин в виде механических колебательных систем с несколькими степенями свободы, представляющих собой структурные схемы систем автоматического управления. Оцениваются возможности изменения динамического состояния вибрационной технологической машины за счёт корректировки параметров составляющих элементов для получения устойчивых динамических режимов работы рассматриваемого технологического оборудования.

Вьюгинова А.А., Вьюгинов С.Н., Новик А.А. «Моделирование ультразвуковых инструментов для раскроя сотовых панелей из алюминия и арамида (кевлара)» Акустический журнал, 70, № 1, с. 120-125 (2024)

Сотовые панели из алюминия и композиционных материалов – арамида, или кевлара, широко используются в авиационной, космической, автомобильной и других областях, благодаря своим уникальным характеристикам. Высокой прочности и жесткости, низкой плотности и хорошим теплоизоляционным свойствам. При этом механическая обработка изделий из сотовых материалов сопряжена с рядом трудностей, и одной из технологий, позволяющих эффективно решать задачи раскроя изделий из сотовых материалов, является ультразвуковая резка. В данной работе с помощью метода конечных элементов исследуются необходимые для проектирования частотные свойства инструментов для ультразвуковой резки изделий из сотовых материалов с рабочими частотами около 20 кГц с различными геометрическими параметрами для реализации раскроя различных вариантов сотовых конструкций. Приведены результаты анализа зависимостей волновых размеров специализированных треугольных и дисковых ультразвуковых инструментов от особенностей геометрии, представлены экспериментальные результаты для ряда разработанных вариантов.

Вьюгинова А.А., Вьюгинов С.Н., Новик А.А. «Моделирование ультразвуковых инструментов для раскроя сотовых панелей из алюминия и арамида (кевлара)» Акустический журнал, 70, № 1, с. 120-125 (2024)

Сотовые панели из алюминия и композиционных материалов – арамида, или кевлара, широко используются в авиационной, космической, автомобильной и других областях, благодаря своим уникальным характеристикам. Высокой прочности и жесткости, низкой плотности и хорошим теплоизоляционным свойствам. При этом механическая обработка изделий из сотовых материалов сопряжена с рядом трудностей, и одной из технологий, позволяющих эффективно решать задачи раскроя изделий из сотовых материалов, является ультразвуковая резка. В данной работе с помощью метода конечных элементов исследуются необходимые для проектирования частотные свойства инструментов для ультразвуковой резки изделий из сотовых материалов с рабочими частотами около 20 кГц с различными геометрическими параметрами для реализации раскроя различных вариантов сотовых конструкций. Приведены результаты анализа зависимостей волновых размеров специализированных треугольных и дисковых ультразвуковых инструментов от особенностей геометрии, представлены экспериментальные результаты для ряда разработанных вариантов.