ИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО. ТЕХНИКА В ЦЕЛОМ

При разработке новых инструментальных материалов, способов их упрочнения, выборе рациональной марки инструментального материала принято проводить сравнительные эксплуатационные испытания работоспособности металлорежущего инструмента. Это долго и дорого. Предложено маятниковое скрайбирование, позволяющее осуществить с изменяемыми условиями нагружение исследуемого инструментального материала индентором, измерить параметры следа индентора в материалах и по параметрам следа сопоставить отдельные физико-механические свойства сравниваемых материалов и прогнозировать эксплуатационные свойства металлорежущего инструмента. При этом затраты времени и средств на порядок меньше.

Реактор БРЕСТ-ОД-300 электрической мощностью 300 МВт разрабатывается как опытно- демонстрационный прототип будущих коммерческих быстрых реакторов высокой безопасности для крупномасштабной ЯЭ, которая в состоянии на долгие годы решить проблему энергетического обеспечения устойчивого развития человечества. Высокая безопасность БРЕСТ, прежде всего, связана с выбором нитридного топлива и свинцового теплоносителя, сочетание свойств которых естественным образом исключает аварии с потерей охлаждения активной зоны, пожарами и взрывами, создает условия для работы с малым запасом реактивности, исключающим неконтролируемый рост мощности. В статье обоснован выбор топлива и теплоносителя, приведено описание особенностей конструкции активной зоны, интегральной компоновки контура свинцового теплоносителя и схемы его циркуляции. Наряду с активными средствами защиты реактора кратко описаны и пассивные средства остановки реактора и отвода остаточного тепла естественной циркуляцией воздуха. Приведены основные результаты выполнения программы НИОКР.

В статье освещены вопросы интеграции механики зернистых сред с расчетами покрытий из сборных искусственных камней мощения по критерию обеспечения условия сдвигоустойчивости. Рассмотрены недостатки нормативных методик расчета подобных покрытий. На основе теории И.И. Кандаурова описан механизм передачи давления через камни мощения на основание. Представлен сравнительный анализ на основе примера расчетных методик по критерию обеспечения условия сдвигоустойчивости малосвязных грунтов основания покрытий с искусственными камнями мощения. Перечислены перспективные направления исследований в области совершенствования расчетной методики покрытий с использованием камней мощения.

Анализируется состояние технологической сферы и инновационная активность машиностроительных отраслей России и ведущих зарубежных стран.

В статье описана конструкция и приведены результаты испытаний автономного гидравлического привода активной подвески транспортного средства (ТС). Показано, что в качестве источника энергии для насоса привода можно использовать энергию качения колеса по опорной поверхности (дороге или гусенице). Приведены схема испытаний и полученные силовые и мощностные характеристики привода в различных режимах работы. Представлены зависимости, по которым вычислялись параметры привода.

Информационное сообщение о конференции «Деформирование и разрушение композиционных материалов и конструкций».

The flow of a viscous, incompressible MHD dusty Jeffrey fluid contained between two coaxial circular cylinders when the cylinders perform longitudinal oscillations along their co-axis is investigated. Three cases (i) when the inner cylinder oscillates while the outer cylinder moves with uniform velocity, (ii) when the outer cylinder oscillates while the inner cylinder moves with uniform velocity and (iii) when both the cylinders oscillate, are discussed. The velocity fields for the fluid and dust particles are obtained and the skin friction drag acting on each cylinder is determined. In three cases, it is observed that the fluid and dust velocities decrease with an increase in Hartmann number M, time and increase with increase in Jeffrey parameter λ1. The drag decreases near the inner cylinder and increases near the outer cylinder for different M and t. The opposite phenomena is observed for different λ1 and σ.

The present study examines the analytical solution of slow viscous flow past a swarm of cylindrical particles, where each particle consists of a solid core covered by a liquid shell coated with monomolecular layer of the surfactant layer using cell model. We have assumed that each particle is enclosed by a hypothetical cell. The boundary conditions of Happel’s, Kuwabara’s, Kvashin’s and Cunningham (usually referred to as Mehta-Morse’s) are considered on hypothetical cell. The effects of surfactants are accommodated by considering the Scriven’s boundary conditions at the shell involving surface tension, surface shear viscosity and surface dilatational viscosity. The drag force on the cylindrical particle in a cell is evaluated. The variation of drag force with various parameters is graphically presented. Keywords: cell model, surface dilatational viscosity, surface shear viscosity and surface tension.

В работе представлена теоретическая модель двигателя Стирлинга схемы альфа с внутрицикловым аккумулированием теплоты, основанная на теплотехнических зависимостях, описывающих рабочий процесс. Показано решающее влияние эффективности теплового аккумулятора на термический КПД цикла двигателя.

В статье рассматривается работа планетарно-цевочной передачи в режиме мультипликатора. Увеличение оборотов реализуется благодаря системе твёрдых тел, разделённых между собой подшипниками качения. Такими телами являются тихоходный вал, сателлит, неподвижное цевочное колесо с роликами, быстроходный (эксцентриковый) вал и механизмы передачи вращения с тихоходного вала на сателлит. При вращении сателлит опирается на ролики неподвижного цевочного колеса.

В статье рассмотрены основные проблемы инновационного развития России. Показано значительное отставание России в энергетической отрасли. «Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года» ставит задачу применения исключительно парогазовых и газотурбинных технологий с к.п.д. 50-55%. Эта задача решается путем оснащения отечественных электростанций оборудованием фирмы «Сименс». Однако этот путь закрепляет навсегда отставание России. В то же время отечественные инновационные разработки парогазовых установок (Агеев В.А. и др.) не получают финансирования в силу монопольного положения ОАО «Силовые машины», которые ориентированы на «Сименс». Технические параметры указанных отечественных установок превышают мировой уровень. Для их успешного продвижения требуется разработка и принятие специального федерального закона о поддержке инновационных разработок.

Проведен краткий обзор и анализ результативности деятельности научных школ Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт» по проблемам создания изделий авиационно-космической техники с момента создания университета и начала функционирования школ до настоящего времени. Обсуждаются принципы формирования интеллектуального потенциала научной школы, концепция ее научно-исследовательской деятельности, формы и способы реализации научно-исследовательской работы, а также основные результаты, достигнутые за последние годы.

В статье раскрывается роль Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «ХАИ» в становлении авиационной науки и техники с 1930 г. и его вклад в развитие скоростной авиации в довоенный период. Приведены особенности самолетов ХАИ-1, ХАИ-5.

С 18 по 23 августа 2009 г. на территории Летноисследовательского института им. М. М. Громова состоялся 9-й Международный авиационнокосмический салон МАКС-2009. Несмотря на глобальный экономический кризис, затронувший и Россию, салон МАКС-2009 по числу участников и демонстрации авиационной техники оказался на уровне предыдущих выставок «МАКС» и подтвердил звание одной из ведущих в мире наряду с выставками в Париже, Фарнборо, Берлине, Сингапуре, Дубае и др.

Московский авиационный институт (МАИ), основанный в 1930 году с целью обеспечения подготовки высококвалифицированных кадров для авиационной промышленности страны, сегодня представляет собой системообразующее инновационное учебно-научное учреждение, ведущее непрерывную подготовку кадров и научнотехнические исследования и разработки для авиационной, ракетно-космической и других высокотехнологичных отраслей.

В статье кратко рассмотрены характерные примеры промышленных роботов с электромеханическим приводом, предназначенных для автоматизации транспортных, загрузочных и сборочных операций при манипулировании с объектами массой до 1 кг. На основе представленного обзора выявлены тенденции развития быстродействующих цикловых манипуляторов. В качестве одного из перспективных направлений развития цикловых манипуляторов с рекуперацией энергии отмечается применение устройств «подкачки» энергии, построенных на основе использования постоянных магнитов с высокой магнитной энергией и электромагнитов.

В представленном обзоре рассмотрены особенности структуры и некоторых свойств, в частности, механических, различных типов композиционных наноматериалов. Продемонстрировано многообразие исследовательских направлений в области изучения свойств нанокомпозитов, как экспериментальных, так и теоретических. Также отмечается, что растущее количество работ в этой области требует систематизации и приведения к единообразному виду полученных данных для последующей обработки и сравнительного анализа.

В статье представлены результаты исследования коэффициента теплоотдачи при термопластическом упрочнении жаропрочных и титановых сплавов в зависимости от давления в камере охлаждения и расхода жидкости.

В статье представлена математическая модель формирования упругопластических деформаций и остаточных напряжений в деталях ГТД после их термопластического упрочнения. Приведены результаты расчета полных деформаций и остаточных напряжений в поверхностном слое детали.

Дан краткий обзор главных достижений ЦАГИ за всю историю его существования. Обзор этих достижений показывает продуктивность идей, заложенных еще при создании института Н.Е. Жуковским.

В работе на основе теории сетей и сигнальных графов предложены методы прямого описания сложных технологических комплексов.

В работе рассмотрены вопросы топологического описания технологических комплексов на базе их сетевого представления и сигнальных графов.

Представлены принципы легирования стали марки 10Х15С3Б1-Ш (ЭП302-Ш), которые позволили повысить сопротивляемость локальным видам коррозии в хлорсодержащей среде с сохранением высокой коррозионной стойкости в потоке жидкого свинца. Основное внимание было уделено повышению сопротивляемости к таким видам локальных повреждений, как питтинговая коррозия, коррозионное растрескивание, щелевая коррозия. С целью повышения устойчивости аустенита при тепловых выдержках, а также для сохранения высокой коррозионной стойкости в потоке свинца был скорректирован состав новой стали также и по основным легирующим элементам, хрому и никелю. В результате проведенных лабораторных экспериментов было подтверждено наличие высокого уровня свойств новой стали ЭП302М-Ш, позволяющих рекомендовать ее для использования теплообменных труб опытно-демонстрационного ядерного реактора БРЕСТ-ОД-300.

Рассмотрено применение углерод-углеродного композита в качестве материала тонкостенной цилиндрической обечайки, воспринимающей нагрузки в условиях интенсивного нагрева и радиационного облучения. Относительно низкая прочность на сдвиг многослойного пакета композита вблизи открытой кромки требует применения модели кромочного эффекта при анализе несущей способности. Показано практическое применение предложенного подхода к расчету несущих конструкций из рассмотренного материала.

В статье рассмотрен процесс управления производительностью насоса гидропривода активной подвески с помощью дифференциального регулятора.Разработанная математическая модель регулятора системы управления представлена в виде дифференциальных уравнений и уравнений связи (расходов), с помощью которых получены зависимости изменения во времени параметров работы системы управления: давления на выходе насоса, давления и расхода в сервоцилиндре, перемещений золотника регулятора и управляющего органа насоса, давления в гидроаккумуляторе.Результаты расчетных исследований приведены в виде графических зависимостей.Адекватность расчетной модели подтверждена сопоставлением расчетных и экспериментальных данных.Разработанная расчетная модель позволяет исследовать переходные процессы в системе управления, оценивать быстродействие системы и выбирать рациональные параметры конструкции регулятора и других элементов.

В работе рассмотрены принципы действия нескольких гидравлических исполнительных механизмов рабочих органов экскаватора от единого аксиально-поршневого насоса.

Неоправданное повсеместное применение цельных твёрдосплавных концевых фрез ведёт к значительному росту инструментальных затрат в себестоимости изделия. Предложены варианты исполнения составных твёрдосплавных концевых фрез, что позволяет экономить твёрдосплавный инструментальный материал без ущерба качеству и производительности обработки.

Рассмотрена задача о распределении напряжений в упругом основании штампа закругленного (параболического) очертания, находящегося под действием нормальной равномерно распределенной нагрузки, при различных значениях коэффициента трения по его подошве. Определены компоненты напряжений, зависящие от коэффициента Пуассона. Показано, что распределение напряжений в основании штампа зависит от коэффициента бокового давления грунта и коэффициента трения. Приведены формулы давления и касательного напряжения под штампом.

Получено решение задачи водопроницаемости облицовки канала с закольматированными швами с помощью метода конформных отображений и интеграла Кристоффеля-Шварца без учета и с учетом проницаемости основания. Найдены приближенные расчетные зависимости фильтрационных характеристик для ряда частных случаев, в т.ч. при очень малых значениях повреждения экрана и малых модулях эллиптического интеграла, близких к нулю. Проведено сравнение результатов расчета удельного фильтрационного расхода закольматированного шва по различным формулам, полученным авторами этой статьи по известным зависимостям. Расчетные значения коэффициента водопроницаемости швов были сопоставлены с натурными данными и показали близкие результаты. Расчетные значения градиента напора в основании шва не превышают допустимых по действующим нормам критических значений.

Рассмотрена проблема проектирования свайных фундаментов на аргиллитоподобных глинах. Выполнен расчет осадки одиночной забивной сваи численными методами, реализованными в программном комплексе Plaxis 2D, и аналитическим методом, согласно методике СП 24.13330.2011. Особое внимание уделено расчету осадки сваи с учетом зон уплотнения в околосвайном грунтовом пространстве. Расчетные значения сопоставлены с результатами натурных экспериментов. Даны рекомендации по прогнозу осадки свайных фундаментов на аргиллитоподобных глинах.

Рассматриваются особенности построения математических моделей теплообменников в условиях высокотемпературного теплообмена. Указывается на необходимость учитывать распределение значений коэффициента теплопередачи вдоль поверхности теплообмена во избежание искажения температурных профилей, приводящего к ошибкам математического моделирования теплообменной аппаратуры, выполняемого в целях оптимизации технологических режимов ее эксплуатации и технического диагностирования.

Приведены результаты экспериментальных исследований по активации эмульсионного поливинилхлорида способом высокоскоростного нагружения в дезинтеграторе. Показано, что при обработке поливинилхлорида в дезинтеграторе имеют место физико-химические процессы, ведущие как к повышению, так и к снижению вязкости растворов полимера в циклогексаноне. Оптимизация режимов обработки ПВХ-Е позволяет целенаправленно воздействовать на протекание этих процессов.

Разработана математическая модель движения смеси воды, воздуха и частиц руды в кольцевом канале пульпоподъемной колонны гидродобычной скважины и ее компьютерная реализация, позволяющая исследовать влияние различных параметров процесса на показатели его эффективности. Сопоставление результатов расчета с данными промышленных испытаний показало их хорошее совпадение. Установлено, что эксплуатация гидродобычной скважины для заданной величины подачи эрлифтного воздуха возможна, в зависимости от конкретных условий, при одном, двух, или трех различных режимах, технико-экономические показатели которых сильно отличаются друг от друга.

Рассматривается комплекс факторов, влияющих на деятельность российских и зарубежных MVNO. Для их анализа предлагается использовать метод корреляционно-регрессионного анализа (КРА). Факторы классифицированы и разбиты на две группы: а) характеризующие уровень развития рынка сотовой подвижной связи (СПС) и, частично, всего инфокоммуникационного рынка; б) отражающие макроэкономические параметры. Отмечена возможность внедрения бизнес-моделей виртуальных операторов СПС практически в каждом регионе России.

Рассмотрено влияние сверхкоротких электромагнитных импульсов на типовую структуру всепроникающей сенсорной сети. Приведено формализованное описание задачи по повышению помехоустойчивости USN на базе вычисления коэффициента сохранения эффективности сети. Предложено решение, в результате которого можно определить варианты применения методов и средств защиты в USN, обеспечивающих заданный показатель коэффициента сохранения эффективности и повышения стойкости сети. Решение представлено в виде пошагового описания четырех этапов, на основе которых выбираются методы защиты с минимальной стоимостью на разработку и внедрение в элементах USN.

Рассмотрены проблемы, связанные с реализацией мобильных беспроводных сенсорных сетей, предложен новый алгоритм кластеризации сетей подобного класса в трехмерном пространстве, проведено его моделирование и сравнение с алгоритмом LEACH-M.

Исследуются характеристики плотности и связности для беспроводных сенсорных сетей (БСС) с целью определения такой стратегии размещения сенсорных узлов, при которой возможно обеспечить, по крайней мере, 90% покрытие для двумерных (2D) и трехмерных (3D) БСС. При этом оцениваются также длительность жизненного цикла сети, период стабильности и пропускная способность сети на основе отношения между радиусом покрытия RS и радиусом дальности связи RC. Результаты статьи могут быть использованы при планировании как БСС, размещенных на плоскости, в трехмерном пространстве, так и летающих сенсорных сетей.

Сегодня средства информационного воздействия различных злоумышленников и нарушителей на телекоммуникационные сети и системы управления (СУ) достигли такого уровня, что могут нарушить нормальную работу инфокоммуникационной сети специального назначения (ИКС СН), воздействуя не только на нее, но и на СУ. Поэтому к организации управления ИКС СН предъявляются особые требования, включающие не только традиционные способы обеспечения информационной безопасности СУ, но и способы выработки управляющих воздействий. При этом обеспечение нормальной работы современных ИКС СН в условиях интенсивных воздействий (в том числе компьютерных атак) предполагает, что в самой СУ необходимо использовать специальные методы управления, позволяющие рационально организовывать работу ИКС СН. В соответствии с особенностями построения и условиями функционирования ИКС СН предлагаются различные варианты организации управления, обеспечивающие их нормальную работу при интенсивных воздействиях на сеть.

Предлагается метод взаимодействия с наземной беспроводной сенсорной сетью с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Предложенный метод обеспечивает оптимизацию траектории движения с целью минимизации времени доставки информации пользователю. Приводятся сравнительные оценки различных алгоритмов выбора траектории движения для сбора информации с узлов наземной беспроводной сенсорной сети.

Предлагается модель взаимодействия узлов беспроводной сенсорной сети со средствами связи беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Предлагаемая модель описывает данное взаимодействие как систему массового обслуживания (СМО) для случаев известных и неизвестных координат узлов USN. Цель аналитического моделирования — выбор скорости движения БПЛА для обеспечения необходимой вероятности считывания данных с узлов сети.

Рассматриваются теоретические и практические направления исследований в области летающих сенсорных сетей (ЛСС). Охвачен широкий круг вопросов: от методов расчета ЛСС до новых видов тестирования и структуры модельной сети для таких сетей.

Приведены модели и алгоритмы, необходимые для создания транспортной сети VPN в виде наложенной сети связи. Они позволяют определить необходимую минимальную пропускную способность виртуальной транспортной сети (ВТС), которую требуется выделить из ресурса магистральной первичной сети связи общего пользования (ССОП). Основное отличие предложенной математической модели и алгоритма формирования ВТС: совместный учет топологической структуры первичной сети связи, на базе которой реализуется ВТС, и непосредственно топологической структуры ВТС; учет информации о количестве и распределении трафика конечных точек ВТС, возможных алгоритмов маршрутизации потоков и ограничений на сетевые ресурсы.

Качество обслуживания (QoS) является одной из основных характеристик любой сети связи, включая сеть, базирующуюся на архитектуре IMS. В процессе обработки различных сигнальных сообщений в узлах IMS-сети возникают задержки. При этом размер задержки варьируется в зависимости от типа запрашиваемой услуги. В статье предлагается комплексный подход к анализу величины задержки при рассмотрении различных случаев.

Показатели качества обслуживания (QoS) представляют собой набор метрик, определяющих удовлетворенность абонентов свойствами предоставляемых им услуг. Оценка этих показателей необходима на этапах планирования телекоммуникационных сетей, их построения и эксплуатации. В статье формулируются пять основных задач, решение которых позволит эффективно контролировать показатели, нормированные для обслуживания мультисервисного трафика. Постановка всех пяти задач основана на анализе рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ) и опыте, накопленном российскими операторами связи.

Приведена методика расчета нормативов для группового ЗИП на ремонтно-эксплуатационное обслуживание оборудования связи. Обоснованные нормативы ЗИП, с одной стороны, обеспечивают требуемую надежность оборудования связи, с другой, — снижают затраты на длительное хранение избыточных запасов сменных частей (СЧ) в процессе эксплуатации. Подтверждена необходимость строгого теоретического обоснования нормативов ЗИП. Как показывает конкретный расчет: при относительно низкой наработке на отказ (немногим более половины года) ежегодное пополнение ЗИП составляет всего 20% от общего количества защищаемого оборудования.

Приведено формализованное описание технологии транспорта виртуальных частных сетей (VPN). Показано, что при построении VPN целесообразно использовать в качестве критерия оптимальности значение суммарной минимальной пропускной способности, которую требуется выделить из ресурса магистральной первичной сети связи общего пользования.

Рассмотрены способы организации, классификация и технологии создания виртуальной частной сети (VPN). Показано, что современные технологии VPN позволяют организовать наложенные сети с необходимым набором заданных свойств: с независимой системой адресации, с заданной пропускной способностью, надежностью и информационной безопасностью.

Предлагается ввести компенсацию влияния амплитуды сигнала на среднюю за период колебания емкость варикапов путем коррекции напряжения смещения. В результате устраняется асимметрия амплитудно-частотной характеристики, присущая нелинейному контуру.

Рассмотрен метод параметрического спектрального анализа дискретных случайных сигналов на конечном интервале времени, основанный на применении рекуррентных циркулянтных моделей 2-го порядка. Получены строгие аналитические выражения для спектральной плотности таких процессов в базисе дискретно-континуальных экспоненциальных функций. Приводятся результаты моделирования, подтверждающие хорошее качество аппроксимации.

Определены роль и место радиочастотного спектра (РЧС) в производственной деятельности предприятий и развитии экономики в целом. Систематизированы и классифицированы особенности РЧС как природного ресурса, ограниченного производственного ресурса и объекта государственного управления. Определены тенденции управления использованием РЧС и разработаны положения по формированию комплексного экономико-методологического механизма управления использованием РЧС.