Том 22, № 1 (2021)

В последнее время обратимые клеточные автоматы все чаще применяются для построения высокопроизводительных криптографических алгоритмов. Устанавливается связь обратимости однородных одномерных бинарных клеточных автоматов конечного размера со свойствами конструкции, называемой нелинейный фильтр с входной памятью и такими свойствами конечных автоматов, как наличие запретов и потеря информации. В работе показано, что нахождение прообраза для произвольной конфигурации одномерного клеточного автомата длины L с локальной функцией связи f связано с нахождением прообраза (а по сути с обратимостью) нелинейного фильтра с входной памятью с регистром длины R (где R - размер окрестности соответствующего одномерного клеточного автомата) и функцией выхода, совпадающей с локальной функцией связи клеточного автомата. При этом нелинейный фильтр с входной памятью, соответствующий клеточному автомату, не зависит от числа ячеек памяти клеточного автомата. Полученные результаты позволяют снизить сложность решения массовых задач переборного типа, связанных с вопросами обратимости клеточных автоматов. Все полученные результаты можно перенести на клеточные автоматы с небинарным заполнением ячеек и на клеточные автоматы размерности большей 1.

При проектировании наноспутников очень важно обеспечить заданный тепловой режим работы бортового компьютера. Постоянно возрастающий объем обрабатываемой информации вызывает необходимость использовать более совершенные процессоры с высокой тепловой мощностью. Для поддержания рабочей температуры процессора весьма перспективны системы с удаленным стоком теплоты на углепластиковый корпус наноспутника. На примере модельного наноспутника рассмотрена система терморегулирования с использованием миниатюрных контурных тепловых труб. В программе Siemens NX проведено моделирование температурного состояния модельного наноспутника на эллиптической и геостационарной орбите Земли. Рассмотрены схемы охлаждения процессора тепловой мощностью 15 Вт при помощи одной и двух контурных тепловых труб. Показано, что использование контурных тепловых труб позволит снизить температуру процессора до допустимых значений. Подтверждено существенное влияние анизотропии коэффициента теплопроводности в различных направлениях плоскости армирования углепластикового корпуса наноспутника на температуру процессора и элементов памяти бортового компьютера при орбитальном полете. Это открывает перспективы проектирования системы терморегулирования с учетом рационального применения анизотропных композиционных материалов для корпуса наноспутника.

Актуальность рассматриваемого вопроса связана с эволюцией существующих технологий, благодаря которым увеличивается функционал и снижается масса полезной нагрузки, вследствие чего поднимается вопрос об использовании экономически выгодных средств выведения. Цель работы заключается в проведении сравнительного анализа целесообразности применения ракет-носителей сверхлегкого класса для оказания услуг по доставке малоразмерных космических аппаратов на низкую околоземную орбиту. Статья выдержана в рамках социальноэкон омических методов исследования. Ретроспективный анализ и сравнительный подход сочетаются с применением количественных методов. Теоретическая значимость исследования состоит в анализе современной эксплуатации малоразмерных космических аппаратов и состояния мировой ракетно-космической сферы, разбора существующей стратегии Госкорпорации «Роскосмос» в рамках разработки новой линейки многоразовых ракет-носителей и рассмотрении перспективных проектов отечественных частных компаний, занимающихся созданием ракет-носителей сверхлегкого класса. Практическая значимость заключается в возможности применения результатов изучения интенсивности космических запусков при принятии стратегических решений о применении ракет-носителей сверхлегкого класса. На основе оценки существующих прогнозов по разработке и созданию малоразмерных космических аппаратов сделан вывод о заинтересованности мирового космического рынка к видам спутников и классам ракет-носителей для их выведения.

Лопасти современных турбовинтовых двигателей имеют сложную пространственную конфигурацию. Их можно отнести к классу оболочек. Методы расчета оболочек хорошо известны. На их основе создан ряд компьютерных программ. Однако в этих программах не учитываются особенности, связанные с взаимным влиянием деформаций лопасти и действующих на нее аэродинамических и инерционных нагрузок. Целью исследования являются разработка методики конечно-элементного расчета лопастей воздушных винтов самолетов с учетом аэроупругих эффектов и создание на ее основе компьютерной программы, доступной широкому кругу конструкторов и расчетчиков. Используется метод конечных элементов в геометрически нелинейной постановке. В качестве исходного используется уравнение равновесия, включающее полную нелинейную матрицу жесткости и учитывающее как консервативные, так и неконсервативные нагрузки. Задача решается способом последовательного нагружения, при этом исходное уравнение на каждом шаге нагружения линеаризуется, а частота вращения и геометрия лопасти считаются неизменными. Результаты шаговых расчетов суммируются. Рассчитана лопасть одного из серийных воздушных винтов на прочность. Обнаружено и проанализировано влияние деформаций на величину аэродинамической нагрузки и вследствие этого на напряжения в расчетных сечениях. Результаты расчета сопоставлены с экспериментальными данными. Предложенная методика и составленная на ее основе программа могут быть использованы при проектировании лопастей воздушных винтов самолетов.

Архитекторы, работающие с оболочкой, используют в своих проектах хорошо зарекомендовавшие себя геометрические формы, которые составляют около 5-10% от числа известных поверхностей. Однако есть такая известная поверхность вращения, которая с XIX в. по настоящее время пользуется большой популярностью среди математиков-геометров, но практически неизвестна архитекторам и дизайнерам, нет примеров ее применения в строительной отрасли. Это поверхность псевдосферы. Для псевдосферической поверхности гауссова кривизна во всех точках равна постоянному отрицательному числу. Псевдосфера, или поверхность Бельтрами, образуется вращением трактрисы. Псевдосфера, или поверхность Бельтрами, образуется вращением трассерсиса, эволюционирующего из цепной линии. В статье дается обзор известных методов расчета псевдосферических оболочек и исследуется напряженно-деформированное состояние тонких оболочек вращения с близкими геометрическими параметрами для определения оптимальных форм. Как отмечалось ранее, в научно-технической литературе не найдены примеры применения поверхности псевдосферы в строительной отрасли. Только Кеннет Бехер представил примеры псевдосфер, реализованных в природе: гипсовая модель псевдосферы, сделанная В. Мартином Шиллингом в конце XIX века.

В последние десятилетия трубопроводы пользуются повышенным спросом за счет экономичности, безопасности и экологичности транспортировки. Их протяженность может насчитывать многие сотни и тысячи километров. Большое распространение получили морские трубопроводы. Их строительство должно соответствовать требованиям нормативной документации. Однако даже это не может гарантировать отсутствие проблем в процессе эксплуатации. В данной работе собраны материалы различных исследований, связанных с проблемой всплытия подводных трубопроводов. Подводные трубопроводы подвержены вертикальным подвижкам (всплытию). Во избежание подобной ситуации используется метод балластировки трубопровода. Эта статья содержит информацию, показывающую, какие исследования уже проводились, какие выводы были сделаны и показывает направления для дальнейших изысканий. В данной работе рассматривается балластировка пригрузочными мешками. Выполняются вычисления, требуемые для правильного подбора веса мешков, описываются возможные причины всплытия. Данная работа будет полезна проектировщикам подводных морских трубопроводов.