Том 23, № 2 (2022)

Статьи

Движение твердой гантели с маховиком в центральном гравитационном поле

Купреев С.А., Мельников В.М., Самусенко О.Е., Бондаренко Ю.А., Яблоновский П.А.

Аннотация

Изложены теоретические исследования механики космического полета протяженного твердого тела типа гантель. Представлено описание общей качественной картины возможности реализации нереактивного принципа движения протяженного тела в центральном гравитационном поле. В строгом соответствии законам классической механики показан нереактивный принцип перемещения центра масс протяженного тела в центральном гравитационном поле, основанный на внутреннем перераспределении полного кинетического момента тела между кинетическими моментами центра масс тела и относительно центра масс тела. Изучена динамика гравилета Белецкого - Гирвица. Рассмотрены вопросы практической реализации нереактивного принципа движения, в том числе с точки зрения квантовой физики. Показано, что принцип движения, основанный на использовании спина низкоэнергетических элементарных частиц, эффективнее фотонной ракеты. В частности, применение спина гравитона для движения тел в миллиард раз эффективнее применения гравитона для реактивного движения и позволяет достигнуть ускорения телом более 6600 м/с2 без перегрузки. Полученные результаты могут быть использованы в экспериментах для поиска элементарных частиц с низкой энергией, объяснения космических феноменов и разработки транспортных объектов на новых физических принципах.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):83-96
pages 83-96 views

Современные аспекты применения искусственного интеллекта для прогнозирования стихийных бедствий на реках Российской Федерации (на примере реки Амур)

Александров Н.Э., Ермаков Д.Н., Бром А.Е., Омельченко И.Н., Шкодинский С.В.

Аннотация

Среди всех наблюдаемых природных стихийных бедствий катастрофы, связанные с водой, наиболее частые и несут серьезную опасность для людей и социально-экономического развития. Для России наибольшую актуальность представляют речные паводки, важность борьбы с которыми, в частности на Дальнем Востоке, неоднократно подчеркивал президент РФ В.В. Путин. Изучено качество работы различных методов искусственного интеллекта по предсказанию речных паводков в бассейне реки Амур. Уникальность исследования заключается в том, что прежде подобных изысканий для этой реки не проводилось. Основная задача состояла в последующем практическом применении полученных результатов в системах прогнозирования паводков и управления их риском. С этой целью поиск наилучшего метода выполнялся среди широко используемых на рынке методов, обладающих богатым выбором вспомогательных решений: градиентный бустинг на деревьях, линейная регрессия без регуляризации и нейронные сети. В дизайне исследования сделан упор на достижение максимальной воспроизводимости результатов. В итоге наивысшее качество показал градиентный бустинг над деревьями в отечественной реализации CatBoost. Полученные результаты могут быть экстраполированы и на другие реки, сравнимые как по площади, так и по объему собранных данных.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):97-107
pages 97-107 views

Необходимые и достаточные условия разделения структур алгоритмов на непересекающиеся множества: полиномиальные и переборные алгоритмы

Малинина Н.Л.

Аннотация

Представлено строгое доказательство первой проблемы миллениума, а именно: P≠NP, которая была озвучена в 1971 г. в статье Стивена Кука и положила начало долгой борьбе за ее осмысление и доказательство. Проблема тесно связана с понятием комбинаторного взрыва, возникшего в начале 1970-х гг. Она стала символом тех громадных трудностей, с которыми приходится сталкиваться разработчикам алгоритмов и программ, поскольку сложность решаемых задач с каждым днем растет. Предлагаемое доказательство основано на достижениях теории графов и теории алгоритмов. Обосновывается необходимое условие того, чтобы произвольный алгоритм мог быть решен с помощью машины Тьюринга и приводятся необходимые теоремы. Далее с помощью теории алгоритмов и теории графов доказывается, что нормализованные графы (визуализации алгоритмов) относительно такой характеристики их сложности, как цикломатическое число, распадаются на три непересекающихся множества, которые обладают различными свойствами. Эти свойства определяются структурными особенностями графов, их можно учесть при разработке алгоритмов и программ для решения массовых задач. Доказывается разделение алгоритмов массовых задач на непересекающиеся множества, которые соответствуют граф-схемам (блок-схемам) полиномиальных (P) или переборных (NP) алгоритмов. Этим обосновывается достаточное условие, которое, собственно, и подтверждает, что P≠NP.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):108-116
pages 108-116 views

Автоматизированная система оптических измерений жидкокристаллических элементов с улучшенными характеристиками выходного сигнала

Усачев В.В., Беляев В.В., Чаусов Д.Н., Мойсеенко С.В.

Аннотация

Рассматривается разработанная автоматизированная система для исследования ячейки жидкого кристалла, которая состоит из аппаратной и программной частей. В отличие от ранее разработанных устройств оптических измерений жидкокристаллических элементов представленная автоматизированная система обеспечивает точность формирования сигнала в пределах 0,5 % и помехозащищенность SFDR не менее 80 дБ. Аппаратная часть системы включает разработку схемы для формирования сигнала напряжения определенной амплитуды и частоты, формирование сигналов для управления движением шагового двигателя и управления интенсивностью светового потока четырех лазерных светодиодов, разработку и трассировку печатной платы. Программная часть заключается в разработке прикладного исполнительного алгоритма, который осуществляет построение синусоидального сигнала на выходе цифро-аналогового преобразователя микроконтроллера. В качестве микроконтроллера используется STM32F746IGT6 на базе ядра ARM Cortex-M7, имеющий суперскалярную архитектуру с динамическим предсказанием, модуль защиты памяти (MPU), блок вычислений с плавающей запятой FPU, а также контроллер прямого доступа к памяти DMA (direct memory access), который используется для ускоренного обмена данными между памятью и периферией. Интерфейс DMA использовался для быстрого управления цифро-аналоговым преобразователем.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):117-123
pages 117-123 views

Некоторые аспекты исследования возможности строительства АЭС на Луне

Белов В.В., Сазонова С.А.

Аннотация

Вопрос освоения космического пространства является приоритетным в развитии любого крупного государства, так как, решая технологичные задачи, приводит к будущему прогрессу. Очевидно, что такое освоение невозможно без устройства устойчивого источника энергии непосредственно в космическом пространстве. Материалы исследования посвящены концептуальному изучению возможности строительства стационарной АЭС на Луне. Проведен обзор открытых источников информации на наличие уже существующих или находящихся на стадии разработки ядерных энергетических установок, способных работать в «лунных условиях», а также отвечающих требованиям безопасной эксплуатации и утилизации, подобраны конкретные модели ракетоносителей тяжелого и сверхтяжелого класса (существующие и концептуальные), при помощи которых возможно транспортировать до Луны полезную нагрузку величиной от 10 т и более. На основании анализа данных о реакторных установках и сведений об условиях эксплуатации и строительства на Луне сформировано концептуальное решение «многоразовой» ограждающей конструкции стационарной АЭС на Луне, которая выполняет роль защиты от падения космических тел, радиационных амплитудных колебаний и солнечного излучения (тепла солнечного света). Представлены основные принципиальные концепты этапов строительства, эксплуатации и утилизации, для которых показана проблематика создания, развития и утилизации ядерных установок и стационарной ограждающей конструкции АЭС в условиях отсутствия атмосферы (космического тела), существующих на данный момент и требующих исследования в течение ближайшего десятилетия.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):124-139
pages 124-139 views

Влияние температуры нагрева на изменение коэрцитивной силы и твердости углеродистых доэвтектоидных сталей

Корнилова А.В., Чжо З.

Аннотация

Исследована доэвтектоидная сталь с содержанием углерода 0,25 % без предварительной термической обработки. Описано экспериментальное исследование твердости и коэрцитивной силы при нагреве и последующем охлаждении на спокойном воздухе. Глубина намагничивания используемого прибора и глубина проникновения индентора при измерении твердости значительно больше толщины суммарных оксидных пленок, поэтому результат измерения представляет собой комплексную величину, зависящую от свойств основного металла и оксидов. Доказано влияние на исследуемые параметры не только структуры основного металла, но и свойств оксидных пленок, возникающих на поверхности стали в кислородсодержащей среде при нагреве. В результате твердость и коэрцитивная сила не коррелируют друг с другом во всех температурных интервалах нагрева. Показано, что визуальная оценка температуры по цветам побежалости носит субъективный характер и при превышении температурного порога в 500 ºС (для исследуемой стали на заданных режимах) визуально определяемая зависимость между температурой и цветом поверхности образца после температурного воздействия исчезает.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):140-145
pages 140-145 views

Оценка технического состояния электромагнитных форсунок на стенде по погрешности измерения расхода тестовой жидкости

Ходяков А.А., Хлопков С.В., Басова В.В., Телков О.И., Космачева А.Д.

Аннотация

Установлено, что средние значения погрешности измерения расхода тестовой жидкости (ТЖ) электромагнитными форсунками (ЭМФ) связаны с пробегом автомобиля. Чем больше пробег, тем выше значение погрешности. Показано, что зависимость погрешности измерения расхода от пробега может быть описана в грубом приближении регрессией. Техническое состояние ЭМФ оценено прибором для очистки и анализа топливных форсунок НР-6В в комплекте с ультразвуковой ванной Ultrasonic Cleaner. Объекты исследования - ЭМФ бензиновых двигателей с распределенным впрыском топлива. Форсунки эксплуатировались в силовых агрегатах автомобилей ГАЗ-27040 V («Газель»), ZAZ Chance SX, ВАЗ 2121 («Нива»), Chevrolet Lacetti и др. Испытания проведены на 19 комплектах форсунок (в каждом комплекте по 4 форсунки), снятых с двигателей автомобилей с пробегом от 0 до 188 тыс. км. Испытаны форсунки Siemens DEKA ZMZ 6354, Siemens DEKA VAZ 6238, Siemens DEKA VAZ 20734, Siemens DEKA VAZ 20735, Bosch 0 280 158 502, Bosch 0 280 158 017, Bosch 0 280 158 022, Bosch 0 280 150 996, Denso 23209-39145.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):146-154
pages 146-154 views

Дополненная реальность в интеллектуальной системе управления транспортным средством

Круглова Л.В., Сисей Ф.К.

Аннотация

Использование дополненной реальности в интеллектуальных системах управления транспортными средствами - важная и актуальная задача производства и эксплуатации автомобилей. Наряду с разработкой сенсоров необходимо создание алгоритмического и программного обеспечения таких систем. Описана программа, моделирующая формирование изображения дополненной реальности на проекционном дисплее, расположенном на лобовом стекле машины. Моделирование контента дополненной реальности предлагается осуществлять путем объединения изображения, видимого через лобовое стекло, и данных, поступающих от сенсоров интеллектуальной системы управления автомобилем. Функционирование интеллектуальной системы управления автомобилем базируется на принципе Sensor Fusion, в соответствии с которым входные данные от нескольких дискретных датчиков объединяются для получения виртуальной модели окружающей среды. Основным достоинством разработанной программы является возможность адаптивной настройки параметров изображения в зависимости от условий окружающей среды. В программе также реализована функция переключения каналов информации для отображения данных от различных устройств. Применение технологий дополненной реальности в интеллектуальных системах управления транспортными средствами способствует не только удобству эксплуатации автомобиля, но также улучшает комфортность условий поездки, повышает уровень безопасности вождения.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):155-164
pages 155-164 views

Целесообразность попутной добычи фосфоритов и глауконитов при разработке титан-цирконовых россыпей месторождения Центральное

Георгиевский А.Ф., Бугина В.М.

Аннотация

С целью максимально полного использования россыпного месторождения Центральное в Тамбовской области проведено изучение технологических проб из вскрышных пород и хвостов обогащения титан-цирконовых руд, в которых в виде примеси присутствуют рассеянные полезные фосфоритовые и глауконитовые минералы. Пробы весом по 300 кг подвергались мокрому и сухому грохочению, самоизмельчению, гравитационному разделению, а также магнитной сепарации. Выделенные фосфатные и глауконитовые фракции и их концентраты исследовались с помощью обычной и электронной микроскопии, изучались методами рентгеновского, химического и количественного спектрального анализа. В результате получены детальные данные по вещественно-структурным особенностям минералов, их взаимоотношениям и обогатительным характеристикам. Это в свою очередь позволило наметить возможные направления дополнительного использования руд месторождения Центральное в виде попутно получаемых из них фосфоритовых и глауконитовых концентратов. Для их агрохимической оценки поставлены вегетационные опыты, показавшие высокую эффективность наработанных концентратов, применение которых в сельском хозяйстве в форме минеральных удобрений и мелиоранта ведет к увеличению растительной массы зерновых культур на 25-26 %. Поскольку запасы фосфатов и глауконитов оцениваются в 17 и 6 млн т соответственно, в случае освоения месторождения появляются дополнительные резервы, способные существенно снизить себестоимость строительства горнодобывающего предприятия.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):165-173
pages 165-173 views

Геологическое строение и нефтегазоносность шельфа Республики Экваториальная Гвинея

Котельников А.Е., Ондо Айенвеге Л.М.

Аннотация

Изучается нефтегазоносный потенциал Республики Экваториальная Гвинея, в которой доходы от продажи газа и нефти составляют более 90 % национального дохода. Актуальным является увеличение запасов нефти и газа, поэтому задачей исследования стала оценка перспективности обнаружения новых месторождений нефти на основе анализа геологической информации. Нефтегазоносный бассейн Гвинейского залива протягивается узкой прибрежной полосой вдоль западного побережья экваториальной Африки и представлен мощными осадочными толщами. Наиболее значимый бассейн Рио-Муни вмещает мощную перспективную толщу сенонских отложений, перекрытую третичными осадками, мощность которых увеличивается с юга на север. Интервалы пород-коллекторов с хорошими фильтрационно-емкостными свойствами известны как в третичных, так и в меловых отложениях, но промышленная продуктивность до настоящего времени установлена только в меловом комплексе отложений. В пределах бассейна присутствуют перспективные нефтегазоносные области, обладающие антиклинальными зонами нефтегазонакопления, которые связанны с экранированием тектонического, стратиграфического и литологического типа. В южных частях бассейна соленосные отложения залегают неглубоко и представляют интерес для обнаружения нефтяных залежей. Показано, что в бассейне Рио-Муни территории блока К в самой южной части Экваториальной Гвинеи - это перспективный регион с доказанными запасами углеводородов. Палеоценовые и туронские коллекторы состоят из недеформированных склоновых подводных вееров, аналогичных глубоководному бассейну Кампос в Бразилии.

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022;23(2):174-181
pages 174-181 views

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах