ИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО. ТЕХНИКА В ЦЕЛОМ

Рассмотрены вопросы определения базовых платформ высокоподвижных бронированных колесных и гусеничных машин для транспортировки военнослужащих, грузов и монтажа вооружения. Выделены три типа (семейства) машин для эксплуатации в районах с разными условиями движения: колесные, гусеничные, двухзвенные гусеничные.

Рассмотрены вопросы прогнозирования подвижности специальных колесных шасси нового поколения с использованием имитационного математического моделирования движения в различных условиях эксплуатации, а также проблема совместного моделирования процессов разной физической природы, непрерывных и дискретных при теоретическом исследовании движения специального колесного шасси.

В рамках становления новой специализации подготовки кадров для космической отрасли кратко рассмотрена технология управления полетом космических аппаратов, представляющего собой достаточно сложный процесс, методы и средства выполнения которого непрерывно развиваются в соответствии с усложнением космических аппаратов и задач их полета. Освещена история становления преподавания указанной дисциплины в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Представлены результаты исследований, связанных с изучением изменения плотности воды при низких температурах. Рассмотрен тепломассоперенос в условиях термической конвекции под действием выталкивающей силы при отсутствии градиентов концентрации. Выявлены причины возникновения изменения направления выталкивающей силы, определены двумерные профили скорости и обнаружена инверсия конвекции, обусловленная экстремумом плотности. Получена зависимость плотности воды от температуры и начальные оценки ряда характерных величин. Определены уровень скоростей нижнего предела коэффициентов переноса, граница между режимами процесса, начальная геометрическая конфигурация различных течений. Отмечено, что в однофазной жидкости в связи с быстрым изменением плотности в вертикальном направлении возникают волноподобные движения, например в термоклиньях, находящихся в объеме жидкости. Показано, что условия, наложенные на температуру погруженной в покоящуюся окружающую среду поверхности и саму среду, отличаются настолько, что в области диффузионной теплопередачи вязкость и теплопроводность жидкости заметно изменяются.

Проведены исследования в области разработок систем кондиционирования воздуха легких самолетов и вертолетов, предложена концепция систем кондиционирования воздуха для таких летательных аппаратов. Результаты данной работы могут быть использованы при проектировании макета и опытного образца системы кондиционирования воздуха легких самолетов и вертолетов на стадиях разработки технических предложений, эскизного и технического проектирования.

Рассмотрен лабораторный практикум по микромеханике, созданный на базе трех серийных устройств: печатной платы трехосного акселерометра, печатной платы двухосного датчика угловой скорости, печатной платы инерциального измерительного блока с устройствами беспроводной связи с персональным компьютером.

Проведен анализ риска информационной безопасности при реализации некоторых из фрод-угроз. Разработаны соответствующие алгоритмы атак злоумышленника и предложены способы защиты от них. Результаты получены с помощью тестирования, проведенного на стенде оборудования одного из российских операторов связи.

Показана актуальность использования механизма обнаружения вторжения IDS в кластерной беспроводной сенсорной сети (БСС) для противодействия атакам, проводимым путем вброса злоумышленником нелегитимного сенсорного узла. Выполнение этим узлом функций головного узла кластера приводит к большому риску информационной безопасности всей кластерной области БСС. Дается описание предлагаемой системы обнаружения вторжений IDS на основе аномалий. При этом рассматриваются физический и канальный уровни сенсорного узла кластерной области.

Cерия журнала «Техника и технологии» отражает самую массовую группу инженерных научных направлений Сибирского федерального университета. Целью создания серии является развитие фундаментальных исследований в области инженерных наук в СФУ, обеспечение международного приоритета научных работ преподавателей, сотрудников, аспирантов, докторантов вуза, а также интеграция журнала в международное информационное пространство.

Учебное пособие содержит общие сведения, основные расчетные формулы и примеры расчета разъемных и неразъемных соединений.

В учебном пособии рассмотрены приемы проектирования такого инженерного сооружения, как автомобильная дорога с учетом строгого соблюдения законов об охране земель и условий по минимальному ее изъятию.

В лабораторном практикуме рассматриваются вопросы, связанные с испытаниями автомобилей в эксплуатационных и лабораторных условиях, приводится описание измерительно-регистрирующей аппаратуры и оборудования для испытаний, а также методики испытаний и обработки полученных результатов.

В рабочей тетради рассматривается последовательность выполнения лабораторных работ, связанных с испытаниями автомобилей в эксплуатационных и лабораторных условиях.

Шумоподобные сигналы широко применяются для передачи полезной информации и обеспечения синхронизации. Представляет интерес разработка метода декодирования широкого класса шумоподобных сигналов, формируемых комбинированием нескольких исходных компонентных М-последовательностей по тому или иному правилу. Проведенные исследования основаны на положениях теории полей Галуа и на структурных свойствах шумоподобных сигналов. Показано, что разложение комбинированных кодовых последовательностей на компоненты возможно путем решения системы уравнений, связывающих между собой координаты элементов поля Галуа и входные символы декодируемой кодовой последовательности.

Одним из возможных путей улучшения энергетических характеристик современных ракет-носителей тяжелого класса, является повышение весовой эффективности конструкции за счет перераспределения части топлива из баков одной ступени в другую и обеспечения более полной заправки к моменту отделения предшествующей ступени. Рассмотрена проблема влияния перераспределения топлива на динамику конструкции разрабатываемой ракеты.

Приведен расчет напряженно-деформированного состояния тонкой пластины из слоистого углерод-карбидного композиционного материала с ортогональным 2D армированием, позволяющий достаточно быстро предсказать механизм разрушения и рассчитать разрушающую нагрузку. Предложен вариант аналитического решения задачи. Показано, что решение, найденное с помощью метода конечных элементов, хорошо согласуется с аналитическим решением. Рассмотрен численный пример. Отмечено, что вследствие низкой прочности углерод-карбидного композита на межслойный сдвиг для тонкостенной пластины возможен механизм разрушения, обусловленный расслоением.

Предложен подход к рациональному выбору энергетических характеристик амортизатора трансформируемого механического посадочного устройства возвращаемого космического аппарата в рамках конструктивных ограничений, а также ограничений по перегрузкам, клиренсу, устойчивости. Разработана модель динамики движения такого аппарата с момента контакта с посадочной поверхностью. Корпус возвращаемого космического аппарата и элементы его посадочного устройства рассматриваются как структурно сложная механическая система с внутренними связями.

Приведены результаты экспериментального и теоретического моделирования динамики раскрытия солнечных батарей различных кинематических схем, схемы экспериментальных установок. Выполнено сравнение результатов расчетов с экспериментально зафиксированными параметрами процесса. Отмечена хорошая сходимость, позволяющая сделать вывод о достоверности метода расчета.

Изложен метод прогнозирования проходимости автопоездов по бездорожью, основанный на использовании разработанной математической модели прямолинейного движения по несвязному грунту. Представлены методика и измерительный комплекс для исследований взаимодействия движителей с опорной поверхностью с целью получения тягово-энергетических и тягово-сцепных характеристик. Приведены некоторые результаты теоретических исследований.

Представлены основные соотношения метода конечных элементов в инкрементальной постановке расчета физически нелинейной задачи определения напряженно-деформированного состояния заготовки коленчатого вала в процессе обкатки галтелей. Остаточные напряжения в заготовке устанавливают с помощью упруго-пластической модели материала. Проведено сравнение результатов расчета напряженно-деформированного состояния с экспериментальными данными.

Приведены методика и результаты расчетного и натурного моделирования механических потерь в цилиндропоршневой группе ДВС. Проведенное сравнение значений этого показателя для малоразмерного дизеля, полученных различными методами при прочих равных условиях, доказывает адекватность принятых подходов к моделированию механических потерь.

Предложены методика экспериментальных исследований и схема испытаний цилиндрических образцов сферопластика с полимерными и органосиликатными связующими. Определены теплофизические свойства теплоизоляционных материалов, даны рекомендации по их выбору для длительной работы в условиях высоких температур.

Разработаны технология и методика назначения параметров изготовления теплоизоляционных материалов (ТИМ) из базальтовых волокон методом фильтрационного осаждения. Предложена методика определения геометрических размеров образцов ТИМ на основе базальтовых волокон и стеклянных микросфер. Экспериментально установлено, что указанные ТИМ при нагреве до температуры 400 °С обладают низкой теплопроводностью, равной 0,04 Вт/(м·K). Намечены пути дальнейших исследований ТИМ с другими, более теплостойкими связующими.

Рассмотрено решение проблемы экспресс-оценки производительности ультраструйного суспензирования с помощью метода акустической эмиссии. Разработано информационно-методическое обеспечение технологического процесса суспензирования, которое позволяет оперативно, в режиме реального времени, оценить насыщенность жидкости элементами материала мишени при воздействии на нее ультраструей воды. Предложенные подходы могут быть эффективно использованы для решения аналогичных задач при гидроэрозии материалов и изделий.

Разработана математическая модель изменения термо- и газодинамических параметров в процессе подачи газа на изделия ракетно-космической техники при пневматических испытаниях. Получена зависимость амплитуды колебаний относительного давления от типа газа, его исходных параметров, степени сжатия к моменту отсечки подачи и возможностей системы подачи газа. Даны оценки временных параметров колебаний давления.

Рассмотрен адаптивный алгоритм интерполяции на фиксированном интервале для задачи постобработки данных цифрового регистратора. Приведены сравнительный анализ характеристик предложенного алгоритма с известными алгоритмами методом имитационного моделирования и результаты испытаний предложенного алгоритма интерполяции по сигналам имитатора сигналов глобальных навигационных спутниковых систем.

Представлены результаты наблюдения сигналов глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС с помощью программно-аппаратного комплекса, созданного на базе радиотелескопа РТ-7,5 МГТУ им. Н.Э. Баумана. Описаны методики калибровки измерительной системы с использованием радиоизлучения Солнца.

В работе представлены результаты выполненной НИИ Радиоэлектронной техники МГТУ им. Н.Э. Баумана разработки комплекса аппаратно-программных средств внешнетраекторных измерений высокодинамичных объектов. В комплексе реализован принцип определения параметров траектории объекта путем приема и обработки ретранслированных с борта объекта сигналов глобальных навигационных спутниковых систем.

Определена оптимальная с позиции расхода энергии траектория управляемого движения электрически заряженных масс в электромагнитном пространстве, что позволяет расширить имеющиеся представления о возможных оптимальных перемещениях в гравитационных и электромагнитных полях и закладывает математические основы для реализации в будущем сверхдальних и сверхбыстрых полетов в космосе.

На основе экстремальной теории размерностей получено неизвестное до сих пор векторное дифференциальное уравнение движения электрического заряда в центральном электростатическом поле, а также некоторые новые уравнения изменения тока и напряжения в электрической цепи.

Рассмотрено влияние неопределенностей параметров в правой части обыкновенных дифференциальных уравнений и систем на поведение их решений. Показано, что неопределенность параметров может оказывать не меньшее влияние на устойчивость получаемых решений, чем начальные условия. Сформированы условия существования устойчивых решений при наличии неопределенности параметров правой части уравнений.

Рассмотрены стационарные характеристики дроссельного устройства с кромками лабиринтного уплотнения, создающими дополнительное сопротивление по тракту течения рабочей среды. Определены наиболее оптимальные геометрические характеристики гидравлической конструкции, работающей на принципе вихревого запирания потока.

Изложены вопросы повышения точности количественного анализа состава полидисперсных сильно рассеивающих сред на основании данных об ослаблении лазерного излучения слоем вещества. Предложены методы измерения ослабления излучения и математической обработки результатов.

Приведены особенности образования структуры при лазерной обработке, а также результаты металлографических исследований, проведенных сотрудниками кафедры «Лазерные технологии в машиностроении». Выявлены закономерности формирования структуры и изменения свойств сталей и никелевых сплавов под воздействием излучения лазера в процессе поверхностной лазерной термической обработки и наплавки, а также лазерной сварки и сварки комбинированными источниками.

Разработан новый комплексный метод лазерного фазового анализа оценки качества нефтепродуктов с использованием лазерного излучения, заключающийся в анализе фазовых превращений в мутной среде при ее охлаждении до застывания и последующем нагреве. Создан автоматизированный измерительный комплекс для экспресс-анализа нефтепродуктов. Отработаны методики оценки температуры замерзания, концентрации воды (обводненности) и изменения вязкости дизельных топлив и моторных масел с применением указанного метода и автоматизированного комплекса.

Рассмотрены вопросы применения мощных технологических лазеров различного типа. Приведены теоретические оценки качества излучения и экспериментальные данные пространственной структуры излучения мощных волноводных СО2- и волоконных лазеров, а также исследована зависимость скорости резания от толщины металла.

Проанализирован ряд практических и теоретических проблем, возникающих при использовании стеганографии в кодах, исправляющих ошибки (Error Correction Code, ECC). Дан краткий анализ хорошо известных стеганографических приемов и методов. Изложены новые идеи применения стеганографических методов в кодах, исправляющих ошибки. Обоснована возможность и перспективность реализации стеганографических алгоритмов в кодах, исправляющих ошибки в цифровых многоцелевых дисках (Digital Versatile Disc, DVD), дисках Blu-Ray (BD) и голографических многоцелевых дисках (Holographic Versatile Disc, HVD).

Рассмотрены формы фрода, которые являются основными для действующих технологий сетей связи с точки зрения наибольших потерь дохода провайдера. Показана актуальность угроз фрода на сети SIP Российской Федерации. Проведен анализ угроз фрода на сети SIP, установленной на сети связи общего пользования Российской Федерации, предусмотренных механизмов защиты от них, а также некоторые формы фрода и угрозы фрода, которые являются основными для действующей в нашей стране технологии сети VoIP по протоколу SIP.

Описан алгоритм определения параметров орбиты и маневра в импульсной постановке, используемый при обработке измерений научной сети оптических инструментов для астрометрических и фотометрических наблюдений.

Приведена физико-математическая постановка комплексной задачи о двумерном нестационарном прогреве и разложении стеклопластика под воздействием высокотемпературного термохимического разрушения, вызванного интенсивным лазерным нагревом. Проведены исследования зависимости степени повреждения материала в окрестности поверхности раскроя, наблюдаемого в процессе лазерной резки стеклопластика, от линейной скорости резки.

Рассмотрена задача идентификации параметров маневра космического аппарата на основе обработки данных оптических измерений. Сложность этой задачи определяется большой длительностью работы двигателей и создаваемыми малыми ускорениями. Решена задача разделения интервала наблюдений на участки «пассивного» движения и определения параметров орбиты на них, оценены интервалы включения и выключения двигателя малой тяги, уточнены создаваемые двигателем ускорения. Предложенный алгоритм решения задачи используется при обработке результатов измерений Научной сети оптических инструментов для астрометрических и фотометрических наблюдений.

Исследована ионосферная составляющая ошибки дальномерных траекторных измерений космических аппаратов. Построена реконструкция полной электронной концентрации ионосферы на основе измерений наземной сети GPS-приемников. Разработаны алгоритмы моделирования ионосферной составляющей ошибки на основе построенной реконструкции. Проведено сравнение результатов моделирования этого параметра с его измеренным значением.

Предложен метод имитации псевдослучайных сигналов с энергетическими характеристиками, инвариантными к обобщенному временному сдвигу в системах счисления с переменным основанием, использующий каноническое и спектральное представления случайных процессов в базисе обобщенных функций Крестенсона и приводящий к эффективным алгоритмам имитации различной вычислительной сложности.

Одна из основных проблем, возникающих в фотографии, — смаз изображения, появляющийся при движении из-за тряски камеры. Восстановление четкой версии фотографии по смазанному изображению — предмет фундаментальных исследований в области цифровой фотографии. В ходе исследования выявлено, что определение резких краев не всегда способствует правильной оценке ядра, а при некоторых обстоятельствах и ухудшает ее. Во избежание данной проблемы разработана новая метрика для измерения применимости информации о краях изображения. Предложен эффективный метод оценки ядра, который основан на использовании пространственного априорного распределения и улучшении ядра с помощью итеративного определения поддержки. Благодаря этому можно отказаться от применения жесткого порогового фильтра к элементам ядра.

Излагаются основы теории цифровой электроники от простейших логических операций до синтеза триггерных устройств. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 210400.62 Радиотехника, 011800.62 Радиофизика (дисциплины «Цифровая электроника», «Цифровые устройства», цикл Б2), очной формы обучения, а также могут быть полезны для студентов специальности «Радиофизика и электроника».

Пособие содержит материалы, сочетающие традиционные для данной учебной дисциплины основные определения, подходы и методы, изложенные в системах государственных стандартов и необходимые для грамотного составления конструкторской и технологической документации и производства серийной продукции, с методиками, основанными на информационных технологиях.

В учебном пособии описаны современные методы цифровой обработки сигналов. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 210400.62 Радиотехника и 210700.62 Инфокоммуникационные технологии и системы связи (дисциплина «Основы цифровой обработки сигналов», цикл БЗ), очной формы обучения. Материал может быть использован также при подготовке студентами курсовых и выпускных квалификационных работ.

Основная задача учебного пособия — получение и освоение студентами ключевых представлений и навыков, необходимых для решения проблем безопасного взаимодействия человека, в частности химического производства, с природной и социальной средой. В помощь слушателям предоставлены вопросы к зачету и список рекомендуемой литературы.

Методические указания включают основные темы курса «История науки и техники», вопросы для контроля, темы рефератов, задания для самостоятельной и практической работы и рекомендуемую литературу.

Рассматриваются актуальные и дискуссионные теоретико-методологические вопросы научно-технического знания в контексте основных проблем философии науки, техники и инженерной деятельности, а также истории эволюции человека и общества.