НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Цель работы состоит в исследовании и поиске способов повышения надежности бортовых лазерных локационных систем (ЛЛС), применяемых для управления сближением и спуском космических аппаратов (КА). Сделан анализ основных факторов, оказывающих влияние на надежность ЛЛС. Основное допущение состоит в том, что ресурс твердотельных лазеров определяется количеством импульсов диодов накачки. Исследовано влияние на вероятность безотказной работы ЛЛС частоты повторения зондирующих импульсов, зависимой от погрешности измерения скорости сближения и дальности между КА. Выполнена количественная оценка повышения вероятности безотказной работы за счет применения разработанных способов обнаружения пассивного КА с использованием ЛЛС без оптико-механического сканирования.

В статье для решения задач выбора и сокращения размерностей векторов информативных признаков при обнаружении и распознавании сигналов и помех на основе регрессионных методов рассмотрен нейросетевой подход к вопросам получения статистических характеристик векторов входных реализаций сигналов и помех. Исследованы вопросы обусловленности матриц корреляционных моментов информативных признаков и возможность применения нейросетей при теоретических исследованиях. Нейросетевые алгоритмы позволяют получать необходимые статистические характеристики при плохой обусловленности матриц корреляционных моментов нецентрированных информативных признаков сигналов и помех. Показано, что весовые коэффициенты, получаемые при обучении нейросети без нулевых весов, являются коэффициентами начальной регрессии параметров информативных признаков входных сигналов.

В статье приводятся результаты исследования и разработки универсального алгоритма автоматизированного синтеза центрированных оптических систем двойного сопряжения в параксиальной области. Исходные осевые расстояния для начальной схемы заимствовались из системы рассчитанной Гопкинсом. При отсутствии приемлемого решения, осевые расстояния изменяются на некоторую величину. В результате работы универсального автоматизированного алгоритма было получено две различных системы. Обе системы имеют две пары сопряженных плоскостей при изменяемом увеличении. Для обоих случаев была просчитана кинематика движения компонентов.

Статья посвящена сравнительному анализу дальности зондирования ветрового корреляционного лидара в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном спектральных диапазонах. Показано, что для обеспечения в земной атмосфере максимальной дальности зондирования ветрового корреляционного лидара наиболее перспективным является видимый спектральный диапазон. При дополнительных требованиях к лидару, например, при требовании работы на безопасной для глаз длине волны лазерного зондирования эффективная работа лидара может быть обеспечена в ультрафиолетовом или ближнем инфракрасном спектральных диапазонах при сравнительно небольшом уменьшении дальности зондирования.

В статье описывается принцип, который может стать некоторой регулярной основой для неинвазивных методов измерения параметров стационарного теплообмена в живых тканях. При этом исключается влияние неизвестных параметров, таких, как биологические источники тепла и температура крови. Приводится теоретический анализ и примеры реализации изложенного принципа. Технически доказана возможность использования описанного принципа для нахождения параметров теплопроводности и перфузии крови в кожном эпителии человека. Кроме того, показана возможность неинвазивного определения других параметров биоткани, влияющих на стационарный теплообмен.

В работе разработана методика калибровки блока акселерометров инерциальной навигационной системы на специальных испытательных стендах. Предлагаемая методика позволяет определить смещения нулей, погрешности масштабных коэффициентов и углы неортогональностей блока акселерометров без использования жестких требований к высокоточному испытательному оборудованию. Получены данные измерительные положения испытательного стенда, в которых необходимо выставить блок акселерометров, чтобы охарактеризовать оценки инструментальных погрешностей блока акселерометров. Однако, требуется высокая точность измерения выходных сигналов блока акселерометров.

В статье рассмотрен вопрос формирования непериодической функции селекции в когерентных импульсно-доплеровских радиолокационных информационных системах ближней локации с манипуляцией фазы сигналов в передающем и гетеродинном каналах по случайному закону. Исследованы статистические характеристики доплеровских сигналов, получаемых при отражении от точечного объекта, находящегося внутри первого и произвольного дистанционных стробов при синхронной случайной манипуляции фазы несущей. в передающем и гетеродинном канале. Показано расширение относительной ширины полосы энергетического спектра доплеровского сигнала, полученного при отражении от точечного объекта из произвольного, кроме первого, дистанционного строба. Проблему формирования непериодической функции селекции предлагается решать методом распознавания по относительной ширине полосы энергетического спектра реализаций доплеровских сигналов и применением регрессионного тракта, обрабатывающего интервалы между нулями реализаций.

Существующие в настоящее время системы контроля утечек на нефтепроводах обеспечивают регистрацию крупных утечек и имеют предел чувствительности около 1 % производительности трубопровода. В статье рассматривается задача дистанционного обнаружения утечек с низкой интенсивностью (менее 1 %) из нефтепроводов. Одним из вариантов системы дистанционного обнаружения утечек из нефтепроводов является система мониторинга нефтяных загрязнений на земной поверхности по трассе нефтепровода. В статье используются экспериментально полученные для длины волны возбуждения 266 нм спектры флуоресценции чистых нефтепродуктов (сырой нефти, легких нефтепродуктов, тяжелых нефтепродуктов), различных земных поверхностей (почва, растительность, вода, асфальт) и нефтепродуктов, разлитых на различных земных поверхностях. Показано, что использование лазерного метода, основанного на регистрации флуоресцентного излучения в трех узких спектральных диапазонах и нейросетевого алгоритма обработки данных измерений, позволяет проводить обнаружение нефтяных загрязнений на земной поверхности с вероятностью правильного обнаружения близкой к единице при небольшой вероятности ложных тревог.

В статье показана возможность использования математического аппарата описания полей постоянного тока для моделирования картины распределения вектора напряженности электромагнитного поля в расчете квазистатических полей вихретоковых преобразователей, созданных переменным током. Доказана идентичность картины поля и показано практическое отсутствие влияния частоты переменного тока, питающего вихретоковый преобразователь, на картину распределения вектора напряженности электромагнитного поля в пространстве для накладных параметрических преобразователей произвольной формы в свободном пространстве. Дано теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение для разных частот.

В данной статье рассмотрены натурные испытания прототипа ИК-Фурье-спектрорадиометра для дистанционного зондирования атмосферы. Приведена методика испытаний, позволяющая определить работоспособность прибора и его метрологические характеристики. Кроме того, в статье приведены результаты испытаний спектрорадиометра с использованием в качестве тест-объектов, как пленок, изготовленных из различных полимерных соединений (лавсан, тефлон, полиэтилен, полистирол), известной толщины, так и паров аммиака (NH₃) и гексафотрида серы (SF₆) в газовой фазе. Спектры тест-объектов были зарегистрированы на фоне различных фоновых объектов – ясное небо, облачное небо, модель абсолютно черного тела с известной температурой.

В статье показана возможность применения оптических методов, в частности метода инфракрасной диафаноскопии, в целях обнаружения областей воспаления в тканях ротовой полости на стадии первичного повреждения. Авторами рассмотрены основные экзогенные и эндогенные факторы воспалительных заболеваний тканей ротовой полости, механизм возникновения и развития воспалительных заболеваний тканей ротовой полости, показан характер изменения оптико-физических свойств тканей ротовой полости на различных стадиях воспаления, а также взаимосвязь оптико-физических свойств тканей пародонта с изменением концентраций веществ-хромофоров по мере развития воспалительного процесса.

В статье рассмотрен алгоритм определения местоположения наземных объектов в рамках системы пассивной пеленгации космического базирования в условиях низкой входной точности. Использование пассивного пеленгатора позволяет определять местоположение наземных объектов, в частности, активных радиолокационных станций, по их излучению в условиях сниженного энергопотребления на борту космического аппарата (КА). При этом, однако, разрешение данных по пеленгу на выходе тракта первичной обработки весьма низко. Также существенную роль играет ограниченность вычислительных ресурсов, характерная для бортовых систем. Эти факторы затрудняют синтез эффективного алгоритма определения местоположения, осуществляющего вторичную обработку радиолокационной информации. Приводятся основные теоретические положения, используемые в рамках алгоритма, а также практические особенности его реализации в рамках бортового вычислительного комплекса. В частности, это касается точности пеленгации, достижимой в алгоритме, а также работы с зоной наблюдения больших размеров, представляющей определенную сложность в рамках ограниченных вычислительных ресурсов.

В статье рассматривается проблема компенсационного метода контроля крупногабаритных светосильных зеркал, связанная с проецированием криволинейной асферической поверхности на плоский приемник. Происходит нарушение масштаба изображения от его центра в радиальном направлении, что ведет к сжатию интерференционных колец на краю интерференционной картины. Расшифровка такой интерференционной картины становится затруднительной. Авторами предложено конструктивное решение ортоскопической системы интерферометра для контроля главных зеркал телескопов TNT и 2-m Wendelstein Fraunhofer Telescope, отображающей криволинейную поверхность на плоский приемник с постоянным масштабом.

Проведена верификация модели взаимодействия ультразвуковой колебательной системы с биологическими тканями, разработанной в среде COMSOL Multiphysics. Показано, что качественно и количественно практическим результатам наиболее соответствуют результаты расчетов в среде COMSOL Multiphysics, полученные на шаге сетки Finer (отношение шага сетки к минимальной площади поперечного сечения модели ≤ 0,3 мм^-1). Средняя относительная погрешность полученных результатов в сравнении с экспериментальными не превышает 4,0 %. Исследовано влияния геометрических параметров – толщины нагрузки – на электрический адмиттанс ультразвуковой колебательной системы при взаимодействии с биологическими тканями. Показано, что при увеличении толщины нагрузки в диапазоне от 0 до 95 мм наблюдается уменьшение расчетных значений собственной резонансной частоты продольных колебаний и электрического адмиттанса от 26,58 до 26,35 кГц и от 0,86 до 0,44 мСм.

В данной статье решаются практические проблемы вторичной цифровой обработки радиолокационной информации в автономной обзорной подсистеме. Раскрываются существенные аспекты и сложности, присущие такого рода системам. Приводится обзор существующих методов автозахвата траекторий как важного этапа вторичной обработки. Синтезируется алгоритм автозахвата траекторий целей, учитывающий низкую точность входных данных, оптимальный по критерию максимума правдоподобия. Осуществляется математическое моделирование, демонстрирующее удовлетворительную работу данного алгоритма в том числе при действии интенсивных шумов.

Разработана методика исследования изменения вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодов под действием деградационных процессов в его структуре. Исследование деградации структуры резонансно-туннельных диодов на основе наноразмерных AlAs/GaAs гетероструктур проводилось при температуре 300 °C. Выявлено, что в данных условиях изменение вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодов вызвано преимущественно деградацией омических контактов. Определена аналитическая зависимость контактного сопротивления AuGeNi омических контактов резонансно-туннельных диодов от времени и температуры.

Проведен анализ спектров лазерно-индуцированной флуоресценции здоровой растительности и растительности, находящейся в стрессовом состоянии, при возбуждении флуоресценции в синей области спектра. Показано, что использование для возбуждения лазерно-индуцированной флуоресценции излучения в синей области спектра и регистрация флуоресцентного излучения в трех узких спектральных диапазонах с центральными длинами волн 680, 690 и 740 нм позволяет надежно обнаруживать стрессовые состояния растительности. Идентифицирующими факторами для стрессовых состояний растений являются отношения интенсивностей флуоресцентного излучения на длинах волн 680, 740 нм и 690, 740 нм.

Исследовано термосиловое нагружение термоэлектрического модуля (ТМ) в процессе эксплуатации, выявлены наиболее уязвимые элементы. Проведен анализ температурных деформаций, возникающих в ветвях ТМ. Исследовано влияние различных видов деформации на напряженно-деформированное состояние ветвей ТМ. Разработана математическая модель расчета напряжений в ветвях ТМ. Приведены результаты расчета по данной модели. Проведено исследование влияния геометрических характеристик ветвей ТМ и технологического допуска на напряжения в ветвях.На основе результатов расчета сформулированы рекомендации по конструированию ТМ.

В статье представлены результаты создания автоматизированного комплекса определения гормонального статуса рака молочной железы методом иммуноцитохимии, обеспечивающего автоматическое сканирование препарата и регистрацию изображений с помощью автоматизированного управляемого с персонального компьютера микроскопа, автоматический анализ зарегистрированных изображений с определением баллов, соответствующих балльной шкале Оллреда, возможность визуальной верификации и, при необходимости, коррекции результатов анализа. Результаты экспериментальных исследований комплекса продемонстрировали высокую повторяемость результатов автоматического исследования и совпадение автоматически формируемых заключений о гормональном статусе рака молочной железы с заключениями цитолога, получаемыми в ходе визуального микроскопического анализа.

В статье рассмотрены вопросы создания математической модели движения абразивного зерна в процессе абразивно-экструзионной обработки (АЭО). Это позволит расширить возможности технологии. Суть АЭО заключается в продавливании (экструзии) абразивной пасты вдоль обрабатываемых поверхностей (в большинстве случаев сквозных отверстий) и съема материала абразивными частицами, содержащимися в пасте, состоящей из абразивных зерен и связующего вещества в виде вязко-упругой жидкости. Использование существующих моделей не может объяснить сущности процесса движения зерна и его воздействия на материал обрабатываемой поверхности.  Автор обосновывает необходимость введения в основное уравнение модели упругих характеристикик связующей жидкости, а также показателя концентрации абразивных зерен.