Исследован режим нагружения мембранной оболочки наземного тоннеля под аэродинамическим воздействием высокоскоростного поезда. Численно решена сопряжённая задача аэродинамики и механики деформируемого твёрдого тела на основе осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса и метода конечных элементов. Установлено, что определяющими параметрами нагружения является длина тоннеля и относительный воздушный зазор, контролирующий интенсивность поршневого эффекта. Максимальное воздействие создаёт знакопеременный импульс в области головного обтекателя; хвостовая зона характеризуется развитой турбулентностью и струйно-отрывными течениями. Сравнительный анализ гладкой и гофрированной оболочек, а также усиленного каркаса выявил конструктивное решение, сочетающее аэродинамическую эффективность и устойчивость к боковым нагрузкам. Ресурс при циклическом нагружении оценён по модели накопления повреждений Палмгрена–Майнера и кривым усталости.

   Научная новизна заключается в единой вычислительной методологии, объединяющей аэродинамическое моделирование, прочностной анализ и усталостные оценки применительно к наземным тоннелям оболочечного типа.

   Результаты предназначены для оптимизации геометрических параметров и повышения долговечности защитных сооружений.

   В статье рассмотрена актуальная проблема обработки глубоких щелевых пазов, полостей малой ширины ≤ 3 мм в деталях аэрокосмического и энергетического машиностроения.

   Основное внимание уделено недостаточной жесткости и склонности к вибрациям удлиненных цельных твердосплавных фрез с соотношением длины к диаметру L/D ˃ 5.

   Вибрации приводят к ухудшению качества поверхности, повышенному износу режущих кромок, образованию биений и к поломке инструмента. Для решения этой проблемы проанализированы существующие подходы. Предложен новый способ увеличения жёсткости, заключающийся в использовании поддерживающего люнета. Люнет служит дополнительной опорой для фрезы, значительно повышая её жесткость и демпфируя колебания. Приводятся результаты математического моделирования статической жесткости инструментальной системы. Одним из ключевых преимуществ нового подхода является его технологическая простота и возможность интеграции в существующие станки с числовым программным управлением без кардинальной модернизации оборудования. В отличие от активных систем указанный метод не требует сложной электроники или программного обеспечения. Метод позволяет вести обработку глубоких и узких пазов даже при неблагоприятном соотношении их ширины к глубине, что прежде считалось труднореализуемой задачей. Возросшая жесткость системы, в свою очередь, положительно сказывается на износостойкости инструмента и дает возможность увеличить режимы резания, тем самым наращивая общую производительность. Наибольший потенциал метод раскрывает при работе с жаропрочными сплавами, где классическое фрезерование наталкивается на жесткие технологические ограничения.

   Описываются метод и алгоритм локальной модификации конфигурации точечных нерегулярных множеств в евклидовой плоскости. Точечные нерегулярные множества можно рассматривать как множества вершин некоторой фигуры, в частности ломаной, являющейся характеристической или опорной фигурой для гладкой кусочно-нелинейной кривой. Числовые параметры (координаты узлов) характеристической ломаной могут меняться в заданных промежутках, изменяя тем самым форму ломаной. Локальная модификация оставляет постоянными такие указанные метрические параметры характеристической ломаной, как длины звеньев и суммарную длину ломаной. Введено понятие параметрической локальной модификации ломаной. Параметризация локальной модификации зависит от числа переменных узлов. Для осуществления локальной модификации предложена иерархическая структуризация точечного множества, которая заключается в последовательном выделении точечных подмножеств, допускающих локальные модификации различного числа параметров. Подробно описаны 0-, 1- и 2-параметрические модификации. Приводится несколько примеров, иллюстрирующих описанный подход. Представлена локальная модификация кусочно-линейного сечения криволинейного отражателя лучистой энергии с целью перенаправления потока отраженных лучей. Локальная модификация реализована в светонаправляющей конструкции, в которой плоское сечение отражающей поверхности состоит из ломаной с фиксированными длинами звеньев. Дискретные модификации отражающей поверхности генерируют на приемнике ступенчатое распределение энергетической освещенности. Описывается один из возможных вариантов построения и модификации характеристической фигуры для составной кривой, моделирующей поперечное сечение поверхности свободно висящей ткани.

   В статье был предложен волновой гидродиод — пассивное гидравлическое устройство, в котором периодическое изменение полузазора вдоль канала формирует различие гидравлических сопротивлений в прямом и обратном направлениях течения. Профиль проточной части задан кубическим сплайном. Геометрия полностью определяется тремя независимыми параметрами: минимальным полузазором, полузазором в точке сшивки и относительной координатой точки сшивки. Численное моделирование выполнено методами вычислительной гидродинамики Computational Fluid Dynamics на основе стационарных осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса и модели турбулентности k–ω. Дифференциально-геометрический анализ показал, что нулевая четвёртая производная кубического сплайна внутри каждого полиномиального участка ограничивает воспроизведение резких разрывов кривизны, необходимых для эффективного вихревого запирания потока. Полученные результаты демонстрируют, что сплайновая параметризация эффективна для плавных профилей, сокращая число варьируемых переменных, но требует замены на дискретные модели для геометрий с локальной агрессивностью кромок. Итоги исследования закладывают основу для многокритериальной топологической оптимизации пассивных запорных устройств ядерных реакторов.

   Объектом исследования является рабочий процесс прямозубого роторного насоса в период частичного перекрытия всасывающего и нагнетательного окон зубом ротора.

   Цель работы состоит в уточнении математического описания изменения мгновенного давления жидкости в рабочей камере с учетом переменной площади проходного сечения распределительных окон.

   Модель основана на совместном использовании уравнений Бернулли и неразрывности зависимостей для определения потерь напора по длине и местных гидравлических сопротивлений, а также геометрических соотношений для площади кругового сегмента, формирующегося при частичном перекрытии окна. Получены зависимости, связывающие угол поворота ротора, положение зуба относительно окна, величину открытого проходного сечения и коэффициент местного сопротивления. Разработан расчетный подход, позволяющий учитывать непрерывное изменение площади всасывающего и нагнетательного окон в процессе движения зуба. Полученные аналитические зависимости обеспечивают возможность определения изменения гидравлического сопротивления и потерь напора в зависимости от углового положения ротора и геометрических параметров насоса. Это позволяет выявлять положения рабочего органа, при которых гидравлические потери возрастают наиболее существенно, и более точно рассчитывать изменение давления в рабочей полости. Учет реального процесса перекрытия распределительных окон устраняет допущение об их мгновенном открытии и закрытии и повышает точность математической модели. Предложенный метод может применяться при выборе формы зуба, размеров и конфигурации окон, а также при проектировании других объемных гидромашин с аналогичным принципом управления потоком. Дальнейшее развитие модели связано с экспериментальной проверкой, учетом сжимаемости жидкости и кавитационных явлений.

   Проанализированы общие тенденции в развитии производственных подходов с точки зрения термина Индустрия 4.0. В рамках полиграфической отрасли рассмотрены возможности и ограничения применимых методов организации производства и интеграции новых цифровых технологий. Выявлено, что полиграфическая отрасль сталкивается с конкуренцией, дорогим сырьём и зависимостью от импортного оборудования. Предприятиям требуется повышение производительности, снижение потерь и формирование интеллектуальной собственности как основы конкурентоспособности. Проведено исследование на предмет возможности изготовления контрматриц для холодного конгревного тиснения методом 3D-прототипирования. Проанализированы возможности аддитивных технологий в области изготовления прессовых пар, в частности ответных частей — контрштампов. Выбрана технология Fused Deposition Modeling — формирование объекта методом послойного наплавления для первичного прототипирования и печати тест-объектов, а также первичных тест-объектов на соответствие группы критериев качества контрматриц. Проверены параметры воспроизведения линейных размеров отдельных элементов с использованием материалов ABS и PLA в сравнении с входными данными о геометрии. Получено подтверждение на входном контроле контрматриц к промышленным испытаниям на предприятии.

   В инженерной геометрии актуальной задачей является создание гибких кривых, инцидентных заданным точкам. В работе описан метод моделирования интерполяционных кривых в точечном исчислении на основе кривых Безье. Основой модификации кривых Безье является замена симплекса контрольных точек в уравнении кривой на узлы интерполяции, при которой используется равномерное распределение значений параметра, обеспечивающее выполнение условия инцидентности заданным точкам. Однако применение кривых Безье не всегда позволяет эффективно моделировать объекты и процессы с экспоненциальным характером изменения. В исследовании предложено использовать этот же метод для определения интерполяционных кривых, полученных на основе экспоненциальных функций в точечном исчислении. В результате был получен новый класс экспоненциальных интерполяционных кривых, форма которых определяется с помощью коэффициентов ki. Преимуществом такого подхода является гибкость в управлении формы и возможность создания кривых, обладающих наперёд заданными геометрическими свойствами путём решения минимаксных задач коэффициентов ki. Предложенный метод расширяет инструментарий геометрического моделирования в САПР, а также может быть использован для моделирования и цифровой поддержки жизненного цикла изделий сложной формы и прогнозирования процессов с экспоненциальным ростом.

   В статье рассматривается процесс адаптации российской гражданской авиации к требованиям глобальной схемы компенсации и сокращения выбросов CORSIA в условиях санкционных ограничений, действующих с 2022 г. Анализируется текущее состояние подготовки России к реализации механизмов углеродного регулирования с учётом переориентации международных воздушных перевозок на рынки Глобального Юга, закрытия воздушного пространства недружественных государств и ограничений на поставку авиационной техники.

   Особое внимание уделено техническим аспектам создания национальной системы мониторинга, отчётности и верификации, совместимой с требованиями как Международной организации гражданской авиации, так и потенциальных партнёров по БРИКС и ШОС.

   Обсуждаются правовые риски участия российских авиакомпаний в CORSIA и перспективы формирования альтернативных механизмов углеродного учёта.

   Сделан вывод о необходимости разработки суверенной методологии оценки экологического воздействия авиации, опирающейся на отечественные научные школы и нормативную базу.

   В статье рассматривается задача функционально-воксельного моделирования зоны обнаружения радиолокационной станции с учётом влияния рельефа местности. Описан принцип пересчёта локальных характеристик обновлённой функции, основанный на использовании локальных функций в виде V-представлений зоны обнаружения радиолокационной станции и местности. Пространство моделирования задаётся ограниченной областью и аппроксимируется регулярной дискретной сеткой. Для объединения моделей используется аппарат R-функций Рвачёва, позволяющий реализовать теоретико-множественные операции пересечения и объединения в форме локальных функций. Это обеспечивает формирование результирующей модели в виде объединённого локального аналитического уравнения и корректный учёт экранирующих эффектов рельефа при построении зоны обнаружения. Программная реализация демонстрирует работоспособность метода на тестовой сцене с дискретизацией на примере 200³ вокселей. Предложенный подход может быть использован при анализе пространственных характеристик радиолокационного контроля и при разработке программных средств моделирования сложных геометрических сцен.

   В статье рассмотрена задача обоснования предварительной мощности и схемы присоединения объекта распределенной генерации для населенного пункта, характеризующегося повышенным удельным электропотреблением относительно нормируемого уровня. Работа развивает ранее выполненный этап интервального оценивания техноценоза муниципальных образований Прокопьевского района Кемеровской области — Кузбасса и посвящена следующему этапу оптимизации: выбору аномального объекта, нормированию его удельного электропотребления и предварительной инженерной оценке мощности локального генерирующего источника.

   В качестве объекта исследования выбран поселок Маяковка на территории Кемеровской области — Кузбасса.

   На основе непрерывного ряда из 48 месячных интервалов наблюдения выполнено сопоставление фактического и нормируемого удельного электропотребления, определена средняя величина превышения фактических значений над нормируемыми и показано, что эквивалентная средняя мощность компенсирующего источника составляет порядка 28 кВт, тогда как для более устойчивой компенсации дополнительной потребности в энергоресурсе целесообразно рассматривать предпроектный диапазон установленной мощности 32–70 кВт. В исследовании обоснована схема совместной работы локального источника с централизованной сетью, при которой внешняя сеть используется как основной резерв. Полученные результаты могут быть использованы при предварительном выборе параметров распределенной генерации для других сельских населенных пунктов с аномальным электропотреблением.

   Использование магнитно-импульсного устройства преобразования электрической энергии в полезную механическую высокоскоростную работу имеет большие перспективы в применении в промышленности. Обладая высоким быстродействием (1–5 мс) и низким потреблением (не более 500 Вт•ч), такие установки позволяют за счет электромагнитной силы взаимного отталкивания якоря и индуктора достигать высокого экономического эффекта. При этом процесс возникновения вихревых токов в якоре, который и является основополагающим процессом, изучен слабо.

   Целью данного исследования является изучение процессов возникновения магнитных полей и вихревых токов в якоре, измерение их напряженностей, что в итоге приводит к возникновению силы обратного воздействия на порождающее их электромагнитное поле индуктора.

   Благодаря методам моделирования импульсного электромагнитного взаимодействия, рассмотренным в данной статье, представляется возможным в дальнейшем регулировать на натурных образцах импульс тока определенной амплитуды, который и создает токи Фукко в якоре. Это и создает предпосылки для нарушения адгезионных связей между слоями очищаемого материала и поверхности в пределах зоны упругой деформации, что является наиболее актуальным способом применения магнитно-импульсного устройства в промышленности. Таким образом, в основе математического аппарата моделирования физических процессов в программном комплексе ELCUT 6.0 лежит метод узловых потенциалов для магнитных и электрических полей. Применение данного метода позволяет с достаточной степенью точности описывать распределение магнитного поля и плотности вихревых токов в якоре на всех этапах импульсного воздействия. Полученные результаты моделирования создают основу для дальнейшей оптимизации конструкции магнитно-импульсного устройства и обоснованного выбора параметров импульса тока, обеспечивающих максимальную эффективность нарушения адгезионных связей при минимальных энергозатратах.

   В работе рассмотрен актуальный вопрос применения нейросетевой диагностики как вспомогательного элемента комплекса мер по выявлению отказов асинхронного электропривода виброщековой дробилки для дробления минеральных удобрений. 

   Особенностью данного оборудования является способность создавать мощные вибрационные нагрузки, необходимые для эффективного разрушения материала, при этом сохраняя надёжность и простоту конструкции.

   Согласно статистическим данным, до 95 % асинхронных двигателей, устанавливаемых в виброщековых дробилках для дробления минеральных удобрений, составляют машины мощностью от 75 до 250 кВт. Эти двигатели наиболее подвержены действию агрессивной среды, влажности и перепадам температур и повышенным вибрационным нагрузкам, что приводит к выходу из строя в первую очередь механической части оборудования и стержней обмоток статора. Обозначены основные проблемы применения метода нейросетевой диагностики оборудования, разработан алгоритм прогнозирования отказов исполнительного двигателя, а именно обрыв стержней в фазах статора асинхронного двигателя, который работает как приводной для виброщековой дробилки минеральных удобрений. Приведены методика их оценки, а также развернутый алгоритм, который позволяет исключить ряд характерных отказов для данного оборудования, повысив эффективность использования асинхронного электропривода в данной отрасли. В ходе исследования были получены рекомендации по работе и настройке рассматриваемого нейросетевого алгоритма диагностики асинхронного двигателя на предмет наличия обрыва стержней статора.

   В статье рассмотрена задача формирования технических и эксплуатационных требований к устройству подготовки пробы сорбционно-емкостного преобразователя температуры точки росы по воде в природном газе. Показано, что исключение дополнительного методического смещения результата измерения температуры точки росы по воде требует сохранения влагосодержания и однофазного состояния пробы при ее отборе, дросселировании, транспортировании и подаче в измерительную камеру. В исследовании был выполнен анализ существующих стационарных и мобильных систем отбора, фильтрации и кондиционирования пробы газа, а также пробоотборных устройств, размещаемых непосредственно в трубопроводе. Показано, что известные решения преимущественно обеспечивают фильтрацию, регулирование давления и расхода, удаление мешающих компонентов или представительный отбор из потока, но ограниченно решают задачу термостабилизации пробы после дросселирования.

   Отличительной особенностью рассматриваемого устройства подготовки пробы является совмещение в одном конструктивном узле функций отбора пробы из представительной зоны потока, дросселирования, защиты дросселирующих элементов и внутритрубной термостабилизации.

   В статье рассмотрены требования к монтажной пластине, теплообменному гребню, теплообменным импульсным трубкам, дросселю, измерительной камере и материалам конструктивных элементов. Показано, что геометрия погружной части, площадь теплообменных поверхностей, длина термостабилизирующих трубок и теплофизические свойства материалов должны рассматриваться как взаимосвязанные параметры, определяющие сохранение однофазного состояния пробы и отсутствие дополнительного методического смещения результата измерения температуры точки росы по воде.

   Повышение эффективности и качества автоматического управления трубчатыми печами является приоритетной задачей для современных нефтеперерабатывающих предприятий. В данной работе представлена математическая модель печи установки первичной переработки нефти, предназначенная для стабилизации температуры нефти перед её разделением на фракции.

   Объектом исследования выступает двухскатная трубчатая печь шатрового типа установки первичной переработки нефти с контуром регулирования температуры нефтепродукта на выходе из змеевика по расходу топливного газа.

   Моделирование базируется на синтезе передаточных функций элементов системы: датчик температуры представлен апериодическим звеном первого порядка, исполнительный механизм — интегрирующим звеном, регулирующий клапан — апериодическим звеном, объект управления — апериодическим звеном.

   Особенностью предложенного подхода является комплексный учёт физико-химических факторов: переменной теплотворной способности топливного газа, вычисляемой через показатель Воббе; аккумулирующей способности стенок жаровых труб; зависимости теплоёмкости нефти от её влагосодержания.

   Имитационная модель реализована в среде SimInTech; исследование выполнено методом вычислительного эксперимента при последовательном приложении ступенчатых возмущений. Установлено, что при повышении температуры сырья на входе на 50 °C, увеличении массового расхода нефти на 30 % и пятикратном росте влагосодержания регулируемая величина достигает экстремальных значений 410, 350 и 340 °C относительно уставки 370 °С при времени регулирования не более 15 000 с. Разработанная модель позволяет минимизировать отклонения технологического режима, обеспечивая условия для чёткого фракционирования.