1

ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА РОССИЙСКОМ СЕГМЕНТЕ МКС И УЧАСТИЕ МФ МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА В ИХ РЕШЕНИИ

5–13

УДК 629.786.2

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-5-13

М.Ю. Беляев

ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, 141070, Московская обл., г. Королев, ул. Ленина, д. 4а

mikhail.belyaev@rsce.ru

Рассмотрены проблемы, возникшие при проведении экспериментов на МКС. Указаны способы их решения, позволяющие выполнять в полете МКС различные исследования, отрабатывать новые технологии и оборудование, а также ставить перспективные научные задачи. Приведены примеры участия ученых и специалистов Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана в их решении.

Ключевые слова: орбитальная станция, космические эксперименты, проблемы управления

Ссылка для цитирования: Беляев М.Ю. Проблемы управления при проведении экспериментов на российском сегменте МКС и участие МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана в их решении // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 5–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-5-13

Список литературы

[1] Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва. 1946–1996 / под ред. Ю.П. Семенова. Королев: РКК «Энергия», 1996. 670 с.

[2] Микрин Е.А. Перспективы развития отечественной пилотируемой космонавтики // Космическая техника и технологии, 2017. № 1. С. 5–11.

[3] Беляев М.Ю. Научные эксперименты на космических кораблях и орбитальных станциях. М.: Машиностроение, 1984. 264 с.

[4] Беляев М.Ю. Оперативное планирование научных экспериментов, проводимых с помощью КА // Космические исследования, 1980. № 2. С. 235–241.

[5] Беляев М.Ю. Основные задачи и принципы построения наземно-бортового комплекса управления экспериментами, проводимыми с помощью космических аппаратов // Управляющие системы и машины, 1980. № 4. С. 103–108.

[6] Математическое обеспечение экспериментов, выполняемых на орбитальных комплексах «Мир», «Салют-7» и научных модулях / под ред. В.В. Рюмина, М.Ю. Беляева // Ракетно-космическая техника, 1991. Сер. XII. Вып. 2. 176 с.

[7] Математическое моделирование — основа создания и эксплуатации сложных орбитальных комплексов / под ред. Н.А. Брюханова, М.Ю. Беляева // Ракетно-космическая техника, 2008. Сер. XII. Вып. 1. 191 с.

[8] Проблемы и задачи повышения эффективности программ исследований на космических кораблях и орбитальных станциях / под ред. В.П. Легостаева, М.Ю. Беляева // Ракетно-космическая техника, 2011. Сер. XII. Вып. 1–2. 205 с.

[9] Беляев М.Ю., Рулев Д.Н. Оптимизация программы экспериментов при оперативном планировании исследований, выполняемых с КА // Космические исследования, 1987. № 1. С. 30–36.

[10] Ryumin V.V., Belyaev M.Yu. Problems of control arised during the implementation of scientific research program onboard the multipurpose orbital station // Acta Astronautica, 1987, v. 15, pp. 739–746.

[11] Банит Ю.Р., Беляев М.Ю., Добринская Т.А., Ефимов Н.И., Сазонов В.В., Стажков В.М. Определение тензора инерции МКС по телеметрической информации // Космические исследования, 2005. Т. 43. № 2. С. 135–146.

[12] Беляев М.Ю., Завалишин Д.А., Егоров Н.А., Спаржин Ю.В., Хамиц И.И., Шутиков М.А., Сазонов В.В. Определение массы Международной космической станции в полете // Космонавтика и ракетостроение, 2005. № 4. С. 224–232.

[13] Беляев М.Ю., Завалишин Д.А. Способ определения массы космической станции в полете. Пат. 2301181 Российская Федерация, МПК В64G 1/10. Приор. 24.03.2005; заявитель и патентообладатель ПАО РКК «Энергия»; опубл. 20.06.2007, Бюл. № 17.

[14] Севастьянов Н.Н., Бранец В.Н., Беляев М.Ю., Завалишин Д.А., Платонов В.Н., Банит Ю.Р., Сазонов В.В. Исследование возможности управления КА «Ямал-200» с использованием математической модели движения // XIV Санкт-Петербургская Междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, ЦНИИ «Электроприбор», 28–30 мая 2007 г. СПб.: Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2007. С. 196–203.

[15] Беляев М.Ю., Бабкин Е.В., Рябуха С.Б., Рязанцев В.В. Микроускорения на Международной космической станции при физических упражнениях экипажа // Космические исследования, 2011. Т. 49. № 2. С. 167–181.

[16] Беляев М.Ю., Волков О.Н., Рябуха С.Б. Микровозмущения на Международной космической станции // Космическая техника и технологии, 2013. № 3. С. 14–24.

[17] Завалишин Д.А., Беляев М.Ю., Сазонов В.В. Определение характеристик частот упругих колебаний конструкции МКС // Космические исследования, 2010. Т. 48. № 4. С. 362–370.

[18] Монахов М.И., Беляев М.Б., Волков О.Н. Способ определения деформации корпуса космического аппарата в полете. Пат. 2605232 Российская Федерация, МПК В64G 1/22. Приор. 15.06.2015; заявитель и патентообладатель ПАО РКК Энергия; опубл. 20.12.2016. Бюл. № 35.

[19] Belyaev M.Y., Bronnikov S.V., Petrov V.M., Sekerzh-Zenkovich S.Ya. Integrated study of the iss as an environment for human-operator ’life and activities // Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC Cep. «63rd International Astronautical Congress. 2012, IAC 2012» Naples, 01–05 October 2012. Agenzia Spaziale Italiana (ASI), pp. 4078–4082.

[20] Алямовский С.Н., Беляев М.Ю., Рулев Д.Н., Сазонов В.В., Тарасова М.М. Сферические спутники — от начала космической эры до современных экспериментов // Космическая техника и технологии, 2017. № 4 (19). С. 5–14.

[21] Беляев М.Ю., Рулев Д.Н., Алямовский С.Н. Способ определения плотности атмосферы на высоте полета космического аппарата. Пат. 2016150068 Российская Федерация, МПК В64G 3/00. Приор. 19.12.2016; заявитель и патентообладатель ПАО «РКК «Энергия»; опубл. 20.06.2018. Бюл. № 17.

[22] Микрин Е.А., Беляев М.Ю., Боровихин П.А., Караваев Д.Ю. Отработка на МКС технологии автономной навигации с помощью съемок экипажа для задачи облета Луны // XXV Санкт-Петербургская Международная конференция по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, ЦНИИ «Электроприбор», 28–30 мая 2018 г. СПБ.: ЦНИИ «Электроприбор, 2018. С. 7–13.

[23] Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Рулев Д.Н. Возможные технологии управления транспортными грузовыми кораблями «Прогресс» при проведении экспериментов в автономном полете // Гироскопия и навигация, 2017. Т. 25. № 3 (98). С. 32–48.

[24] Беляев М.Ю., Боровихин П.А., Караваев Д.Ю., Рулев Д.Н. Управление подвижными платформами при наведении научной аппаратуры на изучаемые объекты в эксперименте «Ураган» на Международной космической станции // XXIV Санкт-Петербургская Международная конференция по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, ЦНИИ «Электроприбор», 29–31 мая 2017 г. СПб: ОАО «Концерн» ЦНИИ «Электроприбор», 2017. С. 44–47.

[25] Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Караваев Д.Ю., Сармин Э.Э., Юрина О.А. Аппаратура и программно-математическое обеспечение для изучения земной поверхности с борта российского сегмента Международной космической станции по программе «Ураган» // Космонавтика и ракетостроение, 2015. № 1. С. 63–70.

[26] Belyaev M.Y., Cheremisin M.V., Esakov A.M. Integrated monitoring of earth surface from onboard ISS Russian segment // 69th International Astronautical Congress («IAC 2018 - involving everyone»), Bremen, Germany, Center of Applied Space Technology and Microgravity, 1–5 October 2018. Published by the IAF, pp. 1–9.

[27] Беляев М.Ю., Викельски М., Лампен М., Легостаев В.П., Мюллер У., Науманн В., Тертицкий Г.М., Юрина О.А. Технология изучения перемещения животных и птиц на Земле с помощью аппаратуры ICARUS на российском сегменте МКС // Космическая техника и технологии, 2015. № 3. С. 38–51.

[28] Микрин Е.А., Беляев М.Ю. Пилотируемая космонавтика — основа для развития ракетно-космической техники // Тр. LI Научных чтений К.Э. Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники», Казань, 20–22 сентября 2016. Казань: КГТУ, 2017. С. 5–15.

Сведения об авторе

Беляев Михаил Юрьевич — д-р техн. наук, профессор, зам. руководителя научно-технического центра ПАО РКК «Энергия», mikhail.belyaev@rsce.ru

MANAGEMENT ISSUES IN CONDUCTING EXPERIMENTS AT ISS RUSSIAN SEGMENT AND PARTICIPATION OF BMSTU MYTISHCHI BRANCH IN THEIR SOLUTION

M.Y. Belyaev

RSC «Energia» by S.P. Korolev, 4а, Lenina st., 141070, Korolev, Moscow reg., Russia

mikhail.belyaev@rsce.ru

In the process of carrying out research at the Salyut and Mir orbital stations, special control methods and technologies for conducting space experiments were developed, which made it possible to implement extensive scientific programs. The need to operate the International Space Station (ISS), the first module of which was put into orbit on November 20, 1998, required the solution of a number of new scientific and practical problems caused by certain features of the experiments conducted on it. The report describes the problems that have arisen during the experiments on the ISS, and indicates their solutions, allowing to perform various studies in the ISS flight, to work out new technologies and equipment, and also to set promising scientific tasks. Examples are given of the participation of scientists and specialists from the Mytishchi branch of the Bauman Moscow State Technical University in their decision.

Keywords: orbital station, space experiments, control problems

Suggested citation: Belyaev M.Yu. Problemy upravleniya pri provedenii eksperimentov na rossiyskom segmente mks i uchastie MF MGTU im. N.E. Baumana v ikh reshenii [Management issues in conducting experiments at ISS Russian segment and participation of BMSTU Mytishchi branch in their solution]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 5–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-5-13

References

[1] Raketno-kosmicheskaya korporatsiya «Energiya» imeni S.P. Koroleva. 1946–199 [The Energia Rocket and Space Corporation named after S.P. Korolev. 1946–1996]. Ed. Yu.P. Semenov. Korolev: RSC Energia, 1996, 670 p.

[2] Mikrin E.A. Perspektivy razvitiya otechestvennoy pilotiruemoy kosmonavtiki [Prospects for the development of domestic manned space flight] Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii [Space equipment and technology], 2017, no. 1, pp. 5–11.

[3] Belyaev M.Yu. Nauchnye eksperimenty na kosmicheskikh korablyakh i orbital’nykh stantsiyakh [Scientific experiments on spacecraft and orbital stations]. Moscow: Mashinostroenie, 1984, 264 p.

[4] Belyaev M.Yu. Operativnoe planirovanie nauchnykh eksperimentov, provodimykh s pomoshch’yu KA [Operational planning of scientific experiments conducted using spacecraft] Kosmicheskie issledovaniya [Space research], 1980, no. 2, pp. 235–241.

[5] Belyaev M.Yu. Osnovnye zadachi i printsipy postroeniya nazemno-bortovogo kompleksa upravleniya eksperimentami, provodimymi s pomoshch’yu kosmicheskikh apparatov [The main tasks and principles of building a ground-on-board complex for controlling experiments conducted with the help of spacecraft]. Upravlyayushchie sistemy i mashiny [Control Systems and Machines], 1980, no. 4, pp. 103–108.

[6] Matematicheskoe obespechenie eksperimentov, vypolnyaemykh na orbital’nykh kompleksakh «Mir», «Salyut-7» i nauchnykh modulyakh [Mathematical support of experiments performed on the Mir, Salyut-7 orbital complexes and scientific modules] Ed. V.V. Ryumin, M.Yu. Belyaev. Raketno-kosmicheskaya tekhnika [Rocket and space technology], 1991, ser. XII, iss. 2, 176 p.

[7] Matematicheskoe modelirovanie — osnova sozdaniya i ekspluatatsii slozhnykh orbital’nykh kompleksov [Mathematical modeling — the basis of the creation and operation of complex orbital complexes] Ed. N.A. Bryukhanov, M.Yu. Belyaev. Raketno-kosmicheskaya tekhnika [Rocket and space technology], 2008, ser. XII, iss. 1, 191 p.

[8] Problemy i zadachi povysheniya effektivnosti programm issledovaniy na kosmicheskikh korablyakh i orbital’nykh stantsiyakh [Problems and tasks of increasing the effectiveness of research programs on spacecraft and orbital stations] Ed. V.P. Legostaev, M.Yu. Belyaev. Raketno-kosmicheskaya tekhnika [Rocket and space technology], 2011, ser. XII, iss. 1–2, 205 p.

[9] Belyaev M.Yu., Rulev D.N. Optimizatsiya programmy eksperimentov pri operativnom planirovanii issledovaniy, vypolnyaemykh s KA [Optimization of the program of experiments in the operational planning of research performed with spacecraft]. Kosmicheskie issledovaniya [Space Research], 1987, no. 1, pp. 30–36.

[10] Ryumin V.V., Belyaev M.Yu. Problems of control station on the multipurpose orbital station. Acta Astronautica, 1987, v. 15, pp. 739–746.

[11] Banit Yu.R., Belyaev M.Yu., Dobrinskaya T.A., Efimov N.I., Sazonov V.V., Stazhkov V.M. Opredelenie tenzora inertsii MKS po telemetricheskoy informatsii [Determination of the inertia tensor of the ISS using telemetric information]. Kosmicheskie issledovaniya [Space Research], 2005, v. 43, no. 2, pp. 135–146.

[12] Belyaev M.Yu., Zavalishin D.A., Egorov N.A., Sparzhin Yu.V., Khamits I.I., Shutikov M.A., Sazonov V.V. Opredelenie massy Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii v polete [Determination of the mass of the International Space Station in flight]. Kosmonavtika i raketostroenie [Cosmonautics and Rocket Science], 2005, no. 4, pp. 224–232.

[13] Belyaev M.Yu., Zavalishin D.A. Sposob opredeleniya massy kosmicheskoy stantsii v polete [The method of determining the mass of the space station in flight]. Pat. 2301181 Russian Federation, IPC В64G 1/10. Prior March 24, 2005; applicant and patent holder of RSC Energia PJSC; publ. 20.06.2007, Bul. No. 17.

[14] Sevast’yanov N.N., Branets V.N., Belyaev M.Yu., Zavalishin D.A., Platonov V.N., Banit Yu.R., Sazonov V.V. Issledovanie vozmozhnosti upravleniya KA «Yamal-200» s ispol’zovaniem matematicheskoy modeli dvizheniya [Study of the possibility of controlling the Yamal-200 satellite using a mathematical model of motion] XIV Sankt-Peterburgskaya Mezhdunarodnaya konferentsiya po integrirovannym navigatsionnym sistemam, Sankt-Peterburg, TsNII «Elektropribor», 28–30 maya 2007 g. [XIV St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg, Central Research Institute Elektropribor, May 28–30, 2007] St. Petersburg: Concern Central Research Institute. Electrical device, 2007, pp. 196–203.

[15] Belyaev M.Yu., Babkin E.V., Ryabukha S.B., Ryazantsev V.V. Mikrouskoreniya na Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii pri fizicheskikh uprazhneniyakh ekipazha [Microaccelerations on the International Space Station during crew physical exercise]. Kosmicheskie issledovaniya [Space Research], 2011, v. 49, no. 2, pp. 167–181.

[16] Belyaev M.Yu., Volkov O.N., Ryabukha S.B. Mikrovozmushcheniya na Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii [Micro-perturbations on the International Space Station]. Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii [Space equipment and technology], 2013, no. 3, pp. 14–24.

[17] Zavalishin D.A., Belyaev M.Yu., Sazonov V.V. Opredelenie kharakteristik chastot uprugikh kolebaniy konstruktsii MKS [Characterization of the frequencies of elastic vibrations of the ISS design]. Kosmicheskie issledovaniya [Space Research], 2010, v. 48, no. 4, pp. 362–370.

[18] Monakhov M.I., Belyaev M.B., Volkov O.N. Sposob opredeleniya deformatsii korpusa kosmicheskogo apparata v polete [The method for determining the deformation of the spacecraft body in flight]. Pat. 2605232 Russian Federation, IPC В64G 1/22. Prior 06/15/2015; applicant and patent holder of RSC Energia PJSC; publ. 12/20/2016. Bul. No. 35.

[19] Belyaev M.Y., Bronnikov S.V., Petrov V.M., Sekerzh-Zenkovich S.Ya. Integrated study of the iss as an environment for human-operator ‘life and activities. Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC Cep. «63rd International Astronautical Congress. 2012, IAC 2012» Naples, 01–05 oktyabrya 2012 g. Agenzia Spaziale Italiana (ASI), pp. 4078–4082.

[20] Alyamovskiy S.N., Belyaev M.Yu., Rulev D.N., Sazonov V.V., Tarasova M.M. Sfericheskie sputniki — ot nachala kosmicheskoy ery do sovremennykh eksperimentov [Spherical satellites — from the beginning of the space age to modern experiments] Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii [Space equipment and technology], 2017, no. 4 (19), pp. 5–14.

[21] Belyaev M.Yu., Rulev D.N., Alyamovskiy S.N. Sposob opredeleniya plotnosti atmosfery na vysote poleta kosmicheskogo apparata [The method of determining the density of the atmosphere at the altitude of the spacecraft]. Pat. 2016150068 Russian Federation, IPC В64G 3/00. Prior. 12/19/2016; applicant and patent holder of RSC Energia PJSC; publ. 06/20/2018. Bul. No. 17.

[22] Mikrin E.A., Belyaev M.Yu., Borovikhin P.A., Karavaev D.Yu. Otrabotka na MKS tekhnologii avtonomnoy navigatsii s pomoshch’yu s’emok ekipazha dlya zadachi obleta Luny [Testing autonomous navigation technology on the ISS using crew surveys for the task of circling the moon] XXV Sankt-Peterburgskaya Mezhdunarodnaya konferentsiya po integrirovannym navigatsionnym sistemam [XXV St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems], St. Petersburg, Central Research Institute Elektropribor, May 28–30, 2018. St. Petersburg: Institute of Electrical Instruments, 2018, pp. 7–13.

[23] Belyaev M.Yu., Matveeva T.V., Rulev D.N. Vozmozhnye tekhnologii upravleniya transportnymi gruzovymi korablyami «Progress» pri provedenii eksperimentov v avtonomnom polete [Possible technologies for the management of transport cargo ships «Progress» when conducting experiments in autonomous flight] Giroskopiya i navigatsiya [Gyroscopy and navigation], 2017, v. 25, no. 3 (98), pp. 32–48.

[24] Belyaev M.Yu., Borovikhin P.A., Karavaev D.Yu., Rulev D.N. Upravlenie podvizhnymi platformami pri navedenii nauchnoy apparatury na izuchaemye ob’ekty v eksperimente «Uragan» na Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii [Managing mobile platforms while hovering scientific equipment on objects under study in the Uragan experiment on the International Space Station] XXIV Sankt-Peterburgskaya Mezhdunarodnaya konferentsiya po integrirovannym navigatsionnym sistemam [XXIV St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems], St. Petersburg, Central Research Institute Elektropribor, May 29–31, 2017. St. Petersburg: Concern OJSC of the Central Research Institute Electropribor, 2017, pp. 44–47.

[25] Belyaev M.Yu., Desinov L.V., Karavaev D.Yu., Sarmin E.E., Yurina O.A. Apparatura i programmno-matematicheskoe obespechenie dlya izucheniya zemnoy poverkhnosti s borta rossiyskogo segmenta Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii po programme «Uragan» [Equipment and software for the study of the earth’s surface from the Russian segment of the International Space Station under the Uragan program] Kosmonavtika i raketostroenie [Astronautics and Rocket Engineering], 2015, no. 1, pp. 63–70.

[26] Belyaev M.Y., Cheremisin M.V., Esakov A.M. Integrated monitoring of earth surface from onboard ISS Russian segment. 69th International Astronautical Congress («IAC 2018 — involving everyone»), Bremen, Germany, Center of Applied Space Technology and Microgravity, 1–5 October 2018. Published by the IAF, pp. 1–9.

[27] Belyaev M.Yu., Vikel’ski M., Lampen M., Legostaev V.P., Myuller U., Naumann V., Tertitskiy G.M., Yurina O.A. Tekhnologiya izucheniya peremeshcheniya zhivotnykh i ptits na Zemle s pomoshch’yu apparatury ICARUS na rossiyskom segmenta MKS [Technology of studying the movement of animals and birds on Earth using ICARUS equipment on the Russian segment of the ISS] Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii [Space equipment and technology], 2015, no. 3, pp. 38–51.

[28] Mikrin E.A., Belyaev M.Yu. Pilotiruemaya kosmonavtika — osnova dlya razvitiya raketno-kosmicheskoy tekhniki [Piloted cosmonautics — the basis for the development of rocket and space technology] Trudy LI Nauchnykh chteniy K.E. Tsiolkovskogo. Sektsiya «Problemy raketnoy i kosmicheskoy tekhniki» [Works of LI Scientific readings of K.E. Tsiolkovsky. Section «Problems of rocket and space technology»], Kazan, September 20–22, 2016. Kazan: KSTU, 2017, pp. 5–15.

Author’s information

Belyaev Mikhail Yur’evich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Deputy Head of the Scientific and Technical Center of RSC Energia, mikhail.belyaev@rsce.ru

2

УЧАСТИЕ ФЭСТ В РЕШЕНИИ ИНЖЕНЕРНЫХ И НАУЧНЫХ ЗАДАЧ КОСМОНАВТИКИ (К 60-летию ФАКУЛЬТЕТА ЭЛЕКТРОНИКИ И СИСТЕМОТЕХНИКИ МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ЛЕСА)

14–22

УДК 62-9, 501

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-14-22

А.В. Корольков¹, Н.В. Ефремов¹, В.Б. Сапожников², Ю.М. Новиков³, В.А. Большаков³, Л.Г. Александров⁴, С.Б. Константинов⁴, И.С. Партола⁵

¹МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

²ООО НТВЦ «ЭДУКОН», 141090, Московская обл., г. Королев, ул. Пионерская, д. 1/4

³ЗАО «ЦВТМ» при МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1

⁴ФГУП НПО им. С.А. Лавочкина, 141400, Московская обл., г. Химки, ул. Ленинградская, д. 24

⁵ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» , 125438, Москва, ул. Онежская, д. 8

korolkov@mgul.ac.ru

Представлены некоторые результаты совместной деятельности сотрудников факультета электроники и системотехники и работников других организаций и предприятий в области решения инженерных задач и научных проблем космической отрасли с момента открытия факультета (1959 г.) по настоящее время. Основные представленные результаты были получены в области изучения особенностей поведения жидкости в условиях, близких к невесомости, в исследовании остаточных ускорений на борту космического аппарата, в технических проблемах подачи жидкого топлива в двигательную установку, в изучении кипения в невесомости.

Ключевые слова: ФЭСТ, режимы функционирования космического аппарата, «Салют-7», «Мир», космический эксперимент

Ссылка для цитирования: Корольков А.В., Ефремов Н.В., Сапожников В.Б., Новиков Ю.М., Большаков В.А., Александров Л.Г., Константинов С.Б., Партола И.С. Участие ФЭСТ в решении инженерных и научных задач космонавтики (к 60-летию факультета электроники и системотехники Московского государственного университета леса) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 14–22. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-14-22

Список литературы

[1] Гришин С.Д., Дубовской В.Б., Обыдёнников С.С., Савичев В.В. Исследование малых ускорений на борту орбитальной научной станции «Салют-6» // Технологические эксперименты в невесомости / под ред. В.А. Брискмана. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С. 6–14.

[2] Авдуевский В.С., Корольков А.В., Купцова В.С., Савичев В.В. Исследование тепловой гравитационной конвекции в переменном поле вектора малых ускорений // ПМТФ, 1987. № 1. С. 54–59.

[3] Темам Р. Уравнения Навье-Стокса. Теория и численный анализ. М.: Мир, 1981. 408 с.

[4] Беляев М.Ю., Зыков С.Г., Рябуха С.Б., Сазонов В.В., Сарычев В.А., Стажков В.М. Математическое моделирование и измерение микроускорений на орбитальной станции «Мир» // Известия РАН. Механика жидкости и газа, 1994. № 5. С. 5–14.

[5] Авдуевский В.С., Лиходед А.И., Савичев В.В. Пространственная эволюция вектора остаточных ускорений на борту космических аппаратов // Космические исследования, 1988. Т. 26. № 4. С. 621–625.

[6] Ветошкин А.М., Домашев В.Ф., Корольков А.В., Рябуха С.Б., Савичев В.В. Анализ малых ускорений на борту орбитальных научных станций с точки зрения воздействия на гидродинамические системы // Космические исследования, 1998. Т. 36. № 2. C. 221–224.

[7] Savitchev V.V., Korolkov A.V., Vetoshkin A.M. Computer Simulation of Initial Phase of Immiscible Liquid System Thermocapillary Motion // Space Forum, 1999, v. 4, pp. 307–319.

[8] Ветошкин А.М., Корольков А.В., Сапожников В.Б. Взаимодействие системы жидкость — газ с фазоразделительными сетками // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2017. Т. 24. № 4. С. 315–320.

[9] Сапожников В.Б., Корольков А.В. Отделение газа от жидкости в потоке газожидкостной смеси в условиях невесомости с помощью комбинированных пористо-сетчатых материалов // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, 2014. № 1 (14). С. 60–65.

[10] Александров А.А., Хартов В.В., Новиков Ю.М., Крылов В.И., Ягодников Д.А. Современное состояние и перспективы разработки капиллярных топливозаборных устройств из комбинированных пористо-сетчатых материалов для космических аппаратов с длительным сроком активного существования // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2015. № 6(105). С. 130–142.

[11] Корольков А.В., Меньшиков В.А., Партола И.С., Сапожников В.Б. Развитие идей профессора В.М. Поляева по применению пористо-сетчатых материалов для внутрибаковых устройств, обеспечивающих многократный запуск ЖРД космических аппаратов и разгонных блоков в условиях свободного и возмущенного орбитального и суборбитального полета // Тр. Всерос. науч.-техн. конф. «Ракетно-космические двигательные установки», посвященной 80-летию со дня рождения заслуженных деятелей науки и техники РФ лауреатов Государственной премии СССР профессоров В.М. Кудрявцева и В.М. Поляева, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 18–19 октября 2018 г. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. С. 17–18.

[12] Сапожников В.Б., Корольков А.В., Авраамов Н.И. Влияние времени выхода на режим маршевого ЖРД на процесс опорожнения топливного бака летательного аппарата в условиях свободного орбитального полета // Наука и образование, 2015. № 11. С. 603–617

[13] Корольков А.В., Партола И.С., Сапожников В.Б. Теоретические основы разработки и экспериментальной отработки капиллярных заборных устройств с минимальными остатками топлива. Научно-технические разработки ОКБ-23 – КБ «Салют». М.: Воздушный транспорт, 2006. С. 313–320.

[14] Сапожников В.Б., Корольков А.В. Отделение газа от жидкости в потоке газожидкостной смеси в условиях невесомости с помощью комбинированных пористо-сетчатых материалов // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, 2014, № 1 (14). С. 60–65.

[15] Сапожников В.Б., Меньшиков В.А., Партола И.С., Корольков А.В. Развитие идей профессора В.М. Поляева по применению пористо-сетчатых материалов для внутрибаковых устройств, обеспечивающих многократный запуск жидкостных ракетных двигателей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2006, № 2 (63). С. 78–83.

[16] Корольков А.В., Сапожников В.Б. Некоторые задачи прикладной промышленной математики в инженерном обеспечении космических полетов // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2016. Т. 23. № 4. С. 363–366.

[17] Сапожников В.Б., Гришко Я.П., Корольков А.В., Большаков В.А., Новиков Ю.М., Константинов С.Б., Мартынов М.Б. Применение комбинированных пористо-сетчатых материалов в конструкции внутрибаковых устройств двигательных установок космических аппаратов, верхних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков // Материалы XIV Междунар. науч. конф., посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева, 10–12 ноября 2010, г. Красноярск. В 2-х ч. Ч. 1. Красноярск: СибГАУ им. акад. М.Ф. Решетнева, 2010. С. 126.

[18] Сапожников В.Б., Гришко Я.П., Корольков А.В., Большаков В.А., Новиков Ю.М., Константинов С.Б., Мартынов М.Б. Применение комбинированных пористо-сетчатых материалов в конструкции внутрибаковых устройств двигательных установок космических аппаратов, верхних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков // Вестник СибГАУ им. акад. М.Ф. Решетнева, 2011. Вып. 3 (36). С. 122–126.

[19] Корольков А.В., Сапожников В.Б. Расчетно-теоретическая и экспериментальная оценка работоспособности комбинированных пористо-сетчатых материалов в качестве капиллярных заборных устройств топливных баков жидкостных ракетных двигательных установок // Тез. докл. 11-й Междунар. конф. «Авиация и космонавтика–2012». Москва, МАИ (НИУ), 13–15 ноября 2012 г. СПб.: Мастерская печати, 2012. 412 с. С. 220–221.

[20] Корольков А.В., Королькова Л.В., Сапожников В.Б., Маслов В.А. Оценка объема жидкости в телесных углах транспортных желобов топливного бака космического аппарата // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2018. Т. 22. № 2. С. 120–124.

DOI: 10.18698/2542-1468-2018-2-120-124

[21] Корольков А.В., Сапожников В.Б., Ефремов Н.В. Динамика жидкости в фазоразделительном устройстве в период опорожнения топливного бака космического аппарата // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2018. Т. 25. Вып. 3. С. 255–258.

[22] Исследование динамики паровых пузырьков при кипении воды на тонких проволоках в условиях естественной конвекции / В.И. Субботин, С.П. Казановский, С.К. Коротаев, В.Е. Свириденко, Ю.Ф. Селиванов // Атомная энергия, 1970. Т. 28, Вып. 1. С. 9–13.

[23] Савичев В.В., Корольков А.В., Ветошкин А.М. О гидродинамике пузырькового кипения в невесомости // Тр. 2-й Рос. нац. конф. по теплообмену. В 8 т. Т. 4. Кипение, кризисы кипения, закризисный теплообмен. Испарение, конденсация. М.: МЭИ, 1998. С. 206–209.

[24] Корольков А.В., Коротаев С.К., Савичев В.В., Свириденко И.П. Исследование механизма отрыва паровой фазы при поверхностном кипении жидкости // Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2001. № 9. С. 90–95.

[25] Несис Е.И. Кипение жидкостей. М.: Наука, 1973. 280 с.

[26] Сапожников В.Б., Авраамов Н.И. Условия разрушения газовых полостей в жидкости при переходе от невесомости к кратковременному воздействию // Инженерный журнал: наука и инновации, 2017. Вып. 2 (62). С. 1.

[27] Сапожников В.Б., Корольков А.В. Математическое моделирование процессов кипения в невесомости // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, 2015. Вып. 1 (16). С. 61–66.

Сведения об авторе

Корольков Анатолий Владимирович — д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры «Прикладная математика, информатика и вычислительная техника», МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), korolkov@mgul.ac.ru

Ефремов Николай Владимирович — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), efremov@mgul.ac.ru

Сапожников Владимир Борисович — д-р техн. наук, генеральный директор ООО НТВЦ «ЭДУКОН», edukon@yandex.ru

Новиков Юрий Михайлович — канд. техн. наук, нач. отдела ЗАО «ЦВТМ» при МГТУ им. Н.Э. Баумана, nolab@power.bmstu.ru

Большаков Владимир Андреевич — инженер ЗАО «ЦВТМ» при МГТУ им. Н.Э. Баумана, nolab@power.bmstu.ru

Александров Лев Григорьевич — начальник сектора ФГУП НПО им. С.А. Лавочкина, npol@laspace.ru

Константинов Сергей Борисович — канд. техн. наук, ведущий конструктор ФГУП НПО им. С.А. Лавочкина, npol@laspace.ru

Партола Игорь Станиславович — зам. начальника отдела ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша», kerc@elnet.msk.ru

PARTICIPATION OF FACULTY OF ELECTRONICS AND SYSTEMS ENGINEERING IN SOLVING ENGINEERING AND SCIENTIFIC ISSUES OF COSMONAUTICS (TO THE 60th ANNIVERSARY OF THE FACULTY OF ELECTRONICS AND SYSTEMS ENGINEERING OF THE MOSCOW STATE FOREST UNIVERSITY)

A.V. Korol’kov¹, N.V. Efremov¹, V.B. Sapozhnikov², Yu.M. Novikov³, V.A. Bol’shakov³, L.G. Aleksandrov⁴, S.B. Konstantinov⁴, I.S. Partola⁵

¹BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

²EDUKON, 1/4, Pioneer st., 141090, Korolev, Moscow reg., Russia

³TSVTM at BMSTU, 5, 2nd Baumanskaya st., 105005, Moscow, Russia

⁴NPO them. S.A. Lavochkina, 24, Leningradskaya st., Khimki, 141400, Moscow reg., Russia

⁵State Research Center FSUE «Keldysh Center», 8, Onezhskaya st., 125438, Moscow, Russia

korolkov@mgul.ac.ru

Some results of joint activity of employees of FESE and employees from other organizations and enterprises in the field of the solution of engineering tasks and scientific issues of the space industry are presented from the moment of the faculty opening (1959) till present. The main results were received in the field of studying of features of behavior of liquid in the conditions close to zero gravity, in a research of residual accelerations onboard of spacecraft, in technical problems of supply of liquid fuel in the propulsion system, in studying of boiling in zero gravity.

Keywords: FEST, spacecraft operation modes, Salyut-7, Mir, space experiment

Suggested citation: Korol’kov A.V., Efremov N.V., Sapozhnikov V.B., Novikov Yu.M., Bol’shakov V.A., Aleksandrov L.G., Konstantinov S.B., Partola I.S. Uchastie FEST v reshenii inzhenernykh i nauchnykh zadach kosmonavtiki (k 60-letiyu fakul’teta elektroniki i sistemotekhniki Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa) [Participation of Faculty of Electronics and Systems Engineering in solving engineering and scientific issues of cosmonautics (to the 60th anniversary of the Faculty of Electronics and Systems Engineering of the Moscow State Forest University)]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 14–22. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-14-22

References

[1] Grishin S.D., Dubovskoy V.B., Obydennikov S.S., Savichev V.V. Issledovanie malykh uskoreniy na bortu orbital’noy nauchnoy stantsii «Salyut-6» [Study of small accelerations onboard the Salyut-6 orbital scientific station] Tekhnologicheskie eksperimenty v nevesomosti [Technological experiments in zero gravity]. Ed. V.A. Briskman. Sverdlovsk: UC USSR Academy of Sciences, 1983, pp. 6–14.

[2] Avduevskiy V.S., Korol’kov A.V., Kuptsova V.S., Savichev V.V. Issledovanie teplovoy gravitatsionnoy konvektsii v peremennom pole vektora malykh uskoreniy [Study of thermal gravitational convection in a variable field of a vector of small accelerations]. PMTF, 1987, no. 1, pp. 54–59.

[3] Temam R. Uravneniya Nav’e-Stoksa. Teoriya i chislennyy analiz [Equations Navier-Stokes. Theory and numerical analysis]. Moscow: Mir, 1981, 408 p.

[4] Belyaev M.Yu., Zykov S.G., Ryabukha S.B., Sazonov V.V., Sarychev V.A., Stazhkov V.M. Matematicheskoe modelirovanie i izmerenie mikrouskoreniy na orbital’noy stantsii «Mir» [Mathematical modeling and measurement of micro-accelerations at the Mir orbital station] Izvestiya RAN. Mekhanika zhidkosti i gaza [Izvestia RAN. Fluid and gas mechanics], 1994, no. 5, pp. 5–14.

[5] Avduevskiy V.S., Likhoded A.I., Savichev V.V. Prostranstvennaya evolyutsiya vektora ostatochnykh uskoreniy na bortu kosmicheskikh apparatov [Spatial evolution of the vector of residual accelerations onboard spacecraft] Kosmicheskie issledovaniya [Space research], 1988, v. 26, no. 4, pp. 621–625.

[6] Vetoshkin A.M., Domashev V.F., Korol’kov A.V., Ryabukha S.B., Savichev V.V. Analiz malykh uskoreniy na bortu orbital’nykh nauchnykh stantsiy s tochki zreniya vozdeystviya na gidrodinamicheskie sistemy [Analysis of small accelerations onboard orbital research stations in terms of their impact on hydrodynamic systems] Kosmicheskie issledovaniya [Space Research], 1998, v. 36, no. 2, pp. 221–224.

[7] Savitchev V.V., Korolkov A.V., Vetoshkin A.M. Computer Simulation of Initial Phase of Immiscible Liquid System Thermocapillary Motion. Space Forum, 1999, v. 4, pp. 307–319.

[8] Vetoshkin A.M., Korol’kov A.V., Sapozhnikov V.B. Vzaimodeystvie sistemy zhidkost’ — gaz s fazorazdelitel’nymi setkami [Sapozhnikov Interaction of a liquid-gas system with phase separation grids] Obozrenie prikladnoy i promyshlennoy matematiki [Review of Applied and Industrial Mathematics], 2017, v. 24, no. 4, pp. 315–320.

[9] Sapozhnikov V.B., Korol’kov A.V. Otdelenie gaza ot zhidkosti v potoke gazozhidkostnoy smesi v usloviyakh nevesomosti s pomoshch’yu kombinirovannykh poristo-setchatykh materialov [Separation of gas from liquid in a gas-liquid mixture flow in zero gravity using combined porous-mesh materials] Sovremennaya nauka: issledovaniya, idei, rezul’taty, tekhnologii [Modern Science: Research, Ideas, Results, Technology], 2014, no. 1 (14), pp. 60–65.

[10] Aleksandrov A.A., Khartov V.V., Novikov Yu.M., Krylov V.I., Yagodnikov D.A. Sovremennoe sostoyanie i perspektivy razrabotki kapillyarnykh toplivozabornykh ustroystv iz kombinirovannykh poristo-setchatykh materialov dlya kosmicheskikh apparatov s dlitel’nym srokom aktivnogo sushchestvovaniya [The current state and prospects for the development of capillary fuel-intake devices from combined porous-mesh materials for spacecraft with a long active life period] Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Seriya «Mashinostroenie» [Vestnik of Moscow State Technical University. N.E. Bauman. Series «Engineering»], 2015, no. 6 (105), pp. 130–142.Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 21

[11] Korol’kov A.V., Men’shikov V.A., Partola I.S., Sapozhnikov V.B. Razvitie idey professora V.M. Polyaeva po primeneniyu poristo-setchatykh materialov dlya vnutribakovykh ustroystv, obespechivayushchikh mnogokratnyy zapusk ZhRD kosmicheskikh apparatov i razgonnykh blokov v usloviyakh svobodnogo i vozmushchennogo orbital’nogo i suborbital’nogo poleta. [The development of ideas of Professor V.M. Polyaev on the use of porous-mesh materials for in-tank devices ensuring multiple launching of rocket engines of spacecraft and accelerating units in a free and disturbed orbital and suborbital flight] Trudy Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Raketno-kosmicheskie dvigatel’nye ustanovki», posvyashchennoy 80-letiyu so dnya rozhdeniya Zasluzhennykh deyateley nauki i tekhniki RF, laureatov Gosudarstvennoy premii SSSR, professorov V.M. Kudryavtseva i V.M. Polyaeva [The birthday of Honored Workers of Science and Technology of the Russian Federation, laureates of the USSR State Prize, professors V.M. Kudryavtseva and V.M. Polyayeva]. Moscow, BMSTU. October 18–19, 2018. Moscow: BMSTU, 2005, pp. 17–18.

[12] Sapozhnikov V.B., Korol’kov A.V., Avraamov N.I. Vliyanie vremeni vykhoda na rezhim marshevogo ZhRD na protsess oporozhneniya toplivnogo baka letatel’nogo apparata v usloviyakh svobodnogo orbital’nogo poleta [Influence of the time to enter the marching LRE mode on the process of emptying the fuel tank of an aircraft in a free orbital flight] Nauka i obrazovanie [Science and Education], 2015, no. 11, pp. 603–617.

[13] Korol’kov A.V., Partola I.S., Sapozhnikov V.B. Teoreticheskie osnovy razrabotki i eksperimental’noy otrabotki kapillyarnykh zabornykh ustroystv s minimal’nymi ostatkami topliva. Nauchno-tekhnicheskie razrabotki OKB-23 – KB «Salyut» [Theoretical basis for the development and experimental testing of capillary intake devices with minimal fuel residues. Scientific and technical development of OKB-23 – Salyut]. Moscow: Vozdushnyy transport [Air transport], 2006, pp. 313–320.

[14] Sapozhnikov V.B., Korol’kov A.V. Otdelenie gaza ot zhidkosti v potoke gazozhidkostnoy smesi v usloviyakh nevesomosti s pomoshch’yu kombinirovannykh poristo-setchatykh materialov [Separation of gas from a liquid in a gas-liquid mixture flow in zero gravity using combined porous-mesh materials] Sovremennaya nauka: issledovaniya, idei, rezul’taty, tekhnologii [Modern Science: Research, Ideas, Results, Technology], 2014, no. 1 (14), pp. 60–65.

[15] Sapozhnikov V.B., Men’shikov V.A., Partola I.S., Korol’kov A.V. Razvitie idey professora V.M. Polyaeva po primeneniyu poristo-setchatykh materialov dlya vnutribakovykh ustroystv, obespechivayushchikh mnogokratnyy zapusk zhidkostnykh raketnykh dvigateley [The development of ideas of Professor V.M. Polyaev on the use of porous-mesh materials for in-tank devices that provide multiple launch of liquid-propellant rocket engines]. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Seriya «Mashinostroenie» [Bulletin of the Moscow State Technical University named after N.E. Bauman. Series «Mashinostroenie»], 2006, no. 2 (63), pp. 78–83.

[16] Korol’kov A.V., Sapozhnikov V.B. Nekotorye zadachi prikladnoy promyshlennoy matematiki v inzhenernom obespechenii kosmicheskikh poletov [Some Problems of Applied Industrial Mathematics in the Engineering Support of Space Flight] Obozrenie prikladnoy i promyshlennoy matematiki [Review of Applied and Industrial Mathematics], 2016, v. 23, no. 4, pp. 363–366.

[17] Sapozhnikov V.B., Grishko Ya.P., Korol’kov A.V., Bol’shakov V.A., Novikov Yu.M., Konstantinov S.B., Martynov M.B. Primenenie kombinirovannykh poristo-setchatykh materialov v konstruktsii vnutribakovykh ustroystv dvigatel’nykh ustanovok kosmicheskikh apparatov, verkhnikh stupeney raket-nositeley i razgonnykh blokov [The use of combined porous-mesh materials in the design of internal equipment for propulsion systems of spacecraft, upper stages of launch vehicles and booster blocks] Materialy XIV Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii, posvyashchennoy pamyati general’nogo konstruktora raketno-kosmicheskikh sistem akademika M.F. Reshetneva [Proceedings of the XIV International Scientific Conference dedicated to the memory of the general designer of space-rocket systems Academician M.F. Reshetneva], November 10–12, 2010, Krasnoyarsk. In 2 hours. Part 1. Krasnoyarsk: Siberian State Aerospace University, 2010, p. 126.

[18] Sapozhnikov V.B., Grishko Ya.P., Korol’kov A.V., Bol’shakov V.A., Novikov Yu.M., Konstantinov S.B., Martynov M.B. Primenenie kombinirovannykh poristo-setchatykh materialov v konstruktsii vnutribakovykh ustroystv dvigatel’nykh ustanovok kosmicheskikh apparatov, verkhnikh stupeney raket-nositeley i razgonnykh blokov [The use of combined porous-mesh materials in the design of internal storage devices of the propulsion systems of spacecraft, upper stages of launch vehicles and upper stages] Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta im. M.F. Reshetneva [Bulletin of the Siberian State Aerospace University M.F. Reshetneva], 2011, v. 3 (36), pp. 122–126.

[19] Korol’kov A.V., Sapozhnikov V.B. Raschetno-teoreticheskaya i eksperimental’naya otsenka rabotosposobnosti kombinirovannykh poristo-setchatykh materialov v kachestve kapillyarnykh zabornykh ustroystv toplivnykh bakov zhidkostnykh raketnykh dvigatel’nykh ustanovok [Theoretical and experimental evaluation of the performance of combined porous-mesh materials as capillary intakes for fuel tanks of liquid-propellant rocket propulsion systems] Tezisy dokladov: 11-ya Mezhdunarodnaya konferentsiya «Aviatsiya i kosmonavtika–2012» [Abstracts: 11th International Conference «Aviation and Cosmonautics–2012»]. Moscow, MAI (NRU) November 13–15, 2012. Saint Petersburg: Masterskaya pechati [Workshop Press], 2012, 412 p, pp. 220–221.

[20] Korol’kov A.V., Korol’kova L.V., Sapozhnikov V.B., Maslov V.A. Otsenka ob’ema zhidkosti v telesnykh uglakh transportnykh zhelobov toplivnogo baka kosmicheskogo apparata [Estimation of the volume of fluid in the solid corners of the transport chutes of the fuel tank of a spacecraft] Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2018, v. 22, no. 2, pp. 120–124.

DOI: 10.18698 / 2542-1468-2018-2-120-124

[21] Korol’kov A.V., Sapozhnikov V.B., Efremov N.V. Dinamika zhidkosti v fazorazdelitel’nom ustroystve v period oporozhneniya toplivnogo baka kosmicheskogo apparata [Fluid dynamics in a phase-separation device during the period of emptying the fuel tank of a spacecraft] Obozrenie prikladnoy i promyshlennoy matematiki [Review of Applied and Industrial Mathematics], 2018, t. 25, iss. 3, pp. 255–258.

[22] Subbotin V.I., Kazanovskiy S.P., Korotaev S.K., Sviridenko V.E., Selivanov Yu.F. Issledovanie dinamiki parovykh puzyr’kov pri kipenii vody na tonkikh provolokakh v usloviyakh estestvennoy konvektsii [Investigation of the dynamics of vapor bubbles in boiling water on thin wires under conditions of natural convection] Atomnaya energiya [Atomic Energy], 1970, no. 28, v. 1, pp. 9–13.

[23] Savichev V.V., Korol’kov A.V., Vetoshkin A.M. O gidrodinamike puzyr’kovogo kipeniya v nevesomosti [On hydrodynamics of bubble boiling in zero gravity] Tr. Vtoraya Rossiyskaya natsional’naya konferentsiya po teploobmenu, v 8 t. T. 4. Kipenie, krizisy kipeniya, zakrizisnyy teploobmen. Isparenie, kondensatsiya [Second Russian National Heat Transfer Conference. In 8 v., v. 4. Boiling, boiling crises, supercritical heat exchange. Evaporation, condensation]. Moscow: MEI, 1998, pp. 206–209.22 Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4

[24] Korol’kov A.V., Korotaev S.K., Savichev V.V., Sviridenko I.P. Issledovanie mekhanizma otryva parovoy fazy pri poverkhnostnom kipenii zhidkosti [Investigation of the vapor phase separation mechanism during surface boiling of a liquid] Poverkhnost’, rentgenovskie, sinkhrotronnye i neytronnye issledovaniya [Surface, X-ray, synchrotron and neutron studies], 2001, no. 9, pp. 90–95.

[25] Nesis E.I. Kipenie zhidkostey [Boiling liquids]. Moscow: Nauka [Science], 1973, 280 p.

[26] Sapozhnikov V.B., Avraamov N.I. Usloviya razrusheniya gazovykh polostey v zhidkosti pri perekhode ot nevesomosti k kratkovremennomu vozdeystviyu [Conditions for the destruction of gas cavities in a liquid during the transition from weightlessness to short-term effects] Inzhenernyy zhurnal: nauka i innovatsii [Engineering magazine: science and innovations], 2017, no. 2 (62), p. 1.

[27] Sapozhnikov V.B., Korol’kov A.V. Matematicheskoe modelirovanie protsessov kipeniya v nevesomosti [Mathematical modeling of boiling processes in zero gravity] Sovremennaya nauka: issledovaniya, idei, rezul’taty, tekhnologii [Modern science: research, ideas, results, technologies], 2015, no. 1 (16), pp. 61–66.

Authors’ information

Korol’kov Anatoliy Vladimirovich — Dr. Sci. (Phys.-Mat.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), korolkov@mgul.ac.ru

Efremov Nikolay Vladimirovich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), efremov@mgul.ac.ru

Sapozhnikov Vladimir Borisovich — Dr. Sci. (Tech.), General Director of LLC NTVTS «EDUCON», edukon@yandex.ru

Novikov Yuriy Mikhaylovich — BMSTU, Head of Department CJSC TSVTM at BMSTU,

nolab@power.bmstu.ru

Bol’shakov Vladimir Andreevich — Engineer CJSC TSVTM at BMSTU, nolab@power.bmstu.ru

Aleksandrov Lev Grigor’evich — Head of the Sector of FSUE NPO S.A. Lavochkina, npol@laspace.ru

Konstantinov Sergey Borisovich — Cand. Sci. (Tech.), Leading Designer FSUE NPO them. S.A. Lavochkina, npol@laspace.ru

Partola Igor’ Stanislavovich — Deputy Head of the Department of the State Research Center FSUE «Center of Keldysh», kerc@elnet.msk.ru

3

ПРОБЛЕМА МИКРОДИНАМИЧЕСКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРЕЦИЗИОННЫХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОСМИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ВЫСОКОМОДУЛЬНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

23–31

УДК 629.76/.78-027.31

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-23-31

С.Н. Саяпин^{1, 2}

¹ФГБУН Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, 101000, г. Москва, Малый Харитоньевский пер., д. 4

²МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, г. Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1

S.Sayapin@rambler.ru

Рассмотрены причины возникновения проблемы микродинамической чувствительности прецизионных крупногабаритных космических конструкций из высокомодульных волокнистых полимерных композиционных материалов, связанной со скачкообразным увеличением модуля упругости материала при преодолении пороговых значений малых напряжений. Представлены экспериментальные данные испытаний на сжатие трубчатых образцов-свидетелей с площадью поперечного сечения 4,52×10–4м2, изготовленных из углепластика КМУ-4Л, на которых установлено скачкообразное увеличение модуля после прохождения пороговых значений малых напряжений. При этом средние значения модулей упругости на первом (от 0 до 5 кН) и последующих участках нагружения составили 7,375 ГПа и 158 ГПа соответственно. Показано, что при наземной отработке прецизионных крупногабаритных космических конструкций вследствие погрешности применяемых систем обезвешивания остаточные нагрузки на их элементы превышают значения указанных малых нагружений. В результате при малых нагружениях, возникающих в условиях орбитального полета, расчетные значения модуля упругости прецизионных крупногабаритных космических конструкций из высокомодульных волокнистых полимерных композиционных материалов могут оказаться выше реальных более чем в 20 раз и, соответственно, реальные упругие деформации конструкций могут быть существенно выше расчетных и превышать допустимые значения. Таким образом, при использовании высокомодульных волокнистых полимерных композиционных материалов в прецизионных крупногабаритных космических конструкциях, например, высокоточных параболических зеркалах из углепластика диаметром 10 м и более с точностью рабочей поверхности не уже 10 мкм, необходимо учитывать их микродинамическую чувствительность к внешним и внутренним микродинамическим воздействиям в условиях полета. Показаны возможные пути решения проблемы.

Ключевые слова: микродинамическая чувствительность, прецизионные КГКК из высокомодульных ВПКМ, системы обезвешивания

Ссылка для цитирования: Саяпин С.Н. Проблема микродинамической чувствительности прецизионных крупногабаритных космических конструкций из высокомодульных волокнистых полимерных композиционных материалов // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 23–31. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-23-31

Список литературы

[1] Михайлин Ю.А. Волокнистые полимерные композиционные материалы в технике. СПб.: Научные основы и технологии, 2013. 720 с.

[2] Саяпин С.Н., Артеменко Ю.Н., Мышонкова Н.В. Проблемы прецизионности криогенного космического телескопа обсерватории «МИЛЛИМЕТРОН» // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2014. № 2 (53). С. 50–76.

[3] Саяпин С.Н. Анализ и синтез раскрываемых на орбите прецизионных крупногабаритных механизмов и конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа: Дис. … д-ра техн. наук. М.: ИМАШ РАН, 2003. 446 с.

[4] Саяпин С.Н. Проблема гравитационной чувствительности крупногабаритных прецизионных космических конструкций из высокомодульных ВПКМ // Труды III Межд. конф. «Деформирование и разрушение композиционных материалов и конструкций», Москва, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, 23–25 октября 2018 г. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2018. С. 116–118.

[5] Кардашев Н.С., Хартов В.В., Абрамов В.В. «Радиоастрон» — телескоп размером 300 000 км. Основные параметры и первые результаты наблюдений // Астрономический журнал, 2011. Т. 90. № 3. С. 179–222.

[6] Андреянов В.В., Кардашев Н.С., Хартов В.В. Наземно-космический радиоинтерферометр «Радиоастрон» // Космические исследования, 2014. Т. 52. № 5. С. 353–359.

[7] Саяпин С.Н., Шкапов П.М., Кокушкин В.В. Применение эффекта Баушингера при длительном хранении полимерных композиционных конструкций в напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и автоматизации, 2017. № 2. С. 63–72.

[8] Саяпин С.Н., Евтов В.Д., Битушан Е.И. Способ изготовления полых изделий из композиционных материалов. Авторское св-во СССР №1666336. МКИ B29C 53/56, B29L 22/00. / Заявлено 27.07.88 г. Опубликовано 30.07.91 г., Бюл. № 28.

[9] Stewart D. A platform with six degrees of freedom // Proc. Inst. Eng. 1965-66, v. 180, no. 15, pt. 1, pp. 371–386.

[10] Гуняев Г.М., Сорина Т.Г., Хорошилова И.П., Румянцев А.Ф. Конструкционные эпоксидные углепластики // Авиационная промышленность, 1984. № 12. С. 1–16.

[11] ГОСТ 28006–88. Лента углеродная конструкционная. Технические условия. Введ. 1990-01-01. М.: Государственный комитет СССР по стандартам: Изд-во стандартов, 1989. 14 с.

[12] Языева С.Б., Андреев В.И., Блягоз А.М. Эффект «ямы» коэффициента линейного температурного расширения армированных стеклопластиков // Новые технологии, 2012. № 3. С. 153–156.

[13] Гайдукова А.О., Белянин Н.А. Обзор систем обезвешивания // Решетневские чтения, 2016. Т. 1. № 20. С. 93–95.

[14] Рябуха С.Б., Киселев С.В. Исследование вибрационных возмущений на борту орбитального комплекса «Мир» // VII Российский симпозиум. Механика невесомости. Итоги и перспективы фундаментальных исследований гравитационно-чувствительных систем. Москва, ИПМех им. А.Ю. Ишлинского РАН, 11–14 апреля 2000 г. М.: ИПМех им. А.Ю. Ишлинского РАН, 2000. С. 102–104.

[15] Моишеев А.А. Методология обеспечения прецизионности конструкции летательных аппаратов // Сб. тез. докл. XXV академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П. Королева и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства, Москва, 24–26 января 2001 г. М.: Война и мир, 2001. С. 56–57.

[16] Саяпин С.Н., Синев А.В., Трубников А.Г. Способ подавления помех от колебаний упругой конструкции космической трансформируемой антенны в процессе эксплуатации и устройство для его осуществления: Патент РФ №2161109, B64G1/00, 1/22, 3/00 / заявитель ФГБУН «ИМАШ РАН». Опубл. 27.12.2000 г. Бюл. № 36.

[17] Саяпин С.Н. Перспективы и возможное применение пространственных механизмов параллельной структуры в космической технике // Проблемы машиностроения и надежности машин, 2001. № 1. С. 17–26.30 Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4

[18] Саяпин С.Н., Кокушкин В.В. Способ подавления помех от колебаний упругой конструкции космической трансформируемой антенны в процессе эксплуатации и устройство для его осуществления: Патент РФ №2323136, B64G1/00, 1/22, 3/00 / заявитель ОАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королева. Опубл. 27.04.2008 г. Бюл. № 12.

[19] Preumont A. Vibration Control of Active Structures: An Introduction. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011, 432 p.

[20] Sayapin S.N., Artemenko Yu.N. Intelligence System for Active Vibration Isolation and Pointing of Ultrahigh-Precision Large Space Structures in Real Time // Smart Electromechanical Systems: The Central Nervous System. Series «Studies in Systems, Decision and Control», 2016, v. 49, Chapter 10, Part II «Synthesis of Automatic Control Systems»/ Ed. A.E. Gorodetskiy. Springer, Cham, Switzerland, 277 p., pp. 103–115.

[21] Саяпин С.Н. Новые механизмы космической робототехники // Новые механизмы в современной робототехнике / под ред. В.А. Глазунова. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2018. С. 207–231.

[22] Bronowicki A.-J. Vibration Isolator for Large Space Telescopes // J. of Spacecraft and Rockets, 2006, v. 43, no. 1, pр. 45–53.

[23] Sayapin S.N. Active vibration isolation and pointing system for high-precision large deployable space antennas (HLDSA) // Abstracts of Second European Conference on Structural Control. ENPC, Champs-sur-Marne, France, July 3–6, 2000, p. 231.

Сведения об авторе

Саяпин Сергей Николаевич — д-р техн. наук, профессор кафедры «Теоретическая механика» МГТУ им. Н.Э. Баумана, гл. науч. сотр. ФГБУН «ИМАШ РАН», S.Sayapin@rambler.ru

MICRODYNAMICAL SENSITIVITY OF PRECISION LARGE-SIZE SPACE STRUCTURES FROM HIGH-MODULUS FIBROUS POLYMERCOMPOSITE MATERIALS

S.N. Sayapin ^{1, 2}

¹The Blagonravov Mechanical Engineering Research Institute of RAS, 4, Maly Khariton’evskiy per., 101000, Moscow, Russia

²BMSTU, 1, 2nd Baumanskaya st., 105005, Moscow, Russia

S.Sayapin@rambler.ru

The causes of microgravity problem and inertial sensitivity of precision large-size space structures from high-modulus fibrous polymer composite materials associated with an abrupt increase in the elastic modulus of the material when overcoming the threshold values of low stresses are considered. For example, the elastic modulus of tubular samples from high-modulus fibrous polymer composite materials with the longitudinal carbon fibers at the first (from 0 to 5 kN) and subsequent loading sites were 7,375 GPa and 158 GPa, respectively. As a result, under low loads arising in orbital flight, the calculated values of the elastic modulus of precision large-size space structures can be higher than the real ones by more than 20 times and the real elastic deformation in such structures can be higher than the calculated ones. Thus, when using high-modulus fibrous polymer composite materials in precision large-size space structures it is necessary to take into account their microgravity and inertial sensitivity in orbital flight. Possible ways of solving the problem are shown.

Keywords: microdynamics sensitivity, precision large-size space structures, high-modulus fibrous polymer composite materials, antygravity systems

Suggested citation: Sayapin S.N. Problema mikrodinamicheskoy chuvstvitel’nosti pretsizionnykh krupnogabaritnykh kosmicheskikh konstruktsiy iz vysokomodul’nykh voloknistykh polimernykh kompozitsionnykh materialov [Microdynamical sensitivity of precision large-size space structures from high-modulus fibrous polymercomposite materials]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 23–31. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-23-31

References

[1] Mikhaylin Yu.A. Voloknistye polimernye kompozitsionnye materialy v tekhnike [Fibrous polymeric composite materials in engineering]. St. Petersburg: Nauchnye osnovy i tekhnologii, 2013, 720 p.

[2] Sayapin S.N., Artemenko Yu.N., Myshonkova N.V. Problemy pretsizionnosti kriogennogo kosmicheskogo teleskopa observatorii «MILLIMETRON» [Problems of precision of the cryogenic space telescope of the OBSERVATORY «MILLIMETRON»]. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. Estestvennye nauki [BMSTU Bulletin. Ser. of natural Sciences], 2014, no. 2 (53), pp. 50–76.

[3] Sayapin S.N. Analiz i sintez raskryvaemykh na orbite pretsizionnykh krupnogabaritnykh mekhanizmov i konstruktsiy kosmicheskikh radioteleskopov lepestkovogo tipa [Analysis and synthesis of precision large-size mechanisms and structures of petal-type space radio telescopes revealed in orbit]. Diss. ... Dr. Sci (Tekh.). M.: IMASH RAN, 2003, 446 p.Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 31

[4] Sayapin, S.N. Problema gravitatsionnoy chuvstvitel’nosti krupnogabaritnykh pretsizionnykh kosmicheskikh konstruktsiy iz vysokomodul’nykh VPKM [The problem of gravitational sensitivity of large-sized precision space structures made of high-modulus FPCM]. Trudy Tret’ey mezhdunarodnoy konferentsii «Deformirovanie i razrushenie kompozitsionnykh materialov i konstruktsiy» [Proceedings of the Third international conference «Deformation and destruction of composite materials and structures»]. Moscow — Izhevsk: Institut komp’yuternykh issledovaniy, 2018, pp. 116–118.

[5] Kardashev N.S., Khartov V.V., Abramov V.V. i dr. «Radioastron» — teleskop razmerom 300000 km. Osnovnye parametry i pervye rezul’taty nablyudeniy [«Radioastron» — a telescope with a size of 300000 km. Main parameters and first observational results]. Astronomicheskiy zhurnal [Astronomical journal], 2011, vol. 90, no. 3, pp. 179–222.

[6] Andreyanov V.V., Kardashev N.S., Khartov V.V. Nazemno-kosmicheskiy radiointerferometr «Radioastron» [Ground-space radio interferometer «Radioastron»]. Kosmicheskie issledovaniya [Space research], 2014, vol. 52, no. 5, pp. 353–359.

[7] Sayapin S.N., Shkapov P.M., Kokushkin V.V. Primenenie effekta Baushingera pri dlitel’nom khranenii polimernykh kompozitsionnykh konstruktsiy v napryazhennom sostoyanii [Application of the Baushinger’ effect in long-term storage of polymer composite structures in a stressed state]. Problemy mashinostroeniya i avtomatizatsii [Problems of mechanical engineering and automation], 2017, no. 2, pp. 63–72.

[8] Sayapin S.N., Evtov V.D., Bitushan E.I. i dr. Sposob izgotovleniya polykh izdeliy iz kompozitsionnykh materialov [Method of manufacturing hollow products from composite materials]. Copyright St. USSR in the number 1666336. MKI B29C 53/56, B29L 22/00, declared 27.07.88, published 30/07/91, bull. no. 28.

[9] Stewart D. A platform with six degrees of freedom // Proc. Inst. Eng. 1965–1966, v. 180, no. 15, pt. 1, pp. 371–386.

[10] Gunyaev G.M., Sorina T.G., Khoroshilova I.P., Rumyantsev A.F. Konstruktsionnye epoksidnye ugleplastiki [Structural epoxy carbon plastics]. Aviatsionnaya promyshlennost’ [Aviation industry], 1984, no. 12, pp. 1–16.

[11] GOST 28006–1988. Lenta uglerodnaya konstruktsionnaya. Tekhnicheskie usloviya [GOST 28006–1988. Carbon structural tape. Technical conditions. Enter 1990-01-01]. Moscow: Gosudarstvennyy komitet SSSR po standartam: Izd-vo standartov [State Committee of the USSR on standards: Standards Publishing House], 1989, 14 p.

[12] Yazyeva S.B., Andreev V.I., Blyagoz A.M. Effekt «yamy» koeffitsienta lineynogo temperaturnogo rasshireniya armirovannykh stekloplastikov [The effect of «pit» coefficient of linear temperature expansion of reinforced fiberglass]. Novye tekhnologii [New technologies], 2012, no. 3, pp. 153–156.

[13] Gaydukova A.O., Belyanin N.A. Obzor sistem obezveshivaniya [Review of antigravity systems]. Reshetnevskie chteniya [Resetdevice reading], 2016, v. 1, no. 20, pp. 93–95.

[14] Ryabukha S.B., Kiselev S.V. Issledovanie vibratsionnykh vozmushcheniy na bortu orbital’nogo kompleksa «Mir» [Investigation of vibration disturbances on Board the «Mir» orbital complex]. VII Rossiyskiy simpozium. Mekhanika nevesomosti. Itogi i perspektivy fundamental’nykh issledovaniy gravitatsionno-chuvstvitel’nykh sistemyu [Proceedings of the 7th Russian Symposium «Mechanics of weightlessness. Results and prospects of fundamental research of gravity-sensitive systems»], Moscow, IPMech RAS, April 11–14, 2000. Moscow: IPMech RAS, 2000, pp. 102–104.

[15] Moisheev A.A. Metodologiya obespecheniya pretsizionnosti konstruktsii letatel’nykh apparatov [Methodology for ensuring the precision of aircraft design]. Sbornik tezisov dokladov XXV akademicheskikh chteniy po kosmonavtike, posvyashchennykh pamyati akademika S.P. Koroleva i drugikh vydayushchikhsya otechestvennykh uchenykh — pionerov osvoeniya kosmicheskogo prostranstva [Collection of abstracts of the XXV academic readings on cosmonautics devoted to the memory of academician S.P. Korolev and other outstanding Russian scientists — pioneers of space exploration]. Moscow, January 24–26, 2001. Moscov: Voyna i mir, 2001, pp. 56–57.

[16] Sayapin S.N., Sinev A.V., Trubnikov A.G. Sposob podavleniya pomekh ot kolebaniy uprugoy konstruktsii kosmicheskoy transformiruemoy antenny v protsesse ekspluatatsii I ustroystvo dlya ego osushchestvleniya [A method for suppressing interference from vibrations of the elastic structure of the space transformable antenna during operation and a device for its implementation]. Pat. Russian Federation, no. 2161109, B64G1/00, 1/22, 3/00, applicant «IMASH RAN» Publ. 27/12/2000, bull. no. 36.

[17] Sayapin S.N. Perspektivy i vozmozhnoe primenenie prostranstvennykh mekhanizmov parallel’noy struktury v kosmicheskoy tekhnike [Prospects and possible application of spatial mechanisms of parallel structure in space engineering]. Problemy mashinostroeniya I nadezhnosti mashin [Problems of mechanical engineering and reliability of machines], 2001, no. 1, pp. 17–26.

[18] Sayapin S.N., Kokushkin V.V. Sposob podavleniya pomekh ot kolebaniy uprugoy konstruktsii kosmicheskoy transformiruemoy antenny v protsesse ekspluatatsii i ustroystvo dlya ego osushchestvleniya [A method for suppressing interference from vibrations of the elastic structure of the space transformable antenna during operation and a device for its implementation]. Pat. Russian Federation, no. 2323136, B64G1/00, 1/22, 3/00, applicant S.P. Korolev Rocket and Space Corporation «ENERGIA» Publ. 27/04/2008, bull. no. 12.

[19] Preumont A. Vibration Control of Active Structures: An Introduction. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011, 432 p.

[20] Sayapin S.N., Artemenko Yu.N. Intelligence System for Active Vibration Isolation and Pointing of Ultrahigh-Precision Large Space Structures in Real Time // Smart Electromechanical Systems: The Central Nervous System. Series «Studies in Systems, Decision and Control», 2016, vol. 49, Chapter 10, Part II «Synthesis of Automatic Control Systems»/ Ed. A.E. Gorodetskiy. Springer, Cham, Switzerland, 277 p., pp. 103–115.

[21] Sayapin S.N. Novye mekhanizmy kosmicheskoy robototekhniki [New mechanisms of space robotics]. Novye mekhanizmy v sovremennoy robototekhnike [New mechanisms in modern robotics]. Ed. V.A. Glazunov. Moscow: TECHNOSPHERA, 2018, pp. 207–231.

[22] Bronowicki A.-J. Vibration Isolator for Large Space Telescopes. J. of Spacecraft and Rockets, 2006, vol. 43, no. 1, pр. 45–53.

[23] Sayapin S.N. Active vibration isolation and pointing system for high-precision large deployable space antennas (HLDSA). Abstracts of Second European Conference on Structural Control. ENPC, Champs-sur-Marne, France, July 3–6, 2000, p. 231.

Author’s information

Sayapin Sergey Nikolaevich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU, Chief Research Worker of Blagonravov Mechanical Engineering Research Institute of RAS, S.Sayapin@rambler.ru

4

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭКИПАЖА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА ПРИ ФОТОСЪЕМКЕ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

32–38

УДК 629.78

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-32-38

С.В. Бронников

ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, 141070, Московская обл., г. Королев, ул. Ленина, д. 4а

post@rsce.ru

Проанализированы технология фотосъемок земной поверхности с борта космического аппарата и привязка полученных изображений к конкретной местности. Показано преимущество фотосъемок космонавтами с помощью автономных фотокамер, механически не связанных с корпусом космического аппарата. Предложены разработки интеграции с фотокамерой портативной угломерной системы. Рассмотрены различные варианты угломерных систем, созданных на различных основах: двух жестко связанных синхронизированных фотокамер; волоконно-оптического гироскопа компании «Оптолинк»; датчика угловых скоростей Mti фирмы Xsens Technologies; ультразвуковых датчиков. Обоснован выбор наилучшей угломерной системы. Изложено описание новых технологий, разработанных с использованием выбранной угломерной системы, в частности, технологий опознавания и последующей привязки фотоизображений, полученных с помощью автономных камер, включая определение углового положения оси объектива камеры, расчет текущего положения космического аппарата и расчет координат пересечения его оси с земной поверхностью, преобразование изображения в ортофотоплан и занесение его в базу данных. Кроме того, охарактеризованы технологии поддержки наведения камеры на внешний заданный объект, отображения текущего положения центра поля зрения камеры на дисплее, выдачи голосовых указаний по наведению. Сделан вывод о том, что применение указанных технологий позволяет повысить эффективность эксплуатации пилотируемых космических комплексов в целях изучения земной поверхности.

Ключевые слова: экипаж космического аппарата, привязка фотоизображений системе координат земной поверхности, поддержка наведения фотокамеры, угломерная система

Ссылка для цитирования: Бронников С.В. Новые технологии поддержки деятельности экипажа космического аппарата при фотосъемке земной поверхности // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 32–38. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-32-38

Список литературы

[1] Васильев В.И., Сохин И.Г., Бронников С.В., Васильева Н.В., Гордиенко О.С. Визуально-инструментальные наблюдения с борта Международной космической станции экипажами российского сегмента и основные принципы подготовки к их выполнению // Пилотируемые полеты в космос, 2013 №2 (7). С. 23–29.

[2] Давыдов В.Ф., Бронников С.В., Шалаев В.С., Щербаков А.С. Способ оценки состояния лесов. Патент на изобретение RUS2038001, 02.04.1992. URL: https://findpatent.ru/patent/203/2038001.html (дата обращения 19.02.2019).

[3] Давыдов В.Ф., Никитин А.Н., Бронников С.В., Новоселов О.Н., Корольков А.В. Способ прогнозирования землетрясений. Патент на изобретение RUS 2262125, 08.06.2004. URL: https://findpatent.ru/patent/226/2262125.html (дата обращения 19.02.2019).

[4] Давыдов В.Ф., Бронников С.В., Корольков А.В. Способ прогнозирования параметров землетрясения. Патент на изобретение RUS 2254599, 20.06.2005. URL: https://findpatent.ru/patent/225/2254599.html (дата обращения 19.02.2019).

[5] Давыдов В.Ф., Никитин А.Н., Бронников С.В., Давыдова С.В. Способ определения стока поглощаемого из атмосферы углерода древесной растительностью. Патент на изобретение RUS 2342636, 27.12.2008. URL: https://findpatent.ru/patent/234/2342636.html (дата обращения 19.02.2019).

[6] Бронников С.В., Караваев Д.Ю., Рожков А.С. Исследование технологии и средств привязки изображений Земли, полученных на пилотируемом космическом аппарате с помощью свободно перемещаемых камер // Космическая техника и технологии, 2016. № 2 (13). С. 105–115.

[7] Компания Оптолинк. URL: http://www.optolink.ru/ru/(дата обращения 05.03.19).

[8] Бронников С.В., Малименков Е.И., Рожков А.С., Караваев Д.Ю., Калери А.Ю., Крикалев С.К., Виноградов П.В. Способ определения географических координат изображений объектов на поверхности планеты при съемке с пилотируемого космического аппарата. Патент на изобретение RUS 2353902. 11.05.2007. URL: https://findpatent.ru/patent/235/2353902.html (дата обращения 19.02.2019).

[9] Xsens Technologies. URL: https://www.xsens.com / (дата обращения 05.03.19).

[10] Компания РУКЭП .URL: http://rucap.ru/ (дата обращения 05.03.19).

[11] Бронников С.В., Рожков А.С, Караваев Д.Ю., Рулев Д.Н., Рурин О.С., Калифатиди А.К., Городецкий И.Г. Способ определения географических координат области наблюдения перемещаемой относительно космического аппарата аппаратуры наблюдения, система для его осуществления и устройство размещения излучателей на аппаратуре наблюдения. Патент на изобретение RUS 2524045. 27.02.2014. URL: https://findpatent.ru/patent/252/2524045.html (дата обращения 19.02.2019).

[12] Бронников С.В., Городецкий И.Г., Калифатиди А.К., Караваев Д.Ю., Рожков А.С., Рурин О.С. Привязка изображений земной поверхности, полученных с помощью ручных камер на пилотируемых КА // Тр. XLVII науч. чтений, посвященных разработке и развитию идей К.Э. Циолковского, Калуга, Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, 18–20 сентября 2012. Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2012. С. 24–32.

[13] Бронников С.В., Рожков А.С., Караваев Д.Ю. Способ ориентирования перемещаемого в пилотируемом аппарате прибора и система для его осуществления. Патент на изобретение RUS 2531781. 27.02.2014. URL: https://findpatent.ru/patent/253/2531781.html (дата обращения 19.02.2019).

Сведения об авторе

Бронников Сергей Васильевич — канд. техн. наук, начальник отделения ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, post@rsce.ru

NEW TECHNOLOGIES TO SUPPORT SPACE VEHICLE CREW IN PHOTOGRAPHING EARTH SURFACE

S.V. Bronnikov

RSC «Energia» by S.P. Korolev, 4а, Lenina st., 141070, Korolev, Moscow reg., Russia

post@rsce.ru

The technology of photographing the earth surface from the spacecraft and the binding of the obtained images to a specific area are analyzed. The advantage of photographing by astronauts using onboard cameras not mechanically connected to the spacecraft body is shown. The development of a portable goniometer integration system with a camera is proposed. Various options of goniometric systems created on various bases are considered, two rigidly connected synchronized cameras; Optolink Fiber Optic Gyro; Mti angular velocity sensor from Xsens Technologies; ultrasonic sensors. The choice of the best goniometer system is justified. A description is given of new technologies developed using the selected goniometric system, in particular, technologies for identifying and subsequently referencing photographs obtained using autonomous cameras, including determining the angular position of the axis of the camera lens, calculating the current position of the spacecraft, and calculating the coordinates of the intersection of its axis with the earth’s surface , converting the image into an orthophotomap and entering it into the database. In addition, support for pointing the camera at an external target object, displaying the current position of the center of the field of view of the camera on the display, and issuing voice guidance on hovering have been characterized. It is concluded that the use of these technologies can improve the efficiency of operation of manned space systems in order to study the earth surface.

Keywords: spacecraft crew, image binding process, photo camera pointing support, goniometer system

Suggested citation: Bronnikov S.V. Novye tekhnologii podderzhki deyatel’nosti ekipazha kosmicheskogo apparata pri fotos’emke zemnoy poverkhnosti [New technologies to support space vehicle crew in photographing Earth surface]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 32–38. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-32-38

References

[1] Vasil’ev V.I., Sokhin I.G., Bronnikov S.V., Vasil’eva N.V., Gordienko O.S. Vizual’no-instrumental’nye nablyudeniya s borta mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii ekipazhami rossiyskogo segmenta i osnovnye printsipy podgotovki k ikh vypolneniyu [Visual and instrumental observations from the board of the international space station by the crews of the Russian segment and the basic principles of preparation for their implementation]. Pilotiruemye polety v kosmos [Piloted Space Flight], 2013, no. 2 (7), pp. 23–29.38 Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4

[2] Davydov V.F., Bronnikov S.V., Shalaev V.S., Shcherbakov A.S. Sposob otsenki sostoyaniya lesov [The method of assessing the state of forests]. Patent RUS2038001, 04.02.1992. URL: https://findpatent.ru/patent/203/2038001.html (accessed 19.02.2019).

[3] Davydov V.F., Nikitin A.N., Bronnikov S.V., Novoselov O.N., Korol’kov A.V. Sposob prognozirovaniya zemletryaseniy [A method for predicting earthquakes]. Patent RUS 2262125, 08.06.2004. URL: https://findpatent.ru/patent/226/ 2262125.html (accessed 19.02.2019).

[4] Davydov V.F., Bronnikov S.V., Korol’kov A.V. Sposob prognozirovaniya parametrov zemletryaseniya [A method for predicting earthquake parameters]. Patent RUS 2254599, 20.06.2005. URL: https://findpatent.ru/patent/225/2254599.html (accessed 19.02.2019).

[5] Davydov V.F., Nikitin A.N., Bronnikov S.V., Davydova S.V. Sposob opredeleniya stoka pogloshchaemogo iz atmosfery ugleroda drevesnoy rastitel’nost’yu [The method for determining the flow of carbon absorbed from the atmosphere by tree vegetation]. Patent RUS 2342636, 12.27.2008. URL: https://findpatent.ru/patent/234/2342636.html (accessed 19.02.2019).

[6] Bronnikov S.V., Karavaev D.Yu., Rozhkov A.S. Issledovanie tekhnologii i sredstv privyazki izobrazheniy zemli, poluchennykh na pilotiruemom kosmicheskom apparate s pomoshch’yu svobodno peremeshchaemykh kamer [Study of technology and means of binding images of the earth obtained on a manned spacecraft using freely movable cameras] Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii [Space equipment and technology], 2016, no. 2 (13), pp. 105–115.

[7] Kompaniya Optolink [Optolink company]. URL: http://www.optolink.ru/ru/ (accessed 05.03.19).

[8] Bronnikov S.V., Malimenkov E.I., Rozhkov A.S., Karavaev D.Yu., Kaleri A.Yu., Krikalev S.K., Vinogradov P.V. Sposob opredeleniya geograficheskikh koordinat izobrazheniy ob’ektov na poverkhnosti planety pri s’emke s pilotiruemogo kosmicheskogo apparata [The method of determining the geographical coordinates of images of objects on the surface of the planet when shooting from a manned spacecraft]. Patent RUS 2353902. 11.05.2007. URL: https://findpatent.ru/patent/235/2353902.html (accessed 19.02.2019).

[9] Xsens Technologies. URL: https://www.xsens.com / (accessed 05.03.19).

[10] Company RUKEP .URL: http://rucap.ru/ (accessed 05.03.19).

[11] Bronnikov S.V., Rozhkov A.S, Karavaev D.Yu., Rulev D.N., Rurin O.S., Kalifatidi A.K., Gorodetskiy I.G. Sposob opredeleniya geograficheskikh koordinat oblasti nablyudeniya peremeshchaemoy otnositel’no kosmicheskogo apparata apparatury nablyudeniya, sistema dlya ego osushchestvleniya i ustroystvo razmeshcheniya izluchateley na apparature nablyudeniya [The method of determining the geographic coordinates of the observation area of the surveillance equipment being moved relative to the spacecraft, the system for its implementation and the arrangement of the emitters on the observation equipment]. Patent RUS 2524045. 02.27.2014. URL: https://findpatent.ru/patent/252/2524045.html (accessed 19.02.2019).

[12] Bronnikov S.V., Gorodetskiy I.G., Kalifatidi A.K., Karavaev D.Yu., Rozhkov A.S., Rurin O.S. Privyazka izobrazheniy zemnoy poverkhnosti, poluchennykh s pomoshch’yu ruchnykh kamer na pilotiruemykh K [Binding of images of the earth’s surface, obtained using hand-held cameras on manned spacecraft] Trudy XLVII nauchnykh chteniy, posvyashchennykh razrabotke i razvitiyu idey K.E. Tsiolkovskogo [Proceedings XLVII scientific readings on the development and development of the ideas of K.E. Tsiolkovsky], Kaluga, State Museum of the History of Cosmonautics. K.E. Tsiolkovsky, September 18–20, 2012. Kazan: Kazan (Volga Region) Federal University, 2012. p. 24–32.

[13] Bronnikov S.V., Rozhkov A.S., Karavaev D.Yu. Sposob orientirovaniya peremeshchaemogo v pilotiruemom apparate pribora i sistema dlya ego osushchestvleniya [The method of orientation of the device being moved in a manned device and the system for its implementation] Patent RUS 2531781. 02.27.2014. URL: https://findpatent.ru/patent/253/2531781.html (accessed 19.02.2019).

Author’s information

Bronnikov Sergey Vasil’evich — Cand. Sci. (Tech.), Head of department, of Rocket and Space Corporation «Energia» by S.P.Korolev, post@rsce.ru

5

ГИБРИДНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И БЛОКОВ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВОЗВРАЩАЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

39–48

УДК 62

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-39-48

Г.В. Носкин, Е.С. Хаванов, Р.А. Бесчастный

ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, 141070, Московская обл., г. Королев, ул. Ленина, д. 4а

post@rsce.ru

Разработана структурная схема гибридного накопителя электрической энергии на основе литий-ионной аккумуляторной батареи и блока суперконденсаторов как дополнительного накопителя электрической энергии для обеспечения запитки пиросредств возвращаемого космического аппарата при спуске и посадке, сопровождающейся выдачей большой кратковременной мощности. В MATLAB/Simulink синтезирована имитационная математическая модель и проведена серия успешных тестов, для уточнения электрических параметров аккумуляторной батареи и суперконденсаторов с учетом максимальных требований по нагрузкам возвращаемых космических аппаратов. По результатам проведенных тестов уточнены электрические параметры аккумуляторной батареи и суперконденсаторов в составе гибридного накопителя. Рассчитаны удельная энергоемкость и удельная мощность гибридного накопителя применительно к системам электроснабжения перспективных возвращаемых космических аппаратов.

Ключевые слова: гибридный накопитель электрической энергии, возвращаемый космический аппарат, накопитель электрической энергии, литий-ионный аккумулятор, суперконденсатор, имитационная математическая модель

Ссылка для цитирования: Носкин Г.В., Хаванов Е.С., Бесчастный Р.А. Гибридный накопитель электрической энергии на основе литий-ионных аккумуляторов и блоков суперконденсаторов для систем электроснабжения возвращаемых космических аппаратов // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 39–48. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-39-48

Список литературы

[1] Носкин Г.В., Харагезов Е.И., Хаванов Е.С., Бесчастный Р.А Первичные химические источники тока в электроснабжении пилотируемых возвращаемых космических аппаратов // Космическая техника и технологии, 2019. № 2(19). С. 15–24.

[2] Cleveland C.J., Morris Ch.G. Handbook of energy. Waltham, MA [etc.] : Elsevier, 2006, p. 1454.

[3] Соустин Б.П., Иванчура В.И., Чернышев А.И., Исляев Ш.Н. Системы электропитания космических аппаратов. Новосибирск: Наука, 1994, С. 318.

[4] Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высш. шк., 1964. С. 730.

[5] Панкрашкин А. Ионисторы Panasonic: физика, принцип работы, параметры // Компоненты и технологии, 2006. № 9 (62). С. 12–17.

[6] Jinrong Qian Li-ion battery-charger solutions for JEITA compliance // Texas Instruments Incorporated. Analog Applications J., 2010, no. 10, pp. 8–11.

[7] Таганова А.А., Бубнов Ю.И., Орлов С.Б. Герметичные химические источники тока: Элементы и аккумуляторы. Оборудование для испытаний и эксплуатации: Справочник. СПб.: Химиздат, 2005. 264 с.

[8] Бобрикова И.Г. Введение в электрохимические технологии. Новочеркасск: Южно-Российский государственный политехнический университет, 2017. 184 с.

[9] Коровин Н.В. Новые химические источники тока. М: Энергия. 1978, 184 c.

[10] Gerald Halpert, Harvey Frank, and Subbarao Surampudi Batteries and Fuel Cells in Space // The Electrochemical Society Interface,1999, no. 8, pp. 25–30.

[11] Чуриков А.В., Казаринов И.А. Современные источники тока / Электронный вариант курса лекций. Саратов, 2008. 49 с. URL: https://www.studmed.ru/churikov-av-kazarinov-ia-sovremennye-himicheskie-istochniki-toka_c35e51ca828.html (дата обращения 18.01.2019).

[12] Батраков Ю.А., Туманов Б.И., Алашкин В.М., Ромадин В.Ф. Литий ионная батарея с феррофосфатным катодом: Патент РФ № 2373614. URL: https://findpatent.ru/patent/237/2373614.html (дата обращения 18.01.2019).

[13] Conway B.E. Electrochemical Supercapacitors. Scientific Fundamentals and Technological Applications. N.Y.: Springer, 1999, 736 p.

[14] Belyakov A.I., Brintsev A.M. Transient Processes in High Power Discharge of Electrochemical Capacitors // Proceedings of the 13th Int. Sem. on Double Layer Capacitors and Similar Energy Storage Devices, December 8–10, 2003, Deerfield Beach, FL, USA.

[15] Beliakov А.I. Application of Large Supercapacitors Today and Tomorrow // Proc. of power systems world-98. USA, Santa Clara, 1998.

[16] Galizzioli D., Tantardini F., Trasatti S. Ruthenium Dioxide: A New Electrode Material. 1. Behavior in Acid Solutions of Inert Electrolytes // J. Appl. Electrochem, 1974, v. 4, p. 57.

[17] Beliakov А.I., Brintsev A.M. Development and application of Combined Capacitors: Double Electric Layer — Pseudocapacity // Proc. of the 7th Intern. Seminar on Double Layer Capacitors and Similar Energy Storage Devices. USA, Deerfield Beach, FL, 1997.

[18] Khomenko V., Raymundo-Pinero E., Beguin F. Development of High Performance Hybride Supercapacitors Based on α-MnO2/Carbon Nanotubes Composites // Conf. proceedings «New Carbon Based Materials for Electrochemical Energy Storage Systems: Batteries, Supercapacitors and Fuel Cells» / Ed. I.V. Barsukov. USA, Argonne: Springer Nature., 2003, pp. 33–40

[19] Morimoto T., Tsushima M., Che Y. Hybrid Capacitors Using Organic Electrolytes // Electrochemical Capacitors and Hybride Power Sources. R.J. Brodd, Elchem. Soc., Pennington, N.D., 2002, v. 7, 357 p.

[20] Suematzu S., Shkolnik N. Advanced Supercapacitors Using New Electroactive Polymers // Advanced Capacitor World Summit 2005. USA, San Diego CA, 2005, pp. 45–54.

[21] Beliakov А.I. Asymmetric Type Electrochemical Capacitors //Electrochemical Capacitor and Hybride Power Sources / Ed. R.J. Brodd, Elchem. Soc., Pennington, N.D., v. 7, 2002, 121–139.

Сведения об авторах

Носкин Герман Вениаминович — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник ПАО РКК «Энергия», post2@rsce.ru

Хаванов Егор Сергеевич — аспирант, инженер ПАО РКК «Энергия», post2@rsce.ru

Бесчастный Роман Александрович — инженер ПАО РКК «Энергия», post2@rsce.ru

HYBRID ELECTRIC POWER STORAGE BASED ON LITHIUM-ION BATTERIES AND SUPERCAPACITORS BLOCKS FOR POWER SUPPLY SYSTEM OF EARTH RETURN SPACECRAFT

G.V. Noskin, E.S. Khavanov, R.A. Beschastnyy

S.P. Korolev Rocket and Space Public Corporation Energia (RSC Energia), 4а, Lenin st., 141070, Korolev, Moscow reg., Russia

post@rsce.ru

A block diagram of the hybrid electric energy storage device based on a lithium-ion battery and supercapacitors block for a return spacecraft has been developed. A supercapacitors block is included in the hybrid power storage for realizing high short-term power when powering the ship’s pyrotechnic facilities. To clarify the electrical parameters of the storage units, taking into account the maximum load requirements of the maximum load requirements of the returned spacecraft, the imitation mathematical model has been developed. According to the results of the tests and addition calculations, the main parameters of the units were clarified. The specific energy intensity and power density of the hybrid source applied to a perspective returned spacecraft were calculated.

Keywords: hybrid electric power storage, power supply system, lithium-ion batteries, perspective returned spacecraft, supercapacitor, imitation mathematical model

Suggested citation: Noskin G.V., Khavanov E.S., Beschastnyy R.A. Gibridnyy nakopitel’ elektricheskoy energii na osnove litiy-ionnykh akkumulyatorov i blokov superkondensatorov dlya sistem elektrosnabzheniya vozvrashchaemykh kosmicheskikh apparatov [Hybrid electric power storage based on lithium-ion batteries and supercapacitors blocks for power supply system of Earth return spacecraft]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 39–48. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-39-48

References

[1] Noskin G.V., Kharagezov E.I., Khavanov E.S., Beschastnyy R.A Pervichnye khimicheskie istochniki toka v elektrosnabzhenii pilotiruemykh vozvrashchaemykh kosmicheskikh apparatov [Primary Chemical Power Sources in Power Supply for Manned Returnable Spacecraft] Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii [Space Engineering and Technology], 2019, no. 2 (19), pp. 15–24.

[2] Cleveland C.J., Morris Ch.G. Handbook of energy. Waltham, MA [etc.] : Elsevier, 2006, p. 1454.

[3] Soustin B.P., Ivanchura V.I., Chernyshev A.I., Islyaev Sh.N. Sistemy elektropitaniya kosmicheskikh apparatov [Power supply systems of space vehicles]. Novosibirsk: Nauka [Science], 1994, p. 318.

[4] Bessonov L.A. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki [Theoretical foundations of electrical engineering]. Moscow: Vysshaya shkola [Higher School], 1964, p. 730.

[5] Pankrashkin A. Ionistory Panasonic: fizika, printsip raboty, parametry [Ionistors Panasonic: physics, principle of operation, parameters] Komponenty i tekhnologii [Components and technologies], 2006, no. 9 (62), pp. 12–17.

[6] Jinrong Qian Li-ion battery-charger solutions for JEITA compliance. Texas Instruments Incorporated. Analog Applications Journal, 2010, no. 10, pp. 8–11.

[7] Taganova A.A., Bubnov Yu.I., Orlov S.B. Germetichnye khimicheskie istochniki toka: Elementy i akkumulyatory. Oborudovanie dlya ispytaniy i ekspluatatsii: Spravochnik [Sealed chemical current sources: cells and batteries. Testing and operation equipment]. Saint Petersburg: Khimizdat, 2005, 264 p.

[8] Bobrikova I.G. Vvedenie v elektrokhimicheskie tekhnologii [Introduction to electrochemical technology]. Novocherkassk: Yuzhno-Rossiyskiy gosudarstvennyy politekhnicheskiy universitet [South Russian State Polytechnic University], 2017, 184 p.

[9] Korovin N.V. Novye khimicheskie istochniki toka [New chemical current sources]. Moscow: Energiya, 1978, 184 p.

[10] Gerald Halpert, Harvey Frank, and Subbarao Surampudi Batteries and Fuel Cells in Space. The Electrochemical Society Interface,1999, no. 8, pp. 25–30.

[11] Churikov A.V., Kazarinov I.A. Sovremennye istochniki toka / Elektronnyy variant kursa lektsiy [Modern current sources / Electronic version of the course of lectures]. Saratov, 2008. 49 p. URL: https://www.studmed.ru/churikov-av-kazarinov-ia-sovremennye-himicheskie-istochniki-toka_c35e51ca828.html (accessed 18.01.2019).

[12] Batrakov Yu.A., Tumanov B.I., Alashkin V.M., Romadin V.F. Litiy ionnaya batareya s ferrofosfatnym katodom [Lithium-ion battery with a ferrophosphate cathode]: Patent of the Russian Federation no. 2373614. URL: https://findpatent.ru/patent/237/2373614.html (accessed 18.01.2019).

[13] Conway B.E. Electrochemical Supercapacitors. Scientific Fundamentals and Technological Applications. N.Y.: Springer, 1999, 736 p.

[14] Belyakov A.I., Brintsev A.M. Transient Processes in High Power Discharge of Electrochemical Capacitors. Proceedings of the 13th International Seminar on Double Layer Capacitors and Similar Energy Storage Devices, December 8–10, 2003, Deerfield Beach, FL, USA.

[15] Beliakov А.I. Application of Large Supercapacitors Today and Tomorrow. Proc. of power systems world-98. USA, Santa Clara, 1998.

[16] Galizzioli D., Tantardini F., Trasatti S. Ruthenium Dioxide: A New Electrode Material. 1. Behavior in Acid Solutions of Inert Electrolytes. J. Appl. Electrochem, 1974, v. 4, p. 57.

[17] Beliakov А.I., Brintsev A.M. Development and application of Combined Capacitors: Double Electric Layer — Pseudocapacity. Proc. of the 7th Intern. Seminar on Double Layer Capacitors and Similar Energy Storage Devices. USA, Deerfield Beach, FL, 1997.

[18] Khomenko V., Raymundo-Pinero E., Beguin F. Development of High Performance Hybride Supercapacitors Based on α-MnO2/Carbon Nanotubes Composites // Conf. proceedings «New Carbon Based Materials for Electrochemical Energy Storage Systems: Batteries, Supercapacitors and Fuel Cells» / Ed. I.V. Barsukov. USA, Argonne: Springer Nature., 2003, pp. 33–40.48 Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4

[19] Morimoto T., Tsushima M., Che Y. Hybrid Capacitors Using Organic Electrolytes. Electrochemical Capacitors and Hybride Power Sources. R.J. Brodd, Elchem. Soc., Pennington, N.D., 2002, v. 7, 357 p.

[20] Suematzu S., Shkolnik N. Advanced Supercapacitors Using New Electroactive Polymers. Advanced Capacitor World Summit 2005. USA, San Diego CA, 2005, pp. 45–54.

[21] Beliakov А.I. Asymmetric Type Electrochemical Capacitors. Electrochemical Capacitor and Hybride Power Sources / Ed. R.J. Brodd, Elchem. Soc., Pennington, N.D., v. 7, 2002, 121–139.

Authors’ information

Noskin German Veniaminovich — Cand. Sci. (Tech.), Leading research scientist of the RSC Energia, post2@rsce.ru

Khavanov Egor Sergeevich — Postgraduate, Engineer of the RSC Energia, , post2@rsce.ru

Beschastnyy Roman Aleksandrovich — Engineer of the RSC Energia, post2@rsce.ru

6

КОНТРОЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИВОТНЫХ НА ЗЕМЛЕ С ПОМОЩЬЮ НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ, УСТАНОВЛЕННОЙ НА РОССИЙСКОМ СЕГМЕНТЕ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

49–58

УДК 004.3:004.41:004:75

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-49-58

М.Ю. Беляев, Ф.А. Воронин, М.А. Харчиков

ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, 141070, Московская область, г. Королев, ул. Ленина, д. 4а

post@rsce.ru

Рассмотрена задача контроля перемещения животных на Земле из космического пространства. Указано, что для решения этой задачи используется научная аппаратура, установленная на российском сегменте Международной космической станции. На примере космического эксперимента «Ураган» с аппаратурой «Икарус» рассмотрены методы и средства контроля перемещения животных. Дано краткое описание аппаратуры «Икарус» космического эксперимента «Ураган», представлен общий принцип ее работы. Описаны бортовые и наземные средства проведения эксперимента с аппаратурой «Икарус». В качестве бортовых средств представлена информационно-управляющая система, в качестве наземных — стенды имитационного моделирования и комплекс обработки целевой информации от научной аппаратуры «Икарус» (банк данных аппаратуры «Икарус»). Рассмотрены дальнейшие возможности и перспективы контроля перемещения животных и различных объектов на Земле из космического пространства.

Ключевые слова: МКС, научная аппаратура, космический эксперимент, программное обеспечение, информационно-управляющая система, мониторинг

Ссылка для цитирования: Беляев М.Ю., Воронин Ф.А., Харчиков М.А. Контроль перемещения животных на Земле с помощью научной аппаратуры, установленной на российском сегменте Международной космической станции // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 49–58. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-49-58

Список литературы

[1] Беляев М.Ю. Научные эксперименты на космических кораблях и орбитальных станциях. М.: Машиностроение, 1984. С. 264.

[2] Беляев М.Ю., Легостаев В.П. Научная и экономическая отдача программ орбитальных станций – основа стабильного развития отечественной космонавтики // Проблемы и задачи повышения эффективности программ исследований на космических кораблях и орбитальных станциях. Сб. науч. тр. РКК «Энергия» им. С.П. Королева, 2011. Сер. XII. Вып. 1–2. С. 5–15.

[3] Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Караваев Д.Ю., Юрина О.А. Изучение катастрофических явлений и экологических проблем с российского сегмента МКС. // Материалы L Научных чтений памяти К.Э. Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники», Калуга, 5–17 сентября 2015 г. Казань : Казанский ун-т, 2016. С. 79–97.

[4] Беляев М.Ю., Викельски М., Лампен М., Легостаев В.П., Мюллер У., Науманн В., Тертицкий Г.М., Юрина О.А. Технология изучения перемещения животных и птиц на Земле с помощью аппаратуры ICARUS на Российском сегменте МКС // Космическая техника и технологии, 2015. № 3. С. 38–51.

[5] Волков О.Н., Воронин Ф.А., Назаров Д.А., Харчиков М.А. Решение задач управления научной аппаратурой «ИКАРУС» в Международной кооперации по изучению миграции животных с борта РС МКС // Материалы LII Научных чтений памяти К.Э. Циолковского, Калуга, 19–21 сентября 2017. Калуга: Эйдос, 2017. С. 161.

[6] Пахмутов П.А., Скороход С.А., Бусарова Д.А. Концепция построения программного обеспечения бортовой цифровой вычислительной информационно-управляющей системы российского сегмента МКС // Тр. РКТ, 2012. Сер. 12. Вып. 3. С. 7–11.

[7] Дунаева И.В., Воронин Ф.А., Карташев С.В., Харчиков М.А. Создание информационно-управляющей системы РС МКС: разработка и модернизация // Актуальные проблемы космонавтики: Тр. XXXIX Академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П. Королева и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства. Москва, 27–30 января 2015 г. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. С. 396.

[8] Воронин Ф.А., Назаров Д.С. Разработка программного обеспечения информационно-управляющей системы Международной космической станции (на примере научных экспериментов «ТЕРМИНАТОР», «МВН», «БТН-М2», «ИПИ-500») // Тр. XL Академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П. Королева. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. С. 366–367.

[9] Воронин Ф.А., Карташев С.В., Харчиков М.А. Создание стенда сопровождения ИУС СМ РС МКС // Тезисы докладов XX научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Королев: РКК «Энергия», 2014. С. 169.

[10] Воронин Ф.А., Харчиков М.А. Сопровождение проведения научных экспериментов на Международной космической станции (на примере эксперимента «Напор-Мини РСА») // Тр. XL Академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П. Королева. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. С. 363.

[11] Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Караваев Д.Ю., Сармин Э.Э., Юрина О.А. Аппаратура и программно-математическое обеспечение для изучения земной поверхности с борта российского сегмента Международной космической станции по программе «Ураган». // Космонавтика и ракетостроение, 2015. № 1. С. 63–70.

[12] Belyaev M.Y., Cheremisin M.V., Esakov A.M. Integrated monitoring of earth surface from onboard ISS Russian segment // 69th International Astronautical Congress (IAC), Bremen, Germany, 1–5 October 2018, published by the IAF, pp. 1–9.

Сведения об авторах

Беляев Михаил Юрьевич — зам. руководителя НТЦ, начальник отдела ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, post@rsce.ru

Воронин Федор Андреевич — ведущий инженер-математик ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, post@rsce.ru

Харчиков Михаил Александрович — инженер-программист II категории ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, post@rsce.ru

ANIMAL MOVEMENT CONTROL ON EARTH USING SCIENTIFIC EQUIPMENT INSTALLED ON THE ISS RS

M.Yu. Belyaev, F.A. Voronin, M.A. Kharchikov

Korolev Rocket and Space Corporation «Energia», 4a, Lenina st., 141070, Korolev, Moscow reg., Russia

post@rsce.ru

The issue of animal movement control on Earth from outer space is considered. It is indicated that scientific equipment installed on the Russian segment of the International Space Station is used for this purpose. On the example of the space experiment «Hurricane» with the equipment «Ikarus» methods and means of controlling the movement of animals are considered. A brief description of the Ikarus equipment of the Hurricane space experiment is given, the general principle of its operation is presented. Airborne and ground-based facilities for conducting an experiment with Ikarus equipment are described. An information management system is presented as airborne equipment, simulation modeling stands and a complex of processing target information from Ikarus scientific equipment (Ikarus equipment data bank) as ground-based systems. Further possibilities and prospects of controlling the movement of animals and various objects on Earth from outer space are considered.

Keywords: ISS, scientific equipment, space experiment, software, information and control system, monitoring

Suggested citation: Belyaev M.Yu., Voronin F.A., Kharchikov M.A. Kontrol’ peremeshcheniya zhivotnykh na zemle s pomoshch’yu nauchnoy apparatury, ustanovlennoy na rossiyskom segmente Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii [Animal movement control on Earth using scientific equipment installed on the ISS RS]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 49–58. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-49-58

References

[1] Belyaev M.Yu. Nauchnye eksperimenty na kosmicheskikh korablyakh i orbital’nykh stantsiyakh [Scientific experiments on spacecrafts and orbital stations]. Moscow: Mashinostroenie, 1984, 264 p.

[2] Belyaev M.Yu., Legostaev V.P. Nauchnaya i ekonomicheskaya otdacha programm orbital’nykh stantsiy — osnova stabil’nogo razvitiya otechestvennoy kosmonavtiki [Scientific and economic impact of the orbital station programs is the basis of stable development of the national cosmonautics]. Problemy i zadachi povysheniya effektivnosti programm issledovaniy na kosmicheskikh korablyakh i orbital’nykh stantsiyakh. Sbornik nauchnykh trudov RKK «Energiya» im. S.P. Koroleva [Problems and tasks of increasing the efficiency of research programs on spacecraft and orbital stations. Collection of scientific papers, RSC «Energia» them. S.P. Korolev, series XII], 2011, ser. XII, v. 1–2, pp. 5–15.

[3] Belyaev M.Yu., Desinov L.V., Karavaev D.Yu., Yurina O.A. Izuchenie katastroficheskikh yavleniy i ekologicheskikh problem s rossiyskogo segmenta MKS [Study of catastrophic phenomena and environmental problems from the Russian segment of the ISS]. Trudy L Chteniy K.E.Tsiolkovskogo. Sektsiya «Problemy raketnoy i kosmicheskoy tekhniki», [Materials of the 50th Tsiolkovsky readings. Section «Problems of rocket and space technique»] Kaluga, 5–17 September 2015. Kazan’: Kazanskiy un-t, 2016, pp. 79–97.

[4] Belyaev M.Yu., Vikel’ski M., Lampen M., Legostaev V.P., Myuller U., Naumann V., Tertitskiy G.M., Yurina O.A. Tekhnologiya izucheniya peremeshcheniya zhivotnykh i ptits na Zemle s pomoshch’yu apparatury ICARUS na Rossiyskom segmente MKS [Technology of studying the movement of animals and birds on the Ground using ICARUS equipment on the Russian segment of the ISS]. Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii [Space engineering and technologies], 2015, no. 3, pp. 38–51.

[5] Volkov O.N., Voronin F.A., Nazarov D.A., Kharchikov M.A. Reshenie zadach upravleniya nauchnoy apparaturoy «IKARUS» v Mezhdunarodnoy kooperatsii po izucheniyu migratsii zhivotnykh s borta RS MKS [Solving the problems of management of scientific equipment «ICARUS»in the International cooperation on the study of animal migration from the ISS RS.]. Materialy 52-kh Nauchnykh chteniy pamyati K.E. Tsiolkovskogo [Materials of the 52th Tsiolkovsky readings] Kaluga, 19–21 September 2017. Kaluga: Eydos, 2017, p. 161.

[6] Pakhmutov P.A., Skorokhod S.A., Busarova D.A. Kontseptsiya postroeniya programmnogo obespecheniya bortovoy tsifrovoy vychislitel’noy informatsionno-upravlyayushchey sistemy rossiyskogo segmenta MKS [The concept of building software onboard digital computer information management system of the Russian segment of the ISS.]. Trudy RKT [Materials of the RST], 2012, ser. 12, v. 3, pp. 7–11.

[7] Dunaeva I.V., Voronin F.A., Kartashev S.V., Kharchikov M.A. Sozdanie informatsionno-upravlyayushchey sistemy RS MKS: razrabotka i modernizatsiya // Aktual’nye problemy kosmonavtiki: Trudy XXXIX akademicheskikh chteniy po kosmonavtike, posvyashchennykh pamyati akademika S.P. Koroleva i drugikh vydayushchikhsya otechestvennykh uchenykh — pionerov osvoeniya kosmicheskogo prostranstva [Proceedings of XXXIX Academic readings on cosmonautics]. Moscow: MGTU im. N.E. Baumana, 2015, p. 396, 555 p.

[8] Voronin F.A., Nazarov D.S. Razrabotka programmnogo obespecheniya informatsionno-upravlyayushchey sistemy Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii (na primere nauchnykh eksperimentov «TERMINATOR», «MVN», «BTN-M2», «IPI-500») [Software development of the information and control system of the International space station (on the example of scientific experiments «TERMINATOR», «MVN», «BTN-M2», « IPI-500»)]. XL Akademicheskie chteniya po kosmonavtike [XL Academic readings in astronautics]. Moscow: MGTU im. N.E. Baumana, 2016, pp. 366–367.

[9] Voronin F.A., Kartashev S.V., Kharchikov M.A. Sozdanie stenda soprovozhdeniya IUS SM RS MKS [The creation of the support stand ICS ISS RS]. Tezisy dokladov XX nauchno-tekhnicheskoy konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov [Abstracts of the XX scientific and technical conference of young scientists and specialists. RSC «Energia»]. Korolev: RKK «Energiya», 2014, p. 169.58 Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4

 [10] Voronin F.A., Kharchikov M.A. Soprovozhdenie provedeniya nauchnykh eksperimentov na Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii (na primere eksperimenta «Napor-Mini RSA») [Support of scientific experiments on the International space station (on the example of the experiment «Napor-Mini RSA»)]. XL Akademicheskie chteniya po kosmonavtike [XL Academic readings in astronautics]. Moscow: MGTU im. N.E. Baumana, 2016, p. 363.

[11] Belyaev M.Yu., Desinov L.V., Karavaev D.Yu., Sarmin E.E., Yurina O.A. Apparatura i programmno-matematicheskoe obespechenie dlya izucheniya zemnoy poverkhnosti s borta rossiyskogo segmenta Mezhdunarodnoy kosmicheskoy stantsii po programme «Uragan» [Hardware and software for the study of the Earth’s surface from the Board of the Russian segment of the international space station under the program «Uragan»]. Kosmonavtika i raketostroenie [Cosmonautics and rocket engineering], 2015, no. 1, pp. 63–70.

[12] Belyaev M.Y., Cheremisin M.V., Esakov A.M. Integrated monitoring of earth surface from onboard ISS Russian segment. 69th International Astronautical Congress (IAC), Bremen, Germany, 1–5 October 2018, published by the IAF, pp. 1–9.

Authors’ information

Belyaev Mikhail Yur’evich — Deputy head of STC, Chief department of the RSC «Energia», post@rsce.ru

Voronin Fedor Andreevich — Lead engineer mathematician of the RSC «Energia», post@rsce.ru

Kharchikov Mikhail Aleksandrovich — software engineer II of the RSC «Energia», post@rsce.ru

7

УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ ФОТОПРИЕМНЫЙ МОДУЛЬ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ФОТОКАТОДОМ GAN/GAALN НА САПФИРЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПЛЕКСАХ КОСМИЧЕСКОГО БАЗИРОВАНИЯ

59–65

УДК 621.384.4

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-59-65

Л. М. Балясный¹, Ю.Н. Гордиенко¹, Ю. К. Грузевич^{1, 2}, П.С. Альков^{1, 2}, О.В. Чистов¹

¹ОАО «НПО Геофизика-НВ», 107076, г. Москва, ул. Матросская Тишина, д. 23, стр. 2

²МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1

baliaska@mail.ru

Рассмотрен фотоприемный модуль на основе электронно-оптического преобразователя третьего поколения с фотокатодом на основе нитрида галлия с эффективным отрицательным электронным сродством и состыкованной с ним через волоконную оптику цифровой камерой с матрицей приборов с зарядовой связью. Показано соответствие этого фотокатода самым строгим требованиям современной науки и техники. Проведено его сравнение с традиционными щелочными фотокатодами, по результатам которого установлено наличие у фотокатода высокого квантового выхода в солнечно-слепой и видимо-слепой областях спектра ультрафиолетового излучения, низкого темнового тока, однородной чувствительности в широком спектральном диапазоне, резкого спада чувствительности у красной границы и высокой стабильности. Выявлена возможность изменения красной границы чувствительности электронно-оптического преобразователя в широких пределах за счет модификации состава активного слоя фотокатода с помощью добавки алюминия в активный слой Ga×Al1-×N. Даны рекомендации по использованию фотоприемного модуля в составе приборов наблюдения и мониторинга космического базирования в целях раннего обнаружения очагов пожаров — лесных и на нефтегазовых месторождениях и терминалах для обнаружения и картографирования зон радиоактивного заражения местности, краткосрочного предупреждения землетрясений и извержений вулканов, спектроскопии явлений взаимодействия космических аппаратов с атмосферой и многих других областях хозяйственной деятельности.

Ключевые слова: электронно-оптический преобразователь, ОЭС-фотокатод, фотоприемный модуль, оптико-электронные системы

Ссылка для цитирования: Балясный Л.М., Гордиенко Ю.Н., Грузевич Ю.К., Альков П.С., Чистов О.В. Ультрафиолетовый фотоприемный модуль на основе электронно-оптического преобразователя с фотокатодом GaN/GaAlN на сапфире для применения в оптико-электронных комплексах космического базирования // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 59–65. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-59-65

Список литературы

[1] Пластинин Ю.А., Карабаджак Г.Ф., Власов В.И., Горшков А.Б., Залогин Г.Н. Измерение и анализ интенсивности УФ излучения атмосферного образования при спуске СА корабля «Союз-ТМА» по наблюдениям с борта МКС // Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2006. Т. 4. С. 270–288.

[2] Карабаджак Г.Ф., Пластинин Ю.А., Родионов А.В., Сженов Е.Ю., Сипачев Г.Ф., Хмелинин Б.А. Спектрозональные исследования сверхслабых эмиссий естественного и техногенного происхождения в верхних слоях атмосферы и ионосферы Земли // Космонавтика и ракетостроение, 2007. Вып. 4 (49). С. 26–32.

[3] Карабаджак Г.Ф., Комраков Г.П., Кузнецов В.Д., Пластинин Ю.А., Ружин Ю.Я., Фролов В.Л., Хмелинин Б.А. Исследование глобальных пространственно-временных характеристик свечения верхней атмосферы и ионосферы Земли при воздействии на них радиоизлучения при наблюдении с борта МКС // Космонавтика и ракетостроение, 2009. Вып. 4 (57). С. 88–94.

[4] Бакин В.В., Пахневич А.А., Косолобов С.Н., Шайблер Г.Э., Ярошевич А.С., Терехов А.С. Преломление термализованных электронов, баллистически эмитированных в вакуум из p+–GaAs-(Cs,O) // Письма в ЖЭТФ, 2003. Т. 77. № 4. С. 197–201.

[5] Айнбунд М.Р., Алексеев А.Н., Алымов О.В., Жмерик В.Н., Лапушкина Л.В., Иванов С.В., Пашук А.В., Петров С.И. Солнечно-слепые УФ-фотокатоды на основе гетероструктур AlGaN с границей спектральной чувствительности 300–330 нм // Письма в ЖТФ, 2012. № 38 (9). С. 88–95.

[6] Mizuno I., Nihashi a T., Nagai a T., Niigaki b M., Shimizu a Y., Shimano a K., Katoh a K., Ihara a T., Okano K., Matsumoto a M., Tachino a M. Development of UV image intensifier tube with GaN photocathode // Proc. of SPIE, v. 6945, p. 694.

[7] Мазалов А.В., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Падалица А.А., Мармалюк А.А., Балясный Л.М., Гордиенко Ю.Н., Ильевский Д.В., Чистов О.В., Широков А.А. Гетероструктуры GaN/AlN для фотоэмиттеров с отрицательным электронным сродством // Успехи прикладной физики, 2013. Т. 1. № 5. С. 617–620.

[8] Балясный Л.М., Гордиенко Ю.Н., Чистов О.В., Широков Д.А., Варфоломеев А.Ю., Сысоев П.А. Фотоприемный модуль на основе ЭОП с УФ ОЭС фотокатодом // Тезисы докладов конференции «Фотоника-2011», Новосибирск, ИФП СО РАН, 22–26 августа 2011. С. 129. Новосибирск: ИФП СО РАН, 158 с.

[9] Васильев А.В., Мозжилкин А.В., Садовников Р.Н. Способ обнаружения опасного радиоактивного загрязнения местности. Патент № 2549610. Дата регистрации: 2015.03.31. Номер заявки: 2013154386. Дата подачи заявки: 20131206.

[10] Бондур В.Г., Давыдов В.Ф., Сорокин И.В., Давыдова С.В., Цидилина М.Н. Устройство регистрации предвестников землетрясений. Патент РФ № 2446418. Патентообладатель ГУ «Научный центр проблем аэрокосмического мониторинга» — ЦПАМ «АЭРОКОСМОС» (RU), ГОУ ВПО МГУЛ. Дата подачи заявки: 14.07.2010 г. Публикация патента: 27.03.2012.

[11] Кудринская Т.В. Экспериментальные исследования процессов ионизации в атмосферном приземном слое: Автореф. дисс. ... канд. ф.-м. наук, Нальчик, 2003 г.

[12] Кузнецов В.В. Физика землетрясения и сопутствующих ему явлений в литосфере, атмосфере, ионосфере и магнитосфере, Новосибирск: Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, 2010. 24 с.

[13] Грязнов Н.А., Панталеев С.М., Иванов А.Е., Кочкарев Д.А., Куликов Д.С. Высокопроизводительный метод измерений координат объектов в условиях космического пространства // Математические методы. Моделирование. Экспериментальные исследования, 2013. № 2. С. 197–202.

Сведения об авторах

Балясный Лев Михайлович — гл. конструктор ЭОП и ФПМ ОАО «НПО Геофизика-НВ»,

baliaska@mail.ru

Гордиенко Юрий Николаевич — канд. техн. наук, заместитель техн. директора ОАО «НПО Геофизика-НВ», zam_techdir@geo-nv.com

Грузевич Юрий Кириллович — канд. техн. наук, заместитель генерального директора по науке ОАО «НПО Геофизика-НВ», yukg@mail.ru

Альков Павел Сергеевич — научный сотрудник ОАО «НПО Геофизика-НВ», pavel_alkov@mail.ru

Чистов Олег Валерьевич — начальник сектора ОАО «НПО Геофизика-НВ», arkhont@mail.ru

ULTRA-VIOLET PHOTO-RECEIVE MODULE BASED ON IMAGE INTENSIFIER TUBE WITH GAN/GAALN PHOTOCATHODE ON SAPPHIRE FOR USE IN SPACE-BASED OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEMS

L.M. Baliasny¹, Yu.N. Gordienko¹, Yu.K. Gruzevich^{1, 2}, P.S. Alkov^{1, 2}, O.V. Chistov¹

¹Scientific Production Unity «Geophizika-NV», St. Company, bld. 2, 23, Matrosskaya Tishina st., 107076, Moscow, Russia

²BMSTU, 5, 2nd Baumanskaya st., 105005, Moscow, Russia

baliaska@mail.ru

We have developed and manufactured a photo-receive module (FM) based on a 3rd generation image intensifier tube (IIT) with a photocathode based on gallium nitride with an effective negative electron affinity (NEA) and a digital camera with a matrix of charge-coupled devices (CCD) coupled with it through fiber optics. GaN NEA photocathode meets the most stringent requirements of modern science and technology. Compared with traditional alkaline photocathodes, it has a high quantum efficiency in the UV-solar-blind and visible-blind regions of the spectrum, low dark current, uniform sensitivity in a wide spectral range, a sharp drop in sensitivity at the red border and high stability. In addition, by modifying the composition of the active layer of the photocathode with additives of aluminum in the active layer is GaxAl1-xN, it is possible to change the red border of IIT sensitivity within wide limits. FM as a part of space-based observation and monitoring devices can be used for: early detection of forest fires and fires in oil and gas fields and terminals; detection and mapping areas of radioactive contaminations; short-temporary prevention of earthquakes and volcanic eruptions; spectroscopy of the phenomena of interaction spacecraft with the atmosphere and many other areas

Keywords: image intensifier tube, NEA photocathode, photodetector module, optical-electronic systems

Suggested citation: Baliasny L.M., Gordienko Yu.N., Gruzevich Yu.K., Alkov P.S., Chistov O.V. Ul’trafioletovyy fotopriemnyy modul’ na osnove elektronno-opticheskogo preobrazovatelya s fotokatodom GaN/GaAlN na sapfire dlya primeneniya v optiko-elektronnykh kompleksakh kosmicheskogo bazirovaniya [Ultra-violet photo-receive module based on image intensifier tube with GaN/GaAlN photocathode on sapphire for use in space-based optical-electronic systems]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 59–65. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-59-65

Reference

[1] Plastinin Yu.A., Karabadzhak G.F., Vlasov V.I., Gorshkov A.B., Zalogin G.N. Izmerenie i analiz intensivnosti UF izlucheniya atmosfernogo obrazovaniya pri spuske SA korablya «Soyuz-TMA» po nablyudeniyam s borta MKS [Measurement and analysis of the intensity of UV radiation from atmospheric formation during the descent of the Soyuz-TMA spacecraft using observations from the ISS] Fiziko-khimicheskaya kinetika v gazovoy dinamike [Physical and Chemical Kinetics in Gas Dynamics], 2006, v. 4, pp. 270–288.

[2] Karabadzhak G.F., Plastinin Yu.A., Rodionov A.V., Szhenov E.Yu., Sipachev G.F., Khmelinin B.A. Spektrozonal’nye issledovaniya sverkhslabykh emissiy estestvennogo i tekhnogennogo proiskhozhdeniya v verkhnikh sloyakh atmosfery i ionosfery Zemli [Spectrozonal studies of super-weak emissions of natural and man-made origin in the upper atmosphere and the ionosphere of the Earth] Kosmonavtika i raketostroenie [Astronautics and Rocket Engineering], 2007, iss. 4 (49), pp. 26–32.

[3] Karabadzhak G.F., Komrakov G.P., Kuznetsov V.D., Plastinin Yu.A., Ruzhin Yu.Ya., Frolov V.L., Khmelinin B.A. Issledovanie global’nykh prostranstvenno-vremennykh kharakteristik svecheniya verkhney atmosfery i ionosfery Zemli pri vozdeystvii na nikh radioizlucheniya pri nablyudenii s borta MKS [Investigation of the global space-time characteristics of the upper atmosphere and the Earth’s ionosphere when exposed to radio emission when observed from the ISS] Kosmonavtika i raketostroenie [Astronautics and Rocket Engineering], 2009, iss. 4 (57), pp. 88–94.

[4] Bakin V.V., Pakhnevich A.A., Kosolobov S.N., Scheibler G.E., Yaroshevich A.S., Terekhov A.S. Prelomlenie termalizovannykh elektronov, ballisticheski emitirovannykh v vakuum iz p+–GaAs-(Cs,O) [Refraction of thermalized electrons ballistic emitted into vacuum from p + –GaAs-(Cs, O)]. Letters to the JETP, 2003, v. 77, no. 4, pp. 197–201.

[5] Aynbund M.R., Alekseev A.N., Alymov O.V., Zhmerik V.N., Lapushkina L.V., Ivanov S.V., Pashuk A.V., Petrov S.I. Solnechno-slepye UF-fotokatody na osnove geterostruktur AlGaN s granitsey spektral’noy chuvstvitel’nosti 300–330 nm [Sun-blind UV photocathodes based on AlGaN heterostructures with a spectral sensitivity limit of 300–330 nm] Pis’ma v ZhTF [Letters in ZhTF], 2012, no. 38 (9), pp. 88–95.

[6] Mizuno I., Nihashi a T., Nagai a T., Niigaki b M., Shimizu a Y., Shimano a K., Katoh a K., Ihara a T., Okano K., Matsumoto a M., Tachino a M. Development of UV image intensifier tube with GaN photocathode. Proc. of SPIE, v. 6945, p. 694.

[7] Mazalov A.V., Sabitov D.R., Kureshov V.A., Padalitsa A.A., Marmalyuk A.A., Balyasnyy L.M., Gordienko Yu.N., Il’evskiy D.V., Chistov O.V., Shirokov A.A. Geterostruktury GaN/AlN dlya fotoemitterov s otritsatel’nym elektronnym srodstvom [GaN / AlN heterostructures for photo emitters with negative electron affinity] Uspekhi prikladnoy fiziki [Advances in applied physics], 2013, v. 1, no. 5, pp. 617–620.

[8] Balyasnyy L.M., Gordienko Yu.N., Chistov O.V., Shirokov D.A., Varfolomeev A.Yu., Sysoev P.A. Fotopriemnyy modul’ na osnove EOP s UF OES fotokatodom [Photo-receiving module based on image intensifier with UV ECO photocathode] Tezisy dokladov konferentsii «Fotonika–2011» [Abstracts of the conference «Photonics–2011»], Novosibirsk, Institute of Applied Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, August 22–26, 2011]. Novosibirsk: Institute of Physics Siberian Branch RAS, pp. 129, 158 p. Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 65

 [9] Vasil’ev A.V., Mozzhilkin A.V., Sadovnikov R.N. Sposob obnaruzheniya opasnogo radioaktivnogo zagryazneniya mestnosti. Patent № 2549610 [The method of detection of dangerous radioactive contamination of the area. Patent number 2549610]. Registration date: 2015.03.31. Application number: 2013154386. Application date: 20131206.

[10] Bondur V.G., Davydov V.Fedorovich., Sorokin I.V., Davydova S.V., Tsidilina M.N. Ustroystvo registratsii predvestnikov zemletryaseniy. Patent RF № 2446418. [Device for recording earthquake precursors. Patent of the Russian Federation No. 2446418]. Patentee GU «Scientific Center for Problems of Aerospace Monitoring» – TsPAM «AEROKOSMOS» (RU), GOU VPO MGUL. Filing date of the application: 07/14/2010. Publication of the patent: 03/27/2012.

[11] Kudrinskaya T.V., Eksperimental’nye issledovaniya protsessov ionizatsii v atmosfernom prizemnom sloe: Avtoref. diss. ... kand. fiz.-mat. nauk [Experimental studies of ionization processes in the atmospheric surface layer: Author’s abstract. Diss. ... Cand. Physical and Mathematical Sciences], Nalchik, 2003.

[12] Kuznetsov V.V. Fizika zemletryaseniya i soputstvuyushchikh emu yavleniy v litosfere, atmosfere, ionosfere i magnitosfere [Physics of the earthquake and related phenomena in the lithosphere, atmosphere, ionosphere and magnetosphere]. Novosibirsk: Institute of Petroleum Geology and Geophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 2010, 24 p.

[13] Gryaznov N.A., Pantaleev S.M., Ivanov A.E., Kochkarev D.A., Kulikov D.S. Vysokoproizvoditel’nyy metod izmereniy koordinat ob’ektov v usloviyakh kosmicheskogo prostranstva [High-performance method for measuring the coordinates of objects in space conditions] Matematicheskie metody. Modelirovanie. Eksperimental’nye issledovaniya [Mathematical methods. Modeling. Experimental studies], 2013, no. 2, pp. 197–202.

Authors’ information

Baliasnyy Lev Michailovich — Chief Constructor IIT of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, baliaska@mail.ru

Gordienko Yuriy Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Technical Director of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, zam_techdir @mail.ru

Gruzevich Yuriy Kirillovich — Cand. Sci. (Tech.), Deputy General Director for science of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, yukg@mail.ru

Al’kov Pavel Sergeevich — Researcher of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, pavel_alkov@mail.ru

Chistov Oleg Valer’evich — Chef of department of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, arkhont@mail.ru

8

АППАРАТНЫЙ СОСТАВ И АЛГОРИТМ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОСЕЙСМОКАРДИОБЛОКА ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА

66–75

УДК 681.2.083

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-66-75

Ю.К. Грузевич^{1, 2}, В.М. Ачильдиев^{1, 5}, Н.А. Бедро¹, Ю.Н. Евсеева¹, М.Н. Комарова¹, Н.С. Коннова², М.А. Басараб², Д.А. Басараб³, В.М. Успенский⁴

¹ОАО «НПО Геофизика-НВ», 107076, г. Москва, ул. Матросская Тишина, д. 23, стр. 2

²МГТУ им. Н. Э. Баумана, 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1

³Центр сердечно-сосудистой хирургии ГУЗ «Белгородская областная клиническая больница Св. Иоасафа», 308007, г. Белгород, ул. Некрасова, д. 8/9

⁴Филиал Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, 107392, г. Москва, ул. Малая Черкизовская, д. 7

⁵МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

yukg@mail.ru

Разработан электросейсмокардиоблок на базе малошумящего высокоточного трехосевого микромеханического акселерометра и двадцатичетырехразрядного сигма-дельта АЦП для регистрации электро- и сейсмокардиограммы, связанных между собой во времени. Представлена блок-схема и алгоритм работы электросейсмокардиоблока. Проведен анализ научных работ в данной области, который показал, что сейсмокардиография опробована в специализированных областях медицины — космической и спортивной. Исследована зависимость влияния заболеваний сердечно-сосудистой системы на форму волны сейсмокардиосигнала. Рассмотрены основные методы цифровой обработки сигналов, а также возможности применения данных электросейсмокардиографии для диагностики состояния сердечно-сосудистой системы. По результатам работы сделан вывод о возможности использования сейсмокардиографии при диагностике сердечно-сосудистой системы как отдельного метода диагностики, так и в дополнение к стандартизованным методам электрокардиографии.

Ключевые слова: электрокардиография, сейсмокардиография, фазовый портрет, МЭМС-датчики

Ссылка для цитирования: Грузевич Ю.К., Ачильдиев В.М., Бедро Н.А., Евсеева Ю.Н., Комарова М.Н., Коннова Н.С., Басараб М.А., Басараб Д.А., Успенский В.М. Аппаратный состав и алгоритм работы электросейсмокардиоблока для неинвазивной диагностики заболеваний человека // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 66–75. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-66-75

Список литературы

[1] Боженко Б.С. Сейсмокардиография — новый метод в исследовании функциональных состояний сердца // Терапевтический архив, 1961. № 33. С. 55–64.

[2] Баевский Р.М., Егоров А.Д., Казарян Л.Н. Методика сейсмокардиографии // Кардиология, 1964. № 2. С. 87–89.

[3] Migeotte P.F., De Ridder S., Tank J. Pattyn N. Three dimensional ballisto- and seismo-cardiography: HIJ wave amplitudes are poorly correlated to maximal systolic force vector // Conference proceedings: ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference 2012,·28 August–01 September 2012, pp. 5046–5049. DOI: 10.1109/EMBC.2012.6347127

[4] Crow R., Hannan P., Jacobs D., Hedquist L., Salerno D. Relationship between seismocardiogram and echocardiogram for events in the cardiac cycle // American journal of Noninvasive Cardiology, 1994, v. 8, pp. 39–46.

[5] Salerno D.M., Zanetti J.M., Green L. Seismocardiographic changes associated with obstruction of coronary blood tlow during balloon angioplasty // The American journal of cardiology, 1991, v. 68, no. 2, pp. 201–207.

[6] Wilson R., Bamrah V., Lindsay J. Diagnostic accuracy of seismocardiography compared with electrocardiography for the anatomic and physiologic diagnosis of coronary artery disease during exercise // The American journal of cardiology, 1993, v. 71, no. 7, pp. 536–545.

[7] Dinр A. Design of a Seismocardiography Using Tri-Axial Accelerometer Embedded with Electrocardiogram // Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, WCECS 2011, October 19–21, 2011, San Francisco, USA, 2011, v. II.

[8] Зайченко К.В., Жаринов О.О., Кулин А.Н., Кулыгина, Орлов А.П. Съем и обработка биоэлектрических сигналов. Санкт-Петербург: СПбГУАП, 2001, 140 с.

[9] Расшифровка ЭКГ у взрослых и детей, нормы в таблицах и другая полезная информация. URL: http://oserdce.com/diagnostika/ekg/rasshifrovka.html (дата обращения 15.11.2018).

[10] Paukkunen M. Seismocardiography: Practical implementation and feasibility // Aalto University publication series Doctoral Dissertations, 2014, no. 145, 46 p.

[11] Электрическая ось сердца (ЭОС): суть, норма положения и нарушения. URL: http://sosudinfo.ru/serdce/eos-elektricheskaya-os-serdca (дата обращения 23.03.2016)

[12] Man S., Maan A. C., Schalij M.J., Swenne C.A. Vectorcardiogaphi diagnostic & prognostic information derived from 12 lead electrocardiogram // J. Electrocardiol, 2015, no. 48, pp. 463–475.

[13] Gurev V., Tavakolian K., Constantino J., Kaminska B., Blaber A.P. Mechanisms underlying isovolumic contraction and ejection peaks in seismocardiogram morphology // J. of medical and biological engineering, 2012, no. 32 (2), p. 103.

[14] Paukkunen M.J.T., Linnavuo M.T., Sepponen R.E. A Portable Measurement System for the Superior-Inferior Axis of the Seismocardiogram // J. of Bioengineering & Biomedical Science, 2013, no. 3, pp. 123.

DOI: 10.4172/2155-9538.1000123

[15] García-González M.A., Argelagós-Palau A., Fernández-Chimeno M., Ramos-Castro J. Differences in QRS Locations due to ECG Lead: Relationship with Breathing // XIII Mediterranean Conference on Medical and Biological Engineering and Computing 2013, IFMBE Proceedings, 2014, v. 41, pp. 962–964. DOI: 10.1007/978-3-319-00846-2_238

[16] Kouhyar Tavakolian Characterization and analysis of seismocardiogram for estimation of hemodynamic parameters // Diss. ... Dr. of Philosophy. Simon fraser university, 2010, 217 p.

[17] Файнзильберг Л.С. Компьютерная электрокардиография до и после академика Н.М. Амосова // Управляющие машины и системы, 2013. № 3. С. 3–13.

[18] Кузнецов А.А. Биофизика сердца. Методы обработки и анализа электрокардиографической информации при донозологических исследованиях. Владимир: ВлГУ, 2012. 23 с.

[19] Успенский В.М. Информационная функция сердца. Теория и практика диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов / под ред. В.Б. Симоненко. М.: Планета, 2016. 272 с.

Сведения об авторах

Грузевич Юрий Кириллович — канд. техн. наук, зам. ген. директора по науке ОАО «НПО Геофизика-НВ», yukg@mail.ru

Ачильдиев Владимир Михайлович — канд. техн. наук, гл. конструктор МНЭМС, ОАО «НПО Геофизика-НВ», glmnems@geo-nv.com

Бедро Николай Анатольевич — зам. гл. конструктора МНЭМС начальник отдела, ОАО «НПО Геофизика-НВ», job_nick@mail.ru

Евсеева Юлия Николаевна — инженер I кат., ОАО «НПО Геофизика-НВ», sun51188@gmail.com

Комарова Мария Николаевна — вед. инженер ОАО «НПО Геофизика-НВ», maria-komarova86@mail.ru

Коннова Наталья Сергеевна — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана, nkonnova@bmstu.ru

Басараб Михаил Алексеевич — д-р физ.-мат. наук, зав. кафедрой «Информационная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана, bmic@mail.ru

Басараб Дмитрий Алексеевич — канд. мед. наук, вед. хирург ГУЗ «Белгородская областная клиническая больница Св. Иоасафа», basarab.74@yandex.ru

Успенский Вячеслав Максимилианович — д-р мед. наук, профессор филиала Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (г. Москва), действующий член РАКС им. Циолковского, medddik@mm.st

HARDWARE AND SOFTWARE OF ELECTROSEISMOCARDIOBLOCK FOR NONINVASIVE DIAGNOSTICS OF HUMAN DISEASES

Y.K. Gruzevich^{1, 2}, V.M. Achildiev^{1, 5}, N.A. Bedro¹, Y.N. Evseeva¹, M.N. Komarova¹, N.S. Konnova², M.A. Basarab², D.A. Basarab³, V.M. Uspenskiy⁴

¹Scientific Production Unity «Geophizika-NV», St. Company, 23, p. 2, Matrosskaya Tishina st., Moscow, Russia

²BMSTU, 5, 2nd Baumanskaya st., 105005, Moscow, Russia

³Cardiovascular-surgery centre of the Belgorod Regional Clinical hospital, 8/9, Nekrasov st., 308007, Belgorod, Russia

⁴Branch of the Kirov Military-medical Academy, 7, Malaya Cherkizovskaya st., 107392, Moscow, Russia

⁵BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

yukg@mail.ru

Electroseismocardioblock was developed on the base of noiseless precision three-axial micromechanical accelerometer and twenty four digit sigma-delta analog-to-digital converter (ADC) for registration electro- and seismocardiograms, connected among themselves in time The diagram and software of the electroseismocardioblock is represented. Analyzing of the scientific researches in the given area has shown, that today the first seismocardiographics is tested in the specialized medicine areas of, such as space researches and sports medicine. But due to, that today there was a big jump in micromechanics development and cheap MEMS sensors with a low level of noise have appeared in the market and there was possible a manufacture of inexpensive devices for diagnostic application. Researches with participation of experts of the Belgorod regional clinical hospital are carried out for determination of influence dependence of the cardiovascular diseases on the form of the seismocardiosignal wave. In this research work the basic methods of the digital processing of signals are considered and also opportunities of application of the electroseismocardiographic data for diagnostics of the condition of cardiovascular system are considered. The received research results have shown, that the form of the seismocardiosignal wave for each person is individual and cardiovascular diseases affected on the wave form. Research results illustrate the opportunity of seismocardiographic usage for cardiovascular system diagnostics as a separate diagnostics method and as addition to standardized cardiographic methods.

Keywords: electrocardiography, seismic cardiography, phase portrait, MEMS sensors

Suggested citation: Gruzevich Y.K., Achildiev V.M., Bedro N.A., Evseeva Y.N., Komarova M.N., Konnova N.S., Basarab M.A., Basarab D.A., Uspenskiy V.M. Apparatnyy sostav i algoritm raboty elektroseysmokardiobloka dlya neinvazivnoy diagnostiki zabolevaniy cheloveka [Hardware and software of electroseismocardioblock for noninvasive diagnostics of human diseases]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 66–75. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-66-75

References

[1] Bozhenko B.S. Seysmokardiografiya – novyy metod v issledovanii funktsional’nykh sostoyaniy serdtsa [Seismocardiography — a new method in the study of functional conditions of the heart] Terapevticheskiy arkhiv, 1961, vol. 33, pp. 55–64.

[2] Baevskii R.M., Egorov A.D., Kazarian L.A. Metody seysmokardiografii [The method of seismocardiography], Kardiologiia,1964, v. 18, pp. 87–89.

[3] Migeotte P.F., De Ridder S., Tank J. Pattyn N. Three dimensional ballisto- and seismo-cardiography: HIJ wave amplitudes are poorly correlated to maximal systolic force vector. Conference proceedings: ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference 2012,·28 August–01 September 2012, pp. 5046–5049. DOI: 10.1109/EMBC.2012.6347127

[4] Crow R., Hannan P., Jacobs D., Hedquist L., Salerno D. Relationship between seismocardiogram and echocardiogram for events in the cardiac cycle. American journal of Noninvasive Cardiology, 1994, v. 8, pp. 39–46.

[5] Salerno D.M., Zanetti J.M., Green L. Seismocardiographic changes associated with obstruction of coronary blood tlow during balloon angioplasty. The American journal of cardiology, 1991, v. 68, no. 2, pp. 201–207.

[6] Wilson R., Bamrah V., Lindsay J. Diagnostic accuracy of seismocardiography compared with electrocardiography for the anatomic and physiologic diagnosis of coronary artery disease during exercise. The American journal of cardiology, 1993, v. 71, no. 7, pp. 536–545.

[7] Dinр A. Design of a Seismocardiography Using Tri-Axial Accelerometer Embedded with Electrocardiogram. Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, WCECS 2011, October 19–21, 2011, San Francisco, USA, 2011, v. II.

[8] Zaychenko K.V., Zharinov O.O., Kulin A.N., Kulygina L.A., Orlov A.P. S”yem i obrabotka bioelektricheskikh signalov [Removal and processing of bioelectric signals]. SUAI, 2001, 140 p.

[9] Rasshifrovka EKG u vzroslykh i detey, normy v tablitsakh i drugaya poleznaya informatsiya [ECG decoding in adults and children, norms in the tables and other useful information]. URL: http://oserdce.com/diagnostika/ekg/rasshifrovka.html (accessed 15.11.18).

[10] Paukkunen M. Seismocardiography: Practical implementation and feasibility. Aalto University publication series Doctoral Dissertations, 2014, no. 145, 46 p.

[11] Elektricheskaya os’ serdtsa (EOS): sut’, norma polozheniya i narusheniya [The electrical axis of the heart (EAH): the essence, the norm of position and violation] URL: http://sosudinfo.ru/serdce/eos-elektricheskaya-os-serdca (accessed 23.03.16).

[12] Man S., Maan A. C., Schalij M.J., Swenne C.A. Vectorcardiogaphi diagnostic & prognostic information derived from 12 lead electrocardiogram. J. Electrocardiol, 2015, no. 48, pp. 463–475.

[13] Gurev V., Tavakolian K., Constantino J., Kaminska B., Blaber A.P. Mechanisms underlying isovolumic contraction and ejection peaks in seismocardiogram morphology. J. of medical and biological engineering, 2012, no. 32 (2), p. 103.Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 75

 [14] Paukkunen M.J.T., Linnavuo M.T., Sepponen R.E. A Portable Measurement System for the Superior-Inferior Axis of the Seismocardiogram. J. of Bioengineering & Biomedical Science, 2013, no. 3, pp. 123. DOI: 10.4172/2155-9538.1000123

[15] García-González M.A., Argelagós-Palau A., Fernández-Chimeno M., Ramos-Castro J. Differences in QRS Locations due to ECG Lead: Relationship with Breathing. XIII Mediterranean Conference on Medical and Biological Engineering and Computing 2013, IFMBE Proceedings, 2014, v. 41, pp. 962–964. DOI: 10.1007/978-3-319-00846-2_238

[16] Kouhyar Tavakolian Characterization and analysis of seismocardiogram for estimation of hemodynamic parameters. Diss. ... Dr. of Philosophy. Simon fraser university, 2010, 217 p.

[17] Faynzil’berg L.S. Kop’yuternaya elektrokardiografiya do i posle akademika N.M. Amosova [Computer electrocardiography before and after academician N.M. Amosova]. Upravlausie sistemy i masiny, 2013, no. 3, pp. 3–13.

[18] Kuznecov A.A. Biofizika serdtsa. Metody obrabotki i analiza elektrokardiograficheskoy informatsii pri donozologicheskikh issledovaniyakh [Biophysics of the heart. Methods of processing and analyzing electrocardiographic information in prenosological studies]. Vladimir: VlGU, 2012, 23 p.

[19] Uspensky V.M. Informatsionnaya funktsiya serdtsa. Teoriya i praktika diagnostiki zabolevaniy vnutrennikh organov metodom informatsionnogo analiza elektrokardiosignalov [Information function of the heart. Theory and practice of diagnosis of diseases of internal organs by the method of information analysis of electrocardiograms]. Moscow: Planeta, 2016, 296 p.

Authors’ information

Gruzevich Yuriy Kirillovich — Cand. Sci. (Tech.), Deputy general director for science of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, yukg@mail.ru

Achil’diev Vladimir Mikhaylovich — Cand. Sci. (Tech.), Chief designer of MNEMS of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, glmnems@geo-nv.com

Bedro Nikolay Anatol’evich — Deputy сhief designer MNEMS head of department of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, job_nick@mail.ru

Evseeva Yuliya Nikolaevna — Engineer I category of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, sun51188@gmail.com

Komarova Mariya Nikolaevna — Chief engineer of the «Scientific Production Unity Geophizika-NV» Stock Company, maria-komarova86@mail.ru

Konnova Natal’ya Sergeevna — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Bauman Moscow State Technical University, nkonnova@bmstu.ru

Basarab Mikhail Alekseevich — Dr. Sci. (Ph.-Math.), Professor, Head of the Department of Information Security of the Bauman Moscow State Technical University, bmic@mail.ru

Basarab Dmitriy Alekseevich — Cand. Sci. (Medical), Lead surgeon, Head of the Cardiovascular department, St. Ioasaf’s Belgorod Regional Hospital, basarab.74@yandex.ru

Uspenskiy Vyacheslav Maksimilianovich — Dr. Sci. (Medical), Professor of the Moscow Branch of the Kirov Military-medical Academy, medddik@mm.st

9

АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТИ ТАКТОВОЙ ЧАСТОТЫ ПРОЦЕССОРОВ ОТ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ НОРМ КРИСТАЛЛОВ

76–81

УДК 004.3.144

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-76-81

А.Е. Фалин¹, В.В. Алексеев¹, А.Н. Щепанов¹, О.В. Киклевич¹, Ю.Т. Котов², Т.Д. Знаменская²

¹ФГУП «МНИИРИП», 141002, Московская обл., г. Мытищи, ул. Колпакова, д. 2а

²МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

tzn957@gmail.ru

Рассматриваются вопросы, связанные с зависимостью тактовой частоты процессоров от топологической нормы изготовления кристаллов. Приведены некоторые аспекты влияния размеров кристаллов на тактовую частоту процессоров компаний AMD, Intel, Samsung, Qualcomm. Представлены графики зависимости тактовой частоты процессоров от топологических норм размеров кристаллов для компаний Intel, AMD, Samsung и Qualcomm. Прослежена динамика влияния уменьшения топологических норм кристаллов на тактовую частоту процессора. Представлены обобщенные характеристики зависимости тактовой частоты от топологических размеров кристаллов отечественных процессоров. Полученные результаты могут быть использованы при разработке перспективных планов развития отечественных процессоров.

Ключевые слова: процессор, топологическая норма, тактовая частота, технология, вычислительные системы

Ссылка для цитирования: Фалин А.Е., Алексеев В.В., Щепанов А.Н., Киклевич О.В., Котов Ю.Т., Знаменская Т.Д. Анализ зависимости тактовой частоты процессоров от топологических норм кристаллов // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 76–81. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-76-81

Список литературы

[1] Рабаи Ж.М., Чандракасан А., Николич Б. Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования. М.: Вильямс, 2007. 912 c.

[2] Аваева Н.А., Наумов Ю.И., Фролкин В.Т. Основы микроэлектроники. М.: Радио и Связь, 1991. 288 с.

[3] Шелохвостов В.П., Чернышов В.Н. Проектирование интегральных микросхем. Тамбов: Тамбовский ГТУ, 2008. 208 с.

[4] Торгонский Л.А. Проектирование интегральных микросхем и микропроцессоров. Раздел 1. Томск: ТУСУР, 2011. 254 с.

[5] Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. М.: Радио и связь, 1989. 400 с.

[6] Пономарев М.Ф., Коноплев Б.Г. Конструирование и расчет микросхем и микропроцессоров. М.: Радио и связь, 1986. 251 с.

[7] Гамкрелидзе С.А., Мальцева С.В., Митрофанов С.А., Котов Ю.Т. Развитие, особенности построения и функционирования 32-разрядных микропроцессоров. М.: Машиностроение, 2000. 189 с.

[8] Матсон Э.А., Кржижановский Д.В. Справочное пособие по конструированию микросхем. Минск: Высш. шк., 1979. 208 с.

[9] Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника: Проектирование, виды микросхем, функциональная микроэлектроника. М.: Высш. шк., 1987. 416 с.

[10] Бухтеев А.В. Методы и средства проектирования систем на кристалле // Chip News, 2003. № 4. С. 4–8, 11–14.

[11] Сергеев С.Л. Архитектуры вычислительных систем. СПб.: БХВ-Петербург, 2010. 240 с.

[12] Акустооптические процессоры спектрального типа / Грачев С.В., Наумов К.П., Ушаков В.Н., Бышевский-Конопко О.А., Жогун В.Н., Мазур М.М., Пожар В.Э., Проклов В.В., Пустовойт В.И., Тябликов А.В. М.: Радиотехника, 2012. 192 c.

[13] Гук М. Процессоры Intel: от 8086 до Pentium II. М.; СПб: Питер, 2009. 224 c.

[14] Гук М. Процессоры Pentium II, Pentium Pro и просто Pentium. М.; СПб: Питер, 2009. 288 c.

[15] Керделлан К. Дети процессора. Как Интернет и видеоигры формируют завтрашних взрослых. М.: У-Фактория, 2015. 933 c.

[16] Наумов К.П., Ушаков В.Н. Акустооптические сигнальные процессоры. М.: Science Press, 2015. 899 c.

[17] Антошина И.В., Котов Ю.Т. Микропроцессоры и микропроцессорные системы (аналитический обзор). М.: МГУЛ, 2005. 432 с.

[18] Солонина А., Улахович Д., Яковлев Л. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. СПб.: БХВ-Петербург, 2009. 464 c.

[19] Ушаков В.Н. Акустооптические процессоры корреляционного типа. М.: Радиотехника, 2013. 184 c.

[20] Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 440 с.

Сведения об авторах

Фалин Алексей Евгеньевич — научный сотрудник ФГУП «МНИИРИП», parke@mail.ru

Алексеев Виктор Валентинович — первый зам. директора ФГУП «МНИИРИП», ekb_centr@mail.ru

Щепанов Андрей Николаевич — нач. управления ФГУП «МНИИРИП», schipanov@mniirip.ru

Киклевич Олег Владимирович — ст. науч. сотр. ФГУП «МНИИРИП», parke@mail.ru

Котов Юрий Терентьевич — д-р техн. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), kotov46@inbox.ru

Знаменская Татьяна Дмитриевна — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), tzn957@gmail.com

THE ANALYSIS OF PROCESSOR SPEED DEPENDECE ON GEOMETRY RULES OF CRYSTALS

A.E. Falin¹, V.V. Alekseev¹, A.N. Shchepanov¹, O.V. Kiklevich¹, Y.T. Kotov², T.D. Znamenskaya²

¹MNIIRIP, st. Kolpakova, 2a, 141002, Mytishchi, Moscow region, Russia

²BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

tzn957@gmail.ru

Issues related to the dependence of the processor speed on the topological rate of crystal manufacturing are considered. Some aspects of the influence of crystal sizes on processors speed from AMD, Intel, Samsung, Qualcomm are presented. The graphs of the dependence of the processor speed on topological standards of crystal sizes for Intel, AMD, Samsung and Qualcomm are presented. The dynamics of the effect of a decrease in the topological norms of crystals on the processor clock frequency is traced. The generalized characteristics of the dependence of the clock frequency on the topological sizes of crystals of domestic processors are presented. The results can be used to develop long-term development plans for domestic processors.

Keywords: CPU, topological norm, processor speed, technology, computing systems

Suggested citation: Falin A.E., Alekseev V.V., Shchepanov A.N., Kiklevich O.V., Kotov Y.T., Znamenskaya T.D. Analiz zavisimosti taktovoy chastoty protsessorov ot topologicheskikh norm kristallov [The analysis of processor speed dependece on geometry rules of crystals]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 76–81. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-76-81

References

[1] Rabai Zh.M., Chandrakasan A., Nikolich B. Tsifrovye integral’nye skhemy. Metodo-logiya proektirovaniya [Digital integrated circuits. Design methodology]. Moscow: Williams, 2007, p. 912.

[2] Avaeva N.A., Naumov Yu.I., Frolkin V.T. Osnovy mikroelektroniki [Fundamentals of microelectronics]. Moscow: Radio i svyaz’, 1991, 288 p.

[3] Shelokhvostov V.P., Chernyshov V.N. Proektirovanie integral’nykh mikroskhem [Integrated Circuit Design]. Tambov: Tambov GTU, 2008, 208 p.

[4] Torgonskiy L.A. Proektirovanie integral’nykh mikroskhem i mikroprotsessorov [Designing integrated circuits and microprocessors]. Tomsk: TUSUR, 2011, Section 1, 254 p.

[5] Koledov L.A. Tekhnologiya i konstruktsii mikroskhem, mikroprotsessorov i mikro-sborok [Technology and design of microcircuits, microprocessors and micro assemblies]. Moscow: Radio i svyaz’, 1989, 400 p.

[6] Ponomarev M.F., Konoplev B.G. Konstruirovanie i raschet mikroskhem i mikropro-tsessorov [Design and calculation of microcircuits and microprocessors]. Moscow: Radio i svyaz’, 1986, 251 p.

[7] Gamkrelidze S.A., Mal’tseva S.V., Mitrofanov S.A., Kotov Yu.T. Razvitie, osobennosti postroeniya i funktsionirovaniya 32-razryadnykh mikroprotsessorov [Development, features of construction and operation of 32-bit microprocessors]. Moscow: Mashinostroyenie, 2000, 189 p.

[8] Matson E.A., Krzhizhanovskiy D.V. Spravochnoe posobie po konstruirovaniyu mikroskhem [Handbook for the design of microshem]. Minsk: High School, 1979, 208 p.

[9] Efimov I.E., Kozyr’ I.Ya., Gorbunov Yu.I. Mikroelektronika: Proektirovanie, vidy mikroskhem, funktsional’naya mikroelektronika [Microelectronics: Design, types of microcircuits, functional microelectronics]. Moscow: Higher School, 1987, 416 p.

[10] Bukhteev A.V. Metody i sredstva proektirovaniya sistem na kristalle [Methods and tools for designing systems on a chip] Chip News, 2003, no. 4, p. 4–8, 11–14.

[11] Sergeev S.L. Arkhitektury vychislitel’nykh sistem [Computer architecture]. St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2010, 240 p.

[12] Grachev, SV, Naumov, KP, Ushakov, VN, Byshevsky-Konopko, OA, Zhogun, VN, Mazur, MM, Pozhar, VE , Proklov V.V., Pustovoit V.I., Tyablikov A.V. Akustoopticheskie protsessory spektral’nogo tipa [Acousto-optic processors of spectral type] Moscow: Radio Engineering, 2012, 192 p.

[13] Guk M. Protsessory Intel: ot 8086 do Pentium II [Intel processors: from 8086 to Pentium II]. Moscow, St. Petersburg: Piter, 2009, 224 p.

[14] Guk M. Protsessory Pentium II, Pentium Pro i prosto Pentium [Processors Pentium II, Pentium Pro and just Pentium]. Moscow, St. Petersburg: Piter, 2009, 288 p.

[15] Kerdellan K. Deti protsessora. Kak Internet i videoigry formiruyut zavtrash-nikh vzroslykh [Children of the processor. How the Internet and video games shape tomorrow’s adults]. Moscow: U-Factoriya, 2015, 933 p.

[16] Naumov K.P., Ushakov V.N. Akustoopticheskie signal’nye protsessory [Acousto-optic signal processors]. Moscow: Science Press, 2015, 899 p.

[17] Antoshina I.V., Kotov Yu.T. Mikroprotsessory i mikroprotsessornye sistemy (analiti-cheskiy obzor) [Microprocessors and microprocessor systems (analytical review)]. Moscow: MGUL, 2005, 432 p.

[18] Solonina A., Ulakhovich D., Yakovlev L. Algoritmy i protsessory tsifrovoy obrabotki signalov [Algorithms and processors of digital signal processing]. St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2009, 464 p.

[19] Ushakov V.N. Akustoopticheskie protsessory korrelyatsionnogo tipa [Acousto-optic processors of correlation type]. Moscow: Radio Engineering, 2013, 184 p.

[20] Korneev V.V., Kiselev A.V. Sovremennye mikroprotsessory [Modern microprocessors]. St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2003, 440 p.Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 81

Authors’ information

Falin Alexey Evgenievich — Researcher, MNIIRIP, parke@mail.ru

Alekseev Viktor Valentinovich — First deputy Director, MNIIRIP, ekb_centr@mail.ru

Schepanov Andrei Nikolaevich — Head of Department, MNIIRIP, schipanov@mniirip.ru

Kiklevich Oleg Vladimirovich — Senior Researcher, MNIIRIP, parke@mail.ru

Kotov Yuriy Terentevich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), kotov46@inbox.ru

Znamenskaya Tat’yana Dmitrievna — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), tzn957@gmail.com

10

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ ОДНОКРАТНО ЗАПИСЫВАЕМОГО ОПТИЧЕСКОГО ДИСКА С ЗАПИСЬЮ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ В ДОЛГОВРЕМЕННОМ АРХИВЕ

82–87

УДК 004.085.3:004.052.34

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-82-87

А.В. Чернышов

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

sch-ru@yandex.ru

Рассмотрена задача точечной оценки значения параметра вероятности выхода из строя однократно записываемого оптического диска с записью при длительном архивном хранении по результатам натурных экспериментов. Выполнены точечные оценки значения вероятности выхода из строя для трех типов дисков — CD-R, DVD+-R, BD-R частично по опубликованным ранее результатам натурных экспериментов и по полученным результатам экспериментов, проведенных автором. Показано, что по имеющимся данным нет возможности получить оценку искомого параметра меньше 10–3, а фактически по результатам разных рассмотренных экспериментов значение параметра попадает в диапазон от 0,01 до 0,2.

Ключевые слова: долговременные электронные архивы информации, надежность хранения информации, оптические диски однократной записи, оценка вероятности потери информации, натурные эксперименты

Ссылка для цитирования: Чернышов А.В. Определение значения вероятности выхода из строя однократно записываемого оптического диска с записью в процессе хранения в долговременном архиве // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 82–87. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-82-87

Список литературы

[1] ГОСТ Р 54989-2012 / ISO TR 18492:2005 Обеспечение долговременной сохранности электронных документов. URL: http://docs.cntd.ru/document/

1200096286 (дата обращения: 15.11.2018)

[2] Робот-библиотекарь поселился в новом кампусе СПбГУ «Михайловская дача». URL: http://spbu.ru/smi/o-nas-pishut/24726-robot-bibliotekar-poselilsya-v-novom-kampuse-spbgu-mikhajlovskaya-dacha.html (дата обращения: 13.11.2015).

[3] Российские организации начинают строить электронные архивы на оптических дисках // Ассоциация электронных торговых площадок. URL: http://www.aetp.ru/market-news/item/400867. (дата обращения 13.11.2015).

[4] Устинов В. Хранение данных на CD- и DVD-дисках: на наш век хватит? // BROADCASTING: Телевидение и радиовещание, 2006. № 4. URL: http://www.broadcasting.ru/articles2/

Oborandteh/hranenie_dannyh_na_CD_DVD_diskah (дата обращения: 10.12.2018).

[5] ISO/IEC 10995:2011(E) Information technology – Digitally recorded media for information interchange and storage – Test method for the estimation of the archival lifetime of optical media. 28 pp. URL: https://www.iso.org/standard/56910.html (дата обращения: 10.12.2018)

[6] Bradley K. Risks Associated With the Use of Recordable CDs and DVDs as Reliable Storage Media in Archival Collections: Strategies and Alternatives. Paris: UNESCO, 2006. 31 p.

[7] Юмашева Ю.Ю. Методические рекомендации по электронному копированию архивных документов и управлению полученным информационным массивом. М.: Росархив. ВНИИДАД, 2012, 125 с.

[8] Рекомендации по комплектованию, учету и организации хранения электронных архивных документов в государственных и муниципальных архивах. М.: Росархив. ВНИИДАД, 2013, 49 с.

[9] Чернышов А.В. К вопросу о применении оптических дисков для создания долговременных электронных архивных хранилищ информации небольших организаций // Информационные технологии, 2016. Т. 22. № 8. С. 635–640.

[10] Чернышов А.В. Модель надежности хранения информации на современных библиотеках оптических дисков, объединенных в массивы RAID‑6 // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2017. № 3. С. 65–75.

DOI: 10.18698/0236-3933-2017-3-65-75

[11] Чернышов А.В. Метод повышения надежности хранения информации в долговременных электронных хранилищах на оптических дисках, организованных в массивы RAID‑6, за счет смешивания дисков запасных копий // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2017. № 4. С. 88–97.

DOI: 10.18698/0236-3933-2017-4-88-97

[12] Чернышов А.В. Исследование свойств долговременных электронных архивных хранилищ информации на оптических дисках, организованных в структуры RAID‑5 // Информационные технологии, 2018. Т. 24. № 9. С. 586–593. DOI: 10.17587/it.24.586-593

[13] Чернышов А.В. Постановка натурного эксперимента по определению вероятности выхода из строя дисков типа BD-R с записью в процессе хранения // Системный администратор, 2018. № 5 (186). С. 76–79.

[14] van Ooijen P.M.A., Viddeleer A.R., Meijer F., Oudkerk M. Accessibility of Data Backup on CD-R after 8 to 11 years //

J Digit Imaging, 2010, no. 23, pp. 95. DOI: 10.1007/s10278-008-9161-9.

[15] Пилипчук М.И., Балакирев А.Н., Дмитриева Л.В., Залаев Г.З. Рекомендации по обеспечению сохранности информации, записанной на оптических дисках (Тестирование выборочного массива документов федеральных архивов). М.: РГАНТД, 2011, 52 с.

[16] Чернышов А.В. Оценка вероятности выхода из строя оптического диска DVD-R с записью по результатам натурного эксперимента // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: сб. тр. XXVII Междунар. науч.-техн. конф. Алушта, 14–20 сентября 2018. Тамбов: ТГТУ, 2018. С. 272.

[17] Gold Archive DVD-R/+R. URL: http://www.mam-a-store.com/golddvd.html (дата обращения 03.03.2019).

[18] CD-R носители. URL: https://www.ixbt.com/storage/

cdr.shtml (дата обращения 03.03.2019).

[19] Verbatim: Технологии изготовления. URL: https://

www.verbatim.ru/ru/article/core-technologies/ (дата обращения 03.03.2019).

[20] Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1988. 480 с.

Сведения об авторе

Чернышов Александр Викторович — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), sch-ru@yandex.ru

EVALUATION OF SINGLE RECORDED OPTICAL DISC WITH RECORDING FAILURE PROBABILITY DURING STORAGE IN A LONG-TERM ARCHIVE

A.V. Chernyshov

BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

sch-ru@yandex.ru

The issue of a dotted estimate of the probability failure parameter of a write-once optical disc with recording during long-term archival storage based on the results of field experiments is considered. Dotted estimates of the probability of failure for three types of discs CD-R, DVD + -R, BD-R were made partially based on previously published results of field experiments and on the results of experiments conducted by the author. It is shown that, according to the available data, it is not possible to obtain an estimate of the desired parameter less than10–3, but in fact, according to the results of the various experiments examined the parameter falls into the range from 0,01 to 0,2.

Keywords: long-term electronic archives of information, reliability of information storage, optical discs of single recording, evaluation of the probability of loss of information, natural experiments

Suggested citation: Chernyshov A.V. Opredelenie znacheniya veroyatnosti vykhoda iz stroya odnokratno zapisyvaemogo opticheskogo diska s zapis’yu v protsesse khraneniya v dolgovremennom arkhive [Evaluation of single recorded optical disc with recording failure probability during storage in a long-term archive]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 82–87. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-82-87

References

[1] GOST R 54989–2012 / ISO TR 18492:2005 Obespechenie dolgovremennoy sokhrannosti elektronnykh dokumentov [GOST R 54989–2012 / ISO TR 18492:2005. Ensuring long-term preservation of electronic records] Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200096286 (accessed 15.11.2018).

[2] Robot-bibliotekar’ poselilsya v novom kampuse SPbGU «Mikhaylovskaya dacha». [Robot librarian settled in the new campus of SPSU «Mikhailovskaya dacha»]. Available at: http://spbu.ru/smi/o-nas-pishut/

24726-robot-bibliotekar-poselilsya-v-novom-kampuse-spbgu-mikhajlovskaya-dacha.html (accessed 13.11.2015).

[3] Rossiyskie organizatsii nachinayut stroit’ elektronnye arkhivy na opticheskikh diskakh. [Russian organizations are beginning to build electronic archives on optical discs.] Association of electronic trading platforms. Available at: http://www.aetp.ru/market-news/item/400867 (accessed 13.11.2015).

[4] Ustinov V. Khranenie dannykh na CD- i DVD-diskakh: na nash vek khvatit? [Data storage on CD and DVD: on our century will suffice?]. BROADCASTING: Televidenie i radioveshhanie. [Television and broadcasting], 2006, no. 4. Available at: http://www.broadcasting.ru/articles2/Oborandteh/hranenie_dannyh_na_CD_DVD_diskah (accessed 10.12.2018).

[5] ISO/IEC 10995:2011(E) Information technology — Digitally recorded media for information interchange and storage — Test method for the estimation of the archival lifetime of optical media. 28 pp. Available at: https://www.iso.org/standard/

56910.html (access date: 10.12.2018).

[6] Bradley K. Risks Associated Collectives: Strategies and Alternatives. Paris: UNESCO, 2006, 31 p.

[7] Yumasheva Yu.Yu. Metodicheskie rekomendatsii po elektronnomu kopirovaniyu arkhivnykh dokumentov i upravleniyu poluchennym informatsionnym massivom [Guidelines for electronic copying of archival documents and management of the resulting information array]. Мoscow: Rosarhiv. VNIIDAD, 2012, 125 p.

[8] Rekomendatsii po komplektovaniyu, uchetu i organizatsii khraneniya elektronnykh arkhivnykh dokumentov v gosudarstvennykh i munitsipal’nykh arkhivakh [Recommendations on acquisition, accounting and organization of storage of electronic archival documents in state and municipal archives]. Мoscow: Rosarhiv. VNIIDAD, 2013, 49 p.

[9] Chernyshov A.V. K voprosu o primenenii opticheskikh diskov dlya sozdaniya dolgovremennykh elektronnykh arkhivnykh khranilishch informatsii nebol’shikh organizatsiy [To the question of the optical discs application for long term digital archive storage of small organizations.] Informacionnye tehnologii [Information Technologies], 2016, v. 22, no. 8, pp. 635–640.

[10] Chernyshov A.V. Model’ nadezhnosti khraneniya informatsii na sovremennykh bibliotekakh opticheskikh diskov, ob’edinennykh v massivy RAID 6 [Model of reliability of information storage on modern libraries of optical disks combined in RAID 6 arrays] Vestnik MGTU im. N. E. Baumana. Ser. Priborostroenie, 2017, no. 3, pp. 65–75. DOI: 10.18698/0236-3933-2017-3-65-75

[11] Chernyshov A.V. Metod povysheniya nadezhnosti khraneniya informatsii v dolgovremennykh elektronnykh khranilishchakh na opticheskikh diskakh, organizovannykh v massivy RAID 6, za schet smeshivaniya diskov zapasnykh kopiy [The method of increasing the reliability of information storage in long-term electronic storages on optical disks organized in RAID 6 arrays by mixing backup disks]. Vestnik MGTU im. N. E. Baumana. Ser. Priborostroenie, 2017, no. 4, pp. 88–97. DOI: 10.18698/0236-3933-2017-4-88-97

[12] Chernyshov A.V. Issledovanie svoystv dolgovremennykh elektronnykh arkhivnykh khranilishch informatsii na opticheskikh diskakh, organizovannykh v struktury RAID-5. [The study of the properties of long-term electronic archival information storage on optical disks organized into a structure of RAID-5.] Informacionnye tehnologii [Information Technologies], 2018, v. 24, no. 9, pp. 586–593. DOI: 10.17587/it.24.586-593

[13] Chernyshov A.V. Postanovka naturnogo eksperimenta po opredeleniyu veroyatnosti vykhoda iz stroya diskov tipa BD-R s zapis’yu v protsesse khraneniya. [Production of natural experiment of determining the probability of failure of BD-R recorded discs during storage] Sistemnyy administrator [System administrator] 2018, no. 5 (186), pp. 76–79.

[14] van Ooijen P.M.A., Viddeleer A.R., Meijer F., Oudkerk M. Accessibility of Data Backup on CD-R after 8 to 11 years. J Digit Imaging, 2010, no. 23, pp. 95. DOI: 10.1007/s10278-008-9161-9Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 87

 [15] Pilipchuk M.I., Balakirev A.N., Dmitrieva L.V., Zalaev G.Z. Rekomendatsii po obespecheniyu sokhrannosti informatsii, zapisannoy na opticheskikh diskakh (Testirovanie vyborochnogo massiva dokumentov federal’nykh arkhivov) [Recommendations to ensure the safety of information recorded on optical discs (Testing of a sample array of Federal archives documents)]. Moscow: RGANDT, 2011, 52 p.

[16] Chernyshov A.V. Otsenka veroyatnosti vykhoda iz stroya opticheskogo diska DVD-R s zapis’yu po rezul’tatam naturnogo eksperimenta [Evaluation of the probability of failure of the optical disc DVD-R with recording on the results of full-scale experiment] Sovremennye tekhnologii v zadachakh upravleniya, avtomatiki i obrabotki informatsii: Sbornik trudov XXVII Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Modern technologies in control, automation and information processing: proceedings of the XXVII International scientific and technical conference]. Alushta, September 14–20 2018. Tambov: TSTU, 2018, p. 272.

[17] Gold Archive DVD-R / + R. URL: http://www.mam-a-store.com/golddvd.html (accessed 03.03.2019).

[18] CD-R nositeli [CD-R discs]. Available at: https://www.ixbt.com/storage/cdr.shtml (accessed 03.03.2019).

[19] Verbatim: Tekhnologii izgotovleniya [Verbatim: Manufacturing techniques]. Available at: https://www.verbatim.ru/ru/article/core-technologies/ (accessed 03.03.2019).

[20] Venttsel’ E. S., Ovcharov L. A. Teoriya veroyatnostey i ee inzhenernye prilozheniya[Theory of Probability and its Engineering Applications]. Moscow: Nauka [Science], 1988, 480 p.

Author’s information

Chernyshov Aleksandr Viktorovich — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), sch-ru@yandex.ru

11

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИЛЬНОГО СЛЕДЯЩЕГО АНСЦЕНТНОГО ФИЛЬТРА КАЛМАНА С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕЧЕТКОЙ МОДЕЛИ

88–97

УДК 681.5:681.3

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-88-97

Н.П. Деменков, Чан Динь Минь

МГТУ им. Н.Э. Баумана, 107005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1

dnp@bmstu.ru

Для обеспечения лучшей гладкости оценки состояния в сильном следящем фильтре Калмана предлагается ввести субоптимальный коэффициент затухания, в котором задействован коэффициент смягчения, а для повышения устойчивости фильтра Калмана к неопределенности модели процесса в сильный следящий ансцентный фильтр Калмана, разработанный на основе комбинации ансцентного фильтра Калмана и сильного следящего фильтра Калмана, добавить фактор смягчения. Представлена зависимость матрицы субоптимального коэффициента затухания от трех параметров: априорного коэффициента, коэффициента забывания и коэффициента смягчения. Охарактеризован добавленный фактор cмягчения, используемый для улучшения гладкости оценки состояния: чем он больше, тем точнее оценка, а чем меньше значение, тем выше способность отслеживания. В традиционном сильном следящем ансцентном фильтре Калмана коэффициент cмягчения определен эмпирически и включен в весь процесс фильтрации, что приводит к потере точности во временных сегментах определения модели процесса. Рекомендуется вариант применения нечеткой модели Такаги — Сугено для настройки в режиме реального времени коэффициента смягчения при изменении динамики объекта. В результате сравнительного анализа точности исследуемых фильтров применительно к нелинейной модели установлено, что фильтр с нечеткой логической адаптивной системой обладает хорошей гладкостью оценки и наибольшей точностью.

Ключевые слова: сильный следящий ансцентный фильтр Калмана, субоптимальный коэффициент затухания, коэффициент смягчения, нечеткий фильтр, T — S-модель

Ссылка для цитирования: Деменков Н.П., Чан Минь Динь. Оценка эффективности сильного следящего ансцентного фильтра Калмана с применением нечеткой модели // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 88–97. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-88-97

Список литературы

[1] Куликов Р.С. Сравнение точностей нелинейной фильтрации в расширенном фильтре Калмана и в ансцентном фильтре // Радиотехника, 2016. № 9. С. 135–140.

[2] Кудрявцева И.A. Анализ эффективности расширенного фильтра Калмана, сигма-точечного фильтра Калмана и сигма-точечного фильтра частиц // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, 2016. № 224 (2). С. 43–51.

[3] Дмитриев С.П., Степанов О.А., Шепель С.В. Применение методов нелинейной фильтрации в калибровке ИНС // IEEE Труды. Аэрокосмические и электронные системы, 1997. Вып. 33 (1). С. 260–271.

[4] Дегтярев А.А., Тайль Ш. Элементы теории адаптивного фильтра Калмана. М.: Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, 2003. 35 с.

[5] Sage A.P., Melse J.L. Estimation theory with application to communication and control. N.Y.: McGraw-Hill, 1972. 496 p.

[6] Merwe R.V.D. Sigma-point Kalman filters for probabilistic inference in dynamic state-space models. Ph.D thesis, OGI school of science & engineering at Oregon Health & Science Uni, 2004.

[7] Julier S.J., Uhlmann J.K. Unscented filtering and nonlinear estimation // Proc. оf IEEE, 2004, v. 3, pp. 401–422.

[8] Sudheesh P., Jayakumar M. Nonlinear tracking using unscented // Advances in Intelligent Systems and Computing, 2018, v. 678, pp. 38–46.

[9] Zhang Z., Zhang J. A strong tracking nonlinear robust filter for eye tracking // J. Control Theory Appl, 2010, v. 8(4), pp. 503–508.

[10] Zhou H., Frank P. M. Strong tracking filtering of nonlinear time-varying stochastic systems with coloured noise //Application to parameter estimation and empirical robustness analysis, International Journal of Control, 1996, v. 65 (2), pp. 295–307.

[11] Feng Y., Li X., Zhang X. An Adaptive Compensation Algorithm for Temperature Drift of Micro-Electro-Mechanical Systems Gyroscopes Using a Strong Tracking Kalman Filter // Sensors, 2015, v. 15, pp. 11222–11238.

[12] Narasimhappa1 M., Sabat S.L., Nayak J. Adaptive sampling strong tracking scaled unscented Kalman filter for denoising the fibre optic gyroscope drift signal // IET Science, Measurement & Technology, 2015, v. 9, iss. 3, pp. 241–249.

[13] Jwo D.J., Lai S.Y. Navigation integration using the fuzzy strong tracking unscented Kalman // Journal of Navigation, 2009, v. 62, pp. 303–322.

[14] Деменков Н.П. Нечеткое управление в технических системах. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 200 с.

[15] Takagi T., Sugeno M. Fuzzy identification of systems and its applications to modeling and control // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 1985, v. 15(1), pp. 116–132.

[16] Barragán, A.J., Al-Hadithi, B.M., Jiménez, A., Andújar, J.M. A general methodology for online TS fuzzy modeling by the extended Kalman filter // Applied Soft Computing, 2014, v. 18, pp. 277–289.

[17] Jwo D.J., Wang S.H. Adaptive fuzzy strong tracking extended Kalman filtering for GPS navigation // IEEE Sensors, 2007, v. 7(5–6), pp. 778–789.

[18] Arghavani N., Almobaied M., Guzelkaya M., Eksin I. On-line rule weighting for PID-type fuzzy logic controllers using extended Kalman filter // IFAC-Papers OnLine, 2017, v. 50, iss. 1, pp. 6946–6951.

[19] Sasiadek J.Z., Wang Q., Zeremba M.B. Fuzzy adaptive Kalman filtering for INS/GPS data fusion // Proc. 15th IEEE Int. Symp. on Intelligent Control, Rio, Patras, Greece, 2000, pp. 181–186.

[20] Chien-Hao Tseng, Chih-Wen Chang and Dah-Jing Jwo. Fuzzy adaptive interacting multiple model nonlinear filter for integrated navigation sensor fusion // Sensors, 2011, v. 11, pp. 2090–2111.

[21] Пигат А. Нечеткое моделирование и управление. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. 798 с.

Сведения об авторах

Деменков Николай Петрович — канд. техн. наук, доцент кафедры систем автоматического управления МГТУ им. Н.Э. Баумана, dnp@bmstu.ru.

Чан Динь Минь — аспирант кафедры систем автоматического управления МГТУ им. Н.Э. Баумана, ruxi.tran@gmail.com.

ESTIMATE OF STRONG TRACKING UNSCENTED KALMAN FILTER EFFICIENCY USING A FUZZY MODEL

N.P. Demenkov, Chan Din’ Min’

BMSТU, 5, 2nd Baumanskaya st., 107005, Moscow, Russia

dnp@bmstu.ru

Unscented Kalman Filter (UKF) using a set of sigma points by means of deterministic sampling, makes it possible to avoid errors caused by linearization, as in the traditional Extended Kalman filter (EKF). However, like the EFK filter, the UKF filter is sensitive to the uncertainty of the system model. In the presence of model uncertainty, the input data cannot reflect the real model and filtering will deteriorate or even diverge. In a Strong Tracking Kalman Filter (STKF), in order to provide better smoothness of state estimation, a suboptimal fading factor is introduced, in which the softening coefficient is used. In Strong Tracking Unscented Kalman Filter (STUKF), developed based on the combination of the UKF and STKF, to increase the stability of the UKF, the softening factor used in the STKF on the UKF is directly added to the uncertainty of the process model. The key parameter in the STUKF is the matrix of the suboptimal fading factor, which depends on three parameters: a priori coefficient; forgetting coefficient and softening factor. The softening factor is used to improve the smoothness of the state assessment. The larger it is, the better the accuracy of the estimate, and the lower the value, the higher the tracking ability. In the traditional STUKF, the softening coefficient is determined empirically and is included in the entire filtering process, which leads to a loss of accuracy in the time segments in which the process model is defined. In this paper, we consider the option of applying the Takagi — Sugeno fuzzy model (T — S-model) to adjust the online softening coefficient when the object dynamics changes. As a result of a comparative analysis of the accuracy of the studied filters to the nonlinear model, it was found that the STUKF using a fuzzy logical adaptive system has a good smoothness of evaluation and the greatest accuracy.

Keywords: strong tracking unscented Kalman filter, suboptimal fading factor, softening coefficient, fuzzy filter, T — S-model

Suggested citation: Demenkov N.P., Chan Din’ Min’ Otsenka effektivnosti sil’nogo sledyashchego anstsentnogo fil’tra Kalmana s primeneniem nechetkoy modeli [Estimate of strong tracking unscented Kalman Filter efficiency using a fuzzy model]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 88–97. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-88-97

References

[1] Kulikov R.S. Sravnenie tochnostey nelineynoy fil’tratsii v rasshirennom fil’tre Kalmana i v anstsentnom fil’tre [Comparison of the accuracy of nonlinear filtering in the expanded Kalman filter and in the extension filter] Radiotekhnika, 2016, no. 9, pp. 135–140.

[2] Kudryavtseva I.A. Analiz effektivnosti rasshirennogo fil’tra Kalmana, sigma-tochechnogo fil’tra Kalmana i sigma-tochechnogo fil’tra chastits [Analysis of the effectiveness of the extended Kalman filter, Kalman sigma point filter and sigma point particle filter] Nauchnyy vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta grazhdanskoy aviatsii [Scientific Herald of the Moscow State Technical University of Civil Aviation], 2016, no. 224 (2), pp. 43–51.

[3] Dmitriev S.P., Stepanov O.A., Shepel’ S.V. Primenenie metodov nelineynoy fil’tratsii v kalibrovke INS [Application of nonlinear filtering methods in INS calibration] IEEE Proc. Aerospace and electronic systems, 1997, v. 33 (1), pp. 260–271.

[4] Degtyarev A.A., Tayl S. Elements of the theory of the adaptive Kalman filter. M .: Institute of Applied Mathematics. Mv Keldysh RAS, 2003. 35 p.

[5] Sage A.P., Melse J.L. Estimation theory with application to communication and control. N.Y.: McGraw-Hill, 1972. 496 p.

[6] Merwe R.V.D. Sigma-point Kalman filters for probabilistic inference in dynamic state-space models. Ph.D thesis, OGI school of science & engineering at Oregon Health & Science Uni, 2004.

[7] Julier S.J., Uhlmann J.K. Unscented filtering and nonlinear estimation // Proc. оf IEEE, 2004, v. 3, pp. 401–422.

[8] Sudheesh P., Jayakumar M. Nonlinear tracking using unscented // Advances in Intelligent Systems and Computing, 2018, v. 678, pp. 38–46.

[9] Zhang Z., Zhang J. A strong tracking nonlinear robust filter for eye tracking // J. Control Theory Appl, 2010, v. 8(4), pp. 503–508.

[10] Zhou H., Frank P. M. Strong tracking filtering of nonlinear time-varying stochastic systems with coloured noise //Application to parameter estimation and empirical robustness analysis, International Journal of Control, 1996, v. 65 (2), pp. 295–307.

[11] Feng Y., Li X., Zhang X. An Adaptive Compensation Algorithm for Temperature Drift of Micro-Electro-Mechanical Systems Gyroscopes Using a Strong Tracking Kalman Filter // Sensors, 2015, v. 15, pp. 11222–11238.

[12] Narasimhappa1 M., Sabat S.L., Nayak J. Adaptive sampling strong tracking scaled unscented Kalman filter for denoising the fibre optic gyroscope drift signal // IET Science, Measurement & Technology, 2015, v. 9, iss. 3, pp. 241–249.

[13] Jwo D.J., Lai S.Y. Navigation integration using the fuzzy strong tracking unscented Kalman // Journal of Navigation, 2009, v. 62, pp. 303–322.

[14] Degtyarev A.A., Tayl’ Sh. Elementy teorii adaptivnogo fil’tra Kalmana [Fuzzy control in technical systems]. Moscow: ВMSTU, 2005, 200 p.

[15] Takagi T., Sugeno M. Fuzzy identification of systems and its applications to modeling and control // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 1985, v. 15(1), pp. 116–132.

[16] Barragán, A.J., Al-Hadithi, B.M., Jiménez, A., Andújar, J.M. A general methodology for online TS fuzzy modeling by the extended Kalman filter // Applied Soft Computing, 2014, v. 18, pp. 277–289.

[17] Jwo D.J., Wang S.H. Adaptive fuzzy strong tracking extended Kalman filtering for GPS navigation // IEEE Sensors, 2007, v. 7(5–6), pp. 778–789.

[18] Arghavani N., Almobaied M., Guzelkaya M., Eksin I. On-line rule weighting for PID-type fuzzy logic controllers using extended Kalman filter // IFAC-Papers OnLine, 2017, v. 50, iss. 1, pp. 6946–6951.

[19] Sasiadek J.Z., Wang Q., Zeremba M.B. Fuzzy adaptive Kalman filtering for INS/GPS data fusion // Proc. 15th IEEE Int. Symp. on Intelligent Control, Rio, Patras, Greece, 2000, pp. 181–186.

[20] Chien-Hao Tseng, Chih-Wen Chang and Dah-Jing Jwo. Fuzzy adaptive interacting multiple model nonlinear filter for integrated navigation sensor fusion // Sensors, 2011, v. 11, pp. 2090–2111.

[21] Pigat A. Nechetkoe modelirovanie i upravlenie [Fuzzy modeling and control]. Moscow: BINOM. Laboratoriya znaniy, 2013, 798 p.

Authors’ information

Demenkov Nikolay Petrovich — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of the Department of Control System BMSTU, dnp@bmstu.ru

Chan Din’ Min’ — Pg., Department of Control System BMSTU, ruxi.tran@gmail.com.

12

ЗАДАЧА НАЗНАЧЕНИЯ ПРИОРИТЕТОВ ЗАПРОСОВ НА ПРОВЕДЕНИЕ СЕАНСОВ СВЯЗИ С КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ

98–105

УДК 629.78

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-98-105

Е.П. Сохранный

ФГУП ЦНИИмаш, 141070, Московская область, г. Королев, ул. Пионерская, д. 4

sep@mcc.rsa.ru

Для разрешения конфликтных ситуаций предлагается использование приоритетов запросов на проведение сеансов связи с космическим аппаратом. Поскольку численные соотношения между характеристиками факторов, влияющими на разрешение конфликтных ситуаций, и значениями приоритетов запросов отсутствуют, рекомендуется поэтапная заблаговременная подготовка исходных данных для решения задачи назначения приоритетов. Рассматриваются иерархическая структура факторов (данных), влияющих на разрешение конфликтных ситуаций, матрицы отношений, формируемые по результатам экспертного опроса, и матрицы сравнений элементов иерархической структуры, формируемые на основании матриц отношений. Разработана схема формирования значений элементов матрицы сравнений. Представлена полученная возможность формализации и автоматизации последующих этапов решения задачи, на которых рассчитываются значения весовых коэффициентов элементов иерархической структуры и значения приоритетов запросов. Показано, что использование численных значений приоритетов запросов, обеспечение требуемых показателей качества экспертной группы и согласованности экспертных оценок позволяют повысить оперативность принятия и обосновать решения по разрешению конфликтных ситуаций.

Ключевые слова: космический аппарат, конфликтная ситуация, иерархическая структура, приоритет запроса

Ссылка для цитирования: Сохранный Е.П. Задача назначения приоритетов запросов на проведение сеансов связи с космическими аппаратами // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 98–105. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-98-105

Список литературы

[1] Вороновский В.В., Дудко А.Н., Матюшин М.М., Сохранный Е.П., Усиков С.Б., Сохранная А.Е. Задача назначения приоритетов запросов на проведение сеансов связи с космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения. Формирование иерархической структуры исходных данных // Космонавтика и ракетостроение, 2018. Вып. 1 (100). С. 89–99.

[2] Кучеров Б.А. Программа ведения базы данных по состоянию средств наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения и измерений v.2.0.: Патент № 2015610757. Дата регистрации: 16.01.2015. Номер заявки: 2014661671. Дата подачи заявки: 18.11.2014. Правообладатели: ФГУП ЦНИИмаш.

[3] Литвиненко А.О. Программный комплекс автоматизированного планирования задействования средств наземного автоматизированного комплекса управления // Тр. МАИ, 2016. № 86. С. 15.

[4] Лазарев А.А. Алгоритмы в теории расписаний, основанные на необходимых условиях оптимальности // Исследования по прикладной математике, 1984. Вып. 10. С. 102–110.

[5] Гурин Л.С., Дымарский Я.С., Меркулов А.Д. Задачи и методы оптимального распределения ресурсов. М.: Советское радио, 1968. 463 с.

[6] Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и приложение. М.: Мир, 1965. 302 с.

[7] Дудко А.Н., Кучеров Б.А., Литвиненко А.О., Сохранный Е.П. Метод планирования бесконфликтного задействования наземных технических средств при обеспечении управления группировкой космических аппаратов // Космонавтика и ракетостроение, 2014. № 1(74). С. 155–163.

[8] Дудко А.Н., Кучеров Б.А., Литвиненко А.О., Овечко В.М., Паздников В.Ю., Сохранный Е.П. Способ разрешения конфликтных ситуаций при управлении полетами космических аппаратов. Патент РФ № 2566171. Правообладатели: ФГУП ЦНИИмаш. URL: https://patentdb.ru/patent/2566171 (дата обращения 18.12.2018).

[9] Алексахина А А., Дудко А.Н., Кучеров Б.А., Литвиненко А.О., Хроменков А.С. Метод превентивного разрешения конфликтных ситуаций при планировании задействования средств управления космическими аппаратами // Космонавтика и ракетостроение, 2017. № 2(95). С. 46–54.

[10] Поливников В.М. Распределение наземных средств управления космическими аппаратами методом последовательного исключения конфликтных ситуаций // VII науч.-техн. конф. Центра управления полетами, г. Королев, ЦНИИмаш, 4–7 апреля 2017. Королев: ЦНИИмаш, 2017. С. 292–296.

[11] Менеджмент качества на современном предприятии / под ред. А.В. Владимирцева. СПб.: Ассоциация по сертификации «Русский Регистр», 2003. 422 с.

[12] Марцынковский Д.А., Владимирцев А.В., Марцынковский О.А. Руководство по риск-менеджменту. С.Пб.: Береста, 2007. 330 с.

[13] Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993. 278 c.

[14] Кацман В.Е.. Косорукова И.В., Родин А.Ю., Харитонов С.В. Основы оценочной деятельности. М.: Университет «Синергия», 2012, 336 с.

Сведения об авторе

Сохранный Евгений Петрович — и. о. начальника лаборатории ФГУП ЦНИИмаш, sep@mcc.rsa.ru

ISSUE OF APPOINTING PRIORITIES FOR REQUESTS TO CARRY OUT COMMUNICATION SESSIONS WITH SPACECRAFTS

Е.P. Sokhranniy

Central Research Institute for Machine Building (TSNIIMASH), 4, Pionerskaya st., 141005, Korolyov, Moscow reg., Russia

sep@mcc.rsa.ru.

To resolve conflicts, it is proposed to use the priorities of requests for conducting communication sessions with the spacecraft. Since there are no numerical relationships between the characteristics of factors affecting the solution of conflict situations and the priority values of requests, a phased early preparation of the initial data for solving the priority assignment problem is recommended. The hierarchical structure of factors (data) affecting the resolution of conflict situations, the matrix of relations formed by the results of an expert survey, and the matrix of comparisons of elements of the hierarchical structure formed on the basis of the matrix of relations are considered. A scheme has been developed for the formation of values of the elements of the comparison matrix. The obtained opportunity is presented to formalize and automate the subsequent stages of solving the problem, on which the values of the weight coefficients of the elements of the hierarchical structure and the values of the priorities of the queries are calculated. It is shown that the use of numerical values of query priorities, providing the required quality indicators of the expert group and the consistency of expert assessments can improve the efficiency of adoption and substantiate decisions to resolve conflict situations.

Keywords: spacecraft, conflicting situation, hierarchical structure, request priority

Suggested citation: Sokhranniy Е.P. Zadacha naznacheniya prioritetov zaprosov na provedenie seansov svyazi s kosmicheskimi apparatami [Issue of appointing priorities for requests to carry out communication sessions with spacecrafts]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 98–105. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-98-105

Reference

[1] Voronovskiy V.V., Dudko A.N., Matyushin M.M., Sokhrannyy E.P., Usikov S.B., Sokhrannaya A.E. Zadacha naznacheniya prioritetov zaprosov na provedenie seansov svyazi s kosmicheskimi apparatami nauchnogo i sotsial’no-ekonomicheskogo naznacheniya. Formirovanie ierarkhicheskoy struktury iskhodnykh dannykh [The Task on Prioritizing Requests for Communication Sessions with Scientific and Social-Economic Spacecraft. Generation of Source Data Hierarchical Structure]. Kosmonavtika i raketostroenie [Cosmonautics and Rocket Engineering], 2018, v. 1 (100), pp. 89–99.

[2] Kucherov B.A. Kucherov B.A. Programma vedeniya bazy dannykh po sostoyaniyu sredstv nazemnogo avtomatizirovannogo kompleksa upravleniya kosmicheskimi apparatami nauchnogo i sotsial’no-ekonomicheskogo naznacheniya i izmereniy v.2.0. [Database Management SW for Status Control of Ground-Based Computer-Aided Complex Equipment Designed for Control of Scientific and Social-Economic Spacecraft and Measurements V. 2.0] Patent № 2015610757. Data registratsii: 16.01.2015. Nomer zayavki: 2014661671. Data podachi zayavki: 18.11.2014. Pravoobladateli: FGUP TsNIImash.

[3] Kucherov B.A., Sokhranniy E.P., Drozdova E.V., Romanyugin D.V. Svidetel’stvo o gosudarstvennoj registraczii programmy dlya EVM № 2010611191. Programmny kompleks operativnogo planirovaniya zadejstvovaniya sredstv nazemnogo avtomatizirovannogo kompleksa upravleniya kosmicheskim apparatami nauchnogo i soczial’no-konomicheskogo naznacheniya i izmerenij [Certificate for State Registration of PC SW No. 2010611191. SW Complex for Timely Planning Operation of Ground-Based Computer-Aided Complex Designed for Control of Scientific and Social-Economic Spacecraft and Measurements], 2010.

[4] Litvinenko A.O. Programmnyy kompleks avtomatizirovannogo planirovaniya zadeystvovaniya sredstv nazemnogo avtomatizirovannogo kompleksa upravleniya [Software complex for automated planning of the use of ground-based automated control complex]. Trudy MAI, 2016, no. 86, p. 15.

[5] Gurin L.S., Dymarskiy Ya.S., Merkulov A.D. Zadachi i metody optimal’nogo raspredeleniya resursov [Optimum Resources Allocation Tasks and Technique]. Moscow: Sovetskoe radio [Publication of Sovetskoye Radio Publ.], 1968, 463 p.

[6] Kofman A., Kryuon R. Massovoe obsluzhivanie. Teoriya i prilozhenie [Queuing Theory, Theory and Applications]. Moscow: Mir, 1965, 302 p.

[7] Dudko A.N., Kucherov B.A., Litvinenko A.O., Sokhrannyy E.P. Metod planirovaniya beskonfliktnogo zadeystvovaniya nazemnykh tekhnicheskikh sredstv pri obespechenii upravleniya gruppirovkoy kosmicheskikh apparatov [Planning Technique for Conflict-Free Use of Ground-Based Equipment Designed for Spacecraft Constellation Control]. Kosmonavtika i raketostroenie [Publication «Cosmonautics and Rocket Engineering»], 2014, v. 1 (74), pp 155–163.

[8] Dudko A.N., Kucherov B.A., Litvinenko A.O., Ovechko V.M., Pazdnikov V.Yu., Sokhrannyy E.P. Sposob razresheniya konfliktnykh situatsiy pri upravlenii poletami kosmicheskikh apparatov. [Conflicting Situations Resolution Method Used in Spacecraft Mission Control Applications], Pat. Russian Federation no. 2566171. Patent RF № 2566171. Pravoobladateli: FGUP TsNIImash. Available at: https://patentdb.ru/patent/2566171 (accessed 18.12.2018).Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 105

 [9] Aleksakhina A A., Dudko A.N., Kucherov B.A., Litvinenko A.O., Khromenkov A.S. Metod preventivnogo razresheniya konfliktnykh situatsiy pri planirovanii zadeystvovaniya sredstv upravleniya kosmicheskimi apparatami [Method for Preventive Resolution of Conflicting Situations when Planning the Use of Spacecraft Control Equipment]. Kosmonavtika i raketostroenie [Publication «Cosmonautics and Rocket Engineering»], 2017, v. 2 (95), pp 46–54.

[10] Polivnikov V.M. Raspredelenie nazemnykh sredstv upravleniya kosmicheskimi apparatami metodom posledovatel’nogo isklyucheniya konfliktnykh situatsiy [Allocation of Ground-Based Equipment for Spacecraft Control Using the Method of Sequential Exclusion of Conflicting Situations]. VII nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya Tsentra upravleniya poletami, [The 7th Mission Control Center Science and Technology Conference TsNIImash]. Korolev, TsNIImash, 4–7 aprelya 2017. Korolev: TsNIImash, 2017, pp. 292–296.

[11] Menedzhment kachestva na sovremennom predpriyatii [Modern Enterprise Quality Management]. Ed. A.V. Vladimirtsev. Saint Petersburg: Izdanie Assocziaczii po sertifikaczii «Russkiy Registr» [Saint Petersburg, Publ. of Russkiy Registr Certification Association], 2003, 422 p.

[12] Martsynkovskiy D.A., Vladimirtsev A.V., Martsynkovskiy O.A. Rukovodstvo po risk-menedzhmentu [Risk Management Guidance]. Sankt-Peterburg: Beresta, 2007, 330 p.

[13] Saati T. Prinyatie resheniy. Metod analiza ierarkhiy [Decision Making. Hierarchy Analysis Method]. Moscow: Radio i svyaz’, 1993, 278 p.

[14] Katsman V.E.. Kosorukova I.V., Rodin A.Yu., Kharitonov S.V. Osnovy otsenochnoy deyatel’nosti [Valuation Activities Baselines]. Moscow: University «Sinergiya», 2012, 336 p.

Author’s information

Sokhranniy Evgeniy Petrovich — Deputy Head of Laboratory FGUP TSNIIMASH, sep@mcc.rsa.ru

13

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО ИЗУЧЕНИЮ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

106–111

УДК 004.855.5

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-106-111

Е.В. Санников¹, А.С. Несмелова², К.С. Несмелова³, Д.А. Герасименко³

¹Хакасский государственный университет имени Н.Ф. Катанова, 655000, Республика Хакасия, г. Абакан, ул. Ленина, д. 90

²ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева, 141070, Московская обл., г. Королев, ул. Ленина, д. 4а

3МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, г. Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1

sannikoov@yandex.ru

Рассмотрены возможности искусственного интеллекта на примере работы простейших нейронных сетей и подходы к его изучению во время обучения студентов. Разработан и внедрен в учебный процесс комплекс лабораторных и практических работ по изучению нейронных сетей на основе проектирования и реализации интерфейса однослойной нейронной сети методами объектно-ориентированного программирования. Создана простейшая нейросеть, позволяющая распознавать и классифицировать монохромные изображения. В качестве модели нейрона представлена известная модель простого процессорного элемента. Приведена математическая модель нейронной сети, в виде компьютерной модели, в которой применяется метод Хебба. Обучение нейронов реализовано с помощью применения алгоритма расчета весовых коэффициентов. На основе данной модели на языке C++ в среде Builder C++ разработано учебное приложение «Neural nets are easy», позволяющее успешно решать задачи распознавания монохромных изображений. Создание и внедрение в учебный процесс предлагаемого курса лабораторных и практических работ позволит студентам детально разобраться в строении нейронных сетей, принципе их создания и работы, а также существенно повысить свой багаж знаний в области прикладного искусственного интеллекта.

Ключевые слова: нейронные сети, искусственный интеллект, комплекс лабораторных работ

Ссылка для цитирования: Санников Е.В., Несмелова А.С., Несмелова К.С., Герасименко Д.А. Разработка комплекса лабораторных и практических работ по изучению нейронных сетей // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 106–111. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-106-111

Список литературы

[1] Мак-Каллок У.С., Питтс В. Логическое исчисление идей, относящихся к нервной активности // Автоматы / под ред. К.Э. Шеннона, Дж. Маккарти. М.: Изд-во иностр. лит., 1956. С. 363–384.

[2] Нейронные сети: история развития теории. Серия «Нейрокомпьютеры и их применения». Кн. 5 / под ред. А.И. Галушкина, Я.З. Цыпкина. М.: ИПРЖР, 2001. С. 840.

[3] Хайкин С. Нейронные сети: полный курс = Neural Networks: A Comprehensive Foundation. 2-е изд. М.: Вильямс, 2006. 1104 с.

[4] Гудфеллоу Я., Бенджио И., Курвилль А. Глубокое обучение = Deep Learning. М.: ДМК-Пресс, 2017. 652 с.

[5] Абрамов Н.С., Заднепровский В.Ф., Талалаев А.А., Фраленко А.П. Применение искусственных нейронных сетей в задачах контроля и диагностики подсистем космических аппаратов // Современные проблемы науки и образования, 2014, № 3. С. 62.

[6] Исматова Х.Р. Нейронная экспертная система для анализа и картирования процессов засорения почв по данным дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2006. Т. 3. № 2. С. 320–329.

[7] Игнатьев Д.И. Применение искусственных нейронных сетей для моделирования нестационарных аэродинамических характеристик // Вестник московского авиационного института, 2010. Т. 17. № 6. С. 1.

[8] Хлопков Ю.И., Дорофеев Е.А., Зея Мьо, Полякова М.С., Хлопков А.Ю., Агаева Илаха. Разработка нейронных сетей для расчета аэродинамических характеристик высокоскоростных летательных аппаратов // Фундаментальные исследования, 2013, № 11–9. С. 1834–1840.

[9] Гамбарова Е.М. Применение нейронных сетей для распознавания пространственных данных на космических снимках IKONOS // Информация и космос, 2007, № 4. С. 83–91.

[10] Дмитриенко В.Д., Заковоротный А.Ю. Архитектуры и алгоритмы функционирования нейронных сетей Хемминга и Хебба, способных дообучаться и распознавать новую информацию // Радiоелектронiка, iнформатиа, управлiння, 2014, № 2 (31). С. 100–109.

Сведения об авторах

Санников Евгений Владимирович — канд. физ.-мат. наук, Хакасский государственный университет имени Н.Ф. Катанова, sannikoov@yandex.ru

Несмелова Анастасия Сергеевна — инженер-программист, ПАО РКК «Энергия», nesmelovaas@mail.ru

Несмелова Ксения Сергеевна — студентка кафедры систем автоматического управления МГТУ им. Н.Э. Баумана, nesmelovaks@mail.ru

Герасименко Даниил Андреевич — студент кафедры систем автоматического управления, МГТУ им. Н.Э. Баумана, gerbi410001@mail.ru

DEVELOPMENT OF LABORATORY AND PRACTICAL WORKS COMPLEX TO STUDY NEURAL NETWORKS

E.V.Sannikov¹, A.S. Nesmelova², K.S. Nesmelova³, D.A. Gerasimenko³

¹Khakass state university of N.F. Katanov, 90, Lenin st., 655000, Abakan, Republic of Khakassia, Russia

²S.P. Korolev Rocket and Space Corporation Energia, 4а, lenina st., 141070, Korolev, Moscow reg., Russia

³BMSTU, 5, Block 1, 2nd Baumanskaya st., 105005, Moscow, Russia

sannikoov@yandex.ru

In the modern world, neural nets have become an integral part of our life. They are already being used in many spheres of human activity and are constantly being developed. Thus, teaching students to deal with neural nets has become a matter of topical interest. Considering the principles of how simple neural nets function, the article discusses the capabilities of artificial intelligence as well as the approaches to studying it. Well-coordinated work has allowed the authors to devise a university course combining the elements of theory and practice. The course is aimed at mastering students’ skills in the field of neural nets. The educational process is built around teaching students to develop and exploit the interface of a single-layer neural net with the methods of object-oriented programming. The authors created a simple neural net allowing to identify and classify monochrome imagery. To imitate the neuron, the well-known central processing element model was chosen. A mathematical model of the neural net was developed and described on the basis of the Hebb’s rule. The process of neuron training became possible with the use of the weight coefficient calculation algorithm. The mathematical model was transformed into a computer-based model. This model underlies the creation of a learning appliance called «Neural nets are easy». Written in the C++ programming language, it successfully accomplishes the task of identifying monochrome imagery. This course will deepen students` understanding of the structure of neural nets, the principles of their work and enhance their knowledge of applied artificial intelligence.

Keywords: Neural nets, artificial intelligence, university course

Suggested citation: Sannikov E.V., Nesmelova A.S., Nesmelova K.S., Gerasimenko D.A. Razrabotka kompleksa laboratornykh i prakticheskikh rabot po izucheniyu neyronnykh setey [Development of laboratory and practical works complex to study neural networks]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 106–111. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-106-111

References

[1] Mak-Kallok U.S., Pitts V. Logicheskoe ischislenie idey, otnosyashchikhsya k nervnoy aktivnost [Logical Calculus of Ideas Relating to Nervous Activity], Avtomaty [Automata], Ed. K.E. Shannon and J. McCarthy. Moscow: Izd-vo inostr. lit. [Publishing house inostr. Lit.], 1956, pp. 363–384.

[2] Neyronnye seti: Istoriya razvitiya teorii. Seriya «Neyrokomp’yutery i ikh primeneniya» [Neural networks: The history of the development of the theory. A series of “Neurocomputers and their applications”]. Ed. A.I. Galushkin, Ya.Z. Tsypkin. Moscow: IPRZHR, b. 5, 2001, p. 840.

[3] Khaykin S. Neyronnye seti: polnyy kurs = Neural Networks: A Comprehensive Foundation [Neural networks: a full course = Neural Networks: A Comprehensive Foundation]. 2nd ed. Moscow: Williams, 2006, 1104 pp.

[4] Goodfellow J., Bengio I., Curville A. Glubokoe obuchenie = Deep Learning [Deep Learning = Deep Learning]. Moscow: DMK-Press, 2017, 652 p.

[5] Abramov N.S., Zadneprovskiy V.F., Talalaev A.A., Fralenko A.P. Primenenie iskusstvennykh neyronnykh setey v zadachakh kontrolya i diagnostiki podsistem kosmicheskikh apparatov [The use of artificial neural networks in tasks of monitoring and diagnostics of spacecraft subsystems] Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern Problems of Science and Education], 2014, no. 3, p. 62.

[6] Ismatova Kh.R. Neyronnaya ekspertnaya sistema dlya analiza i kartirovaniya protsessov zasoreniya pochv po dannym distantsionnogo zondirovaniya [Neural expert system for the analysis and mapping of soil clogging processes according to remote sensing data] Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa [Modern problems of remote sensing of the Earth from space], 2006, v. 3, no. 2, pp. 320–329.

[7] Ignat’ev D.I. Primenenie iskusstvennykh neyronnykh setey dlya modelirovaniya nestatsionarnykh aerodinamicheskikh kharakteristik [The use of artificial neural networks for modeling unsteady aerodynamic characteristics] Vestnik moskovskogo aviatsionnogo instituta [Bulletin of the Moscow Aviation Institute], 2010, v. 17, no. 6, p. 1.

[8] Khlopkov Yu.I., Dorofeev E.A., Zeya M’o, Polyakova M.S., Khlopkov A.Yu., Agaeva Ilakha Razrabotka neyronnykh setey dlya rascheta aerodinamicheskikh kharakteristik vysokoskorostnykh letatel’nykh apparatov [Development of neural networks for calculating the aerodynamic characteristics of high-speed aircraft] Fundamental’nye issledovaniya [Basic Research], 2013, no. 11–9, pp. 1834–1840.

[9] Gambarova E.M. Primenenie neyronnykh setey dlya raspoznavaniya prostranstvennykh dannykh na kosmicheskikh snimkakh IKONOS [The use of neural networks for recognition of spatial data on IKONOS satellite images] Informatsiya i kosmos [Information and space], 2007, no. 4, pp. 83–91.

[10] Dmitrienko V.D., Zakovorotnyy A.Yu. Arkhitektury i algoritmy funktsionirovaniya neyronnykh setey Khemminga i Khebba, sposobnykh doobuchat’sya i raspoznavat’ novuyu informatsiyu [The architectures and algorithms of the functioning of the Hamming and Hebb neural networks capable of further learning and recognizing new information] Radioelektronika, informatia, upravlinnya [Radioelectronics, informatics, control], 2014, no. 2 (31), pp. 100–109.Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 111

Authors’ information

Sannikov Evgeniy Vladimirovich — Cand. Sci. (Ph.-M.) of the Khakass state university of N.F. Katanov, sannikoov@yandex.ru

Nesmelova Anastasiya Sergeevna — Engineer of the S.P. Korolev Rocket and Space Corporation Energia, nesmelovaas@mail.ru

Nesmelova Kseniya Sergeevna — Student of Department Automatic control system of the BMSTU, nesmelovaks@mail.ru

Gerasimenko Daniil Andreevich — Student of Department Automatic control system, of the BMSTU, gerbi410001@mail.ru

14

ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ БАЙЕСОВСКОГО ПОДХОДА И Z-ЧИСЕЛ

112–116

УДК 51.74

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-112-116

О.М. Полещук, Н.Г. Поярков, С.В. Тумор

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

tumor.sergey@mail.ru

Предлагается модель поддержки принятия решений на основе понятия Z-числа и байесовского подхода. Авторы рассматривают частный случай Z-чисел, второй компонентой которых является нечеткое расширение вероятностных распределений. Подобная модель позволяет учитывать два типа неопределенности — нечеткость и случайность, а также достоверность полученной информации, которую обеспечивает вторая компонента Z-чисел. При использовании в задачах принятия решений только Байесовского подхода возникает проблема в тех случаях, когда неизвестны точные значения априорных вероятностей. Чтобы ликвидировать этот пробел, в статье используются Z-числа, которые позволяют найти оценки неизвестных вероятностей с определенной степенью достоверности (надежности). Эти оценки являются нечеткими расширениями некоторых вероятностных распределений, оперирование с которыми происходит на основе принципа расширения профессора Лотфи Заде. В статье приводится пример работы описанной модели поддержки принятия решений в условиях неопределенности смешанного характера, который подтверждает ее эффективность.

Ключевые слова: метод Байеса, Z-число, вычисление со словами, принятие решений

Ссылка для цитирования: Полещук О.М., Поярков Н.Г., Тумор С.В. Принятие решений на основе байесовского подхода и Z-чисел // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 112–116. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-112-116

Список литературы

[1] Zadeh L.A. A note on Z-numbers // Inf. Sci., 2011, v. 181, pp. 2923–2932.

[2] Zadeh L.A. Computing with words and perceptions – a paradigm shift // Proc. of the Int. Conf. on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications, PDPTA 2010, Las Vegas, Nevada, USA, July 12–15, 2010, 2 vols., 2010, pp. 3–5.

[3] Полещук О.М., Тумор С.В. Использование Z-чисел (чисел Заде) для поддержки принятия решений // Сб. докл. XV Ежегодной Междунар. науч.-техн. конф. «IT-технологии: развитие и приложения», Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт, 12–14 декабря 2018 г. Владикавказ, 2018. 340 с.

[4] Zadeh L. Fuzzy logic computing with words // IEEE Trans. Fuzzy Syst., 1996, no. 4, pp. 103–111.

[5] Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен / пер. с англ. Г.Г. Вайештейна, А.М. Васьковского, под ред. В.Л. Стефанюка. М.: Мир, 1976. 509 с.

[6] Yager R.R. On Z-valuations using Zadeh’s Z-numbers // Int. J. Intell. Syst., 2012, no. 27, pp. 259–278.

[7] Aliev R.A., Huseynov O.H., Aliyev R.R., Alizadeh A.A. The Arithmetic of Z-Numbers: Theory and Applications. NJ, USA: World Scientific Publishing Co., Inc.,River Edge, 2015. 300 p.

[8] Marhamati N., Buxton E.K., Rahimi Sh. Integration of Z-numbers and Bayesian decision theory: A hybrid approach to decision making under uncertainty and imprecision // Applied Soft Computing, 2018, no. 72, pp. 273–290.

[9] Zadeh L.A. Toward a generalized theory of uncertainty (GTU): an outline // Inf.Sci. Inf. Comput. Sci., 2005, v. 172, pp. 1–40.

[10] Patel P., Khorasani E., Rahimi S. Modeling and implementation of Z-number // Soft Comput, 2015, v. 20 (4), pp. 1–24.

Сведения об авторах

Полещук Ольга Митрофановна — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой высшей математики и физики МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), olga.m.pol@yandex.ru

Поярков Николай Геннадьевич — канд. техн. наук, доцент, декан Космического факультета МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), poyarkov@mgul.ac.ru

Тумор Сергей Владимирович — аспирант, ассистент кафедры высшей математики и физики МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), tumor.sergey@mail.ru

DECISION-MAKING BASED ON BAYESIAN THEORY AND Z-NUMBERS

O.M. Poleschchuk, N.G. Poyarkov, S.V. Tumor

BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

tumor.sergey@mail.ru

A decision support model based on the concept of Z-number and the Bayesian approach is proposed. The authors consider a special case of Z-numbers, the second component of which is a fuzzy extension of probability distributions. Such a model allows to take into account two types of uncertainty fuzziness and randomness, as well as the reliability of the information received, which provides the second component of Z-numbers. When using only the Bayesian approach in decision-making problems, a problem arises in cases where the exact values of a priori probabilities are unknown. To fill this gap, the article uses Z-numbers, which allow to find estimates of unknown probabilities with a certain degree of reliability (reliability). These estimates are fuzzy extensions of some probability distributions, which are operated on the basis of the extension principle of Professor Lotfi Zadeh. The article gives an example of the described decision support model in a mixed environment of uncertainty, which confirms its effectiveness.

Keywords: Bayesian method, Z-number, calculation with words, decision making

Suggested citation: Poleschchuk O.M., Poyarkov N.G., Tumor S.V. Prinyatie resheniy na osnove bayesovskogo podkhoda i Z-chisel [Decision-making based on bayesian theory and Z-numbers]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 112–116. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-112-116

References

[1] Zadeh L.A. A note on Z-numbers // Inf. Sci., 2011, v. 181, pp. 2923–2932.

[2] Zadeh L.A. Computing with words and perceptions – a paradigm shift // Proc. of the Int. Conf. on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications, PDPTA 2010, Las Vegas, Nevada, USA, July 12–15, 2010, 2 vols., 2010, pp. 3–5.

[3] Poleshchuk O.M., Tumor S.V., Ispol’zovanie Z-chisel (chisel Zade) dlya podderzhki prinyatiya resheniy [Using Z-numbers (Zade numbers) for decision-making support] Sbornik dokladov XV Ezhegodnoy Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «IT-tekhnologii: razvitie i prilozheniya» [Collection of reports of the XV Annual International Scientific and Technical Conference «IT-technologies: development and applications»], Vladikavkaz, North Caucasus Institute of Mining and Metallurgy, December 12–14, 2018. Vladikavkaz, 2018. 340 p.

[4] Zadeh L. Fuzzy logic computing with words. IEEE Trans. Fuzzy Syst., 1996, no. 4, pp. 103–111.

[5] Duda R., Hart P. Raspoznavanie obrazov i analiz stsen [Pattern Recognition and Scene Analysis]. Trans. from English G.G. Vayeshteina, A.M. Vaskovsky. Ed. V.L. Stefanuk. Moscow: Mir, 1976, 509 p.

[6] Yager R.R. On Z-valuations using Zadeh’s Z-numbers. Int. J. Intell. Syst., 2012, no. 27, pp. 259–278.

[7] Aliev R.A., Huseynov O.H., Aliyev R.R., Alizadeh A.A. The Arithmetic of Z-Numbers: Theory and Applications. NJ, USA: World Scientific Publishing Co., Inc.,River Edge, 2015. 300 p.

[8] Marhamati N., Buxton E.K., Rahimi Sh. Integration of Z-numbers and Bayesian decision theory: A hybrid approach to decision making under uncertainty and imprecision. Applied Soft Computing, 2018, no. 72, pp. 273–290.

[9] Zadeh L.A. Toward a generalized theory of uncertainty (GTU): an outline. Inf.Sci. Inf. Comput. Sci., 2005, v. 172, pp. 1–40.

[10] Patel P., Khorasani E., Rahimi S. Modeling and implementation of Z-number. Soft Comput, 2015, v. 20 (4), pp. 1–24.

Authors’ information

Poleshchuk Ol’ga Mitrofanovna — D-r Sci. (Tech.), Professor, Head of Higher Mathematics and Physics Department of BMSTU (Mytishchi branch), olga.m.pol@yandex.ru

Poyarkov Nikolay Gennad’evich — Cand. Sci. (Tech.), Head of Space Department of BMSTU (Mytishchi branch), poyarkov@mgul.ac.ru

Tumor Sergey Vladimirovich — pg., assistant at the Department of Higher Mathematics and Physics, BMSTU (Mytishchi branch), tumor.sergey@mail.ru

15

О ПОСТРОЕНИИ СЕТИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ В НЕПОДГОТОВЛЕННЫХ В ОТНОШЕНИИ СВЯЗИ РАЙОНАХ

117–124

УДК 004.3.144

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-117-124

А.Н. Дмитриев¹, В.А. Есаков¹, Г.С. Уткин¹, В.Н. Сумельтинов¹, Ю.И. Литвяк¹, М.Ю. Стогов²

¹МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

²ЦНИИ ВВС МО РФ, 141103, Московская область, г. Щелково, ул. Аэродромная, д. 2–5

alexdmitriev007@yandex.ru

Рассмотрена задача оптимального размещения аэростатных ретрансляторов в интересах построения сети беспроводной связи. Предложен способ решения этой задачи, основанный на последовательном связывании исходного графа сети аэростатными ретрансляторами различной высотности и стоимости. Проведено сравнение полученных результатов и выбран наиболее эффективный из них. Лучшим признан тип ретрансляторов, которым можно обеспечить полную связность исходного графа сети с минимальными затратами, выраженными в суммарной стоимости потребного количества аэростатных ретрансляторов. Представлен алгоритм поиска оптимального решения, реализованный на языке программирования Python 2.7. Определен оптимальный для исходных данных тип аэростатного ретранслятора, описан процесс его поиска.

Ключевые слова: сеть беспроводной связи, аэростат, оптимизация

Ссылка для цитирования: Дмитриев А.Н., Есаков В.А., Уткин Г.С., Сумельтинов В.Н., Литвяк Ю.И., Стогов М.Ю. О построении сети беспроводной связи в неподготовленных в отношении связи районах // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 117–124. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-117-124

Список литературы

[1] Уëмов А.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978. 272 с.

[2] Месарович М., Такахара И.М. Общая теория систем: математические основы. М.: Мир, 1978. 311 с.

[3] Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981. 488 c.

[4] Карманов В.Г. Математическое программирование. М.: Наука, 1986. 288с.

[5] Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики. М.: Энергоатомиздат, 1987. 496 с.

[6] Волкова В.Н. Теория систем и системный анализ. СПб.: Изд-во политехнического ун-та, 2005. 72 с.

[7] Волкова В.Н., Денисов А.А. Теория систем. М.: Высшая школа, 2006. 511 с.

[8] Дмитриев А.Н. Введение в системный анализ. М.: МГУЛ, 2013. 48 с.

[9] Дмитриев А.Н. Теоретико-множественное описание систем. М.: МГУЛ, 2012. 35 с.

[10] Дмитриев А.Н., Максимов А.В., Блакитный О.А. Проблема построения единой автоматизированной системы воздушной радиосвязи региона // Материалы Х Научно-технической конференции «Проблемы радиосвязи», Нижний Новгород: НПП «Полет», 1999. С. 93–100.

[11] Дмитриев А.Н., Максимов А.В., Мотин О.В. Методический подход к оценке эффективности системы воздушной радиосвязи // Материалы VI Всеросийской науч.-техн. конф. «Повышение эффективности методов и средств обработки информации», Тамбов, 16–19 мая 2000 г. / ред. А.В. Коренная, Р.Ю. Диасамидзе. Тамбов: МСОИ, 2000. 341 с.

[12] Дмитриев А.Н., Максимов А.В., Мотин О.В. Модель авиационного УКВ канала обмена данными // Материалы Рос. науч.-техн. конф. «Новые информационные технологии в связи и управлении», 24–26 апреля 2002 г., Калуга, КНИИТМУ. Калуга: ФГУП КНИИТМУ, 2002. 368 с.

[13] Дмитриев А.Н., Мотин О.В. Методический подход к оптимизации авиационных сетей обмена данными // Материалы Рос. науч.-техн. конф. «Новые информационные технологии в системах связи и управления», 20–22 апреля 2004 г. Калуга, КНИИТМУ. Калуга: ФГУП КНИИТМУ, 2004. 307 с.

[14] Дмитриев А.Н., Доброхотов А.В., Мотин О.В. Методические аспекты моделирования и оценки эффективности систем авиационной радиосвязи // Материалы Рос. науч.-техн. конф. «Новые информационные технологии в системах связи и управления», 20–22 апреля 2004 г. Калуга, КНИИТМУ. Калуга: ФГУП КНИИТМУ, 2004. 307 с.

[15] Дмитриев, А.Н., Доброхотов А.В., Мотин О.В. Методика оценки эффективности сетей авиационной радиосвязи // Материалы Рос. науч.-техн. конф. «Новые информационные технологии в системах связи и управления», 20–22 апреля 2004 г. Калуга, КНИИТМУ. Калуга: ФГУП КНИИТМУ, 2004. 307 с.

[16] Дмитриев А.Н., Максимов В.А., Кнауэр Г.Э. Оценка эффективности сетей воздушной радиосвязи при использовании различных алгоритмов многостанционного доступа // Материалы Рос. науч.-техн. конф. «Новые информационные технологии в связи и управлении», 24–26 апреля 2002 г. Калуга, КНИИТМУ. Калуга: ФГУП КНИИТМУ, 2002. 368 с.

[17] Дмитриев А.Н., Доброхотов А.В., Мотин О.В. Методика оценки эффективности функционирования информационных сетей в интегрированных системах связи, навигации, идентификации // Сб. материалов 26-й Межрегиональной науч.-техн. конф. «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем» / под ред. Ю.А. Романенко. Серпухов: ВИ РВ, 2007. 340 с.

[18] Дмитриев А.Н., Доброхотов А.В., Мотин О.В. Методы моделирования и оценки эффективности авиационных сетей информационного обмена. Щелково: 30 ЦНИИ МО, 2009. 254 с.

[19] Дмитриев А.Н., Толмачев В.И., Гайдамак В.М. Предложения по повышению эффективности системы связи объединения ВВС на основе применения ретрансляторов на различных летно-подъемных средствах // Материалы Х науч.-техн. конф. «Проблемы радиосвязи». Нижний Новгород: НПП «Полет», 1999. С. 108–119.

[20] Дмитриев А.Н., Литвяк Ю.И. Метод оптимального размещения аэростатных ретрансляторов связи // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2015, № 3 (101). С. 75–79.

Сведения об авторах

Дмитриев Александр Никитович — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), caf-sau@mgul.ac.ru

Есаков Виталий Анатольевич — канд. техн. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), caf-sau@mgul.ac.ru

Уткин Георгий Степанович — канд. техн. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), caf-sau@mgul.ac.ru

Сумельтинов Виктор Николаевич — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), caf-sau@mgul.ac.ru

Литвяк Юрий Иванович — аспирант МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), caf-sau@mgul.ac.ru

Стогов Михаил Юрьевич — ст. инженер ЦНИИ ВВС МО РФ, caf-sau@mgul.ac.ru

THE CONSTRUCTION OF WIRELESS COMMUNICATION NETWORK AT THE COMMUNICATION UNPREPARED AREAS

A.N. Dmitriev¹, V.A. Esakov¹, G.S. Utkin¹, V.N. Sumeltinov¹, Y.I. Litvyak¹, M.Y. Stogov²

¹BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

²Central Research Institute of the Air Force of the Ministry of Defense of the Russian Federation, 2–5, Aerodromnaya st., 141103, Schelkovsky district, Schelkovo city, Moscow reg., Russia

alexdmitriev007@yandex.ru

The issue of optimal placement of balloon radios to build a wireless communication network is considered. A method for solving this problem is proposed, based on the sequential linking of the initial network graph by aerostat repeaters of various heights and costs. The results are compared and the most effective of them is selected. The type of repeaters is recognized as the best, which can ensure complete connectivity of the initial graph of the network with minimal costs, expressed in the total cost of the required number of balloon radios. An algorithm for finding the optimal solution, implemented in the Python 2.7 programming language, is presented. The type of balloon repeater that is optimal for the initial data is determined, and the process of its search is described.

Keywords: wireless communication network, balloon, optimization

Suggested citation: Dmitriev A.N., Esakov V.A., Utkin G.S., Sumeltinov V.N., Litvyak Y.I., Stogov M.Y. O postroenii seti besprovodnoy svyazi v nepodgotovlennykh v otnoshenii svyazi rayonakh [The construction of wireless communication network at the communication unprepared areas]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 117–124. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-117-124

References

[1] Uyomov A.I. Sistemnyy podkhod i obshchaya teoriya sistem [Systems approach and general systems theory]. M .: Mysl’, 1978, 272 p.

[2] Mesarovich M., Takakhara I. M. Obshchaya teoriya sistem: matematicheskie osnovy [The general theory of systems: mathematical foundations]. Moscow: Mir, 1978, 311 p.

[3] Moiseev N.N. Matematicheskie zadachi sistemnogo analiza [Mathematical problems of system analysis]. Moscow: Nauka [Science], 1981, 488 c.

[4] Karmanov V.G. Matematicheskoe programmirovanie [Mathematical programming]. Moscow: Nauka [Science], 1986, 288p.

[5] Korshunov Yu.M. Matematicheskie osnovy kibernetiki [Mathematical foundations of cybernetics]. Moscow: Energoatomizdat, 1987, 496 p.

[6] Volkova V.N. Teoriya sistem i sistemnyy analiz [System theory and system analysis]. St. Petersburg: Izd-vo politekhnicheskogo un-ta [Polytechnic University Press], 2005, 72 p.

[7] Volkova V.N., Denisov A.A. Teoriya sistem [Systems Theory]. Moscow: Vysshaya shkola [Higher School], 2006, 511 p.

[8] Dmitriev A.N. Vvedenie v sistemnyy analiz [Introduction to system analysis]. Moscow: MGUL, 2013, 48 p.

[9] Dmitriev A.N. Teoretiko-mnozhestvennoe opisanie sistem [The set-theoretic description of systems]. Moscow: MGUL, 2012, 35 p.

[10] Dmitriev A.N., Maksimov A.V., Blakitnyy O.A. Problema postroeniya edinoy avtomatizirovannoy sistemy vozdushnoy radiosvyazi regiona [The problem of building a unified automated air radio communication system in the region] Materialy X Nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Problemy radiosvyazi» [Proceedings of the X Scientific-Technical Conference «Problems of Radio Communication»], Nizhny Novgorod NPP «Polet», 1999, pp. 93–100.

[11] Dmitriev A.N., Maksimov A.V., Motin O.V. Metodicheskiy podkhod k otsenke effektivnosti sistemy vozdushnoy radiosvyazi [Methodical approach to assessing the effectiveness of the air radio communication system] Materialy VI Vserosiyskoy nauch.-tekhn. konferentsii «Povyshenie effektivnosti metodov i sredstv obrabotki informatsii» [Proceedings of the VI All-Russian Scientific-Technical. Conference «Improving the efficiency of methods and means of information processing»], Tambov, May 16–19, 2000. Ed. Korennaya A.V., Diasamidze R.Yu. Tambov: MSOI, 2000, 341 p.

[12] Dmitriev A.N., Maksimov A.V., Motin O.V. Model’ aviatsionnogo UKV kanala obmena dannymi [Model of the aviation VHF data exchange channel] Materialy Rossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Novye informatsionnye tekhnologii v svyazi i upravlenii» [Proceedings of the Russian Scientific and Technical Conference «New Information Technologies in Communication and Management»], Kaluga, KNIITMU 2002, April 24–26, 2002 Kaluga: KNIITMU, 2002, 368 p.

[13] Dmitriev A.N., Motin O.V. Metodicheskiy podkhod k optimizatsii aviatsionnykh setey obmena dannymi [Methodical approach to the optimization of aviation data exchange networks] Materialy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Novye informatsionnye tekhnologii v sistemakh svyazi i upravleniya» [Proceedings of the scientific and technical conference «New information technologies in communication and control systems»], Kaluga, KNIITMU, April 20–22, 2004. Kaluga: KNIITMU, 2004, 307 p.

[14] Dmitriev A.N., Dobrokhotov A.V., Motin O.V. Metodicheskie aspekty modelirovaniya i otsenki effektivnosti sistem aviatsionnoy radiosvyazi [Methodical aspects of modeling and evaluating the effectiveness of aviation radio communication systems] Sbornik materialov nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Novye informatsionnye tekhnologii v sistemakh svyazi i upravleniya» [Collection of materials of the scientific and technical conference «New information technologies in communication and control systems»], Kaluga, KNIITMU, April 20–22, 2004. Kaluga: KNIITMU, 2004, 307 p.

[15] Dmitriev, A.N., Dobrokhotov A.V., Motin O.V. Metodika otsenki effektivnosti setey aviatsionnoy radiosvyazi [Methods for assessing the effectiveness of aviation radio communication networks] Sbornik materialov nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Novye informatsionnye tekhnologii v sistemakh svyazi i upravleniya» [Collection of materials of the scientific and technical conference «New information technologies in communication and control systems»], Kaluga, KNIITMU, April 20–22, 2004. Kaluga: KNIITMU, 2004, 307 p.124 Лесной вестник / Forest Bulletin, 2019, том 23, № 4

[16] Dmitriev A.N., Maksimov V.A., Knauer G.E. Otsenka effektivnosti setey vozdushnoy radiosvyazi pri ispol’zovanii razlichnykh algoritmov mnogostantsionnogo dostupa [Evaluation of the effectiveness of aeronautical radio networks using various multiple access algorithms] Materialy Rossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Novye informatsionnye tekhnologii v svyazi i upravlenii» [Proceedings of the Russian Scientific and Technical Conference «New Information Technologies in Communications and Management»], Kaluga, KNIITMU 2002, April 24–26, 2002. Kaluga: KNIITMU, 2002, 368 p.

[17] Dmitriev A.N., Dobrokhotov A.V., Motin O.V. Metodika otsenki effektivnosti funktsionirovaniya informatsionnykh setey v integrirovannykh sistemakh svyazi, navigatsii, identifikatsii [Methods of assessing the effectiveness of the functioning of information networks in integrated communication, navigation, identification systems] Sbornik materialov 26-y Mezhregional’noy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Problemy obespecheniya effektivnosti i ustoychivosti funktsionirovaniya slozhnykh tekhnicheskikh sistem» [Collection of materials of the 26th Interregional Scientific and Technical Conference «Problems of ensuring the efficiency and sustainability of complex technical systems»]. Ed. Romanenko Yu.A. Serpukhov: VI RV, 2007, 340 p.

[18] Dmitriev A.N., Dobrokhotov A.V., Motin O.V. Metody modelirovaniya i otsenki effektivnosti aviatsionnykh setey informatsionnogo obmena [Methods of modeling and evaluating the effectiveness of aviation information exchange networks]. Schelkovo: 30 TsNII MO [30 Central Research Institute of the Defense Ministry], 2009, 254 p.

[19] Dmitriev A.N., Tolmachev V.I., Gaydamak V.M. Predlozheniya po povysheniyu effektivnosti sistemy svyazi ob»edineniya VVS na osnove primeneniya retranslyatorov na razlichnykh letno-pod»emnykh sredstvakh [Proposals to improve the efficiency of the communication system combining the Air Force based on the use of repeaters on various flight-lifting means] Materialy Kh Nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Problemy radiosvyazi» [Proceedings of the X Scientific-Technical Conference «Problems of Radio Communication»], Nizhny Novgorod: NPP «Polet», 1999, pp. 108–119.

[20] Dmitriev A.N., Litvyak Yu.I. Metod optimal’nogo razmeshcheniya aerostatnykh retranslyatorov svyazi [Method of optimal placement of aerostat repeater communication]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2015, no. 3 (101), pp. 75–79.

Authors’ information

Dmitriev Aleksandr Nikitovich — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), caf-sau@mgul.ac.ru

Esakov Vitaliy Anatol’yevich — Cand. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), caf-sau@mgul.ac.ru

Utkin Georgiy Stepanovich — Cand. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), caf-sau@mgul.ac.ru

Sumeltinov Viktor Nikolayevich — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), caf-sau@mgul.ac.ru

Litvyak Yuriy Ivanovich — Postgraduate of the BMSTU (Mytishchi branch), caf-sau@mgul.ac.ru

Stogov Mikhail Yur’yevich — Senior Engineer of the Central Research Institute of the Air Force of the Ministry of Defense of the RF, caf-sau@mgul.ac.ru

16

ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАДИАТОРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОЛИМЕРАМИ

125–133

УДК 67.03

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-125-133

М.А. Караваев, Ю.В. Башкирцев

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

makckaravaev@gmail.com

Охарактеризованы неисправности, возникающие в процессе работы радиатора охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Приведен анализ классификации клеевых составов, применяемых при ремонте машин и разработан способ ремонта с помощью клеевых материалов.

Ключевые слова: сердцевина радиатора ДВС, полимерные составы, восстановление деталей машин и оборудования

Ссылка для цитирования: Караваев М.А., Башкирцев Ю.В. Восстановление радиаторов двигателей внутреннего сгорания полимерами // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 125–133. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-125-133

Список литературы

[1] Башкирцев Ю.В., Клубничкин Е.Е. Использование клеевых составов для восстановления деталей транспортно технологических машин лесопромышленных предприятий // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2011. №5(81). С. 56–61.

[2] Комаров Г.В. Соединения деталей из полимерных материалов. СПб.: Профессия, 2006. 592 с.

[3] Башкирцев Ю.В. Техническое обслуживание и ремонт радиаторов. М.: РИАМА, 2013. 39 с.

[4] Кочнова З.А., Жаворонок Е.С., Чалых А.Е. Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты. М.: Пейнт-Медиа, 2006. 199 с.

[5] Башкирцев Ю.В., Голубев М.И., Быков В.В., Голубев И.Г. Типаж и эксплуатация технологического оборудования сервисных предприятий. М.: РИАМА, 2017. 110 с.

[6] Петрова А.П. Термостойкие клеи. М.: Химия,1977. 200 с.

[7] Башкирцев Ю.В., Голубев И.Г., Голубев М.И. Эффективность использования нанотехнологии в техническом сервисе. М.: РИАМА, 2016. 47 с.

[8] Мотовилин Г.В. Склеивание. Параллельный словарь-справочник. СПб.: Наука, 2000. 470 с.

[9] Башкирцев Ю.В., Никишина О.С. Теоретические предпосылки использования формообразующих клеевых составов для технического сервиса АПК // Международный научный журнал, 2010. № 2. С. 15–18.

[10] Темников В.Н., Нилов Н.И., Башкирцев В.И. Теоретические основы разработки и применения полимеров в техническом сервисе машин и оборудования. М.: РИАМА, 2010. 229 с.

[11] Башкирцев Ю.В. Современные материалы для герметизации и фиксации деталей при техническом сервисе в АПК. М.: РИАМА, 2013. 36 с.

[12] Юдин В.М. Очистка машин и оборудования при техническом сервисе. М.: РГАЗУ, 2015. 44 с.

[13] Башкирцев Ю.В., Никишина О.С., Кручер И.Л. Особенности разработки формообразующих клеевых составов для технического сервиса автомобилей // Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2010. № 3. Т. 6. С. 58–61.

[14] Башкирцев Ю.В. Оптимизация концентрации клеевого состава с использованием компьютерной программы Statgraphics Plus для восстановления машин и оборудования. Технология и оборудование лесопромышленного производства // Науч. тр. МГУЛ, 2011. Вып. 356. С. 54–58.

[15] Быков В.В., Голубев И.Г., Голубев М.И. Технология и организация восстановления деталей и сборочных единиц при сервисном обслуживании. М.: МГУЛ, 2014. 275 с.

[16] Башкирцев Ю.В., Темников В.Н., Башкирцев В.И. Применение полимерных материалов при техническом обслуживании и ремонте машин. М.: МГУЛ, 2011. 229 с.

[17] Еселев А.Д. Эпоксидные связующие для полимерных клеев // Клеи. Герметики. Технологии, 2005. № 3. С. 11–14.

[18] Башкирцев В.И., Сливов А.Ф. Разработка термостойкого клеевого состава для ремонта системы выпуска отработанных газов с использованием компьютерной программы STATGRAPHICS // Международный технико-экономический журнал, 2015. № 3. С. 21–23.

[19] Голубев И.Г. Голубев И.Г., Быков В.В. Перспективы применения полимерных нанокомпозиций // Техника и оборудование для села, 2012. № 1. С. 9–10.

[20] Башкирцев Ю.В. Техническое обслуживание и ремонт радиаторов ДВС. М.: РИАМА, 2013. 39 с.

Сведения об авторах

Караваев Максим Андреевич — студент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), makckaravaev@gmail.com

Башкирцев Юрий Владимирович — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 4022550@mail.ru

THE RESTORATION OF THE RADIATORS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES BY POLYMERS

M.A. Karavaev, Yu.V. Bashkircev

BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

makckaravaev@gmail.com

The article presents the faults arising in the process of radiator cooling of the internal combustion engine. The analysis of classification of adhesive compositions used in the repair of machines and developed a method of repair using adhesive materials.

Keywords: engine radiator core, polymer compositions, restoration of machine and equipment parts

Suggested citation: Karavaev M.A., Bashkircev Yu.V. Vosstanovlenie radiatorov DVS polimerami [The restoration of the radiators of internal combustion engines by polymers]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 125–133. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-125-133

References

[1] Bashkirtsev Yu.V., Klubnichkin E.E. Ispol’zovanie kleevykh sostavov dlya vosstanovleniya detaley transportno tekhnologicheskikh mashin lesopromyshlennykh predpriyatiy [The use of adhesive compositions for the restoration of parts of transport technological machines of timber industry enterprises]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2011, no. 5 (81), pp. 56–61.

[2] Komarov G.V. Soedineniya detaley iz polimernykh materialov [Connections of parts from polymeric materials]. St. Petersburg: Professiya [Profession], 2006, 592 p.

[3] Bashkirtsev Yu.V. Tekhnicheskoe obsluzhivanie i remont radiatorov [Maintenance and repair of radiators]. Moscow: RIAMA, 2013, 39 p.

[4] Kochnova Z.A., Zhavoronok E.S., Chalykh A.E. Epoksidnye smoly i otverditeli: promyshlennye produkty [Epoxies and hardeners: industrial products]. Moscow: Peynt-Media [Paint Media], 2006, 199 p.

[5] Bashkirtsev Yu.V., Golubev M.I., Bykov V.V., Golubev I.G. Tipazh i ekspluatatsiya tekhnologicheskogo oborudovaniya servisnykh predpriyatiy [Description and operation of technological equipment of service enterprises]. Moscow: RIAMA, 2017, 110 p.

[6] Petrova A.P. Termostoykie kleya [Heat resistant glue]. Moscow: [Chemistry], 1977, 200 p.

[7] Bashkirtsev Yu.V., Golubev I.G., Golubev M.I. Effektivnost’ ispol’zovaniya nanotekhnologii v tekhnicheskom servise [The effectiveness of the use of nanotechnology in technical service]. Moscow: RIAMA, 2016, 47 p.

[8] Motovilin G.V. Skleivanie. Parallel’nyy slovar’-spravochnik [Gluing. Parallel dictionary directory]. St. Petersburg: Nauka [Science], 2000, 470 p.

[9] Bashkirtsev Yu.V., Nikishina O.S. Teoreticheskie predposylki ispol’zovaniya formoobrazuyushchikh kleevykh sostavov dlya tekhnicheskogo servisa APK [Theoretical prerequisites for the use of formative adhesive compositions for the technical service of the agroindustrial complex] Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal [International Scientific Journal], 2010, no. 2, pp. 15–18.

[10] Temnikov V.N., Nilov N.I., Bashkirtsev V.I. Teoreticheskie osnovy razrabotki i primeneniya polimerov v tekhnicheskom servise mashin i oborudovaniya [Theoretical foundations of the development and use of polymers in the technical service of machinery and equipment]. Moscow: RIAMA, 2010, 229 p.

[11] Bashkirtsev Yu.V. Sovremennye materialy dlya germetizatsii i fiksatsii detaley pri tekhnicheskom servise v APK [Modern materials for sealing and fixing parts during the technical service in the AIC]. Moscow: RIAMA, 2013, 36 p.

[12] Yudin V.M. Ochistka mashin i oborudovaniya pri tekhnicheskom servise. Moscow: RGAZU, 2015, 44 p.

[13] Bashkirtsev Yu.V., Nikishina O.S., Krucher I.L. Osobennosti razrabotki formoobrazuyushchikh kleevykh sostavov dlya tekhnicheskogo servisa avtomobiley [Features of the development of formulating adhesive compositions for the technical service of automobiles] Elektrotekhnicheskie i informatsionnye kompleksy i sistemy [Electrotechnical and Informational Systems and Systems], 2010, no. 3, v. 6, pp. 58–61.

[14] Bashkirtsev Yu.V. Optimizatsiya kontsentratsii kleevogo sostava s ispol’zovaniem komp’yuternoy programmy Statgraphics Plus dlya vosstanovleniya mashin i oborudovaniya (nauchnaya stat’ya) Tekhnologiya i oborudovanie lesopromyshlennogo proizvodstva [Optimization of the concentration of the adhesive composition using the computer program Statgraphics Plus for the restoration of machinery and equipment (scientific article) Technology and equipment for timber production] Nauch. trudy MGUL [Scientific. proceedings of MGUL], 2011, v. 356, pp. 54–58.

[15] Bykov V.V., Golubev I.G., Golubev M.I. Tekhnologiya i organizatsiya vosstanovleniya detaley i sborochnykh edinits pri servisnom obsluzhivanii [Technology and organization of the restoration of parts and assembly units for service]. Moscow: MGUL, 2014, 275 p.

[16] Bashkirtsev Yu.V., Temnikov V.N., Bashkirtsev V.I. Primenenie polimernykh materialov pri tekhnicheskom obsluzhivanii i remonte mashin [The use of polymeric materials in the maintenance and repair of machines]. Moscow: MGUL, 2011, 229 p.

[17] Eselev A.D. Epoksidnye svyazuyushchie dlya polimernykh kleev [Epoxy binders for polymeric adhesives] Klem. Germetiki. Tekhnologii [Clem. Sealants. Technologies], 2005, no. 3, pp. 11–14.

[18] Bashkirtsev V.I., Slivov A.F. Razrabotka termostoykogo kleevogo sostava dlya remonta sistemy vypuska otrabotannykh gazov s ispol’zovaniem komp’yuternoy programmy STATGRAPHICS [Development of heat-resistant adhesive for repairing the exhaust system using the STATGRAPHICS computer program] Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal [International Technical and Economic Journal], 2015, no. 3, pp. 21–23.

[19] Golubev I.G. Golubev I.G., Bykov V.V. Perspektivy primeneniya polimernykh nanokompozitsiy [Prospects for the use of polymer nanocompositions] Tekhnika i oborudovanie dlya sela [Machinery and equipment for the village], 2012, no. 1, pp. 9–10.

[20] Bashkirtsev Yu.V. Tekhnicheskoe obsluzhivanie i remont radiatorov DVS [Maintenance and repair of engine radiators]. Moscow: RIAMA, 2013, 39 p.

Authors’ information

Karavaev Maksim Andreevich — student of the BMSTU (Mytishchi branch), makckaravaev@gmail.com

Bashkirtsev Yuriy Vladimirovich — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), 4022550@mail.ru

17

СОВРЕМЕННЫЕ МИКРОПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ДЕКОРАТИВНО-ЗАЩИТНЫХ ПЛЕНОК И ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

134–140

УДК 667

DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-134-140

А.Н. Зарубина¹, В.А. Гоцина¹, А.Д. Цапалин¹, А.Н. Иванкин¹, А.Н. Веревкин¹, А.А. Евстратова²

¹МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

²ОАО ЦНИИБ, 141260, Московская область, пос. Правдинский, ул. Ленина, д. 15/1

zarubina@mgul.ac.ru

Рассмотрены принципы формирования защитных покрытий древесных материалов с использованием природных и синтетических полимеров. Показана взаимосвязь физико-химических свойств полимерных материалов и качества пленочных покрытий древесины. Для исследования были выбраны синтетические и натуральные лаки, растворимые в органических растворителях и водоразбавляемые композиции, а также покрытия с различным типом пленкообразователя разной химической природы и использовалась продукция итальянской компании SAYERLACK, немецкой фирмы OSMO, а также масловоск АНТА российского производства. Предложено использование полимерных микросфер, которые приводят к улучшению пропиточных свойств декоративно-защитных покрытий и бумаг. Для исследования возможности применения микросфер в производстве отделочных покрытий для древесно-композиционных материалов были выбраны микросферы марки Expancel компании «AkzoNobel» (Швеция). Представлены результаты исследования основных физико-механических показателей, полученных образцов бумаги. Показано, что обработка оптимальным составом, содержащим 5 % микросфер, приводит к улучшению пропиточных свойств декоративно-защитных бумаг, которые можно использовать в производстве пленок для отделки поверхности древесно-композиционных материалов.

Ключевые слова: древесина, полимеры, защитные покрытия, микросферы синтетических полимеров, декоративные бумаги

Ссылка для цитирования: Зарубина А.Н., Гоцина В.А., Цапалин А.Д., Иванкин А.Н., Веревкин А.Н., Евстратова А.А. Современные микрополимерные материалы для декоративно-защитных пленок и поверхностной обработки древесных материалов // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019. Т. 23. № 4. С. 134–140. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-134-140

Список литературы

[1] Kaur H., Sharma J., Jindal D., Arva R.K. Ahuja S.K., Arva S.B. Crosslinked polymer doped binary coatings for corrosion protection // Progress in organic coating, 2018, v. 125, no. 12, pp. 32–39.

[2] Рыбин Б.М., Завражнова И.А., Рыбин Д.Б., Мартынов А.А., Реутова М.Г. Соотношение вкладов единичных функциональных групп и химических структурных звеньев в аддитивные мольные функции полимеров для деревообработки // Деревообрабатывающая промышленность, 2018. № 3. С. 39–50.

[3] Неклюдов А.Д., Иванкин А.Н., Бердутина А.В. Основы биохимической переработки животного и комбинированного сырья. М.: ВНИИМП, 2003. 116 с.

[4] Кононов Г.Н. Дендрохимия. Химия, нанохимия и биогеохимия компонентов клеток, тканей и органов древесных растений. В 2 т. М.: МГУЛ, 2015. Т. I. 480 с.

[5] Neklyudov A.D., Ivankin A.N., Berdutina A.V. Properties and uses of protein hydrolysates. Review // Applied Biochemistry and Microbiology, 2000, v. 36, no. 5, pp. 533–534.

[6] Кононов Г.Н., Федотов А.А., Угрюмов С.А. Химические процессы, протекающие при горячем прессовании в структуре древесно-стружечных плит на основе фурфуролацетонового мономера ФА // Вестник Поволожского государственного университета. Сер. Лес. Экология. Природопользование, 2013. № 3 (19). С. 65–71.

[7] Кононов Г.Н., Угрюмов С.А., Федотов А.А. Химическое взаимодействие древесных частиц со связующим на основе фуранового олигомера в структуре древесно-стружечных плит // Энциклопедия инженера-химика, 2014. № 1. С. 24–26.

[8] Tarasov S.M., Ivankin A.N. Preparation Of Nano Micro Dispersions Of Modified Carbamide Formaldehyde Oligomers Of Enhanced Stability // Scientific Israel – Technological Advantages, 2018, t. 20, no. 3, pp. 25–32.

[9] Горбачева Г.А., Иванкин А.Н., Санаев В.Г., Агеев А.К., Кирюхин Д.П., Кичигина Г.А., Кущ П.П., Бадамшина Э.Р. Поверхностная модификация целлюлозосодержащих материалов растворами теломеров тетрафторэтилена // Журнал прикладной химии, 2017. Т. 90. № 8. С. 1104–1110.

[10] Зарубина А.Н., Иванкин А.Н., Евстратова А.А. Применение микросфер в производстве декоративно-защитных пленок для отделки древесных материалов // Proceedings of the International scientific and practical conference «Forest complex today, view of young researchers: forest industry and engineering, landscape architecture, woodworking Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, том 23, № 4 139

technology, management and economics», USA, Saint-Louis, 16 January, 2017. Saint-Louis: Publ. House Science and Innovation Center, Ltd, 2017, pp. 162–165.

[11] Азаров В.И., Винославский В.А., Зарубина А.Н., Любавина И.В. Применение синтетических латексов для получения пленок на основе бумаг // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник, 2016. Т. 20. № 2. С. 10–14.

[12] Корбертт С. Новейшая иллюстрированная энциклопедия: работы по дереву / пер. с англ. Ю. Суслова. М.: АСТ. Астрель, 2010. 512 с.

[13] Заец С. Знакомьтесь с промышленным сырьем будущего – полимерные микросферы Expancel. URL: http://analitic.ub.ua/ru/21676-znakomtes-s-promyshlennym-syrem-budushchego-polimernye-mikrosfery-expancel.html. (дата обращения 12.12.2018 г.)

[14] Техническая презентация микросфер Expancel. URL: http://deltachem.ru/d/401471/d/

expancel_technical-presentation_(russian).pdf. (дата обращения 08.12.2018 г.)

[15] Нордин О., Нюхольм К. Микросферы. Пат. 2432202 РФ. МПК B01J13/14. Заявитель и патентообладатель АКЦО НОБЕЛЬ Н.В. Заявл. 16.05.2007. № 2008148145/05. Опубл. 27.10.2011. Бюлл. № 30.

[16] Шевляков А.А., Гранкин А.Ю., Зарубина А.Н., Покатило Е.М., Елисеев П.С. Использование отходов производства металлизированной бумаги // Материалы III Междунар. науч.-техн. конф. «Леса России: политика, промышленность, наука, образование», Санкт-Петербург, СПбГЛТУ, 23–24 мая 2018 г. / Под редакцией В.М. Гедьо. СПб.: СПбГЛТУ, 2018. С. 250–253.

Сведения об авторах

Зарубина Анжелла Николаевна — канд. техн. наук, доцент кафедры химии и химических технологий лесного комплекса МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), zarubina@mgul.ac.ru

Гоцина Виолетта Александровна — студент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), vita.vilita@mail.ru

Цапалин Александр Дмитриевич — студент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), sansan_99@mail.ru

Иванкин Андрей Николаевич — д-р хим. наук, профессор кафедры химии и химических технологий лесного комплекса МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), aivankin@mgul.ac.ru

Веревкин Алексей Николаевич — канд. техн. наук, доцент кафедры химии и химических технологий лесного комплекса МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), verevkin@mgul.ac.ru

Евстратова Анастасия Александровна — научный сотрудник ОАО ЦНИИБ evstratova@mgul.ac.ru

MODERN MICROPOLYMERIC MATERIALS FOR DECORATIVE-PROTECTIVE FILMS AND SURFACE TREATMENT OF WOOD MATERIALS

A.N. Zarubinа¹, V.A. Gotsina¹, A.D. Tsapalin¹, A.N. Ivankin¹, A.N. Verevkin¹, A.A. Evstratovа²

¹BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

²Central Paper Research Institute, 15/1, Lenin st., 141260, p. Pravdinsky, Moscow reg., Russia

zarubina@mgul.ac.ru

The article discusses the principles of the formation of protective coatings of wood materials using natural and synthetic polymers. The relationship between the physicochemical properties of polymeric materials and the quality of wood film coatings is shown. For the study, synthetic and natural varnishes, soluble in organic solvents and water-soluble compositions, as well as coatings with different types of film-forming agent and different chemical nature were chosen. The products of the Italian company SAYERLACK, the German company OSMO, as well as maslovos ANTA of Russian origin were used. It is proposed to use polymer microspheres, which lead to an improvement in the impregnating properties of decorative protective papers. To study the possibility of using microspheres in the production of finishing coatings for wood-composite materials, microspheres of Expancel brand from AkzoNobel (Sweden) were chosen. The results of the study of the main physicomechanical indicators obtained paper samples are presented. It is shown that the treatment with a composition containing 5 % of microspheres leads to an improvement in the impregnating properties of decorative protective papers, which can be used in the production of films for finishing the surface of wood-composite materials.

Keywords: wood, polymers, protective coatings, microspheres of synthetic polymers, decorative papers

Suggested citation: Zarubinа A.N., Gotsina V.A., Tsapalin A.D., Ivankin A.N., Verevkin A.N., Evstratovа A.A. Sovremennye mikropolimernye materialy dlya dekorativno-zashchitnykh plenok i poverkhnostnoy obrabotki drevesnykh materialov [Modern micropolymeric materials for decorative-protective films and surface treatment of wood materials]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2019, vol. 23, no. 4, pp. 134–140. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-134-140140 Лесной вестник / Forest Bulletin, 2019, том 23, № 4

References

[1] Kaur H., Sharma J., Jindal D., Arva R.K. Ahuja S.K., Arva S.B. Crosslinked polymer doped binary coatings for corrosion protection // Progress in organic coating, 2018, v. 125, no. 12, pp. 32–39.

[2] Rybin B.M., Zavrazhnova I.A., Rybin D.B., Martynov A.A., Reutova M.G. Sootnoshenie vkladov edinichnykh funktsional’nykh grupp i khimicheskikh strukturnykh zven’ev v additivnye mol’nye funktsii polimerov dlya derevoobrabotki [The ratio of the contributions of single functional groups and chemical structural units to the additive molar functions of polymers for woodworking] Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Woodworking industry], 2018, no. 3, pp. 39–50.

[3] Neklyudov A.D., Ivankin A.N., Berdutina A.V. Osnovy biokhimicheskoy pererabotki zhivotnogo i kombinirovannogo syr’ya [Basics of biochemical processing of animal and combined raw materials]. Moscow: VNIIMP, 203, 116 p.

[4] Kononov G.N. Dendrokhimiya. Khimiya, nanokhimiya i biogeokhimiya komponentov kletok, tkaney i organov drevesnykh rasteniy. V 2 tomakh [Dendrochemistry. Chemistry, nanochemistry and biogeochemistry of cell components, tissues and organs of woody plants. In two volumes]. Moscow: MGU Publishing House, 2015, t. I, 480 p.

[5] Neklyudov A.D., Ivankin A.N., Berdutina A.V. Properties and uses of protein hydrolysates. Review. Applied Biochemistry and Microbiology, 2000, v. 36, no. 5, pp. 533–534.

[6] Kononov G.N., Fedotov A.A., Ugryumov S.A. Khimicheskie protsessy, protekayushchie pri goryachem pressovanii v strukture drevesno-struzhechnykh plit na osnove furfurolatsetonovogo monomera FA [Chemical processes occurring during hot pressing in the structure of chipboard based on furfurol acetone monomer FA] Vestnik Povolozhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Povolzhsk State University. Series: Forest. Ecology. Nature management], 2013, no. 3 (19), pp. 65–71.

[7] Kononov G.N., Ugryumov S.A., Fedotov A.A. Khimicheskoe vzaimodeystvie drevesnykh chastits so svyazuyushchim na osnove furanovogo oligomera v strukture drevesno-struzhechnykh plit [Chemical interaction of wood particles with a binder based on a furan oligomer in the structure of chipboard boards] Entsiklopediya inzhenera-khimika [Encyclopedia of a Chemical Engineer], 2014, no. 1, pp. 24–26.

[8] Tarasov S.M., Ivankin A.N. Preparation Of Nano Micro Dispersions Of Modified Carbamide Formaldehyde Oligomers Of Enhanced Stability // Scientific Israel – Technological Advantages, 2018, t. 20, no. 3, pp. 25–32.

[9] Gorbacheva G.A., Ivankin A.N., Sanaev V.G., Ageev A.K., Kiryukhin D.P., Kichigina G.A., Kushch P.P., Badamshina E.R. Poverkhnostnaya modifikatsiya tsellyulozosoderzhashchikh materialov rastvorami telomerov tetraftoretilena [Surface modification of cellulose-containing materials with tetrafluoroethylene solutions of telomeres] Zhurnal prikladnoy khimii [J. of Applied Chemistry], 2017, v. 90, no. 8, pp. 1104–1110.

[10] Zarubina A.N., Ivankin A.N., Evstratova A.A. Primenenie mikrosfer v proizvodstve dekorativno-zashchitnykh plenok dlya otdelki drevesnykh materialov [The use of microspheres in the production of decorative protective films for the finishing of wood materials]. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference «Forest complex today, view of the young researchers: forestry and woodworking technology, management, economics», USA, Saint-Louis, 16 January, 2017. Saint-Louis: Publ. House Science and Innovation Center, Ltd, 2017, pp. 162–165.

[11] Azarov V.I., Vinoslavskiy V.A., Zarubina A.N., Lyubavina I.V. Primenenie sinteticheskikh lateksov dlya polucheniya plenok na osnove bumag [The use of synthetic latexes to produce films based on papers] Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2016, v. 20, no. 2, pp. 10–14.

[12] Corbertt S. Noveyshaya illyustrirovannaya entsiklopediya: raboty po derevu [The newest illustrated encyclopedia: woodwork], ed. by Y. Suslov. Moscow: AST-Astrel, 2010, 512 p.

[13] Zaets S. Znakom’tes’ s promyshlennym syr’em budushchego – polimernye mikrosfery Expancel [Meet the industrial raw materials of the future – Expancel polymer microspheres]. Available at: http://analitic.ub.ua/ru/

21676-znakomtes-s-promyshlennym-syrem-budushchego-polimernye-mikrosfery-expancel.html.

[14] Tekhnicheskaya prezentatsiya mikrosfer Expancel [Technical presentation of Expancel microspheres]. Available at: http://deltachem.ru/d/401471/d/expancel_technical-presentation_(russian).pdf (accessed 08.12.2018)

[15] Nordin O., Nyukhol’m K. Mikrosfery. Pat. 2432202 RF [Microspheres. Pat. 2432202 of the Russian Federation]. IPC B01J13 / 14. Applicant and patent holder of ASCO NOBEL N.V. Claims 05.16.2007, no. 2008148145/05, publ. 10.27.2011, bull. no. 30.

[16] Shevlyakov A.A., Grankin A.Yu., Zarubina A.N., Pokatilo E.M., Eliseev P.S. Ispol’zovanie otkhodov proizvodstva metallizirovannoy bumagi [The use of waste production of metallized paper] Materialy III Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Lesa Rossii: politika, promyshlennost’, nauka, obrazovanie» [Proceedings of the III International Scientific and Technical Conference «Forests of Russia: politics, industry, science, education»], St. Petersburg, St. Petersburg State Technical University, May 23–24, 2018. Ed. V.M. Gedyo. St. Petersburg: SPbGLTU, 2018, pp. 250–253.

Authors’ information

Zarubina Angella Nikolaevna — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Department of Chemistry and Chemical Technologies of the Forest Complex of the BMSTU (Mytishchi branch), zarubina@mgul.ac.ru

Gotsina Violetta Aleksandrovna — student of the BMSTU (Mytishchi branch), caf-htdip@mgul.ac.ru

Tsapalin Aleksandr Dmitrievich — student of the BMSTU (Mytishchi branch), caf-chem@mgul.ac.ru

Ivankin Andrey Nikolayevich — Dr. Sci. (Chem.), Professor of the Department of Chemistry of the BMSTU (Mytishchi branch), aivankin@mgul.ac.ru

Verevkin Aleksey Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Department of Chemistry and Chemical Technologies of the Forest Complex of the BMSTU (Mytishchi branch), verevkin@mgul.ac.ru

Evstratova Anastasiya Aleksandrovna — Researcher of Central Paper Research Institute, evstratova@mgul.ac.ru