Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева Вестник Научно-технический журнал. Издается с 1995 года. Выходит 4 раза в год.

О журналеРедколлегияАннотацииАвторамПодписка

 

 

Адрес

420111, г. Казань,
ул. К.Маркса, 10,
КНИТУ-КАИ им. А.Н.Туполева,
ком. 312,
редколлегия журнала «Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева»

Телефоны:

(843) 238-58-10

E-mail:

vestnik.kstu-kai@yandex.ru



English

 

Аннотации

Летательные аппараты

УДК 629.7.025.015.4:539.4

О НЕЛИНЕЙНЫХ КОЛЕБАНИЯХ ПАНЕЛЕЙ ОБШИВКИ

Тлеулинов Манарбек Кусатаевич – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: tleul@hotbox.ru

Рассматриваются нелинейные колебания пластинки, моделирующей панель обшивки. Предлагается методика решения нелинейных динамических задач строительной механики летательных аппаратов с использованием методов прямого интегрирования уравнений движения.

Ключевые слова:панель обшивки; расчет на прочность летательных аппаратов; нелинейные колебания; методы прямого интегрирования.

ON NONLINEAR VIBRATIONS IN SHEATHING PANELS

M.K. Tleulinov

In this paper, we consider formation of nonlinear vibrations in plates simulating the sheathing panels and suggest using a technique for solving the nonlinear dynamic problems of FV structural mechanics using the methods for direct integration of motion equations.

Key words and expressions: sheathing panel; calculation of FV strength; nonlinear vibrations; methods of direct integration.

Энергосиловые  установки

УДК 629.194.34:536.468

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЫХОДА НЕСГОРЕВШИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ЛАМИНАРНОГО ПЛАМЕНИ ОДНОРОДНОЙ СМЕСИ

Щукин Владимир Андреевич – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
Валиев Фарид Максимович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: valiev@adeu.kstu-kai.ru
Дунай Олег Васильевич – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)

Представлена физико-химическая модель выхода несгоревших углеводородов из ламинарного пламени однородной смеси на уровне полуэмпирического соотношения, удобного для инженерных оценок, которое удовлетворительно обобщает экспериментальные результаты. Модель отражает химический механизм, кинетику и термодинамику процесса образования несгоревших углеводородов и особенности реакций в пламени на основе явления флуктуационного реагирования при горении.

Ключевые слова: горение; химический механизм; модельное кинетическое уравнение; химический реактор; флуктуационное реагирование; термодинамически неравновесный состав; несгоревшие углеводороды; индексы эмиссии.

PHYSICO-CHEMICAL MODEL OF UNBURNT HYDROCARBONS YIELD FROM LAMINAR FLAME OF HOMOGENEOUS MIXTURE

V.A. Shchukin, F.M. Valiyev, and O.V. Dunai

We present here a physico-chemical model of unburnt hydrocarbons yield from laminar flame of homogeneous mixture using the semi-empirical relation which is very convenient for short-cut calculations and which satisfactorily generalizes the experimental data obtained. The model describes the chemical mechanism, kinetics, and thermodynamics of unburnt hydrocarbons formation as well as some features of flame reactions using as the base the phenomenon of fluctuation response in the process of burning.

Key words and expressions: burning; chemical mechanism; model kinetic equation; chemical reactor; fluctuation response; thermodynamically nonequilibrium composition; unburnt hydrocarbons; indexes of emission.


УДК 621.45

ВЫБОР И ОПТИМИЗАЦИЯ ТИПА И СОСТАВА ТОПЛИВА ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО ЛЕГКОГО ТРАНСПОРТНОГО САМОЛЕТА

Луковников Александр Валерьевич – докт. техн. наук (ВВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, Москва)
E-mail: Lukovnikof@mail.ru
Ефремов Роман Вячеславович – соискатель (ВВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, Москва)
E-mail: RomanEfremov@yandex.ru
Разносчиков Владимир Валентинович – канд. техн. наук (ВВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, Москва)
E-mail: raznoschikov@mail.ru
Яновская Мария Леонидовна – аспирант (МАИ (ГТУ), Москва)
E-mail: maria_yanovskaya@mail.ru

Приводится описание концепции, методик и комплекса математических моделей, предложенных для оценки использования газовых и криогенных авиационных топлив, оптимизированных по критериям эффективности системы «летательный аппарат – силовая установка – топливо». Приводятся результаты оптимизации параметров рабочего процесса ТРДД и типа и состава топлива для перспективного легкого транспортного самолета.

Ключевые слова: оценка эффективности силовых установок и летательных аппаратов; оптимизация; авиационные топлива; математическое моделирование.

SELECTION AND OPTIMIZATION OF FUEL TYPE AND COMPOSITION FOR LIGHT TRANSPORT AIRPLANES

A.V. Lukovnikov, R.V. Yefremov, V.V. Raznoschikov, and M.L. Yanovskaya

In this paper, we describe conception, techniques, and mathematical models used to evaluate usage of gas and cryogenic aviation fuels optimized by using the criteria of efficiency of «flight vehicle – power-plant – fuel» system. Also presented here are the data on optimization of parameters of double-flow turbo-jet engine processes as well as fuel type and composition for future-technology light transport airplanes.

Key words and expressions: evaluation of powerplants and flight vehicles efficiency; optimization; aviation fuel; mathematical modeling.


УДК 629.7

ЗАВИСИМОСТЬ ПОТЕРЬ В ГТД ОТ ВЕЛИЧИНЫ СЛУЧАЙНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ РАЗМЕРА ХОРДЫ ЛОПАТОК ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА

Евграшин Юрий Борисович – докт. техн. наук (ПГТУ, Пермь)
Махнев Дмитрий Борисович – аспирант (ПГТУ, Пермь)
E-mail: mak-dmitriy@yandex.ru

Приведены результаты разработанной методики определения потерь в ГТД от параметров распределения случайной величины хорды лопатки компрессора. Определяются потери от смешения струй с различными параметрами торможения, идущими по межлопаточным каналам. Течение в начале и в конце канала считается изоэнтропическим, вязкость газа и потери на трение не учитываем. Распределения всех параметров считаются нормальными. Проведено исследование силы влияния факторов, определяющих величину этих потерь: теоретический напор ступени, показатель адиабаты газа, математическое ожидание отклонения среднего значения хорды в ступени и дисперсия этого отклонения. Сделана проверка адекватности разработанной модели по результатам испытаний газотурбинных двигателей. Применение разработанной методики позволит обоснованно определять величину допуска на величину хорды лопатки осевого компрессора ГТД, что приведет к повышению эффективности двигателя и улучшению его технологичности.

Ключевые слова: потери в ГТД; хорда лопатки; осевой компрессор; случайные отклонения; решетка профилей.

DEPENDENCE OF GTE LOSSES ON THE VALUE OF RANDOM DEVIATIONS OF CHORD DIMENSION IN AXIAL-FLOW COMPRESSOR BLADES

Yu.B. Yevgrashin and D.B. Makhnev

We present here some data on dependence of GTE losses on parameters of random value of compressor blade chord dimension as well as losses due to mixing of jets (having different parameters of stagnation) in the vane channels. The flow at the very beginning and end of a channel is assumed to be isentropic; gas viscosity and friction losses are neglected. The distributions of all parameters are taken to be normal. We carried out a number of studies on force of action of factors determining the value of these losses such as the theoretically obtained hydraulic drop in compressor stage, ratio of gas specific heats, mathematical expectation of deviation from average value of the chord in the stage, and variance of this deviation. Using the data on gas turbine engines tests, the model was verified for its adequacy. Application of the hereinpresented technique will make it possible to reliably determine the value of chord tolerance in blades of GTE axial-flow compressor leading thereby to enhancement of engine operation efficiency and improvement of its manufacturability.

Key words and expressions: GTE losses; blade chord; axial-flow compressor; random deviations; airfoil-vaned cascade.


УДК.621.512

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ БЕСШАТУННОГО ПОРШНЕВОГО ОППОЗИТНОГО КОМПРЕССОРА И КОЭФФИЦИЕНТ ПОДАЧИ

Самойлов Дмитрий Николаевич – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань).
E-mail: cddvs@mail.ru
Самойлов Николай Павлович – докт. техн. наук (КГАУ, Казань)
Мухутдинов Юрий Михайлович – генеральный директор (ОАО «Техностан»)

Раскрывается параметр, который оказывает значительное влияние на производительность бесшатунного поршневого оппозитного компрессора.

Ключевые слова: компрессор поршневой оппозитный бесшатунный; производительность; давление.

ON EFFICIENCY OF CONROD-FREE PISTON OPPOSITE COMPRESSOR AND ITS RATE OF DELIVERY

D.N. Samoilov, N.P. Samoilov, and Yu.M. Mukhutdinov

In this paper, we describe a parameter that influence significantly upon efficiency of the conrod-free piston opposite compressor.

Key words and expressions: conrod-free piston opposite compressor; efficiency.


УДК 621.577

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ХЛАДАГЕНТОВ В ТЕПЛОВЫХ НАСОСАХ

Гуреев Виктор Михайлович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: gureev@tot.kstu-kai.ru

Показано существующее положение в области рабочих тел холодильных машин и теплонасосных установок. Определены перспективные фреоны для применения в тепловых насосах.

Ключевые слова: фреоны; альтернативные хладагенты; тепловые насосы.

ON PROSPECTS OF ALTERNATIVE COOLANTS APPLICATION IN HEAT PUMP UNITS

V.M. Gureyev

In this paper, we show the state-of-the-art in the field of working bodies used in refrigerating and heat pump units and determine the future types of freons for use in them.

Key words and expressions: freons; alternative coolants; heat pump units.


УДК 621.45.01

О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ВЫВОДА УРАВНЕНИЙ ДЛЯ РАСЧЕТА РАСХОДА ТОПЛИВА В ОСНОВНОЙ И ФОРСАЖНОЙ КАМЕРАХ СГОРАНИЯ ПРИВОДНЫХ ВРД
ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК

Гуреев Виктор Михайлович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: gureev@tot.kstu-kai.ru

Представлены особенности расчета расхода топлива в основной и форсажной камерах сгорания приводных ВРД с использованием программного комплекса «Поток» для расчетов термогазодинамических характеристик силовых установок.

Ключевые слова: расчет; сгорание; воздушно-реактивные двигатели.

ON SOME PECULIARITIES OF EQUATION DERIVATION AT CALCULATIONS OF FUEL CONSUMPTION IN THE MAIN COMBUSTION CHAMBERS AND AFTERBURNERS OF HEAT PUMP DRIVING AJE MOTORS

V.M. Gureyev

We describe here some peculiarities of calculations of fuel consumption in the main combustion chambers and afterburners of AJE driving motors with use of program complex “POTOK” used in calculations of thermo-gas dynamic characteristics of powerplants.

Key words and expressions: calculation; burning; air-jet engines.


Машиностроение и материаловедение

УДК 531.1.01:539.3

ОБ ОДНОМ РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЙ ТЕОРИИ ПЛАСТИЧНОСТИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ТЕОРИИ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Бодунов Николай Михайлович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: bodunov_nm@mail.ru
Дружинин Георгий Владимирович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: pla@pla.kstu-kai.ru

Приведена линеаризация нелинейных дифференциальных уравнений теории технологической пластичности, описывающих течение идеально жесткопластических анизотропных тел в условиях плоской деформации. Следуя изложенной методике, можно проводить моделирование технологических процессов пластического деформирования тонкостенных деталей из композиционных материалов.

Ключевые слова: пластическое деформирование; композиционный материал; напряженно-деформированное состояние; плоская деформация; функция напряжений; функция тока; базисные функции.

ON ONE SOLUTION OF EQUATIONS FROM THEORY OF ANISOTROPIC MATERIAL PLASTICITY

N.M. Bodunov and G.V. Druzhinin

In this paper, we linearize the nonlinear differential equations from theory of plasticity, which describe the flow of ideally stiff-plastic anisotropic bodies at conditions of plain deformations. Making use of the herein-presented technique, it is possible to simulate the technological processes of plastic deformation of thin-walled parts from composite materials.

Key words and expressions: plastic deformation; composite material; stress-strained state; plain deformation; stress function; basic functions.


УДК 678.026.3:678.7

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРОСТАТИКО-ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Галимова Назиря Яхиевна – (КГТУ–КАИ, Казань)
Воронцов Сергей Анатольевич – директор (ООО «Заводское», Воткинск)
Тукбаев Эрнст Ерусланович – технический директор (ООО ИТЦ «Лакор», Казань)
E-mail: kstu-material@mail.ru
Галимов Энгель Рафикович – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)

Разработан комплекс специализированного оборудования для нанесения полимерных порошковых покрытий на различные по природе материалы и технологический процесс нанесения. Определены режимные параметры процессов нанесения и пленкообразования покрытий.

Ключевые слова: полимерные порошковые композиции; покрытия; метод нанесения.

DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY AND EQUIPMENT FOR APPLYING POLYMER POWDER COATINGS BY ELECTROSTATIC THERMOGASODYNAMIC METHOD

N.Ya. Galimova, S.A. Vorontsov, E.E. Tukbayev, and E.R. Galimov

We present here a complex of special-purpose equipment for applying polymer powder coatings on a number of different materials and the corresponding technological process. Also shown are the regime parameters of processes of coatings’ application and film formation.

Key words and expressions: polymer powder compositions; coatings; method of coating application.


Радиоэлектроника и телекоммуникации

УДК 621.396.6

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ И КОНТАКТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТИВНЫХ СТРУКТУР

Крючатов Владимир Иванович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: kruychatov@mail.ru

Проведено экспериментальное исследование погрешностей тонкопленочных резисторов при изготовлении интегральных схем с раздельным формированием резистивных и проводящих слоев. Получены экспериментальные данные по величинам производственных погрешностей конструктивно-технологических параметров резистивных элементов тонкопленочных интегральных схем и эмпирические формулы для определения статистических характеристик контактных сопротивлений в зависимости от ширины для конкретной установившейся технологии, принятой на предприятии. Проведена оценка влияния составляющих погрешностей конструктивно-технологических параметров на общую погрешность изготовленных резисторов.

Ключевые слова: тонкопленочный резистор; технология; модели; производственные погрешности; контактное сопротивление.

EXPERIMENTAL STUDIES OF MANUFACTURING OPERATION ERRORS AND CONTACT RESISTANCES OF THIN-FILM RESISTIVE CONSTRUCTIONS

V.I. Kryuchatov

We conduct here the experimental studies of thin-film resistor errors observed at production of integrated circuits with separate formation of resistive and conducting layers. As applied to the specific technology, we obtained a number of experimental data on the values of production errors in design and technological parameters of resistive elements of thinfilm integrated circuits as well as the empirical formulas for determining of contact resistance statistical characteristics. Also given here is the evaluation of error components influence in these parameters upon total error in the resistors produced.

Key words and expressions: thin-film resistor; technology; models; production errors; contact resistance.


УДК.621.391

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ПОРОГОВОГО ОБНАРУЖИТЕЛЯ ИМПУЛЬСНОГО СИГНАЛА

Хаиров Рево Мухлисович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: Revo@kipeva.kstu-kai.ru

Определяются вероятностные характеристики для пересечений порогового уровня и выбросов случайных процессов в техническом приложении к теории и практике потенциальной помехозащищенности обнаружителя импульсных сигналов. Структура обнаружителя, его сложность зависят от вида и числа установленных в нем порогов ограничения шумовой помехи и смеси сигнала с помехой. При предлагаемой автором совместной установке двух и более порогов вероятность ложного обнаружения сигнала на фоне шумовой помехи перераспределяется по нескольким связанным событиям, что позволяет устанавливать незначительной величину этой вероятности, т.е. значительно ограничить ошибку первого рода. После установки порогов ограничения определяются параметры обнаруживаемого
сигнала при допустимой вероятности ложного пропуска сигнала, которой определяется ошибка второго рода. Задача потенциальной помехоустойчивости решается автором в рамках спектрально-дисперсионной теории.

Ключевые слова: пороговые обнаружители; вероятностные характеристики.

TECHNIQUES FOR PROTECTING THE THRESHOLD IMPULSE SIGNAL DETECTORS

R.M. Khairov

In this paper, we solve some theoretical problems on crossings and bursts of random processes as applied to the theory and practice of potential noise protection of impulse signal detectors. We determine also the probabilistic characteristics of signals detectors having physically different thresholds of noise limitation and signal-noise mixtures. The structure of this detector and its complexity depend on a type and number of
noise-limiting thresholds and signal-noise mixtures. If two or more thresholds are installed, the probability of false detection of signals on the noise background significantly decreases, since it is distributed in this case over several random events, that is, the noise value and signal-noise mixture as well as the rate and acceleration of value variations. The redistribution of this type makes it possible to set the false-alarm probability as a very insignificant. As is known, the risk of false alarm (first-kind error) exceeds not infrequently that of the signal omission (second-kind error). The problem on potential noise immunity is solved here in the frames of spectral dispersion theory.

Key words and expressions: threshold detectors; probabilistic characteristics.


УДК 621.37.39

О ПОСТРОЕНИИ АНТЕННЫХ УСТРОЙСТВ, ФОРМИРУЮЩИХ СУММАРНУЮ И РАЗНОСТНУЮ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ

Салихов Ахсан Бариевич – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: rts@rts.kstu-kai.ru
Спасов Михаил Николаевич – начальник сектора (ФГУП ФНПЦ «Радиоэлектроника им. В.И. Шимко»)
Выштакалюк Нина Борисовна – ведущий инженер (ФГУП ФНПЦ «Радиоэлектроника им. В.И. Шимко»)

Описываются принципы построения, состав и особенности конструкции автономных антенных устройств, формирующих суммарную и разностную диаграммы направленности.

Ключевые слова:моноимпульсный метод; суммарно-разностный мост; антенная система; активные и пассивные излучатели; рефлектор; делитель мощности.

ON CONSTRUCTION OF ANTENNA UNITS FORMING THE SUM AND DIFFERENCE ANTENNA PATTERNS

A.B. Salikhov, M.N. Spasov, and N.B. Vyshtakalyuk

We describe here the principles of construction, assemblies, and distinguishing features of off-line antenna units that form the sum and difference antenna patterns.

Key words and expressions:monopulse method; sum-and-difference bridge; antenna system; active and passive radiators; reflecting element; power splitter.


УДК 681.7.069.24

СТАБИЛИЗАЦИЯ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА В РАЗРЯДНЫХ КАМЕРАХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ

Богослов Евгений Александрович – аспирант (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: bogoslov_kai@mail.ru
Данилаев Максим Петрович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: danilaev@mail.ru
Польский Юрий Ехилевич – докт. физ.-мат. наук (КГТУ–КАИ, Казань)

Приведены результаты экспериментов, подтверждающих эффективность инерциального стабилизирующего воздействия, обеспечивающего однородное распределение плазмы газового разряда в разрядных камерах коаксиальной конфигурации. Полученные в экспериментах результаты подтвердили правомочность многомодового представления плазмы. Частота вращения магнитного поля, при которой выполняется условие инерциальности воздействия для низших мод при выбранных параметрах разряда в коаксиальной разрядной камере, должна быть больше 12–15 кГц. Выбранный метод стабилизации плазмы газового разряда позволил определить результирующую силу, приводящую к контракции разряда.

Ключевые слова: инерциальные стабилизирующие воздействия; стабилизация плазмы газового разряда.

STABILIZATION OF GAS DISCHARGES IN IRREGULARLY-SHAPED FLASH CHAMBERS

E.A. Bogoslov, M.P. Danilayev, and Yu.E. Polskii

We present here some experimental data that confirm efficiency of inertial action of stabilization; this action ensures the uniform distribution of gas discharge plasma in coaxially-configured flash chambers. As a result, this data are indicative of the fact that the choice of multimode plasma representation is correct. Rotation frequency of magnetic field (at which the condition of action inertia for lowest-order modes in the presence of chosen parameters of discharge in coaxial flash chambers) must be larger than 12–15 KHz. The herein-presented method of gas discharge plasma stabilization makes it possible to determine the resultant force that is responsible for gas discharge contraction.

Key words and expressions: inertial actions of stabilization; gas discharge plasma stabilization.


Математика и механика

УДК 621.643.29

СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИТНЫХ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ТРУБ С ФЛАНЦАМИ

Коротков Алексей Васильевич – аспирант (МарГТУ, Йошкар-Ола)
E-mail: kv-mail@rambler.ru
Куликов Юрий Александрович – докт. техн. наук (МарГТУ, Йошкар-Ола)
E-mail: yurikulikov@mail.ru

На основании полубезмоментной теории анизотропных слоистых оболочек и уравнений Лагранжа второго рода получена связанная система разрешающих уравнений движения. Построены десять низших собственных форм колебаний. Исследована зависимость спектра низших собственных частот от параметра кривизны, а также зависимость жесткости трубы на изгиб от геометрических и структурных факторов. Результаты решения сопоставлены с данными известных аналитических решений и расчетов МКЭ.

Ключевые слова:свободные колебания; тонкостенная криволинейная труба; многослойный армированный пластик; динамическая модель.

ON NATURAL VIBRATIONS IN MULTI-LAYER COMPOSITE CURVILINEAR FLANGE TUBES

A.V. Korotkov and Yu.A. Kulikov

Based on the semi-momentless theory of anisotropic sandwich shells and Lagrange second-kind equations, we obtained the system of resolving equations for motion and constructed ten lowest-order natural modes. We studied also the dependence of natural lowest frequency spectrum on the parameter of curvature as well as the dependence of tube bending stiffness on geometrical and structural factors. The so-obtained data are compared with those from the well-known analytical solutions and calculated data obtained by finite-element method.

Key words and expressions: natural vibrations; thin-walled curvilinear tube; multi-layer reinforced plastics; dynamic model.


УДК 531.36

О ПОСТРОЕНИИ УРАВНЕНИЙ ДИНАМИКИ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ПРОГРАММНЫМИ СВЯЗЯМИ

Ибушева Олеся Владимировна – ст. препод. кафедры автоматизации технологических процессов и производств (Нижнекамский химико-технологический институт)
E-mail: ibusheva_ov@mail.ru
Мухарлямов Роберт Гарабшевич – зав. кафедрой теоретической механики, докт. физ.-мат. наук, профессор (Российский университет Дружбы народов, Москва)
E-mail: rmuharliamov@sci.pfu.edu.ru

Рассматривается задача построения системы дифференциальных уравнений, описывающей динамику системы с использованием интегрального вариационного принципа Гамильтона – Остроградского. Определяются выражения управляющих сил, действующих на систему с целью обеспечить выполнение уравнений связей, наложенных на систему. Стабилизация связей обеспечивается благодаря дополнительным силам, определяемым в соответствии с введенными в работе уравнениями программных связей. В качестве иллюстративного примера приводится решение задачи управления динамикой плоского манипулятора, совершающего перемещение центра схвата в соответствии с заданной программой движения.

Ключевые слова: уравнения динамики; интегральный вариационный принцип; стабилизация связей; программные связи.

ON CONSTRUCTION OF DYNAMIC EQUATIONS FOR MECHANICAL SYSTEMS WITH SOFTWIRING LINKS

O.V. Ibusheva and R.G. Mukharlyamov

In this paper, we consider a problem on constructing the system of differential equations that describe the system dynamics using as the base the Hamiltonian–Ostrogradsky’s integral variational principle. We determined a number of expressions for forces acting on the system to meet the equations of the system-imposed links. The links can be stabilized by the action of additional forces to be determined in accordance with the equations of softwiring links obtained. As an illustration, we present here the solution of the problem on control of planar manipulator dynamics when it performs the gripping center displacement in accordance with the program of motion preset.

Key words and expressions: dynamic equations; integral variational principle; stabilization of links; softwiring links.


Физика и химия

УДК 664.8.022

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ФЛЮИДНОГО CO2-ЭКСТРАКЦИОННОГО ПРОЦЕССА ПРИ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА «НИКЕЛЬ НА КИЗЕЛЬГУРЕ»

Сагдеев Айрат Адиевич – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, ф-л Нижнекамск).
E-mail: sagdeev_aa@mail.ru
Галлямов Рустам Фаилович – аспирант (КГТУ–КАИ, Казань).
E-mail: rustick_g@rambler.ru
Гумеров Фарид Мухамедович – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань).
E-mail: gum@kstu.ru
Габитов Фаризан Ракибович – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)

Проанализирована природа органических соединений, дезактивирующих катализатор «Никель на кизельгуре». Изучена возможность регенерации катализатора с использованием сверхкритического флюидного СО2-экстракционного процесса. Исследования проведены на изотермах 70 и 150 °С в диапазоне давлений 10...30 МПа с использованием чистого и модифицированного сверхкритического диоксида углерода. В качестве модификатора сверхкритического СО2 использован метанол в количестве 3 % массовых. Исследована кинетика сверхкритического флюидного процесса СО2-регенерации катализатора. Проведено измерение активности регенерированного катализатора.

Ключевые слова: катализатор «никель на кизельгуре»; регенерация; сверхкритический диоксид углерода.

USE OF SUPERCRITICAL FLUIDAL PROCESS OF CO2 EXTRACTION AT REACTIVATION OF «TERRA SILICEA-BASED NICKEL» CATALYST

A.A. Sagdeyev, R.F. Gallyamov, F.M. Gumerov, and F.R. Gabitov

We analyze here the supercritical fluidal process of CO2 extraction at reactivation of “terra silicea-based nickel”catalyst and the nature of organic compounds that are capable to make this catalyst dead. We study also a possibility of catalyst reactivation by making use of the supercritical fluidal process оf CO2 extraction. The studies were carried out in the presence of reaction isotherms of 70 and 150 °С in the pressure range from 10 to 30 MPa using thereby the pure and modified supercritical carbon dioxide. As a modifier of this supercritical CO2, use was made of methyl hydroxide (3% of total mass). We studied the kinetics of supercritical fluidal process of CO2 reactivation in the catalyst. Also given are the measuring data on activity of the catalyst reactived.

Key words and expressions: «terra silicea-based nickel» catalyst; reactivation; supercritical carbon dioxide.


Информатика и вычислительная техника

УДК 519.217

МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ АВТОМАТНЫХ МАРКОВСКИХ МОДЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПОРОЖДАЕМЫХ ИМИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Шалагин Сергей Викторович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: sshalagin@mail.ru
Нурутдинова Алсу Рафаиловна – ассистент (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: alsu124@mail.ru

Разработана методика многопараметрической идентификации автоматных марковских моделей (АММ) на основе последовательностей состояний, ими генерируемых. АММ описаны эргодическими стохастическими матрицами, принадлежащими к априори заданным подклассам. Определены группы признаков, отображающие характеристики последовательностей. Вычислено отклонение данных признаков относительно их теоретических оценок, а также определена минимальная длина последовательности, требуемая для идентификации АММ с заданной вероятностью.

Ключевые слова:цепи Маркова; эргодические стохастические матрицы; идентификация, автономный вероятностный автомат; автоматная марковская модель; статистическая обработка данных; дискриминантный анализ; линейные дискриминантные функции; информативность; биграммы.

TECHNIQUE FOR IDENTIFYING THE AUTOMATIC MARKOV’S MODELS ON THE BASIS OF SEQUENCES

S.V. Shalagin and A.R. Nurutdinova

We present here the technique for multi-parametrical identification of automatic Markov’s models (AMMs)using as the base the state sequences generated. These models are described here by ergodic stochastic matrixes belonging to a priori preset subclasses. We determined the groups of attributes that represent the sequence characteristics and calculated their deviation on the theoretical estimates. Also determined is the minimal length of sequence that is needed to identify a model with a probability preset.

Key words and expressions:Markovian networks; ergodic stochastic matrixes; identification; self-contained probabilistic automation; automatic Markov’s model; statistical processing of data; discriminant analysis; linear
discriminators; self-descriptiveness; digrams.


УДК 62.529

К ЗАДАЧЕ АНАЛИТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ

Иванов Владимир Константинович – канд. техн. наук (МарГТУ, Йошкар-Ола)
E-mail: ivladko1@rambler.ru

Представлена одна из подсистем автоматизации проектирования производственных систем. Предлагается метод и алгоритм решения задачи аналитического проектирования следящего привода подач металлорежущих станков и роботов с ЧПУ. Приведены результаты решения задач для различных типов приводов.

Ключевые слова: математическое моделирование; аналитическое проектирование; основная задача управления; структурная схема; критерии качества; устойчивость

ON A PROBLEM OF ANALYTICAL DESIGN OF FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEM ELEMENTS

V.K. Ivanov

We present here a subsystem for design automation manufacturing system as well as the method and algorithm for solving the problem on analytic design of the follower drive of parts feed in NC-metalcutting machines and robots. Also given are some results of problems solution for different types of drives considered.

Key words and expressions: mathematical modeling; analytical design; basic problem of control; block diagram; performance criterion; stability.


УДК 621.001.5+004.89.002.53

АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МОДУЛЬНОЙ СИСТЕМНОЙ ОНТОЛОГИИ

Горюнова Валентина Викторовна – канд. техн. наук (Пензенский артиллерийский инженерный институт)
E-mail: gvv17@mail.ru

Представлены аспекты декларативного моделирования и онтологического анализа интегрированных систем на основе математического аппарата сетей Петри и систем продукций. Определена модульная онтологическая системная технология (МОСТ-технология), содержащая механизм проектирования, функционирования и разработки интегрированных информационных систем из так называемых онтологических блоков (ОБ).

Ключевые слова: онтологии; онтологический анализ; декларативное моделирование; сети Петри; продукционные системы.

ANALYSIS OF WORKING AND TECHNOLOGICAL PROCESSES WITH USE OF MODULAR SYSTEM ONTOLOGY

V.V. Goryunova

We consider here some aspects of declarative design and ontological analysis of integrated systems using as the base the mathematical apparatus, Petri nets, and systems of productions. For this, we developed the modular ontological systems technology (MOST-technology) that uses the mechanism of design, operation, and development of integrated information systems from the so-called “ontological blocks” (OBs).

Key words and expressions: ontologies; ontological analysis; declarative modeling; Petri nets; systems of productions.


УДК 681.324: 519.8

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЖИВУЧЕСТИ КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МАРКОВСКИХ МОДЕЛЕЙ С ДОХОДАМИ

Зиновьев Павел Александрович – канд. техн. наук (Институт проблем информатики АН РТ, Казань)
E-mail: paz@antat.ru
Мейко Анастасия Владимировна – аспирант (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: meiko@cnitrt.kstu-kai.ru

Предложен метод анализа живучести корпоративных информационных систем на основе марковских моделей с «доходами». Обсуждаются критерии и метрики для оценки вероятности пребывания системы в области живучести на протяжении жизненного цикла.

Ключевые слова: анализ живучести; корпоративные ИТ-системы; модельные представления; показатели качества; функциональная живучесть; цепи Маркова с доходами.

TECHNIQUE FOR STUDYING THE FUNCTIONAL VIABILITY OF CORPORATIVE INFORMATION SYSTEMS WITH USE OF MARKOV’S MODELS OF INCOME

P.A. Zinov’ev and A.V. Meiko

We present a technique for analyzing the viability of corporative information systems by using as the base the Markov’s models of income. Also discussed here are the criteria and metrics evaluating the probability of system stay in the viability region throughout the entire life cycle examined.

Key words and expressions: viability analysis; corporative information systems; modeling representations; quality indexes; Markovian networks of income.


УДК 519.711:519.816:004.942

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Зайдуллин Сергей Сагитович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: zserge@list.ru
Куревин Валерий Валерьевич – аспирант (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: vkurevin@kazan.amfitel.ru

Рассматривается проблема анализа процессов изменения характеристик сложных организационно-технических систем на примере распределенной системы хранения специального назначения. Предлагаемая авторами методика подразумевает анализ множеств компонентов и свойств таких систем посредством специальных математических моделей, описывающих динамику изменения состава и мощности множеств.

Ключевые слова: распределенная система хранения; дискретные множества; моделирование динамики множеств; характеристические функции.

TECHNIQUE FOR STUDYING THE FUNCTIONAL VIABILITY OF CORPORATIVE INFORMATION SYSTEMS WITH USE OF MARKOV’S MODELS OF INCOME

P.A. Zinov’ev and A.V. Meiko

We present a technique for analyzing the viability of corporative information systems by using as the base the Markov’s models of income. Also discussed here are the criteria and metrics evaluating the probability of system stay in the viability region throughout the entire life cycle examined.

Key words and expressions: viability analysis; corporative information systems; modeling representations; quality indexes; Markovian networks of income.


Управление процессами и моделирование

УДК 517.977.5

УСЛОВИЯ ОПТИМАЛЬНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ

Роднищев Николай Егорович – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: nrodnishev@yandex.ru
Аюкасов Рустам Анатольевич – ассистент (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: Rustam.Aukasov@tatar.ru

Исследуются необходимые условия оптимальности управления нелинейными системами, описываемыми стохастическими дифференциально-разностными уравнениями. Приводится пример, иллюстрирующий изложенный в статье подход.

Ключевые слова: оптимальное управление; стохастические дифференциально-разностные уравнения; уравнение Колмогорова – Фоккера – Планка; стохастическая система с запаздыванием

CONDITIONS OF OPTIMALITY AND CONTROL FOR NONLINEAR STOCHASTIC SYSTEMS WITH TIME LAG

N.E. Rodnishchev and R.A. Ayukasov

In this paper, we examine the necessary conditions of control for nonlinear systems described by stochastic differential equations and give an example of the approach presented.

Key words and expressions: optimal control; stochastic differential equations; Kolmogorov–Focker–Plank equation; stochastic system with time delay.


УДК 681.511.3

СТАБИЛИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА С ЗАДАННЫМ КАЧЕСТВОМ НА ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ

Мещанов Арсен Сергеевич – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
Е-mail: mas41@mi.ru

Решена задача интерполяции параметров с получением математической модели продольного движения самолета на переходных режимах полета, связанных с изменениями скорости и высоты. Показано применение разработанного в работе [1] упрощенного метода синтеза векторных и скалярных управлений (основанного на применении следствия неравенства Важевского, критерия Сильвестра для определенно-отрицательных квадратичных форм и метода степени устойчивости). Метод отличается более полным использованием возможностей современных персональных компьютеров в достаточно быстрых пробных численных моделированиях системы управления и обеспечивает экспоненциальное уменьшение нормы вектора состояния системы управления самолетом за требуемое время в заданное число раз с нулевой установившейся ошибкой и выполнением ограничений на модули составляющих управления и сравнительно малыми энергетическими затратами на управление. Проведено численное моделирование стабилизации продольного движения самолета на переходных режимах, результаты которого полностью соответствуют поставленной задаче.

Ключевые слова: самолет; переходной режим полета; модель движения; интерполяция переменных параметров; синтез векторного и скалярного линейных управлений с обратной связью; численное моделирование; экспоненциальное уменьшение нормы вектора отклонений от программы; малые энергетические затраты на управление.

STABILIZATION OF AIRCRAFT FLIGHT WITH PRESET QUALITY AT TRANSIENT FLYING REGIMES

A.S. Meshchanov

In this paper, we solve the problem on parametric interpolation to construct the mathematical model of aircraft’s longitudinal motion at transient flying regimes with variable speeds and altitudes. We show a possibility of applying the simplified method for vector and scalar control synthesis [1](that is based on corollary of Vazhevskii’s inequality, Sylvester criterion for negative definite quadratic forms, and method of stability degree). The method makes it possible to use all potential capabilities of the modern personal computers when carrying out the rapid tentative numerical simulations of control systems and provides exponential decrease in norms of the vector of aircraft control state for the required period of time with zero steady-state error and limitations imposed on the modules of control components as well as with relatively small expenditures of control power. Also simulated numerically is the stabilization of aircraft’s longitudinal motion at transient regimes and its results fully correspond to the aims of the herein-posed problem.

Key words and expressions:aircraft; transient flying regime; model of motion; interpolation of variable parameters; synthesis of vector and scalar linear controls with feed-back; numerical simulation; exponential decrease of norm of deviation vector from program values; small expenditures of control power.


УДК 517.977.56

СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТИРОВКОЙ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ ПО ДЛИННЫМ ТРУБОПРОВОДАМ С УЧЕТОМ КОМПРЕССОРА

Балоев Арнольд Андреевич – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
Лазарева Полина Александровна – аспирант (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: lpa@fromru.com

Рассматривается задача синтеза оптимального сосредоточенного неграничного управления транспортировкой углеводородов по длинным трубопроводам путем отбора или подкачки сырья с учетом работы компрессора. Приводится решение задачи для полного и неполного измерения состояния системы.

Ключевые слова:оптимальное управление; транспортировка газа; системы с распределенными параметрами.

SYNTHESIZING OF OPTIMAL CONTROL AT TRANSPORTATION OF HYDROCARBON MATERIALS THROUGH LONG PIPELINES WITH ACCOUNT FOR COMPRESSOR OPERATION

A.A. Baloyev and P.A. Lazareva

We consider the problem on synthesizing the optimal concentrated non-boundary control at transportation of hydrocarbon materials through long pipelines by selection or pumping of raw materials with proper account for compressor operation. Also given here is the solution of the problem on complete and non-complete measurements of system state.

Key words and expressions: optimal control; transportation of gas; distributed-parameter systems.


УДК 519.87 : [612.13 + 612.141]

РЕГРЕССИОННАЯ МОДЕЛЬ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ НА ПЛЕЧЕ И НА ЗАПЯСТЬЕ

Каратаев Робиндар Николаевич – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
Сойко Алексей Игоревич – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: alexsoiko@rambler.ru
Синицын Игорь Николаевич – аспирант (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: gitsong@rambler.ru
Овчинников Александр Витальевич – канд. мед. наук (Казанский военный госпиталь)

Рассматриваются результаты статистической обработки данных измерения артериального давления на двух измерительных участках (плече и запястье), получена регрессионная зависимость средних значений артериального давления при измерении на плече и запястье.

Ключевые слова: артериальное давление; измерители артериального давления; моделирование; гемодинамика; частота сердечных сокращений.

REGRESSION MODEL OF AVERAGE BLOOD PRESSURES AT MEASUREMENTS ON SHOULDER AND WRIST

R.N. Karatayev, A.I. Soiko, I.N. Sinitsyn, and A.V. Ovchinnikov

We consider here some results of statistical processing of data on blood pressure at two measuring points (on the shoulder and wrist). As a result, we obtained the regression relation of average blood pressure.

Key words and expressions: blood pressure; blood pressure gages; modeling; hemodynamics; cardiac rate.


УДК 519.87

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОНВЕЙЕРНОЙ ЛИНИИ

Сабитов Рустэм Адиевич – канд. физ.-мат. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: r.a.sabitov@mail.ru
Сабитов Шамиль Рустэмович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: shamil_2003@mail.ru
Сиразетдинов Талгат Касимович – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: tksirazetdinov@mail.ru
Сиразетдинов Рифкат Талгатович – докт. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: rif-kat@inbox.ru

Построена математическая модель функционирования конвейерной линии с учетом поставок потребных ресурсов со склада и дополнительных цехов. Цикл производства учитывается через запаздывающий аргумент.

Ключевые слова: математическое моделирование; конвейерная линия; цикл производства; оборотные фонды; основные производственные фонды.

MATHEMATICAL MODELING OF CONVEYOR LINE OPERATION

R.A. Sabitov, Sh.R. Sabitov, R.T. Sirazetdinov, and N.R. Sirazetdinov

We present here the technique for constructing a model of conveyor line operation with account for resources delivery from storehouse and production workshops. Production cycle is taken into account with use of delayed argument.

Key words and expressions: mathematical modeling; conveyor line; production cycle; current assets; fixed capital stock.


Философия и история науки и техники

УДК 50 (075.8):130.2:11+14+16:[51+53]

ФЕНОМЕНОЛОГИЯ ЧИСЛА В МИРОВОЙ СИСТЕМЕ

Легошин Георгий Михайлович – канд. техн. наук (КГТУ–КАИ, Казань)
E-mail: g.legoshin@rambler.ru

Рассматривается мировоззренческое значение чисел в понимании строения мира. Показывается особое онтологическое значение нуля, единицы и их модификаций. Нуль представлен как математическое выражение ничто, которое в скрытом виде отражает физический и антифизический мир (мир и антимир, бытие и небытие). С философских позиций анализируется гомологический ряд с гомологическим элементом «бесконечность».

Ключевые слова: феноменология числа; мировая система; абсолютный мир; мирогенез; золотое сечение; гомологический ряд; нуль; ничто; единица; бесконечность.

PHENOMENOLOGY OF NUMERALS IN THE WORLD SYSTEM

G.M. Legoshin

We consider here the world vision meaning of numerals at understanding of world structure and show the special ontological meaning of zero, unit, and their modifications. The zero is presented as the mathematical expression of naught that reflects latently the physical and anti-physical world (world and anti-world, being and non-being). We analyze philosophically the homologous series including the element «infinity».

Key words and expressions:phenomenology of numerals; world system; absolute world; world genesis; golden section; homologous series; zero; naught; unit; infinity.

КОММЕНТАРИЙ К СТАТЬЕ Г.М. ЛЕГОШИНА «ФЕНОМЕНОЛОГИЯ ЧИСЛА В МИРОВОЙ СИСТЕМЕ»

Г.М. Мубаракзянов (докт. физ.-мат. наук)

АНАЛИЗ СТАТЬИ Г.М. ЛЕГОШИНА «ФЕНОМЕНОЛОГИЯ ЧИСЛА В МИРОВОЙ СИСТЕМЕ» С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ВВЕДЕНИЯ В МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

П.Г. Данилаев (докт. физ.-мат. наук)


УДК: 550.36/502.211

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РОЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА И ЧЕЛОВЕЧЕСТВА В СИСТЕМЕ ЗЕМЛИ

Никитин Юрий Петрович – ведущий инженер-конструктор (ФГУП «НПО “ГИПО”», Казань)

Планета солнечной системы Земля рассмотрена как система, подверженная периодическому глобальному похолоданию (ледниковым периодам на поверхности Земли). Растительный мир и человечество рассматриваются как компоненты системы, предназначенные ослаблять глубину глобальных похолоданий.

Ключевые слова:Земля; система; компонент; взаимодействие; функциональная роль; растительный мир; человечество; ледниковый период; энергия.

FUNCTIONAL ROLES OF THE EARTH’S VEGETABLE WORLD AND HUMANITY

Yu.P. Nikitin

In this paper, we consider the Earth as a system that suffers from periodical ecocatastrophes such as global falls in temperature (e.g., ice ages on the Earth surface). The vegetable world and mankind are treated here as the system components that are meant for weakening these ecocatastrophes and their possible consequences.

Key words and expressions: Earth; system; component; interaction; functional role; vegetable world; mankind; ice age; energy.

© Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева", 2010

2010

1