№ 2 (2019)

Рассмотрена одна из важных проблем дискретной оптимизации – решение комби-наторно-логических задач на графах. Данные задачи относятся к классу NP-сложных, NP-трудных проблем оптимизации. В статье приведено описание оптимизационной задачи разбиения графа на части и сформулирована постановка задачи. Для эффективного реше-ния данной задачи авторы предлагают новую стратегию «поиск-эволюция». На основе этой стратегии в работе предложена новая архитектура поиска, основанная на много-уровневом подходе. Принципиальным отличием предложенного подхода является разделе-ние процесса поиска на два этапа и применение на каждом из этих этапов различных ме-тодов. На первом этапе поиска предлагается выделение кластеров. На втором этапе по-иска, в качестве метода оптимизации, предложен генетический алгоритм, позволяющий производить эффективную перестановку построенных кластеров. На основе предложен-ной архитектуры разработан двухуровневый алгоритм, позволяющий распараллеливать процесс решения и получать наборы оптимальных и квазиоптимальных решений за время, сопоставимое со временем реализации итерационных алгоритмов. Разработанный алго-ритм был реализован на языке программирования C#. Проведены два вида вычислительного эксперимента на тестовых примерах бенчмарках. Это разбиение графа на 4 и 8 частей. Результаты проведенных исследований показывают, что разработанный подход доста-точно быстро позволяет получать более эффективные решения, т.к. полученные резуль-таты в среднем на 5 % лучше, чем разбиения, полученные с использованием известных ал-горитмов HMetis PGA Complex, что говорит об эффективности предложенного подхода. ВСА лежит в пределах.

Статья посвящена решению задачи приобретения новых знаний, выявления новых закономерностей на основе классификации и последующей интеграции информационных ресурсов с целью повышения эффективности информационных процессов. Актуальность задачи обоснована значительным ростом генерируемой, передаваемой и обрабатываемой информации в сферах науки и бизнеса, и их влиянием на развитие общества в целом. В статье рассмотрены основные проблемы эффективного использования информационных ресурсов и обработки информации для выявления направления решения проблемы. Проанализированы аспекты интеграции информации в информационных системах и современное состояние исследований на тему решения задачи классификации и существующие алгоритмы: пчелиного роя, муравьиной колонии, иммунной системы, роя частиц и т. д.

Предложено решать задачу классификации информационных ресурсов для более эффективной их интеграции. В качестве информационных ресурсов в данной статье используются их онтологические модели. В статье приводится абстрактная модель решения задачи классификации информационных ресурсов на основе представления интеграции как отображения онтологий. Предложено два критерия для классификации в соответствии с семантической близостью онтологий: критерий эквивалентности и критерий иерархичности. Приведена постановка задачи классификации и целевые функции. Для решения задачи классификации по двум критериям разработана двухуровневая архитектура композиции (бэггинга) биоинспирированных алгоритмов. Решения задачи проводится с параллельным использованием нескольких алгоритмов. Для работы в архитектуре бэггинга разработан биоинспирированный алгоритм, основанный на модели поведения светлячков в природе. В статье приведены схемы и правила кодирования решений в светлячковом алгоритме на двух уровнях архитектуры бэггинга. Для оценки эффективности предложенного подхода разработан программный продукт и проведены эксперименты, основанные на разном количестве объектов информационных ресурсов. Критерием эффективности предложенного подхода является степень семантической близости концептов в онтологиях, классифицированных как эквивалентные и подобные. Исследования проводились в сравнении с жадным алгоритмом, работающим напрямую с разработанными правилами решения. Эксперименты показали, что предложенный алгоритм дает эффективное решение с полиномиальной временной сложностью O(tn²).

В работе рассмотрена проблема решения задачи размещения при проектировании радиоэлектронной аппаратуры. Поставленная задача относится к классу NP-полных и для нее не существует точного полиномиального алгоритма. Цель данной работы заключается в нахождении путей оптимизации планирования размещения СБИС с применением модифицированного генетического алгоритма. Актуальность работы состоит в том, что используемый модифицированный генетический алгоритм позволяет повысить качество планирования размещения. Научная новизна заключается в разработке модифицированного генетического алгоритма. Модифицированный генетический алгоритм использует знания о решающейся задаче, что позволяет быстрее получать эффективные локальные решения. Постановка задачи в данной работе заключается в следующем: оптимизировать размещение СБИС путем применения генетического алгоритма, минимизировать пустое пространство, тем самым сократить габариты площадки для размещения. Принципиальное отличие от известных алгоритмов в использовании новых генетических операторов: сегрегации, кроссмутации. Результаты работы подтверждаются экспериментом, проведенном на тестовых функциях для алгоритмов оптимизации. На основе проведенных экспериментов необходимо отметить, что такой алгоритм обладает лучшими характеристиками при оптимизации размещения СБИС.  Площадь размещения уменьшилась с 9,14 мкм² на 7,56 мкм². Практическая применяемость данного алгоритма актуальна в поисковых и оптимизационных задачах.

Ключевые слова – генетический алгоритм, размещение элементов СБИС, оптимизация, оператор сегрегации, оператор кроссмутации.

Работа связана с решением проблемы персонализации ресурсов Интернет для повы-шения эффективности организации и сопровождения психологически-безопасного поведе-ния пользователей в интернет-пространстве. Особую актуальность данная проблема приобретает для сферы интернет-обучения в условиях непрерывного роста числа образовательных Интернет-ресурсов и сервисов, развития контента, несущего виктимное воз-действие на морально-нравственные аспекты личности обучающегося. Среди наиболее перспективных подходов к ее решению в настоящее время выделяется подход, который базируется на прогнозировании предпочтений пользователей для формирования контента, соответствующего их интересам и ожиданиям. С целью эффективного извлечения и обработки данных, а также выявления закономерностей, позволяющих сделать выводы (прогнозы) о конкретных предпочтениях пользователей применяются методы интеллектуального анализа данных и машинного обучения. В статье предложен метод прогнозирования предпочтений субъекта обучения в интеллектуальных системах-ассистентах для генерации рекомендаций и персонализации образовательного контента и услуг. Принципиальным отличием предложенного метода является переход от персональ-ных рекомендаций к групповым на основе методов коллаборативной фильтрации пользо-вателей со схожими предпочтениями. Для формирования рекомендаций разработана мо-дель оценки предпочтений, основанная на совместном использовании методов Item-Item CF и User-User CF, что позволит решить проблему «холодного старта» и повысить качество рекомендаций для пользователей со схожими интересами и характеристиками поведения. Оценка прогнозирования связана с большой размерностью параметров модели обучения. Для снижения размерности пространства поиска предпочтений из неявных данных боль-шого объема об активности пользователя и повышения точности прогноза разработан биоинспирированный алгоритм поиска косяком рыб, отличающийся масштабируемостью и способностью обрабатывать разреженные данные. Экспериментальные исследования эффективности работы алгоритма были проведены на тестовых данных MovieLens и подтвердили высокую обобщающую способность и точность прогноза предпочтений.

Рассматривается возможность применения метода конвейер в конвейере для реше-ния задач обработки данных сетевого потока в темпе поступления. Данный метод позво-ляет минимизировать аппаратные затраты, если используются рекурсивные алгоритмы, например для задач шифрования или компрессии сетевого трафика. В этом случае новые данные нельзя подавать в обработку, пока не получен результат обработки предыдущих данных. Классическое решение предполагает параллельное использование нескольких уст-ройств, каждое из которых будет независимо обрабатывать свой поток данных. Метод конвейер в конвейере, позволяет использовать одно устройство для обработки, в которое подается множество независимых данных из параллельных потоков, однако такое реше-ние будет эффективно только для сетевых пакетов одного размера. Была предложена модификация данного метода, позволяющая обрабатывать пакеты данных разного разме-ра в темпе их поступления. Сетевые протоколы передачи данных требуют сохранения порядка следования пакетов, типовое решение предполагает использование диспетчера для оптимизации заполнения памяти буферов входных данных и дополнительных буферов после устройства обработки, синхронизирующих порядок пакетов. Для уменьшения расхода обо-рудования было представлено альтернативное решение, предполагающее использование одной памяти для хранения исходных и обработанных данных. Сетевые пакеты направля-ются в специальные блоки соединённые последовательно, состоящие из двухпортовой па-мяти и модуля управления потоками данных и состоянием памяти. Для исключения ситуа-ции переполнения памяти, предложено задействовать резервные блоки. Была приведена оценка минимальных аппаратных затрат ПЛИС для решения задач обработки сетевых пакетов рекурсивными алгоритмами на скорости 10 Гбит/с. Анализ результатов доказал эффективность предложенного метода, по сравнению с существующими решениями, по-зволяя на заданном объёме оборудования увеличить максимальную скорость обработки данных более чем в 2,5 раза. Рекомендуется использовать предложенную модификацию метода конвейер в конвейере для решения задач шифрования и компрессии данных в высо-коскоростных компьютерных сетях.

В данной работе рассматривается распределенный подход для решения оптимизационных задач, основанный на использовании биоинспирированных алгоритмов. Использование данного класса алгоритмов обусловлено возможность декомпозиции кодированных решений на независимые подмножества и их обработки в отдельных потоках. Одной из основных проблем при таком подходе является выполнение декомпозиции и последующей свертки решения. Проблема становится более сложной, в тех случаях, когда требуется несколько уровней декомпозиции сложной задачи. С точки зрения вычислительной мощности одновременная обработка параллельных потоков требует значительных ресурсов процессорного времени и оперативной памяти. В связи с этим использование нескольких вычислительных узлов, взаимодействующих через сетевые интерфейсы, способствует увеличению вычислительных ресурсов и повышению отказоустойчивости подсистемы в целом. В данной статье предложена реализация распределенной подсистемы решения NP-полных оптимизационных задач, которая позволяет в автоматизированном режиме разбивать множество входных данных на подмножества, распределять подзадачи между вычислительными узлами, а также собирать полученные решения в решение исходной задачи. В работе представлена обобщенная архитектура будущей подсистемы, компонентные модели обработки входных данных и взаимодействия агентов между собой. Для подтверждения работоспособности подсистемы была разработана программная реализация на языке программирования Java и брокер сообщений RabbitMQ, для обеспечения взаимодействия программных агентов между собой. Проведены серии экспериментов, в рамках которых были проведены исследования с несколькими одновременно запущенными задачами, а также исследования с заданным количеством одновременно запущенных программных агентов.

Разработана векторная модель выполнения текущей и прогнозной оценки со-стояния совокупности параметров технического объекта. Методика оценки построена на основе разработанной модели и предназначена для использо-вания в микропроцессорных модулях, которые используются в системах мо-ниторинга и управления. В работе рассматривается построение векторной модели для реализации упрощенной предварительной оценки. Для функцио-нирования модели необходимо использование экспертных знаний о призна-ках различных нештатных ситуаций. Также привлекаются эксплуатационные и экспериментальные данные, идентифицирующие такие ситуации. Разрабо-танная методика расчета достаточно проста и может выполняться в микро-процессорном модуле в фоновом режиме. Методика позволяет реализовать прогнозную оценку в режиме реального времени, что важно для эффектив-ной работы модуля в составе распределенной системы мониторинга. Также поддерживается генерация команд по ликвидации и предотвращению не-штатных ситуаций. Для реализации прогнозной оценки состояния объекта рассмотрен подход к определению параметра технического объекта с ис-пользованием упрощенной версии сглаживающего прогнозирующего куби-ческого сплайна. В расчетах используется равномерная временная сетка. Выполнен синтез алгоритма для определения коэффициентов кубического сплайна. Проведено сравнение эффективности различных моделей прогнози-рования параметра с позиции возможности их реализации в микропроцес-сорном модуле. Было проведено сравнение точности прогнозирования с ис-пользованием предложенной модели сглаживающего сплайна и моделей сглаживающего временного ряда нулевого, первого и второго порядка. Ре-зультаты прогнозирования показывают, что абсолютная погрешность про-гнозирования параметра исследуемых моделей сравнима по величине. По-грешность сплайна не имеет таких резких всплесков, которые присутствуют при использовании моделей временных рядов. Однако, вычислительная сложность алгоритма прогнозирования при использовании сглаживающего сплайна значительно выше, чем в случае временных рядов. Разработанные модель и методика могу быть использованы для оперативного мониторинга и управления объектом в реальном масштабе времени.

Мониторинг состояния почвогрунтов бесконтактным способом с борта летательного актуален в настоящее время. По причине больших затрат при исследовании с помощью натурных экспериментов целесообразно использовать имитационные модели. Известно множество методов, позволяющих рассчитывать с различной степенью точности электромагнитное поле (ЭМП), рассеянное слоистыми структурами с шероховатыми границами. Однако, до сих пор не разработана имитационная модель для быстрого расчета характеристик радиолокационного сигнала, отраженного слоистыми структурами с неоднородностями и шероховатыми границами. В рамках работы предложена гибкая имитационная модель, способная решать задачу получения комплексной эффективной площади рассеяния (ЭПР) слоистой поверхности с неоднородностями. В условиях малых дальностей объект нельзя считать сосредоточенным и облучающую его волну плоской. Отсюда возникают специфические проблемы, характерные для ближней зоны локации. Поэтому принципы и представления, принятые для дальней зоны, не могут быть использованы в условиях ближней зоны.

Разрабатываемая имитационная модель построена на основе фацетного представления границ пространственно-распределенной слоистой модели объекта. В качестве фацета выбран импедансный треугольник с известными радиолокационными характеристиками рассеяния. Суммарное ЭМП ищется путем интегрирования парциальных полей рассеяния на треугольном фацете с учетом фаз и поляризации падающей электромагнитной волны (ЭМВ). Имитационная модель на основе высокочастотных методов, обеспечивает высокую скорость вычислений для больших площадных целей с произвольным количеством слоев и шероховатостью границ.

В статье представлены следующие результаты, полученные с помощью разработанной имитационной модели: нормированная эффективная площадь рассеяния (ЭПР) для однослойной распределенной цели с шероховатыми границами при разной средней толщине слоя; верификация по нормированной ЭПР для двухслойной распределенной цели; зависимость ЭПР при разной степени затухания в среде; зависимость ЭПР для двухслойной распределенной цели с шероховатыми границами.

В статье рассмотрены практические вопросы решения задач повышения качества и эффективности авиационного опрыскивания как важнейшего элемента производства авиационно – химических работ с использованием методов компьютерного моделирования его процессов. Дано описание сформированного программного комплекса моделирования авиаопрыскивания и основные результаты его апробации с учетом экспериментальных данных. Особенностями комплекса являются расширенный учет параметров воздушного судна и режимов его полета при выполнении обработок, процессов испарения и дробления капель многокомпонентных рабочих жидкостей, технологических аспектов защитного опрыскивания и существенный рост информативности расчетных показателей осаждения жидкостей для оценки уровня эффективности обработок.

Представлены отдельные характерные расчетные данные моделирования процессов формирования вихревого следа и поля индуктивных скоростей за воздушным судном при выполнении опрыскивания, траектории движения различных капель рабочей жидкости, волн осаждения жидкости на обрабатываемый участок при различных технологических параметрах ее внесения и интегральные показатели качества и эффективности обработок при этом.

Использование разработанного программного комплекса дает возможность проводить многофакторную и многовариантную оценку показателей авиационного опрыскивания, выявлять его значимые закономерности и формировать необходимые практические рекомендации по производству авиационно – химических работ и повышению их безопасности, качества и эффективности.

Статья содержит материалы исследований ультразвуковых способов распыления жидких сред. До настоящего времени используемыми на практике способами распыления являются такие как, гидравлический, пневматический, механический, электростатический и различные комбинированные способы. Однако эти способы имеют ряд недостатков, ограничивающих их применение в некоторых областях, например, большая неоднородность получаемого аэрозоля, использование дополнительных потоков воздуха или дополнительно-го распыляющего агента, высокая энергоемкость. Определенные затруднения возникают и при осуществлении распыления жидкостей с большой вязкостью. Учитывая это предлага-ется проектирование для целей распыления акустических устройств, генерирующих ульт-развуковые колебания, позволяющие производить аэрозоль из жидкости с помощью аку-стических колебаний звукового или ультразвукового диапазона. Раскрыт ряд технологиче-ских преимуществ ультразвуковых способов распыления, оговорены способы подвода аку-стической энергии к зоне распыления. Рассмотрены различные способы распыления как по производительности, так и по дисперсности конечного продукта. Обсуждены различия в проектировании этих устройств. Приведён подробный анализ теорий, связанных с распы-лением на микроуровне. Освещены вопросы, связанные с математическим моделированием таких типов устройств, правильностью выбора алгоритмов для проектирования. Приве-дены иллюстрации демонстрирующие результаты математического моделирования и изготовления устройств, а также математические теории, которые способствовали проведению данных разработок. Продемонстрирован схематично ряд наиболее эффектив-ных устройств, которые по результатам математического моделирования изготовлены в виде макетов и показали интересные электрофизические результаты.

В настоящей статье рассматривается создание радиолокационной сцены для последующего моделирования радиолокационной станции с синтезированной апертурой. Сложность разработки РЛС требует создания моделей радиолокационных систем для отработки алгоритмов обработки сигналов. Основная трудность моделирования отражения сигнала от подстилающей поверхности состоит в высокой вычислительной сложности, связанной с большим числом фацетов, попадающих под облучение радиолокационной станции. Уменьшение затрат на вычисления можно достичь путем оптимизации обработки данных, исключая неосвещенные фацеты из вычислений, параллельно перенеся вычисления на графические процессоры. Целью статьи является создание метода формирования вариантов радиолокационной сцены, создание методики формирования имитаторов целевых объектов, выполнение моделирования обработки сигналов, учитывая в процессе движения носителя только освещаемые фацеты и осуществление формирования радиолокационного изображения (РЛИ). В данной работе для создания радиолокационной сцены использовались оптические спутниковые изображения местности, яркость каждого пикселя которых преобразуется в значения эффективной площади рассеяния (ЭПР). При расчете отраженного сигнала осуществлен учет диаграммы направленности антенны, что позволило уменьшить время, затраченное на вычисления вплоть до 26 % (в зависимости от конфигурации сцены). Разработанная модель работает в среде MATLAB. В данной статье показано сравнение производительности без исключения и с исключения освещенных фацетов для разного количества фацетов, формирующих радиолокационную сцену. Использование модели с данной радиолокационной сценой позволяет оценить влияние параметров системы на выходное радиолокационное изображение.

Одним из основных показателей качества бортового радиоэлектронного оборудова-ния (БРЭО) является надежность. В отличие от других системных показателей реальная надежность проявляется и реализуется только в период эксплуатации и натурных испы-таний. БРЭО относится к объектам высокой потенциальной надежности, поэтому целе-сообразно использование стресс-тестирования. Модель надежности, формируемая по дан-ным ускоренных испытаний, характеризуется маскированием истинных механизмов отка-зов, возникновением новых источников отказов, не проявляющихся при номинальных уровнях воздействующих факторов. В работе предложены следующие модели и методы оценки на-дежности БРЭО на основе статистических данных ускоренных испытаний: – в виде марков-ской аппроксимации изменений параметров; – модели аппроксимации надежности характе-ристиками выбросов траекторий значений параметров; – модели аддитивной аппроксима-ции значений параметров симметричными распределениями (вкладами); – модели интерпо-ляции данных ограниченного объема в базисе ограниченных полиномов. Таким образом, цель работы заключается в разработке альтернативных моделей, реализующих физико-статистический метод измерения надежностных характеристик БРЭО в масштабе ре-ального времени интегральных испытаний на основе прикладной теории выбросов случай-ных функций и теории статистик выборок критически ограниченного объема.

Цель работы заключается в уточнении модели транспортируемого гидравлического объекта и разработке системы управления уровнем жидкости в условиях нестационарных возмущений, к которым можно отнести качку с учетом вибраций работающих на судне механизмов. В литературе модель гидравлического объекта управления по уровню жидко-сти представлена в виде произведения инерционного звена и звена транспортного запазды-вания. Однако такая модель недостаточно точно отражает поведение реального гидравлического объекта. В результате более углубленного изучения поведения объекта в процессе идентификации было предложено заменить звено транспортного запаздывания набо-ром инерционных звеньев, что существенно изменило его передаточную функцию. Расчет параметров передаточной функции объекта был выполнен посредством решения в пакете Editor/MATLAB соответствующей системы нелинейных уравнений. Выполненные исследо-вания разработанной модели объекта показали ее работоспособность в условиях наличия нестационарных возмущений, и, как следствие, позволили упростить ее систему управле-ния при сохранении требуемого уровня качества. Экспериментальным путем с использова-нием пакета MATLAB/SIMULINK было доказано, что необходимыми характеристиками обладает устройство управления, построенное на базе ПИ-регулятора с установленным в обратной связи предиктором Смита. Верификация представленных в статье результатов проводилась в среде MATLAB/SIMULINK с использованием PIL-подхода и тестовой платы разработчика цифровых систем управления с предустановленным 32-разрядным микро-контроллером с ядром Cortex M4. При этом указано, что в процессе поставленного эксперимента спроектированная цифровая система управления функционировала с требуемым качеством в условиях ее интеграции и взаимодействия с аналоговой моделью гидравличе-ского объекта. Причем такой характер функционирования система сохраняла как в мо-мент включения, так и в установившемся режиме ее работы, обеспечивая нахождение значений управляемых переменных на заданном уровне жидкости в объекте в пределах установленного доверительного интервала ошибки (менее 2 % от установленного уровня при моделировании нестационарных возмущений, соответствующих шестибальной качке).

Работа посвящена современным цифровым системам радиосвязи. В частности рассматривается формирование радиосигналов для цифровой радиосвязи. Формирователь радиосигналов построен на основе фазовой автоматической системы с программируемым цифровым делителем частоты. Метод формирования радиосигналов косвенный. В рассматриваемой фазовой автоматической системе в качестве чувствительного элемента используется импульсно-фазовый детектор, имеющий кусочно-линейную характеристику с периодичностью, равной . В составе фазовой системы используются фильтры низких частот лестничного типа, обеспечивающие необходимое подавление пульсаций управляющего напряжения импульсно-фазового детектора с частой тактирования процессов в фазовом контуре.  Применение таких фильтров позволяет получить более широкую полосу пропускания фазового контура, что позволит ослабить собственные флюктуации частоты (фазы) управляемого автогенератора и значительно  ослабить дискретные спектральные составляющие, группирующиеся в окрестности несущей частоты формируемого сигнала.

Проведен анализ процессов в нелинейной фазовой автоматической системе при больших начальных расстройках по частоте. Показано, что в фазовом контуре с ограниченным ресурсом управления при упомянутых условиях, может возникнуть циклическое движение, которому соответствует режим автоколебаний.

В качестве ограничивающего условия для осуществления синтеза управления фазовой автоматической системой предложено цифровое различение знака частотной ошибки. При использовании  такого различителя знака решение о знаке частотной ошибки принимается в моменты времени, когда рабочая точка на характеристике импульсно-фазового детектора преодолевает точку разрыва его характеристики. Синтезированное управление фазовой автоматической системой состоит в том, что при срабатывании различителя знака частотной ошибки, фазовый контур выключается и управляющий сигнал обеспечивает изменение знака частотной ошибки. Повторное срабатывание различителя знака обеспечивает включение фазового контура и установление требуемого режима управления. Проведено экспериментальное исследование фазовой автоматической системы, управляемой ею в соответствии с синтезированным законом управления. Эксперимент показал работоспособность предлагаемой фазовой автоматической системы.

Цель данной работы состоит в исследовании особенностей процесса плазменной сварки для анализа существования связей параметров процесса. Поставлена цель исследований позволит получить статистические данные для установления зависимостей между основными параметрами плазменной сварки. Знание этих зависимостей необходимо для синтеза гибридного регулятора для системы автоматического управления процессом плазменной сварки. Нечеткий компонент гибридного регулятора может быть создан на основе формализации знаний экспертов. Знания экспертов будет получены на основе исследования зависимостей между основными параметрами плазменной сварки. Для достижения поставленной цели проведены эксперименты и получены зависимости в виде связи силы тока и теплосодержания присадочного и основного металла, а также выполнено исследование зависимости эффективного коэффициента полезного действия источника питания от режима плазменной сварки. Выполнен краткий аналитический обзор известных работ. Результаты анализа показала, что актуальным направлением развития систем управления процессами сварки является применение гибридных регуляторов, как симбиоза классического регулятора, создаваемого с применением методов теории автоматического управления и нечеткого регулятора на основе формализации знаний экспертов. Для исследования связи силы тока и теплосодержания присадочного и основного металла определены параметры режима плазменной сварки в виде тока, длины дуги, диаметра проволоки. Для проведения опытов применена установка для проведения калориметрирования. В результате проводимых опытов было исследовано влияние силы тока плазменной дуги, диаметра присадочной проволоки, диаметра сопла, расстояния от проволоки до изделия, угла ввода проволоки в плазму и точки плавления. Исследовано теплосодержание основного металла и металла шва. В результате опытов получена средняя температура ванны при сварке без присадочной проволоки для разных скоростей сварки. Применив калориметр с «сухим» сосудом в установке для плазменной сварки в СО₂ с присадочной проволокой, оценена эффективность КПД источника питания.

В работе представлены результаты теоретических исследований методом Монте-Карло процессов самоорганизации наноразмерных металлических капель, полученных методом капельной эпитаксии, в системе In/GaAs(001) на подложках с предварительно заданными структурными неоднородностями. При этом варьировались форма и геометрические характеристики задаваемых углублений, а также расстояния между ними (плотность). Рассмотрение процессов нуклеации и роста капельных наноструктур на структурированных поверхностях GaAs проводилось с учетом основных управляющих параметров метода капельной эпитаксии. Результаты расчетов показали, что на подложках с комплексной морфологией вероятность зарождения островков распределяется неоднородно и зависит от участка поверхности. Исследование показало, что для повышения точности позиционирования наноструктур и их однородности наиболее предпочтительными являются углубления треугольной формы с большими аспектными соотношениями геометрических размеров. Использование модифицированных поверхностей позволяет регулировать размер и плотность самоорганизующихся наноструктур, обеспечивая возможность получения, в том числе, латерально связанных квантово-размерных структур.

В работе представлены результаты исследования процессов фазообразования в системе Ga-As-ZnO с учетом особенностей процессов молекулярно-лучевой эпитаксии GaAs с целью исследования возможности использования тонких пленок ZnO для инициации самокаталитического роста нитевидных нанокристаллов GaAs. Представлены результаты расчетов двойных и тройных фазовых диаграмм состояний, возможных в рассматриваемой системе в заданных диапазонах температур и давлений. Проведен анализ возможных промежуточных и конечных продуктов реакций взаимодействия между компонентами в рассматриваемой системе. Определены и составлены уравнения основных и промежуточных химических реакций, протекающих в системе. Рассчитаны температурные зависимости изменений свободной энергии Гиббса ΔG(T) для основных и промежуточных реакций между основными компонентами рассматриваемой системы: кристаллическим GaAs (подложка), атомарными (молекулярными) потоками Ga и As из парогазовой фазы и аморфными (поликристаллическими) пленками ZnO на поверхности подложек. Показано, что пленки ZnO ведут себя подобно собственному окислу GaAs, однако имеют большую температурную стабильность. Также было показано, что ZnO в условиях эпитаксии GaAs может вступать в реакции не только кристаллическим GaAs подложки, но и ростовыми компонентами, в т.ч. с образованием летучих соединений. Установлены режимы доминирования реакций такого типа.

В данной работе представлена технология получения графеновых пленок на поверхности SiC с использованием комбинации методов фокусированных ионных пучков и плазмохимического травления в фторсодержащей среде. Для формирования наноразмерных структур с боковыми размерами 280 нм использовался метод фокусированных ионных пучков. Наноразмерные структуры были сформированы на поверхности карбида кремния ионным пучком. Для этой цели использовали растровый электронный микроскоп с ионной колонкой Nova NanoLab 600 (компания FEI, Нидерланды). Рабочий вакуум при экспонировании пучков поддерживался на уровне 1 ÷ 2×10^-4 Па. Впоследствии был помещен в рабочую камеру. В камере структуры на карбиде кремния обрабатывались во фторидной плазме. Глубина структур составляла 900 нм. SF₆ использовался для травления атомарного приповерхностного слоя. Режимы обработки структуры при плазмохимическом травлении следующее
P_R = 2 Па, потоки газа N_Ar = 70 см³/мин, N_SF6 = 15 см³/мин, мощность емкостного источника плазмы составляла W_RIE = 20 В, мощность источника индуктивно-связанной плазмы W_ICP = 300 В. Время травления 1 минута. Анализ АСМ-изображений показывает, что диаметр структур составляет 0,87 ± 0,15 мкм. Исследование топологии поверхности на каждой итерации проводилось с помощью сканирующей электронной микроскопии. Электрические характеристики были измерены с помощью атомно-силовой микроскопии. Показано, что увеличение напряжения с 5 до 20 В приводит к увеличению тока с 0,15 ± 0,03 нА до 6,3 ± 0,4 нА, а увеличение электрического поля с 60 до 180 МВ/см приводит к увеличению плотности тока с 96,32 ± 8,81 А/см². Полученные зависимости показывают, что структуры, образованные комбинацией методов фокусированных ионных пучков и плазмохимического травления, могут иметь автоэмиссионные характеристики.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния материала верхнего контакта на эффект резистивного переключения в структуре Ti/TiO₂/верхний электрод. Исследования показали, что применение Pt в качестве верхнего контакта позволяет снизить энергопотребление структуры Ti/TiO₂/верхний электрод в 54,71 раз по сравнению с TiN, и снизить энергопотребление в 63,66 раз по сравнению с C. Получены зависимость сопротивления оксидных наноразмерных структур титана от количества переключений в точке, а также зависимость сопротивления от номера точки на поверхности оксидных наноразмерных структур титана. Показано, что для всех материалов верхнего контакта при исследовании эффекта резистивного переключения в разных точках на поверхности оксидных наноразмерных структур титана по сравнению с исследованием в одной точке, разброс сопротивлений в состояниях HRS увеличился на 9,87 % и в LRS на 40,08 % для Pt, в HRS увеличился на 27,67 % и в LRS на 30,43 % для TiN, в HRS увеличился на 19,04 % и в LRS на 46,65 % для C. Изготовлен и исследован макет элемента резистивной памяти из 16 мемристоров на основе оксидных наноразмерных структур титана. Определены ток переключения I_SET = 20 нА, напряжение U_SET = +2,13±0,15 В, и напряжение U_RES = ‑2,93±0,47 В. Построены зависимость сопротивления макета элемента памяти от количества переключений, а также зависимость сопротивления от номера элемента. Показано, что сопротивление в HRS и LRS состояниях составляло 10,28±1,84 и 0,06±0,02 ГОм, соответственно. Отношение сопротивлений макета элемента резистивной памяти в HRS/LRS состояниях составило 171. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов формирования элементов резистивной памяти с использованием зондовых нанотехнологий.

Проведено исследование применений метода магнетронного распыления, метода плаз-мохимического травления и плазмохимической доводки тонких пленок нихрома, тантала и РС – 3710. Данные пленки используются в качестве резистивных структур в сверхвысоко-частотных СВЧ аттенюаторах. Целью работы является разработка технологических ре-жимов для создания СВЧ аттенюаторов с помощью ионно-плазменных технологий, оценка преимуществ и перспектив использования данных технологий. В работе проведено сравнение свойств резистивных материалов (РС – 3710, нихром и тантал). Были разработаны техно-логические режимы нанесения резистивных пленок методом магнетронного распыления, разработаны режимы плазмохимического травления данных резистивных пленок, а также режимы плазмохимической доводки, полученных резистивных структур. Толщина получае-мых резистивных пленок составляла 10–120 нм в зависимости от материала. Поверхностное сопротивление данных пленок находилось в диапазоне 90–100 Ом/□. Плазмохимическое трав-ление резистивных пленок осуществлялось в индуктивно - связанной плазме аргона и ди-фтордихлорметана. В качестве защитной маски в процессе плазмохимического траления использовалась пленка фоторезиста ФП – 9120 – 1 толщиной до 2 мкм. После процесса травления фоторезистивная маска удалялась в плазме кислорода. Были проведены измерения рабочих параметров аттенюаторов, изготовленных с помощью ионно-плазменных техноло-гий. Были установлены отличия рабочих параметров в зависимости от материала резистив-ных структур. Полученные данные позволяют говорить о перспективности использования ионно – плазменных технологий при производстве СВЧ аттенюаторов.

Беспилотные летательные аппараты все чаще используются в различных сферах деятельности человека. Одной из проблем, существующих при создании беспилотных вертолетов, является выбор параметров несущей системы, обладающей малой массой и выдерживающей все виды нагрузок. Соответственно, целью представленной работы является разработка эффективной несущей системы вертолета. В рамках данной статьи основной задачей является определение наиболее оптимального количества слоёв в композиционном материале несущего винта в соответствии с нормами летной годности АП-27/29/CS-LURS. Для решения поставленной задачи рассматривались направление действия и величин нагрузок в лопасти и в слоях композиционного материала. В статье графически представлена конструкция композиционной лопасти экспериментального вертолёта «Шмель», а также определены исходные данные, используемые при расчёте.  Определены и сведены в таблицу основные параметры лопасти при различных вариантах нагружения. Графически представлена схема распределения сил на участке лопасти. Вычислена и сведена в график зависимость расчетных напряжений от относительного радиуса элемента лопасти. Определены напряжения в отдельных слоях лонжерона лопасти. При помощи критерия Цая-Ву проведён анализ композиционного материала и определён коэффициент, характеризующий взаимное влияние на напряжения и прочности материала. Представлено соотношение количества слоев ориентированных под определённым углом в пакете к общему количеству слоёв. Графически представлена зависимость критерия Цая-Ву от доли слоев имеющих непрямое расположение для многослойного пакета лопасти. По результатам работы было выявлено наиболее оптимальное соотношения количества слоёв, расположенных под определённым углом укладки.

Соосный вертолет, БПЛА, предварительное проектирование, ручной расчет, лопасть несущего винта, композитный материал.

Разработка новых и усовершенствования известных люминесцентных материалов для современных приборов и устройств оптоэлектроники и фотоники является важной задачей. С развитием лазерной техники возрастает потребность в источниках инфракрасного излу-чения, которые находят применение в медицине, геолокации, системах связи. Большинство известных инфракрасных люминофоров на основе ортофосфатов, оксисульфидов, фторидов излучает в диапазоне 900–1600 нм. Поэтому актуальным является поиск новых люминесцентных структур, излучающих в диапазоне с длиной волны более 1600 нм. Перовскитопо-добные станнаты щелочноземельных металлов CaSnO3 и Ca2SnO4 являются перспективными материалами для синтеза на их основе новых инфракрасных люминофоров. Настоящая ра-бота посвящена исследованию инфракрасной люминесценции соединений с общей формулой (Ca1-x-y-zYbxEryHoz)2SnO4, излучающих в области 1960-2100 нм, а также изучению влияния примесей цинка на их люминесцентные свойства. Конечной целью исследования является сравнение интенсивности люминесценции составов на основе станната Ca2SnO4 с получен-ными ранее люминофорами на основе CaSnO3, при использовании одинакового активаторного состава и методики синтеза. В работе представлены результаты рентгенофазового и спектрального анализа образцов. Сделаны выводы об эффективности использования люми-нофоров типа (Ca1-x-y-zYbxEryHoz)2SnO4 для генерации люминесцентного излучения длиной волны 2000 нм. Установлено, что при концентрации цинка 0,5 атомных долей интенсивность люминесценции образца (Ca0,923Yb0,05Er0,02Ho0,007)2(Sn1-хZnх)O4 в полосе 1960-2100 нм достига-ет максимума.