Инженерные науки

Секция 3. Инженерные науки

М.В. Безрученков, А.Н. Ватопедский ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ КАЛОРИМЕТРИИ (ДСК)  И МОДУЛИРОВАННОЙ ДСК ДЛЯ  КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ  И АНАЛИЗА МАТЕРИАЛОВ
ВНИИА, Москва

Контроль параметров производимой продукции, а также контроль качества используемого сырья является  важной задачей в решении вопросов организации производства электромеханических и полупроводниковых приборов. К современным  методам, позволяющих осуществлять такой контроль на основе теплофизических характеристик используемых материалов, относятся основные методы термоанализа: метод дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), более информативный метод модулированной дифференциальной сканирующей калориметрии (МДСК).
Методы ДСК и МДСК используются во ФГУП  ВНИИА как в исследовательских целях для изучения механизмов отверждения эпоксидных компаундов, так и как средство контроля качества изделий из полимерных материалов. В  сочетании с методом ИК-Фурье спектроскопии эти методы  используются  для оценки динамики изменения структуры и свойств композиционных материалов в составе изделий при их эксплуатации. С помощью этих методов во ФГУП ВНИИА была проведена оценка физико-химических моделей поведения компаундов в ходе всего жизненного цикла, на основании чего были разработаны и внедрены в производство методики контроля параметров эпоксидных герметизирующих  компаундов используемых в производстве полупроводниковых приборов. Метод модулированной ДСК обладает повышенной чувствительностью и используется во ВНИИА для определения слабо выраженных переходов, а также позволяет с высокой точностью измерять степени кристалличности полимеров и используется во ВНИИА для исследования взаимосвязи теплофизических свойств полимеров и их технологических и эксплуатационных свойств. 
Учитывая высокую информативность методов ДСК и МДСК, является целесообразным более широкое внедрение этих методов на предприятиях отрасли при отработке технологий с использованием различных полимерных материалов.

С.Ю. Белов, С.Н. Евтушенко РАСЧЕТНЫЕ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙ НА ПОЛОЖЕНИЕ И ОРИЕНТАЦИЮ УПРУГОГО ТЕЛА НА ВИБРОПОДВЕСЕ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Представлены результаты численного моделирования с использованием вычислительного комплекса на основе метода конечных элементов в трехмерной упругой постановке влияния линейных и угловых ускорений на положение и ориентацию упругого тела на виброподвесе из состава датчика угловых скоростей лазерного.
В расчетах определены параметры напряженно-деформированного состояния (НДС) виброподвеса и упругого тела, по результатам анализа которых выполнены оценки угла отклонения продольной оси чувствительного элемента относительно осей ДУС-Л.

П.Ю. Балашов, Д.В. Бичегов, В.В. Еричев РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ВИБРОПОДВЕСА ТРЕХОСНОГО ЛАЗЕРНОГО ГИРОСКОПА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В докладе представлено описание конструкции и принцип работы виброподвеса трехосного лазерного гироскопа, разрабатываемого при создании датчика угловых скоростей. Приведены расчетные оценки различных вариантов конструкций и результаты лабораторных испытаний действующих макетов виброподвеса.

А.С. Буров, А.Н. Панков, Е. Д. Ефимов ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ С ДЕЛЬТА-СИГМА МОДУЛЯЦИЕЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ХАРАКТЕРИСТИК
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Развитие элементной базы и технологии производства определяет постоянное совершенствование вторичных источников питания (ВИП) в направлении уменьшения габаритов и веса, повышения КПД, уменьшения наводимых и излучаемых помех, снижения пульсаций выходного напряжения. Настоящий доклад посвящен разработке малогабаритного источника питания для применения в аппаратуре специального назначения.
Приведен расчет электрической схемы ВИП: проектирование трансформатора, расчет входного и выходного фильтров, проектирование схемы управления, расчет обратной связи по выходу, проектирование схемы запуска. Осуществлена компоновка ЭРИ на печатной плате ВИП. Произведён анализ и выбор отечественной элементной базы с приёмкой ”5”. Экспериментально исследованы характеристики ВИП: время отклика динамической нагрузки, нестабильность выходного напряжения в зависимости от входного, нестабильность выходного напряжения по нагрузке, температурная нестабильность выходного напряжения, общий КПД.

М.В. Воробьева, А.С. Гусев, А.Н. Лепехин АНАЛИЗ БЕЗОПАСНОСТИ РУ КЛТ-40С ДЛЯ ПЛАВУЧЕЙ АТЭС ММ А АВАРИЯХ С ПОТЕРЕЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ I КОНТУРА
ОАО «ОКБМ Африкантов», г. Н.Новгород

В настоящее время в России ведется строительство головного плавучего энергоблока для АТЭС ММ. Одной из задач, которая должна быть решена перед вводом станции в эксплуатацию, является обоснование безопасности реакторной установки, используемой в составе ПЭБ.
Для РУ КЛТ-40С проанализированы аварии, характеризующиеся максимальными масштабами разгерметизации I контура и наиболее быстрым темпом потери теплоносителя из реактора. 
Рассматривались следующие аварии:

• проектная авария с разрывом трубопровода, соединяющего реактор и компенсатор давления.
• запроектная авария с разрывом полным сечением трубопровода компенсатора давления с отказом насосов САОЗ.

В настоящем докладе представлены результаты анализа безопасности РУ КЛТ-40С для АТЭС ММ, полученные с использованием инженерного кода собственной разработки ОКБМ – программы УРОВЕНЬ-4 и с использованием кода улучшенной оценки RELAP5/mod3. 
В результате анализа получено расчетное подтверждение безопасности реакторной установки в проектной аварии, определен резерв времени до начала осушения активной зоны в запроектной аварии, который составляет 3,8ч (программа УРОВЕНЬ - 4), и 4,4ч (код RELAP5/mod3). Это время может быть использовано для действий персонала  по управлению аварией.
Результаты работы включены в отчет по верификации программы УРОВЕНЬ-4, а также в материалы, обосновывающие безопасность РУ КЛТ-40С.

Д.Г. Воронов, М.Р. Фомин РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОБРАБОТКИ И ФИЛЬТРАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ ЛАЗЕРНЫХ ГИРОСКОПОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Алгоритм обработки и фильтрации информационных сигналов трехосного лазерного гироскопа предназначен для первичной обработки информационных сигналов гироскопа, интерполяции и экстраполяции данных об угловых перемещениях объекта, фильтрации полученной информации.
Данный алгоритм позволяет учесть систематическую, минимизировать случайную составляющие погрешности измерения угловой скорости и предусматривает возможность получения информации о текущем значении угловой скорости летательного аппарата не только в штатном, но и в нештатном режиме (влияние внешних воздействующих факторов, сбои электроники и т.п.).
В докладе представлены блок-схема алгоритма, принцип его работы, а также результаты численного моделирования работы алгоритма, полученные с использованием реальных выходных данных лазерного гироскопа.

М.Э. Богданов, Н.Г. Воронова, К.А. Кубасов, Р.В. Царьков ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОПОДВЕСОВ ТРЕХОСНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ГИРОСКОПОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

При создании лазерных гироскопов необходимо обеспечить выполнение требований по стойкости и прочности к внешним воздействующим факторам.
Программно-аппаратный комплекс предназначен для исследования воздействия внешних факторов на виброподвес трехосных лазерных гироскопов. С его помощью осуществляется съем, запись и обработка информации, полученной с установленных на виброподвес датчиков положения, что позволяет контролировать отклонение виброподвеса от исходного положения. 
В настоящем докладе представлены состав программно-аппаратного комплекса, принцип работы, его основные характеристики и предварительные результаты исследования.

О.П. Гальченко, С.Н. Евтушенко ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ВНЕДРЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕФОРМИРУЕМЫХ УДАРНИКОВ В ПРЕГРАДУ ГРУНТ СО СКОРОСТЯМИ ДО 2000 М/С
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Представлены результаты численного моделирования на основе современного вычислительного комплекса в Лагранже-SPH постановке процессов высокоскоростного (до 2 км/с) внедрения конических ударников с углами полураствора 15 и 30^o в преграду грунт с учетом эффектов разрушения материалов ударников.
Численное моделирование задач выполнено в двумерной постановке с использованием двух типов моделей поведения материала ударника (идеальная упругопластическая, модель с упрочнением типа Джонсона - Кука) и трех типов моделей разрушения (по предельным давлению, главным напряжениям и деформациям). 
В результате расчетов проведен анализ влияния критериев разрушения на параметры деформирования ударника и глубину проникания в преграду грунт.

М.А Егорова, А.Н. Панков МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УГЛА С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕДУКЦИЕЙ ТИПА ИНДУКЦИОННЫЙ РЕДУКТОСИН
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Управление бесколлекторными электродвигателями основано на использовании датчика положения ротора (ДПР), который встраивается в конструкцию электродвигателя на этапе проектирования. Это позволяет адаптировать ДПР под разрабатываемый электродвигатель с учетом условий его применения. В статье приведены результаты моделирования ДПР на основе информационной электрической машины типа индукционный редуктосин (ИР), который предлагается использовать для управления 3-х фазным электродвигателем с шагом между фазами 20^o.
Приведен анализ конструкций и создана модель ДПР. Методом конечных элементов исследовано влияние параметров пазово-зубцовой зоны, определены способы уменьшения конструктивных погрешностей и разработана модель поперечной геометрии ИР, удовлетворяющая требуемым условиям применения.
Приведены результаты численного моделирования аналитической модели, исследована магнитная проницаемость в воздушном зазоре на различных участках между статором и ротором. Произведен анализ магнитной цепи ИР. Получены изображения гармонического состава распределения индукции в рабочем воздушном зазоре для различных моделей ИР.
Произведен анализ и выполнены расчеты электромагнитных характеристик обмотки при различных ее параметрах.

И.А. Абрамов, Н.Ю. Дьянов, Н.Т. Казаковский МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ В МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА И ГЕЛИЯ
ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ", г. Саров

Одним из актуальных вопросов масс-спектрометрии является количественное определение изотопного состава в газовых смесях водорода и гелия. Необходимость проведения подобных измерений вызвана требованием контроля водородно-гелиевых смесей в установках термоядерного синтеза (ТЯР) на масс-спектрометрах (МС) статического типа и динамического типа. Основная проблема масс-спектрометрического анализа ГС, состоящих из изотопов водорода и гелия, заключается в идентификации интерферирующих пиков с m/e = 3 (³He⁺ + HD⁺) и 4 (⁴He⁺ + D₂ ⁺ + HT⁺). Для полного разделения указанных масс ионов требуется прибор с разрешающей способностью не менее 3000. В данной работе представлены новые методические подходы позволяющие на МС с  низкой разрешающей способностью проводить полноценный качественный и количественный анализ изотопов водорода и гелия.
В основе разработанного метода газового масс-спектрометрического анализа заложен принцип функциональной зависимости регистрируемого ионного тока от величины парциального давления данного газа во всем рабочем диапазоне давлений и определение коэффициентов чувствительности для каждого газа. Применение алгоритма накопления сигнала с последующим усреднением позволило повысить в несколько раз чувствительность МС.
В процессе выполнения данной работы была разработана методика газового масс-спектрометрического анализа газовых смесей, содержащих изотопы водорода и гелия, позволяющая проводить измерение концентрации заданного компонента вне зависимости от состава анализируемого газа и без учета входящих в его состав компонентов. Показаны технические возможности, направленные на повышение информативности и чувствительности при проведении масс-спектрометрических анализов газовых смесей изотопов водорода и гелия. Получено предельное значение случайной относительной погрешности для приборов типа МХ-7304, составляющее 0,05 %.