Инженерные науки

Д.В. Пресняков, Н.Н. Попов, В.Ф. Ларькин, А.А. Костылева, Е.Б. Суворова ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СКОРОСТИ ДОРНОВАНИЯ МУФТ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ СПЛАВА С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ СИСТЕМЫ TI-NI-NB, НА ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУДА В ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

Материалы с памятью формы (МПФ), которые после наведения им деформации, могут неограниченно долго оставаться в деформированном состоянии, а затем при нагреве в определённом интервале температур полностью или частично восстанавливают свою форму и размеры, относятся к так называемым «интеллектуальным» материалам. Они применяются в мировой практике для решения различных задач, в частности, для термомеханического соединения трубопроводов (ТМС). 
В данной работе кратко представлены характеристики сплава с памятью формы системы Ti-Ni-Nb с широким мартенситным гистерезисом. 
Исследовано влияние скорости дорнования (5, 20 и 90 мм/мин) на геометрические параметры наружной и внутренней поверхности муфт, на герметичность и несущую способность термомеханических соединений трубопроводов диаметром 12 мм муфтами из сплава Ti-Ni-Nb, приведена статистическая обработка полученных результатов.
Исследовано влияния скорости дорнования муфт, изготовленных из сплава Ti-Ni-Nb, на повышение производительности труда в процессе дорнования муфт ТМС трубопроводов. В результате установлено, что при увеличении скорости дорнования от 5 мм/мин до
90 мм/мин производительность труда при непосредственном дорновании муфт увеличивается от 2,6 до 18,2 муфт/час (в 7 раз). С учетом времени установки, охлаждения муфт до температуры минус 60 ° в парах жидкого азота и дорнования муфт в устройстве Л429 производительность увеличили от 1,8 до 4,5 муфт/час (в 2,5 раза); при этом трудоемкость, соответственно, уменьшили.
Установлено, что скорость дорнования (5, 20 и 90 мм/мин) не оказывает статистически значимого влияния на геометрические параметры термомеханических муфт, изготовленных из сплава Ti-Ni-Nb, на герметичность и несущую способность макетов ТМС трубопроводов муфтами из этого сплава. Поэтому производительность труда в технологии термомеханического соединения трубопроводов можно существенно повысить за счет увеличения скорости дорнования муфт, изготовленных из сплава Ti-Ni-Nb.

Д.В.Прохоров, Р.Г. Минеев, В.В. Христофоров, Н.А. Борисенкова РАЗРАБОТКА ВКЛЮЧАТЕЛЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

История создания приборов, у которых имеется чувствительный элемент, выступающий за пределы корпуса, для контроля перемещения ответственных частей в отрасли очень большая. Современные конструкции накладывают на приборы всё более высокие требования по массо-габаритным характеристикам. К тому же для разрабатываемого включателя имеется ряд отличных от своих предшественников технических требований и физических факторов, обусловленных условиями применения.
В данной работе представлена техническая характеристика, описание конструкции, обоснование выбранной конструкции, принцип работы, расчёты, подтверждающие работоспособность конструкции, результаты испытаний.
Целью работы является создание включателя, конструкция которого обеспечивает включение и сохранение электрических цепей в условиях воздействия повышенных температур и механических факторов.

А.В.Курбаков, Д.К.Рыбаков СПЕКТРАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛА ЧМ-РАДИОЛОКАТОРА
ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова», Нижний Новгород

Принцип действия блока обработки ЧМ-радиолокатора основан на выделении сигнала с частотой биений, пропорциональной дальности до отражающего объекта, и измерении значения частоты биений. Блок обработки состоит из полосно-пропускающего фильтра, преобразователя сигнала из аналоговой формы в цифровую и цифровой схемы обработки.
В докладе рассматриваются две схемы построения блока обработки. В первой схеме в качестве преобразователя из аналоговой формы в цифровую использован компаратор. В этом случае цифровая схема обработки представляет собой измеритель длительности импульсов, поступающих с компаратора, и может быть выполнена на элементарной логике. Во второй схеме используется n-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В этом случае цифровая схема обработки значительно усложняется. Её функциями являются принятие и буферирование данных с АЦП, расчет на основе процедуры быстрого преобразования Фурье (БПФ) спектра сигнала и его анализ. 
В докладе приведены результаты расчетов вероятности ложного срабатывания и правильного обнаружения для различных параметров блоков обработки, таких как ширина полосы частот полосно-пропускающего фильтра, длительность времени накопления сигнала и др. Для различных значений отношения сигнал/шум проведено сравнение вероятности правильного обнаружения двух схем блоков обработки. Рассмотрены схемотехнические вопросы построения блока спектральной обработки, состояние современной элементной базы и результаты макетирования.

В.Н. Селиванов, Ю.П. Перелыгин РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ НАНЕСЕНИЯ ФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ С ЗАДАННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ИЗ УНИФИЦИРОВАННОГО РАСТВОРА ФОСФАТИРОВАНИЯ НА РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ СТАЛЕЙ
ФГУП ФНПЦ «ПО «Старт»  им. М.В. Проценко»

Найдены оптимальные условия для осаждения на электротехнические стали тонких (10 – 12 мкм) изоляционных фосфатных покрытий с приемлемыми защитными свойствами. Определено, что разработанный состав приемлем для нанесения адгезионной фосфатной пленки  на конструкционную сталь 08 КП. Исследовано влияние температурного режима на процесс осаждения и характеристики полученных покрытий. Получены данные, свидетельствующие о возможности нанесения адгезионной фосфатной пленки на сталь 08 КП при пониженной температуре. Исследовано изменение химического состава ванны фосфатирования и свойств полученных покрытий при обработке электротехнической стали. Для получения качественных тонких изоляционных фосфатных покрытий была рассчитана предельная нагрузка по количеству обрабатываемых деталей на 1 дм³ раствора фосфатирования.

А.Н.Старов, А.В.Андронов СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЦЕТРОБЕЖНОЙ УСТАНОВКОЙ НА БАЗЕ СЕРИЙНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

Система предназначена для автоматизации процесса  управления режимами работы центробежной установки, имеет обратную связь и возможность контроля текущего значения ускорения в реальном масштабе времени. Данная система разработана на базе серийных измерительных приборов, что позволяет использовать ее при управлении любыми типами центробежных установок. Приборы объединяются в измерительный комплекс при помощи интерфейсов GPIB (КОП) или RS232c. 
В настоящее время система используется при выполнении исследований в процессе разработки микроэлектронных акселерометров. Применение данной системы позволяет повысить достоверность результатов эксперимента, снизить трудоемкость и значительно снизить вероятность возникновения ошибок оператора.  
Система разработана на языке программирования С# в среде  Microsoft Visual Studio 2008.

С.В. Тихонов, Г.А. Потемкин, В.С. Дрожжин, Л.В. Зуева, Н.И. Качалин, В.И. Малинов, З.В. Максакова МЕТОД КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОИНДИКАТОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров
Термоиндикаторные материалы (ТИМ) широко применяются для обеспечения пожарной и промышленной безопасности. В настоящей работе мы рассматриваем ТИМ, представляющие собой либо индивидуальные металлы, либо сплавы, функционирование которых основано на их плавлении при определенной, заданной температуре. 
Вплоть до настоящего времени для контроля технологии изготовления термоиндикаторных материалов использовался прямой метод определения температуры плавления. Здесь в специальном измерительном стенде (печи) регистрируется температура Тпл, при достижении которой размыкаются контакты в электрической цепи, содержащей образец термоиндикаторного материала в виде цилиндрического столбика диаметром ~10мм и высотой ~20мм. Основным недостатком данного метода является большой разброс температуры в печи и вытекающая отсюда невысокая точность метода. Учитывая важность области применения термоиндикаторных материалов, становится ясной необходимость поиска других методов контроля.
В настоящей работе предложен и апробирован метод измерения и контроля температуры плавления термоиндикаторных материалов, основанный на  дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Метод апробирован на 18-ти ТИМ, температура плавления которых занимает диапазон от 47 °С до 660 °С.
Предложенный метод является экспрессным и обладает существенно большей точностью (среднеквадратичное отклонение не более ±0,8 °С), по сравнению с прямым методом. Применение заявленного метода позволяет существенно снизить материалоемкость измерений (используются пробы массой менее 100 мг вместо нескольких граммов), а также осуществлять контроль однородности изготавливаемых термоиндикаторных материалов. 
Продемонстрирована возможность контроля методом ДСК степени загрязнения исходных металлов, применяемых при изготовлении термоиндикаторов. Такая возможность, вытекающая из высокой точности определения температуры плавления, подтверждена экспериментально, путем сопоставления с результатами анализа примесей методом атомно-эмиссионной спектроскопии.
Полученные результаты доказывают, что предложенный метод может быть успешно применен при разработке технологии изготовления новых ТИМ.

А. В. Топоров, А.В. Ванин МЕТОДИКА СИНТЕЗА СХЕМЫ АВТОГЕНЕРАТОРА ЛИНЕЙНОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА С УЧЕТОМ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

К перспективным линейным акселерометрам для систем автоматики нового поколения предъявляются повышенные требования по основной погрешности, по прочности и стойкости к внешним воздействующим факторам.
В настоящее время в качестве первичных преобразователей для высокоточных акселерометров используется датчики ускорения на основе силочувствительного резонатора из пьезоэлектрического кварца, позволяющего обеспечить высокие метрологические характеристики акселерометра, а также высокую стабильность его параметров.
В данной работе приведены результаты исследований по разработке схемотехнического решения и методики расчёта режима работы схемы автогенератора для кварцевого резонатора высокоточного акселерометра, с учетом внешних воздействующих факторов.

М.В.Царев, В.В.Мокрушин, Е.В.Забавин КОМПЛЕКСНАЯ ПРОВОДИМОСТЬ МАТРИЧНЫХ ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМ ПРИ НАЛИЧИИ ЗОН КОНТАКТА МЕЖДУ ВКЛЮЧЕНИЯМИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

Представляемая работа посвящена выводу уравнений для количественного описания проводимости матричных двухфазных систем в случае разрыва матричной фазы и наличии зон контакта между включениями. На основании подхода, предложенного в работе [1], выведены формулы, описывающие обобщенную проводимость такого рода систем в зависимости от проводимости и содержания фаз [2]. Далее с использованием метода, предложенного в работах [3,4], полученные формулы адаптированы для описания комплексной проводимости (импеданса) таких систем, включающей в себя как активную, так и емкостную составляющие. Показано, что годограф импеданса матричной двухфазной системы при наличии зон контакта между включениями представляет собой две последовательно расположенные полуокружности, центры которых лежат на оси абсцисс. Показано существование высоко- и низкочастотных пределов значений активной проводимости для рассматриваемых систем, положение которых зависит от объемного содержания и соотношения величин проводимостей образующих систему фаз. Полученные теоретические результаты экспериментально подтверждены измерениями импеданса уплотненных образцов порошковых материалов различной природы в диапазоне частот переменного тока, доступном для измерения с помощью моста переменного тока Р5083.

И.А.Царева, В.В.Мокрушин, А.А.Кононенко ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСА ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ И АНАЛИЗА FEI QUANTA 200 3D ПРИ ОТРАБОТКЕ ПОЖАРОБЕЗОПАСНОГО КОНТЕЙНЕРА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

Прикладное материаловедение, как совокупность физико-химических методов исследования, нацеленных на решение диагностических задач в разработках отделения 19 КБ-1, приобрело более важное значение в связи с использованием комплекса для электронной микроскопии и анализа FEI Quanta 200 3D.
В данной работе объектами исследования являлись огнеупорный материал муллитокремнезем марки МКРП-340, входящий в состав теплоизоляции пожаробезопасного контейнера, применяемый при транспортировки специзделий. Целью работы являлось выяснения возможных причин неудовлетворительных результатов испытаний контейнера в условиях пожара.
Сопоставление структуры и элементного химического состава образцов муллитокремнезема, представляющего собой смесь оксидов алюминия и кремния, сформованных с добавлением органического связующего – поливинилацетата (ПВА), исследованных до и после испытаний в условиях пожара, показало, что ПВА разлагается при нагревании и является источником выделения горючих газов. Рентгеновский энергодисперсионный спектральный анализ показал уменьшение содержания углерода в образцах, взятых из корпуса и колпака контейнера после испытаний в условиях пожара по сравнению с образцом исходного материала, что свидетельствует о деструкции, пиролизе и частичном горении газообразных продуктов разложения ПВА. Выделение газообразных продуктов и испарение влаги привело к разрушению крышки и деформации корпуса контейнера. Горение газа при разгерметизации внутренних полостей стенок контейнера стало дополнительным источником тепла, нарушившим пожаростойкость данного опытного образца. По результатам исследования рекомендовано проводить предварительную термообработку материала с целью разложения органического связующего и осушки муллитокремнезема для снижения его газосодержания.

С.М.Чижикова КОНТРОЛЬ И АНАЛИЗ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЦЕХАМИ ЗАВОДА ВНИИЭФ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

Для реализации программы энергосбережения политика организации должна быть направлена на контроль потребления энергоресурсов. Чтобы осуществить этот контроль необходимо систематизировать и анализировать данные энергопотребления.
В данной работе представлены способы анализа, которые помогают отслеживать и выявлять закономерности, строить прогнозы, находить оборудование, из-за которого произошло превышение электропотребления, а также определять сколь эффективно используют подразделения завода ВНИИЭФ электроэнергию.

А.Н. Шашкин, В.Н.Савин, Е.В. Чигарова КОНСТРУКТИВНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ НА ПРИНЦИПАХ АГРЕГАТИРОВАНИЯ И МОДУЛЬНОСТИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

Проектирование РЭС основывается на общих принципах обеспечения минимальных затрат и сроков на разработку новых видов РЭС, повышению их надежности за счет применения устройств, проверенных в эксплуатации, сокращению стоимости изготовления благодаря применению прогрессивных технологических процессов при производстве. Одним из элементов реализации этих принципов является использование методов стандартизации и унификации.
При конструировании бортовых РЭС в основном используется метод моноконструкций, реализуемый в виде моноблока на основе оригинальной несущей конструкции, при минимальном значении унифицированных составных частей.
В докладе приводится анализ существующих моноконструкций, опыта разработки конструкций бортовых РЭС предприятиями ракетно-космической отрасли, рассмотрены вопросы отработки, приведены результаты комбинирования методов конструирования на принципах агрегатирования и модульности и метода моноконструкций, на примере применяемого прибора.

В.А. Шепелев, А.А. Алтухов, В.С. Фещенко CОЛНЕЧНО-СЛЕПЫЕ ДАТЧИКИ УФ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО АЛМАЗА 2А-ТИПА
ООО ПТЦ «УралАлмазИнвест»

Датчики УФ излучения, диапазон спектральной чувствительности которых ограничен сверху длиной волны 280 нм, характеризующиеся отсутствием чувствительности к солнечному излучению в атмосфере Земли, необходимы для многочисленных научных и технических задач. Такие датчики разработаны в ПТЦ «УралАлмазИнвест» на основе природных алмазов типа 2а.
Проведено сравнение датчиков с различной геометрией используемых алмазных пластин и типов электродов. Установлено, что варьирование этими параметрами, а также способами подключения внешних электронных цепей позволяет установить нужный диапазон спектральной чувствительности датчика. Обсуждаются физические процессы в созданных на основе алмаза структурах, приводящие к изменению спектральной чувствительности.

В.А. Шепелев, А.А. Алтухов, В.С. Фещенко ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В АЛМАЗНЫХ ДАТЧИКАХ УФ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ СПЕКТРАЛЬНО-ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ООО «ПТЦ «УралАлмазИнвест»

Показано, что относительные спектральные характеристики фоточувствительности алмазных датчиков УФ излучения существенным образом различаются в зависимости от напряжения смещения. Полученные в результате измерений данные представляют собой серию спектров фоточувствительности, снятых при незначительных изменениях приложенного напряжения смещения от спектра к спектру и объединённых в трёхмерные спектрально-вольт-амперные характеристики. При работе с полученными данными предложен метод исследования процессов в алмазных датчиках УФ излучения с помощью нормирования спектрально-вольт-амперных характеристик.
Показано, что различие в спектрах объясняется различным вкладом в фототок носителей разных типов при различных длинах волн излучения. Разные типы носителей, электроны и дырки, различаются по характеру насыщения скорости дрейфа при увеличении приложенного поля (напряжения смещения). Это позволяет установить степень вклада различных носителей в общий фототок в зависимости от энергии квантов падающего излучения, а также оценить влияние на фототок ионизации примесей и характер рассеяния носителей на них. Различие спектральных характеристик в зависимости от напряжения смещения при межзонном поглощении объясняется влиянием приложенного поля на процесс поверхностной рекомбинации.

Д.С. Щербицкий, Н.И. Кробка ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ МАТРИЦ ШУМОВ МНОГООСНЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ГИРОСКОПОВ С ПОМОЩЬЮ ГРАФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОРОВ
НИИ прикладной механики имени академика В.И. Кузнецова – Филиал ФГУП «Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры», Москва

Представлены результаты исследования корреляционной матрицы шумов (КМШ) 4-осного волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) разработки НИИ прикладной механики имени академика В.И. Кузнецова, предназначенного для бесплатформенных инерциальных систем ориентации (БИСО). Приведен сравнительный анализ времени расчета с использованием различных вычислительных устройств.