Том 18, № 1 (2017)

Снижение себестоимости продукции и сроков ее изготовления всегда актуально, однако с помощью традиционных методов инструментальной обработки материалов достичь его не всегда возможно. Альтернативой здесь может служить аддитивная технология. Первые коммерческие разработки оборудования, позволяющего изготавливать изделия по аддитивной технологии методами 3D-печати, появились более 30 лет назад. Ее бурное развитие в последние годы связано с прекращением действия патентных ограничений. Применение трехмерной печати способно значительно сократить использование инструментальной обработки или полностью отказаться от нее. Одним из главных преимуществ при этом является возможность изготовления изделий сложной геометрической формы, в том числе с внутренними полостями. Разработано множество вариантов 3D-принтеров, отличающихся не только способом печати, но и используемыми материалами, в частности пластмассами, в том числе с наполнением стеклом или углеродом, металлами и керамикой. Для исследования возможностей аддитивной технологии на FDM- и SLS-принтерах напечатаны каркасы статора электродвигателя-маховика, применяемого в системе ориентации космического аппарата. Каркасы подвергались воздействию внешних неблагоприятных факторов, таких как вакуум, повышенные температура и влажность. Наиболее перспективной показала себя печать на SLS-принтере из порошкообразного полиамида.

Создание множества новых мобильных технических средств связи привело к активному развитию разнообразных мобильных приложений, в частности, в дистанционной образовательной сфере. Именно информационно-спутниковая технология, т. е. дистанционная образовательная технология, основанная на использовании преимущественно космических спутниковых средств передачи данных, а также глобальных и локальных сетей для обеспечения взаимодействия участников образовательного процесса, доступа обучающихся к информационным образовательным ресурсам, является наиболее инновационной и востребованной. Отсутствие в удаленных и труднодоступных местах, где недостаточно развиты или полностью отсутствуют сотовые и проводные телекоммуникации, уже не будет являться препятствием осуществления обучения на расстоянии через безопасный и надежный доступ в Интернет. Мобильные спутниковые технологии дают возможность использовать быстрые каналы передачи данных: позволяют принимать и отправлять электронную почту, файлы, обращаться к базам данных, корпоративным сетям, просматривать интернет-страницы, проводить видеоконференции. Вне зависимости от территориального расположения пользователей мобильного дистанционного обучения спутниковые сети помогут без проблем передавать большие массивы данных, например, файлы выполненных работ. Одним из назначений мобильных спутниковых связей является обеспечение связи при проведении выездных мероприятий (обучение, семинары, презентации и т. д.). Существует механизм поддержки и развития дистанционного и электронного обучения у системы дистанционного обучения (СДО) Moodle - официального кросс-платформенного мобильного приложения Moodle Mobile 2, программный код которого находится в открытом доступе. По заказу Центра технологий дистанционного обучения СибГАУ, в котором используется СДО Moodle, было составлено техническое задание по модификации Moodle Mobile 2 для того, чтобы предоставить пользователю более полную информацию об учебном процессе. В результате исследования структуры мобильного приложения Moodle Mobile и дальнейших разработок была дописана серверная составляющая путем создания php-скриптов. Также реализованы дополнительные модули в Moodle Mobile с использованием HTML, CSS, JavaScript, Ionic framework, Apache Cordova, которые отображают контактную информацию преподавателей курса, учебный план с предоставлением пользователю списка дисциплин по семестрам, Ф. И. О. преподавателя и итоговую единицу дисциплины. Выполнена сборка приложения под операционную систему Android. Приложение протестировано сервисом TestFairy, интегрировано в систему дистанционного обучения СибГАУ и размещено на портале дистанционного обучения СибГАУ под названием Moodle Mobile SibGTU с краткой инструкцией по установке. Дополнительно разработанные возможности данного приложения способствуют повышению уровня коммуникации, информирования и успеваемости обучающихся, а также предоставляют доступ к информации в автономном режиме (без доступа в Интернет) при условии, что ранее эта информация была просмотрена. Обучающимися могут быть как студенты, так и слушатели дополнительного образования, которые обучаются дистанционно, т. е. работники различных сфер, для которых созданы курсы.

Трехслойные панели широко применяются в составе корпусов современных космических аппаратов и обладают различными способами закрепления краев. При проектировании таких панелей всегда существует потребность в аналитической формуле, позволяющей с приемлемой точностью определять основную частоту колебаний, которая является удобной оценкой эффективности трехслойной конструкции, учитывающей взаимное влияние ее жесткости и массы. Решена задача определения первой частоты колебаний трехслойной пластины с жестко закрепленными краями. Для решения уравнений движения был использован метод Галеркина. В качестве функций, аппроксимирующих форму пластины при колебаниях, принято решение задачи об изгибе балки с жестко заделанными краями под действием равномерно распределенной нагрузки. В результате, задача сведена к определению безразмерного частотного параметра, зависящего от геометрических, упругих и инерциальных характеристик трехслойной панели. Частотный параметр вычислен как с учетом, так и без учета инерции поворота нормали. В последнем случае для частотного параметра и частоты получены аналитические формулы. На конкретных примерах выполнен анализ влияния размеров трехслойной пластины, упругих характеристик и плотности материалов на частоту колебаний основного тона. Расчеты проводились с использованием полученных формул и в конечно-элементном пакете. Сравнение результатов показало, что первая частота колебаний закрепленной по контуру трехслойной пластины может быть с достаточной точностью рассчитана по полученной аналитической формуле, что особенно полезно при проектировании трехслойных панелей, когда ограничения накладываются на первую частоту колебаний.

Рассматриваются вопросы функциональной и алгоритмической реализации мультиверсионной среды исполнения модулей как компонентов бортового программного обеспечения автономных беспилотных объектов средствами операционной системы реального времени. Приведен один из подходов к реализации мультиверсионной среды исполнения - реализация принципа псевдопараллельности, а именно, имитация параллельного исполнения задач (тредов) путем разделения времени их исполнения. Определено, что функциональный потенциал рассматриваемой операционной системы, выраженный в наличии планировщика тредов и временной базы как инструмента выполнения действий через строго выделенные интервалы времени, механизма очередей, обмена сообщениями, способен быть использован в качестве функциональной поддержки изыскиваемой среды. Также озвучена возможность портирования, т. е. адаптирования к исполнению на однокристальных микроЭВМ (микроконтроллерах), что, в свою очередь, способствует возможности апробации идеи на доступных инструментальных средствах. Циклограммой реализован процесс обмена сообщениями между несколькими тредами как процедуры возврата результата голосования посредством механизма очередей, который является безопасным способом взаимодействия тредов друг с другом и решает проблему совместного доступа нескольких тредов к одному аппаратному ресурсу, роль которого в данном случае играет память. Также приведены основные API-функции, сопровождающие процесс алгоритмизации обмена сообщениями, такие как запуск планировщика, создание тредов, создание очереди, запись в очередь, чтение из нее и пр. Рассматриваемый механизм обмена сообщениями совместно с планировщиком и системой приоритетов, реализуемые средствами операционной системы реального времени, позволяют выстраивать более гибкие алгоритмы вотирования (голосования), способные варьировать весами N-версионных модулей и, как следствие, влиять на показатели надежности мультиверсионного программного обеспечения, в том числе для реализации мультиверсионной среды исполнения бортового программного обеспечения автономных беспилотных объектов.

Выявление однородных партий электрорадиоизделий, применяемых в узлах космической электроники, является одной из важных задач на пути повышения качества этих узлов и, как следствие, срока активного существования и надежности космической техники. Повышение качества достигается как за счет более согласованной работы радиоэлементов с идентичными характеристиками, так и за счет повышения качества и достоверности результатов разрушающих тестовых испытаний, для которых появляется возможность гарантированно отбирать элементы из каждой производственной партии. В настоящей статье задача выделения однородных производственных партий изделий по данным тестовых испытаний решена в виде задачи разделения смеси сферических гауссовых распределений с применением EM-алгоритма с жадной агломеративной эвристикой. EM-алгоритм (алгоритм максимизациии математического ожидания), являясь эффективным средством разделения смеси распределений, в случае многомерных гауссовых распределений в пространстве очень высокой размерности оказывается практически неработоспособным: при большом объеме данных требуются слишком громоздкие вычисления для перестроения ковариационных матриц на каждой итерации, при малом объеме данных работа алгоритма приводит к выявлению ложных корреляций. Смешанная (сборная) партия электрорадиоизделий космического применения, представленная многомерным набором данных проведенных над ней неразрушающих тестовых испытаний, рассматривается как смесь сферических гауссовых распределений. Показано, что данная модель в совокупности с новыми разработанными алгоритмами позволяет эффективно выделять однородные партии изделий, может быть применена для разделения достаточно больших сборных партий (тысячи единиц), представленных массивом данных большой размерности (до сотен измерений), и позволяет достичь большей точности и стабильности результата в сравнении с многократным использованием EM-алгоритма в режиме случайного мультистарта.

Разработана математическая модель формирования цены на нефть. Для построения такой математической модели определены методологические основания: три аксиомы, устанавливающие специфические свойства нефти как товара, в том числе сланцевой нефти. Среди факторов ценообразования нефти выбран первостепенный, доминирующий фактор - дисбаланс предложения и спроса на нефть на мировом рынке. Основа математической модели представлена в трёх теоремах. Первая утверждает, что при любом превышении предложения над спросом цена нефти стремится к нулю, т. е. за достаточно большое количество аукционов становится ниже любого заданного уровня. Вторая теорема утверждает, что при условии превышения спроса над предложением цена нефти стремится к бесконечности (за конечное число сессий превысит любой заданный уровень) при условии доминирования дисбаланса. Третья теорема утверждает, что наиболее вероятным прогнозом, вытекающим из гипотезы о том, что построенная математическая модель верна, является длительный процесс автоколебаний цены в так называемом сланцевом диапазоне.

Кодирование информации с помощью корректирующих кодов позволяет осуществлять контроль целостности передаваемых сообщений, а в ряде случаев - исправлять ошибки, возникшие при передаче информации по каналу с шумом. Рассматриваются полярные коды - двоичные линейные блоковые корректирующие коды, достигающие пропускной способности симметричных каналов без памяти. В основе полярных кодов лежит операция поляризации N-разрядного двоичного симметричного канала без памяти. Рассматриваются операции несистематического и систематического кодирования информации полярными кодами с прямым порядком битов и с битовой перестановкой, приводится метод реализации систематического кодирования через двукратное несистематическое кодирование полярными кодами. Вводится операция прекодирования - преобразования K-разрядного информационного вектора в N-разрядный вектор в соответствии с некоторым полярным кодом С. Предлагается схема прекодера, построенная с использованием регистров сдвига, которая позволяет осуществлять прекодирование для любого (N, K)-полярного кода. Приводится обзор вариантов аппаратной реализации несистематических кодеров полярных кодов с прямым порядком битов и с битовой перестановкой и их сравнительные характеристики. Приведенные варианты реализации основываются на конвейерном способе организации вычислений и имеют разрядность входного сигнала P, кратную длине кодового слова N. Предлагается схема систематического кодера (32, 16)-полярного кода с прямым порядком битов, включающая в себя блок прекодера и два блока несистематического кодирования и реализующая конвейерный способ организации вычислений, приводится временная диаграмма конвейера предлагаемого кодера. Рассматриваются варианты масштабирования предлагаемой схемы с целью реализации систематического кодирования полярными кодами с практически значимыми значениями длины кодового слова N. Масштабирование в ширину предполагает увеличение разрядности входного сигнала P, масштабирование в длину предполагает увеличение числа стадий конвейера для каждого блока несистематического кодирования. Приводятся результаты моделирования предлагаемого систематического кодера в пакете Altera Quartus II 13.0 с использованием системы ModelSim 10.1. Результаты полностью совпадают с результатами моделирования в пакете MATLAB R2016b.

Предметом исследований выступает авиационная техника, применяемая к настоящему времени в нашей стране и за рубежом. Были приняты к рассмотрению технические характеристики 25 отечественных и 54 зарубежных самолетов гражданской и военно-транспортной авиации. Целью исследований являлось изучение возможностей развития подобной авиационной техники в зависимости от некоторых основных характеристик самолетов. В качестве математического аппарата для анализа рассматриваемых зависимостей был выбран корреляционно-регрессионный анализ. Изложены результаты статистического анализа взаимосвязи выбранного перечня основных параметров самолетов. Наибольшая корреляция наблюдалась между грузоподъемностью и массой пустого самолета, что послужило основой для дальнейшего анализа и построения зависимостей. Результаты анализа показали необходимость разделения самолетов по массе как минимум на две группы: менее 75 т и более 75 т, а также по странам-производителям: российские и зарубежные. Целесообразность группировки проверена с помощью теста Г. Чоу. Установлено, что рассмотрение нелинейных моделей нецелесообразно, поскольку линейная модель зависимости не уступает нелинейной модели по степени достоверности. Получены зависимости грузоподъемности от массы пустого самолета для каждой из выделенных групп самолетов. При этом использовались интегральные характеристики. Найдены доверительные интервалы для прогноза зависимости грузоподъемности от массы пустого самолета. При этом, как и следовало ожидать, вне 90%-го интервала оказались показатели лишь 7 самолетов. Выявлен больший разброс данных по грузоподъемности для отечественных самолетов и среднее отставание от зарубежных аналогов более чем на 2,5 т. Таким образом, с помощью выбранного математического аппарата могут быть получены статистические закономерности, позволяющие анализировать существующую практику проектирования, прогнозировать уровень развития конструкции самолетов гражданской и военно-транспортной авиации. Аналогичные методы исследования могут быть применены в различных областях разработки и производства перспективной высокотехнологичной продукции, включая ракетно-космическую область.

Исследуется целесообразность проектирования космических ферменных конструкций из композитных материалов. Сформулированы и проанализированы задачи, возникающие при оптимальном проектировании композитных многосекционных космических ферм. Космические ферменные конструкции должны обеспечивать возможность закрепления на них требуемого количества навесного оборудования, что зависит от количества соединительных узлов. С другой стороны, большое количество секций и соединительных узлов утяжеляет конструкцию и усложняет процесс сборки. Таким образом, первая задача заключается в разработке алгоритма расчета оптимальных геометрических характеристик ферменной конструкции, т. е. количества секций в продольном и в окружном направлении. Нагрузки на разные элементы космической фермы различны. Поэтому очевидно, что стержни разных секций фермы должны обладать разными характеристиками. Характеристики металлических стержней - диаметр и толщина. В случае использования композитных материалов возникает необходимость решения дополнительной задачи оптимизации. Этой задачей является определение оптимальных структурных параметров многослойных стержней: типа многослойной структуры, количества слоев, углов армирования и толщин слоев. Крайне важной задачей является задача оптимального проектирования соединительных узлов. Исследованы возможности проектирования соединительного узла, который был бы полностью выполнен из композитных материалов. Представлены два типа композитных соединительных узлов, из которых один уже известен и используется в космических ферменных конструкциях, а второй предложен авторами данной статьи. Приведено сравнение этих типов и обоснование целесообразности использования композитного соединительного узла предложен- ного типа. С целью анализа прочности композитных соединительных узлов и их сравнения с металлическим узлом было проведено конечно-элементное моделирование нагружения этих узлов. Для этого была создана общая балочная модель фермы, и с ее помощью получены нагрузки в области наиболее нагруженного узла, которые использовались для более подробного моделирования нагружения твердотельной модели соединительных узлов. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения композитных соединительных узлов в космических ферменных конструкциях.

Перезаряжаемые накопители энергии являются одними из основных компонентов систем электропитания космических аппаратов. Характеристики таких накопителей существенно влияют на продолжительность жизненного цикла космического аппарата на орбите. В последние годы разработчики систем электропитания широко применяют литий-ионные аккумуляторы в качестве перезаряжаемых накопителей энергии. Это обусловлено тем, что удельные энергетические характеристики литий-ионных аккумуляторов заметно выше, чем у аккумуляторов других типов при аналогичном количестве циклов заряда-разряда. Для верификации заданных для аккумулятора требований изготовитель батареи проводит ряд квалификационных испытаний, в частности, специально разработанные ресурсные испытания, которые позволяют оценить предельное количество циклов заряда-разряда аккумулятора. Проведение таких испытаний занимает несколько месяцев (точный срок зависит от конкретной модели аккумулятора), что отрицательно сказывается на общей длительности и стоимости разработки космического аппарата в целом. Проведение ресурсных испытаний по принципам проведения динамических стрессовых тестов даёт возможность существенно сократить общее время разработки и производства аккумуляторных батарей, что, в свою очередь, позволяет снизить стоимость проектирования и отработки энергосистем космических аппаратов. Динамические стрессовые тесты представляют собой вид нагрузочных испытаний, которые позволяют оценить, способен ли аккумулятор обеспечить потребителя требуемой мощностью во всех ожидаемых режимах работы. Основные принципы динамических стрессовых тестов: заряд и разряд аккумулятора токами большой величины и разряд аккумулятора постоянной мощностью согласно специальной программе. Проведение стрессовых испытаний требует наличия специальных зарядно-разрядных устройств, позволяющих проводить полный цикл электрических испытаний аккумуляторов, включая ресурсные испытания. Обеспечение требуемой точности измерения и стабилизации определённых атрибутов режимов эксплуатации литий-ионных аккумуляторов является одной из проблем, которые возникают при разработке таких зарядно-разрядных устройств. Наибольший интерес представляют следующие атрибуты: токи заряда и разряда, мощности разряда, напряжения аккумулятора. Анализ зарядно-разрядного устройства как системы автоматического управления даёт возможность оценить статическую ошибку стабилизации рассматриваемых атрибутов разрабатываемого устройства. Кроме того, использование цифрового интегратора в системе управления зарядно-разрядного устройства позволяет обеспечить заданную величину статической погрешности стабилизации требуемых атрибутов в различных режимах испытаний.

Для выведения космических аппаратов (КА) на геостационарную орбиту желательно производить запуск из зоны, наиболее близкой к экватору, что позволит при запуске ракеты-носителя (РН) максимально использовать скорость вращения Земли. Для решения этой проблемы в 1995 г. в Калифорнии была зарегистрирована компания Sea Launch. Для запусков КА при этом была использована двухступенчатая РН «Зенит». Пусковая установка и технологическое оборудование были смонтированы на доработанной самоходной нефтедобывающей платформе. C 1999 г. до консервации проекта «Морской старт» в 2014 г. с плавучей платформы в экваториальных водах Тихого океана было произведено 36 пусков КА. Однако в 2009 г. Sea Launch столкнулась с финансовыми трудностями, подала заявление о банкротстве и договорилась с РКК «Энергия» о выходе из процедуры банкротства. Появилась информация, что РКК «Энергия» продает космодром российской коммерческой авиакомпании S7 Airlines. Тем не менее, как технические, так и экономические проблемы останутся на прежнем уровне, в связи с чем прорабатывается возможность более экономичного запуска КА с использованием подводных лодок. И такой опыт уже имел место. Так, 7 июля 1998 г. впервые из подводного положения ракетным подводным крейсером Северного флота «Новомосковск» с акватории Баренцева моря с помощью ракеты-носителя «Штиль» были выведены на низкую околоземную орбиту два микроспутника. А 26 мая 2006 г. также из акватории Баренцева моря с АПЛ «Екатеринбург» с помощью РН «Штиль-1Н» был выведен на гелиосинхронную орбиту спутник «Компасс-2». Представленный материал показывает перспективность пуска КА из любой точки Мирового океана на различные орбиты с помощью подводных лодок, что является более надежным и экономичным, чем пуски с применением проекта, использующего тандем из пусковой платформы и сборочно-командного судна. Сопоставление габаритов пусковых шахт подводных лодок, по крайней мере тех, с которых уже производились пуски, и массово-габаритных характеристик КА различного назначения подтверждает такую возможность.

В настоящее время космические аппараты дистанционного зондирования Земли (КА ДЗЗ) нашли широкое практическое применение для решения различных социально-экономических задач, таких как получение информации с районов чрезвычайных ситуаций или районов со слаборазвитой наземной инфраструктурой. Существенным недостатком современных КА ДЗЗ является низкая оперативность получения информации с заданного района земной поверхности. Существующие способы снижения периодичности наблюдения заданного района земной поверхности предполагают значительное наращивание численного состава орбитальных группировок КА ДЗЗ. Однако данный способ требует значительных экономических затрат. Предложен двухрежимный способ наблюдения земной поверхности. Данный способ предусматривает использование в процессе функционирования КА ДЗЗ режима глобального наблюдения и режима регионального наблюдения. Переход из одного режима наблюдения в другой предлагается осуществлять за счет изменения периода обращения КА вокруг Земли путем изменения большей полуоси рабочей орбиты с помощью маршевой двигательной установки. В рамках проводимых исследований была разработана методика определения основных параметров орбит глобального и регионального наблюдения. Для обеспечения прохождения трассы КА ДЗЗ через заданный район земной поверхности рассматривался вопрос фазирования при переходе в режим регионального наблюдения. В результате чего была разработана методика определения временных и энергетических затрат на изменение режима наблюдения. Исходя из необходимости математически описать взаимосвязь рабочей точки, принадлежащей орбите фазирования, с географическими координатами заданного района земной поверхности, была разработана методика расчета трасс КА ДЗЗ, функционирующих с применением двухрежимного способа наблюдения. Вышеперечисленные методики являются составными частями математической модели, описывающей двухрежимный способ наблюдения, которая послужит основой для формирования требований к перспективным двигателям, а также к двигательным и энергетическим установкам космических аппаратов. Сравнение двухрежимного способа наблюдения с известными способами повышения оперативности получения информации с заданных регионов показывает, что использование двухрежимного способа позволяет существенно снизить периодичность обзора при относительно небольших экономических и приемлемых энергетических затратах.

Оптическая составляющая спутниковых лазерных дальномеров выполняет следующие задачи: расширяет лазерный пучок, принимает лазерные импульсы, отраженные от спутника, и позволяет осуществлять визуальное сопровождение спутника. Перспективное решение представляет комбинированная оптическая схема, одновременно выполняющая эти задачи. Приведен расчет оптической системы расширителя лазерного пучка для лазерного спутникового дальномера в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне длин волн. Расширитель лазерного пучка представляет зеркально-линзовую систему с входным зрачком диаметром ~ 42 мм и выходным зрачком диаметром ~ 300 мм. Коллимация лазерного пучка происходит в расширителе без дополнительной перефокусировки и дает 7-кратное увеличение. Для расширителя определены расходимости пучков для различных длин волн. В обратном ходе лучей расширитель играет роль питающей оптики объектива сопровождения объекта в оптическом диапазоне. Чтобы избежать виньетирования при использовании расширителя в роли питающей оптики ПЗС-камеры для сопровождения спутника (в обратном ходе лучей), световые диаметры линз в расширителе рассчитаны соответственно. Рассмотрены два варианта системы сопровождения: с использованием обычных марок стекла и с использованием стекла, имеющего особый ход дисперсии. Эквивалентное фокусное расстояние системы сопровождения составляет ~ 1760 мм. Приводится анализ изображения точечных источников и распределение световой энергии в пятне рассеяния точечного источника. Рассчитанная оптическая система для широкого оптического диапазона и ближней инфракрасной области спектра может быть использована как в системах лазерной спутниковой локации, так и для лазерных радаров на поверхности земли. Фокус Куде позволяет использовать аппаратуру, установленную стационарно. При расчете оптической системы радиусы кривизны всех сферических поверхностей выбраны из рядов значений, рекомендуемых ГОСТ 1807-75, что удешевляет технологию изготовления.

Сплавы системы Ni-Ti интенсивно изучаются в течение последних десятилетий. Уникальные свойства сплава позволили использовать его в качестве конструкционного материала для создания приборов и устройств в различных областях науки и техники, в том числе машиностроении, аэрокосмической сфере, приборостроении. Показано, что после деформации сплав Ni51Ti49 приобретает ферромагнитные свойства. Согласно равновесной фазовой диаграмме, сплавы Ni-Ti при содержании Ti выше 10 ат. % не являются ферромагнитными. Известно, что за счет понижения симметрии кристаллической фазы с кубической решеткой возможно возникновение намагниченности. Исследованы магнитные свойства и структура деформированных образцов Ni51Ti49 с помощью методов электронной микроскопии и дифракции рентгеновских лучей. В образцах Ni51Ti49 после пластической деформации найдены линзовидные кристаллы, содержащие изгибные контуры с высокой концентрацией внутренних напряжений. Изгибные экстинкционные контуры указывают на искажение кристаллической решетки, поскольку кривизна кристаллической решетки возникает при больших смещениях атомов. В результате таких смещений в сплаве могут быть сформированы икосаэдрические кластеры со структурой Франка-Каспера. Икосаэдр - это двенадцативершинник, который обозначается как ФК-12. Кроме того, кристалл может быть сформирован в других структурах Франка-Каспера, например ФК-16, который представляет собой шестнадцативершинник с атомом, расположенным в центре кластера. Расшифровка картины дифракции электронов и рентгеновских лучей показала, что в сплаве Ni-Ti могут сосуществовать фазы Ti2Ni и Ni4Ti3. Для объяснения возможности появления намагниченности в образцах сплава Ni-Ti делался расчет плотности спин-поляризованных состояний электронов для кластеров Ni10Ti6 (ФК-16) и Ni7Ti5 (ФК-12) сплава Ni51Ti49. Расчет выполнялся методом рассеянных волн. Показано, что полная плотность электронов никеля быстрее стремится к нулю, чем плотность титана. Показано, что спиновая плотность никеля становится отрицательной на расстоянии порядка r = 3,25-6,7 а. е., а титана - при r > 4,5 а. е. Такие значения r соответствуют межатомным расстояниям в кластерах, которые могут сильно изменяться при деформации. Как следствие, это может приводить к эффектам как ферромагнитизма, так и антиферромагнитизма при установлении магнитного порядка в кластерах, в зависимости от величины межатомных расстояний. Расчетные спектры показывают высокую плотность состояний вблизи уровня Ферми, что является характерной особенностью ферромагнитных металлов. Расчеты показали, что исследуемые кластеры восприимчивы к деформации, а также обладают магнитным моментом (у неискаженного кластера средний магнитный момент на атом кластера ФК-12 составляет около 1,0 μB, а для ФК-16 он составляет около 0,3 μB). Однако общий средний магнитный момент равен нулю из-за отсутствия предпочтительного направления (хаотическое распределение кластеров) для сплава. В случае же, когда атомы кластера смещены (искаженный кластер), спины атомов ( и ¯) не компенсируют друг друга, вследствие чего у искаженного кластера появляется магнитный момент больший, чем у неискаженного кластера, соответственно 1,6 и 0,8 mB на один атом для ФК-12 и ФК-16.

Представлены результаты экспериментальных исследований электрохимической размерной обработки модельных образцов в виде тонкостенной оболочки в форме полусферы. Исследования проводились с использованием специально спроектированной и изготовленной лабораторной установки для осуществления локальной электрохимической обработки деталей вращающимся электродом-инструментом. Представлены основные узлы используемой для исследований установки и приведено описание применяемой методики проведения экспериментов. При этом варьируемыми факторами в ходе проведения серии экспериментов являлись состав, температура электролита и плотность тока. Исследования проводились с использованием в качестве электролитов водного раствора гидрооксида натрия, а также водного раствора азотно-кислого аммония. При использовании в качестве электролита 15 % водного раствора гидрооксида натрия при скорости вращения электрода-инструмента 20 об/мин, плотности тока 2-5 А/см2, температуре 30-40 °С было обнаружено выравнивание поверхности образца по толщине по радиальным осям, причём предельные отклонения по толщине незначительны. Применение 15 % водного раствора азотно-кислого аммония в качестве основного компонента и 2,5 % лимонно-кислого аммония в качестве комплексообразователя не позволяет достичь требуемых результатов. В ходе анализа полученных результатов предельные отклонения по толщине в радиальном направлении составили от ±0,05 до ±0,09 мм при съеме 0,1 мм. Была обнаружена неравномерность съема металла в осевом направлении. Таким образом, установлено, что для проведения процесса электрохимической обработки тонкостенных крупноразмерных деталей ответственного назначения, которые применяются в космической промышленности, наиболее целесообразно применять в качестве электролита водный раствор гидрооксида натрия. Особенностью предлагаемого процесса является его управляемость, экономичность и снижение экологической нагрузки на окружающую среду вследствие снижения температуры используемого электролита и меньшей концентрации электролита.

Представлена оценка современного состояния предприятий оборонно-промышленного комплекса и анализ тенденций и перспектив их развития. Оценка современного состояния проведена путем изучения законодательных актов, приказов, стратегий долгосрочного развития экономики и иных документов, позволяющих оценить количественный состав предприятий ОПК и отражающих их реальное положение. Определение тенденций развития оборонно-промышленного комплекса выполнено с помощью анализа посланий Президента РФ Федеральному Собранию за 2010-2015 гг. Практически в каждом из таких посланий тем или иным образом президент затрагивает тему оборонно-промышленных предприятий, раскрывает дальнейшие планы относительно их развития, либо уже после ежегодного послания появляется перечень поручений Президента Российской Федерации, относящийся непосредственно к предприятиям ОПК. В последние 5 лет тема оборонно-промышленных предприятий и тенденций их развития весьма широко представлена в посланиях президента, в связи с этим проведен их анализ и выделены ключевые моменты, освещенные в посланиях с 2010 по 2015 гг. Проведенный анализ позволил выделить основные направления дальнейшего развития оборонного комплекса, а именно: модернизация производства; инновационное развитие; научно-технологическое развитие; выполнение программ перевооружения до 2020 г.; загрузка производственных мощностей; развитие производств товаров гражданского назначения; работа над программой импортозамещения. При этом основной перспективой предприятий ОПК является инновационное развитие, которое включает в себя вышеизложенные тенденции, а научно-технологическое развитие в данном случае представляет собой некоторую «прослойку», средство исполнения указанных перспектив. На основании вышеизложенного построена логическая структура основных тенденций развития предприятий ОПК, для каждого пункта схемы приведено обоснование. Предложена типология предприятий ОПК, включающая в себя такие группы, как научно-исследовательские предприятия, предприятия фирменной науки, иные (остальные) предприятия. Такая типология позволила подразделить предприятия не только по характеру деятельности, но и по перспективам инновационного развития.