Том 21, № 4 (2020)

В работе приводится описание алгоритмического и программного обеспечения системы профилирования действий пользователей информационной системы. Данная система профилирования направлена на решение проблемы с доверием к пользователям информационных систем. Система должна регулировать доступ
к защищаемым ресурсам путем анализа поведения пользователей. Алгоритмическая составляющая системы представлена моделью поведения пользователя и общим алгоритмом работы системы. Модель поведения пользователя строится на базе аппарата марковских цепей. Программная реализация позволяет на практике получить подтверждение работоспособности предлагаемого подхода. На этапах разработки осуществ-
ляется выбор архитектуры программного обеспечения. В качестве обоснованного решения выбрана архитектура типа «клиент – сервер». Программная составляющая системы профилирования действий пользователей состоит из пяти отдельных программных модулей. В конце разработки проводится краткое тестирование работы компонентов. Новизна данной работы заключается в предложении подхода, который использует профилирование действий пользователей как дополнительный определяющий фактор при управлении доступом к объектам, как способ усиления базовых мер «Управление доступом субъектов
к объектам доступа» в системе приказов ФСТЭК России.

Пластины, балки и оболочки с неоднородной, микронеоднородной регулярной структурой широко применяются в авиационной и ракетно-космической технике. В расчетах на прочность упругих композитных конструкций с помощью метода конечных элементов (МКЭ) важно знать погрешность приближенного решения, для нахождения которой необходимо построить последовательность приближенных решений, что связано с применением процедуры измельчения дискретных моделей. Реализация процедуры измельчения (в рамках микроподхода) дискретных моделей композитных конструкций (тел) требует больших ресурсов ЭВМ, особенно для дискретных моделей с микронеоднородной структурой. В данной работе предложен метод эквивалентных условий прочности (МЭУП) для расчета на статическую прочность упругих тел с неоднородной и микронеоднородной регулярной структурой, который реализуется с помощью МКЭ с применением многосеточных конечных элементов. Расчет на прочность композитных тел по МЭУП сводится к расчету на прочность упругих изотропных однородных тел с применением эквивалентных условий прочности, которые определяются на основе условий прочности заданных для композитных тел. В основе МЭУП лежит следующее утверждение. Для всякого композитного тела $V_0$ существуют такое изотропное однородное тело $V^b$ и число $p$, что если коэффициент запаса $n_b$ тела $V^b$ удовлетворяет эквивалентным условиям прочности вида $p{n}_1(1+{\delta }_{\alpha })\le n_b(1-{\delta }_{\alpha }^2)\le p{n}_2(1-{\delta }_{\alpha })$, то коэффициент запаса $n_0$ тела $V_0$ удовлетворяет заданным условиям прочности $n_1\le n_0\le n_2$, где $n_1$, $n_2$ заданы, коэффициент запаса $n_0\left(n_b\right)$ отвечает точному (приближенному) решению задачи теории упругости, построенному для тела $V_0$ (тела $V^b$), ${\delta }_{\alpha }<(n_2-n_1)/(n_2+n_1)$, ${\delta }_{\alpha }$ – верхняя оценка погрешности ${\delta }_b$ максимального эквивалентного напряжения тела $V^b$, отвечающего приближенному решению. При построении эквивалентных условий прочности, т. е. при нахождении коэффициента эквивалентности $p$, используется система дискретных моделей, размерности которых меньше размерностей базовых моделей композитных тел. Реализация МЭУП требует малых ресурсов ЭВМ и не использует процедуры измельчения композитных дискретных моделей. С помощью расчетов показано, что эквивалентные условия прочности, построенные для конкретного нагружения композитного тела, можно использовать для определенного вида его нагружений. Расчеты на прочность тел с микронеоднородной структурой с помощью МЭУП показывают высокую его эффективность. Кратко изложены основные процедуры реализации МЭУП.

Изучается вопрос продольно-поперечного деформирования и прочности ортотропной пластины от воздействия локальной поперечной силы и растягивающих по контуру мембранных сил. Определено направление укладки волокна однонаправленного композита, обеспечивающего наиболее низкий уровень напряжений и прогиба.

В зоне приложения сосредоточенной силы в тонкостенных конструкциях возникают существенные изгибающие моменты и перерезывающие силы, являющиеся источником концентрации напряжений. Для уменьшения напряжений выбран прием натяжения пластины мембранными силами, приложенными
по контуру. Подобран максимально возможный порядок мембранных сил натяжения, обеспечивающий условия прочности и жесткости конструкции пластины солнечной батареи, имеющей шарнирно-неподвижное опирание по контуру. Предварительное натяжение полотна пластины позволяет уменьшить напряжения
в 50 раз.

Задачу сложного изгиба изотропных и анизотропных пластин при приложении поперечных и подборе продольных нагрузок с ограничениями прочности и жесткости можно назвать задачей рационального проектирования конструкции. Полученные уравнения и программа расчета могут быть использованы как
при проектировании конструкций пластин, так и в учебном процессе.

Рассмотрены вопросы совместимости электроракетных двигателей (ЭРД) коррекции и крупногабаритных трансформируемых антенн (КГА), применяемых на высокоорбитальных спутниках связи. В работе рассмотрено эрозионное и загрязняющее воздействие струй ЭРД при взаимодействии с трикотажным сетчатым материалом (сетеполотном), который применяется для изготовления рефлекторов КГА. Эрозионное воздействие струй ЭРД на сетеполотно КГА характеризуется тем, что углы падения ионов на поверхность нитей находятся в диапазоне от 0 до 90°, т. е. практически при любом угле падения ионов на поверхность сетеполотна. Исследование, проведенное авторами, включало в себя как математическое описание физических процессов, так и проведение широкой серии экспериментов, что позволило добиться необходимой достоверности результатов. В работе установлено, что воздействие плазменных струй двигателей коррекции может приводить к значительному распылению отражающего покрытия с поверхности рефлектора крупногабаритной антенны. Получены экспериментальные данные о деградации коэффициента отражения электромагнитного излучения сетеполотна в зависимости от степени воздействия плазменной струи. Установлено, что распыление отражающего покрытия с поверхности нитей не оказывает существенного влияния на коэффициент отражения. Более значимым является распыление покрытия в точках контакта нитей. Также была обнаружена сильная зависимость коэффициента отражения от типа плетения сетеполотна. Исследован механизм осаждения продуктов распыления на отражающие покрытия радиаторов системы терморегулирования. Получены результаты расчетов коэффициента распыления и индикатрисы распыления отражающего покрытия, наносимого на нити сетеполотна. Экспериментально определена деградация функциональных характеристик терморегулирующих покрытий (ТРП) при осаждении на них тонких пленок золота, являющегося одним из возможных материалов отражающего покрытия. Получены оценки предельно допустимого уровня загрязнения ТРП. Показано, что при соблюдении соответствующих правил проектирования возможно совместное использование ЭРД и КГА на высокоорбитальных спутниках связи.

Разработка новых материалов для радиационных экранов космических аппаратов требует тонкой классификации порошковых материалов по размеру частиц. В статье рассмотрена конструкция лабораторного сепаратора порошковых материалов. Данный вид разделения материала относится к гравитационным методам. За прототип конструкции выбран лабораторный сепаратор Мозли, у которого процесс сепарации осуществляется продольным встряхиванием стола и поперечными колебаниями посредством буферов. Дебалансный вибратор позволил получать гармонические колебания поверхности сепарации деки во всех направлениях. Регулировка напряжения двигателя постоянного тока дебалансного вибратора плавно изменяет частоту вибрации, что способствует более тонкому разделению материала. Введением питающего патрубка реализована возможность непрерывного ведения процесса разделения, в отличие от прототипа, где навеска до 100 г обрабатывается до 5 мин. Для повышения эффективности разделения тонких и мелких классов материалов на поверхности сепарации выполнены рифли, определяющие места концентрации частиц материала. В результате проведенных исследований для исключения вероятности возникновения вторичных циркуляционных потоков была разработана система поперечных нарифлений: высота рифлей примерно равна максимальному размеру частиц разделяемого материала, в данной конструкции 0,2 мм; расстояние между рифлями 50 мм, угол наклона составил 80 градусов относительно продольной стороны деки. Движение частиц зависит от угла наклона поверхности сепарации. При углах до 5 градусов крупные частицы движутся вверх, при больших – вниз. За счет изменения частоты и амплитуды вибрации, а также регулирования угла наклона поверхности сепарации, возможно перемещение и регулирование скорости движения разного по свойствам и размерам исследуемого материала. Физические эффекты, на которых основана работа лабораторного сепаратора, дают возможность варьировать и место размещения в нем питающего патрубка. Это позволяет приспособить конструкцию к разнообразным конкретным условиям, что расширяет область применения устройства. Конструкция сепаратора проста в изготовлении и эксплуатации, при необходимости ее можно быстро переналадить. Компактность сепаратора позволяет транспортировать его.

Целью данного исследования является апробация возможности применения неорганических макропористых структур инверсного опала при пробоподготовке для сканирующей электронной микроскопии биообъектов.

Изготовленные золь-гель способом инверсные опалы на основе кремнезёма применялись в качестве впитывающей подложки для изучения биологических образцов. Изготовление инверсного опала представляет собой сложный многоступенчатый технологический процесс. Сначала методом безэмульгаторной эмульсионной полимеризации метилметакрилата в водной среде в присутствии диазоинициатора были синтезированы субмикронные сферические частицы из полиметилметакрилата. Таким способом можно получать ансамбль частиц с высокой монодисперсностью, средний размер которых может варьироваться в диапазоне от 100 до 500 нм. Затем методом самосборки субмикросферы полиметилметакрилата осаждались в упорядоченные матрицы (шаблоны) преимущественно с гранецентрированной кубической решёткой. Полученные мезопористые структуры, называемые искусственными опалами или коллоидными кристаллами, имели размеры порядка 10 ×10 × 2 мм. Затем опалы подвергались термической обработке до 120 °С для упрочнения шаблона перед пропиткой прекурсором. Далее опалы пропитывались золем кремнезёма с размером частиц от 1 до 5 нм, полученным путём гидролиза тетраэтоксисилана в присутствии соляной кислоты и затем, после отверждения и сушки пропитывающего состава на воздухе при комнатной температуре, подвергались многоступенчатому обжигу до 550 °С при нормальном давлении в воздушной атмосфере для удаления всех органических компонентов. В результате получались образцы макропористых метаматериалов (так называемые, инверсные или инвертированные опалы) с открытой системой пор размером до 400 нм, занимающих около 80 % объёма.

В сканирующих электронных микроскопах TM4000 Plus, SU3500 и S-5500 с использованием макропористых структур были исследованы молочнокислые бактерии и красные кровяные тельца. Для улучшения визуализации использовались системы напыления металлов для покрытия поверхности инверсного опала тонкой плёнкой платины. Вспомогательным веществом в пробоподготовке выступала ионная жидкость VetexQ EM (Interlab LLC). Показано, что инверсный опал можно использовать как впитывающую подложку для пробоподготовки и экспресс-анализа в сканирующей электронной микроскопии без предварительной сушки, химической обработки или температурного воздействия биообъектов. Использование ионной жидкости в сочетании с впитывающей пористой средой позволяет сохранить первоначальную форму биологических структур. Показана возможность изучения морфологических особенностей биоструктур на примере эритроцитов человека и молочнокислых бактерий. Экспериментально установлено, что впитывающую подложку на основе инверсного опала можно использовать многократно при исследовании биологических объектов. Следовые остатки предыдущих проб, оставшиеся после отжига пластины, не вносят существенных искажений при проведении новых серий наблюдений. В нашем исследовании были получены высококачественные электронные микрофотографии биообъектов с высоким разрешением и контрастом. При этом за счёт использования инверсных опалов в качестве впитывающей подложки обеспечивается сокращение временных и финансовых затрат на исследования.