ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ, МЕХАНИКИ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ, МЕХАНИКИ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ

Проблемы машиностроения

Проведен анализ лазерных и светолучевых технологий с целью поверхностного упрочнения машиностроительных деталей. Определены области, в которых использование лазерных и светолучевых методов поверхностного упрочнения более эффективно по технико-экономическим критериям по сравнению с традиционными методами. В результате исследований структуры, микротвердости и триботехнических свойств различных конструкционных материалов выявлена зависимость триботехнических характеристик от структуры поверхностных слоев, формирующихся при импульсной микроплазменной обработке и разработаны практические рекомендации. (ИОФ РАН, ИМАШ РАН)

Расчетно-экспериментальным методом определены функциональные зависимости изменения исходных объемных полей остаточных напряжений при упругопластических нагружениях физико-механически неоднородных конструкционных материалов, уточнены параметры нелинейных критериев разрушения. Изготовлен макет установки для определения характеристик деформирования материалов с использованием электронной спеклинтерферометрии. (ИМАШ РАН)

На основе исследования полиакрилонитрила в композициях с твердыми смазками разработаны тонкослойные износостойкие антифрикционные покрытия, показавшие устойчивый коэффициент трения и износостойкость до температуры 370⁰С. (ИНЭОС РАН)

Разработан метод создания трехмерных изделий с использованием листовых материалов и лазерной технологии по моделям, представляемым в компьютерном виде. Метод повышает эффективность этапов проектирования, а также производства новых объектов повышенной сложности по их компьютерным моделям. (ИПМех РАН)

Разработаны технологические режимы равноканального углового прессования специальных алюминиевых сплавов, обеспечивающие формирование субмикрокристаллической структуры и высокие прочностные характеристики сплавов (предел прочности при комнатной температуре около 700-900 Мпа). Определены оптимальные режимы деформации указанных сплавов в условиях высокоскоростной сверхпластичности. (Филиал ИМАШ РАН в Н.Новгороде)

Разработана технология изготовления машиностроительных деталей из порошковых материалов, в которой формирующий порошковую заготовку инструмент размещен внутри индуктора, создающего давление магнитно-импульсного поля. Такое формирование сопровождается повышением плотности порошковой заготовки, точности ее размеров и снижением энергозатрат на ее спекание. (МГТУ)

На основе исследования нестационарных ударно-волновых процессов в жидкости и газе разработаны пневмоимпульсные технологии и предложена методика разрушения отложений различной твердости (солевых, карбонатных, известковых, угольных, цементных, парафиновых и др.). Пневмоимпульсные технологии нашли широкое практическое применение на предприятиях энергетической, угольной и металлургической промышленности России.

Разработаны принципы и созданы автоматизированные лазерные технологические комплексы на основе теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом. Комплексы на базе источников излучения мощностью 1-8 кВт предназначены для лазерной резки, сварки и упрочнения поверхности. Разработана технология безгратовой резки стали с малой шероховатостью поверхности. (ИТПМ СО РАН)

Завершены фундаментальные исследования по построению физико-математических моделей, алгоритмов и программ расчета полей вибраций и воздушного шума сложных инженерных конструкций и сооружений в широком диапазоне звуковых частот. Созданное программное обеспечение позволяет производить расчеты вибраций и воздушного шума внутри любых транспортных средств с целью разработки мероприятий, обеспечивающих выполнение санитарных норм, а также при решении специальных задач. (ЦНИИ им. А.Н.Крылова)

Проведены натурные морские испытания солнечного автономного необитаемого подводного аппарата (САНПА) с неограниченным временем плавания. САНПА использует солнечные батареи для энергообеспечения, способен нести спутниковую систему связи, гидроакустический модем и датчики для сбора океанологических данных. Обеспечена возможность радиосвязи с САНПА, получения информации о его состоянии и собранных данных, корректировки или замены программ его деятельности. (ИПМТ ДВО РАН)

Предложен новый принцип действия пневмосепаратора, основанный на разделении управляемым потоком воздуха смеси материалов в поле центробежных сил. Создан пневмосепаратор высокой производительности для обогащения руды. По сравнению с аналогичным оборудованием обладает мобильностью, возможностью эксплуатации при низких температурах, простотой конструкции, возможностью быстрой переналадки. (ИГДС СО РАН)

Разработаны вероятностно-статистические методы прогнозирования и диагностики флаттера лопаток осевых компрессоров с использованием математического, физического моделирования и обобщения экспериментальных исследований, в том числе на летающих лабораториях. Разработанные методы и системы позволяют прогнозировать флаттер на стадии проектирования авиационного двигателя и диагностировать флаттер в стендовых условиях и в эксплуатации. (ЦИАМ)

Установлена зависимость между минимальной величиной зерен и расстоянием между дислокациями, позволяющая прогнозировать режимы получения ультрамелкозернистой структуры в материалах и создание нового структурного подхода, заключающегося в учете состояния границ зерен при конструировании сверхпластичных керамик. (ИПСМ РАН)

Предложена методология обеспечения надежности, ресурса и безопасности ядерных энергетических установок (ЯЭУ) с учетом процессов деградации материала в опасных зонах несущих конструкционных элементов, а также уменьшения их прочности в результате процессов усталости, коррозии, распространения трещин. Безопасная эксплуатация оборудования и трубопроводов ЯЭУ при наличии дефектов может быть обеспечена посредством контроля фактических темпов деградационных процессов на основе эксплуатационного мониторинга ресурса. Реализация методологии для атомного ледокола «Арктика» позволила повысить срок службы со 100 тыс. часов до 142 тыс. часов. (ОКБ машиностроения)

Разработана и запущена в эксплуатацию установка КВГ-8 для изготовления электродов плавильных печей с помощью взрыва. Преимущества установки: высокая степень безопасности, высокая производительность, универсальность, возможность реализации различных взрывных технологий. (КТИ ГИТ СО РАН)

Разработана методика расчета истечения в вакуум вязкой струи через микроотверстие в стенке герметичного отсека и определения интенсивности захолаживания близлежащей зоны стенки. Разработаны ручные переносные приборы для измерения температур поверхности и влажности, основанные на принципах теплометрии и диэлектрических свойств гигроскопичных материалов. На тепловакуумной камере проведены экспериментальные исследования поля температур стенки и влажности воздуха в зоне отверстия, подтвердившие теоретические исследования. Аппаратура и метод поиска отработаны космонавтами на космической станции при поиске микротечи. (ЦНИИМАШ)

Разработано техническое предложение по созданию не имеющего аналогов кислородно-водородного ЖРД с кольцевой камерой сгорания и тарельчатым соплом, выполненного по безгазогенераторной схеме с раздельными турбонасосными агрегатами. Проведены исследования, показавшие возможность повышения надежности и параметров ЖРД для разгонных блоков и межорбитальных буксиров путем упрощения и оптимизации их схем. (КБ химавтоматики, РКК «Энергия», Исследовательский центр им. М.В.Келдыша)

Разработан магнитно-измерительный комплекс и созданы методики для раздельного контроля структуры и механических свойств компонент стальных биметаллических изделий, основанный на измерении предельной и частных петель магнитного гистерезиса, а также их отдельных параметров. Комплекс может быть использован в решении задач неразрушающего контроля стальных и чугунных деталей машин и элементов конструкций. (ИМАШ УрО РАН)

Создано мобильное специализированное газотермическое оборудование и разработана технология нанесения защитных коррозионностойких покрытий на агрегаты энергетических установок, в том числе без их демонтажа. Это позволяет в десятки раз снизить трудоемкость и повысить производительность ремонтных работ агрегатов и узлов энергетических установок по сравнению с существующими технологиями ремонта. (НИИ технологии и проблем качества при Самарском аэрокосмическом университете им. С.П.Королева)

Создан метод и разработан пакет прикладных программ расчета стохастического роста множества трещин в условиях совместного воздействия циклического нагружения и локальной коррозии. С помощью разработанного метода можно оценивать ресурс промысловых трубопроводов. (НИЦ «НиР БСМ» УрО РАН)

Разработана математическая модель аварийной ситуации технических систем, учитывающая процессы деградации параметров, накопление повреждений, вид предельного состояния и сценарии развития аварии. Рассмотрены характерные этапы разрушения конструкций от отказов отдельных элементов до катастрофы всей системы. (ИВМ СО РАН)

Разработана методика для оценки остаточного ресурса оборудования и трубопроводов АЭС и обоснования продления срока их эксплуатации. (Комиссия РАН по проблеме «Использование энергоаккумулирующих веществ в машиностроении, механике и экологии», ИМАШ РАН)

Механика

Осуществлено научно-техническое сопровождение разработки проекта уникальной по своей сложности операции по подъему АПЛ «Курск». Разработаны математические модели взаимодействия многоступенчатых силовых систем, выбран оптимальный по критерию безопасности вариант захвата лодки через отверстия в прочном корпусе и определена рациональная форма отверстий и зацепов. Проведены с использованием оригинальных методик исследования и испытания в аэродинамической трубе, циркулярном, мореходном и маневренно-мореходном бассейнах. Выполнена всесторонняя экспериментальная проверка запасов прочности всех основных элементов системы: корпус АПЛ, зацеп, стренд, переходные элементы. Беспрецедентное по масштабам и темпам внедрение новых, не имеющих аналогов разработок в инженерную деятельность обеспечило успешное проведение операции по подъему АПЛ «Курск» с высоким уровнем безопасности. (ЦНИИ им. А.Н.Крылова, ЦКБ морской техники «Рубин», ЦНИИ КМ «Прометей»)

Проведены баллистико-навигационное обеспечение и оперативные работы по спуску орбитального комплекса «Мир» на Землю и его затоплению в заданном районе океана. (ИПМ РАН, ЦНИИМАШ, РКК «Энергия»)

Исследованы задачи взаимодействия робота-манипулятора, оснащенного системой технического зрения (СТЗ), с несколькими подвижными объектами. Система управления роботом, использующая СТЗ и точный прогноз движения объектов, основанный на их динамических моделях, позволила решить эту сложную динамическую проблему и получить оценки надежности выполнения поставленных задач и предельных возможностей использованной системы управления. (ИПМ РАН)

Завершен цикл исследований по аэродинамике течений с использованием локальных тепловых источников как для внешнего обтекания, так и для внутренних течений. Полученные результаты могут служить основой для развития нового направления в авиации – аэрогазодинамики течений с мощными источниками импульсно-периодического подвода энергии для управления сверхзвуковым обтеканием летательных аппаратов. (ИТПМ СО РАН, ИЛФ СО РАН)

Создана газокинетическая модель взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой, в которой плазменная компонента (электроны и протоны) взаимодействуют с межзвездными атомами водорода посредством процесса резонансной перезарядки. Модель широко используется в международной практике для интерпретации экспериментальных данных, полученных на космических аппаратах, изучающих внешние области солнечной системы. Впервые рассчитана функция распределения межзвездных атомов водорода и ее эволюция при проникновении атомов водорода из межзвездной среды в солнечную систему. Показано, что при взаимодействии солнечного ветра с межзвездной средой образуются еще три сорта атомов водорода с параметрами, зависящими от места их рождения. (ИПМех РАН)

Проблема созданий гиперзвуковых летательных аппаратов связана со снижением сопротивления. Практическая реализация такого снижения может быть обеспечена при ламинарном обтекании аппарата на возможно большей поверхности. На основе экспериментальных исследований впервые показано, что специальные ультразвукопоглощающие покрытия эффективно подавляют рост высокочастотных возмущений в гиперзвуковом пограничном слое и их применение значительно увеличивает область ламинарного течения, существенно снижая сопротивление и тепловые потоки на поверхности. (ИТПМ СО РАН)

Предложена новая схема волнодвижителя для парусно-моторных буксиров. Особенность схемы в том, что волнодвижитель не только создает силу тяги, но и на малых скоростях создает силу противоположную силе дрейфа, возникающую на парусах. Схема позволяет использовать волны от трех баллов и выше. (ИМех МГУ)

Экспериментально обнаружено и исследовано явление самопроизвольного движения пузырьков воздуха в водных растворах жидкостей с градиентом концентрации. Обнаружен и исследован концентрационно-капиллярный дрейф пузырьков, вызванный неравномерным распределением концентрации поверхностно-активного вещества в жидкой бинарной смеси. Установлено, что в отличие от термокапиллярного случая скорость движения пузырька в концентрационном поле быстро уменьшается до нуля благодаря насыщению поверхности пузырька поверхностно-активным веществом за счет адсорбции из раствора в процессе движения. Определено время действия концентрационных эффектов Марангони в зависимости от размеров пузырьков. (ИМСС УрО РАН)

Обнаружено явление автоколебаний и бифуркации дозвукового газового потока за локализованной областью энерговыделения, обусловленной, например, поглощением сфокусированного лазерного излучения. Явление бифуркации состоит в существовании по крайней мере двух устойчивых газодинамических конфигураций обтекания локализованной области энерговыделения. Явление бифуркации непосредственно связано с явлением гистерезиса, когда одна из газодинамических конфигураций остается устойчивой при постепенном увеличении мощности энерговыделения, а другая – при постепенном уменьшении. (ИПМех РАН)

Построена механическая модель фреатомагматического извержения, при котором в канал вулкана поступает вода из пористых окружающих пород. Модель учитывает приток массы и тепла из пористого слоя и фильтрацию жидкости в пористом водонасыщенном пласте. Исследовано влияние интенсивности подтока и глубины водонасыщенного слоя на динамику извержения. Показано, что в зависимости от местоположения пористого слоя возможно как усиление, так и ослабление извержения, а интенсивность подтока нелинейным образом влияет на величину изменения расхода. Получены оценки для диаметра канала и объема очага, которые невозможно измерить прямыми наблюдениями. (ИМех МГУ)

Разработан метод сравнения аэродинамических следов в сверхзвуковом потоке за динамическим препятствием или за источником внешнего энергоподвода. Показано, что способность следа изменять структуру обтекания расположенных вниз по потоку тел определяется, в главном, профилем поперечного распределения динамических параметров в ядре следа. Обнаружено, что для поддержания динамически эквивалентных неоднородностей в следе за источниками тепла или импульса, более энергозатратным всегда является тепловой источник. (ИМех МГУ)

Созданы проблемно ориентированные программные комплексы для расчета гиперзвуковых вязких течений газа. Предложена газофазная модель смеси ударно нагретого воздуха с продуктами термохимического разрушения теплозащитного покрытия космических аппаратов. Модель включает более 20 компонент и учитывает неравновесные химические реакции и процессы ионизации в высокотемпературном газе. Создана первая версия локальных баз данных по термодинамическим, транспортным и кинетическим свойствам индивидуальных газов и компонент газовых смесей, включенных в модель, а также соответствующий интерфейс. (ИМех МГУ)

Разработаны фундаментальные научные принципы сверхвысоких степеней сжатия пузырька при внешних воздействиях. Установлено, что для получения сверхвысоких температур и давлений в центре пузырька необходимо, чтобы в конечной стадии сжатия скорость стенки пузырька достигала значений порядка нескольких километров в секунду, а количество вещества, подвергаемое сжатию и нагреву, было бы меньше некоторого критического значения. Для моделирования поведения вещества при сильных сжатиях и умеренных растяжениях разработано единое уравнение состояния в форме Ми – Грюнайзена. (ИМ УНЦ РАН)

Проведено исследование одной из «свободных» систем, перспективных с точки зрения разработки принципов создания так называемых «акустических лазеров». В результате численного анализа, который выполнен в рамках неравновесной по давлению двухфазной математической модели, обнаружен и изучен эффект фокусировки пузырьковым сферическим кластером осесимметричной ударной волны с сильным градиентом давления вдоль ее фронта. Проанализирована связь степени усиления волны с основными характеристиками пузырькового кластера. (ИГиЛ СО РАН)

Для уравнений газовой динамики найден существенно новый класс точных решений, описывающих периодические по времени движения газа. Они содержатся в семействе двумерных вращательных и вращательно симметричных решений. Ранее были известны лишь два примера таких движений: покой и твердотельное вращение. (ИГиЛ СО РАН)

Развит новый метод моделирования газожидкостных систем, основанный на применении кинетического подхода для описания движения газовых пузырьков в жидкости. Впервые получена замкнутая система кинетических уравнений газожидкостной среды, которые близки по структуре к уравнению Власова, используемому в физике плазмы. На основе кинетического метода моделирования построены новые математические модели, описывающие на гидродинамическом уровне движение пузырьков в жидкости. Применение нового метода позволяет получить условия устойчивости течений газожидкостных сред, дать обоснование построенным новым гидродинамическим моделям. (ИГиЛ СО РАН)

Впервые проведен точный расчет трехмерных периодических движений в неоднородных жидкостях, включающих волны и два типа пограничных слоев. Свойства одного из пограничных слоев описываются известным решением Стокса и определяются параметрами среды и характерной частотой. Параметры второго пограничного слоя помимо масштаба Стокса содержат множители, зависящие от геометрии задачи (наклонов волн и поверхности). Развита методика построения точных решений задач генерации и распространения волн. (ИПМех РАН)

Изучены качественные свойства решений начально краевых задач для уравнений фильтрации двухфазной жидкости. В частности, установлено, что при тепловой фильтрации двухфазной жидкости профиль водонасыщенности (монотонный для изотермической фильтрации) перед тепловым фронтом имеет локальный минимум, а за ним – локальный максимум. Теоретически и численно исследована проблема сопряжения двух основных моделей фильтрации двухфазной жидкости в одномерном случае: капиллярной модели Маскета   Леверетта (параболическое уравнение) и модели Баклея   Леверетта (гиперболическое уравнение) с совпадающими фазовыми давлениями. (ИГиЛ СО РАН)

Теоретически и экспериментально исследованы резонансные нелинейные колебания газа в трубах с различными условиями на концах и во внешнем волновом поле в широком диапазоне изменения управляющих параметров. Впервые обнаружены и изучены периодические ударные волны и крупномасштабные вихри при субгармонических колебаниях. (ИММ КазНЦ РАН)

Разработан комплекс методов решения неклассических статических и динамических задач механики контактных взаимодействий упругих и вязкоупругих тел, позволивший исследовать широкие классы задач, важных для сейсмологии, сейсморазведки, геофизики, машиностроения, фундаментостроения. (ИПМех РАН, Кубанский университет, МАИ, Ростовский университет).

Проведен полный теоретический анализ возможных распределений остаточных самоуравновешенных напряжений в твердых деформируемых телах. Показано, что естественные кинематические переменные, сопряженные полям напряжений, индуцируемых дефектами структуры, могут быть интерпретированы как геометрические характеристики аффинно-метрических пространств. В частности, использование их в качестве термодинамических переменных позволяет эффективно предсказать состояния неполного термодинамического равновесия и величины остаточных напряжений, возникающих в результате технологической обработки материала. (ИАПУ ДВО РАН)

Исследовано сингулярное поведение решений вблизи поверхностей максимального трения в трехмерных течениях идеального жесткопластического материала, подчиняющегося произвольному гладкому условию текучести. Установлена аналогия между предложенной концепцией коэффициента интенсивности эквивалентной скорости деформации в теории идеально жесткопластического тела и концепцией коэффициента интенсивности напряжений в механике трещин. (ИПМех РАН)

Впервые предложена математическая модель теплофизических процессов в электроде дугового плазмотрона, позволяющая описывать характер воздействия импульсно-периодического теплового поля дуги на металл, с учетом его кристаллической структуры и химической неоднородности, обусловленной присутствием легирующих элементов и примеси. Показано, что модифицирование расплава металла, используемого для изготовления электродов, специально подготовленными ультрадисперсными порошками тугоплав­ких соединений существенно измельчает кристаллическую структуру металла и избыточных фаз, повышает чистоту границ зерен. (ИТПМ СО РАН)

Установлено, что поверхностные слои нагруженных твердых тел представляют собой активную сдвигонеустойчивую возбудимую среду с распределенными концентраторами напряжений, которая определяет мезоскопический масштабный уровень деформации. Разработаны методы воздействия деформирования поверхностных слоев, позволяющие направленно изменить характеристики материала. (ИФПМ СО РАН)

Исследованы механизмы пластичности, пластической локализации и стохастической динамики при квазистатическом и ударно-волновом нагружении, обусловленные формированием коллективных мод мезодефектов в условиях неравновесных ориентационных переходов. В частности, обоснован принципиально новый механизм формирования полос локализованного сдвига. (ИМСС УрО РАН)

Разработана модель структурной сверхпластичности, основанная на представлениях о механизме кооперированного зернограничного проскальзывания, и дано описание как характеристик стадии стабильного течения, так и продолжительности этой стадии – ресурса сверхпластичности. (ИПСМ РАН)

Проведено систематическое исследование влияния демпфирующих сил на устойчивость и послекритическое поведение тонких упругих панелей, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа. Изучено взаимодействие аэродинамического демпфирования, внутреннего трения в материале и конструкционного демпфирования, вводимого путем добавления внешних демпферов. (ИМАШ РАН, МЭИ)

Дана математическая постановка вариационной задачи о возникновении двухфазных состояний при неоднородных однопараметрических граничных условиях. Найдены необходимые условия устойчивости двухфазных полей в нелинейно-упругих материалах. Полученные результаты позволяют исследовать эффекты локализации в сплошных средах. Развита нелинейная теория локализации деформаций в нанокристаллических и других периодических структурах в условиях структурной неустойчивости, индуцированной критическими полями напряжений. (ИПМАШ РАН)

Сформулированы общие нелинейные уравнения механики деформируемого твердого тела в скоростях с использованием как симметричных так и несимметричных сопряженных тензоров напряжений и деформации в отсчетной и актуальной конфигурациях. Получены критерии потери устойчивости деформируемых твердых тел при действии консервативных внешних сил, которые базируются на определении особых точек (поворота и бифуркации) интегральных кривых решений нелинейных уравнений. (ИГиЛ СО РАН)

Разработана нелинейная эндохронная теория термовязкоупругости, учитывающая старение и накопление повреждений в наполненных полимерных материалах. Предложен и экспериментально подтвержден новый критерий длительной прочности для таких материалов, позволяющий, в частности, учитывать влияние последовательности нагружения на накопление повреждений и частичное их залечивание. (ЦНИИМАШ)

Построена нелинейная модель самовозбуждения периодических и нерегулярных поперечных колебаний трубопровода под действием волн давления в транспортируемой жидкости. Дано объяснение экспериментально наблюдаемых режимов колебаний со сплошным спектром частот. (ИММ КазНЦ РАН, ИМ УНЦ РАН)

Поставлены и решены новые задачи о динамическом поведении оборудования, установленного в многоэтажных зданиях, при интенсивных сейсмических воздействиях. Методом прямого вычислительного эксперимента оценено влияние: пикового ускорения на основании, параметров ширины спектра сейсмического воздействия и междуэтажных деформаций здания на перегрузки, относительные смещения и соударения блоков оборудования. (ИМАШ РАН, МЭИ)

Систематизирована информация, относящаяся к результатам натурных наблюдений, экспериментальным и расчетным методам исследования поведения морских трубопроводов в условиях нестабильности рельефа дна. Проведено сопоставление методик расчета напряженно-деформированного состояния подводного трубопровода, размещенного на участках морского дна с неоднородным и неустойчивым рельефом. (ИМАШ РАН, ВНИИ природных газов и газовых технологий ОАО «Газпром»)

Проведены работы по созданию системы диагностики геодинамических явлений в масси­вах грунтов и горных пород на основе инфракрасной радиометрии. (НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя РФ, ОИФЗ РАН)

Для строительных норм разработана методология сейсмического зонирования территории России, основанная на практическом методе оценки вероятностей редких воздействий на сооружения по их начальной экспертной оценке и ограниченному объему исходной информации. (ЦНИИ строительных конструкций им. В.А.Кучеренко, ОИФЗ РАН)

Разработаны основы теории расчета и проектирования размеростабильных композитных конструкций (конструкции, не изменяющие своих размеров и формы при действии факторов окружающей среды типа температуры, влажности, радиации), которые используются для прецизионных космических конструкций, экспериментальных установок в ядерной физике, высокоточных обрабатывающих станков. Разработанные подходы нашли применение при проектировании уникального космического телескопа “Астрон” с диаметром основной параболической антенны - 10 метров, а также элементов детектора “Атлас” для CENR. (МГТУ, ЗАО Институт композитных технологий)

Методом молекулярной динамики в 3-мерной постановке исследован процесс разрушения идеального кристалла меди при постоянной скорости деформации. Показано, что кристалл разрушается в мезоячейке, в которой величина относительной деформации достигает некоторого критического значения. Само это значение определяется в квазистатическом численном эксперименте из условия равенства нулю сил взаимодействия атомов, находя­щихся в плоскостях, между которыми произошел разрыв, и хорошо совпадает с данными экспериментов. Таким образом, предложенный подход позволяет расчетным путем определять критерий разрушения по критическому значению относительной деформации. (ИТПМ СО РАН)

Построена математическая модель кашлевого акта, являющегося одним из основных механизмов очистки дыхательных путей человека от слизи и инородных частиц, попадающих в дыхательный тракт с вдыхаемым воздухом. На основе модели выполнено численное исследование влияния физических параметров легких и дыхательных путей на эффективность кашля. (ИМех МГУ)

Проблемы управления

Построен и реализован на основе непрерывной и дискретной фильтрации данных измерений оптимальный по среднему времени запаздывания алгоритм определения скачка ускорения маневрирующего объекта. (ИПМех РАН)

Построен важный раздел теории двигательной активности человека и животных, т.е. той части теоретической биомеханики, которая непосредственно связана с проблемой управления движениями живых организмов. При построении теории использовался аксиоматический метод. Введены объекты теории и построена система аксиом (отношений). На этой основе был найден единственный (с точностью до параметров) механизм управления движениями в условиях неопределенности при отсутствии количественной информации, как о состоянии, так и о параметрах системы и действующих силах. (ИПУ РАН)

Разработан эффективный метод двустороннего движения судов через гидроузлы, опирающийся на соблюдение постоянства баланса времени прохождения гидроузлов судами. Метод обеспечивает решение задачи рациональной расстановки судов, быструю сходимость алгоритма построения рабочих графиков движения и расчет пропускной способности системы гидроузлов при соблюдении условий безопасности и непрерывности движения. (ИПТ РАН)

Разработана новая концепция сверхустойчивости для непрерывных и дискретных линейных систем. Условия сверхустойчивости являются достаточными для обычной устойчивости, но формулируются в терминах линейных неравенств для элементов системной матрицы. В связи с этим многие классические трудные задачи теории управления могут быть разрешены в рамках сверхустойчивости с помощью методов линейного программирования. (ИПУ РАН)

Построена двойственность различных версий метода программных итераций (МПИ), используемого в задачах управления с элементами неопределенности: для аксиоматически определяемой управляемой системы установлено, что «прямая версия», реализующая многозначную квазистратегию, разрешающую соответствующую задачу управления, однозначно восстанавливается по «непрямой» итерационной процедуре, действующей в пространстве множеств и доставляющей в пределе множество успешной разрешимости исследуемой задачи управления. Данная двойственность реализована в двух вариантах, один из которых ориентирован на случай позиционной дифференциальной игры (ДИ), а с другой – на случай ДИ с информационной памятью. (ИММ УрО РАН)

Построен синтез оптимального по быстродействию управления движениями динамических колебательных систем посредством регулируемого по скорости и ускорению перемещения внутренних тел (и изменения их параметров); установлены условия управляемости; проведено сравнение эффективности режимов управления. (ИПМех РАН)

Предложен новый подход к повышению надежности хранения и передачи цифровых изображений. Предложен квазиголографический метод распределенного кодирования цифровых изображений при повреждении, приводящем к утрате значительной части его поверхности. Результаты работы могут быть использованы при передаче графической документации по сетям связи. (ИПУ РАН)

Сформулировано новое понятие о технической управляемости многосвязной динамической системы. Доказана теорема о необходимых и достаточных условиях локальной автономной технической управляемости. Показано, что известные условия управляемости по Калману являются лишь необходимыми условиями технической управляемости. Для нового типа космического объекта – космического роботизированного модуля решены задачи о выборе минимально необходимого управления в точке с позиции технической управляемости. (ИПУ РАН)

Завершен цикл исследований и разработок (1994-2001 гг.) по созданию нового поколения гироскопических систем. На основе достижений отечественной научной школы механики гироскопов и новейших результатов в области обработки информации и электронной техники, разработаны конкурентноспособные на мировом уровне инерциальные системы навигации и стабилизации. Начаты поставки зарубежным и отечественным потребителям. (ГНЦ ЦНИИ «Электроприбор»)

Разработана методика анализа цифровых изображений на основе специальной селективной морфологии (СМ). Новизна подхода связана с тем, что существующие морфологические алгоритмы сегментации изображений не позволяют разделять свойства фильтрации изображений и селекции объектов. Разработанные операторы СМ позволяют это делать и при этом обладают свойствами морфологических фильтров. В ряде практических задач операторы СМ показали значительное улучшение качества обработки по сравнению с традиционными морфологическими операторами. Методика использована в задачах анализа микроскопических изображений в медицине и материаловедении, а также автоматического и полуавтоматического дешифрирования аэро- и космофотоснимков. (ГНЦ ГосНИИАС)

В 2000-2001 гг. завершена разработка, проведены испытания и освоено производство мобильного гиростабилизированного гравиметра. Сравнительные испытания, проведенные зарубежными заказчиками, показали, что по всем параметрам гравиметры нового поколения не уступают лучшим из известных зарубежных разработок. (ГНЦ ЦНИИ «Электроприбор»)

Получены результаты экспериментов по исследованию электромагнитных излучений ЛЭП и ЛА и показаны возможности их использования для навигации и воздушного движения. (ВАТУ)

Разработана технология определения объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта на основе результатов дистанционного мониторинга и имитационного моделирования транспортных потоков. (НГИЦ РАН)

Разработаны с целью реализации в бортовых комплексах управления полетами алгоритмы оптимизации четырехмерных маршрутов полетов магистральных самолетов гражданской авиации в рамках концепции «свободных полетов» по критерию минимума стоимости полета. Задача решается для ряда критериев оптимизации и с совместным учетом всех существенных условий, включая летно-технические ограничения, ограничения на использование воздушного пространства, на времена пролета отдельных точек и областей, что в нашей стране делается впервые. (ГНЦ ГосНИИАС)

Разработаны алгоритмы оптимального регулирования потоков воздушного движения (ВД) в регионе на этапах стратегического, предтактического и тактического планирования. Алгоритмы обеспечивают приведение в соответствие потоков ВД пропускной способности воздушного пространства региона путем минимального изменения планов полетов отдельных рейсов с учетом различных систем приоритетов и всех основных ограничений. Процесс коррекции планов полетов обеспечивается как в полностью автоматическом, так и в интерактивном режимах. Автоматизация этого процесса реализована в нашей стране впервые. (ГНЦ ГосНИИАС)

Разработана модель развития автомагистралей интермодальных транспортных коридоров. Модель позволяет обеспечить оптимизацию процесса развития по критерию минимальных затрат, оценку вариантов размещения магистралей и степени их соответствия требованиям, предъявляемым к транспортным коридорам. (ИПТ РАН)

Закончена разработка рентгенотелевизионных интроскопов для экспресс-контроля труб и контроля труб парогенераторов. (НИИинтроскопии МНПО «Спектр»)

Завершена разработка магнитноанизотропного сканера-дефектоскопа для обнаружения в нефтегазопроводах и стенках стальных резервуаров стресс-коррозионных трещин и других дефектов. (ФГПУ «КТБ бетона и железобетона», ООО «ДИМЕНСТест», ООО «Магнит плюс»)

Завершена разработка компьютеризованных дефектоскопических микроскопов и созданы методы обработки микроструктуроскопических изображений.

Разработана линия ультразвуковых толщиномеров А1207, А1207С, А1208, А1209 для контроля изделий из металлов и пластиков.

Выполнено исследование внутренней структуры материалов неразрушающими методами в пучках синхронного излучения. (НИИинтроскопии МНПО «Спектр»)