У дисертації здійснене теоретико-методологічне узагальнення та нове вирішення завдання, що полягає в комплексному аналізі теоретичних положень та розробці практичних рекомендацій щодо здійснення криміналістичного дослідження малих за обсягом об’єктів почерку, які виконанів за допомогою технічних прийомів та засобів.Отримали подальший розвиток наукові положення щодо наявності конкретного комплексу ознак малих за обсягом почеркових об’єктів, виявлення та оцінка яких свідчитимуть про факт підробки, засоби та прийоми, які для цього використовувалися. Наведено аргументи про те, що належність малих за обсягом рукописів до малоінформативних почеркових об’єктів не означає взаємозалежності й однозначності цих понять.Встановлено, що предмет судово-почеркознавчої експертизи дослідження підписів та коротких рукописних записів складають: підпис та / або короткий рукописний запис, спосіб його підробки та обставин, які встановлюються на основі спеціальних знань у сфері почеркознавства та технічного дослідження документів. Визначено об’єкти експертного судово-почеркознавчого дослідження: малий за обсягом рукописний продукт (підпис, короткий рукописний запис); документ як матеріальний носій; явища, процеси й події об’єктивної дійсності, відображені на матеріальних носіях інформації, які надаються для дослідження.У роботі сформульовано авторське визначення «технічного підроблення підписів та коротких рукописних засобів», під яким слід розуміти процес відтворення автентичного взірця почерку за допомогою різноманітних технічних прийомів і засобів, із застосуванням приладів та пристосувань, майстерності виконавця та його навичок для досягнення максимальної подібності з почерковим об’єктом-оригіналом.Стверджується, що з огляду на подібність обсягу почеркового матеріалу підписів та коротких рукописних записів, усю сукупність використовуваних способів їх технічного підроблення слід розділити на такі: що передбачають виконання будь-якої попередньої підготовки перед відтворенням необхідного почеркового об’єкта; не передбачають виконання такої підготовки.Розвинуто наукові уявлення про сучасні способи технічної підробки підписів та коротких записів з використанням технічних засобів без нанесення рукописним способом: перемальовування за допомогою пантографа; з використанням спеціально виготовлених кліше (факсиміле); з використанням можливостей сучасної комп’ютерної та копіювально-розмножувальної техніки, репрографічних знакосинтезуючих друкувальних пристроїв.Удосконалено тлумачення методики дослідження підписів та коротких записів, виконаних за допомогою технічних прийомів та засобів, як окремої методики судово-почеркознавчої експертизи, що має інтегративний характер, оскільки передбачає обов’язкове встановлення факту застосування технічної підробки, що передує наступному етапу дослідження.Обґрунтовано потребу у розширенні компетенцій експертів-почеркознавців спеціальністю 2.1, що дасть змогу одному експерту в рамках судово-почеркознавчої експертизи всебічно дослідити такий складний об’єкт, як підпис, чи короткий рукописний запис, виконаний з використанням технічних прийомів та засобів. Наведено аргументи щодо виконання експертом взаємопов’язаних діагностичних та ідентифікаційних завдань під час дослідження підписів та коротких записів, які виконані за допомогою технічних прийомів та засобів.Висловлено та обгрутновано рекомендації щодо запровадження у вітчизняну практику проведення досліджуваних експертиз таких оптичних методів дослідження малих за обсягом почеркових об’єктів, як сканування тривимірних мікрооб’єктів, метод спектральної 4D-візуалізації, метод одночасного формування та реєстрації спектрів комбінаційного розсіювання й фотолюмінесценції.^UThe dissertation provides a theoretical generalization and a new solution to the scientific task, which consists in the comprehensive coverage of theoretical provisions and the development of practical recommendations for conducting a forensic investigation of signatures and short records made with the help of technical techniques and tools.The scientific provisions regarding the presence of a specific set of signs, small in size, handwritten objects, the detection and assessment of which will testify to the fact of forgery, the means and techniques used for this, have received further development. Arguments are given that the fact that small manuscripts belong to uninformative handwritten objects does not mean that these concepts are interdependent and unequivocal.It has been established that the subject of the forensic handwriting examination of the study of signatures and short handwritten notes is: a signature and / or a short handwritten note, the method of its forgery and the circumstances established on the basis of the integration of special knowledge in the fields of handwriting and technical research of documents. The objects of expert forensic handwriting research are defined: a small handwritten product (signature, short handwritten record); document as a physical medium; phenomena, processes and events of objective reality, reflected on material carriers of information, which are provided for research.The author's definition of "technical forgery of signatures and short handwriting" is formulated in the work, which should be understood as the process of reproducing an authentic sample of handwriting with the help of various technical techniques and means, with the use of devices and tools, the skill of the performer and his skills to achieve maximum similarity with the original handwriting object.It is argued that due to the similarity of the volume of handwritten material of signatures and short handwritten means, the entire set of used methods of their technical forgery should be divided into the following: that involve the performance of any preliminary preparation before the reproduction of the necessary handwritten object; do not provide for such training.Scientific ideas have been developed about modern methods of technical forgery of signatures and short records using technical means without applying a handwritten signature: redraw using a pantograph; using specially made clichés (facsimile); using the possibilities of modern computer and duplicating equipment, reprographic sign-synthesizing printing devices.The interpretation of the method of researching signatures and short notes made using technical techniques and means has been improved as a separate method of forensic handwriting examination, which has an integrative character, as it requires the mandatory establishment of the fact of the use of technical forgery, which is the so-called "pass" for the moving to the next stage of research.The need to expand the competences of handwriting experts with specialty 2.1 is substantiated, which will enable one expert to comprehensively examine such a complex object as a signature or a short handwritten record made using technical techniques and tools within the framework of a forensic handwriting examination. Arguments are presented regarding the expert's performance of interrelated diagnostic and identification tasks during the study of signatures and short records made with the help of technical techniques and means.Recommendations regarding the introduction into the domestic practice of conducting researched examinations of such optical methods for the study of small handwriting objects as scanning of three-dimensional micro-objects, the method of spectral 4D-visualization, the method of simultaneous formation and registration of Raman scattering and photoluminescence spectra.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого та актуального наукового завдання – оптимізації масогабаритних параметрів перетворювача у складі систем електричного живлення на основі фотоелектричних перетворювачів (ФЕП), а саме імпульсного інвертора у складі автономних стаціонарних систем живлення шляхом огляду, аналізу, порівняння, розрахунків, обґрунтування вибору та впровадження комплексу науково-практичних технічних і програмних методів та засобів. Частка джерел відновлюваної енергетики в загальносвітовій генерації зростає протягом останніх десятиліть. Системи на основі фотоелектричних перетворювачів (ФЕП) забезпечують відносно невисокий відсоток навіть серед інших джерел «зеленої» енергетики. Проте саме сонячна генерація демонструє сталий та динамічний ріст протягом останніх десятиліть. Такі системи наділені рядом суттєвих переваг, таких як: можливість розміщення будь-де без прив’язки до географічних умов, відсутність шкідливих викидів в процесі генерації енергії, відсутність рухомих частин, можливість монтажу на будь-які тверді горизонтальні чи нахилені поверхні, включаючи дахи житлових будинків, можливість роботи як на централізовану електромережу, так і в автономному режимі. Одним із ключових елементів системи сонячної енергетики окрім власне ФЕП є напівпровідниковий перетворювач, що забезпечує перетворення енергії постійного струму в звичний для побутових приладів змінний струм. Особливістю роботи перетворювача з ФЕП в якості джерела напруги є коливання вхідної напруги в широкому діапазоні при зміни зовнішніх умов. Вартість, габаритні розміри, маса, металоємність таких перетворювачів пропорційні їх максимальній потужності. В ході аналізу наявних комерційних рішень було визначено, що висока вартість та значні масогабаритні параметри подібних перетворювачів спричинені значною металоємністю пасивних елементів, стримують більш широке впровадження подібних систем. За результатами порівняльного аналізу та математичного моделювання ряду рішень було обрано як найбільш перспективну комбіновану топологію з високочастотною імпульсною частиною та низькочастотним ланцюжком розгортки. Функціонально запропонована імпульсна частина генерує струм що за формою відповідає модулю синусоїди, а ланцюжок розгортки забезпечує зміну знаку вихідної напруги. При цьому активні компоненти імпульсної частини працюють з високою частотою комутацію в десятки кілогерц, а ключі ланцюжка розгортки комутуються з частотою мережевої напруги. Такий розподіл дозволив оптимізувати параметри транзисторів відповідно до умов роботи в кожній з ланок, виходячи з очікуваного розподілу статичних та динамічних втрат, а також зменшити вартість компонентів ланцюжка розгортки. Було запропоновано замкнену систему керування перетворювачем з трирівневою широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Система керування (СК) реалізує постійний моніторинг струму та напруги ФЕП та вихідного струму перетворювача що дозволяє ефективно підтримувати форму вихідного струму та напруги в широкому діапазоні зміни вхідної напруги. СК формує декілька груп сигналів керування для різних частин перетворювача: високочастотні ШІМ-сигнали з фазовими зсувами для керування паралельними ланками імпульсної частини та низькочастотні сигнали для керування ключами ланцюжка розгортки. Для порівняльного аналізу ефективності обраного підходу з чергуванням фаз та ланцюжком розгортки було розроблено математичну модель втрат в напівпровідникових елементах. Дана модель дозволяє оцінювати статичні та динамічні втрати в транзисторах з врахуванням кількості паралельних модулів, параметрів ключів, потужності перетворювача, вхідної напруги. Виходячи з отриманих за результатами математичного моделювання даних, оптимальним є застосування двох паралельних модулів. За умови застосування трьох модулів ККД та енергія в котушках індуктивності не зазнають суттєвих змін, за умови ускладнення системи керування та збільшення розмірів друкованої плати перетворювача. За результатами аналітичного огляду, математичного та імітаційного моделювання для подальшої практичної реалізації та натурних експериментів було обрано топологію з двома паралельними ланцюжками імпульсної ланки та ланцюжком розгортки. Розроблено та реалізовано експериментальний макет перетворювача потужністю 1 кВт що дозволяє оцінити ефективність запропонованої топології в діапазоні потужності від 160 Вт до 1 кВт. Максимальна експериментально досягнута ефективність в режимі підвищення напруги складає понад 96% при потужності понад 450 Вт, в режимі зниження напруги понад 97% за потужності понад 650 Вт. Експериментально отримані результати повністю підтверджують теоретично очікувані та отримані за результатами математичного моделювання.Розроблена математична модель є універсальним інструментом оцінки ефективності обраного підходу для перетворювачів даного класу та сфери застосування, що відкриває шлях для подальших досліджень та модифікації інверторів з широким діапазоном регулювання вхідної потужності та оптимізованими масогабаритними параметрами.^UThe dissertation is devoted to the solution of an important and relevant scientific task – photovoltaic (PV) converter mass and size parameters optimization. Specifically, the inverter as part of autonomous stationary power supply systems by means of review, analysis, comparison, calculations, justification of the choice and implementation of complex scientific and practical technical and software methods and tools.The expansion of renewable energy sources in a global generation has been growing over the past decades. Systems based on photovoltaic (PV) cells provide a relatively low percentage even among other sources of "green" energy. However, solar generation shows steady and dynamic growth over recent decades. Such systems are endowed with a number of significant advantages, such as placement possibility without reference to geographical conditions, the absence of harmful emissions in the process of energy generation, such systems don’t include any moving parts, installation possibility on any horizontal or inclined surface (including the roofs of residential buildings), the possibility of working both on the centralized power grid and in autonomous mode.One of the key elements of the solar energy system, in addition to the PV, is a semiconductor converter, which provides the conversion of direct current energy into alternating current, which is commonly used for household appliances. A feature of the operation of the converter with PV as a voltage source is the fluctuation of the input voltage in a wide range when external conditions change. The cost, overall dimensions, weight, and metal capacity of such converters are proportional to their maximum power. It was determined that the metal-intensive passive components contribute a large part of the high cost and the bulky size of such converters. Which, in turn, restrains the further expansion of this type of system.The most metal-intensive components of the converter are inductors and radiators. Their size and mass are proportional to the energy flowing or dissipated by these elements. As a result of the analysis, a number of approaches to reducing the mass and size parameters of the inductor coils by reducing the energy per coil were revealed. Inductor current reduction for the DC/DC stage of the converter can be achieved by parallel connection of several DC/DC cells. Such an approach based on current dividing was determined as the most promising. The switch control signals contain phase shifts which provide some time gap between the transistors opening in different cells. The results of comparative analysis and mathematical simulation indicate that the most promising topology includes a high-frequency DC/DC stage and low-frequency unfolding circuit. The proposed DC/DC stage generates a module of sinusoidal waveform and the unfolding circuit only reverses the direction of the output current. At the same time, the switches of the DC/DC stage work with a high switching frequency of 64 kHz, and the keys of the unfolding circuit are switched with the frequency of the mains voltage. Such functional division makes possible optimization of the transistor parameters according to the operating conditions in each converter stage, based on the expected allocation of static and dynamic losses, as well as to reduce the cost of unfolding circuit components.Due to the features of PV cells as a voltage source, the converter control system requires some flexible algorithm to operate with the dynamic illumination changes and partial shading of the PV panel. Modern control systems provide algorithms for monitoring the maximum power point (MPP) of the PV. Such an algorithm makes it possible to optimize the power extraction from the solar panel under the condition of partial shading by load adjusting. A modified algorithm for tracking the global maximum power point (GMPP) was proposed, which allows for increasing the speed of the system up to three times. The speed increase allows for minimizing energy losses during the reconfiguration of the optimal operating point of the system.A three-level pulse-width modulation (PWM) closed-loop converter control system was proposed. The control system (SC) implements constant monitoring of the current and voltage of the PV and the output current of the converter. These parameters monitoring allows to effective maintain the form of the output current and voltage in a wide range of the input voltage changes. The SC generates several groups of control signals for different parts of the converter: high-frequency PWM.

Проблемою створення малогабаритних твердотілих активних елементів терагерцового діапазонну є фундаментальні обмеження, обумовленні природою переносу заряду в них, сукупність яких отримало назву “терагецове провалля” через неефективність роботи приладів в цьому діапазоні. Одним з можливих напрямків просування в терагерцовий діапазон є використання традиційних твердотілих приладів на зразок діодів Ганна або лавино-пролітних діодів шляхом розробки нових підходів до конструювання приладів та нових концепцій, що призводять до покращення їх частотних властивостей і створення на їх основі нових активних елементів терагерцового діапазону. Основними завданнями дисертації є: розробка математичних моделей та методів числового моделювання фізичних процесів пов’язаних з переносом електричного заряду в напівпровідникових діодних планарних структурах, що мають складну геометрію та містять різнорідні за електричними властивостями області, з використанням багатосіткових алгоритмів розв’язання рівняння Пуассона для визначення розподілу потенціалу і електричного поля та багаточастинкового методу Монте-Карло для врахування високочастотних процесів електронного транспорту та розсіяння носів заряду; розробка програмного комплексу для 2D-моделювання надвисокочастотних напівпровідникових приладів, що враховує їх структуру та особливості перенесення заряду; проведення моделювання нестаціонарних процесів в планарних гомогенних та гетерогенних структурах, що містять бічні активні елементи різного типу, зокрема із суттєвими відмінностями їх властивостей від властивостей каналу, на зразок поєднання квазікласичних та квантових областей; отримання просторових розподілів напруженості електричних і квазіелектричних полів, дрейфової швидкості та енергії носіїв заряду з урахуванням складної структури зони провідності; отримання залежності струму, що протікає через вказані структури, для випадку постійних та змінних у часі напруг; встановлення особливостей формування нестійкостей струму, які виникають в діодних структурах, що досліджуються; отримання енергетичних характеристик діодів на змінному струмі; визначення частотних властивостей діодних структур з активними бічними границями з точки зору отримання генерації ними електромагнітних коливань та можливостей їх використання на частотах терагерцового діапазону; визначення оптимальних параметрів приладів та відповідних конструктивних елементів з точки зору отримання максимальних частот. Наукова новизна результатів роботи полягає в наступному: Вперше показана можливість отримання широкополосної генерації структурами з активними бічними границя на основі GaAs від 100 до 300 ГГц з використання традиційних матеріалів з максимальною ефективністю до 3%, за умови обмеження напруги живлення величинами меншими 2,5 В.Вперше показано, що використання гетероструктури GaAs - InzGa1-zAs в діоді з GaAs каналом дозволяє підвищити ефективність генерації більш ніж в 4 рази з використанням гомогенного матеріалу. Вперше продемонстровано можливість отримання широкополосної генерації структурами з активними бічними границя на основі InP на частотах до 350 ГГц при роботі на основній частоті з максимальною ефективністю генерації до 2,5%.Досліджено генерацію електромагнітних коливань діодами, що містять варізонні шари InzGa1-zAs, в яких можливе виникнення ударної іонізації та встановлені частотні межі їх роботи. Показано, що у вказаних діодах можлива генерація коливань на частотах до 400 ГГц. Вперше запропоновано планарну конструкцію діода, що містить розміщений на бічній поверхні діода активний елемент на основі варізонного напівпровідника InzGa1-zAs, в якому створені умови для виникнення ударної іонізації, та показано вплив такого елементу на зміну частотного діапазону роботи діоду. Встановлено, що частота, відповідає максимальній ефективності, в такому елементі мало залежить від впливу ударної іонізації, проте максимальні частоти генерації більші ніж в звичайних планарних діодах на основі GaAs. Частотна межа його роботи досягає частоти більшої 300 ГГц, а частотний діапазон має значну ширину (від десятків гігагерц до 300 ГГц) у безперервному режимі генерації. Вперше показано можливість отримання генерації електромагнітних коливань терагерцового діапазону діодами на основі GaAs з активними бічними границями у вигляді резонансно-тунельної структури. Встановлено, що верхня частотна межа таких діодів може перевищувати 500 ГГц. Максимальна ефективність коливань досягала 10% і відповідала частоті близько 110 ГГц, що знаходиться у відповідності до часу перенесення електронів через канал діода. Частотний діапазон роботи діодів має значну ширину (від десятків гігагерц до 300 ГГц) у безперервному режимі генерації.^UThe problem of fabrication of small-sized solid-state active elements in the terahertz range is the fundamental limitations due to the processes of charge transfer in such devices, the totality of which is called the "terahertz gap", due to the inefficiency of conventional devices for generation waves in this range. One of the possible ways advancements into the terahertz range is to use traditional solid-state devices such as Gunn diodes or IMPATT diodes by developing new approaches to device design and new concepts that lead to the improvement of their frequency properties and the development of new active elements based on them that can operate in the terahertz range. The main tasks of the thesis are: development of mathematical models and methods of numerical simulation of physical processes of the transport of charge carriers in semiconductor planar diode structures with complex geometry and containing regions with heterogeneous electrical properties, using multigrid algorithms for solving the Poisson equation to determine the distribution of potential and electric field and the multiparticle Monte-Carlo method to take into account for high-frequency processes of transport and scattering for charge carriers; development of a software package for 2D modeling of ultra-high-frequency semiconductor devices, taking into account their structure and charge transport features; to model non-stationary processes in planar homogeneous and heterogeneous structures containing active side elements of different types, in particular with significant differences in their characteristics from those of the channel, such as a combination of quasi-classical and quantum regions; to obtain spatial distributions of electric and quasi-electric field intensity, drift velocity and energy of charge carriers, taking into account, the complex structure of the conduction band; to obtain the dependences of the current flowing through these structures for the case of constant and time-varying voltages; to establish the peculiarities of the formation of current instabilities arising in the diode structures under study; to obtain the energy characteristics of diodes on alternating current; to determine the frequency characteristics of diode structures with active side boundaries in terms of obtaining the generation of electromagnetic oscillations and the possibility of their use at terahertz frequencies; determine the optimal parameters of the devices and the corresponding structural elements in terms of obtaining maximum frequencies.In particular, the following scientific results are obtained in this thesis:The possibility of broadband generation by structures with active side borders based on GaAs from 100 to 300 GHz using traditional materials with a maximum efficiency of up to 3%, provided that the supply voltage is limited to values less than 2,5 V demonstrated.For the first time, the use of GaAs-InzGa1-zAs heterostructure in a diode with a GaAs channel allows to increase the generation efficiency by more than 4 times compared to the use of a homogeneous material. For the first time, the possibility of broadband generation by structures with active side borders based on InP at frequencies up to 350 GHz when operating at the fundamental frequency with a maximum generation efficiency of up to 2,5% is demonstrated.The generation of electromagnetic diodes containing graded band gap InzGa1-zAs, in which impact ionization is possible, is investigated and the cut frequencies of their operation are established. It is shown that these diodes can generate oscillations at frequencies up to 400 GHz. For the first time, a planar diode design containing an active element based on the graded band gap InzGa1-zAs semiconductor formed on the active region of the diode, in which conditions for the occurrence of impact ionization are formed, is proposed, and the effect of such an element on changing the frequency range of the diode is shown. It is found that the frequency corresponding to the maximum efficiency in such an element is not much affected by the influence of impact ionization, but the maximum generation frequencies are higher than in conventional planar diodes based on GaAs. The cut frequency of its operation reaches a frequency of more than 300 GHz, and the frequency range has a significant bandwidth (from 50 to 300 GHz) in the continuous generation mode.For the first time, the possibility of generating electromagnetic oscillations in the terahertz range by GaAs-based diodes with active side boundaries based on resonant tunnel structure at frequencies above 500 GHz was shown. The maximum efficiency of oscillations was up to 10% and was obtained at a frequency of about 110 GHz, which corresponds to the time of electron transfer through the diode channel with a length of approximately 1 micron. The frequency range of the diodes has a considerable bandwidth (from 50 to 500 GHz) in the continuous generation mode.

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню важливої науково-прикладної проблеми підвищення ефективності взаємодії електронних потоків з електромагнітними полями субтерагерцового (субТГц) і терагерцового (ТГц) діапазонів в електронно-вакуумних приладах (ЕВП) черенковського типу та в мазерах на циклотронному резонансі (МЦР). З метою подолання «ТГц провалля» детально вивчені закономірності та явища, притаманні фізичним процесам в цих приладах, що дозволило запропонувати створення зворотного зв'язку, який може суттєво зменшити вплив негативних факторів, що впливають на ефективність ТГц ЕВП. Так, наприклад, досліджено режим на гібридних об’ємно-поверхневих модах, при якому значно зменшується чутливість до омічних втрат в уповільнювальній системі черенковського генератора. Також розглянуто резонансний зворотний зв’язок, породжений додатковими відбивачами, та поза-резонаторною взаємодією для ефективної генерації та розширення діапазону частотного перестроювання в гіротроні. Під час дослідження процесів взаємодії стрічкових і полігвинтових електронних потоків з електромагнітними хвилями, що збуджувались у надрозмірних електродинамічних системах електронно-вакуумних генераторів субТГц і ТГц діапазонів, було вперше виявлено низку фізичних ефектів, що суттєво впливають на вихідні характеристики приладів.^UThe dissertation is devoted to the solution of an important scientific and applied problem of an increase the efficiency of the interaction of electron beams with electromagnetic fields of the sub-THz and THz ranges in vacuum electron devices (VEDs) based on the Cherenkov radiation and in masers on cyclotron resonance (MCR). To overcome the “THz gap” issue, the regularities and phenomena inherent in these physical processes were studied in detail, which made it possible to propose the creation of a feedback loop that can significantly reduce the influence of negative factors affecting the efficiency of THz VEDs. So, for example, the regime on hybrid bulk-surface modes has investigated, in which the sensitivity to ohmic losses in the slow wave system of the Cherenkov oscillator is significantly reduced. Resonant feedback formed by additional reflectors and after-cavity interaction for the efficient oscillations and the extension of the frequency tuning range in gyrotron have been also considered. During the study of the processes of interaction of sheet and multi-helical electron beams with electromagnetic waves excited in oversized electrodynamic systems of subTHz and THz VEDs, a number of physical effects that significantly affect the output characteristics of the devices were discovered for the first time.

У дисертаційній роботі вирішується задача підвищення ефективності роботи турбомеханізмів за рахунок розробки бездавачевої електромеханічної системи автоматичного керування з оцінювачами технологічних координат на основі штучних нейронних мереж в умовах зміни параметрів гідромережі.У першому розділі проведено аналіз існуючих сучасних енергоефективних систем керування турбомеханізмами, що живляться від альтернативних джерел енергії, та систем бездавачевого керування з метою обґрунтування необхідності вирішення розглянутої у роботі науково-прикладної задачі. За результатами аналітичного огляду встановлено, що використання датчиків технологічних координат значно збільшує вартість та ускладнює процес обслуговування таких систем керування турбомеханізмами, зокрема насосами, вентиляторами та компресорами. У другому розділі проведено розробка та опис тренування оцінювачів технологічних координат на основі теорії штучних мереж із класичними структурами мереж та стандартними алгоритмами їх навчання, а також при використанні модифікованої структури нейронних мереж із зворотнім зв’язком, що дозволяє підвищити точність оцінювання при варіаціях опору гідравлічної мережі. Наведені результати тренування оцінювачів технологічних координат, а саме оцінювача тиску та продуктивності, показують, що точність такого оцінювача становить 10%.У третьому розділі наведено математичний опис та опис основних елементів двох варіантів електромеханічної системи керування турбомеханізмом при живленні від вітрогенератора з використанням електронного регулятора навантаження (ЕРН) та статичного компенсатора (STATCOM). Результати вказують на те, що розроблена система забезпечує стабілізацію напору в гідравлічній мережі на задовільному рівні при змінах опору відповідно до технологічних вимог. Динамічна похибка в регулюванні напору системи не перевищує 1%. У четвертому розділі розглянуто різні типи реалізації системи стабілізації напруги асинхронних генераторів, такі як електронний регулятор навантаження (ЕРН) та статичний компенсатор (STATCOM). Як наслідок встановлено, що використання електронного ЕРН в автономній системі генерації електричної енергії дозволяє втрати енергії, що утворюються при живленні основних активних споживачів, перерозподіляти для задоволення потреб споживачів системи водопостачання. Порівнюючи оцінені значення тиску, які отримані від системи бездатчикового керування турбомеханізмом при живлені від вітрогенератора із використанням електронного регулятора навантаження, і фактичний тиск, що може бути виміряний за допомогою датчика тиску, встановлено, що похибка оцінки тиску знаходиться в межах від 0% до 14%. Похибка в оцінці тиску в бездатчиковій системі керування турбомеханізмом із використання статичного компенсатора знаходиться в діапазоні від 0% до 8%, що відповідає технологічним вимогам і є прийнятним для вимірювання координат мережі за допомогою контрольно-вимірювальних приладів. У п’ятому розділі наведено опис експериментального стенду для дослідження бездавачевої системи керування вентилятором, умови проведення експерименту та результати проведення експериментальних досліджень. Підтверджено ефективність розробленого оцінювача ККД насосної установки, розбіжність між експериментальними та модельними даними не перевищує 15% на напорах до 7 метрів і 5% від 7 до 20 метрів, що вважається прийнятним для використаного обсягу даних і характеристик вхідних сигналів нейронної мережі. У рамках дослідження здійснено техніко-економічне обґрунтування застосування програмованих логічних інтегральних схем у порівнянні з традиційними датчиками тиску та продуктивності в системах водопостачання. Результати роботи впроваджено: в ДП «Сіменс Україна» (м. Київ) та в освітній процес у Київському політехнічному інституті імені Ігоря Сікорського для вдосконалення лекційних курсів та оновлення циклів лабораторних робіт дисциплін «Електромеханічні системи типових технологічних застосувань» та «Керування та автоматизація технічних систем».Ключові слова: електромеханічна система, турбомеханізм, асинхронний двигун, асинхронний генератор, вітрогенератор, система водопостачання, бездавачеве керування, стабілізація напору, штучна нейронна мережа, оцінювання технологічної координати, гідравлічний опір мережі, альтернативне джерело енергії, коефіцієнт корисної дії.^UThe thesis is devoted to the problem of increasing the efficiency of turbomechanisms operation by developing a sensorless electromechanical automatic control system with technological coordinates observers based on artificial neural networks in the conditions of hydraulic network parameters changing.The first chapter provides an analysis of existing modern energy-efficient turbomechanisms control systems powered by alternative energy sources and sensorless control systems. The aim is to justify the need to address the scientific and applied problem considered in this work. According to the results of the analytical review, it is established that the use of technological coordinate sensors significantly increases the cost and complicates the maintenance process of such control systems for turbomechanisms, including pumps, fans, and compressors.In the second chapter, the development and training of technological coordinate observers based on artificial neural network theory with classical network structures and standard training algorithms are described. Additionally, a modified neural network structure with feedback is utilized to enhance the accuracy of estimation during variations in hydraulic network resistance. The results of training the technological parameter observers, such as a pressure and productivity observers, demonstrate that the accuracy of such an estimator is 10%.In the third chapter, a mathematical description and an overview of the main elements of two variants of the turbomechanism electromechanical control system powered by a wind generator are provided. The systems incorporate an electronic load regulator (ELR) and a static compensator (STATCOM). The results indicate that the developed system ensures pressure stabilization within the hydraulic network at a satisfactory level, accommodating variations in resistance according to technological requirements. The dynamic error in the pressure regulation of the system does not exceed 1%. In the fourth chapter, various implementations of voltage stabilization systems for induction generators are considered, such as the electronic load regulator (ELR) and the static compensator (STATCOM). As a result, it is established that the use of the ELR in an autonomous power generation system allows redistributing the energy losses generated when supplying power to the main active consumers to meet the needs of the water supply system consumers. Comparing the observered pressure values obtained from the turbomechanism sensorless control system powered by a wind generator using an electronic load regulator and the actual pressure that can be measured using a pressure sensor, it is found that the pressure estimation error is within the range of 0% to 14%. The error in pressure estimation in the turbomechanism sensorless control system using a static compensator is in the range of 0% to 8%, which corresponds to technological requirements and is acceptable for measuring network parameters using control and measurement instruments.In the fifth chapter, a description of the experimental setup for investigating the sensorless fan control system, experimental conditions, and the results of experimental studies are provided. The efficiency of the developed estimator of the pump unit efficiency is confirmed, and the discrepancy between experimental and model data does not exceed 15% for head values up to 7 meters and 5% from 7 to 20 meters, which is considered acceptable for the used dataset and characteristics of neural network input signals. Within the scope of the research, a feasibility study for the application of FPGA compared to traditional pressure and productivity sensors in water supply systems has been conducted.The results of the research have been implemented at Siemens Ukraine (Kyiv) and integrated into the educational process at Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute to enhance lecture courses and update laboratory work cycles for the disciplines "Electromechanical Systems of Typical Technological Applications" and "Control and Automation of Technical Systems"Keywords: electromechanical system, turbomechanism, induction motor, wind generator, water supply system, sensorless control, pressure stabilization, artificial neural network, technological coordinate observetion, hydraulic network resistance, alternative energy source, efficiency.

В роботі здійснено аналіз проблемної області застосування частотно-регульованих електроприводів середньої потужності в умовах впливу іонізуючого випромінювання. В мостовому крані сховища радіоактивних відходів застосовуються частотно-регульовані електроприводи загальнопромислового виконання, тобто не вживаються жодні заходи і спеціальні технології для радіаційного захисту обладнання. Для врахування радіаційних ефектів обрано величину поглиненої дози іонізуючого випромінювання. Проведено огляд конструкції і матеріалів, з яких складається кожен з елементів електроприводу. Виявлено, що напівпровідникові пристрої мають найменшу стійкість до іонізуючого випромінювання, зокрема деградація властивостей кремнію починається із поглиненої дози 1 крад, на відміну від діелектриків (1 Мрад) та конструкційної сталі (100 Мрад). В подальшому дослідження зорієнтовано на найслабкішій ланці системи, тобто на напівпровідникових приладах.Розглянуто структуру силового напівпровідникового каналу частотно-регульованого електроприводу. Розкрито, що для перетворювачів частоти середньої потужності в якості ключів інвертора застосовують біполярні транзистори з ізольованим затвором. Оскільки дослідження радіаційних ефектів таких транзисторів в літературі не виявлено, прийнято рішення про застосування схеми заміщення біполярного транзистора з ізольованим затвором. Для дослідження радіаційних ефектів в біполярних транзисторах з ізольованим затвором обрано схему заміщення на основі елементів, радіаційні ефекти яких відомі.Розглянуто два типи драйверів управління силовими ключами інвертора – на основі польових (метал-діелектрик-напівпровідникових) і біполярних транзисторів. Побудовані електричні схеми заміщення силового напівпровідникового каналу перетворювача частоти із цими драйверами. Синтезовано і досліджено математичні моделі напівпровідникових силових каналів перетворювача частоти для врахування радіаційних ефектів. Для цього розглянуто радіаційні ефекти в окремих напівпровідникових елементах силового каналу перетворювача частоти: діодах, біполярних і польових (метал-діелектрик-напівпровідникових) транзисторах і оптронах. В процесі порівняння двох варіантів виявлено, що система із драйверами на основі біполярних транзисторів стійкіша за систему із драйверами на основі польових транзисторів.Дослідження синтезованої моделі дозволило визначити напівпровідниковий пристрій в складі силового каналу перетворювача частоти, зміна параметрів якого найсуттєвіше впливає на роботу системи. Виявлено, що в системі із драйверами на основі біполярних транзисторів використання радіаційно нечутливого біполярного транзистора в складі БТІЗ забезпечує незмінну амплітуду вихідної напруги перетворювача частоти із зростанням дози до 800 крад, після чого настає функціональна відмова. З’ясовано, що радіаційна зміна параметрів оптрона найсуттєвіше впливає на роботу всієї системи. Оскільки атмосферний оптичний канал зв’язку – це, по суті, оптрон, випромінювач і фотоприймач якого віддалені один від одного в просторі на значну відстань (до 150 метрів), він потребує додаткового дослідження.Розглянуто функціональну схему і технічні характеристики атмосферного оптичного каналу зв’язку. Як критерій якості передачі даних обрано коефіцієнт бітових помилок. Виконано аналіз факторів, що погіршують якість передачі інформації, до таких факторів відносяться: послаблення потужності отриманого приймачем сигналу внаслідок не безкінечно вузької діаграми спрямованості передатчика; шумові перешкоди передатчика, каналу і приймача; деградація викликана впливом іонізуючої радіації; природна деградація лазера; послаблення лазерного випромінювання в атмосфері.Задля підвищення якості передачі в атмосферному оптичному каналі зв’язку запропоновано застосування штучної нейронної мережі в складі демодулятора. Такий демодулятор оперує векторами, а не миттєвими значеннями сигналів, що дозволяє достовірно класифікувати сигнал при низьких значеннях відношення сигнал / шум. Сформовано і оброблено навчальну вибірку для навчання штучної нейронної мережі. Виходячи із задачі класифікації обрано, навчено і протестовано дев’ять типів архітектур штучних нейронних мереж. Позитивного результату вдалося досягти лише з двома типами: прямого поширення із двома лініями затримки і радіально-базисної мережі. Мережа прямого поширення із 24 нейронами прихованого шару і 2 лініями затримки входу показала найнижчий коефіцієнт бітових помилок при відношенні сигнал / шум більше за 0.7 дБ. На нижчих відношеннях сигнал / шум її крива співпадає із кривою штучної нейронної мережі із 25 нейронами і вони нижчі за криву демодулятора на основі компаратора.Ключові слова: електропривод, перетворювач частоти, інвертор, електротехнічний пристрій, вантажопідйомна машина, мостовий кран, радіоактивні відходи, радіація, іонізуюче випромінювання, атмосферний оптичний канал зв’язку, математичне моделювання.^UThe analysis of the problem area of application of medium power frequency-regulated electric drives in the conditions of influence of ionizing radiation is carried out in the work. The radioactive waste storage bridge crane uses general industrial design of frequency-regulated electric drives, scilicet no activity and special technologies are used for radiation protection of equipment. The value of the absorbed dose of ionizing radiation was chosen to take into account the radiation effects. The structure and materials of each of the electric drive elements review was performed. It was found that semiconductor devices have the lowest resistance to ionizing radiation, in particular, the degradation of silicon properties begins with an absorbed dose of 1 krad, in contrast to dielectrics (1 Mrad) and structural steel (100 Mrad). Further research focuses on the weakest link in the system that is semiconductor devices.The structure of the power semiconductor channel of the frequency-regulated electric drive is considered. It is revealed that insulated gate bipolar transistors are used as inverter switches for medium power frequency converters. Since the radiation effects study of such transistors in the literature has not been identified, it was decided to use a substitution scheme for an insulated gate bipolar transistor. To study the radiation effects in insulated gate bipolar transistor, a substitution scheme based on elements whose radiation effects are known was chosen. Two types of inverter power switch control drivers are considered – based on field effect (metal-oxide-semiconductor) and bipolar transistors. The electrical circuits of the frequency converter power semiconductor channel with these drivers are constructed.Mathematical models of frequency converter semiconductor power channels for accounting of radiation effects are synthesized and investigated. To do this, the radiation effects in diodes, bipolar and field effect (metal-oxide-semiconductor) transistors and optocouplers were considered.In the process of comparison the two options, it was found that the system with drivers based on bipolar transistors is more stable than the system with drivers based on field-effect transistors.The synthesized model exploration allowed to determine the semiconductor device in the frequency converter power channel, which change of parameters most significantly affects the operation of the system. It was found that in a system with drivers based on bipolar transistors, the use of radiation-insensitive bipolar transistor in the IGBT provides constant frequency converter output voltage amplitude with increasing dose up to 800 krad, after which there is a functional failure. It was found that the radiation change of the optocoupler parameters has the most significant effect on the operation of the entire system.Since the optical data transmission system is, in fact, an optocoupler, which emitter and photodetector are separated from each other in space by a considerable distance (up to 150 meters), it requires additional research.The functional scheme and technical characteristics of the optical data transmission system are considered. Bit error rate is chosen as a criterion for data transfer quality. The analysis of factors that degrade the quality of information transmission is performed, the following factors include: weakening of the received signal power due to not infinitely narrow pattern of the transmitter; noise interference of the transmitter, channel and receiver; degradation caused by ionizing radiation; natural laser degradation; attenuation of laser radiation in the atmosphere.To improve the quality of transmission in the optical data transmission system, the use of an artificial neural network as part of a demodulator has been proposed. Such demodulator operates with vectors instead of instantaneous signal values, which allows to reliably classify the signal at low values of the signal-to-noise ratio. A training sample for an artificial neural network was formed and processed. With considering the classification task, nine types of artificial neural network architectures have been selected, trained and tested. A positive result was achieved with only two types: feed-forward with two delay lines and probablistic radial basis function network. The feed-forward network with 24 hidden layer neurons and 2 input delay lines showed the lowest bit error rate at a signal-to-noise ratio of more than 0.7 dB. At lower signal-to-noise ratios, its curve coincides with the curve of an artificial neural network with 25 neurons and they are lower than the curve of a traditional demodulator.Key words: electric drive, frequency converter, inverter, electrotechnical device, hoisting machine, bridge crane, radioactive waste, ionizing radiation, optical data transmission system, mathematical modelling.

Розв’язування сучасних наукових і прикладних задач геодезії, геофізики, глобальної геодинаміки тощо тісно пов’язане із моделюванням різних полів Землі і планет. В наш час здійснюється активний розвиток нових геодезичних та геофізичних технологій, підвищується точність вимірювальних приладів. Відповідно технологічні виклики сучасності потребують удосконалення методів побудови моделей глобальних та регіональних полів Землі. В глобальному масштабі параметризація полів Землі з використанням кульових функцій Лежандра вважається стандартною, оскільки вони мають аналогічні властивості з даними полями. В регіональному масштабі для вирішення подібних задач використовують інші методи, які базуються на модельному та операційному підходах.^USolving modern scientific and applied problems of geodesy, geophysics, global geodynamics etc. is closely related to the modeling of various fields of the Earth and planets. Nowadays new geodetic and geophysical technologies are developed actively and the accuracy of measuring devices increase. Accordingly the technological challenges of modern times require the improvement of methods of creating models of the global and regional fields of the Earth. Parameterization of the Earth's fields using spherical Legendre functions is considered standard on a global scale since they have similar properties to these fields. On a regional scale other methods are used to solve similar problems which based on model and operational approaches.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального наукового завдання обґрунтуванню імпульсного методу визначення часових параметрів – постійної часу та часу спрацьовування – пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом. Несвоєчасне виявлення пожежі на початковій стадії супроводжується значним розповсюдженням небезпечних факторів пожежі, що може призвести до виникнення загроз для життя та здоров’я людей, значних матеріальних збитків, поширення вогню на великі площі, що, в свою чергу, призводить до ускладнень під час її ліквідації.Первинним елементом виявлення пожежі є пожежний сповіщувач, з певними технічними характеристиками та параметрами, який є не від’ємною складовою будь-якої системи автоматичної пожежної сигналізації та системи оповіщення. Пожежний сповіщувач залежно від призначення виявляє небезпечні фактори пожежі та здійснює інформування контрольно – приймального приладу, який в свою чергу передає сигнал на пульт цілодобового спостереження з подальшим повідомленням пожежно-рятувальних підрозділів та здійснює оповіщення людей про виникнення пожежі, що сприяє своєчасній евакуації людей з приміщень та можливості ліквідації пожежі на початковій стадії до прибуття пожежно- рятувальних підрозділів, а це суттєво зменшує матеріальні збитки.Належне функціонування автоматичних систем пожежної сигналізації, зокрема датчиків первинної інформації – пожежних сповіщувачів, визначення їхніхосновних технічних характеристик та їх вдосконалення є невід’ємною складовою пожежної безпеки об’єктів різного призначення.Тому, метою роботи є вдосконалити визначення технічних характеристик пожежних сповіщувачів із терморезистивним елементом, які орієнтовані на їх реалізацію при об’єктових випробуваннях.Під час виконання досліджень використовувався комплексний метод, який побудований на аналізі та узагальненні відомих на сьогодні способів випробувань пожежних сповіщувачів із терморезистивним чутливим елементом, виявлення їх недоліків та розроблення методів їх покращення.Часові параметри теплових пожежних сповіщувачів пов’язані між собою. Відношення постійної часу пожежного сповіщувача до часу його спрацьовування може становити до 20 % при швидкості зміни температури навколишнього середовища 0,5 С0с-1.Для визначення часових параметрів пожежних сповіщувачів використовуються випробування, які розділюються на стаціонарні або автономні та оперативні або об’єктові. Недоліком стаціонарних випробувань за допомогою теплових камер є несиметричність розподілу повітряного потоку і температури, а недоліком таких випробувань за допомогою стандартних осередків горіння є те, що параметри теплового впливу на чутливий елемент пожежного сповіщувача не нормуються. Показано, що в першому випадку величина постійної часу пожежних сповіщувачів не визначається, а в другому випадку здійснюється лише контроль часу спрацьовування за допусковим критерієм. При проведенні об’єктових випробувань в основному здійснюється тепловий вплив на чутливий елемент пожежних сповіщувачів за допомогою невеликих теплових камер і метою таких випробувань є перевірка працездатності пожежних сповіщувачів без оцінювання їхніх часових параметрів. Показано, що тепловий вплив на чутливий елемент пожежних сповіщувачів може здійснюватись за допомогою як зовнішніх, так і внутрішніх джерел тепла. Другий варіант характерний для пожежних сповіщувачів із терморезистивним елементом і грунтується на використанні ефекту Джоуля-Ленца. У цьому випадку відкриваються нові можливості для підвищення ефективності системи експлуатації пожежних сповіщувачів такого типу.Теплові процеси в терморезистивному чутливому елементі пожежних сповіщувачів при протіканні через нього електричного струму описуються неоднорідним рівнянням математичної фізики із граничними умовами третього роду. Для вирішення такого диференційного рівняння використовується інтегральне перетворення Ханкеля. Із використанням формули зведення одержано загальний вираз для температури терморезистивного чутливого елемента пожежних сповіщувачів за умови протікання через нього електричного струму без обмежень на його параметри. Цей вираз представлено у вигляді ряду функцій Бесселя, який швидко сходиться і є основою для переходу до інших математичних моделей терморезистивного чутливого елемента. Із використанням інтегрального перетворення Лапласа одержано вираз для передаточної функції такого чутливого елемента і показано, що з похибкою, величина якої не перевищує 4,6 %, вона описується передаточною функцією аперіодичної ланки. Коефіцієнт передачі терморезистивного чутливого елемента пожежних сповіщувачів включає дві мультиплікативні складові, одна з яких є його постійною часу.^UThe dissertation is devoted to solving an urgent scientific problem – substantiation of the pulse method for determining fire detectors' time parameters – time constant and response time – with a thermal resist sensitive element.Failure to detect a fire promptly at the initial stage is accompanied by a significant spread of fire hazards, which can lead to threats to human life and health, significant material damage, and the spread of fire over large areas, which in turn leads to complications in its elimination.The primary element of fire detection is a fire detector, with certain technical characteristics and parameters, which is an integral part of any automatic fire alarm system and notification system. The fire detector, depending on the purpose, detects dangerous factors of fire and informs the control-receiving device, which in turn transmits a signal to the 24-hour monitoring panel with further notification of fire-rescue units and notifies people about the fire occurrence, which in turn facilitates the timely evacuation of people from the premises and the fire eliminating possibility at the initial stage before the fire-rescue units arrival, which significantly reduces material losses.Proper functioning of automatic fire alarm systems, in particular primary information sensors-fire detectors, determination of their main technical characteristics and their improvement is an indispensable component in ensuring fire safety of objects of various purposes.Therefore, the aim of the work is to improve the definition of fire detectors’ technical characteristics with a thermal resist sensitive element, which are focused on their implementation during object tests.In the course of the dissertation research, a comprehensive research method was used, which was based on the analysis and generalization of the currently existing fire detectors’ testing methods with a thermal resist sensitive element, their shortcomings, and the methods development for their improvement.The time parameters of thermal fire detectors are interrelated. The contribution of the fire detector’s time constant to its response time can be up to 20% at an ambient temperature change rate of 0.5 °C0с–1.To determine the fire detectors’ time parameters, tests are used, which are divided into stationary or autonomous and operational or object–based. The disadvantage of stationary tests using heat chambers is the asymmetry of airflow and temperature distribution, and the disadvantage of such tests using standard combustion cells is that the parameters of thermal impact on the fire detector sensitive element are not normalized. It is shown that in the first case, the fire detectors’ time constant value is not determined, and in the second case, only the control of the response time according to the tolerance criteria is carried out. During the object tests, the thermal effect on the fire detectors’ sensitive element is mainly realized using small thermal chambers, and the purpose of such tests is to check the fire detectors performance without obtaining estimates of their time parameters. It has been shown that the thermal effect on the sensitive element of fire detectors can be carried out using both external and internal heat sources. The second option is typical for fire detectors with a thermal resist sensitive element and is based on the Joule–Lenz effect use. In this case, new opportunities are opened to increase the fire detectors’ operation system efficiency of this type.Thermal processes in the thermal resist sensitive element of fire detectors when an electric current flows through it are described by a nonhomogeneous equation of mathematical physics with boundary conditions of the third kind. The Hankel integral transform is used to solve this differential equation. Using the reduction formula, a general expression for the temperature of the fire detectors’ thermal resist sensitive element was obtained, provided that an electric current flows through it without restrictions on its parameters. This expression is presented as a series of Bessel functions, which quickly converge and are the basis for the transition to other mathematical models of the thermal resist sensitive element. Using the integral Laplace transform, an expression for the transfer function of such a sensitive element is obtained and it is shown that with an error not exceeding 4.6%, it is described by the transfer function of the inertial link. The transfer coefficient of the fire detectors’ thermal resist sensitive element includes two multiplicative components, one of which is its time constant.

Дисертація присвячена експериментальним і теоретичним дослідженням бетонних конструкцій, що працюють на згин, із гібридним армуванням базальтопластиковою і металевою арматурою, виготовлених із різних бетонних сумішей.Дисертацію виконано з метою дослідження напружено-деформованого стану; впливу відмінностей механічних властивостей базальтопластикової арматури від металевої на характер руйнування, міцності, жорсткості та тріщиностійкості балок із гібридним армуванням, базальтопластиковоюі металевою арматурою, виготовлених із різних бетонних сумішей; перевіркинаявної методики розрахунку;перевірки можливості використання відходів гірничо-збагачувального комплексу (далі – ГЗК) в якості дрібного заповнювача бетону для балок, армованих базальтопластиковою арматурою та з гібридним армуванням. Для виконання поставленої мети було експериментально досліджено напружено-деформований стан, характер руйнування, міцність, ширину розкриття нормальних тріщин і прогинів балок із гібридним армуванням базальтопластиковою і металевою арматурою; виконано перевірку збіжності результатів випробувань із теоретичними розрахунками за методикою чинних норм [1, 2]; розроблено рекомендації до наявної методики розрахунку міцності, ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів конструкцій, що працюють на згин.У вступіміститься загальна характеристика дисертації, обґрунтовано актуальність роботи, викладено метуі завдання дослідження, наукову новизнуі практичну цінність роботи.У першому розділі розглянуто виготовлення, фізико-механічні характеристики, переваги і недоліки базальтопластикової композитної арматури. Розглянуто досвід використання цієї арматури для армування конструкцій із бетону в США, Європі, Канаді й інших країнах. Розглянуто вплив відходів збагачення залізних руд (далі – ЗЗР) на довкілля та можливості їх використання в бетонних сумішах. Зазначенопереваги бетонних сумішей, виготовлених із бетону на відходах ЗЗР, у порівнянні з традиційними бетонами і їх вплив на напружено-деформований стан конструкцій. Наведено нормативні документи з розрахунку бетонних конструкцій, що працюють на згин, армованих неметалевою композитною арматурою, розроблених у США, Європі, Японії, Канаді, Україні.У другому розділі для визначення фізико-механічних характеристик бетону експериментальних балок були виготовлені та випробувані зразки кубів і призм бетонів на кварцовому піску і на фракціонованих відходах ЗЗР відповідно до вимог чинних норм. Наведено конструкцію дослідних зразків балок із армуванням металевою арматурою, базальтопластиковою арматурою та гібридним армуванням, тобто металевою і базальтопластиковою арматурою. Описано програму експериментальних досліджень: кількість балок, схему випробувань, конструкцію стенду, установку приладів, послідовність прикладання навантаженьі дані, які отримувались у результаті випробувань.У третьому розділінаведено результати експериментальних досліджень балок усіх серій: моменти утворення тріщин, руйнівні моменти, характери руйнувань балок, графіки зміни прогинів і відносних деформацій, порівняння отриманих експериментальних даних.У четвертому розділі викладено методику розрахунку конструкцій, що працюють на згин, за першою і другою групами граничних станів. Наведено алгоритми розрахунку міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі елемента, тріщиностійкості елементів, прогинів елементів.Виконано розрахунок дослідних зразків балок за методикою чинних норм. Для балок усіх серій порівняння дослідних показників з отриманими за розрахунком за другою групою граничних станів показало незадовільну збіжність. У результаті аналізу даних експериментальних досліджень розроблені пропозиції до чинної методики розрахунку балок на тріщиностійкість ідеформативність. Ширину розкриття нормальних тріщин і величину прогинів при розрахунку балок пропонується визначати з використанням ефективного моменту інерції, шо не враховує роботу бетону розтягнутої зони. Зіставлення теоретичних і експериментальних даних показало задовільну збіжність отриманих результатів.Доведено ефективність використання відходів ЗЗР у якості дрібного заповнювача бетонної суміші для балок, армованих базальтопластиковою арматурою,ідля балок із гібридним армуванням.Узагальних висновках підбито підсумок проведеної роботи і описано основні результати, отримані в дослідженні.Дисертація доповнена додатками, у яких містяться акти впровадження дисертаційногодослідження та патент на винахід.^UThe thesis is devoted to experimental and theoretical studies of concrete structures working in bending, with hybrid reinforcement of basalt plastic and steel bar, made of various concrete mixes.The purpose of the thesis is the research of the stress-deformed state; the influence of differences in the mechanical properties between basalt plastic and metal bar on the nature of destruction, strength, stiffness and crack resistance of beams with hybrid reinforcement, basalt plastic and steel bar, made of different concrete mixes; verification of the available calculation methodology; checking the possibility of using the waste of the Mining and Processing Complex as a fine concrete aggregate for beams reinforced with basalt plastic bar and with hybrid reinforcement. In order to fulfill the set aim, the stress-deformed state, nature of destruction, strength, opening width of normal cracks and deflections of beams with hybrid reinforcement with basalt plastic steel bar were experimentally investigated; a check of the convergence of test results with theoretical calculations using the methodology of current norms [1, 2] was performed; recommendations have been developed for the existing methodology for calculating the strength, opening width of normal cracks and deflections of structures working on bending.The introduction contains a general description of the thesis, the relevance of the work is substantiated, the aim and task of the research, the scientific novelty and practical value of the work are formulated.Manufacturing, physical and mechanical characteristics, advantages and disadvantages of basalt-plastic composite reinforcement are considered in the first chapter. The experience of using this bar for reinforcing concrete structures in the USA, Europe, Canada and other countries is considered. The impact of iron ore beneficiation waste on the environment and the possibilities of their use in concrete mixes is considered. The advantages of concrete mixes made of iron ore beneficiation wasteconcrete, in comparison with traditional concretes and their effect on the stress-deformed state of structures, are indicated.Normative documents for the calculation of concrete structures working in bending, reinforced with non-metal composite reinforcement, developed in the USA, Europe, Japan, Canada, and Ukraine are listed.In order to determine the physical and mechanical characteristics of the concrete of the experimental beams, samples of cubes and prisms of concrete were made and tested on quartz sand and sized iron ore beneficiation waste in accordance with the requirements of current standardsand described in the second section. The structure of beams test samples with steel, basalt plastic bar and hybrid reinforcement, i.e. steel and basalt plastic bar, is provided. The program of experimental research is described: the number of beams, the test scheme, the design of the stand, the installation of devices, the sequence of applying loads and the data obtained as a result of the tests.The third section presents the results of experimental studies of beams of all series: crack formation moments, destructive moments, beam fracture pattern, graphs of changes in deflections and relative deformations, comparison of the obtained experimental data.The calculation method of structures working in bending according to the first and second groups of limit states is described in the fourth chapter. Algorithms for calculating the strength of sections normal to the longitudinal axis of the element, crack resistance of elements, deflections of elements are provided.The calculation of test samples of beams was performed according to the methodology of current standards. For the beams of all series, the comparison of experimental indicators with those obtained by calculation according to the second group of limiting states showed an unsatisfactory convergence. As a result of the data analysis from experimental studies, proposals were developed for the current method of calculating beams for crack resistance and deformability. The opening width of normal cracks and the number of deflections when calculating beams are proposed to be determined using the effective moment of inertia, which does not take into account the work of concrete in the stretched zone. A comparison of theoretical and experimental data showed a satisfactory convergence of the obtained results.The effectiveness of the use of the iron ore beneficiation waste as a fine aggregate in the concrete mix for beams reinforced with basalt plastic bars and for beams with hybrid reinforcement has been proven.The general conclusions summarize the work carried out and describe the main results obtained in the study.The thesis is supplemented by appendices, which contain the acts of implementing the thesis research and the patent for the invention.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 «Біотехнологія». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Міністерство освіти i науки України, Київ, 2023.Дисертаційна робота присвячена розробці нових ефективних, економічних та екологічних способів отримання рослинно-мікробної біоелектрики у будинках всередині і на дахах, а також оцінці біоелектропродуктивного потенціалу екосистем in situ. Сконструйовано рослинно-мікробні біосистем генерації біоелектрики на основі рослин A. plantago-aquatica, F. arundinacea, C. palustris, C. hirta, O. basilicum, H. soleirolii та мохів H. cupressiforme, P. commune, L. glaucum для цілорічного використання у будинках та на дахах. Вперше досягнуто прогресу в компактності та кількості модулів біосистем при збереженні виходу біоелектрики. Дво- і три-модульні 0.6л багатоелектродні біосистеми базовані на пряних чи декоративних рослинах O. basilicum і H. soleirolii служили автономним та екологічно чистим джерелом живлення для цифрових приладів та світлодіодів в режимі реального часу, заміняючи батарейки 1.5 В та 3.0 В.Виявлено позитивний ефект бактерій Desulfovibrio sp. та аннелід L. terrestris як енхансерів, які підвищують генерацію біоелектрики біосистем з A. plantago-aquatica та C. palustris на 32.8% та на 14.3%, відповідно. Показано потенціал природних екосистем лісів і заболочених луків, агроекосистем, урбоекосистем паркових зон та техногенно забруднених газонів вздовж міських автомагістралей як джерела поновлюваної біоелектрики за кліматичних умов заходу України.^UThesis for the degree of Doctor of Biological Sciences in specialty 03.00.20 «Biotechnology». – National Technical University of Ukraine «Ihor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2023.The dissertation is devoted to the development of novel ecological plant-microbial bioelectrical systems that are efficient and economical for use in energy efficient buildings and on green roofs and to also assess the bioelectroproductive potential of natural ecosystems in situ. New approaches have been proposed such as alternative species plants and different biological enhancers, new electrode materials and multielectrode biosystems, new electrode configurations and their connections, that efficiently increase the bioelectric output of biotechnology. The use of cost-effective materials in the design of biosystems, including using waste material, seeds and seedlings of common plants and simple substrates reduces the cost of electrobiotechnology without loss of efficiency. Several new types of biosystems for year-round bioelectricity generation and application in an energy-efficient buidings and on a green roofs have been developed. Biosystem operations have been investigated depending on various biological factors (plant growth, plant species, introduction of active microorganisms and annelids), external conditions (temperature and precipitation) and technological (materials, schemes and configurations).Effective and year round operated biosystems have been developed based on plants: A. plantago-aquatica, F. arundinacea, C. palustris, C. hirta O. basilicum, H. soleirolii and mosses H. cupressiforme, P. commune, L. glaucum for inside buildings and their green roofs. It was found that the highest capacity was demonstrated by biosystems based on grass F. arundinacea (in buildings inside) and biosystems based on sedge C. hirta (on green roofs). The biosystem with plant F. arundinacea was characterized by 20.95% higher power than the biosystem with A. plantago-aquatica and was 1.5 times more economically beneficial during application in energy-efficient buildings inside.The biosystem based on sedge C. hirta was characterized by a power of 950 mW/m2 PGA and was 1.7 times more efficient than the biosystem based on mosses on green roofs at a temperature above 0ºС and an amount of precipitation of 5 mm/day that opens perspective their use on green roof as bioelectricity source. For the first time, progress in the compactivity of total size and a number of the modules of biosystems has been achieved while maintaining the output of bioelectricity. Two- and three-modules of 0.6L multielectrode biosystems based on edible or ornamental plants O. basilicum and H. soleirolii, respectively, served as an autonomous and environmentally friendly power source for an indoor weather station, digital clock, digital thermometer/hygrometer and LEDs replacing 1.5V and 3V batteries in real time. The maximum recorded values of current density in the three-module electro-biosystem was 407 mA/m2 and power density was 188.33 mW/m2 PGA. A high degree of correlation between bioelectricity generation and plant growth was shown, with the Pearson coefficient was from 0.67 to 0.98. For the first time, the positive effect of bacteria Desulfovibrio sp. and annelid L. terrestris were shown as enhancers of biosystems based on A. plantago-aquatica and C. palustris, which increased output to 32.8% and 14.3%, respectively. For the first time, the potential of natural ecosystems of forests and marshy meadows, agroecosystems, urban ecosystems of park zones and polluted lawns along city highways are shown as a source of renewable bioelectricity in the climatic conditions of west of Ukraine. Phytomicrobocenoses of lawns along highways were resistant to pollution by heavy metals, and, their bioelectrical productivity decreases only when polluted simultaneously by several heavy metals of a high danger class, exceeding the MPC by more than 10 times.The cumulative effect of a reducing the inter electrode distance and a combination of a parallel-series connection of multielectrode biosystems based on a new pair of graphite and perforated Zn-galvanized steel electrodes is shown as an effective way of maximizing the obtained plant-microbial bioelectricity. The revealed potential of ecosystems in situ and developed bioelectrotechnologies for energy-efficient buildings open wide possibilities for further improvement in obtaining plant-microbial bioelectricity.

Актуальність проведення даного дисертаційного дослідження полягає в створенні нових радіаційно-стійких і механічно стабільних фоточутливих функціональних матеріалів і приладових структур гнучкої оптоелектроніки і термоелектрики із використанням недорогих і придатних для масового виробництва гідрохімічних методів виготовлення наноструктурованих шарів оксиду цинку нелегованого (ZnO) і легованого індієм (ZnO:In) і їх композитів із біополімером наноцелюлозою та наночастинками срібла на поверхні твердих і гнучких плівкових підкладок та тканин. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому що розроблено гідрохімічні методи виготовлення наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In із високою стійкістю до впливу обробки водневою плазмою тліючого розряду, високих доз опромінення електронним пучком і до жорсткого ультрафіолетового опромінення. Визначено етапи технологічного процесу, які забезпечують оптимальні термоелектричні властивості наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на гнучких підкладках. Досліджено вплив обробок жорстким ультрафіолетовим опроміненням, водневою плазмою тліючого розряду, високими дозами опромінення електронним пучком та відпалами у вакуумі на точкові дефекти і їх комплекси в кристалічній решітці виготовлених гідрохімічними методами наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In. Досліджено умови надання вкритим наноструктурованими плівками ZnO:In тканинам супергідрофобних властивостей за моделлю Кассі-Бакстера і показано вплив ультрафіолетового опромінювання на водовідштольхувальні властивості такого текстилю. Визначено вплив вакансій кисню VO, які виникають внаслідок вакуумних відпалів в наноструктурах ZnO і ZnO:In, на розширення спектру фоточутливості оксиду цинку від ультрафіолетового до видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів. Досліджено вплив локалізованого поверхневого плазмонного резонансу та подвійних бар’єрів Шотткі на межі Ag-ZnO на фоточутливість виготовлених гідрохімічними методами гнучких приладових структур для фотодетекторів фоторезистивного типу відносно світла ультрафіолетового, видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів.Отримані результати мають практичне значення. Так в дисертації створено гнучкі покриття для захисту від сонячного ультрафіолету в наземних умовах на основі виготовлених гідрохімічними методами тонких наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на гнучких дешевих поліетилентерефталатних підкладках, які відповідають категорії «відмінно» (50+) міжнародного стандарту ISO 2443:2012(E) «Визначення фотозахисту сонцезахисного покриття UVA in vitro». Виготовлено стабільний в експлуатації супергідрофобний текстиль на основі поліестерової тканини з покриттям із наноструктурованих шарів ZnO:In, який не втрачає своїх водовідштовхувальних властивостей після прання та/або опромінення ультрафіолетом сонячного світла. Створено ефективні гнучкі фоточутливі приладові структури на основі наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках, а також на основі тонкоплівкового нанокомпозиту з наноцелюлозною матрицею та наповнювачем ZnO:In, що є перспективним для використання в новій конструкції біосумісного гнучкого широкосмугового фотодетектора, в якому наноцелюлозна матриця не тільки захищає функціональний напівпровідник ZnO:In від механічних пошкоджень і атмосферного впливу, але також підвищує монохроматичну ампер-ватну чутливість, зовнішню квантову ефективність і специфічну детективність гнучкого широкополосного фотодетектора фоторезистивного типу до рівня кращих сучасних зразків. Створено гнучкі фоточутливі приладові структури для фотодетекторів фоторезистивного типу із підвищеною ефективністю на основі виготовлених гідрохімічними методами на поліімідних підкладках наноструктурованих плівок оксиду цинку ZnO/PI і нанокомпозиту із наночастинками срібла ZnO_Ag/PI, в якому завдяки локалізованому поверхневому плазмонному резонансу та подвійним бар’єрам Шотткі на межі Ag-ZnO збільшено до рівня кращих сучасних зразків гнучких широкополосних фотодетекторів ампер-ватну чутливість, зовнішню квантову ефективність і специфічну детективність. Створено гнучкі тонкоплівкові термоелектричні елементи планарного типу на основі відпалених у вакуумі при 300°C наноструктурованих шарів ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках Виготовлено функціональну приладову структуру гнучкого тонкоплівкового термоелектричного модуля планарного типу на основі наноструктурованого шару ZnO на поліімідній підкладці і показано переваги використання в ньому тонкоплівкових термопар із ТЕ елементами n-типу ZnO/РІ і металічними хромелєвими ТЕ елементами р-типу. Виготовлено гнучкі термоелектричні елементи планарного типу на основі наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках із тонкоплівковими омічними контактами, вихідні термоелектричні параметри яких відповідають сучасним мініатюрним та гнучким термоелектричним приладам, але мають значну перевагу у собівартості.^UThe relevance of this dissertation research is the creation of new radiation-resistant and mechanically stable photosensitive functional materials and device structures of flexible optoelectronics and thermoelectrics using inexpensive and suitable for mass production hydrochemical methods for obtaining nanostructured layers of zinc oxide undoped (ZnO) and doped with indium (ZnO:In) and their composites with biopolymer nanocellulose and silver nanoparticles on the surface of solid and flexible film substrates and fabrics.The scientific novelty of the obtained results is as follows. Hydrochemical methods have been developed for obtaining nanostructured ZnO and ZnO:In films with high resistance to treatment with glow-discharge hydrogen plasma, irradiation with high doses of an electron beam, and ultraviolet UVC radiation. The stages of the technological process that provide optimal thermoelectric properties of nanostructured ZnO and ZnO:In films on flexible substrates are determined. The influence of treatments with ultraviolet UVC radiation, hydrogen-plasma glow discharge, high doses of electron beam irradiation, and vacuum annealing on point defects and their complexes in the crystal lattice of nanostructured ZnO and ZnO:In films obtained by hydrochemical methods has been studied. The conditions for providing superhydrophobic properties of fabrics with nanostructured ZnO:In films according to the Cassie-Baxter model have been studied, and the effect of ultraviolet radiation on the water-repellent properties of such fabrics has been shown. The influence of VO oxygen vacancies resulting from vacuum annealing in ZnO and ZnO:In nanostructures on the expansion of the zinc oxide photosensitivity spectrum from the ultraviolet to the visible and near-infrared ranges has been determined. The effect of localized surface plasmon resonance and double Schottky barriers at the Ag-ZnO interface on the photosensitivity of flexible device structures of photoconductive photodetectors with respect to ultraviolet, visible, and near-infrared radiation has been studied.The results obtained are of practical importance. Thus, the dissertation created flexible coatings for protection from solar ultraviolet in terrestrial conditions based on thin nanostructured films of ZnO and ZnO:In, obtained by hydrochemical methods on flexible substrates from cheap polyethylene terephthalate, corresponding to the category "excellent" (50+) according to international standard ISO 2443:2012(E) “Determination of sunscreen UVA photoprotection in vitro”. A durable superhydrophobic textile based on polyester fabric coated with nanostructured ZnO:In layers has been obtained, which does not lose its water-repellent properties after washing and/or exposure to ultraviolet rays of sunlight. Efficient flexible light-sensitive device structures based on nanostructured ZnO and ZnO:In films on polyimide substrates, as well as on the basis of a thin-film nanocomposite with a nanocellulose matrix and ZnO:In filler, have been developed. The latter is promising for use in a new photoresistor design, in which the matrix not only protects the ZnO:In functional semiconductor from mechanical damage and atmospheric influences, but also increases the spectral responsivity, external quantum efficiency, and specific detectivity of the flexible broadband photodetector to the level of the best modern samples. Flexible light-sensitive device structures for highly effic ient photoconductive photodetectors based on nanostructured zinc oxide films obtained by hydrochemical methods on polyimide substrates ZnO/PI and on its nanocomposite with silver nanoparticles ZnO_Ag/PI have been developed. In the latest designs of devices, due to localized surface plasmon resonance and double Schottky barriers at the Ag-ZnO interface, the spectral responsivity, external quantum efficiency, and specific detectivity are increased to the level of the best modern samples of flexible broadband photodetectors. Planar flexible thin-film thermoelectric elements are fabricated based on nanostructured ZnO and ZnO:In layers annealed in vacuum at 300°C on polyimide substrates. The functional device structure of thin-film thermocouples with ZnO/PI n-type TE elements and p-type metal chromel TE elements is obtained. Flexible planar thermoelectric elements are made on the basis of nanostructured ZnO and ZnO:In films on polyimide substrates with thin-film ohmic contacts, the output thermoelectric parameters of which correspond to modern miniature and flexible thermoelectric devices, but have a significant cost advantage.The practical results of the work are protected by the patent of Ukraine for a utility model No 150983 ("Manufacturing method of flexible textile thermoelectric module" Publ. Bull. No. 20 dated 18.05.2022). The results of the dissertation were introduced into the technological process by the Limited Liability Company "MYRENERHOKOM" (Kharkіv).

Проведений аналіз сучасних джерел вітчизняної та світової наукової літератури виявив, що однією з найбільш поширених і нагальних потреб при очищенні природних і стічних вод є якість фільтрувального завантаження і необхідність періодичної його заміни. Враховуючи вітчизняні особливості природних ресурсів та економічні показники, найбільш конкурентоспроможними є два типи сировини для фільтрувального завантаження: гравій-пісок з природного матеріалу (гірської породи, що пройшла підготовку подрібненням) кліноптилоліту Сокирницького родовища та штучний матеріал на базі спінених гранул харчових марок полістиролу.Літературний аналіз існуючих фізико-математичних моделей основної стадії фільтрування виявив, що вони не враховують особливостей початкової стадії фільтрування. Ці моделі були розроблені для випадку використання кварцового піску у якості фільтрувального завантаження, що має від’ємний заряд ζ-потенціалу. Крім того, актуальні наукові публікації засвідчують, що застосування сучасних високоточних вимірювальних приладів дозволило провести прямі вимірювання ζ-потенціалу пінополістиролу та визначити, що його заряд є додатнім. Даний експериментально визначений факт, відповідно до закону Кулона, переносить параметр ζ-потенціалу з категорії факторів, що заважають затриманню колоїдних частинок (переважна більшість яких має від’ємний заряд ζ-потенціалу) гранулою пінополістирольного завантаження у категорію факторів, що сприяють даному процесу. Це викликало необхідність розробки фізико-математичної моделі початкової стадії фільтрування водної суспензії через фільтр із зернистим завантаженням, що доповнює існуючі фізико-математичні моделі процесу фільтрування.Зважаючи на формулювання та постановку задачі, для її розв’язку було застосовано потужності сучасних інформаційних технологій. Для цієї мети найкращим чином підходить використання апарату алгоритмічних засобів до параметрів технологічного моделювання. На базі розробленої фізико-математичної моделі процесу фільтрування водних суспензій та параметрів, що є загальновідомими з наукових літературних джерел, розроблено логічну структуру алгоритму вибору оптимальних технологічних і конструктивних параметрів фільтра з зернистим завантаженням.На основі розробленої фізико-математичної моделі було заплановано та проведено порівняльні досліди з очищення природних та доочищених стічних вод за допомогою вищезазначених фільтрувальних матеріалів. З цією метою були розроблені відповідні методики досліджень та дослідні установки. На базі результатів цих досліджень було розроблено емпіричну модель процесу фільтрування водної суспензії через фільтр із зернистим завантаженням для очистки поверхневих (природних) та доочистки стічних вод. Проте, недоліком даної моделі виявилась її точковість для конкретних об’єктів досліджень, тобто не універсальність.Тому виникла необхідність у розробці універсальної теоретичної моделі вищезазначеного процесу. Для цього було застосовано сучасні математичні засоби оптимізації роботи штучних нейронних мереж. Коректність роботи алгоритму оптимізації перевірено шляхом порівняння з результатами експериментальних досліджень на реально діючих об’єктах водопідготовки. Недоліком такого підходу виявилась неможливість визначення частини параметрів за допомогою алгоритму оптимізації.Поєднання означених вище факторів створило необхідність розробки змішаної або напівемпіричної моделі у вигляді алгоритму технологічного моделювання фільтрування водної суспензії через зернисте завантаження. В якому технологічні та конструктивні параметри, які можна коректно визначити із застосуванням математичних засобів оптимізації, визначаються за допомогою розробленої теоретичної моделі. А всі інші задаються у напівемпіричній моделі як константи та визначаються за допомогою розробленої емпіричної моделі.В результаті застосування даної напівемпіричної моделі розроблено конструкцію прояснювального фільтра - затримувача фітопланктону для очистки оборотних вод державного підприємства «Червонослобідський спиртзавод», що займається переробкою сільськогосподарської продукції. Завдяки чому розроблено нову конструкцію прояснювального фільтра - затримувача фітопланктону. Практичне застосування такого фільтра забезпечило необхідний рівень затримки клітин та конгломератів ціанобактерій з очищуваних вод. Впровадження науково-технічних розробок одержаних у даному дослідженні дало змогу підвищити економічну ефективність оборотного використання стічних вод Червонослобідського спиртзаводу в 1,5 - 1,7 разів у порівнянні з ринковими пропозиціями механічних фільтрів.^UThe analysis of modern sources of domestic and world scientific literature revealed that one of the most common and urgent needs in the treatment of natural and wastewater is the quality of the filter medium and the need for periodic replacement. Given the domestic characteristics of natural resources and economic indicators, the most competitive are two types of raw materials for filter medium: gravel-sand from natural material (rock prepared by grinding) clinoptilolite Sokyrnytsky deposit and artificial material based on foamed granules of polystyrene food brands.The literature analysis of the existing physical and mathematical models of the main stage of filtering revealed that they do not take into account the features of the initial stage of filtering. These models were developed for the use of quartz sand as a filter media having a negative ζ-potential charge. Besides, relevant scientific publications show that the use of modern high-precision measuring instruments has made it possible to directly measure the ζ-potential of polystyrene foam and determine that its charge is positive. This experimentally determined fact, according to Coulomb's law, transfers the parameter of ζ-potential from the category of factors that prevent the retention of colloidal particles (the vast majority of which have a negative charge of ζ-potential) by polystyrene foam media granules in the category of factors contributing to this process. This necessitated the development of a physical and mathematical model of the initial stage of filtration of the aqueous suspension through a filter with a bulk medium, which complements the existing physical and mathematical models of the filtration process.Given the formulation and statement of the problem, it was used the power of modern information technology. For this purpose, the use of the algorithmic means apparatus to parameters of technological modeling is best suited. Based on the developed physical and mathematical model of the filtration process of aqueous suspensions and parameters that are well known from the scientific literature, developed a logical structure of the algorithm for selecting optimal technological and design parameters of the filter with the bulk medium.Based on the developed physical and mathematical model, comparative experiments on the treatment of natural and treated wastewater with the help of the above filter materials were planned and conducted. For this purpose, appropriate research methods and research installations have been developed. Based on the results of these studies, an empirical model of the filtration process of an aqueous suspension through a filter with a bulk medium for surface (natural) water treatment and wastewater treatment was developed. However, the disadvantage of this model was its accuracy for specific objects of study, which is not universality.Therefore, there is a need to develop a universal theoretical model of the above process. For this purpose, modern mathematical means of artificial neural network work optimization were applied. The correctness of the optimization algorithm is verified by comparing it with the results of experimental studies on real water treatment facilities. The disadvantage of this approach was the inability to determine some of the parameters using the optimization algorithm.The combination of the above factors created the need to develop a mixed or semi-empirical model in the form of a technological modeling algorithm of aqueous suspension filtration through the bulk medium. In which technological and design parameters that can be correctly determined using mathematical optimization tools are determined using a developed theoretical model. And all the others are given in the semi-empirical model as constants and are determined using the developed empirical model.As a result of the application of this semi-empirical model the design of the clarifying filter - the phytoplankton retainer for purification of circulating waters of the state enterprise – the spirit factory "Chervonoslobidsky" which is engaged in processing of agricultural products are developed. Due to this, a new design of the clarifying filter - phytoplankton retainer was developed. The practical application of such a filter provided the required level of retention of cells and conglomerates of cyanobacteria from the treated water. The implementation of scientific and technical developments obtained in this study made it possible to increase the economic efficiency of the circulating use of wastewater of the spirit factory "Chervonoslobidsky" by 1.5 - 1.7 times in comparison with the market offers of mechanical filters.

Велигоцький Д.В. Неінвазивний моніторинг стану людини при інтоксикації монооксидом вуглецю. – На правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 «Біологічні та медичні прилади і системи». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2023.Дисертаційна робота присвячена розширенню функціональних можливостей засобів моніторингу стану людини під час інтоксикації монооксидом вуглецю шляхом неінвазивної реєстрації фізіологічних параметрів організму. У роботі розроблено метод неінвазивного моніторингу стану людини під час інтоксикації монооксидом вуглецю шляхом комплексного аналізу фізіологічних показників кровоносної та дихальної систем, що дозволило розширити функціональні можливості біомедичних інформаційно-вимірювальних засобів неінвазивного моніторингу. Удосконалено фотометричний метод неінвазивного визначення вмісту карбокси- та оксигемоглобіну в артеріальній крові шляхом додаткової генерації випромінювання та реєстрації спектрів поглинання світла на довжині хвилі λ=568 нм, що забезпечило селективність та дозволило підвищити точність вимірювання оксигемоглобіну та достовірність моніторингу карбоксигемоглобіну. Обґрунтовано принципи аналізу фотоплетизмографічних сигналів шляхом визначення тривалості кардіоінтервалів, що дозволило визначати наявність екстрасистолії, тахікардії та брадикардії у роботі серця.Ключові слова: дихання, діагностування, робота серця, карбоксигемоглобін, медичні прилади, моніторинг, монооксид вуглецю, оксигемоглобін, отруєння, охорона здоров’я, шкідливі випари.^UVelyhotskyi D.V. Non-invasive monitoring of human condition during carbon monoxide intoxication. – On the rights of manuscript.The dissertation for the Candidate degree of Technical Sciences in the specialty 05.11.17 – Biological and medical devices and systems. – National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", MES of Ukraine, Kyiv, 2023.The dissertation is devoted to expanding the functionality of means of monitoring a person's condition during carbon monoxide (CO) intoxication by means of non-invasive registration of the body's physiological parameters. The work developed a method of non-invasive monitoring of a person's condition during CO intoxication through a complex analysis of physiological indicators of the circulatory and respiratory systems, which made it possible to expand the functional capabilities of biomedical information and measurement tools for non-invasive monitoring. The photometric method of non-invasive determination of the content of carboxyhemoglobin (HbCO) and oxyhemoglobin (SaO2) in arterial blood was improved by additional generation of radiation and registration of light absorption spectra at a wavelength of λ=568 nm, which ensured selectivity and allowed to increase the accuracy of SaO2 measurement and the reliability of HbCO monitoring. The principles of the analysis of photoplethysmographic signals by determining the duration of cardiointervals were substantiated, which made it possible to determine the presence of extrasystole, tachycardia and bradycardia in the work of the heart.Keywords: carbon monoxide, carboxyhemoglobin, diagnosis, health care, heart, medical devices, monitoring, oxyhemoglobin, poisoning, respiration, toxic gases.

Дисертація присвячена вдосконаленню геодезичних методів підвищення точності вимірювань в інженерно-геодезичних роботах. Важливість інженерно-геодезичного забезпечення як складової частини системи якості є пріоритетною в будівництві. Тому питання його удосконалення має велике значення і в майбутньому його важливість буде зростати.Узагальнені інженерно-геодезичні роботи, які розглянуто у першому розділі, можна технологічно об’єднати за такими напрямами:1.?Геодезичне забезпечення інженерних споруд координатною основою ДГМ.2.?Геодезичне забезпечення інженерних споруд при їх зведенні та експлуатації.3.?Геодезичне забезпечення монтажу технологічного обладнання інженерних споруд. Аналіз пункту 1 засвідчив, що проблеми однорідної точності координатного забезпечення малих інженерних споруд вирішено введенням у виробництво УСК2000. Це забезпечило середню СКП визначення координат на рівні 3 см для всієї території України. Щодо геодезичних мереж великих інженерних об’єктів, то СКП визначення координат залишились на рівні застарілих технологій вимірювань. Активний розвиток в Україні мереж перманентних БС дає можливість використовувати нові ГНСС методи в режимі реального часу для забезпечення координатною основою ДГМ інженерних споруд. Щодо геодезичного забезпечення інженерних об’єктів при їх зведенні та експлуатації, то зазначимо, що в Україні такі роботи регламентують відповідні ДБН. У них описані види робіт, обладнання, яким їх виконують та регламентована точність. Оскільки геодезичні мережі на таких об’єктах проєктуються в обмежених умовах, то виникає потреба в розробці нових методик вимірювань та розвитку спеціальних геодезичних мереж. Геодезичне забезпечення монтажу технологічного обладнання інженерних споруд в Україні регламентується відповідними нормативними вимогами. Ці норми визначають точність та методи виконання робіт. В Україні вивірення прямолінійності, співвісності, горизонтальності, висотності, нахиленості, вертикальності, паралельності, перпендикулярності, площинності, кривинності виконують спеціальним обладнанням автоколімаційними теодолітами, інварними дротами, калібрами, оптичними трубами із центрошукачами. У світовій практиці давно набули поширення методи, що базуються на використанні сучасних електронних приладів, як такі, що є в рази ефективніші, продуктивніші та менш часозатратні. Тому постає питання впровадження таких технологій в українське виробництво. У другому розділі з метою вдосконалення геодезичного забезпечення великих інженерних споруд координатною основою виконано:1. Дослідження точності RTK-режиму ГНСС-вимірювань залежно від віддалі до базової станції, кількості сузір’їв супутників, кількості епох та виду зв’язку. 2. Дослідження можливості побудови геодезичних мереж з використанням статичних та синхронних RTK ГНСС-векторів.3. Трансформацію планових координат із системи ETRF-2000 до системи ГТТ Дністровської ГАЕС. Розраховані параметри перетворення впроваджені у ПЗ CDC-NET для формування диференційних поправок Дністровської ГАЕС. З метою перетворення еліпсоїдальних висот системи ETRF-2000 до системи нормальних висот ГТТ Дністровської ГАЕС створена регулярна сітка висот квазігеоїда, яка завантажена у ПЗ CDC-NET для передачі диференційних поправок у геодезичні висоти. У третьому розділі з метою підвищення точності визначення параметрів інженерних споруд електронними тахеометрами та відповідно до інструкцій геодезичного виробництва, удосконалено методики та приладдя для послаблення впливу інструментальних похибок на вимірювання електронними тахеометрами, а саме: 1. Методика підвищення точності вимірювання віддалей електронними тахеометрами лінійно-кутовим способом.2. Пристрій для підвищення точності вимірювань віддалі лінійно-кутовим способом між пунктами, центри яких задані отвором.3. Візирну ціль, кульковий відбивач та двопризмовий давач-вектор для визначення геометричних параметрів інженерних споруд у просторі. Виконано аналіз електронних тахеометрів та їх використання у світовій практиці. Досліджено метрологічні характеристики електронних тахеометрів різних виробників, подано необхідність їх правильного визначення на спеціальних установках.^UThe thesis is devoted to improving geodetic techniques of increasing measuring accuracy and efficiency of measurements during engineering surveying operations. Therefore, the issue of its improvement is extremely important and will be even more important in the future. In general, engineering geodesy works considered in Chapter 1 can be technologically combined into such directions, as:1. Geodetic works providing a coordinate base of SGN for engineering constructions.2. Geodetic works provided for engineering constructions during their building.3. Geodetic works provided while installing technological equipment.The analysis of Point 1 showed that issues of homogeneous accuracy of coordinate positioning for small engineering facilities was addressed by implementing into production The State Geodetic Reference Coordinate System (USC2000). It provided a MSE of coordinate determination at the level of 3 cm for the whole Ukraine territory. Regarding geodetic networks of big engineering objects, their normative errors stayed at the level of out-of-date measuring techniques. The rapid development of networks of permanent BS enables using new methods of GNSS in a real-time mode for providing the SGN coordinate base for engineering constructions. Considering geodetic works provided for engineering constructions during their building and exploitation, we can mention that in Ukraine such works are regulated by the relevant building codes. They include the description of kinds of works, equipment for them and regulated accuracy. Since geodetic networks at such objects are designed under the limited planning conditions, a need to develop new measuring techniques and special geodetic networks. Geodetic support for the installation of technological equipment of engineering structures in Ukraine is regulated by the corresponding regulatory requirements. These norms determine the accuracy and methods of performance of works. In Ukraine, checks of straightness, equiaxality, horizontality, height, inclination, verticality, parallelism, perpendicularity, flatness, and curvature are carried out with special equipment, autocollimation theodolites, invar wires, gauges, optical tubes with center finders. In world practice, methods based on the use of modern electronic devices, which are much more effective, productive and less time-consuming, have long been widespread. Therefore, the question of introducing such technologies into Ukrainian production arises.In Chapter 2, with the aim of improving the geodetic support of large engineering structures, the coordinate base is used to:1. Investigation of the accuracy of the RTK mode of GNSS measurements depending on the distance to the base station, the number of satellite constellations, the number of epochs and the type of communication.2. Researching the possibility of building geodetic networks using static and synchronous RTK GNSS vectors.3. Transformation of the planned coordinates from the ETRF-2000 system to the GTT system of the Dnister PSPP. The calculated parameters of the transformation are implemented in the CDC-NET software for the formation of differential corrections of the Dniester Gas Station. In order to convert the ellipsoidal heights of the ETRF-2000 system to the system of normal heights of the GTT of the Dniester Gas Power Plant, a regular grid of quasi-geoid heights was created, which was loaded into the CDC-NET software for transferring differential corrections to geodetic heights. In Chapter 3, in order to increase the accuracy of determining the parameters of engineering structures by electronic total stations and in accordance with the geodetic production instructions, the methods and equipment for reducing the influence of instrumental errors on measurements by electronic total stations have been improved, namely: a method of increasing the accuracy of distance measurement by electronic total stations using the linear-angular method, a device for increasing the accuracy of distance measurements in a linear-angular way between points, the centers of which are given by the hole, a sighting target, a cross-beam reflector and a two-point sensor-vector for determining the geometric parameters of engineering structures in space. An analysis of electronic tacheometers and their use in global practice was also performed. The main technical characteristics of electronic tacheometers of various manufacturers have been summarized, the need for their correct determination on special installations has been presented.

Ідея роботи полягає в удосконаленні експериментально-розрахункового методу оцінювання межі вогнестійкості несучих залізобетонних стін для гарантування нормативного часу їхньої стійкості в разі пожежі на основі вогневих випробувань їхніх малогабаритних фрагментів без навантаження, шляхом урахування особливостей одностороннього нагрівання стін та обґрунтування раціонального розміщення місць точкових замірів температури всередині фрагментів, а також урахування реальних габаритів конструкції на етапі розрахунку.Наукова новизна дисертації полягає у вирішенні актуального науково-технічного завдання щодо підвищення ефективності процесу оцінювання межі вогнестійкості несучих залізобетонних стін шляхом наукового обґрунтування та подальшого удосконалення для експериментально-розрахункового методу її визначення з урахуванням особливостей застосованих матеріалів під час експериментів та механічного навантаження у процесі розрахунку. Отримані такі основні наукові результати:При цьому уперше:-?визначено шляхи та запропоновано удосконалення експериментально-розрахункового методу оцінювання межі вогнестійкості повномасштабних конструкцій несучих стін на основі випробування їхніх фрагментів за стандартним температурним режимом пожежі без прикладення навантаження, що дало змогу визначити розміри фрагментів та способи встановлення їх у камеру печі залежно від габаритів установки;-?науково обґрунтовано мінімально можливі параметри конфігурації камери вогневої печі та можливі відхилення її розмірів, що не впливають на забезпечення відтворюваності результатів експериментальних досліджень з нагрівання несучих стін;-?обґрунтовано можливість мінімізації кількості місць контролю температури при точкових замірах по перерізу залізобетонної стіни та їх раціонального розташування (на необігрівній поверхні, арматурі та в середині перерізу досліджуваного фрагменту), що дозволило зменшити кількість засобів вимірювальних приладів в експериментальних дослідженнях із нагрівання стін на 30 % за рахунок підвищення відтворюваності результатів експериментів.Удосконалено: -?експериментально-розрахунковий метод оцінювання межі вогнестійкості несучих залізобетонних стін з метою підвищення екологічності та економічності виконання досліджень, а також врахуванню реальних розмірів конструкцій несучих стін;-?алгоритм відновлення температурних полів у несучих залізобетонних стінах за допомогою інтерполяції даних точкових замірів температури, отриманих під час нагрівання фрагментів конструкцій у малогабаритній вогневій установці, що уможливлює використання більш ефективної схеми розташування термопар під час експериментальних досліджень. Набуло подальшого розвитку застосування експериментальних та обчислювальних методик для визначення реальних розподілів температури та міцності матеріалів несучих стін під час оцінювання їхньої межі вогнестійкості за рахунок використання малогабаритних вогневих установок для вирішення теплової задачі та розроблення розрахункових методик вирішення задачі міцності на основі отриманих результатів експериментів.^UThe idea of the work is to improve the experimental and calculation method of assessing the fire resistance limit of load-bearing reinforced concrete walls to guarantee the normative time of their resistance in case of fire based on fire tests of their small-sized fragments without load, by taking into account the features of one-sided heating of the walls and substantiating the rational placement of points for temperature measurements inside the fragments, as well as taking into account the real dimensions of the structure at the calculation stage.The scientific novelty of the dissertation consists in solving the actual scientific and technical task of increasing the effectiveness of the process of assessing the fire resistance limit of load-bearing reinforced concrete walls through scientific substantiation and the further development of improvements for the experimental and calculation method of its determination, taking into account the characteristics of the materials used during experiments and mechanical load during the calculation process. The following main scientific results were obtained:At the same time, for the first time:-?the ways for improvement of the experimental and calculation method of evaluating the fire resistance of full-scale structures of load-bearing walls based on the test of their fragments under the standard fire temperature regime without applying a load are proposed, which made it possible to determine the dimensions of the samples and the methods of installing them in the furnace chamber depending on the dimensions of the installation;-?the minimum possible configuration parameters of the furnace chamber and possible deviations in its dimensions, which do not affect the reproducibility of the results of experimental studies on the heating of load-bearing walls are scientifically substantiated;- the possibility of minimizing the number of temperature control points during point measurements along the cross-section of a reinforced concrete wall and their rational location (on the non-heating side, armature and the middle of the cross-section of the studied fragment) is substantiated, which made it possible to reduce the number of measuring equipment in experimental studies on wall heating by 30% due to increasing the reproducibility of experimental data.It has been improved: -?an experimental-calculation method for assessing the fire resistance of load-bearing reinforced concrete walls, thanks to the increase in environmental friendliness and economy of research, as well as taking into account the real dimensions of load-bearing wall structures;- computational interpolation algorithms for restoring temperature fields in load-bearing reinforced concrete walls based on temperature indicators in specified places, in the middle of structures during fire tests, are substantiated, which makes it possible to propose a more effective scheme for the location of thermocouples in cross-sections of fragments of load-bearing reinforced concrete walls.The application of experimental and computational methods for determining the real temperature distributions and strength of load-bearing wall materials during the assessment of their fire resistance limit has been further developed.

Дана дисертаційна робота присвячена прогнозуванню залишкового ресурсу несівних конструкцій та продовженню строку експлуатації спеціального рухомого складу залізничного транспорту і є актуальною для залізничної галузі, зокрема забезпеченню безпечної експлуатації даного типу рухомого складу.Наукова новизна отриманих результатів.Вперше запропоновано в якості додаткового розрахункового режиму навантаження елементів несівних конструкцій думпкарів (вагонів-самоскидів) в процесі дослідження їх міцності режим, який імітує випадок навантаження конструкції при відмові (заклинюванні) одного з пневматичних приладів розвантажування, враховуючи, що при однократному навантаженні в цьому режимі може мати місце зародження первинних тріщин в найбільш напружених точках. Удосконалено:-?принцип визначення точок контролю параметрів напруження при експериментальних дослідженнях міцності думпкарів на основі врахування даних про втомні дефекти несівних елементів протягом експлуатації;-?науковий підхід до методів підвищення конструкційної міцності елементів несівних конструкцій думпкарів та хопер-дозаторів – на основі аналізу додаткових концентраторів напружень, що виникають після посиленням небезпечних перетинів.-?формулу для прогнозування граничного терміну експлуатації вагонів, на основі врахування експериментальних даних вимірювання напружень та напружень отриманих при 3D-моделюванні;-?ефективний коефіцієнт концентрації напружень, що враховує зниження опору втомі шляхом введення коригуючих коефіцієнтів у кожній точці вимірювання в порівнянні із даними отриманими розрахунковим методом у зоні безпосередньої близькості до точки наклеювання тензодатчика.Дістала подальшого розвитку теорія втомної міцності на основі врахування механізму утворення первинних дефектів елементів несівних конструкцій, які стали причиною зародження втомних тріщин, заснованого на статистичному аналізі наднормативних навантажень конструкції протягом експлуатації.Практичне значення отриманих результатів:-?запропонований додатковий (аварійний) розрахунковий режим навантаження елементів несівних конструкцій думпкарів в процесі дослідження їх міцності, що імітує випадок навантаження конструкції при відмові (заклинюванні) одного з пневматичних циліндрів розвантажування, при якому можуть зароджуватися первинні тріщини в найбільш напружених точках;-?нове конструкторсько-технічне рішення з удосконалення конструкції думпкарів (вагонів-самоскидів), яке захищене державним патентом України на корисну модель №151144 та може бути використане при проєктуванні вагонів нового покоління або модернізації існуючих;-?уточнена формула для прогнозування граничного терміну експлуатації вагонів, заснована на порівнянні експериментальних даних вимірювання напружень та напружень отриманих при 3D-моделюванні;-?на основі результатів проведених розрахунків на міцність запропоновано зміни до Внутрішнього нормативного документу ЦВ-0033 «Керівництво на капітальний ремонт вагонів-самоскидів (думпкарів) моделей 5ВС-60, 6ВС-60», а саме – п. 10.2 в частині технології усунення дефектів на нижній рамі.Основні результати дисертаційної роботи впроваджено: -?у філії «НДКТІ» АТ «Укрзалізниця» при проведенні міцнісних розрахунків та аналізу несправностей вагонів спеціального рухомого складу, написанні програми та методики технічного діагностування думпкарів (вагонів-самоскидів) та хопер-дозаторів з метою продовження строку експлуатації;-?програма та методика технічного діагностування вагонів-самоскидів (думпкарів), міцнісні розрахунки, аналіз несправностей вагонів спеціального рухомого складу в навчальному процесі ДУІТ на кафедрі «Вагони та вагонне господарство» в лекційному курсі навчального освітнього компоненту «Надійність та технічне діагностування вантажних вагонів» для підготовки студентів 2-го освітнього ступеня Магістр за спеціальністю 273 «Залізничний транспорт»;-?у Департаменті вагонного господарства АТ «Укрзалізниця» при проєктуванні нових думпкарів (вагонів-самоскидів), міцнісні розрахунки нижньої рами вагона, спосіб підвищення конструкційної міцності несівних конструкцій, інженерні рішення при написанні нормативних документів на виконання планових видів ремонту.Відповідно до теми дисертаційної роботи опубліковано: 4 наукові статті в українських виданнях, які входять до затвердженого МОН України переліку наукових фахових видань, 1 наукова стаття у виданні, що індексується в науко-метричній базі даних Scopus, 8 статей та тез доповідей, які додатково відображають результати роботи, 1 патент України на корисну модель та 1 авторське право на твір.^UThe dissertation is devoted to the solution of an actual scientific question regarding the possibility of determining the residual resource and extending the period of operation of the load-bearing structures of the special rolling stock of railway transport (dump cars and hopper-dispensers) for further safe operation during the shortage of freight rolling stock in JSC «Ukrzaliznytsia».This dissertation work is devoted to the forecasting of the residual resource of load-bearing structures and the extension of the service life of special rolling stock of railway transport and is relevant for the railway industry, in particular, ensuring the safe operation of this type of rolling stock.Scientific novelty of the obtained results.For the first time, it was proposed as an additional design mode for loading elements of load-bearing structures of dump cars (self-dumping cars) in the process of studying their strength, a mode that simulates the case of loading a structure in the event of a failure (jamming) of one of the pneumatic unloading devices, given that even with a single load in this mode, to take place the initiation of primary fatigue cracks at the most stressed points.Improved:- the principle of determining points of control of stress parameters during experimental studies of the strength of dump wagons based on taking into account data on fatigue defects of load-bearing elements during operation;- a scientific approach to the methods of increasing the structural strength of the elements of load-bearing structures of dump cars and hopper-dosers – based on the analysis of additional stress concentrators that arise after the strengthening of dangerous intersections.- a formula for predicting the maximum service life of wagons, based on taking into account experimental data of stress measurements and stresses obtained during 3D modeling;- the effective coefficient of stress concentration, which takes into account the reduction of fatigue resistance by introducing correction coefficients at each measurement point in comparison with the data obtained by the calculation method in the area in close proximity to the point of gluing the strain gauge.The theory of fatigue strength was further developed based on the consideration of the mechanism of formation of primary defects in the elements of load-bearing structures, which caused the initiation of fatigue cracks, based on the statistical analysis of excess structural loads of the structure during operation.Practical significance of the obtained results:- proposed additional (emergency) calculated mode of loading of load-bearing structures of dump cars during the study of their strength, which simulates the case of structural loading in case of failure (jamming) of one of the pneumatic unloading cylinders, in which case primary fatigue cracks may appear at the most stressed points;- a new design and technical solution for improving the construction of dump cars (self-dumping cars), which is protected by the state patent of Ukraine for utility model No. 151144 and can be used in the design of new generation wagons or the modernization of existing ones;- a refined formula for predicting the maximum service life of wagons, based on the combination of experimental stress measurement data and stresses obtained during 3D modeling;- on the basis of the results of strength calculations, changes are proposed to the Internal regulatory document DW-0033 «Guidelines for overhaul of self-dumping cars (dump cars) models 5ВС-60, 6ВС-60», namely, clause 10.2 in the part of the technology for eliminating defects on the lower frame.The main results of the dissertation have been implemented:- at the branch «SEI» of JSC «Ukrzaliznytsia» in carrying out strength calculations and analysis of malfunctions of special rolling stock wagons, writing programs and techniques for technical diagnostics of dump cars (self-dumping cars) and hopper-dispensers with the aim of extension of the period of operation;- the program and technique of technical diagnostics of dump cars (self-dumping cars), strength calculations, analysis of malfunctions of wagons of special rolling stock in the educational process of the SUIT at the department «Wagons and wagon management» in the lecture course of the educational component «Reliability and technical diagnostics of freight cars» for the preparation of students of the 2nd educational degree Master's degree in specialty 273 «Railway transport»;- at the Department of Wagon Management of joint stock company «Ukrainian railways» during the design of new dump cars (dump wagons), strength calculations of the lower frame of the wagon, the method of increasing the structural strength of load-bearing structures, engineering solutions when writing normative documents for the implementation of planned types of repairs.

В сучасному світі електронні та оптоелектронні прилади відіграють ключову роль у всіх сферах життя від освіти та медицини до оборонних технологій. І все це не було б можливим без досконального розуміння процесів, які відбуваються при роботі електронних пристроїв. Тому, для подальшого розвитку електроніки і прогресу в даній області потрібно фундаментально досліджувати перспективні матеріали, структури та технології. Одним з найбільш перспективних напрямків є дослідження нанорозмірних об’єктів особливо кристалів таких розмірів. Використовуючи властивості нанокристалів можна покращувати характеристики структур, до складу яких вони входять. Для реалізації цих можливостей потрібно досліджувати нанокристали та їх властивості в різних матрицях, в тому числі SiO2. При розробленні та створенні нових електронних пристроїв важливим завданням є дослідити фізичні процеси та ефекти, які в них протікають, зокрема, механізми транспорту заряду в таких структурах. З іншого боку існує великий інтерес до резонансно-тунельних структур, які використовуються в надвисокочастотній техніці в якості генераторів електричних сигналів (аж до терагерцового діапазону) та в польових емісійних приладах для створення вузьких електронних променів в системах «нанобачення». З розвитком нанотехнологій відбувається активний пошук нових підходів для реалізації резонансно-тунельних структур. Зокрема, досліджуються структури, в яких в ролі квантових ям виступають напівпровідникові нанокристали, а бар'єрами є аморфні плівки.Нині також проводяться активні дослідження різних типів покриттів сонячних елементів для покращення їх ефективності. Антивідбиваючі покриття відіграють дуже важливу роль, в першу чергу, у підвищенні ефективності сонячних елементів. Ще одною перевагою є те, що нанесення покриттів на поверхню сонячного елементу може зсунути спектр світла, що ним поглинається (up- and down-conversion). Плівки з нанокристалами кремнію є перспективними для використання в якості просвітлюючих покриттів та для розширення смуги поглинання фотоелектричних перетворювачів. Метою дисертаційної роботи є встановлення фізичних механізмів електронного транспорту через тонкі нанокомпозитні плівки SiO2(Si)&FexOy(Fe) з нановключеннями кремнію та заліза, визначення особливостей та механізмів електронної польової емісії з резонансно-тунельних структур з нанокристалами Si, встановлення можливості використання композитних оксидних плівок з нанокристалами кремнію для покращення характеристик фотоелектричних перетворювачів. При виконанні дисертаційної роботи були одержані наступні наукові результати: Розроблено технологічний процес отримання нанокомпозитної оксидної плівки з вмістом надлишкового кремнію та заліза методом іонно-плазмового розпилення. Встановлено механізми електронного транспорту через нанокомпозитні плівки SiO2(Si)&FexOy(Fe) з нановключеннями кремнію та заліза в широкому діапазоні температур та електричних полів і визначено параметри пасток (енергетичне положення, концентрацію), які приймають участь у електропровідності. Отримано шари пористого кремнію методом гальванічного анодування при різних густинах струму та встановлено їх морфологію поверхні. Встановлено особливості розподілу легуючої домішки в нанодротах пористого кремнію методом вольт-фарадних характеристик. Встановлено особливості електронної польової емісії в вакуум з шарів пористого кремнію та запропоновано модель для їх пояснення. Визначено оптичні характеристики нанокомпозитних оксидних плівок з нанокристалами кремнію та двошарових структур SiOx(Si) / алмазоподібна вуглецева плівка (АПВ). Встановлено вплив γ-радіації на характеристики двошарових структур SiOx(Si) / алмазоподібна вуглецева плівка для визначення їх радіаційної стійкості.^UIn today's world, electronic and optoelectronic devices play a key role in all areas of life from education and medicine to defense technology. And all this would not be possible without a thorough understanding of the processes that occur during the operation of electronic devices. Therefore, for the further development of electronics and progress in this field it is necessary to fundamentally study promising materials, structures and technologies. One of the most promising areas is the study of nanoscale objects, especially crystals of this size. Using the properties of nanocrystals, you can improve the characteristics of the structures of which they are part. To realize these possibilities, it is necessary to study nanocrystals and their properties in various matrices, including SiO2. When developing and creating new electronic devices, it is important to study the physical processes and effects that occur in them, in particular, the mechanisms of charge transport in such structures.On the other hand, there is great interest in resonant tunnel structures used in ultra-high frequency technology as generators of electrical signals (up to the terahertz range) and in field emission devices to create narrow electron beams in "nanoscience" systems. With the development of nanotechnology there is an active search for new approaches to the implementation of resonant tunnel structures. In particular, structures in which semiconductor nanocrystals act as quantum wells and amorphous films are barriers are studied. Currently, active research is also being conducted on various types of solar cell coatings to improve their efficiency. Anti-reflective coatings play a very important role, especially in improving the efficiency of solar cells. Another advantage is that the coating on the surface of the solar cell can shift the spectrum of light absorbed by it (up- and down-conversion). Films with silicon nanocrystals are promising for use as brightening coatings and for expanding the absorption band of photovoltaic converters. The aim of the dissertation is to establish the physical mechanisms of electronic transport through thin nanocomposite films SiO2(Si)&FexOy(Fe) with silicon and iron nanoinclusions, to determine the features and mechanisms of electronic field emission from resonant tunnel structures with Si nanocrystals, to establish the possibility of using composite oxide films. silicon nanocrystals to improve the performance of photovoltaic converters.During the dissertation the following scientific results were obtained: The technological process of obtaining nanocomposite oxide film with excess silicon and iron by ion-plasma spraying has been developed. Mechanisms of electronic transport through nanocomposite films SiO2(Si)&FexOy(Fe) with nanoinclusions of silicon and iron in a wide range of temperatures and electric fields are established and parameters of traps (energy position, concentration) involved in electrical conductivity are determined. Porous silicon layers were obtained by galvanic anodizing at different current densities and their surface morphology was established. Features of distribution of alloying impurity in nanowires of porous silicon by a method of volt-farad characteristics are established. The peculiarities of electron field emission in vacuum from porous silicon layers are established and a model for their explanation is proposed. Optical characteristics of nanocomposite oxide films with nanocrystals of silicon and two-layer structures SiOx(Si) / diamond-like carbon film (DLC) are determined. The influence of γ-radiation on the characteristics of two-layer structures SiOx(Si) / diamond-like carbon film to determine their radiation resistance.

Робота присвячена розробці комплексного підходу до діагностики матеріалів і структур приладів мікро- та наноелектроніки засобами скануючої зондової мікроскопії та його застосуванню при дослідженнях локальних морфологічних та електрофізичних особливостей концепційних елементів на базі вуглецевих матеріалів та станогерманидів.Було розроблено методику індексування граней монокристалів синтетичних напівпровідникових алмазів та відповідної оптимізації схеми їх розкрою для отримання пластин з оптимальною конфігурацією секторів росту.Оптимізовано параметри селективного травлення напівпровідникових монокристалів алмазів для виявлення особливостей дислокаційної структури на нанорівні. Встановлено закономірності зміни густини дислокацій вздовж осі росту та в околі міжсекторальних границь. Виявлено ефекти декорування дислокацій фоновими домішками.Адаптовано методики силової Кельвін-зонд мікроскопії та мікроскопії опору розтікання для виявлення локальних електрофізичних особливостей міжсекторальних границь та окремих дислокацій і кластерів домішок в монокристалічних пластинах напівпровідникового алмазу. Встановлено, що міжсекторальні границі є когерентними, без скупчення дислокаційних дефектів, а ядра дислокацій дуже слабо, у порівнянні з границями секторів, проявляють електричну активність при картографуванні контактним струмочутливим методом скануючої мікроскопії опору розтікання. При безконтактних електросилових картографуваннях локального поверхневого потенціалу методом Кельвін-зонд мікроскопії дислокаційні ямки травлення є електронейтральними і не виявляють потенціального контрасту. Встановлено, що завдяки відсутності структурних дефектів міжсекторальні границі забезпечують різкий перепад поверхневого потенціалу порядку 1В, що може бути використано при розробці структурних елементів електронних приладів.Адаптовано методику наноіндентування, що базується на атомно- силовій спектроскопії до вимірювання модуля пружності тонких плівок станогерманидів. Виявлено немонотонні зміни приведеного модуля пружності плівок GeSn при зміні вмісту олова від 1 до 12%. Цей ефект пояснений особливостями перебігу процесів структурної релаксації при змінах товщини і компонентного складу плівок GeSn. Врахування цієї нелінійності зміни модуля пружності при зміні компонентного складу є критично важливою в задачах деформаційної інженерії зонної структури GeSn для реалізації переходу непрямозонний/прямозонний напівпровідник.Методом скануючої ємнісної мікроскопії та силової Кельвін-зонд мікроскопії досліджено електронні властивості мікрониток Ge99Sn1 на поверхні епітаксійних плівок Ge88Sn12. Виявлено ефект інверсії типу провідності таких р-GeSn мікрониток при прикладанні напруги зміщення між зондом мікроскопу та планарним омічним контактом на поверхні плівки Ge. Цей ефект може бути використаним при розробці прототипів діодних структур.Виявлено самоіндуковане формування нанониток GeSn з вмістом олова понад 40%. Пояснено механізм їх утворення та проілюстровано їх локальні електрофізичні параметри струмочутливими методами зондової мікроскопії.Отримані результати можуть бути використані для покращення характеристик приладів мікроелектроніки та при розробці їх можливих концептуальних елементів на базі вуглецевих матеріалів та станогерманидів.^UThesis is devoted to the development of a multipurpose approach to the diagnostic of materials and structures of micro- and nanoelectronics devices using scanning probe microscopy and its application in the study of local morphological and electrophysical features of concept elements based on carbon materials and tin germanides.A method of indexing the faces of single crystals of synthetic semiconductor diamonds and corresponding optimization of their cutting scheme to obtain plates with an optimal configuration of growth sectors was developed.The parameters of selective etching of semiconductor diamond single crystals were optimized to reveal the features of the dislocation structure at the nano range. The regularities of the change in the density of dislocations along the axis of growth and in the vicinity of intersectoral borders have been established. The effects of decorating dislocations with background impurities have been revealed.The techniques of Kelvin probe force microscopy and spreading resistance microscopy were adapted to detect local electrophysical features of intersectoral boundaries and individual dislocations and impurity clusters in single crystal semiconductor diamond plates. It was established that the intersectoral boundaries are coherent, without the accumulation of dislocation defects, and the nuclei of dislocations very weakly, in comparison with the boundaries of the sectors, show electrical activity during mapping by the contact current-sensitive method of scanning microscopy of the spreading resistance. In non-contact electrostatic mapping of the local surface potential by the Kelvin-probe force microscopy method, the etching dislocation pits are electroneutral and do not reveal a potential contrast. In non-contact electrostatic mapping of the local surface potential by the Kelvin-probe microscopy method, the etching dislocation pits are electroneutral and do not reveal a potential contrast. It was established that due to the absence of structural defects, the intersectoral boundaries provide sharp interface of the surface potential with a difference of the order of 1V, which can be used in the development of structural elements of electronic devices.The nanoindentation technique based on atomic force spectroscopy was adapted to measure the modulus of elasticity of thin films of tin germanides. Non-monotonic changes in the reduced modulus of elasticity of GeSn films were revealed when the tin content changed from 1 to 12%. This effect is explained by the peculiarities of the process of structural relaxation during changes in the thickness and component composition of GeSn films. Taking into account this nonlinearity of the change in the modulus of elasticity when changing the component composition is critically important in the tasks of deformation engineering of the GeSn band structure for the implementation of the indirect/direct-band semiconductor transition.Properties of self-induced Ge99Sn1 micro-stripes on the surface of epitaxial films Ge88Sn12 were investigated using scanning capacitive microscopy and Kelvin probe force microscopy. The effect of conductivity type inversion of p-GeSn micro-stripes when applying a bias voltage between the microscope probe and the planar ohmic contact on the surface of the Ge film was revealed. This effect can be used in the development of prototypes of diode structures.The self-induced formation of GeSn nanowires with a tin content of more than 40% was revealed. The mechanism of their formation is explained and their local electrophysical parameters are illustrated by current-sensitive probe microscopy methods.The obtained results can be used to improve the characteristics of microelectronics devices and in the development of their possible conceptual elements based on carbon materials and tin germanides.

Дисертаційне дослідження присвячене розв’язку науково-прикладної задачі запобігання негативного впливу факторів навколишнього середовища наекологічну безпечність дитячих майданчиків урбанізованих територій. У вступі обґрунтовано вибір теми дослідження та актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі, визначено об’єкт, предмет і методидослідження, показано зв’язок дисертаційного дослідження з науково-практичноюроботою кафедри, визначено наукову новизну та сформульовано практичнезначення отриманих результатів.У першому розділі проведено комплексний аналіз стану розв’язку проблемних задач щодо створення та функціонування дитячих майданчиків як екологічно безпечних місць урбоекосистем, визначені пріоритетні фактори небезпеки для заселених територій з боку забруднення довкілля. Доведено, що існує чітка залежність між рівнем екобезпеки урботериторій та рівнем екологічної якості системи «зелені насадження – дитячий майданчик». За результатами аналізу теоретичного матеріалу наукових робіт обґрунтовано ефективність використання зелених насаджень для зменшення рівня шумового, пилового, хімічного та інших видів забруднень для забезпечення належного рівня екологічної якості територій ігрових майданчиків. У другому розділі описані матеріали, методики та прилади, необхідні для проведення експериментальних досліджень у вирішенні питань контролю екологічної якості поточного стану дитячих майданчиків: методика оцінки запиленості атмосферного повітря, методи біоіндикації; прилади вимірювання рівня шумового забруднення. У третьому розділі надані результати експериментальних досліджень щодоекологічної ситуації на функціонуючих дитячих майданчиках:1) рівень забруднення атмосферного повітря на більшості ігровихмайданчиків за висновками з ліхеноіндикації відзначено як середній (28,57 %) тасильний (21,98%);2) більший ступінь перевищення пилового забруднення на дитячихмайданчиках виявлено на території приватного сектору порівняно з майданчиками,які розташовані в межах багатоквартирної забудови;3) найбільший рівень шумового забруднення на майданчику встановлено вмежах багатоквартирної забудови – 86,9 дБ (А), у межах приватного сектору – 94,2дБ (А);4) високий рівень біозабруднення зафіксовано у 2019 році в 42 пробах піску– виявлено 45,24 % життєздатних яєць гельмінтів, у 2020 році – 43,75% в 48 пробах,у 2021 році в 45 пробах цей показник становив 44,44%;5) хімічний склад стічних дощових вод відрізняється в залежності від місцярозташування дитячих майданчиків: для зони багатоквартирної забудовивідзначено високий вміст нафтопродуктів (3,7 мг/л), для приватного сектору –високий вміст фосфору (0,6 мг/л), що свідчить про використання фосфатнихдобрив, які з часом вимиваються з ґрунту;6) з обстежених 737 дерев та чагарників визначено переважаючими видамизелених насаджень 7) на дитячих майданчиках виявлено трав’янисті рослини, пилок якихвикликає алергічні реакціїЕкспериментально доведено, що зелені насадження мають високий рівеньпилефільтруючої ефективності – маса нерозчинених пилових частинок, щоутримуються листовою поверхнею зелених насаджень досягала 1,1 мг/см2, а розчинених – 0,4 мг/см2У четвертому розділі надані результати визначення вагомих факторівекологічної безпеки територій дитячої рекреації за методами експертних оцінок:відстань від автодороги до майданчика, інтенсивність руху транспорту, наявністьзелених насаджень на дитячому майданчику, кількість та екологічний стан зеленоїмаси.За висновками обробки експериментальних визначень запропонованоінтегрований індекс екологічної безпеки дитячих ігрових майданчиківурбанізованих територій як показник їх екологічної якості. Розробка індексу маєпрактичне значення як основа оперативного контролю та прийняття рішення щодооцінювання поточного стану екологічної безпеки на дитячих майданчикахзаселених територій.У п’ятому розділі розглядаються основні положення запропонованоїконцепції забезпечення контролю рівня екологічної безпечності стану дитячихмайданчиків, яка ґрунтується на чотирьох складових: розроблений індекс екологічної безпеки; якість облаштування майданчику; екологічна обізнаністьнаселення, оперативне реагування на погіршення екологічної ситуації. Длязменшення рівня дії антропогенних факторів на територію дитячих майданчиківпропонується запровадити комплексне озеленення з урахуванням особливостейміського середовища. Ефективність розробленої системи озеленення доведена зарезультатами дворічних досліджень. Створення рослинних захисних смугшириною до 1 м є ефективним рішенням для уникнення впливу негативнихчинників довкілля на територію майданчиків. Доведено дієвість використаннявисокорослих трав’янистих рослин та ліан в якості альтернативного озелененнятериторій майданчиків. Запропонована багаторівнева модель управлінняекологічною безпекою дитячих майданчиків, яка дозволить практично забезпечити належний рівень екологічної якості цих рекреаційних територій.^UThe dissertation study is devoted to solving the scientific and applied problem ofthe environmental factors negative impact preventing on the ecological safety ofchildren's playgrounds in urban areas.The introduction substantiates the research topic choice and the dissertation workrelevance, formulates the aims and tasks, defines the object, subject and researchmethods, shows the dissertation research connection with the scientific and practical work of the department, defines the scientific novelty and formulates the obtained results practical significance.In the first chapter, a comprehensive situation analysis of solving problems relatedto the creation and functioning of playgrounds as urban ecosystems ecologically safeplaces was carried out, the priority hazard factors for urban areas from environmentalpollution were determined. It has been proven that there is a clear relationship between the urban areas eco-safety level and ecological quality level of the "green spaces-playground" system. Based on the theoretical material analysis results, the green spaces use effectiveness to reduce the noise level, dust, chemical and other pollution types to ensure the appropriate level for playgrounds environment quality is substantiated. Received results about environmental quality monitoring for children's playgrounds allowed to formulated research tasks and ways of their solving. The second chapter describes the materials, methods and devices necessary for conducting experimental studies in solving the environmental quality control issues of children's playgrounds current state: the method of assessing the atmospheric air dustiness, bioindication methods; instruments for measuring the noise pollution level. Thework uses standard methods of determining the green areas condition, expert evaluations methods to establish important factors of environmental danger. The third chapter presents the experimental research results on the environmentalsituation at functioning playgrounds:1) the level of atmospheric air pollution in most playgrounds according to thelichenoindication method was noted as average (28.57%) and strong (21.98%);2) a greater degree of excess dust pollution on children's playgrounds was found onthe private sector territory compared to playgrounds located within multi-apartmentbuildings;3) the highest noise pollution level on the playgrounds was found within the multi-apartment building – 86.9 dB (A), within the private sector – 94.2 dB (A);4) a high level of biocontamination was recorded in 2019 in 42 sand samples -45.24% of viable helminth eggs were found, in 2020 - 43.75% in 48 samples, in 2021 in45 samples this indicator was 44.44%;5) the chemical composition of rainwater wastewater differs depending on thelocation of children's playgrounds: a petroleum products high content (3.7 mg/l) wasnoted for the area of multi-apartment development, and phosphorus (0.6 mg/l) highcontent for the private sector, which indicates the phosphate fertilizers use, which arewashed out of the soil over time;6) 737 trees and shrubs were examineded and were identified the dominant species of greenery 7) herbaceous plants whose pollen causes allergic reactions were found onchildren's playgroundsThe fourth chapter presents important factors determination of children's recreationareas environmental safety using expert evaluation methods: distance from the highway to the playground, traffic intensity, greenery presence on the playground, quantity and ecological condition of green mass.According to experimental determinations, an environmental safety integratedindex for children's playgrounds in urbanized areas is proposed as an indicator of theirecological quality. The index development is of practical importance as a basis foroperational control and decision-making regarding the current state assessment ofenvironmental safety at children's playgrounds in urban areas.The fifth chapter examines the main positions of proposed concept for the children's playgrounds environmental safety level ensuring control, which is based onfour components: proposed environmental safety index; site arrangement quality;citizenship’s environmental awareness, prompt response to environmental situationdeclining. To reduce the anthropogenic factors level impact on the territory of children's playgrounds, it is proposed to introduce complex greening taking into account the urban environment characteristics. The developed landscaping system effectiveness has been proven by two-year studies results. The creation plant protection strips (width up to 1 m) is an effective solution to avoid the negative environmental factors impact on the children's playgrounds. A multi-level model for managing the of children's playgrounds environmental safety is proposed.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню напружено-деформованого стану залізобетонних косо зігнутих балок таврового профілю на основі повної діаграми деформування бетону в залежності від рівня навантаження.У розділі 1 «Аналіз впливу косого згинання на роботу залізобетонних балок» проаналізовано питання щодо розповсюдження залізобетонних елементів таврового профілю, у яких виникає явище косого деформування, причини виникнення косого згинання в таких елементах та його вплив на конструкції. Проведений аналіз літературних та інших інформаційних джерел показав, що явище косого згинання широко розповсюджене в елементах реальних існуючих будівель та споруд. Фактори, які його спричинюють, можуть мати як силовий, так і технологічний, конструктивний та експлуатаційний характер. Косе згинання спричинює зміни напружено-деформованого стану в залізобетонних елементах. Його вплив необхідно враховувати як при розрахунках за несучою здатністю, так і за придатністю до нормальної експлуатації. Бо навіть незначний вплив косого згинання змінює характер деформування залізобетонного балкового елемента. У розділі 2 «Засади моделювання напружено-деформованого стану в нормальних перерізах залізобетонних таврових балок при косому згинанні» викладено основні положення, необхідні для побудови моделей напружено-деформованого стану балкових елементів таврового профілю, що зазнають косого згинання. Обгрунтовано вибір системи координат для теоретичних досліджень. Для опису напружено-деформованого стану згинального елемента необхідно знати положення нейтральної лінії, яке характеризується певними параметрами. Проаналізовано процес формоутворення стиснутої зони перерізу із систематизацією за трьома групами. Виведено формули для визначення напружень у бетоні стиснутої зони.У розділі 3 «Моделі напружено-деформованого стану в розрахунках балок таврового профілю, які зазнають косого згинання» розроблено моделі напружено-деформованого стану залізобетонних балок таврового профілю з різними геометричними формами стиснутої зони бетону: трикутник (випадок 1.2), трапеція (випадок 1.1, 2.1, 3.1), трапеція (випадок 1.3, 2.3), п’ятикутник (випадок 1.4, 2.4, 3.4), п’ятикутник (випадок 2.2, 3.2), шестикутник (випадок 3.3). Для кожної моделі наведені вирази для обчислення рівнодійної стиснутої зони бетону та координат точки її прикладання. Представлено загальний підхід до визначення параметрів напружено-деформованого стану.У розділі 4 «Методика експериментальних досліджень при косому згинанні залізобетонних таврових балок» описано хід підготовки та проведення досліджень зразків залізобетонних таврових балок для отримання експериментальних значень переміщень перерізу та характер утворення тріщин. Наведено креслення зразків, схеми розміщення приладів для вимірювання деформацій та методику проведення випробувань зразків таврових балок. Описано характер утворення тріщин у розтягнутій зоні перерізу та характер руйнування бетону стиснутої зони. У розділі 5 «Практичне застосування та перевірка розробленої теорії описання напружено-деформованого стану на зразках таврових балок» наведені приклади розрахунку міцності таврових елементів з різними формами стиснутої зони та проаналізовано напружено-деформованого стан дослідних зразків таврових балок. Виконано порівняння параметрів, отриманих теоретичним та експериментальним шляхом.^UThe dissertation is devoted to the study of the stress-strain state of biaxial bended reinforced concrete Т-section beams based on a complete diagram of concrete deformation depending on the load level.In section 1 «Analysis of the biaxial bending impact on the work of reinforced concrete beams» the dissemination of reinforced concrete T-profile elements in which the phenomenon of biaxial deformation occurs, the causes of biaxial bending in such elements and its impact on structures are analyzed. As the literature and other information sources analysis shows, the phenomenon of biaxial bending is widespread among the elements of existing buildings and structures. The factors that cause it can be not only load but also technological, design and production nature. Biaxial bending causes changes of the stress-strain state in reinforced concrete elements. Its influence must be taken into account both in the calculations of the bearing capacity and suitability for normal work. Because even a small impact of biaxial bending changes the deformation nature of the reinforced concrete beam element.In section 2 «Principles of the stress-strain state modeling in normal sections of reinforced concrete T-beams under biaxial bending» the basic principles which are necessary for the stress-strain modelling of reinforced concrete T-section beams under biaxial bending are given. The choice of coordinate system for theoretical research is substantiated. To describe the stress-strain state of the bending element, it is necessary to know the position of the neutral line, which is characterized by certain parameters. All possible cases of the neutral line position in the normal section of the reinforced concrete T-section beam with systematization into three groups are analised. Formulas for determining the stresses in the compressed zone concrete are given. In Section 3 «Models of stress-strain state in the calculations of T-beams, under biaxial bending» the models of stress-strain state of biaxial bent reinforced concrete T-section beams with different geometric forms of the concrete compressed zone are shown: triangular (case 1.2), trapezoidal (case 1.1, 2.1, 3.1), trapezoidal (case 1.3, 2.3), pentagonal (case 1.4, 2.4, 3.4), pentagonal (case 2.2, 3.2), hexagonal (case 3.3). For each model the formulas of stress resultant Nc in the concrete compressed zone and its application coordinates x0,Nc and y0,Nc are given. A general approach to determining the parameters of the stress-strain state is presented. In section 4 «Methods of experimental research of reinforced concrete T-beams under biaxial bending » the way of preparation and research of reinforced concrete T -beams samples is described to determine experimental values of cross-sectional displacements and crack formation features. The construction of experimental beams samples, placement schemes of devices for measuring deformations and methods of testing T-beams samples are given. The crack formation features in the stretched cross-sectional zone and the destruction features of the compressed concrete zone are described. In section 5 «Practical implementation and verification of the developed theory of the stress-strain state description on the samples of T-beams» the stress-strain state of the T-beams samples is analyzed. Theoretical values of stress-strain state parameters are compared with the experimental data.