Розв'язано задачі збудження та випромінювання електромагнітних хвиль щілинами довільної довжини, системами щілинних випромінювачів в одно- та багатомодовому прямокутних хвилеводах. Запропоновано й обгрунтовано методику визначення розподілу електричного поля в щілині, яка базується на використанні обмеженої кількості тригонометричних базисних функцій в методі Гальоркіна. Розв'язано задачу збудження поздовжньою щілиною хвилеводу з діелектричною вставкою скінченної довжини у випадку її розташування під щілиною. Апроксимація струму в щілинах функціями, які одержані асимптотичним методом усереднення, дозволила значно знизити порядок системи лінійних алгебричних рівнянь в методі наведених магніторушійних сил, а також застосовати його для розрахунку й оптимізації характеристик багатоелементних систем витічної хвилі, багаточастотних решіток на багатомодовому хвилеводі, двовимірних хвилеві-дно-щілинних решіток.

  Скачати повний текст

Виконано системну класифікацію типових гідроагрегатів (ГА) з регулятором витрати (РВ) за узагальненими ознаками (способом керування витратою, розташуванням РВ щодо двигуна, типом з'єднання дроселя та клапана РВ, формою та способом установки клапана РВ), що дало змогу вибрати типопредставник для наступних досліджень. Створено математичну модель для дослідження динаміки ГА з дволінійним РВ у напірній магістралі гідродвигуна з використанням системного підходу, що враховує міжелементні зв'язки ГА, нелінійності характеристик його елементів, двофазність робочої рідини, змінність коефіцієнтів витрати в дроселюючих щілинах елементів ГА, коректний опис змінних площ дроселюючих щілин, характер зміни навантаження, тертя в золотникових парах, опір лінійних дроселів елементів ГА. Одержано аналітичним шляхом вираз для визначення тиску на виході насоса, яке підтримується переливним клапаном і є вхідним для РВ, що відображає динамічний зв'язок між елементами ГА та дає змогу підвищити точність математичного опису реальних процесів, які протікають у ГА. Сформульовано практичні рекомендації, що дають змогу поліпшити динамічні та статичні характеристики ГА з РВ шляхом корекції конструктивних параметрів РВ і вибору найбільш раціональних для кожного режиму роботи параметрів елементів ГА.

  Скачати повний текст

Вибрані та обгрунтовані математичні моделі , що базуються на рівняннях теорій пружності та рідких середовищ відповідно для порід зі значним опором зсувним напруженням і за відсутності його. З використанням стереомеханічної теорії удару отримані формули для розрахунку параметрів відбитих і заломлених хвиль від плоскої межі відокремлення порід і грунтів. Виконана кількісна оцінка ефекту екранування хвиль пружними шарами з різними механічними властивостями. Розглянуто дію плоскої ударної хвилі на нескінченно довге жорстке включення прямокутного перерізу. Розв'язана задача про трансформацію хвиль з криволінійними фронтами при товщині шарів, близької до радіусів кривизни хвиль. Розроблена та апробована методика комп'ютерного моделювання хвильових процесів у широкому діапазоні зміни геометричних, фізикомеханічних параметрів шарів порід і зарядів. Експериментально досліджено проходження ударних хвиль через гранітні зразки різної товщини, між якими в щілинах була вода, пузирчата поліетиленова плівка, повітря. Отримана кореляційна залежність коефіціента гашення від товщини гранітних зразків. Створено пристрій для ведення підривних робіт під водою, на який отримано патент. Ефективність теоретичних результатів доведена позитивним їх збігом з результатами експериментів автора та інших дослідників, що дозволяє рекомендувати розроблену методику моделювання розповсюдження пружних хвиль під час ведення підривних робіт у шаруватих гірських породах для оцінки сейсмічної дії вибуху.

  Скачати повний текст

В дисертаційній роботі розглянуті питання гідросепарації магнетитових залізних руд у низьконапружених (до 100 кА/м) магнітних полях. Запропоновані магнітні системи виконані на основі ферітобарієвих плиток постійних магнітів (25-35 кА/м) у вигляді просторово-поширених конструкцій занурених у тіло гідросепараторів. Розроблені моделі елементарних магнітних комірок систем, на базі яких виконано розрахунки об'ємних структур магнітних полів для магнітних систем з різноманітною геометрією та магнітною орієнтацією конструктивних елементів. Запропоновані алгоритм і програма розрахунків. Встановлені залежності технологічних показників гідросепарації від характеристик магнітних систем для гідросепараторів двох типів: з переважно горизонтальними та переважно вертикальними течіями. Запропонована однополюсова магнітна орієнтація пластин систем в робочих щілинах. На базі магнітних гідросепараторів розроблена нова технологія з виключенням з традиційних схем збагачення магнетитових залізних руд операції магнітної сепарації після першого ступеня подріблення.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення та використання порошкового магнітно-абразивного інструменту (МАІ), який формується у великих магнітних щілинах для фінішної обробки деталей зі складними фасонними поверхнями типу лопаток газотурбінних двигунів, осьового різального інструменту. Розроблено новий комплексний підхід для вивчення процесів, що відбуваються у ході формування порошкового інструменту під час магнітно-абразивної обробки (МАО), який базується на континуальному уяленні про порошкове середовище. Запропоновано фізичну модель МАІ, сформованого з моно- та полідисперсних порошкових магнітно-абразивних матеріалів. Визначено оптимальні склади МАІ та його властивості - геометричні, тріботехнічні та реологічні. Досліджено межі застосування МАІ у процесі МАО у вигляді розмірної, полірувальної, підготовчої або зміцнювальної операції для виготовлення та ремонту деталей, в комбінації з нанесенням зносостійких покриттів. Описано нові методи об'ємної МАО та методику розрахунків основних вузлів верстатів для МАО лопаток і різального інструменту, яка враховує їх складну форму, кінематику руху та спеціальні властивості МАІ. Доведено, що використання методу МАО з спеціальним МАІ забезпечує підвищення експлуатаційних властивостей деталей.

  Скачати повний текст

Обгрутовано новий спосіб вирішення проблеми підвищення працездатності багатогранних непереточуваних твердосплавних пластин (БНТП) на завершальному етапі комплексної обробки, що полягає у комбінуванні методу магнітно-абразивної обробки (МАО) у великих магнітних щілинах і нанесення спеціальних зносостійких покриттів методами хіміко-технічної обробки й іонно-плазмового напилення. Розроблено технологічну наладку до стандартного вертикально-фрезерного верстата, яка забезпечує ефективне фінішне МАО БНТП за наявності великих щілин з урахуванням оптимальних умов взаємодії магнітно-абразивного інструменту (МАІ) з оброблюваними поверхнями залежно від задач обробки. Визначено особливості контактної взаємодії поверхні БНТП з МАІ за магнітно-абразивної обробки за умов великих магнітних щілин. Розроблено експериментальну методику та визначено особливості кінетики формування мікропрофілю поверхні за МАО. Встановлено основні закономірності зміцнення методом МАО твердосплавного інструменту з покриттями різних типів на всіх стадіях технологічного комплексу, що складається з комбінацій МАО та нанесення спеціальних покриттів методами хіміко-технічної обробки й іонно-плазмового напилення.

  Скачати повний текст

Розроблено нелінійні математичні моделі електрогідравлічних слідкуючих приводів (ЕГСП) та його складових елементів, які дозволяють враховувати нелінійності різного типу: обмеження руху рухливих деталей, межі зміни робочих параметрів, зміну коефіцієнта гідравлічних витрат робочої рідини в щілинах керування золотникових пар, сухе тертя. Доведено перспективність побудови електрогідравлічних систем регулювання парових турбін на основі гідроагрегатів. Досліджено динамічні властивості ЕГСП з низьким та підвищеним (до 20 МПа) тиском подачі робочої рідини, а також електрогідравлічної системи регулювання парової турбіни з цим гідроприводом.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження – злітно-посадкові характеристики модифікацій літаків транспортної категорії; мета дослідження – створення методу удосконалення ЗПХ модифікацій літаків транспортної категорії до їх значень, заявлених для базової моделі; методи дослідження – базуються на вимогах FAR-25, IKAO за нормованими параметрами для зльоту і посадки, а також на підставі нового методу формування тягооснащеності більш важкої модифікації та використання принципово нових локальних конструктивів у крилі ЩІЗ (щілинні інтерцептори в закрилках) і в шасі з ДЕК (додаткові енергетичні камери); оцінка ефективності ДЕК зроблена на основі розрахункових моделей і експериментально (копрові випробування); оцінка ефективності ЩІЗ зроблена шляхом продувки високомеханізованого крила в аеродинамічній трубі; результати – використання нового методу формування тягооснащеності більш важкої модифікації та ДЕК і ЩІЗ дозволило скоротити довжини розбігу при зльоті на 26…28 %, пробігу при посадці на 35…38 %; новизна – уперше запропоновано й реалізовано пакет нових концептуально-структурних положень формування ЗПХ, що забезпечує використання більш продуктивних модифікацій на аеродромах, заявлених для базового літака; уперше розроблено новий метод формування основних параметрів модифікацій (стартової маси і тягооснащеності); уперше запропоновано застосовування інтерцепторів у щілинах висувних закрилків (ЩІЗ), удосконалено амортизаційні системи стояків шасі шляхом уведення ДЕК; встановлено вплив незрівноваженості посадкової маси модифікації піднімальною силою крила, в момент приземлення літака, на переміщення центра мас на наземних ділянках негальмівного пробігу при посадці, що забезпечує більш раннє включення гальмівних пристроїв і скорочення ділянки негальмівного пробігу; що дало можливість забезпечити базування більш важкої модифікації літака Ан-140-200 на ЗПС, заявленої для базового літака; ступінь впровадження – результати досліджень використані і упроваджено на АТ «ФЕД», ТОВ «Прогрестех-Україна», НДІ ПФМ, ДП «Антонов» і в навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»; галузь використання – проектування авіаційної техніки.^UObject of research take-off and landing performance (TLP) of transport category aircraft modifications; goal of research creation of method of TLP improvement of transport category aircraft modifications to the values assigned for base model; methods of research are based on the requirements of FAR-25, ICAO as per standardized parameters for takeoff and landing, and on the basis of a new method of forming thrust-to-weight ratio of heavier modification and use of fundamentally new local structures in the wing (slotted spoilers in flaps (FSS)) and in the landing gear (with additional energetic chambers (AEC)), evaluation of effectiveness of the FSS is based on computational models and experiments (copra tests), the FSS efficiency is evaluated by blowing a highly mechanized wing in the wind tunnel; the results the use of a new method of forming thrust-to-weight ratio of heavier modification, and of FSS and AEC allowed to reduce the takeoff run length by 26…28 %, landing run length by 35…38 %; novelty for the first time a package of new conceptual and structural provisions for TLP formation has been proposed and implemented, which ensures the use of more productive modifications at aerodromes assigned for base aircraft; for the first time a new method of forming the basic parameters of modifications (starting weight and thrust-to-weight ratio) has been developed; for the first time the use of spoilers in the slotted retractable flaps (FSS) has been proposed, the damping systems of landing gear struts have been improved by applying AEC; the influence of imbalance of landing mass of modification by lifting force of a wing (at the moment of landing of the plane) on CG shift on ground sites of non-braking landing run has been set that provides earlier application of brake devices and reduction of a site of non-braking run which provides basing the heavier modification of the An-140-200 on a runway; the degree of implementation research results have been used and implemented at "FED" JSC, "Progrestech-Ukraine" LLC, PFM Research Institute, Antonov Company and in the educational process of the National Aerospace University "Kharkiv Aviation Institute"; field of application designing of aircraft.

В рамках мікроскопічного модельного підходу розроблено теорію впливу таких зовнішніх факторів, як тиск, електричне поле, інтеркаляція (зміна хімічного потенціалу) та ін. на різноманітні ґраткові системи типу лад-безлад.Інтеркаляція нікелем кристалів селенідів галію й індію породжує в них електретну поляризацію. Запропоновано мікроскопічну модель типу лад-безлад, що враховує перерозподіл атомів інтеркалянта між неполярними октаедричними та полярними тетраедричними позиціями у ван-дер-ваальсових щілинах кристалів. Розраховані температурні залежності діелектричної сприйнятливості якісно відтворюють експериментальні результати для проникливості.Для інтеркальованого літієм анатазу, що використовується у літій-іонних батереях, характерно співіснування багатої та бідної на літій фаз та наявність двох можливих позицій для літію у кисневих октаедрах. Як показав проведений симетрійний аналіз, викликана інтеркаляцією деформація гратки може супроводжуватися впорядкуванням антисегнетоелектричного типу. Для опису даної сполуки запропоновано також мікроскопічну модель, яка поєднує риси моделей Міцуї та Блюма-Емері-Гріффітса та використовує результати симетрійного аналізу. В широкому температурному діапазоні виявлено фазове розшарування на порожню та напівзаповнену фази, що цілком відповідає співіснуванню фаз у інтеркальованому кристалі.Вплив інтеркаляції на електронну зонну структуру шаруватої наногібридної сполуки типу GaSe зі стадійним впорядкуванням вивчено у модифікованій версії періодичної моделі Андерсона. Інтеркальовані частинки формують додаткову зону у вигляді вузької домішкової зони або достатньо широкої, що гібридизується з основною. Найбільш виражена зміна основної зони відбувається поблизу домішкового рівня.Досліджено перехід у фазу з бозе-конденсатом у моделі Бозе-Хаббарда з двома локальними станами при перенесенні бозонів лише у збудженій зоні. Продемонстровано можливість фазового розшарування на нормальну фазу і фазу з бозе-конденсатом за фіксованої середньої концентрації бозонів. З метою врахування неергодичності одночастинкову спектральну густину отримано в наближенні хаотичних фаз за допомогою температурних бозонних функцій Гріна. Неергодичний внесок до функції розподілу частинок за імпульсом суттєво наростає і стає співмірним з ергодичною частиною в надплинній фазі біля трикритичної точки.Досліджено зонний спектр бозе-атомів у двовимірних гексагональних оптичних ґратках із структурою типу графену. У наближенні хаотичних фаз розраховано для нормальної фази закони дисперсії в зонах та одночастинкові спектральні густини. Для ґратки з енергетично еквівалентними вузлами отримано температурно залежний безщілинний спектр з точками Дірака на краю зони Бріллюена. Вивчено енергетичний спектр системи бозе-атомів у надплинній фазі в оптичних ґратках типу графену.Досліджено спектр колективних збуджень фононного типу в системі бозе-атомів у оптичній ґратці. Використано дворівневу модель, яка приймає до уваги переходи бозонів між основним і першим збудженим станом у потенціальних ямах, а також взаємодію між ними. Показано, що спектр збуджень складається у нормальній фазі з однієї зони екситонного типу, в той час як у фазі з бозе-конденсатом виникає додаткова зона. Вивчено можливість модуляції з подвоєнням періоду ґратки, а також однорідного зміщення частинок з рівноважних позицій. Ефекти, породжені зовнішнім тиском у кристалі SnPS, вивчено у рамках деформовної моделі Блюма-Емері-Гріффітса, яка відповідає локальному потенціалу з трьома мінімумами. Встановлено наявність аномалій в області сегнетоелектричних фазових переходів першого та другого роду, а також критичної точки; вивчено поведінку об'ємної стисливості для цих випадків.Для опису діелектричних властивостей сегнетової солі запропоновано чотирипідграткову модифікацію моделі Міцуї, яка враховує симетрійні особливості гратки та просторову орієнтацію ефективних диполів. Вивчено вплив поперечного електричного поля на поляризацію, зсув точок фазових переходів та аномалії діелектричної сприйнятливості.^UIn the microscopic model approach a range of theoretical descriptions were developed considering the effect of such external factors as pressure, electric field, intercalation (change of chemical potential), etc., on various order-disorder lattice objects.Intercalation of gallium and indium selenide crystals by nickel initiates their electret polarization. A microscopic model of order-disorder type has been proposed that considers redistribution of intercalant atoms between non-polar octahedral and polar tetrahedral positions in the crystal van der Waals gaps. The calculated temperature dependences of dielectric susceptibility qualitatively reproduce experimental results for permittivity.Lithium intercalated anatase used in Li-ion batteries has some special features: coexistence of Li-rich and Li-poor phases as well as two possible positions for Li ions in the oxygen tetrahedron. As shown by the performed symmetry analysis, the intercalation induced lattice deformation can be accompanied by the ordering of antiferroelectric type. A microscopic model for description of the compound is also proposed which combines features of the Mitsui and Blume-Emery-Griffits models and utilizes the symmetry analysis results. A phase separation into the empty and half-filled phases in a wide temperature range has been found closely resembling the phase coexistence in the intercalated crystal.Influence of intercalation on the electronic band structure of the layered nanohybrid compound of the GaSe-type with a stage ordering is studied in the modified version of the periodic Anderson model. Intercalated particles form an additional band like the narrow impurity band or the more extended band hybridized with the main one. The most pronounced transformation of the main band takes place in the vicinity of the impurity level.Phase transition into the phase with the Bose-Einstein condensate in the Bose-Hubbard model with two local states and the particle hopping in the excited band only is investigated. A possibility of separation on the normal phase and the phase with the BE condensate at the fixed average concentration of bosons is demonstrated. For consideration of the non-ergodicity, the single-particle spectral density is calculated in the random phase approximation by means of the temperature boson Green functions. The non-ergodic contribution to the momentum distribution function of particles increases significantly and becomes comparable with the ergodic one in the superfluid phase near the tricritical point.The band spectrum of Bose-atoms in two-dimensional hexagonal optical lattices with the graphene type structure is investigated. The temperature-dependent gapless spectrum with Dirac points placed on the border of Brillouin zone is obtained for the lattice with energetically equivalent sites. Energy spectrum of superfluid phase of the Bose-atom system in the optical lattices of the graphene type is investigated.The spectrum of phonon-like collective excitations in the system of Bose-atoms in optical lattice is investigated. The two-level model taking into account the transitions of bosons between the ground state and the first excited state in potential wells, as well as interaction between them, is used. It is shown that excitation spectrum in normal phase consists of the one exciton-like band, while in the phase with BE condensate an additional band appears. A possibility of modulation, which doubles the lattice constant, as well as the uniform displacement of particles from equilibrium positions are studied.The effects, taking place under external pressure in the SnPS crystal, are investigated in the framework of the deformable Blume-Emery-Griffiths model corresponding to the local potential with three minima. The presence of anomalies in the regions of ferroelectric phase transitions of the first and second order as well as the tricritical point is established; the behaviour of the volume compressibility in these cases is investigated.A simple four-sublattice order-disorder model is proposed for description of dielectric properties of the Rochelle salt crystal. Symmetry properties of the lattice and spatial orientations of effective dipoles are taken into account. An effect of the transverse electric field on spontaneous polarization, shifts of the phase transition points and dielectric susceptibility anomalies is studied.

Мета роботи – дослідити можливості розширення смуги перестроювання по частоті та зменшення масогабаритних параметрів для ГДВ із періодичною структурою у вигляді здвоєної гребінки, що працюють в діапазоні 30-200 ГГц, провести дослідження перспективних ВРС із подовженим простором взаємодії та супергаусовим розподілом резонансного поля, які призначені для подальших розробок пакетованих ГДВ у терагерцевому діапазоні частот. Об'єкт дослідження – процеси формування резонансних мод і процеси взаємодії з ними електронного потоку у відкритих резонансних системах генераторів дифракційного випромінювання. Методи дослідження - експериментальні методи досліджень резонансних мод у ВРС з урахуванням радіаційних втрат у вузлі зв'язку; лінійна теорія ГДВ із гаусовим розподілом поля вздовж простору взаємодії; метод аналізу властивостей резонансних мод за допомогою двовимірної моделі ВРС із довільним профілем дзеркал; експериментальний метод аналізу структури резонансного поля безпосередньо на поверхні дзеркала ВРС за допомогою рухомого вузла зв'язку; експериментальний метод визначення омічних втрат у періодичній структурі типу здвоєної гребінки; експериментальні методи дослідження вихідних параметрів ГДВ у “гарячому” режимі роботи. Новизна – досліджено залежність властивостей резонансних мод у ВРС від висоти здвоєної гребінки, та визначено оптимальні параметри здвоєної гребінки по критерію «широка смуга перестроювання ГДВ по частоті плюс висока добротність генерованих коливань». Запропоновано експериментальний метод визначення частки енергії поля резонансної моди, зосередженої безпосередньо в щілинах здвоєної гребінки, по відношенню до енергії резонансного поля в одній варіації сталої хвилі ВРС, та показано, що вона зростає зі збільшенням висоти здвоєної гребінки. Вперше запропоновано та досліджено роботу ГДВ на асиметричних модах, які виникають у ВРС при зміщенні здвоєної гребінки на периферію плями поля перпендикулярно до руху електронного потоку, що зменшило деструктивний вплив здвоєної гребінки на робочу моду, та дало можливість збільшити смугу перестроювання ГДВ по частоті в 1,5 раза. Вперше досліджено особливості роботи ГДВ на зв'язаних модах в асиметричній ВРС, та продемонстровано ефективну роботу ГДВ на одній із гілок зв'язаних мод у широкій смузі частот без впливу вищих мод на вихідні характеристики генератора. Ступень упровадження - результати роботи можуть бути використаними при підготовці та проведені навчальних лекцій у вищих навчальних закладах Міністерства освіти і науки України, де досліджується наукові напрями дифракційна електроніка та квазіоптика відкритих резонансних систем. Сфера використання - результати, які висвітлені у дисертації, можуть використовуватися при розробці пакетованих ГДВ з розширеною смугою перестроювання по частоті та їх подальшому розвитку у терагерцевому діапазоні частот. Запропонований метод аналізу структури резонансного поля безпосередньо на поверхні дзеркала ВР може бути використаний в багатьох практичних застосуваннях відкритих резонаторів, таких як діелектрометрія, технологічний контроль мікродротів та інше.^UThe goal of the research – experimentally and theoretically research ways to extend the functionality of diffraction radiation oscillator (DRO) with periodic structure in form of double comb, which operate in frequency range 20-300 GHz. Conduct research with promising open resonant systems with extended interaction space for the development of DRO in terahertz frequency range. The object of research – processes of resonant modes formation and processes of their interaction with electron beam in open resonant systems of DRO. Research methods - experimental research methods of resonant modes in open resonant systems taking into account radiation losses in a coupling node; results of linear theory of DRO with Gaussian field distribution along the interaction space; method of properties analysis of resonant modes using a 2-D model of open resonant system with an arbitrary profile of mirrors; experimental method of resonant field structure analysis directly on the mirror surface of an open resonant system using a movable coupling node; experimental method for determining ohmic losses in a periodic structure in form of double comb; experimental research methods of output parameters of DRO in “hot” operation mode. Novelty - The dependence of the resonant modes properties in ORS on the height of the double comb was investigated, and the optimal parameters of double comb were determined by criteria “wide frequency tuning range of DRO plus high quality factor of generated oscillations”. An experimental method is proposed for determining the field energy fraction of the resonant mode, concentrated directly in the grooves of the double comb, in relation to the energy of the resonant field in one variation of the constant wave of the ORS, and it is shown that it increases with increasing height of the double comb. For the first time, it was proposed and investigated the operation of the DRO on asymmetric modes that occur in the ORS when shifting the double comb to the periphery of the filed spot perpendicular to the electron flow, which reduced the destructive effect of the double comb on the operating mode, and allowed to increase the tuning range 1,5 times. For the first time, the peculiarities of the generator operation on coupled modes in an asymmetric ORS were studied, and the efficient operation of the DRO on one of the branches of the coupled modes in a wide frequency range without the influence of higher modes on the output characteristics of the generator was demonstrated. Degree of implementation - The results of the work can be used in the preparation and conduct of educational lectures in higher educational institutions of the Ministry of Education and Science of Ukraine, where the scientific fields of diffraction electronics and quasi-optics of open resonant systems are being investigated. Scope of use - The results obtained in the dissertation can be used in the development of packaged DRO with an extended frequency tuning range and the development of generators in the terahertz frequency range. The proposed method of analyzing the structure of the resonant field directly on the surface of the resonator mirror can be used in many practical applications of open resonators, such as dielectrometry, technological control of microwires etc.