2023
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд 2023 за Назва
Зараз показуємо 1 - 20 з 35
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Electromagnetic properties of cements for fixation of orthopedic constructions(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Yanenko, О. P.; Shevchenko, К. L.; Golovchanska, О. D.; Symonenko, V. S.Introduction. In practical dentistry, a significant number of various materials are used - for filling teeth, for implant restorative surgery, as well as materials for prosthetics. In this case, metals, dielectrics and their combinations are used. The article is devoted to the results of the study of electromagnetic properties of a group of dental materials - fixing cements, which belong to dielectric materials. Theoretical and experimental studies of EMC materials from the arsenal of maxillofacial reconstructive and restorative surgery were also conducted. Significant EMC deviations were detected in some materials. Scientific results of experimental studies and relevant recommendations are presented in a number of authors publications both in Ukraine and abroad Main purpose of this study. Usually, the orthopedic constructions and the fixation cement are in physical contact with both the patient's hard and soft tissues. Since dielectric materials at a human body temperature of 310K form their own electromagnetic radiation (EMR), it is important to ensure their electromagnetic compatibility - the coincidence of EMR with biological tissues adjacent to the implant to exclude the appearance of complications during their long-term use. A highly sensitive (10-14 W) microwave radiometric system was used for the measurements. In process of research, the five most commonly used cement samples in orthopedics were studied. Therefore, the purpose of this study is to deter-mine the radiative capacity of cement as a material widely used in dental practice and to evaluate their level of electromagnetic compatibility with contacting biological tissues. Conclusions. 1. In the process of experimental and computational studies, the emissivity coefficients M of 5 cement samples were determined, which range from 0.13 to 0.63 units.1. 2. The first three samples (№№ 3-5) have a high level of electromagnetic compatibility (60...98 %), samples (№№ 6, 7) show much less coincidence with the EMR of the human body. 3. The results of the conducted research can be used by orthopedic specialists to select materials with greater electromagnetic compatibility.Документ Відкритий доступ Ellipsoidal tontor step model of sensors for automated mechatronic systems(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Skytsiouk, V.I.; Klotchko, T.R.Modern medicine widely uses mechatronic modules in systems of various purposes, such as automated systems of diagnostics, scanning, irradiation. Recently, mechatronic modules in robotic surgical complexes are gaining importance. Thus, with the use of integrated sensors in mechatronic modules, executive manipulators of automated systems, positioning accuracy in defined spatial coordinates can be maintained. This data helps the medical staff to diagnose, monitor the patient's condition and make treatment decisions. The main purpose of sensor support in mechatronic systems is to ensure the accuracy and reliability of the system's functioning. Sensors must be sensitive and stable enough to provide measurements with high accuracy and respond to changes in real time. In addition, similar mechatronic modules are combined with sensors to create bionic limb prostheses, to restore human movement functions in various orthopedic diseases. At the same time, the trajectory of the movement of the executive bodies of the mechatronic medical system, regardless of its purpose, during spatial transformations of searching for the coordinates of a real object, must be determined taking into account possible deformations. Therefore, the accuracy of real-world displacement in space is determined by sensors that measure the parameters of physical objects. Thus, real transformations can be defined by spatial deviations that can be described using an ellipsoidal model. Accuracy, like the strength of the mechatronic module of a robot arm, is a variable value. They depend not only on the number of joints and the mobility of the hinges, but also on the position of the manipulators in space. At one point of coordinates, the module can apply more force than at another. The same is true for positioning accuracy, where the positioning error is greater at some points than at others. Therefore, an important actual problem in the creation of medical robotic systems is to determine the step-by-step movement of such a module in the workspace. Therefore, the purpose of this work is to determine the ellipsoidal TONTOR step model of sensors for automated mechatronic systems, as the motion of the executive manipulators and sensors of the system during transformations from imaginary coordinate space to real space determines trajectory errors. Based on the existing opportunities analyzed in the work application of mechatronic modules in automated medical systems, relevant tasks related to maintaining the positioning accuracy of diagnostic manipulators and sensors are defined. The importance of sensory complexes in measuring various biological parameters that determine the patient's condition is noted. And this involves the application of models of spatial movement of the sensor in the working space of automated equipment, in particular, a robotic mechatronic complex. In the work, it is proposed to use the TONTOR step model to increase the accuracy of the realization of the movement trajectory of the sensors of the mechatronic automated system. The results of creating an ellipsoidal model of the TONTOR step, which most accurately reflects the features of moving an object in space during transformations of the transition to real space, are given.Документ Відкритий доступ Information system for multi-vector raytracing in ellipsoidal reflectors(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Poluektov, S.О.; Bezugla, N.V.; Kurowska-Wilczyńska, K.; Bezuglyi, M.О.Due to two focuses, ellipsoidal reflectors are unique reflective optical elements that allow conjugate imaging in two focal planes within their inner cavity. Such reflectors are used in various devices, such as lens telescopes, to achieve high resolution. They have found applications in microscope optical systems to increase the depth of field. They are used in scientific instruments, such as laser systems, to ensure the laser beam's high accuracy and stability. Despite their advantages, the non-spherical shape of ellipsoidal reflectors also introduces drawbacks in the form of errors arising from raytracing on the side surface. It complicates aberration analysis and necessitates specialized software for multi-vector ray tracing. Considering the deviations in the coordinates of the intersections between rays and the second focal plane allows for optimizing the reflector design to achieve maximum efficiency. Therefore, this work aims to enhance the efficiency of the aberration analysis of ellipsoidal reflectors by developing principles and informational tools for multi-vector ray tracing. The article presents the results of developing an information system for multi-vector analysis in ellipsoidal reflectors. The developed multi-vector algorithm enables selecting tracing modes, tuning launch parameters, and setting the step size for launching rays. The specialized software features for singleand multi-vector raytracing in an ellipsoidal reflector are presented. The side surface of the ellipsoid is the object under study. The software provides the capability to realize different methods of multi-vector ray tracing, such as radius-based, diameter-based, and partial radius-based, for different types of tasks, thereby expanding the possibilities for visualizing the simulation results. Based on the multi-vector aberration analysis of the side surface of the ellipsoidal reflector, the center coordinates and root mean square deviations were obtained for different reflection acts when changing the zenith angle of tracing. The influence of zenith angles on coordinate variations was assessed, which can be realized in selecting parameters for ellipsoidal reflectors and designing the optical system of photometers for various purposes. It can also aid in developing additional means to compensate for aberrations or modify the reflector's side surface shape.Документ Відкритий доступ New thiophene based materials for emissive layers of organic light-emitting diodes(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Dudin, V.V.; Ivanova, V.V.; Gordiiko, N.O.; Ponomarenko, S.M.; Monastyrsky, G.E.Optoelectronic display devices have gained an important role in the modern world. Digital displays based on organic light-emitting diodes are taking one of the leading places among other displays due to high contrast and highquality color gamut. The relative novelty of the technology is the reason for the insufficient number of researched materials for use in layers of organic light-emitting diodes. This paper analyzes the properties of molecular structures based on thiophene heterocycles, as well as the feasibility of their use for displays on exclusively organic light-emitting diodes and in complex technologies, such quantum dots color converter. Three thiophene structures of type T (thiophene), TB (thiophene-benzene), TPy (thiophene-pyrrole) were chosen for the study. Modeling and computing of characteristics of molecular structures was performed with the software for quantum chemical calculations Gaussian 09 due to the wide range of quantum chemical methods implemented in it, as well as high efficiency and convenient user interface. With the help of the selected software, modeling of molecules, optimization by B3LYP methods, and the values of HOMO and LUMO energy levels were calculated. Emission and absorption spectra of T, TB and TPy type structures were obtained. Based on the obtained results, the possible application of structures in the emitting layers of organic LEDs was determined. T-type molecules can be used as a material for creating a self-emitting layer for organic lightemitting diodes in the visible wavelength range. Molecules of the TB-type are suitable for creating devices with radiation in the ultraviolet range. Molecules of the TPy-type have no prospects for use in direct OLED radiation, but their characteristics allow us to propose these structures as sources of exciting radiation for the creation of devices with light color conversion technologies.Документ Відкритий доступ Simulation of muffler parameters in ventilation channels of ventilators(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Yukhymenko, Yurii; Stelmakh, NataliaDuring long-term observation of the operation of the ventilator (artificial lung ventilation) of the UVENT-T model, a violation of repeatability was noticed under the same operating conditions. That is, on some devices of this particular model, the air flow sensor under the same conditions showed different values when repeating the measurements. Through experiments, it was established that this is caused by the unevenness of the air flow inside the ventilation channels of the ventilator, which is most likely caused by the design of the silencers installed there. The article highlights the process of research and modeling of air flow in ventilation channels of ventilators of the apparatus due to the manufacture of several test variants of muffler designs, which should solve the problem of various deviations of flow measurements. The main idea was to change the number and size of the muffler holes. Obviously, the 5 holes of 2 mm scattered the air flow too much, due to which there was an increased risk of turbulence in the air flow, which could have caused the unevenness of its measurements. Therefore, on all new mufflers, the holes were reduced to 1 mm, but their number was increased by 2 times. In total, 6 design options were obtained. All 6 options were designed in CAD SolidWorks, and flow simulation was also carried out for test models. According to the results of air flow measurements, graphic dependencies were obtained for each of the silencer samples, namely the integral of the absolute error of the flow measurement, the integral of the flow noise power, the integral of the acoustic noise power and the maximum absolute error of the flow measurement. In the future, it is proposed to develop a mathematical model of laminar air flow in a ventilator taking into account new designs of silencers, as well as to develop software for testing according to the developed algorithm and model. Conduct experimental testing of designed mufflers, as well as evaluate the results of the experiment. According to the research results, a conclusion will be made about the most effective muffler design, and its design will be used in the production of ventilators.Документ Відкритий доступ Testing technology of the undercoupling space filling of coupling on the main pipeline(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Tymchyk, G.S.; Podolian, O.O.; Serhiienko, K.S.Background. Now actively used the method of repair with the use of coupling metal structure. It is use to restore the carrying capacity of active pipelines that are working for a long time. The coupling is installed on the defective area, and the undercoupling space is sealed and filled under pressure with a self-hardening mass. In this case, the stresses in the pipe walls and coupling are aligned with each other. The parameters of the filling process the undercoupling space determine the quality of the entire coupling repair and require precise testing. Objective. The purpose of this article is to analyze the parameters for testing the filling of the under-coupling space using ultrasonic non-destructive testing methods. Methods. Strength improvement of the spots of the active pipeline is realized by installing an active main pipeline of couplings. Strengthening the pipeline with the coupling is to redistribute part of the load from the pipe to the wall of the coupling, which leads to a decrease of the stress level in the pipe wall. The reinforcement efficiency of the pipeline could be evaluated by the degree of reduction of circumferential stresses in the wall of the repaired pipe. The article describes the analysis of the possibility of testing the filling of the under-coupling space of the glues-welded and brazed-welded couplings using ultrasonic methods of non-destructive testing. Results. The use of the most common piezoelectric transducers is ineffective. This is due to the high temperature of the brazed-welded coupling during working using molten metal, determined by its melting temperature. In this case, it is proposed to use an electromagnetic (EMA) transducer as a radiator and receiver of ultrasonic vibrations. The results of theoretical and experimental studies of the control of filling the undercoupling space of soldered-on sleeves with molten metal have confirmed the effectiveness of using the EMA-method for controlling the formation of the undercoupling space. It is shown that the proposed method of ultrasonic testing allows to achieve maximum efficiency in testing the filling of the brazed-welded coupling with the molten metal. Conclusions. The analysis of the possibility of using an ultrasonic method of non-destructive quality control of filling a undercoupling space with a self-hardening substance showed the theoretical possibility of testing the filling of the undercoupling space of glueswelded couplings with both the compounded filling of the undercoupling space and the filling with molten metal. The results of experimental studies of the control of filling the under-coupling space of the glues-welded couplings with molten metal using the EMA-method confirmed the effectiveness of using the EMA-method for testing the formation of the undercoupling space.Документ Відкритий доступ Автоматизований комплекс вимірювання об’єму природного газу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Писарець, А.В.; Горжий, І.В.Одною з основних проблем у галузі газопостачання досі лишається недостатня точність визначення об’ємів спожитого газу. З одного боку це пов’язано з тим, що у складі вузлів обліку застосовуються технічно несправні або застарілі засоби вимірювальної техніки, з іншого боку – умови експлуатації вузлів обліку не завжди відповідають вимогам технічної документації. Зокрема, відсутність автоматизованих систем збору та обробки інформації від вузлів обліку, що ускладнює, а іноді унеможливлює контроль за реальним споживанням природного газу. Тому актуальним лишається питання створення автоматизованих комплексів вимірювання об’єму газу. Метою роботи є обґрунтування структурного складу та елементів такого комплексу. У статті наведено узагальнену структуру вузла обліку газу на базі автоматизованого вимірювального комплексу. Одним з основних елементів комплексу, що забезпечує якість та точність вимірювань, є перетворювач витрати газу за робочих умов. Авторами здійснено аналіз методів вимірювання витрати газу, що набули найбільшого розповсюдження у вимірювальній практиці, та можливостей застосування приладів на їх основі з огляду на особливості експлуатаційного використання комплексу. У свою чергу, умови експлуатації окреслюються внутрішніми технологічними, зовнішніми механічними та конструктивними факторами. Окремим питанням при створенні автоматизованого комплексу постає застосування інтерфейсів для можливості обміну інформацією з іншими системами та віддаленої передачі даних. В роботі сформульовано вимоги до функціоналу електронного обчислювального блоку та його програмного забезпечення, які, окрім опитування, реєстрації, індикації та обчислень, передбачають можливість самодіагностики. Застосування таких комплексів дозволить суттєво вдосконалити якість обліку природного газу та сприятиме підвищенню ефективності використання ресурсу, прогнозуванню витрат газу, зменшенню втрат, попередженню можливих аварійних ситуацій тощо на підґрунті збору, обробки та аналізу вимірюваних даних.Документ Відкритий доступ Автоматизований розрахунок ортоскопічних асферичних дзеркальних об’єктивів Корша для наносупутників(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Сокуренко, В. М.; Сокуренко, О. МУ даній роботі представлено результати автоматизованого параметричного синтезу серії ортоскопічних асферичних оптичних систем дзеркальних об’єктивів з різною фокусною відстанню, побудованих за схемою Корша. З метою забезпечення компактності конструкції розглянуті об’єктиви містять по три дзеркала з асферичними поверхнями другого порядку та три нахилених пласких дзеркала. Отримані оптичні системи мають фокусну відстань від 480 мм до 960 мм, кутове поле зору від 1,2° до 2,4°, діафрагмове число від 6 до 12, вхідну апертуру діаметром 80 мм та осьову довжину не більшу за 170 мм, що не перевищує розмір CubeSat 2U. У всіх розглянутих системах максимальний лінійний розмір чутливої площадки приймача зображення дорівнює 20 мм. Синтезовані дзеркальні системи не мають хроматичних аберацій, що дозволяє отримувати зображення у видимому та декількох інфрачервоних піддіапазонах. Наведені результати абераційного аналізу свідчать про високу якість зображення отриманих оптичних систем. Зокрема, для довжини хвилі 0,546 мкм значення дифракційних модуляційних передавальних функцій в меридіональній та сагітальній площинах по всьому полю у всіх системах перевищують 0,53 для просторової частоти 30 мм -1 та 0,3 для просторової частоти 50 мм -1. Максимальне значення відносної дисторсії розрахованих об’єктивів становить 0,005 %, що в абсолютній мірі відповідає зміщенню 0,5 мкм. Представлені об’єктиви здатні охопити смугу спостереження земної поверхні з лінійним розміром від 12,6 до 25,1 км з висоти траси супутника 600 км. При використанні багатоелементного приймача випромінення з розміром пікселів 5 мкм та досягненні дифракційно-обмеженої якості зображення об’єктивів як геометрична, так і дифракційна межа розділення на земній поверхні не перевищуватимуть 10 м.Документ Відкритий доступ Алгоритм визначення обсягів втрат природного газу за умови вимірювання його параметрів на виході газопроводу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Матіко, Ф. Д.; Джигирей, В. О.; Костик, І. В.; Данильців, Б. М.Газопровідні мережі є складними розподіленими системами, які складаються з сотень кілометрів трубопроводів різної конфігурації. Забезпечення усіх ділянок газопроводів засобами обліку газу та вимірювання параметрів газу, які б дали можливість швидко виявляти пошкодження газопроводів та визначати обсяги втрат газу, вимагає великих коштів, внаслідок чого значна частина газопроводів і транспортних, і розподільних не обладнані засобами вимірювання. Тому розроблення алгоритмів, які дозволять оцінити обсяги втрат газу на основі інформації з наявних вимірювальних станцій без реконструкції газотранспортних мереж є надзвичайно важливим завданням. В роботі представлено удосконалену авторами математичну модель стаціонарного режиму руху природного газу в газопроводах, яка враховує зміну швидкості потоку по довжині газопроводу. Цю модель доповнено рівнянням для обчислення витрати газу, що витікає в атмосферу через отвір пошкодження надземного газопроводу. Для визначення коєфіцієнта витрати застосовано розроблене авторами рівняння, яке для діапазону тиску в газопроводі від 0,1 до 1,2 МПа забезпечує обчислення коєфіцієнта витрати з методичною похибкою не більше 1,7 %. На основі отриманих математичних моделей розроблено алгоритм розрахунку обсягу втраченого через пошкодження газу для конфігурацій газопроводу з пунктами вимірювання параметрів газу на виході газопроводу. Виконано апробацію розробленого алгоритму та представлено приклад його застосування для аналізу розподілів тиску та температури газу у газопроводі з наявним пошкодженням. Представлено результати моделювання процесу витікання газу через пошкодження газопроводу та ітераційного уточнення параметрів газу в місці пошкодження газопроводу, а також результати обчислення витрати газу через пошкодження. Застосування розробленого алгоритму дає можливість підвищити точність визначення обсягів втрат газу через пошкодження газопроводів, а його апаратна реалізація в перспективі дасть можливість зменшити час виявлення пошкоджень, їх локалізації та усунення.Документ Відкритий доступ Аналіз похибок калібрування телевізійної системи керування автомобілем(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Стаднічук, В. С.; Колобродов, В. Г.Калібрування камери є критичним методом для додатків 3D вимірювання на основі 2D-зображень. Внутрішні параметри камери, такі як головна точка і головна відстань, визначаються в процесі калібрування. Головна точка є перетином оптичної осі камери і площини зображення, а головна відстань вимірюється від центра лінзи до головної точки. В даній статті теоретично досліджено похибки калібрування камери в двох опорних площинах з урахуванням різних умов, наприклад, зміщення опорної площини та зміни головних відстаней. Для оцінки похибок використовувалися помилки визначення координат опорних точок на зображенні. Похибка оцінки головної відстані і головної точки формулюється за допомогою аналітичних рівнянь, а результати порівнюються з результатами моделювання. Це дозволяє підтвердити ефективність запропонованих формул. Дослідження показало, що в результаті зміщення опорної площини та змін головних відстаней виникають похибки калібрування. Отримані результати важливі для вдосконалення методів калібрування камери і поліпшення точності 3D вимірювань на основі 2D-зображень. Ця стаття розширює розуміння похибок калібрування камери та надає нові теоретичні підходи до їх оцінки. Результати дослідження можуть бути корисними для науковців і практиків, які працюють у галузі комп'ютерного зору, обробки зображень та 3D-вимірювань. [1].Документ Відкритий доступ Аналіз систем автоматичного керування багатоцільового автономного безпілотного підводного апарата зі складною динамікою руху(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Бурау, Н.І.; Гуриненко, С.О.Оглядову статтю присвячено аналізу систем керування автономними безпілотними підводними апаратами, які відносяться до робототехнічних підводних комплексів і використовуються для забезпечення пошукових та глибоководних аварійно-рятувальних робіт, обстеження різноманітних підводних об‘єктів (магістральних трубопроводів, донних споруд, корпусів суден тощо), проведення наукових океанографічних досліджень, моніторингу морського середовища. У роботі розглянуто наукові літературні джерела, в яких наведено результати розробок та досліджень систем орієнтації, навігації та керування рухом багатоцільових автономних безпілотних підводних апаратів зі складною динамікою руху, зокрема при виконанні місій в обмеженому просторі з рухом за складними траєкторіями. Особливу увагу зосереджено на таких режимах руху апаратів, як відстеження траєкторії, відслідковування (дотримання) шляху, відстеження точки шляху. Проведено аналіз засобів навігації та керування, які можуть бути використані для забезпечення різних режимів руху, а також розглянуто напрямки розвитку як самих безпілотних підводних апаратів, так і систем керування ними. Для обґрунтування розробки системи керування багатоцільовим маневреним автономним апаратом класу міні сформульовано основні вимоги, для забезпечення яких запропоновано проводити синтез і дослідження системи керування на основі моделювання динаміки руху міні-апарата для різних за параметрами та траєкторією режимів руху, розробити алгоритми адаптивного керування апаратом, вдосконалити систему орієнтації та навігації, побудовану на основі MEMS датчиків. Запропоновано та обґрунтовано інформаційну модель процесу розробки, яка задає послідовність визначення вагомих параметрів і характеристик апарату та виконання важливих етапів синтезу та аналізу системи керування.Документ Відкритий доступ Асферичні дводзеркальні об’єктиви наносупутників для дистанційного зондування землі та пошуку корисних копалин(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Сокуренко, В М.; Сокуренко, О.М.Оптична система об’єктива є однією з важливих складових частин будь-якого космічного супутника, що використовується для спостереження поверхні Землі або астрономічних об’єктів. Через малий загальний розмір наносупутників в них часто застосовують лінзові об’єктиви з відносно невеликою фокусною відстанню. Останнє забезпечує достатньо широке поле зору, але обмежує просторову роздільну здатність отриманих зображень. Крім того, для вирішення задач сільського господарства та геодезії важливо отримувати фотознімки земної поверхні в різних спектральних діапазонах. Ця обставина обмежує застосування розповсюджених комерційних фотооб’єктивів, скоригованих для видимого спектрального діапазону. У цій статті представлено результати автоматизованого параметричного синтезу центрованої і децентрованої асферичних оптичних систем дзеркальних об’єктивів, побудованих за схемою Річі-Кретьєна. Отримані оптичні системи мають фокусну відстань 547 мм, квадратну вхідну апертуру 80×80 мм та осьову довжину, що не перевищує розмір CubeSat 2U. Кутове поле зору об’єктивів, яке дорівнює 0,7° по діагоналі, дозволяє використовувати сучасні матричні приймачі зображення з діагоналлю чутливої площадки до 6,7 мм. Для осьового пучка 90 % енергії випромінення потрапляє в квадратну ділянку зображення зі стороною 2,5 мкм. Максимальне значення відносної дисторсії не перевищує 0,4 %. Розглянуті дзеркальні системи не мають хроматичних аберацій, що дозволяє отримувати зображення високої якості не лише у видимому спектральному діапазоні, але й в декількох інфрачервоних піддіапазонах. Наведені результати абераційного аналізу свідчать про високу якість зображення, досягнуту в обох варіантах. Представлені оптичні системи здатні охопити прямокутну ділянку земної поверхні з діагональним розміром біля 7,9 км з висоти траси супутника 650 км. При використанні багатоелементного приймача випромінення з розміром пікселів 3 мкм, геометрична проєкція одного пікселя на земну поверхню становитиме 3,6 м.Документ Відкритий доступ Вертикальний рух малогабаритних крокуючих роботів. Огляд стану проблеми(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Платов, І.М.; Павловський, О.М.У статті наведено огляд стану проблеми розробки малогабаритних крокуючих роботів вертикального переміщення завдяки силам тертя між кінцівками та поверхнею. Зокрема, особливу увагу приділено малогабаритним крокуючим роботам - гексаподам, оскільки вони мають високу стійкість та прохідність, порівняно з іншими типами роботів, як колісними, так і гусеничними. На відміну від інших типів роботів, гексаподи можуть бути повністю автономними. Це робить їх потенційно універсальним засобом для вирішення різноманітних задач у різних сферах, наприклад: рятувальні операції - гексаподи можуть проникати у зруйновані будівлі для оцінки стану під завалами, досліджувати підводні простори, загалом, рухатися в місцях, де недостатньо місця для руху та складних маневрів; військове застосування - гексаподи можуть розміновувати/мінувати території, використовуватися для розвідки або зйомки території, водночас зберігаючи життя людей через можливість повної автономності; промислове застосування - завдяки своїй маневреності та прохідності, роботи гексаподи можуть стати незамінними при роботах на кар'єрах та будівництвах, де присутні схили, гірські місцевості, та загалом там, де колісні або гусеничні роботи не можуть легко пересуватись; спелеологія - пошук та розвідка корисних копалин всередині печер, шахт тощо; ліквідація аварій, зокрема, в атомній енергетиці. Незважаючи на довгу історію розвитку та значний прогрес у цій галузі, завдяки якому вже відомо безліч конструктивних рішень та модернізацій, на даний момент проблема вертикального руху малогабаритних роботів-гексаподів завдяки силам тертя досі залишається невирішеною. Існуючі розробки спрямовані, зазвичай, на рух по поверхням завдяки імітації кінцівок біологічних істот (комах, тварин тощо), що дозволяє роботам підніматися вгору завдяки клейкій речовині, зчіплятися з поверх- нею механічними кігтями і т. п. Також давно відомі конструкції з магнітами та присосками, однак таке рішення потребує дуже потужного джерела живлення і не є універсальним. Тож, одним із перспективних напрямів досліджень є вертикальний рух роботів-гексаподів завдяки силам тертя між кінцівками та поверхнею, оскільки водночас робот зберігає автономність та не потребує спеціального обладнання та додаткового зв'язку з джерелом живлення (компресором тощо), і, що більш важливо, здатен здійснювати рух як по горизонтальним поверхням, так і по вертикальним. На даний момент є декілька прикладів успішного застосування гексаподів для вертикального руху, проте огляд робіт продемонстрував, що проблема вертикального руху малогабаритних роботів-гексаподів залишається актуальною та потребує подальших досліджень і розробок. Існуючі досягнення в цій галузі дозволяють сподіватися на те, що в майбутньому ми продемонструємо ефективні рішення цієї проблеми та широке по- ширення гексаподів у різних галузях промисловості та науки.Документ Відкритий доступ Визначення коєфіцієнта температуропровідності а імпульсним методом для напівобмеженого стрижня(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Шевченко, О. І.У статті наведено методику та аналітичну формалізовану модель розрахунку коєфіцієнта температуропровідності твердих тіл із використанням номограм змін температури. Метою роботи є зменшення обсягів обчислювальних розрахунків та спрощення формул внаслідок використання графічних номограм. При використанні комп’ютерної техніки збільшується кількість змінних. Використання методів теорії подібності та теорії узагальнених змінних із використанням номограм дозволяє уніфікувати розрахунки та краще зрозуміти зв'язок сформульованих задач з реальними фізичними процесами. Автору невідомі приклади розв’язку обернених задач теплопровідності з використанням узагальнених змінних. Відповідно до прийнятої класифікації, задача розв'язується в граничних умовах 1-го роду, в яких температура поверхні задана як функція часу. Більш простим вважається випадок, коли поверхня тіла залишається постійною протягом усього процесу теплообміну. Це досягається за допомогою спеціальних пристроїв, які підтримують постійну температуру напівобмеженого стрижня з теплоізоляцією бічної поверхні. Відомим є [1] розв’язання прямої задачі теплопровідності, що здійснюється трьома методами: класичним, операторним та методом перетворення Фур’є. Теорія регулярного режиму розглядає [2] процес охолодження або нагрівання протягом не всього часу, а лише на стадії, що не впливає на початковий стан об’єкту. Не всі способи імпульсного нагріву відносяться до цих видів регулярного режиму, але його можна використовувати завдяки простій формі експоненти. Запропонований метод у цій роботі не відноситься до методів штатного режиму. Це досягається розв’язуванням оберненої задачі за допомогою розробленої графічної номограми. У роботі викладено методику, за якою остаточні формули спрощуються до алгебраїчних рівнянь використовуючи відносну температуру М нагрівання напівобмеженого стрижня з торця. Відомі розв'язки прямих задач теплопровідності при використанні регулярних режимів 1-го, 2-го та 3-городу, при яких остаточні формули спрощуються. У методиці використовується максимум першої похідної від М та табличні значення функції помилок erf (1/(2Fox), яка є розв'язком прямої задачі теплопровідності. Вимірюється температура у конкретній точці стрижня –х1 та часі – 1 з початку нагрівання. Для розрахунку в роботі використовується відносна надлишкова температура, яка розраховується за постійної температури на торці стрижня весь час нагрівання. Початкова температурою стрижня до процесу нагрівання та поточна температура вимірюються термопарою. Перспективним може бути застосування розробленої методики для використання у дослідженнях матеріалів однакового складу, але різних розмірів, оскільки при використанні узагальнених змінних формули та номограми будуть однакові. Цей факт скорочує час досліджень.Документ Відкритий доступ Використання платформи Red Pitaya в технології прототипування автоматизованих систем вихрострумового контролю(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Левченко, О. Е.Автоматизований вихрострумовий неруйнівний контроль відіграє важливу роль у системі контролю якості виробів з електропровідних матеріалів як на етапі виробництва, так і під час їх експлуатації. Поява нових сплавів, ускладнення геометрії виробів та умов контролю, підвищення вимог щодо достовірності та вірогідності результатів контролю стимулюють прискорення процесу створення нових засобів вихрострумового контролю. Технологія прототипування дає змогу вирішити це завдання. Метою статті є аналіз функціональних можливостей та технічних характеристик Red Pitaya для використання в технології прототипування засобів вихрострумового контролю, а також створення на її основі архітектури прототипу автоматизованої системи вихрострумового контролю. Вибір платформи Red Pitaya як зручного інструменту для прототипування автоматизованих систем був зроблений завдяки її функціональності, надійності та доступності. В цілому, стаття висвітлює переваги та перспективи використання платформи Red Pitaya в прототипуванні автоматизованих систем вихрострумового неруйнівного контролю. Детально розглянуто аспекти апаратного забезпечення Red Pitaya та його можливості для розширення функціоналу, що дає змогу створювати високоефективні та гнучкі системи контролю. Розглянуто питання сумісності Red Pitaya з іншими пристроями та аксесуарами, що значно підвищують її універсальність та адаптивність до різних вимог та застосувань. В статті наголошено на важливості використання в сукупності з Red Pitaya застосунку Jupyter Notebook як зручного інструмента для розроблення програмного забезпечення. Це сприяє полегшенню процесу створення та програмної реалізації складних алгоритмів опрацювання сигналів у системах вихрострумового контролю, забезпечує гнучкість у створенні нових програмних продуктів. Сучасні тенденції та перспективи розвитку вихрострумового контролю, потреби ринку та можливість адаптації до різних сценаріїв застосування враховані в запропонованій архітектурі прототипу автоматизованої системи вихрострумового контролю.Документ Відкритий доступ Вплив зовнішніх факторів на точність та надійність визначення електричних полів надмалої потужності(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Тичков, Д.В.; Волошко, О.В.В статті наведені результати експериментального дослідження впливу температури, відносної вологості оточуючого середовища, а також коєфіцієнта електромеханічної дії на процес визначення електричних полів надмалої потужності. Аналіз отриманих результатів дозволив встановити найбільш раціональні умови визначення силових (електричної напруженості) та енергетичних (розподілу поверхневого заряду та електричної ємності) параметрів таких полів з більш високою точністю та надійністю. В роботі запропоновано дослідний експеримент зі встановлення точності та надійності силових та енергетичних параметрів визначення електричних полів в умовах зміни кліматичних факторів та електромеханічного коєфіцієнта, реалізація якого відбулася на вимірювальному стенді, розробленому за участі авторів. Основним елементом такого вимірювального стенду є автоматичний пристрій визначення, збирання та оброблення інформації про розподіл силових та енергетичних параметрів електричного поля під чутливим елементом вимірювального давача. Отримані внаслідок експериментального дослідження результати дозволили встановити, що коєфіцієнт електромеханічного впливу має визначальний вплив на точність вимірювання електричних полів надмалої потужності. Показано, що збільшення коєфіцієнта електромеханічного впливу від 38 пН/В (кремній <111>) до 190 пН/В (п‘єзоелектрична кераміка PZT-8) веде до підвищення відносної похибки визначення електричного поля на 4,7 %. Встановлено, що зменшення температури до 20 0С з одночасним дотриманням відносної вологості з 38 % до 74 % веде до зменшення відносної похибки на 1,5-2,2 %. В той же час, зменшення температури з одночасним зменшенням відносної вологості веде до збільшення надійності визначення електричних полів (так, ймовірність безвідмовного вимірювання силових та енергетичних параметрів електричних полів підвищується на 18 %). Проведене порівняння результатів отриманих запропонованим методом з результатами, отриманими методом атомно-силової мікроскопії (в режимі вимірювання струмів витоку з робочих ділянок досліджуваних поверхонь), що показало сильну позитивну кореляцію між цими результатами, чим підтверджується об‘єктивність запропонованого методу та адекватність отримуваних результатів. Висновки та проаналізовані дані, отримані в статті за результатами експериментальних досліджень, можуть бути використані для створення системи автоматичного корегування похибки та нестабільності визначення силових та енергетичних параметрів електричних полів надмалої потужності з урахуванням обмежуючих зовнішніх впливів.Документ Відкритий доступ Дослідження впливу мольного складу на рухливість електронів в арсеніді алюмінію-галію(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Саурова, T. А.; Шпиченко, В. С.Вдосконалення технології вирощування багатокомпонентних напівпровідників та дослідження потенційних можливостей їх застосування сприяють розробці напівпровідникових приладів з покращеними характеристиками. Арсенід алюмінію-галію є перспективним трикомпонентним напівпровідником з точки зору відповідності кристалічних ґраток, що викликало всебічне дослідження матеріалу з метою створення на його основі високоефективних електронних та оптоелектронних приладів. Прогнозування перспектив створення приладів на основі тих чи інших матеріалів вимагає ґрунтовного знання насамперед їх електричних властивостей. Зазначимо, що у науково-технічній літературі недостатньо розкрито можливості моделювання рухливості електронів в арсеніді алюмінію-галію. Метою роботи є моделювання залежності рухливості електронів твердого розчину AlxGa1–xAs від мольного складу х. Моделювання проведено методом релаксаційних рівнянь; на основі тридолинної моделі зони провідності. Наведена методика та проведено чисельний експеримент з визначення залежності рухливості носіїв заряду від мольного складу х твердого розчину. Звертається увага на особливість моделювання процесів міждолинного нееквівалентного розсіювання, що відповідає суттєвому зближенню енергетичних долин один до одного. Отримано модельну залежність холівської рухливості електронів в AlxGa1–xAs у повному діапазоні значень мольного складу та зіставлено її з експериментальними результатами. Наведені додаткові результати моделювання, що сприяють розумінню процесів, які призводять до появи специфічної особливості залежності рухливості електронів від мольного складу AlxGa1–xAs. Визначено набір вихідних параметрів моделювання, який забезпечує хорошу відповідність до експериментальних результатів, розглянутих у роботі. Отримані результати чисельного моделювання відкривають можливості до додаткових досліджень властивостей арсеніду алюмінію-галію. Запропоновано методику моделювання залежності рухливості носіїв заряду від мольного складу для трикомпонентних твердих розчинів.Документ Відкритий доступ Дослідження впливу параметрів синтезу кремнієвих нанониток на характеристики фоточутливих сенсорів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Ліневич, Я. О.; Коваль, В. М.; Душейко, М. Г.; Сачевнік, В. Л.; Лакида, М. О.Проблематика. Фоточутливі сенсори широко застосовуються як у повсякденному житті в кліматсистемах, так і в засобах зв’язку та освітленості вулиць. Для покращення робочих параметрів фоточутливих сенсорів запропоновано використовувати кремнієві нанонитки (КНН). Велику кількість досліджень присвячено впливу технологічних параметрів синтезу на розміри КНН. Однак для ефективного використання КНН у складі сенсорів бракує дослідження впливу поверхневої морфології масиву КНН на електричні та фоточутливі параметри сенсорів на їх основі. Мета роботи. Метою даної роботи є синтез кремнієвих нанониток методом метало-стимульованого хімічного травлення (МАСЕ), дослідження їх поверхневої морфології та виготовлення фотодіодів на їх основі для встановлення впливу параметрів синтезу КНН на характеристики фоточутливих сенсорів з огляду на особливості їх будови. Результати досліджень. Синтезовано та досліджено фоточутливі сенсори діодного типу на основі КНН. Показано вплив наступних технологічних параметрів синтезу КНН на їх латеральну і вертикальну морфологію та робочі характеристики діодних сенсорів на їх основі: часу першого та другого етапу МАСЕ, вмісту нітриду срібла та перекису водню в розчинах першого та другого етапу МАСЕ, а також текстурування поверхні та обробки в ізотропному та анізотропному травниках. Максимальні робочі параметри одержаних фоточутливих сенсорів на основі масиву КНН були наступними: коєфіцієнт випрямлення 1320 та коєфіцієнт фоточутливості 3,1 мА/лмВ. Висновки. Одержані результати свідчать про те, що технологічні параметри першої та другої стадії МАСЕ та пре- і пост- хімічна обробка мають значний вплив на збільшення шорсткості поверхні, висоти і пористості КНН, що в свою чергу впливає на електричні та фоточутливі параметри сенсорів. Встановлено оптимальні параметри синтезу КНН для одержання максимальної фоточутливості.Документ Відкритий доступ Експериментальне оцінювання однорідності вихідних потоків оптичного випромінювання прямокутної форми при різних варіантах виконання вихідних ділянок світловодних насадок до медичної лазерної апаратури(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Комарова, О.С.; Холін, В.В.; Терещенко, М.Ф.; Павлов, С.В.; Розуменко, В.Д.; Посохов, М.Ф.; Івасенко, В.І.; Лапіна, С.М.У статті приведено результати дослідження однорідності потоків оптичного випромінювання прямокутної форми при різних варіантах виконання вихідних ділянок світловодних насадок. Під час проведення значної частини лікувальних маніпуляцій на основі лазерних впливів у медицині патологічні ділянки біотканини чи їх проєкції, які знаходяться на поверхні тіла, накриваються світловими плямами з контурами зазвичай у вигляді плоских геометричних фігур. Варіабельність виконання світлових плям за формою (коло, квадрат, прямо- кутник, трикутник, ромб тощо) і лінійними розмірами поперечного перерізу дозволяє підбирати форму та розміри світлової плями, яка охоплює певну конкретну патологічну поверхню з мінімальним захопленням інтактних ділянок тканини . Водночас, незалежно від форми та лінійних розмірів, світлові плями мають бути максимально однорідними. На сьогодні особливий інтерес представляє забезпечення оптичної однорідності прямокутних світлових плям. По-перше, подібні форми плям широко застосовуються при впливах у лазерній медицині. По-друге, у вихідних оптичних каскадах лазерної апаратури і периферійних світловодах, які підключаються до них, насамперед, використовуються оптичні волокна циліндричної форми з округлим поперечним перерізом оптичного по- току на виході. Метою даної роботи є оптимізація параметрів світловодних насадок лазерної медичної апаратури з вихідними потоками оптичного випромінювання прямокутної форми на основі оцінки рівномірності розподілу щільності потужності потоку при різних варіантах виконання вихідних ділянок насадок. У роботі досліджено оптичні потоки на виході трьох варіантів виконань дистальних ділянок світловодів. Світловоди було сформовано оптичними волокнами, у тому числі з використанням мікролінз на вихідних кінцях та задіафрагмовано канальними оптичними хвилеводами у вигляді прямокутних паралелепіпедів. Отримані на етапі фізичного моделювання експериментальні результати показують перспективність використання сферичних мікрооптичних елементів на вихідних кінцях оптичних волокон в поєднанні з діафрагмами прямокутної форми у вигляді канальних оптичних хвилеводів для отримання світлових плям прямокутної форми з високим рівнем оптичної однорідності.Документ Відкритий доступ Експериментальні дослідження характеристик перетворювання оптико-електронним модулем системи автоматичного контролю(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Півторак, Д.О.; Цибульник, С.О.Імітатори датчиків стану середовища використовуються для налаштування та контролю працездатності систем автоматичного керування технічними процесами. У ряді випадків в якості імітатора потенціометричних датчиків зручно використовувати перетворювач напруга-опір з оптико-електронним вихідним модулем на основі керованого фоторезистора. Розроблено оптико-електронний перетворювач напруги в опір, що має гальванічну розв'язку виходу і ліній- ну характеристику в заданому діапазоні зміни вихідного опору. Розроблений перетворювач дозволяє довільно задавати кутовий та вільний коєфіцієнти лінійного рівняння, що описує функцію відгуку перетворювача, та коректно імітувати роботу потенціометричного датчика стану контрольованого параметра. Розроблено та виготовлено діючий макет перетворювача, проведено експериментальне визначення його функції відгуку для різних значень вільного коєфіцієнта, напруги живлення та різних варіантів схемотехнічного виконання опти- ко-електронного модуля. Принцип дії перетворювача ґрунтується на зміні опору фоторезисторів під впливом оптичного випромінювання, що йде від керованого джерела. Макет перетворювача складається з оптичного та електронного блоків. В оптичному блоці встановлені джерело оптичного випромінювання та два одночасно спрямовані на нього фоторезистори. Сигнал з одного фоторезистора є вихідним, а сигнал з другого фоторезистора аналізується схемою керування, яка через регулятор яскравості синхронно змінює освітленість на світлочутливих ділянках фоторезисторів відповідно до рівня напруги керуючого та коригуючого сигналів. Експериментально визначена функція відгуку перетворювача на початковій ділянці має нелінійність у зоні низьких вхідних напруг, що визначається, насамперед, обмеженням яскравості світіння лампи та залежить від схеми її вмикання. Зона нелінійності в досліджуваному перетворювачі може бути суттєво зменшена внаслідок збільшення величини напруги живлення. У межах заданого діапазону зміни вихідного опору прямолінійної ділянки функції відгуку, вихідний опір перетворювача лінійно пов'язаний з величиною вхідної напруги, за результатами експериментальних вимірів за нормальних лабораторних умов, похибка перетворення не перевищила 0,3 %.