Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Формування структури, магнітних властивостей нанорозмірних плівок FePt(Pd) водневою термообробкою для магнітного запису інформації підвищеної щільності(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Макогон Юрій Миколайович; Makogon Iurii MykolayovichСтворені наукові засади прискореного формування нанорозмірних, термічно стабільних плівок на основі FePd, FePt з магнітно-твердою фазою L1о для застосування в якості середовища магнітного запису підвищеної щільності. Було оцінено і враховано вплив хімічного і механічного факторів водневого впливу на фазовий склад і структуру, а також фізичного фактору впливу на електронну структуру нанорозмірних плівок на основі FePt і FePd, легованих Au, Ag, Cu, та на їх магнітні властивості. Це дало можливість запропонувати новий науковий підхід щодо застосування водневої термообробки в нанорозмірних плівках на основі FePt(Pd) для обмеження небажаного впливу нанорозмірного фактору, що уповільнює упорядкування зі зменшенням товщини. Відпал у водні прискорює процеси дифузійного формування термостабільних, нанорозмірних, магнітно-твердих плівок FePt та FePd. Розроблено практичні рекомендації щодо застосування відпалу у водні для керування кінетикою і ступенем упорядкування при дифузійних процесах формування магнітно-твердоі фази L1о з необхідною орієнтацією кристалічної гратки з віссю легкого намагнічування с перпендикулярно, або паралельно площині плівки, великою енергією магнітокристалічної анізотропії та потрібними магнітними властивостями Hс, Ms, Mr. Застосування цих плівок в якості середовища магнітного запису дозволить підвищити щільність магнітного запису та стабільність зберігання інформації термоактивованим методомДокумент Відкритий доступ Фізика швидкісного електронно-променевого спікання гомогенних та гетерогенних високотемпературних матеріалів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Богомол, Юрій Іванович; Bogomol, IuriiРозробка присвячена швидкісному електронно-променевому спіканню пресовок з металевих та металокерамічних матеріалів на основі тугоплавких сполук. Встановлено основні закономірності структуроутворення в умовах електронно-променевого спікання металевих та металокерамічних матеріалів. Методами комп’ютерного моделювання проведено дослідження впливу пористості та пористої структури пресовок, спечених в умовах електронно-променевого спікання, на їх температурне поле та теплопровідність. Досліджено вплив параметрів електронно-променевого нагрівання на величину залишкових макронапружень та мікронапружень в матеріалі. Проведено аналіз напружено-деформованого стану пресовок, одержаних електронно-променевим спіканням та його впливу на процеси ущільнення. Показано, що наявність залишкових напружень має безпосередній вплив на проходження структурної та подальшої пластичної деформації порошкових пресовок різної природи. Встановлено, що механізми швидкісного ущільнення під час локального електронно-променевого нагрівання пресовок з металевих та металокерамічних матеріалів пов’язані з виникненням внутрішніх залишкових напружень в результаті термічного розширення матеріалу. Показано, що збереження цілісності заготовки і її інтенсивне ущільнення в умовах локального нагрівання стає можливим у випадку, коли термічне розширення в об’ємі циліндричної пресовки викликають напруження, що не перевищують межу міцності матеріалу. Одержані результати дозволили розробити основи принципово нової технології швидкісного електронно-променевого спікання багатофункціональних композиційних матеріалів на основі широкого спектру тугоплавких металів та сполук, що дозволить в перспективі вивести дану технологію на промисловий рівень, на відміну від існуючих технологій швидкісного спікання, які використовуються, здебільшого, тільки на лабораторному рівні.Документ Відкритий доступ Теоретичні та практичні засади забезпечення якості металографічного друку(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Киричок Петро Олексійович; Kyrychok PetroПроєкт спрямований на розв’язання важливої для держави науково-технічної проблеми забезпечення якості захищеної від підроблення поліграфічної продукції: створення наукових засад формування фарбових шарів металографічного друку (інтагліодруку), основного виду друку під час виробництва цінних паперів та документів суворого обліку (ЦПДСО), в т. ч. банкнот. На основі комплексу теоретичних та експериментальних досліджень закономірностей формування фарбового шару інтагліодруку на папері з водяними знаками, параметрів технологічного процесу, оптичних, тактильних, та експлуатаційних властивостей відбитків було розроблено наукові засади цілеспрямованого керування якістю захищеної від підроблення продукції. Реалізація проекту є підґрунтям нової концепції керування якістю інтагліодруку і удосконалення технологічних процесів поліграфічного виробництва. Вагомим прикладним результатом та практичною цінністю для безпеки фінансової системи України стане істотне підвищення якості поліграфічної продукції спеціального призначення. Авторами проекту проведено низку досліджень окремих напрямів забезпечення якості захищеної поліграфічної продукції, зокрема: а) створено наукові основи забезпечення зносостійкості банкнотної продукції, які доцільно розвивати і доповнити дослідженнями взаємного зв’язку особливостей утворення фарбових шарів інтагліодруку і експлуатаційних властивостей відбитків; б) розроблено моделі формування фарбових шарів на захищеному папері, які враховують вигляд елементів фарбового шару, їх положення на поверхні та в об’ємі паперу, залежність їх параметрів від технологічних факторів, параметри форм інтагліодруку DLE (профілю комірок нанесених лазерним гравіюванням). Урахування механізмів формування фарбових шарів, їх залежності від властивостей форм та інших технологічних факторів і взаємозв’язку з оптичними, тактильними, експлуатаційними властивостями відбитків стало підґрунтям нової концепції керування якістю поліграфічної продукції спеціального призначення.Документ Відкритий доступ Теоретичні і експериментальні дослідження наноструктурованих функціональних матеріалів перспективних для газових сенсорів та оптоелектроніки(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Горшков, В’ячеслав Миколайович; Gorshkov, VyacheslavРобота спрямована на створення, експериментальне та теоретичне вивчення наноструктурованих функціональних матеріалів на основі Si, Ge, C та ZnO з метою визначення їх фундаментальних властивостей для подальшого застосування цих матеріалів у оптичній та сенсорній електроніці, зокрема в якості електрично-активних елементів, функціональних тонких шарів, світловипромінюючих матеріалів в оптоелектронних пристроях, засобах візуалізації, світлової індикації та газових сенсорів та субхвильових оптичних мікромеханічних пристроїв. Розроблено технологічні методи приготування та виготовлено нанокомпозити SiO2:C:Zn, CDs@SiO2, водні розчини вуглецевих наноточок (CDs), мікропорошки та тонкі плівки ZnO:Н, тонкі плівки GO, а-С, a-C:H, a-C:N, та нанопоруваті графітоподібні плівки. Отримано характеристики сенсорної чутливості плівок відновленого GO та графітоподібних плівок. Встановлено, що за інтенсивність ФЛ наноструктур a-SiO2:C відповідають молекулярно-подібні вуглецеві кластери. Встановлено природу фотолюмінесценції (ФЛ) гідрофільних CDs. Визначено оптимальні температурні умови синтезу CDs. Вперше встановлено зв'язок між розміром CDs і провідністю нанокомпозитів CDs@SiO2. Встановлено, що sp3 кисень-центровані вуглецеві радикали відповідають за ФЛ у Zn(acac)2/C2H5OH. Встановлено, що у ZnO метан спричиняє не тільки включення водню, а також збільшує формування мілких донорів, пов’язаних із власними дефектами. Встановлено природу центрів, що відповідають за високу електропровідність мікророзмірного ZnO:H. Встановлено, що в залежності від орієнтації вісі нанодротів Si, Ge відносно їх внутрішньої кристалічної структури вони можуть розпадатися на упорядкований ланцюжок нанокрапель як з субкороткою довжиною фрагментів нанодроту на початковій стадії розвитку нестійкості, так і з супердовгою. Виявлено, що еволюція циліндричних нанодротів/пластин за температур, нижче температури плавлення, призводить до утворення стійких станів з вираженою модуляцією поперечного перерізуДокумент Відкритий доступ Створення теорії та схемотехнічних рішень немінімальнофазових планарних фільтрів зі змішаними зв’язками для засобів телекомунікацій(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Захаров,Олександр Віталійович; Zakharov, AlexanderОб'єктом дослідження є немінімально-фазові радіохвильові фільтри планарної конструкції (смужкові та мікросмужкові), які поряд з резонаторами відбивного типу містять резонатори прохідного типу, і в яких використовуються змішані електромагнітні зв’язки між резонаторами. Предмет дослідження ⎯ вплив змішаних коефіцієнтів зв'язку електромагнітного характеру на частотні характеристики більш складних немінімально-фазових планарних фільтрів, що має привести до створення нової теорії. За результатами НДР створено теорію планарних немінімально-фазових фільтрів третього та четвертого порядку для засобів телекомунікацій з різноманітними частотними характеристиками. Створено методики побудови зазначених фільтрів, які не використовують низькочастотні прототипи, а дозволяють безпосередньо обчислити схемні елементи. Запропоновано і проаналізовано нові конструкції планарних смугопропускаючих фільтрів (СПФ) з перехресними зв'язками, які характеризуються великим різноманіттям реалізованих частотних характеристик. Поряд з підвищеною односторонньою вибірковістю, вони можуть мати симетричну АЧХ з полюсом загасання, розташованим праворуч і ліворуч від смуги пропускання. Основу фільтрів складають пари близько розташованих один від одного східчасто-імпедансних резонаторів (SIR), електромагнітний зв'язок між якими носить змішаний характер, як ємнісний, так і індуктивний. Отримані експериментальні зразки нових планарних немінімально-фазових фільтрів третього та четвертого порядку для засобів телекомунікацій, та результати їх експериментального дослідження, які підтверджують теоретичні положення створеної теорії. По результатам роботи опубліковано 11 статей в журналах IEEE, які належать до першого квартиля Q1, 2 статті в журналах, які належать до другого квартиля Q2. Всього опубліковано 18 статей, які проіндексовані в наукометричній базі Scopus. Опубліковано 7 докладів в матеріалах міжнародних IEEE конференцій, що входять до наукометричної бази Scopus. За результатами НДР написано розділ книги: “Planar bandpass filters with mixed couplings”. Lecture Notes in Networks and Systems, 2021, що використовуватиметься для підготовки аспірантів за спеціальністю 172 Телекомунікації та радіотехніка. В роботі брали участь два здобувача наукового ступеня PhD і кандидата технічних наук, чиї дисертації близькі до завершення. За час виконання НДР сумарний індекс Гірша виконавців проєкту збільшився з h=13 до h=30, що сприяє покращенню показників КПІ ім. Ігоря Сікорського у світових рейтингах університетів.Документ Відкритий доступ Створення методів пластичного формоутворення конструкцій з нового зварювального сплаву системи Al-Mg-ПМ-РЗМ з високими механічними властивостями для авіакосмічного машинобудування(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Тітов, В. А.; Titov, Vyacheslav A.Створено методи забезпечення високих механічних властивостей при пластичному формоутворенні конструкцій з нового зварювального сплаву системи AlMg-ПМ-РЗМ для авіакосмічного машинобудування. Розроблено двостадійний підхід до деформування, коли на першій стадії виконується деформування в умовах великих деформацій зсуву для більш рівномірного перерозподілення фазових складових та зменшення величини розміру зерен – гомогенізації матеріалу за рахунок механічного впливу, а на другій стадії – формоутворення конструкції. Отримані базові знання щодо впливу пластичної деформації в реалізуємих процесах (пресування штаби, гаряче та холодне прокатування полоси) на модифікацію структури металу і фізико-механічні властивості матеріалу деталей. Розроблено рекомендації щодо корегування складових компонент в системі легування сплаву та запропоновано новий експериментальний алюмінієвий сплав системи Al-Mg-Cr-La. На основі отриманих знань розроблені методи проектування процесів і оснащення для реалізації технології виготовлення ефективних конструкцій з розробленого сплаву для виробів наукоємного машинобудування, в т.ч. газотурбінних двигунів, ракетної техніки, тощо. Впровадження технологій використання нового алюмінієвого сплаву для виробів наукоємного машинобудування забезпечило зниження матеріалоємності на 10-15%, підвищення корозійної стійкості на 12-17%, підвищення ресурсу використання в 1,5…2,0 рази. Новий алюмінієвий сплав пройшов апробацію на підприємствах ДП ЗМКБ “Прогрес” ім. академіка О.Г. Івченка та АТ “Мотор Січ”, м. Запоріжжя при виготовленні експериментальних деталей, що підтверджено відповідними актами.Документ Відкритий доступ Найменування розробки: Система енергозабезпечення високочастотних вентильноіндукторних двигунів дрона з багатокомірковими перетворювачами і просторово-часовою модуляцією(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Вербицький, Є. В.; Verbytskyi, I. V.Дрони широко використовуються для вирішення багатьох практичних задач. Основними параметрами дронів є дальність польоту, вантажопідйомність, швидкісні та маневрові характеристики. На даний момент найкращі технічні характеристики мають дрони з двигунами на постійних магнітах та літій-полімерними акумуляторами. Розміщення на роторі більшої кількості пар полюсів дозволяє зменшити габарити двигуна при збереженні такого ж моменту, однак потребує використання складніших, просторово-часових законів модуляції напруги та багатоканальних перетворювачів електричної енергії, що дещо збільшує масу системи енергозабезпечення системи, тому через складність і невеликий виграш у масі на практиці не використовується. Запропонована конструкція вентильноіндукторного двигуна має значно меншу масу його за рахунок роботі на підвищеній частоті, що дозволяє зменшити масу двигуна в декілька разів. Метою розробки є покращення технічних показників дронів: дальності польоту, вантажопідйомності завдяки вдосконаленню електричної та електро-механічної систем; спільне використання декількох джерел енергії. Завдання, на вирішення яких спрямовано проект включають: розробка топології перетворювача з двонаправленим передаванням енергії та підвищеною струмовіддачею для комбінованого джерела енергії акумулятор-суперконденсатор; аналіз і розробка нових багатокоміркових топологій перетворювачів електроенергії та алгоритмів керування ними для формування просторово-часової модуляції напруги живлення обмоток вентильно-індукторного двигуна; вибір структури та реалізація запропонованої конструкції вентильно-індукторного двигуна, що працює на проміжній підвищеній частоті; узгодження режимів роботи джерел електричної енергії і двигуна та забезпечення їх електромагнітної сумісності.Документ Відкритий доступ Сенсорні засоби моніторингу довкілля та технологічні засади очищення водного середовища на основі новітніх нанодисперсних адсорційних матеріалах(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Лінючева, Ольга Володимирівна; Linyucheva, OlgaРозроблено технологічні засади одержання новітніх адсорбційних наноматеріалів: магнітокерованих сорбентів, нанокомпозитів з каталітичними та фотокаталітичними властивостями (TiO2, ZrO2, Ag2O, SnO2, MnO2, RuO2, Pt, Au, Ag, Co2O3•Co3O4). Виявлено механізм та розроблені технологічні засади взаємодії запропонованих наноматеріалів з речовинами-полютантами на фоні їх багатокомпонентних сумішей. Створено та виготовлено експериментальні зразки хімічних сенсорів для визначення розчиненого кисню в воді, газів-полютантів та газів, що є продуктами їх технологічної деструкції із застосуванням нових нанодисперсних матеріалів з високою хімічною спорідненістю (сенсори СО та СО2 для повітряного середовища); розроблені та затверджені їх технічні описи; складено технологічний регламент та прописана технологія виготовлення чутливих елементів сенсорів. Розроблено оn-line метод моніторингу на основі безеталонної системи визначення концентрації кисню в водному середовищі, як одного з основних агентів технологій знешкодження органічних речовин у стічних водах, а також для підвищення стабільності функціонування вимірювальної системи газоаналізаторів за присутності широкого спектру полютатнів, які здатні отруювати металооксидні каталітичноактивні електроди/каталізатори створених сенсорів. Обґрунтовано ресурсоефективність та екологічність схеми кондиціювання стічних вод до вимог їх скидання або повторного використання в промисловості. Створено комплекс технологічних засад очищення стічних вод та контролю їх безпечності й ефективності з застосуванням нових адсорбційних наноструктурованих матеріалів. Комплекс досліджень є міждисциплінарним та відрізняється новизною комплексного підходу щодо використання новостворених наноматеріалів одночасно як в якості сорбентів технології водоочистки стічних вод, так і в якості чутливих шарів електродів в сенсорних технологіях від існуючих, в яких пропонуються лише окремі технічні рішення і тільки для одного напрямку.Документ Відкритий доступ Розроблення технічних рекомендацій по створенню процесів приготування термопластичних полімерних композиційних матеріалів та формування інтелектуальних виробів з них(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Сівецький, В. І.; Sivetskyi, V. I.В результаті виконання роботи розроблена нова технологія виготовлення інтелектуальних полімерних композиційних матеріалів з використанням датчиків, що забезпечують можливість отримання достатнього рівня інформації про стан полімерної композиції та виробів з них для виготовлення на їх основі відповідальних конструкційних виробів. Шляхом числового моделювання встановлені раціональні технологічні параметри процесів введення інтелектуальних датчиків у термопластичний полімерний матеріал методами інжекції та змішування, їх результати підтверджено експериментально. Розроблено технології та удосконалене обладнання для введення інтелектуальних датчиків у термопластичний полімерний матеріал в процесах лиття під тиском, 3D-друку та екструзії. На них було отримано патенти України. Розроблено та обґрунтовано числовим моделюванням схему електростатичного методу неруйнівного контролю стану інтелектуальних датчиків у полімерному виробі в залежності від глибини розташування, властивостей матеріалу та геометрії. Запропоновано оптимальну конструкцію сенсора для контролю стану інтелектуальних датчиків у полімерному виробі. Створено експериментальну установку з дослідження інжекційної технології отримання інтелектуальних полімерних композиційних матеріалів методом екструзії, розроблено методику експериментальних досліджень. Експериментально визначено залежності глибини занурення твердих частинок і потоків полімерної суміші від швидкості потоку, співвідношення в’язкостей і кута нахилу інжекційного пристрою. Досліджені технології та розроблені способи введення інтелектуальних датчиків у термопластичні полімерні матриці при виготовленні відповідальних конструктивних деталей. Встановлені ефективні технологічні параметри процесів введення інтелектуальних датчиків в полімерну композицію.Документ Відкритий доступ Розроблення техніко-технологічних схем та систем керування теплозабезпечення населених пунктів на основі термодинамічних підходів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Волощук, В. А.; Voloshchuk, V. A.Розроблено та удосконалено методологічне, математичне, алгоритмічне та програмне забезпечення для обґрунтування структури, параметрів, режимів роботи нових і вдосконалених рішень в системах теплозабезпечення населених пунктів на основі залучення відновлюваних джерел енергії та енергоефективних технологій (будинки з низьким споживанням енергії, низькотемпературні системи опалення та високотемпературні систем охолодження, теплонасосні та когенераційні установки, акумулятори теплоти, тощо). Вдосконалено критерії поєднання ексергетичного, економічного та екологічного оцінювання (традиційного та поглибленого) систем теплозабезпечення з урахуванням змінних режимів роботи компонентів системи та різного співвідношення параметрів відліку (вище, нижче, перетинає), відносно яких розраховуються критерії ексергетичного аналізу. Розроблено та реалізовано математичні та комп’ютерні моделі перспективних та інноваційних рішень в системах теплозабезпечення, методи та засоби реалізації цих моделей з урахуванням запропонованих критеріїв ексергетичного оцінювання та із застосуванням сучасних інформаційних технологій («хмарні» розрахунки, цифрові «двійники», предиктивна діагностика та керування, тощо). На основі реалізованих чисельних досліджень обґрунтовано параметри, структуру, характеристики, технічні й технологічні рішення систем теплозабезпечення на етапах їх створення та оперативного керування для підвищення їх енергетичної, економічної та екологічної ефективності.Документ Відкритий доступ Розроблення інноваційних технологій штампування гільз для артилерійських снарядів для промислових підприємств України(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Калюжний, В. Л.; Kaliuzhny, V. L.Проект присвячений розробленню новітніх, конкурентоспроможних технологій та конструкцій штампового оснащення для виготовлення гільз артилерійських снарядів, що є актуальним для підвищення обороноздатності України. Розроблення технологій було виконане в двох напрямках. Перший напрямок включає підвищення продуктивності та зниженні собівартості за рахунок використання останніх напрацювань по гарячому видавлюванню порожнистих напівфабрикатів та по гарячому і холодному штампуванню витягуванням з потоншенням та формоутворення обтиском на кінцевій операції. При цьому підвищення продуктивності та зниження собівартості виготовлення забезпечується суттєвим скороченням (в 2-3 рази) кількості переходів витягування з потоншенням і обтиску з одночасним підвищенням стійкості деформуючого інструменту, а також зниженням витрат металу до 10-15% на кожному виробі. Такий напрямок стосується виготовлення сталевих та латунних гільз. Другий напрямок включає використання останніх досягнень по холодному видавлюванню порожнистих латунних напівфабрикатів, які забезпечують зниження зусилля видавлювання до 30%, підвищення стійкості деформуючого інструмента в 1,5 разів та збільшення ступеню деформації до 20% на цьому переході. Це разом із застосуванням деформуючого інструменту спеціального профілю приведе до скорочення в 2 рази кількості переходів холодного витягування з потоншенням та використання тільки однієї кінцевої операції холодного обтиску. Розроблено інноваційні технологічні процеси та конструкції штампового оснащення для штампування латунних і сталевих заготовок гільз малого, середнього та великого калібру, які забезпечують підвищення продуктивності виготовлення і зниження їх собівартості та дозволяють застосувати виробництво вказаних виробів на існуючих вітчизняних підприємствах. Методом скінченних елементів створено математичні моделі, проведено комп’ютерне моделюванням та встановлено конструктивні, технологічні та фізико-механічні параметри переходів штампування заготовок гільз. Виявлено силові режими штампування, питомі зусилля на деформуючому інструменті, форми і розміри напівфабрикатів на переходах штампування та кінцеві форми і розміри заготовок гільз. Для гільз малого діаметра встановлено можливість штампування за чотири переходи взамін шести-восьми переходів по існуючій технології. Розроблено нову технологію виготовлення із маловуглецевої сталі заготовки гільзи середніх розмірів з використанням чотирьох переходів штампування замість шести по існуючій технології, а саме: гарячого зворотного видавлювання, двох переходів холодного витягування з потоншенням, калібрування та обтиску. Створено інноваційну високопродуктивну та ресурсозберігаючу технологію виготовлення із латуні заготовки гільзи великого калібру, сутність якої полягає в застосуванні витягування з потоншенням замість ротаційного видавлювання, що забезпечило суттєву економію металу на одній заготовці.Документ Відкритий доступ Розробка енергоефективних технічних рішень з модернізації обертових печей електродного виробництва із частковою заміною природного газу на сингаз(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Карвацький, А. Я.; Karvatskii, Anton Ya.Обґрунтовано спосіб газифікації з найвищим значенням величини теплотворної здатності синтетичного газу та прототип обладнання для прожарювання вуглевмісного сипучого матеріалу. Розроблено математичну модель процесу газифікації сипкого вуглецевого матеріалу в барабані-охолоджувачі обертової печі, що базується на континуальнодискретному формулюванні взаємодії суміші реагуючих газів з дискретною твердою фазою із врахуванням турбулентного режиму течії і теплового випромінювання. Сформульована математична модель включає тринадцять глобальних реакцій, з яких чотири – гетерогенні і дев’ять – гомогенні. Розроблено математичну модель процесу горіння синтез-газу разом з природним у робочому просторі обертової прожарювальної печі в континуальному формулюванні, що потрібна для визначення енергетичної ефективності застосування процесу газифікації. З використанням розроблених математичних моделей отримано закономірності процесів газифікації в барабаніохолоджувачі та горіння синтез-газу разом з природним у робочому просторі обертової печі. Розроблено технічні рішення з термооброблення вуглецевмісного наповнювача електродної промисловості в обертових печах з частковим заміщенням природного газу синтез-газом та рекомендації щодо модифікації конструкцій термічного обладнання і технологічних регламентів його експлуатації. Розроблені технічні рішення включають ескізні проєкти газифікатора-охолоджувача обертової печі, який представляє собою модернізоване діюче обладнання барабана-охолоджувача, та водоохолоджуваного пальникового пристрою для спалювання синтез-газу разом з природним без попереднього змішування в обертовій прожарювальній печі. На промисловій обертовій печі для прожарювання сипучих вуглевмісних матеріалів (антрациту, нафтового або сланцевого коксу) отримано дані експериментальних досліджень, що підтверджують ефективність розроблених технічних рішень.Документ Відкритий доступ Дослідження теплогідравлічних процесів в елементах систем тепловідведення для перспективних об’єктів атомної енергетики(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Письменний Євген Миколайович; Pis’mennyi Ye. N.Постановка і проведення даної роботи обумовлені: 1) неприйнятною невизначеністю температурних режимів тепловиділяючих елементів (твелів) перспективних реакторів в умовах, близьких до погіршеної тепловіддачі (ПТВ); 2) практичною неможливістю досліджувати температурні режими тепловидільних збірок в реальних умовах ядерних реакторів (ЯР); 3) посиленням пріоритетної орієнтації на пасивні методи тепловідведення в атомних енерготехнологіях; 4) необхідністю підвищення ефективності і надійності перспективних пасивних систем тепловідведення випаровувально-конденсаційного типу (ВКТ); 5) необхідністю підвищення точності визначення і прогнозування меж режимів нормального функціонування зазначених систем. Для концепції ЯР з надкритичними параметрами (НКП) теплоносія дуже важливим є прогнозування погіршеного тепловіддачі, а також впливу цього явища на основні характеристики перспективної активної зони. Виділені дві основні проблеми, які стосуються методів прогнозування характеристик ПТВ: проблема застосування неявних емпіричних залежностей і проблема «ускладнення» постановок при моделюванні за допомогою методів обчислювальної гідродинаміки (CFD). Основна ідея, яка стосується CFD в контексті виконаної роботи, полягає в тому, щоб, базуючись на відносно простих і економічних RANS моделях турбулентності, оцінити їх можливості з точки зору адаптації до умов нелінійного теплообміну при НКП. Обрано три моделі турбулентності, серед яких дві двопараметричні (RNG та SST) і однопараметрична – EVT, які валідовані (кваліфіковані) на основі комплексних зондових досліджень структури турбулентного потоку двоокису вуглецю з урахуванням підйомної сили. Основною метою даного аналізу була оцінка «чутливості» транспортних рівнянь турбулентних характеристик, а також можливості універсальних пристінкових функцій (УПФ). В результаті досліджень обрані моделі кваліфіковано як з точки зору їх прогнозних властивостей, так і їх можливої адаптації для задач теплообміну з надкритичними параметрами. На основі експериментальних досліджень КПІ ім. Ігоря Сікорського на 3-ох та 7-ми стрижневих збірках з водою НКП розроблені відповідні CFD моделі і проведено оцінку їх прогнозних властивостей в умовах ПТВ. Проаналізовано вплив кількісних та якісних відмінностей між розрахунками та експериментом на напружений стан імітаторів твел. Запропонована адаптація УПФ в контексті створення спеціальної температурної пристінкової функції (СПФ). Отримано трансцендентну залежність для оцінки температури стінки на основі розподілу основних характеристик потоку в пристінковій області при використанні high-Re моделей турбулентності. Запропонована температурна СПФ дозволяє отримувати прогнозні температурні поля для режимів ПТВ. Запропонована оригінальна процедура вирішення системи нелінійних диференційних та трансцендентних рівнянь, яка базується на відомому методі передаточних матриць (ТММ). Переваги теплогідравлічної реалізації ТММ продемонстровані на основі неявних кореляцій. На основі проведеного CFD дослідження запропонована методика аналізу впливу ПТВ на напружений стан перспективних збірок. Реалізований інструментарій може застосовуватися при проєктуванні перспективних активних зон. Стосовно до теплопередавальних пристроїв ВКТ як перспективних елементів пасивних систем тепловідведення і теплового захисту в ядерній енергетиці, виявлено закономірності впливу вихідних структурних параметрів на специфічні структурні характеристики, характеристики гідравлічного опору, капілярний тиск та капілярнофільтраційні властивості ефективних пористих металоволокнових капілярних структур (МВКС) для теплопередавальних пристроїв ВКТ, та отримано розрахункові залежності для визначення зазначених характеристик і властивостей. В результаті дослідження процесів, обмежуючих теплопередавальну здатність випаровувально-конденсаційних пристроїв за умовами капілярного транспорту при одномірній фільтрації проміжного теплоносія та при взаємодії капілярних і масових сил, виявлено закономірності впливу характеристик МВКС, теплофізичних властивостей теплоносія, геометричних параметрів пристрою, його орієнтації в полі масових сил на граничні теплові потоки, та на цій основі отримано залежності для визначення граничних теплових потоків, а також оптимальних структурних параметрів МВКС з точки зору забезпечення екстремальних (максимальних) величин граничних теплових потоків. Для підвищення точності визначення капілярно-транспортного обмеження теплопередавальної здатності запропоновано двомірну модель фільтрації в капілярній структурі теплопередавального елемента (ТЕ) ВКТ. Для підвищення теплопередавальної здатності ТЕ ВКТ запропоновано і реалізовано капілярно-артеріальну систему в трьох зонах, а також створення капілярно-артеріальної системи в зоні випаровування, відокремлених каналів для пари і конденсату в транспортній зоні та організацію супутнього руху потоків у зоні конденсації. Розроблено технологічні процеси створення ТЕ ВКТ з металевими КС волокнової будови із заданими характеристиками. Розроблено технологічні рішення зі створення ТЕ із зміненням параметрів КС за напрямками капілярної фільтрації. Розроблено схемно-конструктивні рішення щодо надійних та ефективних пасивних випаровувальноконденсаційних систем (ВКС) для тепловідведення при аваріях із втратою теплоносія, які захищені патентами України.Документ Відкритий доступ Розвиток основних положень проектування маніпуляторів мобільних роботів спеціального призначення адаптованих для роботи з небезпечними об’єктами(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Струтинський Василь Борисович; Strutinsky VasylЗапропонована концепція розвитку теорії проектування маніпуляторів мобільних роботів на основі висунутої ідеї про розділення процесів на різнорідні групи – макропроцеси та мікропроцеси. Застосовані ефективні теоретичні методи досліджень робочих процесів на основі стохастичних тензорних полів, узагальнених функцій та гвинтового числення, адаптованих до задач дослідження маніпуляторів мобільних роботів. Здійснено розвиток теорії проектування маніпуляторів мобільних роботів спеціального призначення у напрямку вдосконалення їх геометричних, силових статичних, кінематичних та динамічних характеристик. Обґрунтовано суттєве підвищення точності маніпуляторів із врахуванням параметрів небезпечних об’єктів , впливу різноманітних дорожніх умов та динамічних процесів випадкового характеру, що мають місце в маніпуляторах мобільних роботів. Визначені динамічні навантаження на мобільні роботи при пострілі та при чергах пострілів. Враховані процеси обумовлені просадкою ґрунту та факторами, що визначають живучість військових роботів при дії на них ударних навантажень. Встановлені особливості робочих процесів гусеничного рушія та надані рекомендації по компенсації негативного впливу приводів ходової частини на показники динамічної точності та ефективності маніпуляторів мобільних роботів. Теоретичні положення підтверджені розробленням і апробацією ряду експериментальних зразків мобільних роботів .зокрема :з маніпулятором важільного типу; з оптичною системою точного позиціонування; з маніпулятором на основі механізмів з паралельними кінематичними структурами.Документ Відкритий доступ Новітні ефективні технології кондиціювання біохімічно оброблених стічних вод для повторного промислового використання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Косогіна, І. В.; Kosogina, I.Створено аналітичну довідку щодо основних методів кондиціонування стічних вод. Проведено аналіз усередненого складу стічних вод. Підібрано раціональні умови синтезу нових спеціалізованих реактантів для очищення і електрохімічної стабілізаційної обробки промислових і комунальних біологічно підготовлених стічних вод. Розроблено нову методику проведення електрохімічних досліджень процесів формування накипу і регулювання товщини і структури фазового мікрошару на поверхні металів при стабілізаційній обробці стічних вод. Визначено корозійні характеристики маловуглецевої сталі при різних температурних умовах з інгібітором та окисником при стабілізаційній обробці стічних вод. Встановлено параметри комбінованої дії УЗ і нових стабілізаційних реагентів на доочищену воду з метою утворення міцного фазового мікрошару з антикорозійними захисними властивостями. Виявлено основні закономірності процесів очищення модельних та реальних стічних вод від окремих полютантів та їх сукупності одиничними реактантами та раціональною їх комбінацією. Запропоновано метод комбінованої дії протинакипного та протикорозійного захисту металу теплообмінного обладнання. Визначено закономірності формування захисних шарів на поверхні теплообміну під дією ультразвуку в залежності від частоти і потужності при спільній спрямованій дії антискалантів та демінералізаторів. Встановлено механізм взаємодії окремих реагентів та їх науково обґрунтованої сукупності з полютантами різної природи і генезу стічних вод. Розроблено технологічні параметри процесу очищення різного складу вод запропонованими новими реагентами до нормативних вимог їх повторного і оборотного використання в промисловості, теплоенергетиці і в агрокомплексі. Запропоновано технологічну послідовність використання отриманих реактантів водоочищення в технології кондиціювання стічних вод для повторного їх використання.Документ Відкритий доступ Науково-технічні засади створення приладів контактного зварювання біологічних тканин імпульсами постійного струму(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Бондаренко О. Ф.; Bondarenko OleksandrЗа результатами виконання науково-дослідної роботи визначено умови для отримання якісних з’єднань в процесі контактного зварювання біологічних тканин електричними імпульсами. Проаналізовано залежності показників якості зварних з’єднань від використовуваної форми зварювальних імпульсів, яка характеризується законом зміни струму (або потужності), амплітудою і тривалістю. Сформульовано принципи узгодження електричних параметрів зварювальних імпульсів з електрофізичними та електрохімічними процесами в навантаженні, що встановлюють закономірності між зміною параметрів використовуваних імпульсів і клітинними процесами в біологічних тканинах. Розроблено рекомендації щодо вибору режимів роботи приладів контактного зварювання м’яких біологічних тканин в залежності від конкретних умов зварювання та медико-технічні вимоги до такого обладнання. Встановлено закономірності розподілу струму в медичних інструментах для реалізації зварювання біологічних тканин та розроблено їх нові конструкції. Запропоновано нові та вдосконалені методи та алгоритми керування для приладів контактного зварювання м’яких біологічних тканин, які забезпечують високу точність формування зварювальних імпульсів і базуються на використанні кількох каналів регулювання за найбільш істотними параметрами, як, наприклад, зміна електричного опору і геометрії зварюваних біологічних тканин, потужність зварювального струму в контакті та інші. Запропоновано ефективні та гнучкі модульні схемні топології для побудови основних вузлів зварювальних приладів та їх математичні моделі. Досліджено електромагнітні процеси та визначено умови стійкості перетворювачів, а також раціональні параметри для її забезпечення. В результаті виконання науково-дослідної роботи захищені дві дисертації на здобуття ступеня PhD та підготовлена до захисту одна докторська дисертація. Результати науково-дослідної роботи використовуються в навчальному процесі кафедри електронних пристроїв та систем і кафедри біомедичної інженерії.Документ Відкритий доступ Дослідження та випробування льотної моделі університетського наносупутника PolyITAN-3-PUT формату Cubesat для дистанційних спостережень Землі(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Рассамакін Борис Михайлович; Rassamakin Boris MikhailovichПроведено удосконалену розробку та моделювання, виготовлення та дослідження підсистем - енергоживлення, навігації та орієнтації з маховично - електромагнітним виконуючим механізмом та датчиками визначення координат Сонця, швидкісного радіозв'язку та телеметрії, оптоелектронного сканера, управління та обробки даних - льотної моделі наносупутника (НС) PolyITAN-3-PUT формату 3U CubeSat для дистанційних спостережень Землі.Документ Відкритий доступ Удосконалення шляхів розвитку людського капіталу як фактор підвищення мобілізаційного потенціалу України(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Чолій С. В.; Choliy SerhiyВстановлено, що основною загрозою зниження мобілізаційного потенціалу України виступають загальносвітові тенденції лібералізації стосунків держави та підданих громадян. Незалежно від форми державного устрою державні інститути мають контролювати населення для забезпечення мобілізаційної готовності, чого зараз в Україні не спостерігається. Переважна частина української молоді не бажає брати участі у військовій службі, а подекуди – і в інших формах діяльності з захисту своєї країни. Основним механізмом підвищення мобілізаційного потенціалу виступає підвищення ефективності роботи державного механізму. Зокрема, необхідно зробити акцент на рівноправності громадян, створенні загальнодержавної концепції патріотизму, стимулюванні молоді до бажання залишитися жити в Україні. Найбільш очікуваним соціальним трендом розвитку, який обмежуватиме можливості країни для мобілізації, є загальна лібералізація громадського та суспільного життя та втрата державними механізмами можливості контролю над населенням. Зміна у структурі суспільства та акцент на правах, а не обов’язках громадян, призводить до того, що в Україні встановлюється загальноєвропейський тренд домінування особистої свободи. Лише цілеспрямована та послідовна політика держави може змінити цю тенденцію, зважаючи на актуальність військової загрози територіальній цілісності та суверенітету країни.Документ Відкритий доступ Технологія та обладнання для термічної дистиляції рідких відходів в замкнутих системах життєзабезпечення(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Ріферт, В. Г.; Rifert, V. G.Розроблено нову технологію отримання чистої води з рідких відходів в замкнутих системах життєзабезпечення та обладнання для її реалізації. Основними елементами системи є оригінальний відцентровий дистилятор (ВВД), що забезпечує працездатність системи при довільній орієнтації сил гравітації, а також в невагомості, з інтенсифікованими процесами тепломасообміну та термоелектричний тепловий насос, який зменшує питоме енергоспоживання системи. Були отримані уточнені залежності для розрахунку теплообміну при випаровуванні плівки розчину, з якого вилучається очищена вода, та конденсації водяної пари, отриманої при випаровуванні вихідного розчину в полі дії відцентрових сил, які лежать в основі методики розрахунку та конструювання системи очищення води на необхідну продуктивність. Розроблено нову математичну модель оптимізованої системи термічної дистиляції, яка базується на уточнених даних з теплообміну при конденсації та випаровуванні на поверхнях різної конфігурації в полі дії відцентрових сил. Конструкція відцентрового вакуумного дистилятора оснащена вбудованими насосами на базі трубки Піто-Прандтля, які забезпечують необхідні переміщення робочих рідин в системі дистиляції та в елементах ВВД без використання інших насосів. Відпрацьовано можливі схеми підключення термоелектричного теплового насосу (ТТН) в системі з відцентровим дистилятором, при застосуванні гібридних методів рекуперації енергії (багатоступінчатість та ефект Пельтьє). Вперше були визначені умови запобігання відкладенням кристалів розчинених речовин при плівковій течії рідини по поверхні, що обертається. Розроблена нова конструкція кінцевого конденсатора дистилятора, яка підвищить ефективність використання в системі ТТН. Розроблено нову технологію очищення розчину з використанням кристалізації розчинених речовин, яка підвищить коефіцієнт регенерації води.Документ Відкритий доступ Створення проривних технологій виробництва деталей складної форми з композиційних матеріалів для екстремальних умов експлуатації(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Шемет В. Ж.; Shemet Volodymyr Zh.Розроблено основи нетривіальних адитивних технологій 3D–друку та холодного газодинамічного напилення (ХГН) для виготовлення виробів складної форми з металокерамічних та керамічних композитів, а також із нового класу багатокомпонентних металевих сплавів, що докорінно різняться від існуючих аналогів витратних способів ливарного виробництва, які до того ж неспроможні забезпечити рівень властивостей матеріалу, необхідний для роботи при температурах вищих за 600 °С, в умовах швидкісного багаторазового нагрівання-охолодження (1500 град/хв.), циклічних навантажень та в агресивному окислювальному середовищі. Розроблені технології базуються на запровадженні поетапного виробничого циклу, який включає: 1) виготовлення порошків із композиційних металокерамічних матеріалів та високоентропійних сплавів (ВЕС) з композиційною структурою для подальшого використання в методі пошарового 3D-друку або ХГН; 2) виготовлення каркасної заготовки з наперед заданою геометрією, пористістю та морфологією пор шляхом пошарового 3Dдруку отриманих порошків або формування композиційного матеріалу методом ХГН; 3) виготовлення деталей шляхом просочування матричним розплавом пористих каркасних заготовок або моделей-прототипів з отриманням композиту багаторівневої ієрархічної структури. Виготовлення каркасу за допомогою пошарового 3D-друку порошків відкриває можливість варіювати вмістом армуючої фази в широких межах і виготовляти із високотемпературних матеріалів надлегкі вироби надскладної форми в умовах відносно низьких температур, що натепер є недосяжним для жодного відомого методу. Встановлені оптимальні технологічні параметри (хімічний та фазовий склад, структура вихідних матеріалів, потужність та тривалість впливу лазерного пучка; товщина шару порошку; спосіб його подачі; температура та час нагріву, швидкість друку, температурночасові параметри та спосіб просочування, розмірні характеристики армуючого каркасу) процесу виготовлення каркасних матеріалів, що забезпечують найвищі експлуатаційні характеристики. Вперше в світовій практиці експериментально обґрунтована можливість консолідації порошку ВЕС з високою твердістю (7,6-10 ГПа) при повному збереженні наноструктурного стану та фазового складу внаслідок застосування інноваційної техніки ХГН.