Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
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.Документ Відкритий доступ Створення принципово нових "гібридних" каркасних матеріалів для підвищення стійкості електродів та продуктивності технології контактного зварювання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Солодкий Є. В.; Solodkyi I. V.Встановлено закономірності формування каркасних матеріалів в системі LaB6- TiB2-Cu. Встановлення впливу технологічних параметрів процесу отримання в умовах іскроплазмового спікання та модифікації поверхні керамічних армованих частинок на структуру, механічні та електричні властивості тугоплавкого каркасу. Методом іскроплазмового спікання при температурах 850 °С-1100 °С було отримано композити (LaB6- TiB2)-Cu, з вмістом тугоплавкої сполуки 2,5-70 об.%. Встановлено, що вміст тугоплавких частинок LaB6-TiB2 сферичної форми у кількості понад 30 об.% забезпечує формування безперервного каркасу в процесі іскроплазмового спікання порошкових сумішей. Показано ефективність зміцнення границь розділу між мідною матрицею та керамічними частинками шляхом армування волокнами ТіВ2. Експериментально показано, що за рахунок армування границі розділу міцність «гібридного» каркасного матеріалу зросла з 255±15 МПа до 496±25 МПа. Зміцнення відбувається за рахунок участі керамічних високоміціних частинок в процесі руйнування. Встановлено, що металокерамічні композити мають електроопір (1,09- 5,76 мкОм·см) на рівні традиційних електродів із міді, легованої цирконієм, нікелем чи хромом при цьому їх твердість та міцність перевищує аналоги на 60 та 70 %, відповідно. Встановлено вплив експлуатаційних умов точкового зварювання на структуру, хімічний та фазовий склад виготовлених електродів було виконано випробування 3-х пар електродів з різною кількістю високоміцної керамічної фази. Випробування проводили на змінного струму. Робоча поверхня електроду становила 4 мм. Контроль структури, хімічного і фазового складу проводили кожні 100 циклів. Виготовлено, що після 500 циклів роботи зміна хімічного складу та структури не відбувається.Документ Відкритий доступ Створення дистанційно керованої платформи мобільного робота розмінування високої прохідності і маневреності(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Збруцький О. В.; Zbrutsky AleksandrРозроблена концепція створення малогабаритних універсальних базових шасі робота високої прохідності та маневреності, яка поєднує мінімізацію габаритів і ваги мобільних роботів, здешевлення у виробництві робототехнічного комплексу завдяки зниженню ресурсо- та матеріало- ємності, значне розширення сфери використання мобільних роботів на сфери, де традиційна великогабаритна техніка не може бути застосована, реалізація якої базується на застосуванні кінематичних схем шасі, що забезпечують високу прохідність на пересіченій місцевості та у будинках з можливістю долання типових перешкод (ескарпу, залізничної рейки, сходових маршів, розворот на місці, прохід у дверні перерізи). Показано, що найбільш досконалими та перспективними є дві кінематичні схеми шасі високої прохідності, які здатні здолати усі типові перешкоди практично без зростання власних габаритів - це два типи 8 колісних 4 важільних шасі з важелями що обертаються (перекидаються), в яких відрізняється розташування вісі обертання важелів - посередині, або співвісне з одним із коліс. Вибір колісного рушія шасі перед гусеничним забезпечує максимальний запас ходу шасі. На основі проведених комплексних досліджень вперше запропоновано поєднання наземного дистанційно керованого шасі з безпілотною авіаційною системою на створений аеромобільний роботизований комплекс, який може мати застосування в різних сферах. Ефективність концепції перевірено на створених та випробуваних експериментальних зразках колісних шасі та комплексованого аеромобільного роботизований комплексу. Розроблене універсальне шасі високої прохідності та маневреності являє собою базову платформу для розробки, конструювання і виробництва різноманітних дистанційно керованих робототехнічних комплексів широкого призначення: для роботи при аваріях та надзвичайних ситуаціях, виконувати завдання на пересіченій місцевості, завалах, в будинках, з можливістю пройти в двірні прорізи кімнат і здолати сходові марші поверхів і підвалу.Документ Відкритий доступ Система для ультразвукового кавітаційного очищення води(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Гришко І. А.; Gryshko IgorВиконано аналіз існуючих кавітаційних технологій та ультразвукового кавітаційного технологічного обладнання та з’ясовані можливі шляхи підвищення ефективності технологічних процесів за рахунок створення кавітаторів з високою інтенсивністю ультразвукових коливань. Виявлені основні типи мікроорганізмів які можуть бути присутні у бактеріально забрудненому середовищі. Проведені попередні мікробіологічні дослідження впливу ультразвукової кавітації на мікроорганізми з отриманням відповідних актів. Розроблені математичні моделі дали можливість провести чисельне моделювання роботи концентраторів акустичних коливань у рідкому середовищі. Розроблена гідравлічна схема дала можливість провести відповідні дослідження для випробування впливу ультразвукової кавітації на мікроорганізми в потоці з можливістю керування основними параметрами цієї системи. На основі проведених експериментальних дослідженнях по визначенню оптимальних параметрів тиску та типів використаних у конструкції кавітаційного обладнання матеріалів, надані рекомендації зі створення проточних кавітаційних камер, в яких за рахунок концентрації ультразвукових коливань забезпечується висока інтенсивність коливань та довговічність випромінюючих поверхонь в умовах кавітуючого середовища. Запропоновано використання ультразвукових кавітаторів для використання на фінальному етапі водопідготовки плавальних басейнів. На прикладі конкретного прикладу проведені відповідні розрахунки з підбором необхідного обладнання. Проведено експериментальне дослідження процесів ультразвукового знезараження та ультразвукового фільтрування на прикладах практичного застосування в спеціалізованих закладах, з отриманням відповідних актів. Розроблена та перевірена на працездатність конструкція проточного кавітатора для знезараження малих об’ємів води.Документ Відкритий доступ Сейсмоакустичний розвідувальний комплекс дистанційного моніторингу рухомих об’єктів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Данилов, В. Я.; Danilov, V. I.Суть полягає в розробці сейсмоакустичного розвідувального комплексу, який реалізує можливість дистанційного спостереження за джерелами шумовипромінювання, які не залежно від умов оточуючого середовища, у пасивному режимі роботи, забезпечують прийом просторового вектора сейсмоакустичного поля, що дозволяє вирішувати завдання ідентифікації і класифікації об’єктів шумовипромінювання. В результаті виконання науково-дослідної роботи проведено обґрунтування доцільності та ефективності використання системи прийняття рішень на основі нейромереж у поєднанні з векторно-фазовими методами прийому і обробки сейсмоакустичних сигналів. На основі проведеного теоретичного аналізу роботи векторних приймачів, вибрана оптимальна структура комплексу, а також розроблені основні вимірювальні вузли сейсмоакустичної системи на основі трьох координатних давачів коливальної швидкості. Визначені характерні ознаки акустичного поля від різних джерел акустичного сигналу та їх зміна у часі та просторі при розповсюдженні у ближній зоні. Також розроблені методи аналізу характеристик акустичного поля, які забезпечать детектування та аналіз акустичних сигналів від різних джерел в умовах значної зашумленості, та дозволяють ефективно визначати основні характеристики акустичного сигналу та його джерела. Розроблено експериментальний зразок вимірювальної системи, який призначений для забезпечення скритного дистанційного спостереження за джерелами сейсмоакустичних сигналів та вирішення завдання організації мобільної охорони різноманітних об’єктів від несанкціонованого доступу, а також дослідження сейсмоакустичних хвиль, що поширюються у твердому середовищі (ґрунті, інженерних спорудах). Проведено натурні дослідження роботи дослідного зразка системи та доповнені основні інформативні характеристики акустичного поля, які враховують неоднорідності середовища поширення. Результати випробувань дослідного зразка системи довели можливість визначення параметрів джерела із однієї точки із заданою точністю. На основі результатів випробування дослідного зразка комплексу розроблені сценарії аналізу сейсмоакустичних сигналів із використанням отриманих у результаті дослідження даних про особливості поведінки векторних та скалярних складових акустичних полів. Результати експериментальних досліджень показали, що система має кращі значення вірогідності хибних спрацювань, вірогідності визначення та класифікації об’єктів порушника, та, на відміну від відомих типових представників сейсмоакустичних засобів охорони, забезпечує визначення напрямку приходу сигналів. Експериментальний зразок системи також передбачає можливість проведення когерентної спільної обробки сигналів одного акустичного модуля й некогерентної спільної обробки для декількох акустичних модулів, рознесених у просторі. Розроблена конструкторська документація на сейсмоакустичний розвідувальний комплекс є основою для створення серійного виробу із урахуванням технологічних особливостей виготовлення експериментальної моделі. А розроблений експериментальний зразок охоронної системи був конструктивно оптимізовано для легкого застосування нових сценаріїв та алгоритмів аналізу так, щоб найбільш повно скористатися перевагами цих методик.Документ Відкритий доступ Розроблення бездротової системи дистанційного моніторингу показників фізичного стану особового складу військових та спеціальних підрозділів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Орлов, А. Т.; Orlov, A. T.Створена уніфікована МЕМС технологія виготовлення сенсорів акустичних хвиль, розроблено додаткове технологічне обладнання та оснастка. Основна відмінність запропонованої технології – уніфікація спеціальних прийомів та технологічних режимів виготовлення базового конструктиву, чутливих та п’єзоелектричних шарів різних за призначенням сенсорів. Розроблені та досліджені експериментальні зразки сенсорів біопотенціалів для ЕКГ та ЕЕГ, ультрафіолетового випромінювання, прискорення (акселерометра) та концентрації кисню у крові і CO2. Дослідження показали збільшення чутливості, розширення динамічного діапазону, зменшення часу відновлення та компенсація впливу параметрів зовнішнього середовища на характеристики сенсорів. Розроблені експериментальні зразки сенсорів біопотенціалів, ультрафіолетового випромінювання, прискорення, та пристрій зондуючого радіочастотного сигналу. Розроблені фізико-топологічні та еквівалентні схемні SPICE моделі базової структури резонаторів ОАХ та ПАХ, створені компоненти САПР для конструювання та проектування мікросистем сенсорів і апаратури дистанційного збирання даних, алгоритми та вбудовані програми обробки і спільної роботи із засобами передачі інформації. Відпрацьована методика синтезу функціональних елементів бездротових сенсорних мереж та методичні рекомендації щодо їх використання у системах моніторингу фізичного стану особового складу підрозділів та характеристик оточуючого середовища.