Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях

МЕТОДИКА АНАЛІЗУ ОСОБЛИВОСТЕЙ ТА ОСНОВНИХ ТРЕНДІВ РОЗВИТКУ ЗАСОБІВ ЗМЕНШЕННЯ ПОМІТНОСТІ ОЗБРОЄННЯ ТА ВІЙСЬКОВОЇ ТЕХНІКИ

Юpій Даник — 2025-10-29

Досліджені стан та тенденції розвитку методіцв і технологій, що знижують помітність озброєння та військової техніки, зокрема в умовах використання технічних засобів розвідки. Основні методи зменшення помітності включають використання радіопоглинальних матеріалів, а також оптимізовану геометрію конструкції (реальну сигнатуру) об'єктів, що сприяє відхиленню радіохвиль у напрямки, де ймовірність їх виявлення мінімальна. Також активно розвиваються технології активного маскування, зокрема системи введення в оману систем радіолокаційного виявлення та розпізнавання об’єктів. Технології радіолокації, які працюють на принципі активної, та напівактивної локації, використовуються для виявлення та отримання координатної та некоординатної інформації щодо різних об'єктів наземного, повітряного та надводного базування. Зниження ефективної площі розсіювання є важливими для зменшення помітності об'єкта на радарі ймовірності і дальності його виявлення. Метаматеріали, створені для маскування об’єктів шляхом поглинання, неспрямованого розсіювання електромагнітних хвиль, також розглядаються як перспективні засоби для значного зниження помітності та викривлення сигнатури засобів озброєння та військової техніки. Розвиток вуглецевих та магнітних матеріалів, а також наноматеріалів та адаптивних систем формує перспективу підвищення ефективності екранування радіохвиль. Радіопоглинальні матеріали використовують два основних механізми для зменшення відбиття: поглинання хвиль через матеріали та багаторазове внутрішнє відбиття хвиль. Технології зменшення помітності включають комплекс як матеріальних, так і конструкційних рішень, що забезпечують необхідний рівень маскування або зміни сигнатури об’єктів, зменшують дальність та ймовірність їх виявлення та розпізнавання. Окрім цього, у дослідженні проаналізовано фізичні основи процесів виявлення об’єктів різними типами радіолокаційних систем та показано вплив ефективної площі розсіювання на дальність детектування. Значну увагу приділено використанню вуглецевих, магнітних і полімерних композитів, які поєднують високу електропровідність і магнітну проникність, забезпечуючи ефективне екранування електромагнітного випромінювання в широкому діапазоні частот.

ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ЯК МЕТОД ПІДТРИМКИ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ БІБЛІОТЕЧНИХ ТА АРХІВНИХ УСТАНОВ

Олена Тверитникова — 2025-10-29

Застосування процедури моніторингу є невід’ємною частиною системи управління якістю архівних і бібліотечних установ. Метою статті є дослідження процесу моніторингу якості загальної системи менеджменту якості через призму інформаційних технологій. Розроблено систему моніторингу якісної інформаційної підтримки досліджень у бібліотечних та архівних установах, яка забезпечує дотримання вимог до систем менеджменту якості відповідно до міжнародних стандартів ISO серії 9000. Визначення ступеня задоволення зацікавлених сторін здійснюється через електронне анкетування. Проведено аналіз факторів, які впливають на якість діяльності бібліотечних та архівних установ з використанням діаграми Ісікави. Відповідно до діаграми Ісікави запропоновано виділяти такі складові якості: процес якісної інформаційної підтримки, процес реінжинірингу та максимальної автоматизації та процес безпосереднього надання бібліотечних та архівних послуг. Визначені найбільш розповсюджені невідповідності щодо якості діяльності бібліотек та архівів та побудована діаграма Парето, яка демонструє, що найбільший внесок у сумарну невідповідність вносить показник розуміння запитів клієнтів. У підсумку були виявлені достоїнства та недоліки моніторингу системи менеджменту якості бібліотечної та архівної установи. Дані, отримані в процесі моніторингу є джерелами інформації для здійснення коригувальних дій та аналізу ризиків, що в свою чергу сприяє постійному поліпшенню бібліотечних та архівних установ.

СУБСОЛІДУСНА БУДОВА СИСТЕМИ BaO – MgO – ZrO2

Оксана Борисенко — 2025-10-29

Діоксид цирконію (ZrO₂) є одним з найбільш перспективних матеріалів сучасної кераміки завдяки поєднанню високої міцності, тріщиностійкості, корозійної та зносостійкості, низької теплопровідності та високої термостійкості. Проте використання чистого ZrO₂ обмежене через фазові переходи між його поліморфними модифікаціями, що супроводжуються об’ємними змінами та утворенням дефектів. Для стабілізації застосовують оксидні добавки (Y₂O₃, MgO, BaO, CeO₂ тощо), які утворюють тверді розчини та перешкоджають руйнівним перетворенням. Особливий інтерес становить система BaO–MgO–ZrO₂, що є основою для створення термостабільних діелектричних матеріалів, придатних для використання у сучасних телекомунікаційних і радіотехнічних пристроях. Розглянуто субсолідусну будову цієї системи з використанням розрахункових методів геометро-топологічного аналізу. В системі наявні стабільні фази BaO, MgO, ZrO₂, Ba₂ZrO₄, Ba₃Zr₂O₇ і BaZrO₃. Проведено триангуляцію потрійної діаграми, яка показала існування чотирьох елементарних трикутників: BaO – MgO – Ba₂ZrO₄, Ba₂ZrO₄ – MgO – Ba₃Zr₂O₇, Ba₃Zr₂O₇ – MgO – BaZrO₃, BaZrO₃ – MgO – ZrO₂. Найбільшою площею та найменшим ступенем асиметрії характеризується трикутник BaZrO₃–MgO–ZrO₂, що зумовлює високу ймовірність фазоутворення у відповідній концентраційній області та відносну нечутливість до відхилень у складі. Навпаки, сполука Ba₃Zr₂O₇ має мінімальну ймовірність існування і обмежену стабільність через диспропорціонування за підвищених температур. Виконано розрахунок евтектичних точок бінарних і потрійних перетинів, що дозволило визначити температурні межі утворення розплаву та перспективні області синтезу. Показано, що найбільш придатними для розробки термостабільних діелектричних керамічних матеріалів є області, обмежені фазами MgO, BaZrO₃ та ZrO₂. Отримані результати мають практичне значення для оптимізації складу та технології виготовлення високоякісної діелектричної кераміки.

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КІЛЬКІСНОЇ ОЦІНКИ ЯКОСТІ УПРАВЛІННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМ ПРОЦЕСОМ ЕНЕРГОБЛОКУ АЕС ЗАСОБАМИ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА

Костянтин Бровко — 2025-10-29

Розглянуто модель цифрового двійника як сучасного інструменту забезпечення кількісної оцінки якості управління в інформаційно-керуючій системі програмно-технічного комплексу автоматизованої системи управління технологічними процесами енергоблоку атомної електростанції. Показано доцільність застосування кластерного підходу до моделювання структури технологічного процесу з виділенням функціональних підкластерів: керування потужністю, система захисту, регулювання теплоносія та аварійна зупинка. Проаналізовано динамічні і метрологічні характеристики кожного з підкластерів, наведено типові параметри стану, керуючих впливів і зовнішніх збурень з урахуванням їхньої значущості для забезпечення якості та безпеки. Обґрунтовано використання фрактальної розмірності як кількісного індикатора структурної цілісності інформаційно-керуючої системи. Показано, що зміна фрактальної розмірності дозволяє своєчасно виявляти втрату зв’язності між компонентами системи ще до настання функціональних збоїв. Розроблено методику обчислення фрактальної розмірності на основі логарифмічної апроксимації в умовах багаторівневої дискретної структури цифрового двійника. Побудовано архітектуру цифрового двійника, яка включає модулі збору даних, фрактального аналізу, моніторингу, візуалізації, підтримки прийняття рішень та архівації параметрів. Акцентовано увагу на відповідності системи міжнародним стандартам якості, через запровадження механізмів простежуваності, документування змін, оцінки точності та невизначеності вимірювань. Підтверджено ефективність розробленої моделі на експериментальному стенді, що імітує роботу програмно-технічного комплексу автоматизованої системи управління технологічними процесами енергоблоку. Наведено результати тестування цифрового двійника за умов штатної та аварійної роботи. Виявлено, що система здатна фіксувати критичні відхилення фрактальної розмірності в режимі реального часу, автоматично активувати процедури діагностики та забезпечити збереження даних для метрологічного аналізу.

ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ВПЛИВУ ЕНЕРГІЇ ІСКРОВОГО ЗАПАЛЮВАННЯ НА ПРОЦЕС ІНІЦІЮВАННЯ ДЕТОНАЦІЇ

Борис Любарський — 2025-10-29

Розглядається обладнання для проведення досліджень впливу енергії іскрового запалювання на процес ініціювання детонації для безпорохового міномету з керованою енергією пострілу. Показано, що успішні випробування продемонстрували дослідних зразків мінометів показали можливість запуску снарядів без використання традиційних порохових зарядів, тим самим підтвердивши ефективність розробленої технології запуску. Система призначена для автоматичного заряджання та забезпечує можливість стрільби прямою наводкою. На відміну від звичайних мінометів, запропонована система використовує газодетонаційний заряд для регулювання дальності стрільби. Отже, дальність польоту снаряда контролюється не зміною кута піднесення міномета, а зміною енергії пострілу при збереженні фіксованого кута піднесення. Заміна порохового порохового заряду горючою газовою сумішшю сприяє інтеграції системи керування пострілом міномета в ширші системи керування вогнем. Це дозволяє створити новий режим напівпрямої наводки, що покращує тактичне розгортання зброї в умовах бою. Для переведення цієї технології у військове виробництво необхідні подальші дослідження та розробка спеціалізованої системи керування мінометом. Ключовими параметрами для контролю енергії пострілу міномета є початковий тиск та об'єм стисненого газового заряду в газодетонаційній камері. На ці параметри впливають умови впорскування газу, пов'язані з цим процеси, та метод іскрового запалювання для дослідження яких розроблено обладнання, що розглядається у роботі. Обладнання включає детонаційну трубу з системою іскрового запалювання та вимірювальний комплекс. Детонаційна труба являла собою стальну трубу з товщиною стінки 7 мм та внутрішнім діаметром 73 мм. Довжина труби дорівнювала 430 мм. З одного торця труба герметично закривалась. З закритої сторони труби розміщувалась автомобільна свічка запалювання та два іскрові електроди, що вводились в трубу. До автомобільної свічки запалювання підключалась автомобільна система запалювання. Встановлено, що швидкість ударної хвилі яку можливо визначити за допомогою обладнання складає швидкість ударної хвилі V = 2375 м/с, а значення тиску дуже близько до тиску детонаційної хвилі.

СПОСІБ МОНІТОРИНГУ РОБОТИ ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН ТА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МОЖЛИВОСТІ АВТОМАТИЧНОГО ВІДКЛЮЧЕННЯ ПОШКОДЖЕНОГО ШЛЕЙФУ

Богдан Рудик — 2025-10-29

Розглянуто інноваційний підхід до організації моніторингу стану газових свердловин, що передбачає створення автоматизованої системи з функцією аварійного відключення пошкодженого шлейфу. Основною метою дослідження є підвищення рівня безпеки та надійності експлуатації об'єктів газовидобування та підземного зберігання газу шляхом оперативного виявлення порушень у роботі свердловинного обладнання та своєчасного реагування на можливі аварійні ситуації. Одним із варіантів реалізації методу є використання пневмометричного підходу. У ролі чутливих елементів виступають напірні трубки, які реєструють динамічний тиск, що виникає в результаті обтікання трубки потоком газу. Вимірювальна система визначає швидкість потоку за величиною різниці між повним та статичним тиском, що дозволяє отримати значення витрати газу. Проаналізовано результати моделювання динаміки роботи свердловин при різних сценаріях аварій (при розриві шлейфа), що підтверджують ефективність запропонованого способу. Система дозволяє не лише оперативно реагувати на виникнення дефектів, а й запобігати розвитку надзвичайних ситуацій, що позитивно впливає на рівень промислової безпеки та екологічну ситуацію у районі видобутку. Застосування такого підходу може бути актуальним як для новобудов, так і для модернізації існуючих об’єктів. Запропонований спосіб моніторингу, завдяки комп’ютерному вузлу, що здійснює збір, обробку та аналіз даних, отриманих від периферійних сенсорів у реальному часі з можливістю автоматичного відключення пошкоджених шлейфів – є ефективним засобом підвищення технологічної надійності систем зберігання газу та газовидобування, що дозволяє суттєво знизити ризики, пов’язані з витоками газу та аварійними ситуаціями. Система проектована з урахуванням модульної структури, що забезпечує її легку адаптацію під різну кількість свердловин, зміну топології або інтеграцію з існуючим технологічним обладнанням без потреби в повній реконструкції та базується на поєднанні сучасних засобів контролю параметрів (тиску, температури, витрат газу) та модулів логічної обробки сигналів, які формують команди на відключення окремих елементів інфраструктури у разі виявлення позаштатних ситуацій.

ОЦІНКА ПОТРЕБ ЕНЕРГОЄМНИХ ГАЛУЗЕЙ ПРОМИСЛОВОСТІ УКРАЇНИ В РЕСУРСАХ ДЛЯ ДЕКАРБОНІЗАЦІЇ

Дмитро Толстов — 2025-10-29

Проведено оцінку потреб у ресурсах для декарбонізації трьох енергоємних галузей промисловості України – металургійної, хімічної (виробництво аміаку) та цементної. Проаналізовано сучасні технологічні процеси та рівні споживання енергоресурсів, а також представлено можливості заміщення викопних палив зеленим воднем у виробничих ланках. Розглянуто міжнародний досвід та пілотні проєкти у сфері сталеливарного виробництва, синтезу аміаку та випалу клінкеру, що демонструють ефективність використання водню як відновника та безвуглецевого палива. На основі аналітичних розрахунків визначено прогнозні обсяги споживання водню та додаткової електроенергії в умовах переходу до низьковуглецевих технологій. Показано, що для металургії застосування технології прямого відновлення заліза воднем у поєднанні з електродуговими печами дозволяє скоротити викиди парникових газів на понад 90 % порівняно з традиційною схемою, проте потребує суттєвого збільшення електроспоживання. Для хімічної промисловості заміна парового реформінгу природного газу на електроліз води створює умови для повної декарбонізації виробництва аміаку, знижуючи залежність від імпорту енергоносіїв і вивільняючи значні обсяги природного газу. У цементній галузі водень розглядається як перспективне паливо для процесів випалу клінкеру, що забезпечує скорочення викидів СО₂ порівнянно зі спалюванням викопних палив і відповідає європейським екологічним вимогам. Зроблено розрахунки сценаріїв переходу від базового рівня виробництва до післявоєнного відновлення, які показують, що сукупні потреби у водні для визначених галузей коливатимуться в межах 1,45–2,01 млн т/рік. При цьому додаткове річне споживання електроенергії перевищуватиме 10–13 ТВт·год (без урахування електролізу). Отримані результати підкреслюють критичну роль розвитку відновлюваної генерації, електролізних потужностей і водневої інфраструктури для забезпечення декарбонізації.