Статті в журналах з теми "Електромагнітні методи"

Розглядаються електричні та електромагнітні зовнішні фактори впливу (ЗФВ) на безпеку інформаційних та керуючих систем (ІКС) АЕС. Наведено результати впливу їх на ІКС, важливі для безпеки АЕС, методи боротьби зі шкідливим впливом, приклади модернізації ІКС АЕС і рішення для підвищення завадо­стійкості, значення ЗФВ, які можуть являти загрозу для здоров’я та життя обслуговуючого персоналу АЕС.

У статті запропонований простий метод оптимізації та розробки поляризаційних пристроїв с діафрагмами за допомогою методу еквівалентних мікрохвильових схем. Принцип методу полягає у розбитті схеми хвилеводного пристрою обробки поляризації на прості еквівалентні схеми. Кожна схема описується своїми матрицями розсіювання та передачі. Далі основні характеристики представленого пристрою виражаємо через елементи загальної хвильової матриці розсіювання. До базових електромагнітних характеристик пристрою належать такі: фазові, узгоджуючи та поляризаційні. Було розроблено поляризаційний пристрій із трьома діафрагмами на основі квадратного хвилеводу. У діапазоні частот 13,0-14,4 ГГц було здійснена процедура оптимізації електромагнітних характеристик. Сконструйований хвилевідний пристрій у робочому діапазоні частот підтримує диференційний фазовий зсув у межах 90° ± 4,0°. Пікове значення його коефіцієнта стійної хвилі за напругою приймає значення 2,04. Максимальне значення коефіцієнту еліптичності становить 0,6 дБ, а мінімальній рівень кросполярізаційної розв’язки становить 29,5 дБ. Для перевірки правильності отриманих результатів була здійснене числове моделювання пристрою із використанням методу скінченного інтегрування в частотній області та методо скінчених елементів в часовій області. Результати моделювання показали, що представлений метод має невелику розбіжність із відомими електродинамічними методами аналізу мікрохвильових пристроїв. Тому, розроблений новий хвилевідний поляризаційний пристрій з трьома діафрагмами представляє узгоджені та якісні електромагнітні характеристики у всьому робочому діапазоні частот 13,0–14,4 ГГц. Розроблений поляризаційний пристрій може використовуватися у антенних системах, де здійснюється поляризаційна обробка сигналів

Предметом даного дослідження є процеси формування електромагнітної обстановки у виробничому середовищі в умовах впливу на неї джерел електромагнітних полів різних амплітудно-частотних характеристик. Мета роботи розроблення методологічного підходу до попереднього оцінювання електромагнітної обстановки у приміщеннях різного призначення у залежності від типу та характеристик технологічного обладнання, параметрів електричних мереж та впровадження відповідних організаційно-технічних заходів захисту людей. Завданням дослідження є аналіз математичних методів розрахунку рівнів електромагнітних полів у залежності від поставлених задач та характеристик електромагнітних полів. Використано аналітичний метод оцінювання адекватності математичних функцій умовам формування електромагнітної обстановки. У роботі показано, що розрахункові та експериментальні методи не можуть бути використані окремо. Це пояснюється обов’язковою присутністю припущень та спрощень при моделюванні поширення електромагнітного поля навколо джерела та наявністю великих обсягів експериментальних даних за їх окремого використання. Зазначено, що більшість розроблених засобів оцінювання електромагнітної обстановки стосуються одного джерела поля або групи однотипних джерел, що не відповідає сучасним вимогам. Надано прикладний розрахунковий апарат для оцінювання зниження високочастотного електромагнітного поля неоднорідними (перфорованими) екрануючими поверхнями. Показано необхідність попереднього експериментального визначення електрофізичних властивостей використаних матеріалів для двокомпонентних захисних матеріалів. Зроблено висновок, що крім аналітичного оцінювання електромагнітної обстановки традиційними методами доцільним є розроблення програмно-технічного комплексу з моделювання поширення електромагнітного поля від джерела. Таке програмне забезпечення має враховувати геометричні характеристики приміщень та відбивні характеристики обмежуючих поверхонь.

Розроблені моделі і методи аналізу електронних інформаційно-комунікаційних засобів, що характеризуються високою швидкістю, що відображають як схемну, так і морфологічну структуру швидкодіючих компонентів сучасних спеціалізованих комп'ютерних систем. Запропонована модель відображає фізичні процеси, що працюють в широкому діапазоні частот до 10 терагерц і вище. Застосування нових принципів і технологій, в тому числі біо- і нанотехнологій, розробка монолітних інтегральних схем призвели до відставання технологій проектування від технологій їх експериментальних досліджень і виготовлення. Отримані результати дозволяють оцінити електромагнітні взаємодії як неавтономних компонентів, так і їх комунікаційних структур в рамках монолітних інтегральних схем та розширити можливості сучасних систем автоматизованого проектування наноелектроніки.

У статті проведено аналіз електромагнітних процесів в електричних колах з напівпровідниковими комутаторами. Створено математичну модель напівпровідникового перетворювача з чотиризонним регулюванням вихідної напруги для аналізу електромагнітних процесів у напівпровідникових перетворювачах з широтно-імпульсним регулюванням. Наведено графіки, що відображають електромагнітні процеси у електричних колах. Математична модель напівпровідникового перетворювача також використовується для дослідження перехідних процесів у напівпровідникових перетворювачах з активно-індуктивним навантаженням. Розвинуто метод багатопараметричнихфункцій, які входять до алгоритмічних рівнянь аналізу усталених і перехідних процесів у розгалужених електричних колах з напівпровідниковими комутаторами і реактивними елементами, в напрямку урахування особливостей використання фазних і лінійних напруг мережі електроживлення. Розроблено нову математичну модель усталених іперехідних процесів у електричних колах напівпровідникових перетворювачів модуляційного типу з багатоканальним зонним використанням фазних напруг трифазної мережі живлення без урахування втрат електроенергії у комутаторах для швидкої оцінки впливу параметрів навантаження на характеристики регульованих синусоїдних і постійних напруг. Результати цієї роботи можна використати для розвитку методу багатопараметричних модулюючих функцій для спрощення аналізу перехідних процесів у електричних колах без врахуванням втрат у ключових елементах. Бібл. 4, іл. 3

Матеріали та методи. Важливою причиною недостатньої ефективності антибактеріальної терапії туберкульозу є резистентність мікобактерій (МБТ). Із метою подолання цієї проблеми ми використали інформаційно-хвильову терапію (ІХТ) за допомогою апарата професора Колбуна М.Д. «ІХТ Поріг» у 87 хворих віком 19-65 років. 51,7 % пацієнтів мали вперше діагностований туберкульоз, чутливий до хіміопрепаратів, 48,3 % – резистентний. 50 хворих, зіставних за віком і клінічними формами вперше виявленого деструктивного туберкульозу легень зі збереженою чутливістю МБТ до хіміопрепаратів, становили контрольну групу. Результати та їх обговорення. Встановлено, що ІХТ запобігає розвитку резистентності МБТ у вперше виявлених хворих, прискорює та підвищує частоту припинення бактеріовиділення до 100 %. Для досягнення такого ефекту достатньо було 30 сеансів ІХТ. У хворих на мультирезистентний туберкульоз потрібно 40-50 сеансів ІХТ, а на туберкульоз із розширеною резистентністю – 50 і більше. Особливо важливим є вплив ІХТ на МБТ із мульти- й розширеною резистентністю. Відомо, що резистентність зумовлюють мутації генетичного апарату МБТ. Оскільки МБТ не мають плазмідної ДНК, то мутації можливі тільки шляхом фланкування інсерційних послідовностей нуклеотидів. Фланкування можливе на основі збалансованості частотних властивостей ДНК мікобактерій та інсерційних фрагментів ДНК. Апарат ІХТ випромінює електромагнітні хвилі, яким властива висока проникна здатність. Електромагнітні хвилі проникають крізь шкіру в глибокі тканини, впливають на соматичні й бактеріальні клітини, змінюючи частотні властивості їхнього генетичного апарату. Наведене електромагнітне поле ІХТ взаємодіє з електромагнітним полем ДНК генетичного апарату МБТ шляхом резонансу, зумовлює зміну їхньої структури та частотні властивості, внаслідок чого відбувається деблокування заблокованих мутацією ділянок ДНК мікобактерій, нормалізується їхня функція й відновлюється чутливість МБТ до дії протитуберкульозних препаратів, що підтверджується припиненням бактеріовиділення у хворих на резистентний туберкульоз легень уже через 1-2 місяці лікування. В основі позитивного впливу ІХТ на організм лежить передача енергії клітинам організму, що відновлює їхню функціональну здатність і швидко нормалізує самопочуття, апетит, сон хворого, відновлює детоксикаційну функцію організму, нівелює побічні ефекти хіміопрепаратів, чим забезпечує проведення повноцінного курсу лікування та його високу ефективність у строки у 2-3 рази коротші, ніж передбачено протоколом. Другим позитивним ефектом запропонованого способу є скорочення тривалості курсу лікування з 20 до 6-8 місяців. За цей період припиняється бактеріовиділення та загоюються порожнини розпаду легень. Пацієнт одужує. Третім позитивним ефектом є здатність ІХТ профілактувати й усувати ускладнення та побічні реакції організму хворого на хіміопрепарати. Це забезпечує нормальну переносимість хіміотерапії. Хворі не порушують режим прийому препаратів, і їм проводиться повноцінний курс лікування. Четвертим позитивним ефектом є відсутність негативного впливу ІХТ на організм хворого. Незалежно від частоти та тривалості дії випромінювання апарат чинить виражений позитивний вплив на організм, що визначає відсутність протипоказань для застосування з метою лікувальних процедур. Запропонований спосіб відновлення чутливості МБТ, резистентних (у тому числі мультирезистентних і з розширеною резистентністю) до протитуберкульозних препаратів, вивчався в клінічному випробуванні протягом 15 років у Полтавському обласному клінічному протитуберкульозному диспансері. Загалом було проліковано 74 хворих. Позитивними ефектами виявилися швидке припинення бактеріовиділення та вилікування хворих на резистентний туберкульоз. Клінічний випадок. Хворий Б., 35 років, таксист. Діагноз: туберкульоз із розширеною резистентністю обох легень (дисемінований). Дестр+, МБТ+, М+, К+, резист. І (HRZSE), резист. ІІ (Km, Ofx), гіст. 0, категорія 4 (РТБ). Уперше на туберкульоз захворів у 1999 р. – вилікувався. У 2005 р. трапився рецидив, лікування протягом 3 років ефекту не дало. Температура тіла постійно 38 ºС, кашель із виділенням мокротиння. Рентгенограма органів грудної клітки від 09.01.2008: в обох легенях зливні вогнищеві тіні різної величини й інтенсивності, у верхніх частках визначаються праворуч 1 каверна середнього розміру, ліворуч – 2 каверни. Корені ущільнені. Від госпіталізації відмовився через сімейні обставини. 15 січня 2008 р. хворому було призначено ІХТ у поєднанні з основними протитуберкульозними препаратами та препаратами резервного ряду (3 HRELfхAm 3 HRE) в амбулаторних умовах. 10.01.2008: мазок мокротиння – КСП+, культуральний метод – МБТ+. 06.03.2008 (після 30 сеансів ІХТ): мазок мокротиння – КСП не виявлено, посів мокротиння на поживне середовище – знайдено МБТ (3 колонії). Порожнини розпаду в легенях зменшилися в розмірах. 26.05.2008 (після 50 сеансів ІХТ): МБТ бактеріоскопічно та культурально не виявлено (росту немає). 27.06.2008 лікування хворого було завершено. Тривалість курсу становила 5,5 місяців. Хворий отримав 101 сеанс ІХТ, досягнуто позитивної клініко-рентгенологічної динаміки, припинилося бактеріовиділення. Рентгенографія органів грудної клітки від 02.09.2008: інфільтрація розсмокталася, деструкцій не виявлено. Минуло 13 років – пацієнт здоровий! Отже, достатньо було 5,5 місяців лікування за допомогою запропонованого способу, щоб досягти видужання пацієнта на туберкульоз із розширеною резистентністю МБТ.

Друга із серії статей, присвячених питанням електромагнітної сумісності компонентів інформаційних і керуючих систем (ІКС), важливих для безпеки АЕС. Розглядаються методи перевірки завадостійкості, регламентовані в міжнародних, європейських і національних стандартах України та Росії.

Розглянуто комбінований числово-аналітичний метод параметричного проєктування підкладкового поляризатора терагерцового електромагнітного випромінювання, побудованого на підставі дротяних сіток. Здійснено літературний огляд порівняльних характеристик можливих конструкцій поляризаторів різних типів та описано перевагу конструкцій на підставі дротяних сіток. Наведено огляд матеріалів, що використовують для виготовлення відповідних поляризаторів для різної довжини хвилі випромінювання. Проаналізовано методи, що застосовують для розрахунку характеристик і параметрів поляризаторів на підставі дротяних сіток. Розроблений числово-аналітичний метод параметричного проєктування базується на аналітичному розрахунку ефективних антивідбивних характеристик конструкції елементарної комірки поляризатора. У межах методу розроблено скінченно-елементну модель поляризатора, реалізовану за допомогою програмного забезпечення COMSOL Multiphysics, що дає змогу уточнити характеристики конструкції елементарної комірки і можливості для їх розширення за допомогою числового моделювання методом скінченних елементів задачі поширення електромагнітних хвиль у цій конструкції в частотній області зі специфічними граничними умовами, що сукупно дає наукову новизну. Отримані результати моделювання добре узгоджуються з відомими експериментальними результатами та тісно корелюють з результатами моделювання, що отримали інші наукові групи, що свідчить про адекватність та практичну цінність методу для завдань проєктування поляризаторів терагерцового випромінювання з антивідбивними, високопропускними, низьковтратними та надійними характеристиками. Окрім цього, завдяки використанню числової скінченно-елементної складової, запропонований метод досить просто розширити способом зміни геометрії елементарної комірки для дослідження таких перспективних об'єктів, як багатошарові поляризатори чи поляризатори на підставі складніших мета- чи композиційних матеріалів.

Більш чіткі фундаментальні знання принципів електромагнітної організації функціонування організму людини можуть створити науковий базис для подальшого розв’язання низки медичних проблем сучасності і зокрема сприяти подоланню світової пандемії хронічних неінфекційних захворювань Метою дослідження є удосконалення методів діагностики, лікування та профілактики хронічних неінфекційних захворювань шляхом вивчення та залучення новітніх наукоємких технологій. Було здійснено аналіз електрофотонної емісії 126 хворим на ішемічну хворобу серця. Отримані результати порівняно до показників контрольної групи – 56 функціонально здорових осіб. Аналіз електрофотонної емісії з пальців рук людини пропонується автором як одна із перспективних методик можливого дослідження системних електромагнітних енергетичних процесів людського організму при здійсненні об’єктивного клінічного обстеження пацієнтів.

На сьогоднішній день основна частина досліджень та прикладних розробок щодо розроблення матеріалів для екранування електромагнітних полів різних частотних діапазонів є експериментальними, особливо це стосується сучасних композиційних матеріалів. Встановлено, що актуальною є задача вироблення раціональної методології розрахункового прогнозування ефективності матеріалів для екранування електромагнітних полів. Мета роботи − надання зручного у використанні розрахункового апарату для прогнозування захисних властивостей матеріалів для екранування електромагнітних полів, що дозволить мінімізувати обсяги експериментальних робіт під час проектування захисних конструкцій. Наведено, виходячи з фундаментальних співвідношень електродинаміки суцільних середовищ, зручні у використанні залежності коефіцієнтів екранування металевих та композиційних матеріалів від їх геометричних, магнітних та електрофізичних властивостей. Обґрунтовано співвідношення щодо визначення внеску відбиття електромагнітних хвиль у загальний коефіцієнт екранування. Це дозволяє розрахувати товщину електромагнітного екрана на принципах розумної достатності. Показано, що для ефективного використання розрахункових методів оцінювання захисних властивостей композиційних матеріалів для екранування магнітних та електромагнітних полів потрібна наявність надійних експериментальних даних щодо магнітних та електрофізичних властивостей найбільш поширених за складом композиційних матеріалів

Умови вирішення завдання побудови надійної системи моніторингу вимагає вирішення важливого завдання місцевизначення джерел радіовипромінювань. Серед різноманіття методів визначення координат джерела радіовипромінювання (ДРВ) діапазону коротких хвиль (КХ) найбільш широке застосування знайшов тріангуляційний (кутомірний) метод. Його реалізація вимагає наявності не менше двох приймачів-пеленгаторів, рознесених на відстань, визначену як база пеленгування, з точною взаємною тимчасовою синхронізацією при електромагнітній доступності об'єкта пеленгування одночасно для всіх постів. Постійне виконання цих умов у КХ діапазоні ускладнено з огляду на те, що характеристики поширення радіохвиль істотно залежать від профілю та електрофізичних параметрів радіотрас і схильні до сезонних і добових флуктуацій концентрації заряджених частинок у шарах іоносфери. При порушенні умов доступності або відсутності тимчасової синхронізації в системі визначення місцезнаходження єдиним доступним для вимірювання параметром стає направлення на ДРВ з одного пеленгаторного посту, що виключає можливість тріангуляційної оцінки координат. Для усунення зазначеного недоліку у статті проведено аналіз умов іоносферного поширення радіохвиль та виявлено основні фактори, що впливають на порушення електромагнітної доступності джерел радіовипромінювання для приймачів-пеленгаторів тріангуляційної системи визначення місцезнаходження в діапазоні коротких хвиль. Представлений спосіб оцінки координат випромінювачів за вимірами амплітуд їх сигналів системою програмно-керованих приймачів, розміщених у зонах електромагнітної доступності. Отримано оцінки зміни областей розташування об'єктів при спільній оцінці амплітуд сигналів у багатопозиційній системі приймачів-вимірювачів та напрямів їх приходу віддаленими пеленгаторами.

Резюме. Стаття присвячена клінічному значенню електромагнітних феноменів серцевої діяльності як джерелу додаткової клінічної інформації про функціональний стан хворого. Мета – оцінити клініко-діагностичні можливості варіаційної пульсометрії як методу комп’ютеризованого аналізу короткого запису варіабельності ритму серця у відображенні системних інформаційних енергетичних процесів людського організму. Матеріал і методи. Обстежено 247 респондентів у відкритому нерандомізованому контрольованому дослідженні із реєстрацією короткого запису варіабельності серцевого ритму з ортостатичною пробою і аналізом за методом варіаційної пульсометрії, проаналізовано результати у групах функціонально здорових респондентів різного рівня фізичної тренованості і хворих на неінфекційні захворювання. Результати. Встановлено значний вегетативний дисбаланс у всіх хворих респондентів за показниками варіаційної пульсометрії, що відповідає наявній декомпенсації процесів адаптації. Встановлено вірогідні відмінності показників варіаційної пульсометрії і різну відповідь адаптаційної реакції на ортостаз у функціонально здорових респондентів різного ступеня тренованості. Висновки. Варіаційна пульсометрія, як метод відображення системних інформаційних енергетичних процесів та оцінки функціонального стану людського організму, може бути рекомендована для застосування при здійсненні об’єктивного клінічного обстеження лікарями терапевтичного профілю. Дослідження вегетативного балансу регуляції серцевого ритму, аналізу варіаційної пульсометрії короткого запису варіабельності серцевого ритму може розглядатись як новий ранній предиктор ризику виявлення неінфекційних захворювань.

Проведено аналіз теоретичних основ лазерних вимірювань складу повітряного середовища та можливості його застосування в надзвичайних ситуаціях, спричинених викидами у великій кількості забруднюючих газів, аерозолів і мікрочастинок дизельними двигунами, двигунами внутрішнього згоряння автомобільного транспорту. Запропоновано метод розв'язання задачі оперативного моніторингу складу газів домішок і аерозолів в зоні контролю застосуванням єдиного комплексу лазерної вимірювальної апаратури. Найбільш перспективним методом діагностики забруднень повітря є дистанційні методи зондування. Серед дистанційних методів особливе місце займають лазерні методи. Одним з найефективніших засобів дистанційного моніторингу ступеня забруднення навколишнього середовища є лазерні монітори, звані також як лідари (по аналогії з радарами). Методи зондування поділяються, в залежності від способу отримання інформації на: активні - при цьому об'єкти навколишнього середовища зондуються електромагнітним випромінюванням і пасивні, інформація отримується шляхом реєстрації результату взаємодії випромінювання природних джерел або власне випромінювання аналізованих домішок. У статті розглянута можливість застосування лазерних засобів для оперативного контролю ступеню забрудненості навколишнього повітря вихлопами автомобільних двигунів. Приведені оцінки енергетичних параметрів лідару для виявлення типових забруднюючих компонентів.

Предметом розгляду статті є процеси забезпечення електромагнітної сумісності в самоорганізованій безпровідній мережі шляхом застосування надширокосмугових сигналів з високою інформаційною ємністю. Мета – розробка рекомендацій щодо реалізації безпровідного мобільного рухомого зв’язку при передачі дискретних повідомлень каналом зв’язку з адитивним гаусовим шумом. Задача – забезпечення усталеної та надійної роботи надширокосмугової системи зв’язку. Використані методи: методи аналітичного моделювання та теорії потенціїної завадостійкості. Отримані наступні результати. Розроблено критерій забезпечення вимог електромагнітної сумісності мобільних телекомунікаційних систем. На грунті теорії потенціальної завадостійкості показана можливість усталеної та беззавадової роботи телекомунікаційної безпровідної системи в умовах, коли рівень інформаційного сигналу та шуму мають одне значення. Доведена можливість вилучення переданого інформаційного сигналу із суміші шуму та корисного сигналу шляхом кореляції прийнятого та опорного сигналів. Висновки. Показано, що використання технології надширокосмугових сигналів дозволяє здійснити безпровідну приховану передачу інформації з малою потужністю випромінювання. Причому велика база сигналу дозволяє забезпечити усталену та беззавадову роботу телекомунікаційної системи зв’язку за умов, коли рівень інформаційного сигналу знаходиться на рівні чи нижче рівня шуму. При цьому доведена можливість вилучення корисного сигналу із суміші інформаційних двійкових сигналів та білого гаусового шуму

Актуальність теми дослідження. Ця тема є актуальною у зв’язку зі зростаючим попитом та інтересом до бездротових зарядних пристроїв з боку дослідників та користувачів. Постановка проблеми. У процесі розробки систем бездротової передачі енергії дослідникам потрібно проектувати котушки індуктивності з різною точністю параметрів відповідно до поставлених завдань. Тому необхідно знати, наскільки точно можна розробити модель котушки індуктивності в одному з популярних пакетів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації про різні програми, що використовуються для моделювання електромагнітних процесів. З джерел про будову котушок індуктивності зібрано необхідну інформацію для аналізу й порівняння. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Досі не було зібрано та узагальнено у зручному для порівняння вигляді інформацію про різні структури, будову і складові котушок індуктивності для бездротової передачі енергії. Питанню точності моделей котушок індуктивності у програмах, що ґрунтуються на методі скінчених елементів, також не приділялось достатньо уваги. Постановка завдання. Основне завдання полягає в оцінці точності моделювання двох однакових двошарових котушок для бездротової передачі електроенергії у відповідній програмі за методом скінчених елементів. Виклад основного матеріалу. Проведено аналіз структури індуктивностей, а саме геометрії обмотки, форми й матеріалу феритового осердя та його ролі екранування електромагнітного поля та направлення потоку магнітної індукції на значення індуктивності. Розроблено та запропоновано спрощену модель індуктивності й визначено її електромагнітні параметри. Висновки відповідно до статті. Підтверджено результати моделювання двошарових котушок, чим доведено, що ANSYS EM Suite є точним та надійним інструментом і навіть спрощені моделі індуктивностей цілком задовольняють вимоги інженерів та дослідників.

Розроблена та випробувана дешева, проста і достатньо точна методика та експериментальна установка для контролю якості гартування сталевих виробів циліндричної форми в реальному часі, тобто відразу при виході готових виробів з процесу гартування. Досліджено вплив певного ступеня гартування кілець підшипників на електрорушійну силу взаємної індукції у вимірювальній котушці. Отримано експериментальні результати значень електрорушійної сили взаємної індукції для кілець різних серій. За експериментальними даними визначено інтервали значень електрорушійної сили взаємної індукції для якісно загартованих кілець різних серій. Показано методику відбору якісно загартованих кілець підшипників за відомими параметрами для певної серії зразків.

Серед деталей, що регламентують надійність функціонування паливної електромагнітної форсунки особливе місце займають її прецизійні пари, зокрема розпилювач і клапан керування, технічний стан яких суттєво впливає на економічні та екологічні показники роботи двигуна. У випадку виходу із ладу, фірма BOSCH рекомендує заводську технологію їх ремонту або заміну, що підвищує вартість ремонту. Деталями форсунки, що руйнуються першочергово є голка і корпус розпилювача та сідло клапана керування. Виходячи з аналізу виду пошкоджень, сервісні центри ухвалюють рішення стосовно способу повернення параметрів форсунки до нормативних. Зокрема, якщо погіршення роботи форсунки викликане зношенням контактних поверхонь голки і корпуса розпилювача чи сідла клапана керування, то проводилася реставрація цих деталей. В Україні заводська технологія відновлення розпилювачів і клапанів керування форсунок BOSCH не завжди витримується оскільки потребує спеціального обладнання, тому станції з ремонту паливної апаратури, кожна своїми методами, проводять реставрацію фірмових форсунок. Використовується технологія взаємного притирання голки до сідла корпуса розпилювача, результати застосування якої бажають бути кращими. У статті пропонується технологічний процес відновлення роботоздатності розпилювачів і клапанів керування паливної форсунки BOSCH із електромагнітним приводом, який на практиці підтвердив свою ефективність. Так, відновлення спряжених поверхонь розпилювача проходить у два етапи: на першому етапі виконується прешліфування конуса голки розпилювача, на другому – притирання поверхні конуса корпуса спеціальним притиром. З цією метою був розроблений комплекс, основою якого став розроблений і виготовлений пристрій для перешліфування. Сідло клапана керування відновлюється також методом притирання на універсальному притирочному станку МР-250. Запропонована технологія відновлення розпилювача і клапана керування паливних форсунок фірми BOSCH із електромагнітним приводом дозволяє продовжити їх експлуатацію без зниження технічних і економічних показників роботи та зекономити кошти на ремонті.

У статті в результаті проведеного аналізу встановлено, що складовою системи управління є система зв'язку, ефективність функціонування якої з урахуванням досвіду ведення бойових дій на сході України істотно залежить від впливу сучасних засобів радіоелектронного подавлення Збройних сил Російської Федерації. Визначені показники ефективності системи зв’язку, правильна оцінка яких дозволить забезпечення якісного управління частинами та підрозділами Повітряних Сил. Обґрунтована доцільність використання єдиного пiдходу щодо оцінки завадостійкості системи зв’язку в мережах Повітряних Сил. На основі існуючих методик оцінки якості функціонування систем зв’язку, радіотехнічного забезпечення та інформаційних систем запропоновано узагальнену удосконалену методику оцінки завадостійкості системи зв’язку, яка враховує показник ймовірності постановки противником навмисних завад та оцінку показника електромагнітної сумісності як одного із складових.

У сучасній вищий школі циклічний ритм навчального процесу з екзаменаційною сесією як формою підсумкового контролю практично вичерпав себе. Це пов’язано в основному зі зміною мотиваційних стимулів навчання, істотним зменшенням часу, що затрачується на самостійну роботу, і тим самим, зниженням рівня системності вивчення предмету. Крім того, принципово змінилися можливості інформаційних технологій. Це дозволяє поставити на зовсім інший рівень самостійну роботу з використанням контролюючо-навчальних програм і експрес-тестування з розділів курсу, що вивчаються.Тенденції удосконалення навчального процесу у вищий технічній школі, що стимулюють систематичність навчання й елементи змагальності, виявлено в розвитку модульно-рейтингової системи, впроваджуваної останнім часом у ряді ВНЗ. Упровадження нової системи супроводжується переоглядом технології навчання.Технологія навчання – це системний, упорядкований набір дидактичних методів, прийомів, елементів, а також зв’язків і залежностей між ними, що становлять собою єдність, націлену на досягнення кінцевих результатів навчання.Проблемно-модульна технологія навчання базується на чотирьох основних принципах:– проблемний виклад навчального матеріалу;– самостійність вивчення;– індивідуалізація навчання;– безперервність і об’єктивність самооцінки й оцінки знань.Основними засобами навчання в новій технології є модуль і модульна програма.Модуль – це об’єднана логічним зв’язком, завершена сукупність знань, умінь і навичок, що відповідає фрагменту освітньої програми навчального курсу.Модульна програма – система засобів, прийомів, за допомогою яких досягається кінцева мета навчання.Таким чином, модульна програма містить у собі елементи управління пізнавальною діяльністю і разом з викладачем допомагає більш ефективно використовувати навчальний час.Технологія модульного навчання – одна з технологій, що, по суті будучи особисто орієнтованою, дозволяє одночасно оптимізувати навчальний процес, забезпечити його цілісність у реалізації цілей навчання, розвитку пізнавальної й особистісної сфери учнів, а також, сполучити тверде управління пізнавальною діяльністю студента з широкими можливостями для самоврядування.Систематизація і структуризація модуля. Однією з особливостей нової технології навчання з’явилася поява можливості управління процесом засвоєння знань на основі чіткої систематизації і структуризації курсу. Такий підхід дозволив закласти в кожну складову частину навчальної програми модуля її ваговий коефіцієнт і поширити такий підхід до системи оцінки і самооцінки знань.Важливою особливістю даної технології є її інтеграційна якість. Модуль, як цілісна єдність змісту і технології його вивчення, реалізується через комплекс інтегрованих технологій: проблемного, алгоритмічного, програмованого та поетапного формування розумових дій.Завдяки відкритості методичної системи, закладеної у модулі, добровільності поточного і гласності підсумкового контролю, можливо вільно здійснювати самоконтроль і вибирати рівень засвоєння, відсутності твердої регламентації темпу вивчення навчального матеріалу. У такий спосіб створюються сприятливі морально-психологічні умови, в яких студент відчуває себе упевненим у своїх силах.Усвідомлення студентами особистісної значимості досліджування і потреби в досягненні визначених навчальних результатів мотивується чітким описом комплексної якісної мети. Реальний результат цілком залежить від самого учня. Потреба в самореалізації задовольняється, по-перше, можливістю за допомогою модуля навчатися завжди успішно і, по-друге, волею вибору творчої діяльності і нестандартних завдань.Упровадження інтерактивних методів навчання в навчальний процес поряд з чисто технічними складностями обмежено відсутністю простих у застосуванні й однозначних методик оцінки результатів комп’ютерного тестування. Більшість тестів засновано на використанні альтернативного опитування, що фактично становить собою угадування правильної відповіді з декількох запропонованих варіантів. Навіть не з огляду на високу імовірність угадування при будь-якому розумному обсязі вибірки [1], така методика тестування може використовуватися лише як попередня оцінка і не дозволяє одержати інформацію про глибину і детальність засвоєння досліджуваного матеріалу. Студенти перших двох курсів інженерних спеціальностей технічних ВНЗ навичок програмування не мають, що створює значні труднощі у застосуванні безальтернативного тестування.Запропонований метод безальтернативного тестування принципово відрізняється як від альтернативних методів цілком, крім імовірності угадування, так і пропонує оригінальний підхід у постановці тестуючуго завдання, системи внесення відповідей і системного підходу в оцінці ступеня засвоєння вивченого матеріалу. Розроблені тести являють собою набір напівякісних завдань, підібраних за наростаючою складністю, тематично зв’язаних матеріалом розділу виучуваного курсу. Таке компонування тесту дозволяє охопити широкий спектр досліджуваних питань і диференціювати якість засвоєння матеріалу. Новим є також розроблена адаптована система контролю результатів тестування, у якому передбачене внесення відповіді в тестовий файл у спрощеному виді – числа, простої формули або малюнка. У структурі модульного посібника відбиті вимоги і правила конструювання модуля:– комплексна мета, у якій надані якісні характеристики (пізнавальні й особистісні) результату вивчення модуля;– конкретизація мети в предметних "навчальних елементах", заданих стандартом утворення;– програма і рекомендації технологічних прийомів її вивчення;– конкретизація мети в еталонах і критеріях рівнів засвоєння, у завданнях підсумкового контролю;– еталони рішень для організації самоконтролю і взаємоконтролю.Пропонований метод тестування органічно вливається в методику модульно-рейтингової системи .Особливості пропонованої безальтернативної системи тестування розглянемо на прикладі тестів, складених з теми „Електромагнитні коливання та хвилі” . Нами розроблені тести по восьми розділах курсу фізики [ 2 ],. Кожний розділ містить у собі двадцять п’ять варіантів завдань, розрахованих на те, щоб кожний студент мав можливість працювати самостійно. Приклад тесту приведений у тексті разом з відповідями, що повинні вводитися студентами в спеціально підготовлені файли.Однією з особливостей тесту в структурі поданих завдань є те, що вони розбиті на три рівні зі зростаючою ступінню складності.Особливість і новизна пропонованих тестів пов’язана також з розробкою завдань, що припускають одержання рішення у вигляді відносних величин, що можуть бути зведені до відношення простих чисел. Ця особливість формулювання завдань має переваги, зв’язані з багатоваріантністю постановки, що суттєво при розробці масиву різних тестів однієї тематики, і, що є найбільш важливим, дозволяє вносить відповідь у відповідний файл тестуючої програми у вигляді числа, що доступно студентам з мінімальними навичками роботи на комп’ютері.Перший рівень включає три завдання, які розраховані на досить формальне засвоєння основних положень тестуючого розділу – знання рівняння фронту хвилі, частоти электромагнітних коливань та вміння знайти швидкість фронту хвилі, а також, знаючи зв’язок діелектричної та магнітної проникності та показник заломлення середовища, знайти швидкість поширення хвилі в середовищі.Відповідь на кожне з завдань оцінюється в один бал, а в цілому при повній відповіді на завдання І рівня можна вважати, що основні положення теми засвоєні і знання студента відповідають оцінці «задовільно».Другий рівень тестування включає завдання, що вимагають при їх розв’язуванні визначеного осмислювання законів електромагнітної індукції та застосувати методи розрахунку ЕРС індукції в контурі, та в постійному магнітному полі, а також уміння знаходити опір кола, та ємність конденсатора. Кожне завдання оцінюється двома балами.Розв’язування завдання ІІІ рівня припускає глибоке оволодіння матеріалом і володіння нетрадиційними методами рішення. Оцінюється кожне завдання трьома балами. У цілому тестування дозволяє перевірити готовність студентів на різних рівнях – від задовільного до відмінного.Приклади файлів для відповідей (вікна відповідей) приведені на прикладі тесту.Наприклад, по темі „Електромагнітні коливання та хвилі” один з варіантів тесту має такий вигляд: ЗавданняI рівня1) Відкритий коливальний контур містить ємність С0 = пФ та індуктивність L0 = нГн. Знайдіть довжину хвилі електромагнітного поля, яке випромінює цей вібратор.2) Знайдіть швидкість фронту електромагнітної хвилі, якщо задана довжина хвилі l = 1 мм і частота коливань v = 3×1011 Гц.3) Діелектрична сприйнятливість середовища лінійно залежить від напруженості електричного поля c = 10-2Е. Знайдіть показник заломлення середовища, якщо магнітна проникність m = 1, а напруженість поля дорівнює Е = 0,1 Н/Кл. Вікна відповідей 1)l =2)Vф =3)n = Завдання II рівня4) Трикутна дротяна рамка має рухому перемичку, яка переміщується з постійною швидкістю V. Рамка знаходиться в перпендикулярному магнітному полі В = В0t. Знайдіть відношення ЕРС індукції, яка виникає в контурі, та ЕРС у постійному полі В0. 5) При перемиканні в колі ключа в положення 2 (рис.) виникає розряд конденсатора. За час t = 1 с заряд конденсатора зменшився в число разів q/q0 = 2, де q0 – початковий заряд, q(t) = q – заряд у момент часу, що дорівнює t. Опір R = 1 Ом. Знайдіть час релаксації цього контуру tр і ємність С.Вікна відповідей4) 5) tр = С = З Вікна відповідей6)L = авданняIII рівня 6) Добротність резонансного контура Q = 0,01. Ємність С = 100 мкФ і опір R = 1 Ом. Зайдіть індуктивність контура.Алгоритм розв’язування задач. Перший рівень ступені складності.1. Розв’язокЗв’язок довжини хвилі та частоти має вигляд, Тоді, .2. Розв’язокРівняння фронту хвилі : ,звідси швидкість фронту хвилі :,де k – хвильове число , а кругова частота .Тоді, .3. Розв’язокПоказник заломлення середовища : ,де і  – діелектрична і магнітна проникності,, а = 1,то показник заломлення дорівнює .Швидкість поширення в середовищі ,де с – швидкість світла у вакуумі.Другий рівень складності.4. Розв’язокПотік магнітного поля, який пронизує систему, дорівнює,де S – площа замкненого контура в момент часу t, що дорівнює площі трикутника,де , , тобто Потік поля :ЕРС індукції : ЕРС індукції в постійному полі :.Відношення ЕРС дорівнює :.5 Розв’язокЗаряд (струм) в колі при замикании ключа змінюється за законом.Отже, . Логарифмуючи вираз, маємо , Враховуючи, що в колі, яке розглядається Для ємності маємо виразТретій рівень складності6. Розв’язок,де – власна частота,– напівширина контура.Звідси маємо i знаходимо L.Для полегшення роботи викладача при перевірці тестів, існують вікна відповідей з уже заздалегідь підрахованим результатом. Необхідно тільки звірити отриману студентом відповідь із запропонованою. Вікна відповідейВаріант № 1 Завдання I рівня1)l = 1 см2)Vф = 3×108 м/с3)n = 1,0005 ЗавданняIІ рівня4) 5) tр =1,4426 с С = 1,4426 Ф ЗавданняIІІ рівня6) L = 0,01 мкГн ЗавданняIІ рівня4) 5) tр =1,4426 с С = 1,4426 Ф

Мета дослідження – розглянути основні причини погіршення якості еякуляту чоловіків, а саме: негативний вплив навколишнього середовища, стиль життя та генетичні фактори. Матеріали та методи. У дослідженні використано бібліосемантичний та аналітичний методи. Результати дослідження та їх обговорення. Під час виконання дослідження було проаналізовано 65 джерел сучасної вітчизняної та зарубіжної літератури щодо причин погіршення якості еякуляту в чоловіків. Висновки. Аналіз літературних джерел показав погіршення якісних та кількісних показників еякуляту чоловіків протягом останніх років: зниження концентрації та загальної кількості сперматозоїдів, зменшення частки рухомих та морфологічно нормальних сперматозоїдів. Основними причинами таких змін є генетичні фактори; вплив негативних екологічних факторів (хімічне та радіоактивне забруднення, електромагнітне випромінювання); спосіб життя (шкідливі звички, неправильне харчування, професійна діяльність).

Запропонована методика розрахунку динамічних навантажень у електромашинній та механічній системах привода ротора екскаватора. В методиці враховуються електромагнітні процеси у двигуні, податливість пружних ланок, коливання мас, демпфування у пружних ланках. Наведені результати розрахунків перехідних процесів у електромашинній та механічній системах.

Предметом вивчення є процеси забезпечення безпроводової завадостійкої передачі дискретної інформації на грунті надширокосмугових сигналів з високою інформаційною ємністю. Мета – розробка рекомендацій щодо забезпечення електромагнітної сумісності надширокосмугової системи зв’язку при передачі дискретних повідомлень каналом зв’язку з аддитивним гаусовим шумом. Задача – забезпечення усталеної та надійної роботи надширокосмугової системи зв’язку в умовах внутрішньосистемних завад. Використані методи: методи аналітичного, імітаційного моделювання та цифрового кодування сигналів. Отримані наступні результати. Показано, що випадкові зміни енергії та автокореляційної функції прийнятих надширокосмугових сигналів в потоці бітів інформації є причиною виникнення внутрішньосистемних завад. У свою чергу це викликає збільшення бітової похибки та деградацію імовірнісних характеристик системи зв’язку. Отримані характеристики бітової похибки свідчать про високий рівень прихованості та електромагнітної сумісності надширокосмугової системи зв’язку при передачі дискретних повідомлень в каналі зв’язку з адитивним гаусовом білим шумом. Причому, за умов використання некратних затримок кодуючих імпульсів в процесі кодової спектральної модуляції, отримуємо імовірність бітової похибки на рівні 10(-5) – 10(-6) при суттєво менших одиниці відношеннях сигнал/шум. Висновки. Використання технології надширокосмугових сигналів дозволяє здійснити безпроводову приховану передачу інформації з малою потужністю випромінювання на швидкості 1-2 Мб/с з імовірністю похибки на біт менш, ніж 10 . Таким чином система надширокосмугового радіозв’язку з кодовою модуляцією в передавачі та спектральною обробкою в приймачі має високу завадостійкість, що дозволяє здійснювати надійну передачу цифрової інформації при появі внутрішньосистемних завад

УДК 535.51, 535.55, 539.3 Наведено огляд досліджень математичних проблем термомеханіки деформівних тіл різної електропровідності і здатності до намагнічування та поляризації при електромагнітному опроміненні, які проводяться в Інституті прикладних проблем механіки і математики НАН України. Сформульовано задачі математичноі фізики, що описують тепловий та термонапружений стан у таких тілах із урахуванням особливостей електромагнітної дії в різних частотних діапазонах. Проаналізовано методи дослідження термомеханічної поведінки тіл у цих діапазонах, зокрема різної прозорості (частково прозорих та непрозорих) при тепловому опроміненні.

Сучасні методи екранування допускають використання найбільш придатних металевих матеріалів для одночасного вирішення декількох задач для захисту працюючих та електромагнітної сумісності технічного обладнання. Одним з таких ефективних металевих матеріалів вважають аморфні магнітом’які сплави. Предмет дослідження даної роботи – визначення захисних властивостей аморфного магнітом’якого сплаву при різних значеннях частотних та амплітудних характеристик в залежності від зміни товщини стрічки матеріалу. Досліджено магнітні властивості пермалою від різної частоти екранованого поля з різним відсотковим вмістом нікелю та різною товщиною захисного металевого матеріалу; залежності коефіцієнта екранування магнітом’яких аморфних сплавів від індукції зовнішнього магнітного поля; коефіцієнти екранування аморфного магнітом’якого сплаву різної товщини та різного відсоткового вмісту кобальту від змінних значень амплітуди; магнітооброблений стан та вихідний стан (недоліки та переваги для конкретних умов використання при захисті та економічних вимог); залежності магнітної проникності магнітом’якого аморфного сплаву від різних значень частоти та амплітуди. Мета роботи - визначення коефіцієнтів екранування захисних аморфних магнітом’яких сплавів від амплітудно-частотних характеристик екранованого магнітного поля та обґрунтування ефективності використання таких матеріалів та надання конкретних рекомендацій щодо захисту від електромагнітних полів та випромінювань працюючих людей та сумісності електричного та електронного технічного обладнання. Розроблено захисні властивості магнітних екранів на основі аморфних сплавів у різних амплітудно-частотних діапазонах. Запропоновано раціональні обґрунтовані рекомендації щодо вибору матеріалу для забезпечення найбільш придатних значень коефіцієнтів екранування Доведено експериментально що аморфні магнітом’які сплави мають сприятливі коефіцієнти екранування від частоти екранованого поля, що підвищує ефективність захисту від магнітних полів працюючих людей та спрощує, з економічної точки зору, обрання матеріалу на конкретному виробництві. Отримані графічні залежності надають можливість обирати необхідний захисний металевий матеріал та автоматизувати процеси розроблення засобів оптимального екранування магнітних полів. Багатосерійність досліджень та легка керованість властивостей матеріалів з різним вмістом металевої субстанції, різної товщини стрічки матеріалу, тощо надає змогу змінювати загальні захисті властивості металевого сплаву ( в залежності від поставленої умови на виробництві)

Розглянуто проблему розсіяння пласких хвиль дискретним параболічним рефлектором (ДПР), виготовленим з рівновіддалено розташованих кремнієвих ниток. Досліджено фокусуючу здатність таких відбивачів як у випадку Е-, так і Н-поляризації. Для моделювання цієї задачі ми використовуємо метод часткового розділення змінних разом з регуляризацією, що приводить до матричного рівняння Фредгольма другого роду для коефіцієнтів розкладання функції поля. Цей факт гарантує збіжність розв’язку та прогнозованої точності наших розрахунків. Ми чисельно вивчаємо відбиваючі характеристики ДПР та їхню фокусуючу здатність разом з картинами ближнього поля та значеннями функції поля у зоні фокусування.

Палі для будівництва фундаментів використовувалися ще в далекій давнині. Спочатку палі використовувались при ущільненні ґрунтів з метою значного підвищення несучої здатності основ фундаментів, а потім – в якості несучих елементів, які можуть передавати навантаження від плити фундаментів на ґрунт. Палі спочатку виготовляли із лісоматеріалів і забивали ручними молотами. Голови паль зрізали нижче рівня води, захищаючи, тим самим, їх від дотикання із повітрям. В даний час в фундаментобудуванні використовується більш ніж 100 типів паль, які класифікуються по трьома найбільш суттєвими признаками: це по особливістю передачі навантаження на ґрунт (палі-стійки, висячі, ущільнення, тертя); – по способу заглиблення або вбудуванні палі в ґрунт (що виготовляються раніше і заглиблюються в готовому вигляді; виготовлені в проектному положенні; комбіновані); – по матеріалу: дерев’яні, бетонні, залізобетонні, комбіновані.По особливостям передачі навантаження на ґрунт найбільше розповсюджені палі -стійки і висячі палі. Палі-стійки передають навантаження на ґрунти в основному нижнім кінцем на малостиснутих ґрунтах (скалисті, пісчані, тверді глини). Висячі палі передають навантаження на любі ґрунти нижнім кінцем , а також за рахунок сил тертя по боковій поверхні.З кожним роком все більше набуває використання віброударного обладнання, так названих вібромолотів. Ця техніка успішно використовується при спорудженні надійних фундаментів під різні споруди.Здійснення сказаного вимагає вивчення і дослідження процесу віброударного заглиблення паль. а також створення найбільш продуктивних способів його виконання.Одним із перспективних напрямків є впровадження фундаментів із паль при будівництві споруд при щільній забудові в містах і селищах.Також необхідно відмітити, що спорудження фундаментів із паль дає можливість впроваджувати комплексну механізацію і автоматизацію технологічних процесів, що значно підвищує продуктивність робіт.Віброударне заглиблення паль є одним із найбільш продуктивних способів побудови надійного фундаменту під різні споруди . Віброударне заглиблення, котре широко впроваджується на будівництві , належить до ударної технології заглиблення паль. Метод віброударного заглиблення паль полягає в тому, що при вібрації суттєво зменшуються сили виникаючого тертя і сили зчеплення між палею і ґрунтом, а в результаті значно зменшуються сили опору заглибленню палі.В даний час, при проектуванні вібромолотів динамічні фактори при їх експлуатації не враховуються. Тому надійність можна підвищити, якщо на стадії їх проектування враховувати хвильовий характер навантажень віброударної техніки.Віброударне заглиблення паль нами розглядалося у взаємодії механічних і електромагнітних процесів і в результаті була отримана математична модель динамічних процесів при роботі вібромолота, котра включала нелінійні диференціальні рівняння руху мас вібромолота і лінійне диференціальне рівняння електромагнітних явищ в двигуні приводу.Аналізуючи отриману інформацію можна акцентувати, що віброударному методу заглиблення паль мало приділено уваги і широка інформація практично відсутня. Тому являється актуальним створення продуктивних зразків вібромолотів, методик їх розрахунків і проведення наукових досліджень динаміки робочих процесів цих машин на що і направлена дана магістерська робота.В даній роботі нами теоретично досліджено, з використанням математичного застосунку MathCAD, динаміку вібромолота і отримано результати котрі можуть бути використані при проектуванні та визначенні динамічних навантажень подібних віброударних машин.При розрахунку вібромолотів на статичну й утомленуміцність коливальні процеси конструкцій та їх динамічні навантаження, в цей час, не враховуються. Однак їх несучу здатність можна значно підвищити, якщо у розрахунках при їх проектуванні враховувати їхні амплітудно-частотні характеристики. Відсутність ж уточненої методики розрахунку сучасних вібраційних машин, в тому числі і вібромолотів, для здійснення ефективного занурення різноманітних паль ускладнює їхнє проектування і експлуатацію.Метою статті є висвітлення результатів математичного моделювання коливальних процесів при заглибленні паль вібромолотом та визначення динамічних навантажень на його елементи.В роботі теоретично досліджено, з використанням математичного програмного середовища MathCAD, динаміку механізму привода вібромолота і отримано результати які можуть бути використані при проектуванні, розрахунку та визначенні динамічних навантажень подібних вібраційних машин.

Розглянуто основні матеріали для екранів електромагнітного випромінювання і методи їх виготовлення. Проаналізовано екрануючі властивості та електрофізичні характеристи­ки: будівельних матеріалів на основі шунгітових порід; наноструктурованих вуглеце­во­вмісних екранів електромагнітного випромінювання; екрануючих матеріалів на основі синтезу композиційних металоорганічних волокон, а також застосування трикотажно-в'язальної технології для виготовлення екранів і поглиначів електромагнітного випро­мінювання. Описано властивості матеріалів, отриманих на основі синтетичних та натуральних воло­кон, що містять нанорозмірні включення металів і сплавів. Означено перспективи та можливості технічного захисту інформації із застосуванням нових мате­ріалів і конструк­цій для екранування побічних електромагнітних випромінювань інфор­маційних прист­роїв й виробів електронної техніки та придушення негативного впливу електромаг­ніт­ного поля.

Метою статті є розробка методу оцінки методичних похибок калібрування електровимірювальних приладів змінного струму сигналами прямокутної форми. Результати. Проведена оцінка методичних похибок калібрування ЕВПЗС сигналами прямокутної форми типу «меандр» для двох типових видів вимірювальних ланцюгів приладів Розглядаються прикладні аспекти оцінки методичних похибок при калібруванні електровимірювальних приладів змінного струму сигналами прямокутної форми типу «меандр» для двох типових видів вимірювальних ланцюгів приладів, без компенсації і з компенсацією. За результатами аналізу отримані аналітичні вирази для відносних значень методичних похибок у вимірювальних ланцюгів приладу без компенсації і з компенсацією. Підтверджено за результатами аналізу можливість застосування сигналів прямокутної форми типу «меандр» для калібрування електромагнітних приладів

Modern development of radio equipment is characterized by an increase in the speed of processes of transmission and processing of information, miniaturization and integration into unified complexes that physically bridles the sources and receptors of interference. All this leads to the strengthening of the requirements to ensure compliance with the conditions of electromagnetic compatibility and the need for its evaluation at the design stage of radio engineering devices and systems, because the incomplete or incorrect assessment of these requirements leads to a significant increase in time and material costs of the manufacturer, for further development of the development of electronic equipment and reduction its competitiveness. Widespread use of different purposeful electronic means leads to an increase in the levels of electromagnetic fields created by them in the surrounding space. These fields are obstacles for other similar devices, may degrade the operating conditions and reduce the effectiveness of their use. In this process, it is easy to see the characteristic features of dialectical development - progress in this area is restrained by the negative phenomena generated by its development. Further progress requires the overcoming of this trend, that is, development on a new quality level, which is to ensure the joint operation of various means. The key is that the actions of the electromagnetic fields, which are created by some technical means to the other, are carried out for the transmission of information, its processing, or vice versa, violation of the process of transmission and processing of data. Therefore, an analysis is proposed that allows preliminary prediction of the fulfillment of the conditions of electromagnetic compatibility in a group of radio-electronic means that have a number of sources of interference and radio engineering devices on which they affect. In this case, the important issue of checking the provision of electromagnetic compatibility of radio-electronic means is to determine the magnitude of the permissible power at which provides electromagnetic compatibility. The purpose of this article is to consider, from the general positions, the main tasks of the analysis and evaluation of the electromagnetic compatibility of radio-electronic means

Предметом представленої роботи є процеси формування комплексу фізичних факторів у приміщеннях диспетчерських служб аеродромів цивільної авіації. Мета дослідження – натурні вимірювання кількісних значень найбільш критичних фізичних факторів та надання науково обґрунтованих рекомендацій з їх нормалізації та підтримання на нормативному рівні. Для досягнення поставленої мети визначені наступні задачі: вимірювання напруженостей магнітного та електричного полів промислової частоти, індукції стаціонарного магнітного поля, густини потоків енергії електричних полів, радіочастот, напруженостей електростатичних полів та концентрації аероіонів обох знаків у повітрі робочої зони. На основі отриманих даних розроблені рекомендації з управління та підтримки стандартного рівня виміряних фізичних факторів. Методами досліджень є інструментальні вимірювання рівнів фізичних факторів, розрахунковий та графоаналітичний методи. У результаті вимірювань рівнів фізичних факторів у диспетчерських вежах аеропортів встановлено наступне. Напруженості магнітного та електричного полів промислової частоти, густини потоків енергії електромагнітних випромінювань радіочастот, стаціонарних магнітних полів перебувають на нормативному рівні та не потребують коригування. Повітря робочої зони є повністю деіонізованим. Це обумовлене наявністю ненормативних рівнів електризації полімерних поверхонь. Цей висновок зроблено на основі виконаного моделювання відповідних процесів та підтверджено експериментально. Для нормалізації аероіонного складу повітря рекомендовано використовувати спеціально розроблений ультразвуковий іонізатор повітря. Його перевагою є відсутність генерації озону та оксидів азоту у процесах коронних розрядів. Досліджено ефективність розробленого іонізатора повітря. Показано, що зона впливу іонізатора задовільна, при цьому відбувається підвищення відносної вологості. Це сприяє зниженню електризації поверхонь. Зроблено висновки про фактичний стан рівнів фізичних факторів. У приміщеннях диспетчерських служб аеропортів доведено необхідність нормалізації аероіонного складу повітря і надано спосіб її реалізації.

У статті запропоновано математичну модель для аналізу і прогнозування агрокліматичних даних методом сингулярного спектрального аналізу (ССА) з інтервальною невизначеністю. Математична модель призначена для визначення оптимальних погодних умов у випадку посіву насіння пшениці попередньо стимульованого електромагнітним полем високої частоти. Показано, що передпосівна стимуляція насіння призводить до збільшення поглинання води, поживних речовин і відповідно вимагає оптимальних умов для проростання і подальшої веґетації рослин. Математичне моделювання дало змогу прогнозувати неодхідні оптимальні агрокліматичні умови за показниками вологості і температури ґрунту. The paper offers a mathematical model for the analysis and prediction of agro-climatic data by singular spectrum analysis (SSA) with the interval uncertainty. The mathematical model is designed to determine the optimal weather conditions at sowing wheat seed which is previously stimulated by electromagnetic field of high frequency. It was shown that pre-sowing seed stimulation leads to an increase of water uptake, nutrients and therefore requires optimum conditions for germination and subsequent plant growth. Mathematical modeling made it possible to predict the required optimum agro-climatic conditions in terms of humidity and soil temperature.

Збільшення швидкості розробки та введення в експлуатацію нової техніки ставить перед науковцями завдання більш швидкого проведення досліджень. Є необхідність змінити підходи до методик досліджень та вимірювального обладнання. Основна вимога, це швидкість проведення дослідження, якість та релевантність інформації. Застосування високочутливих датчиків, бортових вимірювальних пристроїв та відповідного програмного забезпечення вирішує цю задачу. Але виникає питання синтезу вимірювальних датчиків, робота яких спирається на застосування принципово різних фізичних ефектів (індукція, електромагнітні коливання, радіохвилі). Для кожного з таких датчиків властиві свої спектри шумів, тому при проведенні досліджень та обробці інформації потрібно використовувати алгоритми фільтрації здатні усунути цей недолік. Останнім часом багато науковців проводять експериментальні дослідження з використанням ємнісних акселерометрів. Їх перевагою є висока чутливість, простота у використанні та не висока ціна. Але в загальному випадку показання, такого типу акселерометру, схильні до значного шуму, який зазвичай викликаний особливостями конструкції та умовами проведення польових досліджень, яким властиві стохастичні чинники, що пов’язані з середовищем експлуатації: небажані вібрації, висока вологість та температура, електромагнітні перешкоди від інших електромеханічних або механічних елементів. Проведено аналіз переваг та недоліків існуючих фільтрів. Обґрунтування послідовності їх застосування та налаштувань необхідних при проведенні польових досліджень в режимі реального часу. Визначено, що застосування каскаду активних фільтрів необхідно при проведенні досліджень в польових умовах, бо такі фільтри можна вбудувати в програмне забезпечення, що суттєво збільшить швидкість та якість проведення дослідження. При наявності точної інформації стосовно джерела небажаного шуму, застосування принципів перетворення Фур’є надає можливість розділити повний сигнал на складові та проводити подальшу обробку з тими частинами, які надають найбільш релевантну інформаціє у відповідності до задач дослідження. Уніфікувати програмне забезпечення для різних умов проведення експерименту в режимі реального часу можливо при забезпеченні модульного підключення, або відключення окремих фільтрів з основного каскаду фільтрації.

Строк служби моторних масел може бути продовженний за рахунок застосування різноманітних методів очищення та відновлення їх функціональних властивостей. Фізичні методи обробки моторного мастила забезпечують стабілізацію в'язкості масла в плині тривалого строку застосування у двигуні, що створює кращі умови рідинного змащення деталей ДВС, що забезпечують їхню високу зносостійкість і кращу чистоту. Вплив магнітного поля поліпшує поляризаційні явища в середовищі мастила із домішками й, внаслідок цього поліпшує його змащуючи властивості. Установка для регенерації мастил містить дросель регулювання режимів роботи ультразвукового генератора, датчик частоти гідро імпульсів, на вході генератора встановлено манометр, а вихід дроселя і генератора з’єднано трубопроводом з електромагнітним фільтром, вихід якого з’єднано через розподільник з розпилюючою насадкою , змонтованій у випарному баку в верхній частині якого змонтований конденсатозбірник, розташований вище бака очищаємої рідини, в нижній частині якого розміщено радіатор для охолодження очищеного мастила. Розроблена установка дозволить підвищити ефективність регенерації мастил з поліпшенням якості товарних мастил.

Кардинальні зміни характеру та значне збільшення динаміки ведення мінної війни у воєнних конфліктах сучасності стали результатом зміщення пріоритетів у бік застосування новітніх зразків мінної зброї та саморобних вибухових пристроїв переважно з неконтактними датчиками цілі. Такий стан питання викликав загострення проблеми протидії вибухонебезпечним загрозам, а поряд з цим потребу у забезпеченні потрібного рівня ефективності, безпеки та собівартості процесів пошуку і виявлення вибухових пристроїв з неконтактними (електронними) датчиками цілі. Існуючі технічні засоби пошуку та виявлення вибухонебезпечних предметів, як правило, у більшості випадків ґрунтуються на використанні активних електромагнітних методів. Наближення таких пошукових пристроїв до вибухових пристроїв із магнітними (неконтактними) датчиками цілі або тих, що керуються по радіо, досить часто призводить до несанкціонованого вибуху і як наслідок до втрат. Встановлено, що майже усі неконтактні датчики цілі поєднує спільна ознака – наявність напівпровідникових елементів у їхньому складі, або переходів типу метал-окисел-метал. Вказана особливість покладена в основу сучасних засобів виявлення вибухових пристроїв з неконтактними датчиками цілі методом нелінійної радіолокації. Однак, при цьому проблемними досі залишаються вимоги щодо безпеки використання пошукових пристроїв даного типу у ручному варіанті або на наземних транспортних засобах. Одним із шляхів розв’язання даного протиріччя є встановлення пошукових пристроїв на дистанційно-керовану платформу. При чому, виникає нагальна потреба обґрунтування тактико-технічних вимог до засобів даного типу при зміні умов та способів їх застосування. На основі проведеного аналізу попередніх досліджень, як вітчизняних, так і закордонних фахівців, стосовно використання електромагнітних методів пошуку і виявлення рукотворних предметів в укриваючих середовищах (ґрунт, сніг, вода тощо), запропоновано науково-методичний підхід щодо планування експериментальних досліджень процесу виявлення нелінійних переходів вибухових пристроїв з неконтактними датчиками цілі. Експериментальні дослідження, призначені для перевірки і уточнення розроблених теоретичних положень щодо створення перспективних дистанційно керованих радіолокаційних комплексів пошуку та виявлення вибухових пристроїв з неконтактними датчиками цілі за допомогою методу нелінійної радіолокації, а у випадку їх підтвердження – технічного обґрунтування вимог до пошукових пристроїв нелінійної радіолокації та дистанційно керованих радіолокаційних комплексів в цілому.

Інтенсивне впровадження електротехніки, радіотехніки й електроніки майже у всі галузі народного господарства, науку, техніку, медицину, побут поставило перед широким колом фахівців (радіоінженери, інженери з прискорювальних установок, з ядерної техніки, електроніки, автоматики тощо) завдання активного освоєння методів розрахунків електродинамічних задач. Створення та експлуатація новітніх радіоелектронних пристроїв та приладів визначають зростаючу потребу у добре підготованих фахівцях радіотехнічного напряму.У сучасній радіотехніці й зв’язку широке застосування знаходять електромагнітні хвильові процеси і різноманітні пристрої, у яких ці процеси відіграють суттєву роль: передавальні лінії й хвилеводи, випромінювачі й приймальні антени, об’ємні резонатори й фільтри, невзаємні пристрої з феритами, елементи обчислювальних машин і комутаційних пристроїв, що працюють у сантиметровому або оптичному діапазоні.Курс «Технічна електродинаміка» та подібні до нього є обов’язковими для вивчення під час підготовки фахівців. Крім того, електродинаміка є важливою частиною теоретичної фізики, тому курси з електродинаміки читаються у переважній більшості університетів, й, у тій або іншій формі, і в ряді вищих технічних навчальних закладів.За програмою цього курсу найчастіше розглядаються наступні теми:1. Елементи векторного аналізу та математичної теорії поля2. Рівняння Максвелла3. Пласкі електромагнітні хвилі4. Відбиття та переломлення пласких електромагнітних хвиль5. Стале електричне поле6. Стале магнітне поле7. Поширення електромагнітних хвиль8. Хвилеводи9. Об’ємні резонаториВивчення вище перелічених тем вимагає використовувати такі операції з математичної теорії поля, як градієнт, ротор, дивергенція, скалярний та векторний добуток векторів тощо, розв’язувати рівняння у частинних похідних за методами Д’Аламбера (поширення хвиль), відокремлення змінних (рівняння Лапласа, Пуассона, Гельмгольця), визначати структури полів (типи хвиль) у хвилевідних лініях та об’ємних резонаторахЗ іншого боку, чільне місце у підготовці майбутнього фахівця посідає місце вміння використовування систем комп’ютерної математики (СКМ). Підготовка майбутнього фахівця до використання інформаційно-комунікаційних технологій має відбуватися не тільки на заняттях з дисциплін природничо-наукового циклу, а насамперед під час вивчення фундаментальних дисциплін.До простих і відносно нескладних систем комп’ютерної математики, щоправда з дещо обмеженими можливостями, відносять системи Derive та різні версії системи Mathcad. Система Derive вважається навчальною СКМ початкового рівня. Вона функціонує на основі мови штучного інтелекту (MuLisp) і є найменш вимогливою до апаратних можливостей персональних комп’ютерів: це єдина система, яка здатна працювати навіть на комп’ютерах раритетного класу IBM PC ХТ без жорсткого диску. Проте за можливостями вона не може конкурувати з системами більш високого класу ані у чисельних розрахунках, ані у символьних перетвореннях, ані у графічній візуалізації результатів обчислень.До середнього рівня СКМ відносять системи класу Mathcad. Ця СКМ має висококласну систему чисельних обчислень, проте дещо обмежену систему символьних перетворень, що реалізовано системою MuPAD (достатньо сказати, що лише 300 функцій ядра MuPAD доступні у Mathcad). Втім, графічні можливості різних версій Mathcad мало чим поступаються графіці більш складних СКМ.Більшість перших CKM призначалася для чисельних розрахунків. Їх результат завжди конкретний – це або число, або набір чисел, що зображується у вигляді таблиці, матриці або точок графіків. Однак вони не надавали можливості одержати загальні формули, що описують розв’язок задач. Як правило, з результатів чисельних обчислень неможливо було зробити загальні теоретичні, а часом і практичні висновки. Символьні (чи, інакше, аналітичні) операції – це якраз те, що кардинально відрізняє системи класу Maple та Mathematica (і подібні їм символьні математичні системи) від систем для виконання чисельних розрахунків. Під час виконання символьних операцій завдання на обчислення складаються у вигляді символьних (формульних) виразів, і результати обчислень також подаються у символьному вигляді. Числові результати при цьому є окремими, частковими випадками символьних.Вирази, що зображено у символьному вигляді, відрізняються високим ступенем загальності.Maple та Mathematica мають приблизно однакові можливості як в галузі символьних обчислень, так і в галузі числових розрахунків. Варто відзначити, що інтерфейс Maple є більш інтуїтивно зрозумілим, ніж у більш строгої системи Mathematica. Обидві системи в останніх реалізаціях зробили якісний стрибок у напрямі ефективності розв’язання задач в числовому вигляді, зокрема через підвищення швидкості виконання матричних операцій або застосування СКМ Matlab.Як ілюстрацію застосування СКМ Maple до курсу технічної електродинаміки розглянемо кілька прикладів розв’язання типових задач.1. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке має в декартовій системі координат єдину складову .with(VectorCalculus):F := VectorField(<20*sin(x/Pi),0,0>, ’cartesian’[x,y,z]); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 2. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке характеризується такими складовими в циліндричній системі координат: , Аφ = 0, Аz = 0.F := VectorField(<10/r^2,0,0>, ’cylindrical’[r,phi,z]); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 3. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке має в сферичній системі координат єдину складову Аθ = 8r ехр (– 10r).F := VectorField( <0,0,8*r*exp(-10*r)>, ’spherical’[r,phi,theta] ); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 4. Побудувати структуру поля для хвилі типу Н12 у прямокутному хвилеводіcontourplot(H0*cos(m1*Pi*x/a)*cos(n1*Pi*y/b), x=0..a, y=0..b, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, labels=["a","b"], title="Структура поля класу H (TE)"); 5. Побудувати структуру поля для хвилі типу Е21 у прямокутному хвилеводіcontourplot(E0*sin(m*Pi*x/a)*sin(n*Pi*y/b), x=0..a, y=0..b, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, labels=["a","b"], title="Структура поля класу Е (TM)"); 6. Побудувати структуру поля для хвилі типу Е21 у круглому хвилеводіcontourplot([r,phi,E0*(epsilonmn/R)^2*BesselJ(m,r*epsilonmn/R)* sin(m*phi)], r=0..R, phi=0..2*Pi, coords=cylindrical, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, title="Структура поля класу Е (TM)"): З вище викладеного та проілюстрованого випливає, що систему комп’ютерної математики Maple доцільно використовувати під час викладання курсу «Технічна електродинаміка» або подібні до нього, особливо на практичних заняттях або під час самостійної підготовки студентів, щоб суттєво зменшити час на непродуктивні дії обчислень чи графічних побудов.

Висвітлено результати експериментальних досліджень роботи біотехнічної системи опромінення насіння високочастотним електромагнітним полем, безперервним синусоїдальним сигналом із різною вихідною потужністю для насіння пшениці. Визначений тепловий та осциляторний вплив електромагнітного поля на біологічну тканину. Запропонована фізико-математична модель структури біологічної тканини на рівні клітинних мембран, внутрішньо і міжклітинного середовищ з точки зору електричних властивостей. На основі будови клітин визначені електричні властивості біологічної тканини, з якої складається насіння рослин. Показана зміна складових комплексного опору в залежності від частоти електромагнітного випромінювання за допомогою якого проводилась стимуляція. Побудовано рівняння реґресії і проведено оцінку їх адекватності за критерієм Фішера. Аналіз рівнянь реґресії дозволив визначити оптимальне співвідношення незалежних факторів для досягнення максимального відсотка схожості насіння. Отримані результати дозволили конкретизувати критерії оцінювання опромінення насіння. Експериментально доведено, що еквівалентну електричну схему неможливо звести до простих випадків з’єднання опорів і ємностей, а саме насіння не можна вважати нейтральним діелектриком. Розроблена методика оцінки інтенсивності обмінних процесів залежно від електричного опору насіння.

У статті наведена методика розробки та оптимізації системи живлення рупорної антени із коловою поляризацією. Рупорна антена має металеву конструкцію та складається із хвилеводу, що має змінний переріз та відкритий випромінюючий кінець. Електромагнітні хвилі у такій антені збуджують за допомогою хвилеводу, що вмикають до вузької стінки рупорної антени. Запропонована система живлення рупорної антени складається із прямокутного хвилеводу зі щілиною. Щоб на виході отримати в рупорній антені збудження сигналів із коловою поляризацією, щілину було вирізано у прямокутному хвилеводі під кутом 45º. В результаті схема дає можливість формувати сигнали з правою круговою поляризацією та лівою круговою поляризацією. Представлена конструкція системи живлення рупорної антени усуває необхідність розробки окремо хвилевідного пристрою формування колової поляризації. Спроектована система живлення рупорної антени із коловою поляризацією може використовуватися на робочій частоті 8 ГГц. На ній коефіцієнт відбиття є нижчим за −19 дБ. Запропонована рупорна антенна забезпечує максимальне значення коефіцієнта підсилення 21дБ для правої колової поляризації та максимальне значення коефіцієнта підсилення 10 дБ для лівої колової поляризації. Кросполяризаційна розв’язка перевищує 10 дБ. Таким чином, розроблена система живлення рупорної антени забезпечує вузькосмуговий режим роботи на коловій поляризації із задовільними електромагнітними поляризаційними характеристиками та узгодженням на частоті 8 ГГц. Розроблена система живлення рупорної антени з коловою поляризацією може використовуватися у радіотехнічних системах, які здійснюють поляризаційне оброблення сигналів.

Purpose: The problem of a plane electromagnetic wave diffraction by an annular slot in the perfectly conducting zero thickness plane is considered. As a dual problem, the problem of diffraction by a perfectly conducting zero thickness ring is also considered. The paper aims at developing the operator method for the axially symmetric structures placed in free space. Design/methodology/approach: The problem is considered in the spectral domain. The scattered field is expressed in terms of unknown Fourier amplitudes (spectral functions). The annular slot is given as a unity of two simple discontinuities, namely of a disk and a circular hole in the plane, which interact with each other. The Fourier amplitude of the scattered field is sought as a sum of two amplitudes, the Fourier amplitude of the field of currents on the disk and Fourier amplitude of the field of currents on the perfectly conducting plane with circular hole. The operator equations are written for these amplitudes, which take into account the electromagnetic coupling of the disk and the hole in the plane. The equations use the reflection operators of a single isolated disk and a single hole in the plane. They are supposed to be known and can be obtained for example by the method of moments.The reflection operators can have singularities. After transformations, the equations are obtained, which are equivalent to the Fredholm integral equations of second kind and they can be solved numerically. Findings: The operator equations relative to the Fourier amplitudes of the field scattered by the discussed structure are obtained. The far zone scattered field for an annular slot and a ring for different values of parameters are studied. Conclusions: The rigorous solution of the problem of the electromagnetic wave diffraction by an annular slot in the plane and by a circular ring is obtained. The problem is reduced to the Fredholm integral equations of second kind. The far field distribution for different parameters is studied. The developed approach is an effective instrument for a number of problems of antenna technique to be solved. Key words: circular hole; disk; annular slot; ring; operator method; diffraction

У сучасних супутникових інформаційних системах та безпровідних системах передачі даних широко використовують сигнали із коловими поляризаціями. Сигнали цього типу вимагають застосування спеціальних антенних систем із поляризаційним обробленням. Такий підхід дає можливість удвічі зекономити частотні ресурси, які є обмеженими. У результаті збільшується інформаційна ємність каналів передачі інформації в супутникових та інших інформаційних системах. Базовим елементом антенних систем із коловими поляризаціями є поляризатор. Такий пристрій здійснює перетворення електромагнітних хвиль із круговою поляризацією в лінійно поляризовані хвилі або навпаки. Використання поляризатора та ортомодового перетворювача в антенних системах забезпечує перетворення поляризації сигналів із одночасною передачею їх до розв’язаних хвилеводних каналів. Стаття містить результати аналізу та оптимізації нового високоефективного хвилеводного поляризатора для супутникових інформаційних систем. Конструкція розробленого поляризатора складається із хвилеводу квадратного перерізу з чотирма діафрагмами. Виконано оптимізацію поляризатора для його застосування в робочому діапазоні частот від 10,7 ГГц до 12,8 ГГц. Проаналізовано й оптимізовано фазові, поляризаційні характеристики та характеристики узгодження із застосуванням чисельного методу скінченного інтегрування. Розроблений хвилеводний поляризатор із чотирма діафрагмами забезпечує диференційний фазовий зсув 90° ± 3,5°, коефіцієнт стійної хвилі з напругою, меншою 1,24, коефіцієнт еліптичності, менший 0,53 дБ, кросполяризаційну розв’язку, вищу 30,3 дБ. Таким чином, створений новий поляризатор на основі квадратного хвилеводу з чотирма діафрагмами забезпечує якісну роботу в усьому робочому Ku-діапазоні частот 10,7–12,8 ГГц. Пристрій може широко використовуватися в сучасних антенних системах із поляризаційним обробленням сигналів у телекомунікаційних, радіолокаційних і супутникових інформаційних системах.

Розглянуті питання передпосівної стимуляції на-сіння високочастотним електромагнітним полем.Запропоновано спосіб опромінення насіння і визна-чення його електричних характеристик. На основібудови клітин визначені електричні властивості біо-логічної тканини, з якої складається насіння. Пока-зана зміна складових активного опору в залежностівід частоти струму. Експериментально доведено,що еквівалентну електричну схему неможливо звес-ти до простих випадків з’єднання опорів і ємностей,а саме насіння не можна вважати нейтральнимдіелектриком. Розроблена методика оцінки інтенси-вності обмінних процесів залежно від електричногоопору насіння. The questions of stimulation of seed before sowing are considered by the high-frequency electromagnetic field considered. The method of irradiation of seed and determination of him is offered electric descriptions. On the basis of structure of cages electric properties of biological fabric which seed consist of are certain. The change of constituents of active resistance is shown depending on frequency of current. It is experimentally proved that it is impossible to erect an equivalent electric chart to the simple cases of connection of resistances and capacities, namely seed can not be considered a neutral dielectric. The method of estimation of intensity of exchange processes is developed depending on electric resistance of seed.

У статті розглянута тенденція щодо інтелектуалізації виробництва і збільшення чисельності працівників, які зайняті переважно розумовою працею, що склалася в світі протягом останнього часу. На підставі проведеного аналізу даних літературних джерел наведено класифікацію різних видів розумової праці. Показана різниця між поняттями «оператор», як професійна назва роботи, і «роботи, яка має характер операторської».На прикладі авіації проілюстрована тенденція відставання можливостей оператора від прискореного розвитку сучасної техніки. Розглянуто еволюцію понять «надійність людини» і «людський фактор», а також наведені різні варіанти класифікації помилок людини-оператора складних технічних систем.Для докладного розгляду обрана група помилок, що здійснюються оператором ненавмисно.У статті наголошено на особливій загрозі від виникнення помилок в умовах змінної праці, особливо в нічний час. На підставі аналізу наукових публікацій, рознесених за часом більш ніж на 70 років, отримані розподіли кількості нещасних випадків і помилок оператора протягом робочого дня. Показано вплив досвіду роботи (як позитивний, так і негативний) на якість виконання службових обов'язків операторами різного профілю.Проведений аналіз наукових джерел дозволив виділити зі списку факторів, які провокують операторів на вчинення помилкових дій з урахуванням широти поширення, такі як хронічний вплив електромагнітних випромінювань і ефект професійного психоемоційного вигорання. Для парирування цих факторів запропонований метод протидії вищевказаному негативному впливу. З урахуванням оптимального поєднання ефективності і мінімізації негативних побічних наслідків запропоновано використовувати адаптогени рослинного походження.Використовуючи результати досліджень, отриманих в результаті аналізу наукових публікацій, побудовано регресійні моделі, що дозволяють прогнозувати витривалість оператора в екстремальних умовах. У статті виконано кластерний аналіз, який дозволив провести групування адаптогенів за ознакою спільності змін в організмах лабораторних тварин, що відбуваються під впливом зовнішніх впливів. Згідно з отриманими результатами групування адаптогени, які потрапили в один кластер, мають еквівалентну дію на організм піддослідних тварин. Результати цього групування, спільно з отриманими регресійними моделями, можна використовувати для вибору рослинних адаптогенів, які найбільш сприяють підвищенню ефективності роботи операторів і мають найменші негативні наслідки для стану їх здоров'я.

Стаття присвячена можливостям впровадження системно-інтегративного підходу до підготовки учителів-магістрів у процесі опанування ними циклу фундаментальних наук (фізики, астрономії, астрофізики, космології, космогонії, хімії). Формулювання проблеми. Обґрунтувати можливість одного з варіантів системно-інтегративного підходу щодо структурування і вивчення навчального матеріалу про фундаментальні взаємодії в природі і сучасний стан процесу об’єднання теорій, що їх описують. Матеріали і методи. У якості методів дослідження використовувалися комплексний аналіз науково-методичних джерел, в яких репрезентується системно-інтегративний підхід до вирішення педагогічних проблем, та синтез відповідних результатів досліджень, опублікованих у науково-педагогічних виданнях, з результатами авторських наробок щодо експериментального їх впровадження в освітню практику. Інтегративність змісту матеріалу про фундаментальні взаємодії в природі пропонується викладати послідовно у формі трьох підтем (питань). Спершу розглядається природа всіх фундаментальних взаємодій, їх загальна характеристика, порівняльні дані за величиною чисельних значень, формули безрозмірних світових констант, що описують ці взаємодії, прояв фундаментальних взаємодій (сил) у фізиці, астрономії, хімії тощо. Наступний етап полягає у визначенні впливу зміни чисельних значень світових констант на еволюцію Всесвіту. Після цього на якісному рівні розглядаються сучасні теорії, які намагаються об’єднати в єдину систему (наукову картину світу) всі фундаментальні взаємодії. Результати. Внаслідок проведеного дослідження з’ясовано, що можливості інтегративного вивчення матеріалу про фундаментальні взаємодії у природі, підкреслюють їх фундаментальні протилежні властивості (далекодіючий характер гравітаційної і електромагнітної взаємодій та близькодіючий – слабкої і сильної), які в поєднанні й визначають структурну єдність і еволюцію нашого Всесвіту, можливість існування множинності інших всесвітів, властивість невичерпного «дроблення» матерії на все менші і менші частинки, підтверджуючи тим самим діалектику єдності і боротьби протилежностей. Висновок. Системно-інтегративний підхід до вивчення фундаментальних взаємодій у природі дає можливість інтерпретувати фундаментальне значення різниці між далекодіючими і близькодіючими силами природи: з одного боку – взаємодії необмеженого радіуса дії (гравітація і електромагнетизм), а з іншого – малого радіуса (сильна і слабка). Цим й демонструється, що світ природних процесів розгортається в межах цих двох полярностей і разом з тим втілює єдність гранично малого і безмежно великого – мікросвіту і мегасвіту, елементарної частинки і всього Всесвіту. Іншими словами – опис природи пролягає між двома протилежними картинами. У цьому «серединному» описі фізичні закони призводять до нової форми пізнання, яка виражається ймовірнісними уявленнями. Тобто, будучи пов’язаними з динамічною нестійкістю природних систем (як мікро- так і макроскопічних), закони природи оперують лише з можливістю подій, а не роблять окремі події наперед передбачуваними.

Бажання зазирнути у Всесвіт і в глибини Людини протягом віків надихає вчених. Практичні хірурги здавна вивчають структуру та співвідношення внутрішніх органів й утворень. Важливість отриманих даних важко переоцінити. Яскравим прикладом є праці видатного вченого, хірурга зі світовим ім’ям, засновника топографічної анатомії Миколи Івановича Пирогова. Вільгельм Конрад Рентген у 1895 р. відкрив короткохвильове електромагнітне випромінювання, відоме як рентгенівські промені. Також існують праці Івана Павловича Пулюя, австро-угорського фізика з Галичини, який вивчав електричні розряди у вакуумних трубках за 10 років до відкриття Рентгена, але подальшим розвитком і патентуванням не займався. Вивчення «рентгенівських тіней» і розвиток обчислювальних технологій зумовили виникнення методу пошарового вивчення внутрішньої будови, запропонованого в 1972 р. Годфрі Хаунсфільдом. Системою реєструються ослаблення опромінення на детекторі та формуються зображення. Візуальна та кількісна оцінка проводиться за шкалою ослаблення рентгенівського опромінення (шкалою Хаунсфільда). Умовно вона розподілена на середину – щільність води, або 0 одиниць Хаунсфільда (HU), та крайні точки: повітря -1000 HU та кісткова тканина +1000 HU. Із розвитком томографічного обладнання до «покрокових» апаратів додали детектори, «кроки» перейшли в «спіраль», значно збільшилися кількість детекторів і час обчислення результатів. На сьогодні КТ-реконструкції дають змогу доопераційно виконати віртуальну фібробронхоскопію, вивчити розгалуження артеріальних стовбурів та особливості венозних судин у зоні оперативного втручання. Доопераційне визначення анатомічних особливостей та індивідуальної структури паренхіми допомагає значно оптимізувати оперативне лікування, що особливо важливо при мініінвазивних торакоскопічних втручаннях. Вивчення особливостей денситометричних змін на тлі лікування дало можливість обґрунтовано встановлювати оптимальні терміни оперативного втручання та прогнозувати наслідки. Передопераційне визначення структури легеневої паренхіми дало змогу підібрати оптимальні заходи запобігання легенево-плевральним ускладненням як інтраопераційно, так і в післяопераційному періоді. Роботи з визначення структури легеневої паренхіми на основі денситометричних змін допомагають автоматизувати скринінг і первинну діагностику легеневих хвороб. Розроблені за договором співпраці з Національним авіаційним університетом автоматизовані системи дають змогу визначати активність специфічного процесу та відсоток ураження легені. Створено програму виявлення COVID-ураження легеневої паренхіми. Завдяки структурно-параметричному синтезу загорткової нейронної мережі можна проаналізувати гістограми легень, отримуючи значно більше інформації від проведеного КТ-дослідження. У практичній діяльності широко розповсюдженим є аналіз КТ-зображень за допомогою DICOM-VIEWER, як безкоштовних програм, так і професійних. Принциповим за сенситометричного аналізу легеневої паренхіми є прецизійне виділення на КТ-зрізах ділянок ураження, без залучення просвіту бронха чи каверни. Потрапляння в зону вимірювання повітроносної структури радикально викривляє результати вимірів, роблячи їх нерепрезентативними. Збільшення кількості замірів денситометричних показників у разі збільшення площі досліджуваної ділянки ураженої легеневої паренхіми на якість отриманого результату не вплинуло. На сьогодні досвід роботи відділу з хворими на COVID-пневмонію продемонстрував можливість контролю перебігу захворювання з огляду на денситометричні зміни. Денситометричний аналіз томограм у разі синдрому плеврального випоту дає змогу доопераційно достовірно визначити транссудат, ексудативні процеси, ускладнення травм органів грудної клітки та згорнутий гемоторакс. Складно переоцінити вплив денситометричного аналізу КТ органів грудної клітки на тактику лікування фтизіатричних пацієнтів. Встановлено значення щільності для різних фаз специфічного запального процесу, що дає можливість об’єктивно визначати показання до оперативного лікування.

Система освіти, яка ґрунтується на наукових засадах її організації, характеризується зміщенням акцентів від отримання готового наукового знання до оволодіння методами його отримання як основи розвитку загальнонаукових компетенцій.Уже достатньо чітко визначена спрямованість нової освітньої парадигми, осмислені її детермінуючі особливості, визначено предмет постнекласичної педагогіки та її основоположні аксіоми. Вироблені пріоритети всієї постнекласичної дидактики, аж до розроблення її категоріального апарату. Проте, на фоні такої колосальної роботи педагогічної думки так і не сформульовано достатньо чітко концептуальні основи постнекласичної дидактики, яка перебуває в стані активного формування як загалом, так і по відношенню до її природничо-наукової компоненти.На сучасному етапі модернізації освіти головним завданням стає формування у студентів здатності навчатися, самостійно здобувати знання і творчо мислити, приймати нестандартні рішення, відповідати за свої дії і прогнозувати їх наслідки; за період навчання у них мають бути сформовані такі навики, які їм будуть потрібні упродовж всього життя, у якій би галузі вони не працювали: самостійність суджень, уміння концентруватися на основних проблемах, постійно поповнювати власний запас знань.Зараз вимоги до рівня підготовки випускника пред’являються у формі компетенцій. Обов’язковими компонентами будь-якої компетенції є відповідні знання і уміння, а також особистісні якості випускника. Синтез цих компонентів, який виражається в здатності застосовувати їх у професійній діяльності, становлять сутність компетенції. Отже, інтегральним показником досягнення якісно нового результату, який відповідає вимогам до сучасного вчителя, виступає компетентність випускника університету. Оволодіння сукупністю універсальних (завдяки інтегральному підходові до викладання) і професійних компетенцій дозволить випускнику виконувати професійні обов’язки на високому рівні. Необхідно шляхом інтеграції навчальних дисциплін, використовуючи активні методи та інноваційні технології, які привчають до самостійного набуття знань і їх застосування, допомагати як формуванню практичних навиків пошуку, аналізу і узагальнення любої потрібної інформації, так і набуттю досвіду саморозвитку і самоосвіти, самоорганізації і самореалізації, сприяти становленню і розвиткові відповідних компетенцій, актуальних для майбутньої професійної діяльності учителя.Стосовно обговорюваного питання, то в результаті вивчення циклу природничих дисциплін випускник повинен знати фундаментальні закони природи, неорганічної і органічної матерії, біосфери, ноосфери, розвитку людини; уміти оцінювати проблеми взаємозв’язку індивіда, людського суспільства і природи; володіти навиками формування загальних уявлень про матеріальну першооснову Всесвіту. Звичайно, що забезпечити такі компетенції будь-яка окремо взята природнича наука не в змозі. Шлях до вирішення цієї проблеми лежить через їх інтеграцію, тобто через оволодіння масивом сучасних природничо-наукових знань як цілісною системою і набуття відповідних професійних компетенцій на основі фундаментальної освіти [2].Когнітивною основою розвитку загальнонаукових компетенцій є наукові знання з тих розділів дисциплін природничо-наукового циклу ВНЗ, які перетинаються між собою. Тобто, успішність їх розвитку визначається рівнем міждисциплінарної інтеграції вказаних розділів. Загальновідомо, що найбільший інтеграційний потенціал має загальний курс фізики, оскільки основні поняття, теорії і закони фізики широко представлені і використовуються у більшості інших загальнонаукових і вузькоприкладних дисциплін, що створює необхідну базу для розвитку комплексу загальнонаукових компетентностей.У той же час визначальною особливістю структури наукової діяльності на сучасному етапі є розмежування науки на відносно відособлені один від одного напрями, що відображається у відокремлених навчальних дисциплінах, які складають змістове наповнення навчальних планів різних спеціальностей у ВНЗ. До деякої міри це має позитивний аспект, оскільки дає можливість більш детально вивчити окремі «фрагменти» реальності. З іншого боку, при цьому випадають з поля зору зв’язки між цими фрагментами, оскільки в природі все між собою взаємопов’язане і взаємозумовлене. Негативний вплив відокремленості наук вже в даний час особливо відчувається, коли виникає потреба комплексних інтегрованих досліджень оточуючого середовища. Природа єдина. Єдиною мала б бути і наука, яка вивчає всі явища природи.Наука не лише вивчає розвиток природи, але й сама є процесом, фактором і результатом еволюції, тому й вона має перебувати в гармонії з еволюцією природи. Збагачення різноманітності науки повинно супроводжуватися інтеграцією і зростанням упорядкованості, що відповідає переходу науки на рівень цілісної інтегративної гармонічної системи, в якій залишаються в силі основні вимоги до наукового дослідження – універсальність досліду і об’єктивний характер тлумачень його результатів.У даний час загальноприйнято ділити науки на природничі, гуманітарні, математичні та прикладні. До природничих наук відносять: фізику, хімію, біологію, астрономію, геологію, фізичну географію, фізіологію людини, антропологію. Між ними чимало «перехідних» або «стичних» наук: астрофізика, фізична хімія, хімічна фізика, геофізика, геохімія, біофізика, біомеханіка, біохімія, біогеохімія та ін., а також перехідні від них до гуманітарних і прикладних наук. Предмет природничих наук складають окремі ступені розвитку природи або її структурні рівні.Взаємозв’язок між фізикою, хімією і астрономією, а особливо аспектний характер фізичних знань стосовно до хімії і астрономії дають можливість стверджувати, що роль генералізаційного фактору при формуванні змісту природничо-наукової освіти можлива лише за умови функціонування системи астрофізичних знань. Генералізація фізичних й астрономічних знань, а також підвищення ролі наукових теорій не лише обумовили фундаментальні відкриття на стику цих наук, але й стали важливим засобом подальшого розвитку природничого наукового знання в цілому [4]. Що стосується змісту, то його, внаслідок бурхливого розвитку астрофізики в останні декілька десятків років потрібно зробити більш астрофізичним. Астрофізика як розділ астрономії вже давно стала найбільш вагомою її частиною, і роль її все більше зростає. Вона взагалі знаходиться в авангарді сучасної фізики, буквально переповнена фізичними ідеями й має величезний позитивний зворотній зв’язок з сучасною фізикою, стимулюючи багато досліджень, як теоретичних, так і експериментальних. Зумовлено це, в першу чергу, невпинним розвитком сучасних астрофізичних теорій, переоснащенням науково-технічної дослідницької бази, значним успіхом світової космонавтики [3].Разом з тим, сучасна астрономія – надзвичайно динамічна наука; відкриття в ній відбуваються в різних її галузях – у зоряній і позагалактичній астрономії, продовжуються відкриття екзопланет тощо. Так, нещодавно відкрито новий коричневий карлик, який через присутність у його атмосфері аміаку і тому, що його температура істотно нижча, ніж температура коричневих карликів класів L і T, може стати прототипом нового класу (його вчені вже позначили Y). Важливим є й те, що такий коричневий карлик – фактично «сполучна ланка» між зорями і планетами, а його відкриття також вплине на вивчення екзопланет.Сучасні астрофізичні космічні дослідження дозволяють отримати унікальні дані про дуже віддалені космічні об’єкти, про події, що відбулися в період зародження зір і галактик. Міжнародна астрономічна спілка (МАС) запровадила зміни в номенклатурі Сонячної системи, ввівши новий клас об’єктів – «карликові планети». До цього класу зараховано Плутон (раніше – дев’ята планета Сонячної системи), Цереру (до цього – найбільший об’єкт з поясу астероїдів, що міститься між Марсом і Юпітером) та Еріду (до цього часу – об’єкт 2003 UB313 з поясу Койпера). Водночас МАС ухвалила рішення щодо формулювання поняття «планета». Тому, планета – небесне тіло, що обертається навколо Сонця, має близьку до сферичної форму і поблизу якого немає інших, таких самих за розмірами небесних тіл. Існування в планетах твердої та рідкої фаз речовини в широкому діапазоні температур і тисків зумовлює не тільки величезну різноманітність фізичних явищ та процесів, а й перебіг різнобічних хімічних процесів, таких, наприклад як, утворення природних хімічних сполук – мінералів. На жодних космічних тілах немає такого розмаїття хімічних перетворень, як на планетах. Проте на них можуть відбуватися не тільки фізичні та хімічні процеси, а й, як свідчить приклад Землі, й біологічні та соціальні. Тобто планети відіграють особливу роль в еволюції матерії у Всесвіті. Саме завдяки існуванню планет у Всесвіті відбувається перехід від фізичної форми руху матерії до хімічної, біологічної, соціальної, цивілізаційної. Планети – це база для розвитку вищих форм руху матерії. Слід зазначити, що це визначення стосується лише тіл Сонячної системи, на екзопланети (планет поблизу інших зір) воно поки що не поширюється. Було також визначено поняття «карликова планета». Окрім цього, вилучено з астрономічної термінології термін «мала планета». Таким чином, сьогодні в Сонячній системі є планети (та їх супутники), карликові планети (та їх супутники), малі тіла (астероїди, комети, метеороїди).Використання даних сучасних астрономічних, зокрема астрофізичних уявлень переконливо свідчать про те, що дійсно всі випадки взаємодій тіл у природі (як в мікросвіті, так й у макросвіті і мегасвіті) можуть бути зведені до чотирьох видів взаємодій: гравітаційної, електромагнітної, ядерної і слабкої. В іншому плані, ілюстрація застосувань фундаментальних фізичних теорій, законів і основоположних фізичних понять для пояснення особливостей будови матерії та взаємодій її форм на прикладі всіх рівнів організації матерії (від елементарних частинок до мегаутворень Всесвіту) є переконливим свідченням матеріальної єдності світу та його пізнаваності.Наукова картина світу, виконуючи роль систематизації всіх знань, одночасно виконує функцію формування наукового світогляду, є одним із його елементів [1]. У свою чергу, з науковою картиною світу завжди корелює і певний стиль мислення. Тому формування в учнів сучасної наукової картини світу і одночасно уявлень про її еволюцію є необхідною умовою формування в учнів сучасного стилю мислення. Цілком очевидно, що для формування уявлень про таку картину світу і вироблення у них відповідного стилю мислення необхідний й відповідний навчальний матеріал. В даний час, коли астрофізика стала провідною складовою частиною астрономії, незабезпеченість її опори на традиційний курс фізики є цілком очевидною. Так, у шкільному курсі фізики не вивчаються такі надзвичайно важливі для осмисленого засвоєння програмного астрономічного матеріалу поняття як: ефект Доплера, принцип дії телескопа, світність, закони теплового випромінювання тощо.В умовах інтенсифікації наукової діяльності посилюється увага до проблем інтеграції науки, особливо до взаємодії природничих, технічних, гуманітарних («гуманітаризація освіти») та соціально-економічних наук. Розкриття матеріальної єдності світу вже не є привілеями лише фізики і філософії, та й взагалі природничих наук; у цей процес активно включилися соціально-економічні і технічні науки. Матеріальна єдність світу в тих галузях, де людина перетворює природу, не може бути розкритою лише природничими науками, тому що взаємодіюче з нею суспільство теж являє собою матерію, вищого ступеня розвитку. Технічні науки, які відображають закони руху матеріальних засобів людської діяльності і які є тією ланкою, що у взаємодії поєднує людину і природу, теж свідчать про матеріальність засобів людської діяльності, з допомогою яких пізнається і перетворюється природа. Тепер можна стверджувати, що доведення матеріальної єдності світу стало справою не лише філософії і природознавства, але й всієї науки в цілому, воно перетворилося у завдання загальнонаукового характеру, що й вимагає посилення взаємозв’язку та інтеграції перерахованих вище наук.Звичайно, що найбільший внесок у цю справу робить природознавство, яке відповідно до характеру свого предмета має подвійну мету: а) розкриття механізмів явищ природи і пізнання їх законів; б) вияснення і обґрунтування можливості екологічно безпечного використання на практиці пізнаних законів природи.Інтеграція природничо-наукової освіти передбачає застосування впродовж всього навчання загальнонаукових принципів і методів, які є стержневими. Для змісту інтегративних природничо-наукових дисциплін найбільш важливими є принцип доповнюваності, принцип відповідності, принцип симетрії, метод моделювання та математичні методи.Вважаємо за доцільне звернути особливу увагу на метод моделювання, широке застосування якого найбільш характерне для природничих наук і є необхідною умовою їх інтеграції. Необхідність застосування методу моделювання в освітній галузі «природознавство» очевидна у зв’язку зі складністю і комплексністю цієї предметної галузі. Без використання цього методу неможлива інтеграція природничо-наукових знань. У процесі моделювання об’єктів із області природознавства, що мають різну природу, якісно нового характеру набувають інтеграційні зв'язки, які об’єднують різні галузі природничо-наукових знань шляхом спільних законів, понять, методів дослідження тощо. Цей метод дозволяє, з одного боку, зрозуміти структуру різних об’єктів; навчитися прогнозувати наслідки впливу на об’єкти дослідження і керувати ними; встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між явищами; з іншого боку – оптимізувати процес навчання, розвивати загальнонаукові компетенції.Фундаментальна підготовка студентів з природничо-наукових спеціальностей неможлива без послідовного і систематичного формування природничо-наукового світогляду у майбутніх фахівців.Науковий світогляд – це погляд на Всесвіт, на природу і суспільство, на все, що нас оточує і що відбувається у нас самих; він проникнутий методом наукового пізнання, який відображає речі і процеси такими, якими вони існують об’єктивно; він ґрунтується виключно на досягнутому рівні знань всіма науками. Така узагальнена система знань людини про природні явища і її відношення до основних принципів буття природи складає природничо-науковий аспект світогляду. Отже, світогляд – утворення інтегральне і ефективність його формування в основному залежить від ступеня інтеграції всіх навчальних дисциплін. Адже до складу світогляду входять і відіграють у ньому важливу роль такі узагальнені знання, як повсякденні (життєво-практичні), так і професійні та наукові.Вищим рівнем асоціативних зв’язків є міждисциплінарні зв’язки, які повинні мати місце не лише у змісті окремих навчальних курсів. Тому, сучасна тенденція інтеграції природничих наук і створення спільних теорій природознавства зобов’язує викладацький корпус активніше упроваджувати міждисциплінарні зв’язки природничо-наукових дисциплін у навчальний процес ВНЗ, що позитивно відобразиться на ефективності його організації та підвищенні якості навчальних досягнень студентів.Підсумовуючи вище викладене, можна зробити наступні висновки:Однією з особливостей компетентісного підходу, що відрізняє його від знанієво-центрованого, є зміна функцій підготовки вчителів з окремих дисциплін, які втрачають свою традиційну самодостатність і стають елементами, що інтегруються у систему цілісної психолого-педагогічної готовності випускника до роботи в умовах сучасного загальноосвітнього навчального закладу.Інтеграційні процеси, так характерні для сучасного етапу розвитку природознавства, обов’язково мають знаходити своє відображення в природничо-науковій освіті на рівні як загальноосвітньої, так і вищої школи. Майбутнім педагогам необхідно усвідомлювати взаємозв’язок і взаємозалежність наук, щоб вони могли підготувати своїх учнів до роботи в сучасних умовах інтеграції наук.Учителям біології, хімії, географії необхідно володіти методами дослідження об’єктів природи, переважна більшість яких базується на законах фізики і передбачає уміння працювати з фізичними приладами. Крім того, саме фізика створює основу для вивчення різноманітних явищ і закономірностей, які складають предмет інших природничих наук.Інтеграція природничо-наукових дисциплін дозволить розкрити у процесі навчання фундаментальну єдність «природа – людина – суспільство», значно посилить інтерес студентів до вивчення цього циклу дисциплін, дасть можливість інтенсифікувати навчальний процес і забезпечити високий рівень якості його результату.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

В роботі проведено дослідження застосування методів рухомого керування для здійснення грубої стабілізації космічного апарату (КА) з аеромагнітною системою відведення (АМСВ). В свою чергу, АМСВ складається з двох підмодулів: аеродинамічного плоского вітрильного елементу і електромагнітних виконавчих органів. Електромагнітні виконавчі органи слугують для здійснення орієнтації і стабілізації аеродинамічного плоского вітрильного елементу перпендикулярно до динамічного потоку атмосфери, що набігає. Встановлено, що забезпечення такої стабілізації для плоских вітрильних аеродинамічних елементів збільшує силу аеродинамічного гальмування на 40-50 % і зменшує час відведення на 25-30 %. Однак, для ефективного функціонування таких систем, головним критерієм є мінімізація витрат бортової електричної енергії в довготривалих космічних місіях з відведення відпрацьованих КА з робочих орбіт. Виходячи з цього, було запропоновано застосування методів рухомого керування для електромагнітних виконавчих органів (магнетторків) за допомогою яких здійснюється груба стабілізація аеродинамічного елементу. Встановлено, що при застосуванні методів рухомого керування витрати бортової енергії можна на порядок зменшити.

Розглянуто існуючі методи захисту інформації від витоку каналами високочастотного нав'язування. Описано головні відмінності між ними, їх загальні переваги та недоліки, а також основні методи високочастотного нав'язування. Проаналізовано способи використання методів захисту, їх комплексне поєднання задля забезпечення повноцінного захисту інформації. Охарактеризовано типи сигналів, які можуть бути присутні на об'єкті, де обробляється критично важлива інформація. Описано канали витоку інформації як в каналах електроживлення та заземлення, так і через діелектрик (повітря). Також розглянуто основні складові сигналу, які потрібно враховувати при оцінці електромагнітної обстановки на об’єкті. Досліджено приклади застосування пасивних, активних та комплексних заходів щодо забезпечення захисту інформації. Сформовано мету подальших досліджень, яка полягає у поглибленому вивченні параметрів небезпечного сигналу, удосконаленні наявних методів захисту інформації з метою забезпечення якісного захисту інформації та розробці алгоритму швидкого реагування на зміну електромагнітної обстановки на об’єкті з метою забезпечення швидшої реакції, що дозволить унеможливити витік інформації. Пріоритетними завданнями визначено математичне та експериментальне дослідження параметрів небезпечного сигналу з метою виявлення можливостей щодо руйнування його основних параметрів з метою зменшення рівня його інформативності, а також пошуку алгоритму швидкого реагування на зміни в електромагнітній обстановці. Окреслено як позитивні моменти, так і труднощі, які можуть трапитись в ході проведення вищезгаданих досліджень.