Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассматривается субволновое рассеяние плоской электромагнитной волны, падающей на решётку параллельных цилиндров по нормали к её плоскости, в квазистатическом приближении, когда длина волны много больше периода решётки. Решение для потенциала электрического поля представлено в виде ряда по собственным функциям оператора Лапласа. Для нахождения коэффициентов ряда используется конформное отображение, при котором граничные условия кардинально упрощаются. Результат решения уравнения Лапласа в рамках метода конформного преобразования сравнивается с расчётом волновой задачи в среде COMSOL^® Multiphysics. Количественное различие между полученными интенсивностями электрического поля составляет менее 1 % при длине волны, в 60 раз превышающей период решётки.

При обработке спутниковых снимков Земли широко используются методы регистрации изображений. При этом решается задача установления соответствия изображений одного и того же ориентира, полученных с разных расстояний и ракурсов, при различных условиях освещения, в разное время года и т. д. Представлен метод оценки потенциальной точности локализации площадных и линейных ориентиров значительных размеров, которые могут считаться плоскими с учётом высоты орбиты, с которой производится съёмка. Точность локализации определяется в зависимости от формы векторного эталонного изображения, его размеров, точности и точности локализации границ наблюдаемого изображения объекта. Показано, что при благоприятных условиях возможно получение субпиксельной точности локализации площадных и линейных объектов значительных размеров.

Рассматривается задача создания системы управления угловыми движениями квадрокоптера, учитывающей переходный процесс тяговых двигателей. Получены уравнения движения для двумерной модели аппарата, установленного на гироскопическом стенде, которые учитывают смещение центра вращения аппарата относительно центра масс и переходный процесс двигателей в виде реакции звена первого порядка. Предложен регулятор на основе метода структурного синтеза, обеспечивающий выход квадрокоптера в заданную ориентацию. Эффективность алгоритма подтверждается результатами HIL-моделирования с учётом шумов и временных задержек реального аппарата.

Подавление, а также различный спуфинг сигналов систем спутниковой навигации наиболее эффективных на сегодняшний день по точности позиционирования подвижных объектов порождают необходимость поиска альтернативных методов навигации, обеспечивающих как точность, так и автономность решения навигационной задачи. Среди таких подходов можно выделить различные методы интеграции инерциальных навигационных систем (НС) с оптическими НС как наиболее точные на длительном интервале движения и наименее затратные. Для объектов, движущихся по произвольным траекториям (при отсутствии карт местности и опорных точек), существующие методы обработки информации, полученной от оптических НС в виде поля скоростей оптического потока, обеспечивают возможность оценки проекций текущей скорости объекта - как линейной, так и угловой. Но применение традиционных методов, во-первых, не позволяет решить навигационную задачу в целом (определить координаты объекта и углы его пространственной ориентации), а во-вторых, приводит к вычислительным затратам, зачастую критичным для бортовых вычислителей. В связи с этим рассмотрен подход, объединяющий возможности инерциальной НС, которая обеспечивает решение задачи автономной навигации в целом, и разработанного оптического наблюдателя параметров движения объекта, позволяющего осуществлять автономную оценку навигационных параметров без предварительного вычисления поля скоростей, т. е. с минимальными вычислительными затратами. Для более полного освещения проблемы рассмотрены случаи жёсткого крепления видеокамеры на объекте, а также её двух- и трёхосной стабилизации. Окончательный синтез алгоритмов стохастической оценки параметров движения объекта, учитывающий неопределённость вероятностных характеристик помех в реальной инерциально-оптической НС, был проведён с учётом возможности последующего применения методов современной теории нелинейной фильтрации. В силу особенностей, возникших при разработке рассмотренной инерциально-оптической НС-коррелированности шумов объекта и наблюдателя, для стохастической оценки вектора навигационных параметров был использован вариант расширенного фильтра Калмана для коррелированных шумов. Результаты численного моделирования предложенного навигационного алгоритма иллюстрируют возможность его эффективного практического применения.

Работа посвящена проблеме дистанционного мониторинга лесных массивов в труднодоступных местах на предмет раннего обнаружения возгораний. Проведён анализ методов и технологий автоматизации данного процесса, в том числе с использованием беспилотных летательных аппаратов и нейросетевых алгоритмов детектирования пламени и дыма на изображениях, получаемых с удалённых камер оперативного мониторинга. Предложено решение по организации беспроводной связи и передачи информации в центры оперативного реагирования на базе прототипа энергоэффективной ad-hoc-сети, которая может быть использована в условиях ограничений, накладываемых рельефом местности, удалённостью и размером территории, и позволяет учитывать погодные условия и различные географические особенности региона, в котором организовывается видеонаблюдение. Приведены результаты тестирования как прототипа всей информационной системы детектирования возгораний, так и пропускной способности ad-hoc-сети, созданной во время выполнения данной работы. Сделаны выводы о перспективах развития предложенного аппаратно-программного комплекса.

2025 год стал юбилейным для Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН (ФИЦ УУХ СО РАН, Кемерово), а также в 2024 году 50-летие отметил Институт углехимии и химического материаловедения, ныне входящий в состав ФИЦ УУХ СО РАН, хронология становления которого представлена вниманию читателей. С 7 по 9 октября 2025 г. в городе Кемерове состоялся очередной XIV Международный российско-казахстанский симпозиум “Углехимия и экология Кузбасса”, посвященный 10-й годовщине ФИЦ УУХ СО РАН. В данном выпуске журнала “Химия в интересах устойчивого развития” представлены материалы по лучшим докладам участников симпозиума.

Проведено сравнительное исследование выхода газообразных продуктов пиролиза таблетированного образца микрочастиц бурого угля при воздействии импульсно-периодического лазерного излучения (6 Гц, 1064 нм, 0.2-2 Дж/см²) наносекундной (12 нс) и микросекундной (120 мкс) длительности. Лазерный пиролиз образцов угля осуществляли в атмосфере аргона с анализом газообразных продуктов масс-спектрометрическим методом. В составе газообразных продуктов пиролиза угля при воздействии микросекундных импульсов обнаружены молекулы H₂, СН₄, H₂O, СО, СO₂, а в наносекундных - H₂, СН₄, С₂Н₂, СО, СO2. Выход газообразных продуктов и доля горючих газов на единицу плотности энергии лазерных импульсов выше для наносекундного лазерного излучения. Масса продуктов абляции таблетированного образца микрочастиц угля при воздействии импульсов одинаковой плотности энергии наносекундной длительности выше, чем при воздействии импульсов микросекундной длительности. Наблюдаемые результаты связаны с оптическим пробоем, возникающим при воздействии наносекундных импульсов высокой интенсивности, приводящим к увеличению образования газообразных продуктов и генерации более сильной ударной волны, вызывающей вылет частиц из объема таблетки и быстрое разрушение образца.

Приведены результаты лабораторного коксования марок ГЖ, Ж (два концентрата от разных производителей), КЖ + Ж, ОС (два концентрата от разных производителей) в экспериментальной печи с загрузкой 4 кг и исследования полученного кокса. Определена структурная прочность (П_с) образцов кокса в соответствии с ГОСТ 9521-2017. Пробы исследованы методом рентгеноструктурного анализа, определены размеры молекулярно-ориентированных доменов полученного кокса: высота доменов (L_c), длина доменов (L_a), межплоскостное расстояние (d₀₀₂), число ламелей в пакете домена (N). Изучена взаимосвязь между структурной прочностью кокса и химико-петрографическими параметрами угля (выход летучих веществ на сухое состояние, показатель отражения витринита, сумма отощающих компонентов, толщина пластического слоя). Установлено, что структурная прочность кокса имеет квадратичную зависимость по отношению к химико-петрографическим параметрам угля. По результатам экспериментов показано, что для кокса, полученного из марки угля ОС, различие на 0.4 нм по величине L_c и на 0.3 нм по L_a соответствует изменению структурной прочности кокса на 50 %. Для кокса, полученного из марки угля Ж, разность на 0.3 нм по L_c и на 0.5 нм по L_a соответствует изменению структурной прочности кокса на 23 %. Сделан вывод, что показатели L_c и L_a позволяют дифференцировать качество кокса по структурной прочности в отличие от химико-петрографических показателей угля. Приведен общий тренд изменения размеров домена L_c и L_a кокса в зависимости от структурной прочности кокса и стадии метаморфизма угля в ряду ГЖ, Ж, КЖ + Ж, ОС.

Исследована сорбция катионов натрия, серебра, магния, кальция, меди, свинца, марганца, никеля и железа на сульфокатионите, полученном сульфированием некоксующегося длиннопламенного каменного угля ранней стадии метаморфизма Задубровского разреза Кемеровской области. Основной акцент в работе сделан на селективную сорбцию катионов тяжелых металлов (Pb²⁺, Mn²⁺, Ni²⁺, Fe³⁺), представляющих особую опасность для экологии водных ресурсов и жизни человека. Исследуемый сульфокатионит получали обработкой угля концентрированной серной кислотой и олеумом. Динамическая ионообменная емкость сульфокатионита по сильнокислотным группам составляет 1.4 мг-экв. на 1 г Н-формы сухого сульфоугля (0.7 г-экв/дм³). Динамическим методом изучено равновесие ионного обмена протонов в SO₃H-группах сульфокатионита на катионы Na⁺, Ag⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, Mn²⁺, Ni²⁺, Fe³⁺ из водных растворов при 298 К. Показано, что логарифмы исправленных коэффициентов селективности бинарных катионных обменов Cat/Н (Cat = Na⁺, Ag⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, Mn²⁺, Ni²⁺, Fe³⁺) линейно зависят от эквивалентной доли катионов в сульфокатионите на основе длиннопламенного каменного угля. Наклоны прямых отражают энергетическую неравноценность обменных мест, дающих аддитивный вклад в энергию Гиббса системы при изменении противоионного состава сульфокатионита. Исследованный сульфокатионит обладает уникальными свойствами - высокой емкостью и селективностью сорбции катионов металлов из водных растворов. Селективность сорбции катионов тяжелых металлов и факторы разделения металл/протон между фазами раствора и сульфокатионита резко возрастают по мере уменьшения концентрации катионов металла в воде. Выявленная тенденция возрастает в ряду катионов тяжелых металлов: Mn²⁺ < Ni²⁺ < Cu²⁺ < Fe³⁺ < Pb²⁺. Полученные результаты перспективны для разработки методологии глубокой деминерализации воды ионообменной сорбцией катионов металлов сульфокатионитом на основе длиннопламенного каменного угля.

Разработаны катализаторы Pd/N-C, приготовленные на основе углеродного носителя Сибунита, модифицированного введением азота путем обработки в NO в условиях статического реактора. Установлено, что при температурах до 120 °C конверсия муравьиной кислоты выше при использовании системы Pd/N-C в сравнении с немодифицированным катализатором Pd/C. Для идентификации состояний азота и палладия в полученных системах использован метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Методом просвечивающей электронной микроскопии изучены тенденции формирования частиц в катализаторах Pd/C и Pd/N-C, а также их термическая стабильность.