Науково-практичний журнал «Наука та інновації» Том 21 № 2 (2025)
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Науково-практичний журнал «Наука та інновації» Том 21 № 2 (2025) by Subject "TECHNOLOGY"
Now showing 1 - 6 of 6
Results Per Page
Sort Options
Item Analysis of the Influence of Operational and Geometrical Characteristics on the Efficiency of Axial Turbine Stage Profile Cascades(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Русанов, Р. А.; Русанов, А. В.; Чугай, М. О.Вступ. Лопаткові роторні машини існують й активно використовуються у різних галузях понад сто років, зокрема й у турбінах і турбодетандерах осьового типу: парові та газові енергетичні турбіни, авіаційні газотурбінні двигуни тощо. Проблематика. Сучасні методи проєктування і технології виробництва дозволяють створювати осьові турбіни з достатньо високою газодинамічною ефективністю, яка визначається незворотними втратами кінетичної енергії потоку в реальному процесі порівняно з ідеальним процесом, зазвичай, ізоентропним. На сьогодні стало майже нормою те, що в нових турбінах на номінальних режимах роботи втрати кінетичної енергії нижчі за 10 %. Актуальним є встановлення величини реального, мінімального значення втрат кінетичної енергії, якого можна досягти в осьовій турбіні для відповідних умов роботи. Мета. Дослідження впливу режимних і геометричних характеристик — ефективний кут статора, числа Рейнольдса й безрозмірної умовної швидкості теплового перепаду на ступені, на ефективність активних і реактивних ступенів решіток профілів осьових турбін. Матеріали й методи. Застосовано сучасні чисельні методи розрахунку й проєктування проточних частин турбомашин, реалізованих у вигляді програмного комплексу IPMFlow. Результати. Отримано низку нових результатів і закономірностей підвищення газодинамічної ефективності ступенів решіток профілів осьових турбін. Для кожної з розглянутих точок із заданими режимними і геометричними параметрами розроблено за принципом «раціонального» проєктування ступені решіток профілів, газодинамічна ефективність яких близька до максимально можливої. Показано, що при числах Рейнольдса більших за 5 × 106, значення втрат кінетичної енергії у ступенях решіток профілів можуть бути нижчими 2 %. Висновки. За результатами досліджень отримано низку нових результатів і закономірностей, які можуть бути застосовані при проєктуванні й модернізації осьових турбін з метою підвищення їхньої ефективності.Item Optically Controlled Microstrip Semiconductor Structures(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Ткаченко, Н. C.; Діденко, Ю. В.; Татарчук, Д. Д.; Поплавко, Ю. М.; Олійник, О. О.Вступ. Розвиток інформаційних технологій потребує оновлення апаратної бази, створення більш ефективних комунікаційних пристроїв мікрохвильового діапазону частот, зокрема й частотноселективних пристроїв з керованими характеристиками. Проблематика. Існуючі методи керування характеристиками частотноселективних пристроїв мають низку недоліків. Так, пристрої з механічним й електромеханічним керуванням мають низьку швидкодію, габаритні і потребують високих керувальних напруг. Пристрої з електронним керуванням мають невеликий діапазон перелаштування частоти, низький рівень розв’язки зі схемою керування та складну технологію виготовлення. Отже, розробка нових керованих частотноселективних пристроїв потребує принципово інших підходів до схемотехнічних рішень, способів керування робочими параметрами таких пристроїв, технологій їх виготовлення. Мета. Аналіз можливості використання оптичнокерованих напівпровідникових резонансних структур для створення частотноселективних пристроїв. Матеріали й методи. Основою для створення таких структур можуть стати напівпровідникові матеріали, наприклад, GaAs або CdS, провідністю яких можна керувати за допомогою лазерного опромінення з довжиною хвилі, що відповідає максимуму спектральної чутливості матеріалів. Результати. Проаналізовано підходи до створення частотноселективних пристроїв з керованими характеристиками та запропоновано новий підхід до їх реалізації. Протестовано макет мікросмужкового оптичнокерованого фільтру на основі GaAs у діапазоні частот від 3 до 6 ГГц. Значення перелаштування резонансної частоти склало 69 МГц (2% від початкового значення). Висновки. Показано можливість реалізації оптичнокерованих фільтрів на основі напівпровідникових мікросмужкових ліній, запропоновано конструкцію керованої частотноселективної структури мікрохвильового діапазону. Остання може бути виготовлена за стандартною планарною технологією в єдиному технологічному циклі з активними компонентами.Item Оптимізація за дисперсією та середнім значенням: моделювання оптимального інвестиційного портфеля в технологічному секторі США(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Шолопак, В. А.; Третяк, Д. Д.Вступ. Сучасна портфельна теорія (СПТ) забезпечує кількісну основу для прийняття обґрунтованих інвестиційних рішень. Нестабільний та непередбачуваний технологічний сектор США ставить під сумнів традиційні інвестиційні підходи, що робить необхідним дослідження методів, які краще враховують його унікальні співвідношення ризику та дохідності. Проблематика. Традиційні інвестиційні стратегії часто не здатні адекватно врахувати динамічну природу технологічного ринку, оскільки вони покладаються на обмежену кількість даних і неефективні процеси розрахунків, що призводить до неоптимального розподілу активів. Одним із прогресивних методів вдосконалення стратегій формування портфеля, адаптованих до технологічного ринку, є метод оптимізації за дисперсією та середнім значення (MVO). Мета. Оптимізація MVO для формування оптимальних портфелів у технологічному секторі США з використанням внесків СПТ, оптимізаційних технік Шарпа та моделі розподілу активів Тобіна. Матеріали й методи. Використовуючи історичні дані про акції, MVO реалізовано за допомогою Python для формування портфелів, які включають безризиковий актив для розрахунку лінії розподілу капіталу (CAL) та верхньої ефективної межі. Геометричне середнє використано для оцінки очікуваної дохідності, що підвищує довгострокову прогнозованість і порівнянність портфелів, тоді як щоденні дохідності підвищують чутливість моделі. Результати. Оптимізовані портфелі продемонстрували вищі коефіцієнти Шарпа та кращі характеристики ризику та дохідності, перевершуючи бенчмарки завдяки ефективним обчисленням. Висновки. MVO є ефективним інструментом для інвестування в технологічному секторі, дозволяючи проводити інформований вибір активів і формування портфеля. Дослідження також підкреслює важливість інтеграції ітеративних процесів розрахунків та сучасних обчислювальних технік для адаптації традиційних інвестиційних стратегій до великих обсягів даних у сучасних ринкових умовах.Item Оптимізація мас обертальних вузлів механічних передач машинного агрегату(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Романюк, О. Д.; Часов, Д. П.; Романюк, Я. О.; Сасов, О. О.; Бейгул, В. О.Вступ. Необхідність стабілізації кінематичних та динамічних характеристик машинного агрегату, які мають періодичний характер зміни при усталеному режимі роботи, обумовлює пошук методів підбору махових мас для підвищення продуктивності виконавчого органу машини. Проблематика. Стабілізацію параметрів машинного агрегату забезпечують додаткові махові маси, що призводить до збільшення ваги механізму та його інерційності. Тому доцільно проєктувати нові механічні передачі з відповідними масами обертальних вузлів, які могли б виконувати функцію махової маси. Мета. Розроблення методу оцінки маси обертального вузла механічної передачі на етапі попереднього проєктування з використанням силових параметрів машинного агрегату. Матеріали й методи. Використано аналітичні методи дослідження залежностей, отриманих на основі моделі машинного агрегату та обертального вузла механічної передачі з циліндричними зубчастими колесами. Результати. Встановлено функціональну залежність маси обертального вузла механічної передачі від крутного моменту, передаточного числа та механічних характеристик матеріалів зубчастих коліс і валу. Введені коефіцієнти маси зубчастих коліс та валу дають можливість варіювати вибором матеріалу або термообробкою, що суттєво розширює діапазон пошуку оптимального варіанту та спрощує вирішення поставленої багатоваріантної задачі конструювання. Висновки. Запропонований метод оцінки маси обертального вузла механічної передачі на етапі попереднього проєктування на основі силових параметрів машинного агрегату є перспективним, оскільки відповідні силові характеристики та механічні властивості матеріалів зубчастих коліс та валів визначені однозначно. Такий підхід дозволить підібрати відповідну масу ланок складальних одиниць, моменти інерції яких відповідатимуть маховому моменту маховика, що, у свою чергу, забезпечить необхідну стабілізацію кінематичних та динамічних характеристик машинного агрегату.Item Парадигма побудови спрощеної системи наскрізного керування якістю для технічної новації у ливарному виробництві(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Цуркін, Володимир М.; Честних, Микола В.; Іванов, Артем В.; Черно, Олександр О.Вступ. Для переведення технічної новації до інновації потрібно визначити стратегію керування якістю продукції, яка підсилить її комерційну здатність. Проблематика. У ливарному виробництві проблематика отримання литва високої якості вирішується у межах наскрізної матеріальної системи тріади «шихта — розплав — виливок». Її конкретика не дозволяє приймати нетривіальні рішення. Мета. Визначити умови концептуального підходу щодо побудови спрощеної системи наскрізного керування якістю виливка при застосуванні новаційного методу кондукційної електрострумової обробки розплаву. Матеріали й методи. Використано попередньо напрацьовані авторами матеріали та дані низки наукових публікації. Для подальшої обробки цих результатів застосовано абстрактні методи системного аналізу та імітаційного моделювання, а також принципи керування якістю в системі «об’єкт — регулятор». Результати. Запропоновано спрощений варіант парадигми наскрізного керування якістю на базі абстрактної системи «проєктування – виробництво – споживання». На її першій стадії закладаються основи організації якісного виробництва за допомогою методів імітаційного моделювання та натурних експериментів, які попередньо тестують бездефектність виливка. На другій стадії запропоновано замість принципу «керування в режимі online» використовувати принцип електромагнітного регулювання параметрів інтенсивності обробки. Він вирішує завдання стабілізації процесів, що відбуваються в системі «об’єкт — регулятор». Для цього визначено відповідні алгоритми. На третій стадії характеристики якості готового виливка вибірково тестуються на бездефектність, а кінцеве тестування якості виробу підтверджується його конкурентоздатністю. Висновки. Виконане дослідження показало, що спрощена система наскрізного керування якістю виливка може визначити ключові умови та фактори, які можливо побудувати з достатньою інтенсивністю на базі абстрактної системи «проєктування — виробництво — споживання».Item Підвищення зносостійкості складнопрофільних ділянок алмазно-гальванічного шару правлячого інструменту комбінуванням CVD- та HPHT-алмазів(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2025) Шейко, Максим Миколайович; Лавріненко, Валерій І.; Рябченко, Cергій В.; Солод, Володимир Ю.Вступ. На машинобудівних підприємствах України для правки сучасних абразивних кругів (при шліфуванні поверхонь обертання складнофасонних виробів) нині починають застосовувати імпортні правлячі ролики з СVD-алмазами. CVD (Chemical Vapour Deposition) — одна з нових технологій лабораторного отримання алмазних продуктів шляхом хімічного осадження з парової фази. Проблематика. У процесі правки абразивних кругів традиційним алмазним правлячим інструментом диспергований абразивний матеріал активно вимиває зв’язку в місцях закладання синтетичних монокристалічних алмазів і останні випадають, не використавши свій ресурс. Витягнута форма СVD-алмазів і більш глибине закладання у зв’язці повинно стабілізувати утримання їх на робочій поверхні інструменту, збільшуючи таким чином ресурс правлячого інструменту. Мета. Формування алмазно-абразивного шару інструменту методом гальванопластики через застосування суміші CVD- та HPHT-алмазів для підвищення зносостійкості складнопрофільних ділянок правлячого інструменту. Матеріали й методи. Використано зерна алмазних порошків з CVD- та HPHT-алмазів. Елементний склад домішок і включень у порошках визначали за допомогою растрового електронного мікроскопу «BS-340» та енергодисперсійного аналізатора рентгенівських спектрів «Link-860». Результати. Обробка експериментальних даних засвідчила, що застосування CVD-вставок у навантажених ділянках правлячого інструмента суттєвопідвищує розмірну стійкість робочогопрофілю. Визначено, що зношування CVD-алмазів, як і кристалів HPHT, в умовах правки абразивних кругів на керамічній зв’язці, має характер абразивного зношування. Висновки. Застосування в інструменті таких спрямовано поліпшених складнопрофільних ділянок сумішшю CVD- та HPHT-алмазів дозволяє підвищити ефективність роботи алмазного правлячого інструменту.