Науково-практичний журнал «Наука та інновації» Том 22 № 1 (2026)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Now showing 1 - 10 of 10
Item Аналіз причин та наслідків резонансних аварій доменних печей(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Крячко, Г. Ю.; Сігарьов, Є. М.; Похвалітий, А. А.; Руденко, М. Р.; Єськов, Д. В.Вступ. Доменна піч, разом з повітронагрівальною і газоочисною технікою, залишається однією з найнебезпечних металургійних систем. Особливої уваги потребують аварії з катастрофічними наслідками як для обладнання, так і для техперсоналу. Вони не мають терміну давності й повинні ретельно вивчатися задля усунення причин їх виникнення та безпечного функціонування. Проблематика. Недостатнє, а іноді й протирічне, висвітлення у технічній літературі інформації про особливо важкі аварії, зокрема вибухи печей, є перепоною для подальшого удосконалення та розробки безпечної технології ведення доменного процесу, тому пошук засобів запобігання та уникнення аварійних ситуацій є актуальним. Мета. Встановити дійсний механізм вибухового руйнування доменної печі №7 Дніпровського металургійного комбінату (ДМК) 07.09.1993 р. з розглядом факторів об’єктивного та суб’єктивного впливів. Матеріали й методи. Для аналізу використано архівні матеріали візуалізації параметрів роботи печі на паперових носіях, фотодокументи, акти й висновки експертних комісій, а також публікації з досліджуваного питання. Результати. Відтворено механізм вибухового руйнування ДП №7 ДМК (Україна). Систематизовано фактори, що спричинили аварійну ситуацію. Виконано порівняння причин і наслідків аварій на досліджуваній печі і ДП №5 заводу в Port Talbot (Великобританія), що мали однаковий механізм катастрофічного руйнування агрегатів через неконтрольоване потрапляння критичної маси води в робочий простір печі. Висновки. Встановлено, що на ДП №7 ДМК значний масштаб руйнувань з численними людськими жертвами був обумовлений не одним, як вважалося раніше, а двома вибухами різної потужності. Показано динаміку зміни газодуттьового режиму задувального періоду, що призвело при відсутності сходу шихти на колошнику до вибухової аварії. Охарактеризовано важливість дотримання рекомендацій для недопущення парових вибухів у доменних печах. Результати дослідження є важливим доповненням до створення нормативних документів для забезпечення безаварійної експлуатації доменних печей.Item Вплив схемного рішення низькотемпературного холодильного контуру на основі екологічно безпечних холодоагентів на енергоефективність циклу(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Козін, В. М.; Шарапов, С. O.; Барсукова, Г. В.Вступ. Штучний холод від –40 0C і нижче широко використовують для різних електротехнологічних процесів. Водночас від вибору холодильного агенту та схеми циклу залежить не лише енергетична ефективність, а й екологічна безпека холодильної установки. Проблематика. Для умов глибокого холоду використовують багатоступеневі або каскадні схеми з раціональним підбором пар холодоагентів задля максимальної ефективності. Мета. Оцінити вплив схемного рішення з урахуванням екологічних властивостей холодоагентів на енергоефективність низькотемпературного холодильного циклу через коефіцієнт термотрансформації (СОР) та ексергетичний ККД (ε) й надати практичні рекомендації щодо вибору схеми і холодоагентів. Матеріали й методи. Застосовано термодинамічний та ексергетичний порівняльний аналіз теоретичних низькотемпературних холодильних циклів, виконано їх числове моделювання у Refprop відповідно до заданих температур (tконд = 45 0С, tкип = –45 0С). Як об’єкт використано двоступеневу парокомпресійну холодильну машину (ПКХМ) з проміжною ємністю та змійовиком, каскадну холодильну машину для пар холодильних агентів R717/R13, R717/R23, R717/R290, R717/R744, R717/R32, модифікований каскадний цикл, триступеневу ПКХМ. Результати. Найбільшу енергоефективність (COP = 2,22; ε = 0,372) досягнуто для триступеневої ПКХМ на R717. Серед традиційних каскадних холодильних циклів найбільш енергоефективною (COP ≈ 2,00) та екологічною парою є R717/R290. Модифікований каскадний цикл перевершив за ефективністю традиційні каскадні схеми (COP ≈ 2,07), а його застосування дозволяє суттєво зменшити термомеханічні параметри, що позитивно впливає на ресурс компресорів. Висновки. Для низькотемпературних застосувань доцільно віддавати перевагу багатоступеневим ПКХМ на R717, які за ефективністю перевершують каскадні схеми. Якщо ключовим є підвищення надійності установки, доцільно розглянути використання модифікованого каскадного циклу на R717/R290. Для такого циклу запропоновано правило вибору проміжної температури.Item Дослідження ефективності низькотемпературного каталітичного розкладу полістиролу з використанням каталізаторів на основі алюмосилікатів(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Павловський, Д. О.; Сакара, М. В.; Іваненко, В. А.; Янушевська, О. І.; Куриленко, В. С.; Левадовський, І. А.; Гайдай, О. В.; Кушко, А. О.; Донцова, T. A.Вступ. Глобальна криза забруднення пластиком вимагає ефективних стратегій його переробки для зменшення шкоди довкіллю. Зокрема, особливу проблему становить полістирол через свою хімічну інертність та стійкість до природного розкладання. Проблематика. Незважаючи на досягнення у галузі каталітичної деполімеризації, висока вартість і дефіцит металів платинової групи перешкоджають їх широкомасштабному застосуванню. Перехідні метали є доступними і ефективними каталізаторами, проте залишається прогалина у розумінні того, як склад каталізатора та умови процесу впливають на ефективність розкладання полістиролу. Мета. Дослідження ефективності синтетичних та природних алюмосилікатних каталізаторів у низькотемпературному каталітичному розкладанні полістиролу. Матеріали й методи. Каталізатори було підготовлено шляхом кислотної обробки (для природного цеоліту) та просочення солями Ni й Co (для синтетичного цеоліту Y-типу). Рентгенівська дифракція, низькотемпературна адсорбція-десорбція азоту характеризували структуру та пористість каталізатора. Каталітичний розпад полістиролу (при 169—200 0C) виконано під зниженим тиском або при потоці H2—N2 (1:1). Результати. За зниженого тиску кислотно-активований природний цеоліт (Zeo-1) досяг найвищого загального відсотка цільових сполук (до 72 %), що особливо помітно для метилстиролу (32,5 %). В атмосфері водню загальний вихід цінних продуктів збільшився (до 78 % для деяких каталізаторів), хоча загальний вихід рідкої фази зменшився. Каталізатори, що містять кобальт, особливо сприяли гідруванню стиролу до етилбензолу. Природні цеоліти продемонстрували майже однакову ефективність із синтетичними алюмосилікатами при розкладанні пластику. Запропоновані механізми реакції свідчать про те, що перехідні метали (Ni, Co) посилюють розрив зв’язків C—C, що призводить до утворення цінних мономерів і частково гідрованих продуктів. Висновки. Отримані дані відкривають шлях до розробки економічно ефективних високопродуктивних каталізаторів для утилізації полістиролу.Item Нормативні підходи України та Індії з визначення вітрових навантажень(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Банніков, Д. О.; Нікіфорова, Н. А.; Косячевська, С. М.; Мунтян, А. О.Вступ. Розрахунок вітрового навантаження на будівельні конструкції є невід’ємною складовою сучасного будівельного проєктування, тому аналіз досвіду різних країн світу в цьому аспекті є важливим та актуальним завданням. Проблематика. Основною складністю урахування вітрового навантаження під час проєктування є різноманітність принципів та підходів до його визначення, яка ґрунтується на національних засадах різних країн світу. Мета. Співставлення чинних нормативних підходів з визначення вітрових навантажень України та Індії на прикладі малоповерхової виробничої будівлі з аналізом системи факторів впливу та ступеня їх урахування. Матеріали й методи. Дослідження проведено на основі аналізу підходів чинних стандартів України та Індії з визначення вітрових навантажень. Об’єктом досліджень прийнято малоповерхову виробничу будівлю прямокутної форми в плані з двоскатним покриттям. Результати. Встановлено, що у чинних стандартах України та Індії використовується принципова схожа модель визначення вітрового навантаження, яка доповнюється системою поправочних коефіцієнтів для врахування місцевих умов експлуатації. Проте стандарт Індії враховує 12 факторів місцевих умов, тоді як у стандарті України взято до уваги лише 10 чинників. Методика їх врахування якісно різниться в цих стандартах. При цьому значення аеродинамічного коефіцієнту має кількісний рівень кореляції в межах 50 % за стандартами обох країн. Для малоповерхової виробничої будівлі з двоскатною покрівлею остаточно визначений рівень вітрового навантаження за стандартами України та Індії відрізняється. Так для бічних фасадів різниця показників становить до 25 %, для торцевих фасадів — до 40 %, для покрівлі — до 30 %. Висотний вітровий профіль для стандарту Індії є більш пологим та має кількісний рівень кореляції в межах 50 % для висоти до 20 м над поверхнею землі. Висновки. Отримані результати дають можливість аналізу чинних національних стандартів України та можуть бути використані для їхнього удосконалення.Item Баєсівсько-форсайтний підхід до передбачення соціальної напруженості в Україні на середньострокову перспективу(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Згуровський, М. З.; Слюсаревський, М. М.Вступ. У період війни та глибоких суспільних трансформацій українське суспільство демонструє високу варіативність соціально-психологічних реакцій, що зумовлює потребу у кількісному вимірюванні соціальної напруженості як індикатора суспільної рівноваги. Проблематика. В умовах швидкоплинних змін традиційні соціологічні методи не забезпечують своєчасного прогнозування кризових процесів, оскільки не враховують нелінійність соціальної динаміки, а також вплив емоційних та інформаційних чинників. Актуальним є створення когнітивно-аналітичної моделі, здатної в режимі реального часу інтегрувати великі обсяги даних, експертні оцінки та баєсівські методи передбачення. Мета. Розробити міждисциплінарний підхід до прогнозування соціальної напруженості в Україні на середньострокову перспективу (2026—2027 рр.) із використанням баєсівських моделей, форсайтного сценарного аналізу, OSINT-моніторингу та інструментів штучного інтелекту. Матеріали й методи. Використано психосоціальну модель N—CH, що поєднує когнітивні, мотиваційні та зовнішньо-оціночні параметри суспільного сприйняття. Емпіричні дані отримано через OSINT-моніторинг платформ GDELT, Google Trends і Media Cloud, а також когнітивний аналіз текстів із застосуванням великих мовних моделей (LLaMA 3). Результати. Розроблено цифрову аналітичну платформу N—CH, яка у режимі реального часу обчислює індикатор соціальної напруженості, виконує тональний та емоційний аналіз публічних комунікацій і формує часові ряди суспільних настроїв. Модель виявила циклічну динаміку напруженості за 2000—2025 рр., з піковим значенням CH ≈ 9 у 2022 р. та тенденцією до стабілізації на підвищеному рівні у 2025—2027 рр. Форсайтний сценарний аналіз окреслив три базові сценарії розвитку — контрольований мир, тривала стагнація та ескалація і розрив, імовірності яких оцінено за баєсівським апостеріорним розподілом. Висновки. Запропонований підхід довів ефективність у кількісному прогнозуванні соціальних ризиків і може слугувати основою системи стратегічного моніторингу гуманітарної безпеки. Модель N—CH забезпечує випереджувальне виявлення фаз соціальної нестабільності та підвищує адаптивність державної політики у сфері суспільної стійкості.Item Інновації у сфері побутового електроспоживання: аналіз ефективності LED-освітлення та тен-технологій(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Ткач, Д. К.; Васильєва, О. В.Вступ. Надмірне побутове та інституційне електроспоживанні в Україні, спричинене застарілими технологіями та низьким рівнем енергоефективності, вимагає впровадження інноваційних енергозберігаючих рішень і державної підтримки. Проблематика. Актуальним є вивчення потенціалу підвищення енергоефективності через заміну ламп розжарювання на LED-освітлення та впровадження сучасних ТЕН-технологій для нагріву, що призведе до економії електроенергії, а також розробка рекомендацій щодо державної підтримки цих ініціатив. Мета. Проаналізувати ефективність LED-освітлення та сучасних ТЕН-нагрівачів у побутовому електроспоживанні України, оцінити потенціал енергозбереження та розробити рекомендації для масштабування державних програм з енергоефективності у повоєнний період. Матеріали й методи. Використано статистику Держстату України, IEA та урядових програм (зокрема «Together We Bring Light!»), застосовано методи аналізу, синтезу, порівняння, техніко-економічне обґрунтування, лінійне та логістичне моделювання. Результати. Встановлено, що замінення 33 млн ламп розжарювання на LED за програмою «Together We Bring Light!» забезпечує щорічну економію близько 2,35 млрд кВт · год (понад 11,7 млрд за 5 років), а логістична модель прогнозує до 2030 року кумулятивні заощадження у 22,5 млрд кВт · год. Впровадження ТЕН-технологій у закладах харчування дозволяє зменшити споживання на 11—22,5 млн кВт·год щомісяця, а інноваційні вуглецеві нагрівачі з ефективністю 80—95 % скорочують витрати електроенергії на 15—30 %. Висновки. Запропоновано логістичну модель прогнозу економічної вигоди від переходу на LED-лампи та обґрунтовано необхідність поширення енергозберігаючого проєкту на сектор ТЕН-технологій із державною підтримкою.Item Моделювання атмосферного забруднення м. Київ, спричиненого ландшафтними пожежами восени 2024 р.(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Ковалець, І. В.; Коваль, С. Д.; Майстренко, С. Я.; Синкевич, Р. О.; Хурцилава, К. В.Вступ. Забруднення повітря у Києві часто спричинено лісовими пожежами за межами міста, хоча їхній вплив не завжди легко розпізнати. Проблематика. Кількісний аналіз та прогнозування забруднення повітря після лісових пожеж вимагає оцінки рівня викидів, яку можна отримати з супутникових даних, таких як дані MODIS. Мета. Впровадити методологію оцінки забруднення повітря після лісових пожеж шляхом поєднання доступних параметризацій викидів забруднюючих речовин із сучасними моделями атмосферного переносу та перевірити її на основі вимірювань, зібраних під час реального епізоду забруднення повітря в Києві у вересні 2024 року. Матеріали й методи. Використано дані MODIS щодо пожеж та методи їх обробки, застосовано модуль атмосферного розсіювання системи RODOS, дані чисельного прогнозування погоди системи WRF-Україна, дані вимірювань забруднення повітря PM2.5 у Києві. Застосовано лагранжові методи моделювання дисперсії атмосферних забруднень. Результати. Розроблено метод оцінки швидкості викидів шляхом поєднання параметризації викидів твердих частинок з одного детектування MODIS з методами оцінки інтегральної за часом радіаційної енергії пожежі. Отримані оцінки викидів було використано для моделювання забруднення повітря PM2.5 у Києві під час реального епізоду забруднення повітря 20 вересня 2024 року. Час прибуття хмари та часові ряди концентрацій PM2.5 успішно розраховані та узгоджувалися з вимірами. Середня 24-годин на концентрація PM2.5, міцностні лісовими пожежами в різних частинах Києва, коливалася від 11,6 до 34,7 мкг/м3 , що перевищує нормативне гранично допустиме значення 25 мкг/м3 . Висновки. Запропоновану методику можна використовувати для оперативного прогнозування забруднення повітря, пов’язаного з лісовими пожежами, та для аналізу історичних епізодів забруднення повітря щодо кількісної оцінки ролі лісових пожеж у таких подіях.Item Зниження напруги на зубцях хвостового з’єднання лопатки парової турбіни через зміну форми опорних площин(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Шубенко, О. Л.; Бабак, М. Ю.; Бояршинов, О. Ю.Вступ. Хвостові з’єднання ялинкового типу довгих лопаток парових турбін, які є багатоопорними конструкціями, працюють у складних напружених умовах, що характеризуються нерівномірним розподілом загальних і місцевих напружень. Вирішення проблеми покращення геометрії хвостового з’єднання довгих робочих лопаток дозволяє збільшити запас міцності та термін служби цього відповідального елемента. Проблематика. Наразі рівномірність розподілу напружень по опорних зубцях хвостового з’єднання порушується вимушеним виконанням технологічного зазору у 0,02 мм, що ліквідує контакт по частині зубців, утворюючи нерівномірний розподіл навантаження в цьому вузлі. Мета. Розробка оригінальної конструкції, де за рахунок спеціальної форми опорної поверхні зубців, що забезпечує компенсацію технологічних зазорів, можна підвищити рівномірність розподілу напруг у багатоопорних хвостових з’єднаннях ялинкового типу. Матеріали й методи. Використано методи моделювання енергетичного обладнання з використанням методів кінцевих елементів. Розглянутий алгоритм розрахунку став базою для методики конструювання високонапружених багатоопорних кріплень у потужних парових турбінах. Результати. Розроблено оригінальну конструкцію, де за рахунок спеціальної форми опорної поверхні зубців, що забезпечує компенсацію технологічних зазорів, збільшується рівномірність розподілу напруг у багатоопорних хвостових з’єднаннях робочих лопаток потужних парових турбін. Значно зменшено навантаження на верхніх зубцях, яке перенесено на нижні зубці, що раніше не були достатньо задіяні. Висновки. Запропоновано оригінальний підхід до вирішення задачі зменшення напруги у хвостових з’єднаннях ялинкового типу потужних парових турбін за рахунок використання спеціальної (циліндричної) форми опорних поверхонь зубців, що забезпечує компенсацію технологічних зазорів. Така конструкція сприяє більш рівномірному розподілу навантажень по зубцях, збільшуючи ресурс та характеристики міцностні всієї конструкції.Item Прояв лабільних механізмів стійкості деревних рослин в урбанізованому середовищі(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Заіменко, Н. В.; Дідик, Н. П.; Павлюченко, Н. А.; Харитонова, І. П.; Дзюба, O. І.; Закрасов, О. В.; Юношева, О. П.; Чернікова, Н. С.; Слюсаренко, O. М.Вступ. Пластичність та різноманіття адаптивних стратегій рослин визначають можливість їхнього існування за екстремальних умов і забезпечують стійкість біогеоценозу в цілому. Проблематика. Сучасні моніторингові дослідження свідчать, що більшість вуличних насаджень потерпають від антропогенного навантаження через інтенсивну урбанізацію, зокрема значне аерогенне та світлове забруднення. Мета. Встановити фізіолого-біохімічні особливості стійкості основних деревних порід насаджень Київського мегаполісу до світлового та аерогенного забруднення викидами автотраспорту. Матеріали й методи. Об’єктами були вуличні насадження Tilia cordata Mill., Aesculus hippocastanum L. та Platanus acerifolia (Aiton) Willd. Київського мегаполісу. Польові спостереження проводили у НБС НАН України (ділянка 1) та зеленій зоні вздовж бульвару Лесі Українки (ділянка 2). Визначали температуру ґрунту дослідних ділянок, емісію СО2 з його поверхні. Вміст хімічних елементів у ґрунтових та рослинних зразках досліджували за допомогою плазмового емісійного спектрометру iСАР 6300 DUO (Thermo Fisher Scientific, США). Аналізували вміст фотосинтетичних пігментів, танінів та брасиностероїдів у листках рослин. У вегетаційному досліді рослини обробляли 1%-м водним розчином Ti(SO4)2, мефенамінату титану та мефенамінової кислоти. Проводили мікробіологічний аналіз філоплани листків. Результати. Мультиваріантний підхід дозволив проаналізувати взаємодію у системі «рослина-ґрунтрослина» і відібрати найбільш стійкі та найчутливі параметри щодо оцінки зовнішнього впливу. За умов світлового і аерогенного забруднення спостерігалося підвищення вмісту титану в 1,2—4,4 рази, брасиностероїдів в 1,4—3,0 рази, танінів в 1,2—4,1 рази, кремнію в 1,1—2,3 рази в тканинах, що забезпечує ефективність функціонування лабільних механізмів стійкості рослин. Висновки. Застосування сполук титану й кремнію є перспективним для підвищення адаптаційної здатності рослин до стресових умов, а також створення ефективних препаратів на їхній основі.Item Наукометрія як інструмент стратегічного маркетингу наукової установи(Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика», 2026) Левіна, Діана А.; Васільєв, Олександр О.Вступ. Для підтримки сталого розвитку наукових досліджень доцільним є запровадження науковою установою засобу маркетингового управління або стратегічного маркетингу, який дозволяє приймати ефективні управлінські рішення. Проблематика. Актуальним це є наразі, коли за умов війни значно скоротилося фінансування інститутів НАН України. Мета. Довести доцільність застосування бібліографічного наукометричного аналізу світових потоків наукової інформації при реалізації стратегічного маркетингу. Матеріали й методи. Для аналізу було використано пошуковий апарат бази даних Scopus видавництва «Elsevier», який дозволяє отримати та проаналізувати результати за будь-якою тематикою, вираженою ключовими словами. Результати. На прикладі наукового напрямку «керамічні нанокомпозити» вивчено динаміку публікаційної активності науковців різних країн, що характеризує рівень актуальності напряму досліджень. Розподіл публікацій за видами демонструє, на якій стадії знаходяться відповідні світові дослідження, а розподіл публікацій за організаціями-виконавцями дозволяє оцінити цільову аудиторію наукової продукції. Аналізування організацій-спонсорів дає можливість заздалегідь зкоригувати плани досліджень з метою задоволення потреб конкретних потенційних замовників, а розподіл публікацій за галузями показує потенційних замовників та користувачів наукової продукції. Показано, що наукометричні дослідження є ефективним інструментом для маркетингу наукової продукції, оскільки дозволяють визначити ключову аудиторію, ідентифікувати тренди та можливості розробити нові продукти і послуги, які задовольнять потреби цільової аудиторії, визначити ключові теми та концепції у своїй галузі й розробити маркетингову стратегію, релевантну для користувачів, налагодити зв’язки з потенційними співавторами та грантодавцями. Висновки. Результати наукометричних досліджень можуть бути корисними при визначенні та коригуванні пріоритетних напрямів розвитку наукових та науково-дослідних робіт, а також при середньо- та короткостроковому плануванні досліджень наукової установи.