Досліджено питання підвищення точності та розширення можливостей радіофізичного методу некогерентного розсіяння (НР) для визначення електронної концентрації іоносферної плазми. Розроблено та реалізовано на харківському радарі некогерентного розсіяння спосіб визначення електронної концентрації в іоносфері з використанням двохімпульсного двочастотного зондувального сигналу. Згідно з цим способом запропоновано використовувати інформацію про потужність і кінетичні температури, одержаної у разі зондування імпульсом великої тривалості, та дані про потужність сигналу розсіяння одночасно під час зондування діапазону висот 100 - 200 км коротким імпульсом, одержані з великим розрізненням. Розвинуто модель вимірювального каналу, яка передбачає врахування ефекту Фарадея, а також зміни потужності розсіяного сигналу в імпульсному об'ємі. З використанням моделі вимірювального каналу оцінено похибки, наявні у разі використання зондувальних елементів великої та малої тривалості. Запропоновано методику виділення сигналів когерентних відбиттів від штучних супутників Землі та "космічного сміття", яка підвищує точність визначення електронної концентрації у діапазоні висот 300 - 1 000 км. Розроблено спосіб визначення електронної концентрації у діазоні висот 100 - 200 км з використанням іонограм як додаткової інформації. Досліджено висотно-часові варіації електронної концентрації іоносферної плазми у діапазоні висот 100 - 1 000 км і параметрів НР сигналу за умов спокійної та збуреної атмосфери. Уперше під час сильних магнітних бур виявлено потужні сигнали середньоширотних когерентних ехо, проаналізовано їх характеристики. Уперше у східноєвропейському регіоні у період з 2003 до 2007 рр. з використанням розроблених методів одержано дані про варіації електронної концентрації одночасно в інтервалі висот 100 - 1 000 км, зокрема, наявні під час сонячних затемнень, надсильних і помірних магнітних бур, а також збурень, спричинених стартами потужних ракет.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена дослідженням екологічно безпечного збору, транспортування, та знешкодження твердих побутових відходів і основним складовим екологічного менеджменту поводження із побутовими відходами на регіональному рівні, аналізу системи заходів з метою підвищення ефективності функціонування існуючих підходів поводження з побутовими відходами. Вивчення особливостей екологічного менеджменту поводження із відходами на регіональному рівні, дослідження ефективності експлуатації рухомого складу, підвищення ефективності функціонування логістичних систем поводження із відходами, встановлення рівнів екологічної небезпеки дозволять запровадити новітні форми поводження із відходами та сприятимуть підвищенню екологічної безпеки регіону. У результаті проведених досліджень ефективності використання сміттєвозів встановлено, щонайкращі показники загальної експлуатаційно-технічної характеристики транспортних засобів для перевезення небезпечних відходів у складі побутових належать: за питомою масою спеціального обладнання спецавтомобілю –КрАЗК16.2 ― 0,4 т; за питомою потужністю двигуна –ОТ-20(ISUZU NQR 71P) ― 30,7 кВт; за коефіцієнтом компактності –ОТ-20(ЗІЛ-433360) ― 3,04. Найвищою є середньорічна продуктивність для ОТ-20(ЗІЛ-433360) і складає 96780,2 т км/рік. Логістичні схеми транспортування небезпечних відходів у складі твердих побутових передбачають централізований та децентралізований підходи. Відсутність сміттєпереробних заводів, підприємств з утилізації небезпечних відходів у складі побутових та занепад і нестача спеціальних транспортних засобів у сільській місцевості збільшують рівень регіональної екологічної небезпеки. У відповідності до підходів поводження із побутовими відходами на рівні села, селища та приватного селянського домогосподарства встановлено ієрархічні рівні: задовільний, ризикований, критичний. Встановлено, що найбільше токсичних компонентів зосереджено у фільтратах біля підніжжя сміттєзвалищ. Для зниження негативних чинників фільтратів слід запроваджувати системи біоплато. Розроблена логістична система поводження із відходами у сільській місцевості висвітлює вплив підходів утилізації сміття на регіональну екологічну безпеку. Екологічна логістична система поводження з відходами на регіональному рівні повинна враховувати чотири рівні –контейнерний роздільний збір, збір відходів у спеціальні транспортні засоби, пункти сортування і переробки, захоронення та переробку (кінцевий). Вимоги до спеціальної техніки, яка транспортує побутові та небезпечні відходи на «вході» та «виході» екологічної логістичної системи повинні забезпечувати безпеку особовому складу, санітарно-епідеміологічну та екологічну безпеку. Встановлено, що у системі регіональної екологічної безпеки поводження із відходами виділяються ієрархічні структурні підрозділи –місцева екологічна безпека та об'єктова екологічна безпека. Слід зауважити, що саме симбіоз цих двох складових визначають екологічну безпеку регіону. Ключові слова: екологічна безпека, побутові відходи, екологічна небезпека, сміттєвоз, спеціальна техніка, сміттєзвалище, фільтрат, рециклінг.^UThe dissertation researches ecologically safe collection, transportation, and disposal of solid household waste and the main components of environmental management of household waste handling at the regional level, analysis of the system of measures for improvement of functioning efficiency of existing approaches to household waste handling. The research of the features of environmental management of waste handling at the regional level, the investigation of the efficiency of rolling stock operation, the increase of the efficiency of logistics waste management systems, and the determination of ecological hazards will give the opportunity to introduce new forms of waste management and improve the environmental safety in the region. As a result of the research on the efficiency of the garbage trucks use, the best indicators of the general operational and technical characteristics of vehicles for the transportation of hazardous waste as a part of the household waste is defined as follows: by the specific weight of special vehicles is KrAZ K16.2 -0.4 tons; by the specific power of the engine -OT-20 (ISUZU NQR 71P) -30,7 kW; by volume-to-size ratio -OT-20 (ZIL-433360) –3.04. OT-20 (ZIL-433360) has the highest annual average productivity of96780.2 t km/year. Logistic schemes for the transport of hazardous waste as part of solid households provide centralized and decentralized approaches. The lack of waste recycling plants, hazardous household waste utilization enterprises and the breakdown and the lack of special vehicles in non-urban areas increase the level of regional environmental hazard. In accordance with the approaches to household waste management in non-urban areas hierarchical levels are set: satisfactory, risky, critical. It is determined that the most toxic components are concentrated in the filtrate at the foot of the landfills. In order to reduce the negative factors of filtrate, bioplateau systems should be introduced. The proposed logistic system of waste management in non-urban are as highlights the impact of garbage handling approaches on regional ecological safety. The ecological logistics system of waste management at the regional level should take into account four stages-container separate collection, collection of waste in special vehicles, units of sorting and processing, dumping and recycling (final). Requirements for special vehicles transporting household and hazardous waste at the "entry" and "exit" of the ecological logistics system should ensure the safety of personnel as well as sanitation & epidemiological and environmental safety. It has been established that in the system of regional ecological safety of waste management, hierarchical structural units of local environmental safety and facility environmental safety are allocated. It should be noted that the symbiosis of these two components determines the ecological safety of the region. Keywords: environmental safety, municipal solid waste, environmental hazard, garbage truck, special vehicles, municipal landfill, filtrate, waste recycling.

Дисертацію присвячено розробці теоретичних основ створення пасивної електродинамічної космічної тросової системи для відведення об'єктів космічного сміття з низьких навколоземних орбіт шляхом визначення основних закономірностей руху системи з урахуванням зміни параметрів навколоземного середовища. Розроблено математичну модель взаємодії пасивної електродинамічної космічної тросової системи з навколишнім середовищем, що забезпечує проведення аналітичних досліджень динаміки і дозволяє проводити розрахунки значень ключових проектних параметрів системи. Розроблено метод визначення критичних параметрів пасивної електродинамічної космічної тросової системи з урахуванням різних температурних режимів функціонування. Розроблено класифікатор конструктивних схем електродинамічних космічних тросових систем. Розроблено математичні моделі динаміки системи, що дозволяють розраховувати орбітальний і відносний рух системи з урахуванням змінності моменту амперових сил при орбітальному русі. Розроблено алгоритм розрахунку часу відведення космічних об'єктів залежно від маси космічного об'єкту, параметрів троса системи та параметрів початкової орбіти. Визначено межі ефективної застосування пасивних електродинамічних космічних тросових систем як систем відведення. Розроблено методи та інформаційні технології вибору проектних параметрів пасивної електродинамічної космічної тросової системи.^UThe thesis is devoted to the development of theoretical bases of making of passive electrodynamic space tethered system for deorbit of space debris objects from low near-Earth orbits by determining the basic laws of the system motion taking into account change of environment parameters. A mathematical model of the interaction of a passive electrodynamic space tethered system with the near-Earth environment has been developed, which provides analytical research on dynamics of the system and allows computation the values of the key design parameters of the system. A method for determining the critical parameters of a passive electrodynamic space tethered system taking into account different temperature modes of operation has been developed. The classifier of electrodynamic space tether system constructive schemes has been developed. A mathematical model of system dynamics has been developed, which allow computation the orbital and relative motion of the system taking into account the variability of the moment of ampere forces during orbital motion. An algorithm for computation the deorbit time for space objects depending on the space object mass, tether parameters and parameters of the initial orbit has been developed. The scopes of effective applying of passive electrodynamic space tethered systems as deorbit systems are determined. Methods and information technologies for selecting design parameters of the passive electrodynamic space tethered system have been developed.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукової проблеми розробки методів і математичних моделей для забезпечення комбінованого відводу великогабаритних об'єктів космічного сміття з низьких навколоземних орбіт із застосуванням реактивної рушійної установки і аеродинамічного парусного пристрою, що дозволяє в порівнянні з існуючими методами відводу знизити гарантійний запас палива, а також габаритно-масові характеристики об'єкту відводу.^UThe dissertation solved the scientific problem of developing the methods and mathematic models of combined methods for removing large-sized debris from low Earth orbits, built using an active means of removal – a jet propulsion system and a passive means – an aerodynamic sailing device. It allows to reduce in comparison with the existing methods of removal the guarantee stock of fuel and also dimensional and mass characteristics of object of removal.

Лапханов Е. О. Розробка методичних підходів для синтезу алгоритмів керування відведенням космічного апарата із застосуванням аеромагнітної системи відведення. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 151 «Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології». – Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України, Дніпро, 2020.У дисертації вирішено наукове завдання розробки методичних підходів, щодо синтезу алгоритмів керування кутовою стабілізацією космічного апарата з аеродинамічно нестійким вітрильним елементом під час відведення з орбіти за допомогою нового класу гібридних засобів очищення навколоземного простору від об'єктів космічного сміття – аеромагнітних систем відведення.В першому розділі проведено аналітичне порівняння переваг та недоліків існуючих засобів відведення об'єктів космічного сміття з навколоземних орбіт. Сформовано класифікатор засобів відведення об'єктів космічного сміття за головними критеріями ефективності: швидкодією, надійністю при довготривалому застосуванні, витратами палива та (або) бортової енергії і ступеню практичного впровадження та застосування. Враховуючи певні обмеження застосування існуючих засобів відведення проведено обґрунтування розробки нових гібридних систем відведення об'єктів космічного сміття з навколоземних орбіт. Враховуючи аеродинамічну нестійкість плоских аеродинамічних елементів вітрильного типу, проведено обґрунтування розробки нового класу гібридних засобів відведення об'єктів космічного сміття – аеромагнітних систем відведення. В другому розділі представлено математичні моделі орбітального руху і кутового руху космічного апарата з аеромагнітною системою відведення. Представлено моделі збурень, що враховуються при дослідженні орбітального руху і кутового руху космічного апарата з аеромагнітною системою відведення. Показано доцільність врахування збурюючих прискорень сил плазмодинамічного гальмування в правих частинах рівнянь орбітального руху космічного апарата з аеромагнітною системою відведення, при дослідженні часу відведення.В третьому розділі проведено дослідження особливостей розробки функціональних схем системи керування космічного апарата з аеромагнітною системою відведення. Представлено узагальнену функціональну схему аеромагнітної системи відведення космічних апаратів з низьких навколоземних орбіт. Проведено дослідження особливостей розробки конструктивної схеми аеромагнітної системи відведення із застосуванням виконавчих органів з поворотними постійними магнітами. Розроблено методичні підходи, щодо синтезу алгоритмів керування кутовим рухом КА з аеромагнітною системою відведення при застосуванні виконавчих органів з поворотними постійними магнітами та при застосуванні електромагнітів (магнетторків). Проведено дослідження особливостей синтезу алгоритмів рухомого керування стабілізацією аеродинамічного елементу космічного апарата з аеромагнітною системою відведення при застосуванні електромагнітів (магнетторків). Із застосуванням критеріїв стійкості Ляпунова, методів інфінітезимального числення та мультиплікативних інтегралів Вольтера, принципів оптимальності Беллмана запропоновано критерії стійкості для аналізу стабілізації космічного апарата з аеромагнітною системою при застосуванні різних магнітних систем орієнтації. Сформовано критерії оптимального застосування аеромагнітних систем відведення, що полягають в мінімізації витрат бортової електричної енергії на здійснення грубої стабілізації космічного апарата оснащеного аеромагнітними системами відведення в довготривалих космічних місіях. Проведено аналітичне порівняння особливостей керування кутовою стабілізацією космічного апарата за допомогою виконавчих органів з поворотними постійними магнітами і електромагнітів. Виходячи із технічних особливостей таких магнітних органів керування кутовим рухом, розроблено відповідні методичні рекомендації вибору виконавчих органів з поворотними постійними магнітами або електромагнітів для різних космічних апаратів з аеромагнітними системами відведення.В четвертому розділі проведено дослідження відведення космічних апаратів класу «Січ» розробки ДП «КБ «Південне» з орбіт різної дислокації із застосуванням аеромагнітних систем відведення. Визначено внутрішні і зовнішні чинники, що впливають на ефективність застосування аеромагнітних систем відведення. Із врахуванням цих чинників сформовано методичні рекомендації аналізу доцільності застосування аеромагнітних систем відведення, що чітко окреслюють переваги застосування цих засобів боротьби із засміченням навколоземного простору в залежності від характеру певної космічної місії з відведення об'єктів космічного сміття.^ULaphanov E. O. Development of methodological approaches for the synthesis of control algorithms for spacecraft deorbiting with using an aeromagnetic deorbiting system. – Qualified scientific work on the rights of the manuscript.PhD thesis for the scientific degree of Philosophy Doctor in the specialty 151 "Automation and computer-integrated technologies". – Institute of Technical Mechanics of the National Academy of Sciences of Ukraine and the State Space Agency of Ukraine, Dnipro, 2020.The scientific task is the development of methodological approaches to the synthesis of control algorithms for a spacecraft angular stabilization equipped by aerodynamically unstable sailing element during deorbiting from orbit using a new class of hybrid means of cleaning near-Earth orbits from space debris – aeromagnetic deorbiting systems.The analytical comparison of the advantages and disadvantages of existing means of space debris deorbiting from Earth orbits has been caried out in the first section. A classifier of space debris deorbiting systems has been formed according to the main efficiency criteria: speed, reliability in long-term use, fuel and (or) onboard energy consumption and the degree of practical implementation and application. Given certain limitations in the use of existing means of deorbiting, the development of new hybrid systems for deorbiting of space debris from Earth orbits has been substantiated. Given the aerodynamic instability of flat aerodynamic elements of the sailing type, the rationale for the development of a new class of hybrid means of space debris deorbiting – aeromagnetic deorbiting systems.The mathematical models of orbital motion and angular motion of a spacecraft with an aeromagnetic deorbiting system are presented in the second section. Models of perturbations that are taken into account in the study of orbital motion and angular motion of a spacecraft with an aeromagnetic deorbiting system are presented in this section. The expediency of taking into account the perturbing accelerations of the plasmodynamic braking forces in the right parts of the equations of the orbital motion of a spacecraft with an aeromagnetic deorbiting system is shown in the study of the deorbiting time.In the third section, a study of the features of the development of functional schemes of the control system of a spacecraft with an aeromagnetic deorbiting system has been carried out. The generalized functional scheme of the aeromagnetic system for spacecraft deorbiting from low Earth orbits is presented. The research of features of aeromagnetic deorbiting system constructive scheme development with use of executive bodies with rotary permanent magnets is carried out. Methodical approaches to the development of algorithms for angular motion control of a spacecraft with an aeromagnetic deorbiting system in the use of executive bodies with rotating permanent magnets and in the use of electromagnets (magnetorquers) have been developed. The research of features of synthesis of mobile control algorithms for angular stabilization of an aerodynamic element of spacecraft with aeromagnetic deorbiting system at application of electromagnets (magnetorquers) is carried out. Using Lyapunov stability criteria, infinitesimal calculus methods and Voltaire multiplicative integrals, Bellman's optimality principles, stability criteria were developed for the analysis of stabilization of a spacecraft with an aeromagnetic deorbiting system using different magnetic orientation systems. Criteria for optimal use of aeromagnetic deorbiting systems are proposed, which are to minimize onboard electrical energy consumption for the rough stabilization of the spacecraft equiped by aeromagnetic deorbiting systems in long-term space missions. An analytical comparison of the control features of the angular stabilization of the spacecraft with using the executive bodies with rotating permanent magnets and electromagnets has been carried out. Based on the technical features of such magnetic control bodies of angular motion, the relevant guidelines for the selection of executive bodies with rotating permanent magnets or electromagnets for various spacecraft with aeromagnetic deorbiting systems have been developed.In the fourth section, a study of Sich-class spacecraft developed by the Design Office "Pivdenne" deorbiting from orbits of different dislocations using aeromagnetic deorbiting systems was carried out. Internal and external factors influencing the efficiency of aeromagnetic drainage systems are determined. Taking into account these factors, methodological recommendations for the analysis of the feasibility of aeromagnetic deorbiting systems have been developed, which clearly outline the advantages of using these means of combating debrising of near-Earth space depending on the nature of a space mission of deorbiting space debris.