Выпуск № 1 (3), февраль — март 2023

Раздел 1. Вопросы экспериментальной электродинамики

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОТРАЖЕНИЯ ОТ ПОТОЛКА БЭК НА ПОЛЕ В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ КОМПАКТНОГО ПОЛИГОНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УГЛА ПОВОРОТА ПИРАМИДАЛЬНОГО РПМ
Балабуха Н.П., Зубов А.С., Меньших Н.Л., Никитенко А.В., Солосин В.С.

  стр. 4 - 9

        В безэховых камерах и компактных полигонах стены, пол и потолок, как правило, покрывают радиопоглощающим материалом (РПМ) пирамидального типа. Отраженное этим материалом поле включает в себя не только зеркальное отражение, но и гармоники Флоке, направление распространения которых зависит, в том числе от частоты. Как правило, РПМ пирамидальной формы располагают на потолке, ориентируя основания пирамидок вдоль краев потолка, однако возможно и расположение под некоторым углом к краю потолка. Угол, под которым размещен РПМ, влияет на то, попадает поле от гармоник Флоке в рабочую зону или нет. В данной работе предложен способ численной оценки влияния поворота РПМ на потолке БЭК на поле в рабочей зоне. Задача отражения от двухпериодической структуры решена методом связанных волн с некоторыми модификациями, улучшающими сходимость и увеличивающими скорость счета. Точное решение этой задачи позволяет определить амплитуды гармоник Флоке. Используя выражения для углов, определяющих направления распространения этих гармоник, проведена оценка геометрических параметров области рабочей зоны, в которую попадают гармоники. Суммирование полей гармоник с рассчитанными амплитудами позволило оценить вклад гармоник Флоке в неравномерность поля рабочей зоны.

Ключевые слова: Радиопоглощающий материал, бэзэховая камера, компактный полигон.

УЧЁТ ФОРМЫ ЧАСТИЦ НАПОЛНИТЕЛЕЙ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ
Долматов А.В., Маклаков С.С., Гаранов В.А., Беляйков И.Н., Петров Д.А., Ширяев А.О., Осипов А.В., Старостенко С.Н.

  стр. 10 - 16

              Несмотря на устоявшуюся в отрасли производства порошковых материалов практику применения метода лазерной дифракции для гранулометрического анализа частиц, результаты, получаемые таким образом, могут оказаться ошибочными. При помощи трёх модельных порошков, отличающихся формой и размером частиц, показано, что недостаточная дезагрегация при применении метода лазерной дифракции завышает средний размер частиц более чем на 30% от истинного значения, которое было получено при помощи электронной микроскопии. Также показано, что оценочные значения диэлектрической проницаемости с учётом несферичности частиц порошка, определенной на основе данных электронной микроскопии, совпадают с экспериментально измеренными значениями диэлектрической проницаемости композитов, где исследованные порошки служат наполнителем. Это указывает на необходимость проведения при детальном анализе диэлектрической проницаемости композитных материалов статистического анализа данных электронной микроскопии частиц включений.

Ключевые слова: диэлектрическая проницаемость, формулы смешения, электронная микроскопия, коэффициенты деполяризации, функциональные материалы

Раздел 2. Вычислительная электродинамика

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОКРЫТИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОЛОСТИ
Кисель В.Н., Кожеко А.С.

  стр. 17 - 29

              Известно, что отражение от полостей, в частности от воздухозаборника реактивного двигателя, может определять радиолокационную заметность современного самолета. Радиомаскировку воздушного канала можно обеспечить нанесением радиопоглощающего покрытия на внутреннюю поверхность его стенок. При этом оптимальный выбор параметров материалов, входящих в состав покрытия, представляет собой непростую задачу из-за особенностей распространения электромагнитной волны в полости, в частности, сложных дифракционных эффектов. В ИТПЭ РАН разработан способ выбора параметров покрытия на основе энергетических соображений, критерием которого служит величина мощности, передаваемой от электромагнитной волны в объем покрытия. Путем выбора его параметров можно добиться наибольшего оттока энергии от электромагнитной волны, распространяющегося вдоль плоскости с покрытием. Использование предложенной в работе характеристики в виде интегрального коэффициента отражения от покрытия дает возможность оптимизации параметров покрытия в требуемом частотном диапазоне. В работе представлено развитие этого способа для случая, когда требуется оптимизировать параметры покрытия в заданных частотном и угловом диапазонах, а также с учетом криволинейных границ полости. Представлены результаты доработки расчетной модели воздухозаборника, которые позволяют получить интегральные оценки эффективности покрытий с учетом особенностей электромагнитного возбуждения отдельных элементов поверхности стенок полости, обсуждаются результаты расчетов.

Ключевые слова: Дифракция, энергия, полость, радиопоглощающее покрытие, коэффициент отражения

ДИФФУЗНОЕ РАССЕЯНИЕ СИСТЕМОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРЕУГОЛЬНИКОВ
Лебедев А.М., Фурманова Т.А.

  стр. 30 - 35

              Решались задачи, во-первых, обеспечения существенно диффузного рассеяния системой металлических треугольников, расположенных над поверхностью металлического объекта, и, во-вторых, изучения энергетических характеристик диффузного рассеяния системой треугольников в полосе частот. Предлагается треугольники располагать наклонно и по возможности хаотично по отношению как к поверхности объекта, так и к соседним треугольникам. Обращение треугольников заострёнными носами в сторону облучения обеспечивает согласованный вход падающей волны в область пространства, занятую треугольниками. Падающие лучи после отражения от наклонных треугольников отбрасываются вглубь области, занятой треугольниками, и начинают "блуждать" в этой области. Результатом этого является хаотизация распространения падающей волны. Исследована частотная зависимость двухпозиционного рассеяния системой треугольников, обеспечивающей неполную, но весьма высокую степень хаотизации волны. Последнее соответствует возможным реальным конструкциям, которые не могут обеспечивать полную хаотизацию по следующим двум причинам. Во-первых, число путей движения частей мощности падающей волны в объёме хаотизирующей структуры всегда конечно, хотя, возможно, и весьма велико. Во-вторых, на практике неизбежно составление хаотизирующей структуры из фрагментов определённой формы. Выявленный факт стабилизации как среднего уровня диаграмм рассеяния, так и уровня максимумов осцилляций этих диаграмм при вариации частоты в очень широкой полосе указывает на возможность применения подобных хаотизирующих конструкций на практике.

Ключевые слова: система металлических треугольников, согласованный вход, хаотизация распространения волны; высокая, но неполная степень хаотизации, постоянство среднего уровня диаграмм рассеяния в широкой полосе частот.

Раздел 3. Взаимодействие электромагнитного поля с материалами

АНАЛИЗ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
Артёмова А.В., Маклаков С.С., Гаранов В.А., Беляйков И.Н.

  стр. 36 - 41

         Проведено исследование окисления кислородом воздуха мелкодисперсных порошков железа с размером частиц до 2 мкм. Показано, что температура начала окисления карбонильного железа составляет 167 °С и уменьшается до 135 °С при механической активации с изменением формы частиц. Окисление железа представляет собой самораспространяющийся экзотермический процесс, проходящий в несколько стадий. Показано, что механизм окисления железа сложнее, чем последовательное двухстадийное превращение Fe → Fe3O4 → Fe2O3. Измеренные значения температуры начала окислительных реакций могут быть использованы для отладки технологических процессов механохимической обработки железа, исключая экспериментальный подбор точки возгорания промежуточных продуктов и полуфабрикатов. Показано, что при низком содержании оксида в порошке железа температура Кюри составляет 770°С, что соответствует табличным данным. При содержании оксида в порошке железа 70 масс. % температура Кюри образца составляет 560 °С, что соответствует табличному значению для магнетита. При окислении по данным термогравиметрии можно оценить химическую чистоту железных порошков. Для образцов порошкового железа с низкой примесью оксида температура перехода в высший оксид составила ~600 °С, а величина набора массы составила 38 %. При повышении примеси оксида в порошке железа данные значения снижаются.

Ключевые слова: Синхронный термический анализ, окисление железа, термогравиметрия, дифференциальная сканирующая калориметрия, механохимическая обработка, порошковая металлургия

ЭФФЕКТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ГКР СПЕКТРОВ МИОГЛОБИНА, ОСАЖДЕННОГО ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКА НА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАНОСТРУКТУРИРОВАННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ПЛЕНОК AG
Афанасьев К.Н., Богинская И.А., Седова М.В., Слипченко Е.А., Аверьянова А.Д., Рыжиков И.А.

  стр. 42 - 50

              Исследована возможность использования ультразвуковой (УЗ) пробоподготовки в широком диапазоне частот раствора миоглобина на серебряных подложках с различными параметрами морфологии для повышения эффективности регистрации спектров гигантского комбинационного рассеяния (ГКР). Показано, что ГКР спектры миоглобина после УЗ воздействия характеризуются изменением положения полос колебаний и соотношения их амплитуд по сравнению с белком, высушенным на воздухе без УЗ воздействия. Получено значительное усиление ГКР спектров миоглобина, и определены оптимальные параметры пробоподготовки. Была исследована морфология поверхности ГКР-активных подложек и определены зависимости параметров морфологии от условий травления поверхности стекла перед осаждением пленок серебра методом электронно-лучевого испарения в вакууме: концентрации плавиковой кислоты и времени травления. Продемонстрирована возможность уменьшения времени пробоподготовки, и исследована его зависимость от частоты ультразвука и времени травления.

Ключевые слова: эффект гигантского комбинационного рассеяния, ГКР активные подложки, регистрация белков, пробоподготовка, ультразвук, миоглобин