У жовтні минулого року пройшов черговий 5-й щорічний конкурс на одержання фінансової підтримки від НТУУ «КПІ» для науково-дослідних робіт студентів та аспірантів. Про отримані результати деяких робіт розповідаємо в цьому номері газети.
Дослідження медичної системи та методів візуалізації для мікротомографії
Людський організм випромінює електромагнітні хвилі не тільки в інфрачервоному діапазоні. Випромінювання у КВЧ і НВЧ діапазонах у мільйон разів слабше, ніж інфрачервоне, але може нести інформацію про процеси в організмі.
У жовтні 2008 р. студенти кафедри конструювання та виробництва радіоапаратури РТФ О.В.Малуш, М.Д.Живолуп, В.В.Андрійко, М.М.Романюк, О.С.Ціхотськіх отримали грант департаменту науки та інноватики НТУУ «КПІ» для виконання роботи на тему «Дослідження медичної системи та методів візуалізації для мікротомографії міліметрового діапазону електромагнітних хвиль» (куратор роботи асп. Я.В.Савенко).
Для індикації електромагнітних коливань міліметрового діапазону застосовують термоелементи (термопари), термоопори (болометри, термістори), нелінійні елементи (кристалічні детектори й ін.). Дослідження, що проведені в роботі, дали можливість зробити висновок про переваги пристрою на напівпровідникових елементах для індикації електромагнітних хвиль міліметрового діапазону.
У майбутньому на базі даних досліджень планується створити томографічну систему, за допомогою якої стане можливим обстеження живого організму з мінімальним впливом зовнішніх факторів та з високим рівнем якості та достовірності отриманих результатів.
Підвищення ефективності атмосферного лазерного зв'язку
З розвитком інформаційного суспільства, коли стрімко зростає кількість абонентів кабельного телебачення, IP-телефонії, Інтернету та ін., все очевиднішими стають переваги безпровідних ліній лазерного зв'язку, для яких характерні низькі експлуатаційні витрати, висока пропускна здатність (до 100 Гбіт/с), легке подолання перешкод та ін.
Водночас існують принципові труднощі такого зв'язку, насамперед – висока чутливість до стану атмосфери. Підвищити ефективність роботи лазерних комунікаційних систем та збільшити дальність атмосферного лазерного зв'язку можна, використовуючи більш стійкі до атмосферних впливів частково когерентні лазерні промені.
За фінансової підтримки департаменту науки та інноватики НТУУ «КПІ» аспірант кафедри загальної фізики та фізики твердого тіла С.В.Тороус досліджувала методом чисельного моделювання вплив атмосфери на лазерне випромінювання (куратор роботи д.т.н., проф. В.М.Горшков). Результати досліджень показали, що, використовуючи частково когерентний лазерний промінь, ефективність прийому-передачі інформації (ємністю до 100 Гбіт/с) можна підвищити в 14,6 разу порівняно з результатами для когерентного лазерного променя.
Автоматизоване проектування технологічних процесів
Давно минули ті часи, коли конструктор стояв за кульманом, а технолог вручну заповнював документацію. Головними інструментами сучасного інженера стають системи автоматизованого проектування. Більшість сучасних автоматизованих систем виконують конструкторське проектування, розробці систем автоматизованого проектування технологічних процесів (САПР ТП) приділяється менше уваги.
Магістранти кафедри виробництва приладів ПБФ О.С.Лапіга, О.М.Скороход, О.М.Пивовар отримали грант на розробку системи автоматизованого проектування операційної технології виготовлення деталей приладів та машин (куратор наукової роботи – к.т.н., доцент С.П.Вислоух).
У системі, яка розробляється, креслення деталі представляються у вигляді сукупності простих поверхонь. Для вибраної поверхні проектується операційна технологія, що включає розрахунок припусків на обробку, визначення різального інструменту, пристосувань, обладнання, режимів різання і формування керуючих програм для верстатів з числовим програмним управлінням. На основі критеріїв, що їх задає проектувальник, та раніше введених даних система визначає оптимальні режими різання й виконує технічне нормування робіт. Система має низку переваг перед аналогами. Вона проста в освоєнні, включає автоматизований розрахунок припусків, міжопераційних розмірів деталі, режимів обробки та норм часу; її можна використовувати автономно та у складі комплексної САПР ТП. Використання системи дасть можливість збільшити продуктивність праці технологів у 1,5-2 рази.
Використання магнітного поля для очищення води
Для очищення водного середовища використовують здебільшого механічні та хімічні (в тому числі біологічні) методи очищення. Застосовують і фізичні методи, такі як електромагнітні, акустичні, гравітаційні тощо.
О.А.Можаровська досліджувала магнітний спосіб очищення води шляхом впливу постійним аксіальносиметричним поперечним та повздовжнім магнітним полем (куратор роботи д.т.н., проф. О.М.Терентьєв). Спільно з фахівцями ТОВ «Центр науково-технічних інновацій української нафтогазової академії» розроблено блок знакозмінного магнітного поля (БЗМ), в якому використовується аксіально-симетричне повздовжнє магнітне поле, та магнітну аксіально-симетричну систему (МАКСі), що базується на використанні аксіально-симетричного поперечного магнітного поля.
Дослідження, що проводилися на нафтодобувному промислі НГВУ «Чернігівнафтогаз», показали, що після 2-х місяців експлуатації БЗМ шар накипу на внутрішній поверхні трубопроводу зменшився з 40 мм до 1,5 мм. За аналізами водного середовища концентрація кальцію після проходження БЗМ знизилась від 21,53 г/л до 11,52 г/л.
З березня 2009 р. МАКСі проходить промислове впровадження на Південно-Західній котельні ДП «Кіровоградтепло» ТОВ «ЦНТІ УНГА». За аналізами водного середовища концентрація домішок після проходження МАКСі знизилась: кальцію від 74,15 мг/л до 39,67 мг/л, магнію від 27,97 мг/л до 17,47 мг/л.