621.01

Актуальным направлением развития инфраструктуры морского и внутреннего водного транспорта является энергоснабжение с применением оптоэлектронных средств. Рассмотрены динамические, математические модели и алгоритмы оптоэлектронного преобразования лазерного излучения. Наиболее подходящим материалом для фотоэлектронных преобразователей служит арсенид галлия, обладающий малыми рекомбинационными потерями. Однако микронная толщина фотоактивного слоя создает омические потери, ограничивающие плотности тока значениями 40 А/см². В качестве альтернативного оптоэлектронного преобразования рассматривается преобразование импульсного лазерного излучения системой конденсатор-катушка (КК-метод). Метод позволяет генерировать мегаамперные токи и магнитные поля десятки тесла, но в вакууме. В воздушной среде приповерхностная лазерная плазма сильно поглощает лазерное излучение, для повышения эффективности лазерного преобразования предлагается помещать мишень в откачанную капсулу. Модель оптоэлектронного привода, как механизма измерения угла поворота, позволяет с применением компьютерных программ системы MATLAB оптимизировать пространственно-энергетические, динамические характеристики электропривода.

A current direction in the development of maritime and inland water transport infrastructure is energy supply using optoelectronic means. Dynamic mathematical models and algorithms for optoelectronic transformation of laser radiation are considered. The most suitable material for photoelectronic transformers is gallium arsenide, which has low recombination losses. However, the micron thickness of the photoactive layer creates ohmic losses that limit the current density to 40 A/cm². As an alternative, the conversion of pulsed laser radiation by a capacitor-coil system (CC method) is considered. The method makes it possible to generate mega-ampere currents and magnetic fields of tens of tesla, but in a vacuum medium. In an air environment, near-surface laser plasma strongly absorbs laser radiation; therefore to increase the efficiency of laser conversion, we propose to place the target in an evacuated capsule. The model of an optoelectronic drive as a mechanism for measuring the angle of rotation allows, using computer programs of the MATLAB system, to optimize the spatial-energy and dynamic characteristics of the electric drive.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»

Катанович А.А., Николашин Ю.Л. Корабельные оптические системы связи. СПб.: Судостроение. 2009. 248 с.

Катанович А.А. Элементы волоконно-оптической линии связи в системах передачи информации // Морской сборник. 1986. №2. С. 62-65.

Катанович А.А. Применение волоконно-оптических линий связи на кораблях // Морской сборник. 1985. №7. С. 66-68.

Катанович А.А. Принципы построения оптического тракта для волоконно-оптических линий связи // Электросвязь. М. №12. 1997.

Катанович А.А. Общекорабельная система обмена информацией // Судостроение. 2001. №5.

Андрианов Е.Н., Сахаров В.В. Компьютерное моделирование портовой перегрузочной техники. Учебное пособие. ФГБОУ ВО ГУМРФ имени адм. С.О. Макарова. СПб. 2019. C. 323.

Джендубаев А.-З.Р., Алиев И.И. MATLAB, SimulinkиSimPowerSystems в электроэнергетике. Учебное пособие. Ч. БИЦ СевКавГГТА. 2014. 136 с.

Терентьев В.Е. Оптоэлектронные средства передачи энергии и информации в электромеханических преобразователях роботизированного цифрового комплекса управления и контроля движения маломерного судна / Терентьев В.Е., Очина Л.Б. // ВЕСТНИК ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова. 2020. Т. 12. №1. C. 165-173.

V.M. Andreev, V.A. Grilikhes, and V.B. Rumiantsev. Photovoltaic Conversion of Concentrated Sunlight. John Wiley&Sons. 1997.

V.P. Hvostikov, N.A. Kalyuzhny, S.A. Mintairov, S.V. Sorokina, N.S. Potapovich, V.M. Emelyanov, N.H. Timoshina, V.M. Andreev. Photoelectric transformer of laser radiation based on AlGaAs / GaAs heterostructure. FTS-C. V. 50 No. 9. 2016. Pp. 1242-1246

Viktor M. Emelyanov, Evgeniy D. Filimonov, Svetlana A. Kozhuhovskaya, Maxim Z. Shvarts, «Photovoltaic optical sensors for high-power conversion and information transmission». Proc. SPIE 10231. Optical Sensors 2017. 102311B. 16 May 2017.

Terentiev V.E. Modeling the complex delivery of electric energy by optical channel to dynamic electromechanical transformer / V.E.Terentiev, S.G.Artamokhin, N.A.Pikhtin, M.Z.Shvarts. International Journal of Mechanical and Technology (IJMET). 2018. Pp. 765-774. ScopusIndexed.

Пат. 2563974 Российская Федерация, МПК H02P 9/14 Бесколлекторная электрическая машина/ В.Е. Терентьев; заяв. и патентообл. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» (RU). №2014129152/07; заявл. 15.07.2014; опубл. 27.09.2015. Бюл. №27. 7 с.

V.V. Korobkin and S.L. Motylev. On a possibility of using laser radiation for generation of strong magnetic fields. Sov.Tech.Lett 5? 474 (1979).

J.F. Seely. Pulsed megagauss fields produced by laser-driven coils. Appl. Phys. B31. 37(1983).

H. Daido F. Miki, K. Fujita, K. Sawai, H. Fujita, Y. Kitagawa, S. Nakai and C. Ymanaka. Generation of a Strong Magnetic Field by an Intense CO2 Laser Pulse. Phys. Rev. Lett. 56. 846 (1986).

C. Courtois, A.D. Ash, D.M. Chambers, R.A.D. Grundy and N.C. Woolsey. Creation of a uniform high magnetic-field strength environment for laser-driven experiments. J. Appl. Phys. 98. 054913 (2005).

Пат. 2727934 Российская Федерация, МПК H02P 9/14 Бесколлекторныйэлектродвигатель / В.Е. Терентьев; заяв. и патентообл. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» (RU). №2020107395; заявл. 19.02.2020; опубл. 27.07.2020. Бюл. №21.

Терентьев В.Е. Оптоэлектронные преобразователи энергии в робототехнических комплексах управления и контроля движения судна. International Conference on Marine Robotics in Ocean Exploration. MarineRobotics2019. September 17-19. Saint-Petersburg. Russia. Pp. 417-423.

Копылов И.П. Математическое моделированиеэлектрических машин. М.: Высшая школа. 2001.

Пат. 166091 Российская Федерация, МПК B60L 11/18 Устройство управления движением электроприводных транспортных средств / В.Е. Терентьев, С.В. Сабуров; заяв. и патентообл. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» (RU). №2016101349/11; заявл. 18.01.2016; опубл. 10.11.2016, Бюл. №31. 9 с.

Терентьев В.Е. Автоматизация и ультразвуковое управление процессом доставки электроэнергии по интеллектуальному лазерному каналу динамическому электромеханическому преобразователю // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2019. №3. C. 94-98.