БАКУМЕНКО Алексей Викторович ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОТИВОПЕХОТНЫХ МИН В ПОЧВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СВЧ-ЭНЕРГИИ

Краткое содержание

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели работы и ее научная новизна, приведены основные

6
положения, выносимые на защиту, дано краткое изложение всех глав диссертации.
В первой главе приведен обзор литературы по обнаружению мин в грунте^- рассмотрены современные тенденции развития способов обнаружения мин, проанализированы материалы международных конференций последних лет по минам и способам их обнаружения, а также типы мины и миноискателей, состоящих на вооружении российской армии. Рассмотрены принципы работы миноискателей. Особое внимание уделено способу, предложенному М.Ф. Воскобойником и ОАМорозовым (патент РФ № 2 122 224,1998) и являющемуся исходным для настоящей работы.
Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям процесса распространения тепла в среде, в которой под поверхностью находится мина в диэлектрическом (часть 1 главы) или металлическом (часть 2 главы) корпусах. В обеих задачах решается нестационарное уравнение теплопроводности- в пренебрежении теплообменом поверхности почвы с воздухом за период облучения СВЧ энергией, когда нагрев почвы невелик и составляет всего несколько градусов. Для простоты рассматривается одномерная задача, т.е. размеры мины в грунте и угол ее расположения относительно поверхности не учитываются. Считается, что по величине теплопроводности мина резко отличается от окружающего ее грунта. Существенным обстоятельством в построении исходного уравнения и его решении является учет поглощения СВЧ энергии грунтом, которое экспоненциально уменьшается с глубиной. Таким образом, рассматриваются два варианта уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла. Основное направление исследований - получить пусть приближенные, но аналитические выражения для решения.
Прежде всего, рассматривается случай нагрева грунта, в котором отсутствуют какие-либо посторонние объекты (однородная среда). Показывается, что интегрирование исходного уравнения удобно проводить методом преобразований Лапласа, с последующим разложением в ряд Тейлора. Сравнение с точным решением показывает, что хорошую сходимость можно достигнуть уже при двух членах асимптотики (Рис. 1).
Далее рассматривается модель "двухслойной" среды, т.е. состоящей из двух слоев - поверхностный слой грунта и лежащая под ним на глубине Н пластина (мина), обладающая иными, чем грунт тегшофизическими параметрами. Если мина диэлектрическая, то функция источников тепла /(z)= А exp (-7Z), где A=So7, Т =2а, а - коэффициент затухания электромагнитного поля в среде (грунте), S - плотность энергии электромагнитного поля, падающей на единицу поверхности.