Компьютерная модель системы амортизации перевозимого квантового водородного стандарта частоты и анализ отклика на ударное воздействие

Водородный стандарт в настоящее время обладает самой высокой стабильностью и спектральной частотой сигнала. Перевозимые водородные стандарты частоты используются для сверхточного сличения удаленных друг от друга стандартов времени и частоты в тех случаях, когда использование оптоволокна или радиосвязи, например системы ГЛОНАС, недоступно. Перевозимые водородные стандарты частоты могут иметь погрешности в передаче шкалы времени и сетки частот, вызванные внешними воздействиями, например вибрациями, ударами, перепадами температур, магнитными полями. В работе рассматривались несколько вариантов ударных, т.е. кратковременных воздействий. Для защиты используются системы демпфирования и амортизации, но публикаций по их эффективности на данный момент практически отсутствуют. В статье представлено  создание компьютерной модели амортизационной платформы для перевозимого водородного стандарта частоты. Проведено сравнение вариантов модели системы амортизации с демпфирующими элементами из резины, силикона и полиуретана. Найдены собственные частоты колебаний для систем с демпфирующими элементами из различных материалов и рассмотрен отклик этих систем на ударное воздействие. Получены графики перемещений и ускорений, испытываемых перевозимым водородным стандартом частоты. Рассмотрена реакция системы при качке, при различных значениях коэффициента демпфирования и коэффициента жесткости демпфирующих элементов. Дана зависимость смещений системы при различном числе и расположении пружин. Моделированием доказано, что добавление демпфирующих блоков сверху и снизу в амортизационную платформу для перевозимого водородного стандарта частоты улучшит устойчивость системы к ударному воздействию.

1. Жуков А.Н., Зотов С.М., Чурилов Н.С. Технология проведения оперативного дистанционного контроля точностных характеристик стандартов частоты и времени, входящих в составы беззапросных измерительных систем, по сигналам открытого доступа ГЛОНАСС // Альманах современной метрологии, 2022, №1 (29). С. 63–70.

2. Смирнов Ф.Р., Жариков А.И. Эталон-переносчик нового поколения для высокоточного сравнения шкал времени // Альманах современной метрологии, 2018. №15. С. 17–30.

3. Сысоев В.П., Самохвалов Ю.С., Васильев. В.И. и др. Малогабаритный активный водородный стандарт частоты // Альманах современной метрологии, 2022. №3 (32). С. 8–17.

4. Нагирный В.П., Нестеров Н.И., Овчинников С.Н. и др. Разработка перевозимых квантовых часов водородных нового поколения // Альманах современной метрологии, 2020. №1 (21). С. 116–125.

5. Воронцов В.Г., Беляев А.А., Демидов Н.А., Поляков В.А., Сахаров Б.А. Перевозимые квантовые часы нового поколения на основе активного водородного стандарта частоты и времени // Доклады 9-го Международного симпозиума «Метрология времени и пространства», 2018. Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ», 2019. С. 21–28.

6. Васильев В.И., Бобков Н.М. Мобильные часы высокой точности на основе пассивного водородного стандарта частоты и времени Ч1-76А // Доклады IX Всероссийской научно-технической конференции «Метрология в радиоэлектронике». Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ», 2014. С. 260–263.

7. Dai J., Liu T., Cai Y., Chen Z., Li Q. Review of the development of the hydrogen maser technique and a brief introduction to its space applications // Frontiers in Physics, 2022. V. 10. Art.id. 995361 DOI:10.3389/fphy.2022.995361.

8. Яковлев С.Н. Расчет полиуретановых деталей, работающих на сжатие при статической нагрузке // Научно- технические ведомости СПбГПУ, 2014. Вып.1 (190). С.137 -142.

9. Громова Е.Г. Разработка и исследование технологии ротационной вырубки листовых деталей летательных аппаратов давлением полиуретана: автореф. Дис… канд. техн. наук. Самара, 2008. 8 c.

10. Боим С.А., Васильев В.И. Эффективность амортизационной платформы мобильного водородного стандарта частоты // XI Международная конференция «Лазерные, плазменные исследования и технологии – ЛаПлаз-2025»: Сб. науч. трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2025. С. 333.