WWW.KN.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные ресурсы
 


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |

«Юбилейная семидесятая всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием «Научно-технические и ...»

-- [ Страница 8 ] --

На многих предприятиях машиностроения, приборостроения, радиотехнической, легкой и оборонной промышленности, а также в других областях широкое применение находят гальванические процессы, которые представляют собой нанесение путем электролиза на поверхность металлических изделий слоев других металлов для предохранения этих изделий от коррозии, для придания их поверхности необходимых свойств, а также в декоративных целях.

Технологические операции по нанесению покрытий можно условно разделить на следующие группы: травление, обезжиривание, активирование, нанесение специального электропроводящего слоя (особенно при гальваническом покрытии легких металлов, пластмасс), нанесение металлического покрытия, специальная обработка покрытий или основного металла с целью улучшения их коррозионных и функциональных групп.

Большинство операций сопровождается промывкой, во многом определяющей качество покрытия. Именно промывка является одним из двух главных источников загрязнения природной среды токсичными компонентами гальванических производств. Второй главный источник связан с ликвидацией или частичной регенерацией отработанных технологических растворов.

Промывка деталей происходит в горячей и холодной воде, куда переходит некоторое количество солей рабочих растворов. Эта вода направляется на обезвреживание на станции нейтрализации, где она обрабатывается различными способами, из которых наибольшее распространение получили электрокоагуляционный и реагентный. В результате повышения щелочности воды вредные примеси переходят в нерастворимое состояние.

Эти осадки обычно называются осадками-шламами или гальваношламами. Они состоят не только из гидроксидов тяжелых металлов, образующихся при определенных величинах рН, но и вследствие высокой сорбционной активности, содержат на своей поверхности другие вещества в зависимости от состава воды (масла, ПАВ, красящие вещества), с которой могут быть смешаны осадки. Уставлено, что свежеполученные осадки сохраняют высокую сорбционную активность в течение определенного времени (2-3 часа), после чего она снижается.

Гальваношламы подразделяются на несколько видов: образующиеся при полностью электрокоагуляционном методе очистки воды;

образующиеся при реагентном методе; образующиеся при электрокоагуляционном методе, при котором дополнительное защелачивание производится известковым молоком; образующиеся при реагентном методе, в котором восстановление Cr6+ в Cr3+ производится добавлением отработанного травильного раствора.

В первом случае в гальваношламе преобладают ионы железа, а ионы других тяжелых металлов представлены в значительно меньшем количестве. В гальваношламах второго вида преобладают ионы кальция. В гальваношламах третьего и четвертого видов ионы железа и кальция находятся в сопоставимых количествах, а остальные ионы тяжелых металлов можно отнести к разряду добавок.[3] Загрязнение природной среды этими веществами 2-3 класса опасности представляет большую опасность для биосферы и человека, поскольку они являются мощными стимуляторами и возбудителями раковых и сердечно-сосудистых заболеваний. Тяжлые металлы имеют тенденции к накапливанию в пищевых цепочках, что усиливает их опасность для человека.

Гальваношламы, являющиеся одним из основных источников поступления тяжлых металлов в окружающую среду, рекомендуется направлять на полигоны захоронения, что, безусловно, временное решение, тем более, что в подавляющем большинстве регионов России полигоны, отвечающие требованиям нормативных документов, отсутствуют.





На рис. 1 представлен план стандартного полигона для захоронения неутилизируемых отходов, а именно гальваношламов. Как можно видеть территория отчуждения составляет 3,3 га. Компоненты гальваношламов обнаруживаются на глубине залегания грунтовых вод, а именно 7-8 м, и по горизонтали на расстоянии до 500 м. При повышении кислотности грунтов или дождевых вод выщелачиваемость ионов тяжелых металлов возрастает, что приводит к загрязнению почвы и природных вод [1].

<

Рис. 1. План стандартного полигона

Даже при наличии полигонов, захоронение гальваношламов (ГШ) не является рациональным, поскольку они состоят из соединений, обладающих ценными свойствами. Поэтому ГШ следует рассматривать прежде всего как техногенное сырь, из которого можно получить множество полезных компонентов.

Отечественные и зарубежные исследования направлены на поиск конкретных путей повторного использования таких отходов. В настоящее время выделяются несколько направлений обезвреживания и утилизации гальваношламов, связанных в основном с их использованием в стройиндустрии - в производстве цемента, керамики, кирпича, керамзита, пигментов другое. [2] Такой аспект утилизации и переработки обуславливается содержанием в отходах гальванических производств компонентов, которые при введении в сырьевые смеси для различных материалов могут существенно влиять на физико-химические характеристики различных изделий, улучшая их качество.

Регенерация и утилизация металлов из шламов экономически выгодна лишь в тех случаях, если в шламе содержится один металл и в значительном количестве (более 10% на сухое вещество). Для этих моношламов можно предложить методы, представленные в табл. 1.

Таблица 1. Методы регенерации и область утилизации некоторых гальваношламов Тип гальваношлама Методы регенерации Область утилизации Хромсодержащие Электрохимическое или хими- В гальванотехнике для ческое окисление хрома (III) хромирования (10-20%) В порошковой металМедьсодержащие Растворение и осаждение в лургии и гальванотехвиде металла на катоде (15-20%) нике как аноды Установлено, что перспективным способом предотвращения загрязнения окружающей среды и отрицательного влияния ингредиентов гальванических отходов на здоровье населения является утилизация этих отходов в народном хозяйстве, главным образом для изготовления кирпича, бетонных строительных конструкций, антикоррозионных пигментов, асфальтобетонных покрытий и др.

Оптимальные варианты использования таких отходов определяются путем проведения специальных научных и гигиенических исследований.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соколов Э.М. Комплексная утилизация гальваношламов машиностроительных предприятий / Э.М. Соколов, В.М. Макаров, Н.И. Володин. Тула: ТулГУ, 2006.

264 с.

2. Бек Р.Ю. Воздействие гальванических производств на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба: аналитический обзор. Новосибирск:

ГПНТБ СО АН СССР, 1991. 88 с.

3. Технология переработки отходов / Э.М. Соколов, Ю.А. Москвичев, Е.А. Фролова, О.П. Филиппова, Н.И. Володин, В.М. Макаров. Ярославль: ЯГТУ, 2006.

387 с.

СЕКЦИЯ «ФИЗИКА И МАТЕМАТИКА»

УДК 536.8

АНАЛИЗА КПД И ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

СТИРЛИНГА, РАБОТАЮЩЕГО ОТ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА

Д.Р. Абдукахарова, В.О. Неугодова, А.Ю. Соколов

–  –  –

Ярославский государственный технический университет В работе предложен анализ КПД и полезной мощности двигателя Стирлинга конфигурации гамма, работающего за счет солнечной энергии.

Показано, что КПД двигателя такой конфигурации за счет потерь на тепловое излучение оказывается низким, а зависимость выходной мощности от температуры нагревателя носит экстремальный характер. Сделан вывод о пути повышения эффективности двигателя в этом случае.

Ключевые слова: двигатель Стирлинга, тепловое излучение, КПД, мощность.

–  –  –

The report describes analysis of the efficiency factor and the effective output of Sterling's engine (gamma configuration), powered by the energy of the sun. The research shows that the efficiency coefficient of this specific configuration turns out to be low due to losses on heat emanation, and dependence of output power on the temperature of the heater is extreme in its nature. A conclusion was drawn on how to increase the efficiency of the engine in this case.

Keywords: Sterling's engine, heat emanation, efficiency coefficient, power.

Самая актуальная проблема на планете сегодня - энергетическая.

По мере истощения природных источников энергии стремление к всеобщей экономии в энергетике становится неизбежным. С другой стороны глобальное потепление вместе с основной его причиной – парниковым эффектом – заставляют все больше обращать внимание и ученых и бизнесменов на возобновляемые источники энергии. Идея преобразовать солнечную энергию в полезную работу на пути ее превращения в теплоту служит благородной цели сохранения климата на Земле. Двигатели Стирлинга как тепловые двигатели внешнего сгорания известны уже более двух веков и в 19 веке служили альтернативой паровым двигателям.

И несмотря на имеющиеся недостатки и появление и мощное развитие двигателей внутреннего сгорания сохраняют свою актуальность и по сей день благодаря целому набору своих достоинств, каждое из которых может быть с успехом использовано в той или иной ситуации.

К таким достоинствам несомненно относятся:

«Всеядность» двигателя – он может работать от почти любого перепада температур.

Простота конструкции.

Экономичность в тех случаях, когда в полезную работу преобразуется утилизируемая тепловая энергия или энергия Солнца.

Экологичность, которая в основном определяется экологичностью источника тепла.

Принцип работы двигателя, различные его модификации и практические реализации подробно рассмотрены в литературе. Мы решили остановиться на той ситуации, когда простота конструкции, всеядность и экономичность позволяют практически любому человеку изготовить двигатель Стирлинга в качестве, например, лекционной демонстрации, игрушки или устройства, которое можно взять с собой в поход. Самым простым, для этих целей нам представляется двигатель, реализованный по схеме «гамма», в которой эффективность и равномерность теплообмена рабочего тела с нагревателем и холодильником обеспечивается сравнительно большой площадью этих поверхностей. В качестве источника тепла мы решили использовать экологичный и «бесплатный» солнечный свет. Заманчивым кажется повернуть нагреваемую поверхность самого двигателя в схеме «гамма» к солнцу, а охлаждаемую спрятать в тень, или того лучше ввести в соприкосновение с водой как с тепловым резервуаром очень большой теплоемкости. И тут у нас возникла идея! Берем надувную лодку, корпус которой одновременно служит основой для двигателя Стирлинга, а воздух в ней рабочим телом, на вал мощности надеваем гребной винт и уже можно плыть. Но мы изучаем физику, поэтому сначала посчитаем.

Солнечная постоянная, как известно, равна 1367 Вт/м2. Это значит, что если бы не было атмосферы, то на каждый квадратный метр поверхности на Земле, расположенной перпендикулярно солнечным лучам, каждую секунду подала бы лучистая энергия величиной 1367 Дж.

Известно из источников, что атмосфера отражает 23% падающего излучения. Остается примерно W = 1000Вт в полдень на каждый квадратный метр. Это почти 1,5 лошадиные силы! Считаем дальше.

Изучение литературы позволяет нам оценивать кпд двигателя как для идеального цикла Карно, который как известно определяется температурой нагревателя Т1 и холодильника Т2:

Т 1Т 2 =. (1) Т1 Это значит, что в полезную мощность мы сможем превратить только N = W. Чем выше температура T1, тем больше полезной мощности мы получим. Но тут мы сталкиваемся с проблемой. Предположим, что вся лучистая энергия Солнца превращается во внутреннюю т.е. наша поверхность нагревается. Но это означает, что возрастает и интенсивность теплового излучения с этой поверхности.

Если пренебречь потерями тепла за счет теплопроводности и конвекции во внешнюю среду, то количество энергии, поступающей в двигатель в 1 секунду, будет равно:

Q1 =W T 4. (2) t Здесь Q1 – количество тепловой энергии поступающей в двигатель за время t; – постоянная Стефана-Больцмана равная 5,6710-8 Вт/м2К4;

Т1 – абсолютная температура горячей части двигателя. Формула (2) соответствует случаю, когда поглощающая солнечный свет поверхность является абсолютно черным телом. Но, как известно, реальные поверхности всегда «серые». Учесть такое обстоятельство можно введением понижающего коэффициента. Для целей данной статьи, как будет понятно ниже, учет коэффициента излучения не имеет принципиального значения. Следует отметить и то обстоятельство, что положив левую часть уравнения (2) равной нулю мы получаем выражение для максимальной температуры поверхности, освещаемой Солнцем.

С учетом (1) полезная мощность будет определяться выражением T2 N =(1 )(W T 1 ).

(3) T1 Эта функция имеет экстремум. Так для заданных параметров и T2 = 290K максимум достигается вблизи 330К, термодинамический КПД при этом близок к 12%, а полезная работа не достигает и 40 Вт. Тогда КПД всей схемы составляет всего 4% максимум. Повысить его можно, уменьшив температуру холодильника, но здесь мы ограничены. Другой вариант, можно увеличить значение второй скобки. При этом максимум смещается в сторону более высокой температуры, возрастает КПД всей схемы и растет термодинамический КПД. На практике этого добиться можно, увеличивая соотношение между поступающей энергией и переизлучаемой обратно. Фактически, необходимо с помощью параболических зеркал собирать солнечное излучение и фокусировать его на сравнительно небольшую поверхность. Так при увеличении энергии Wв 10 раз по сравнению с энергией теряемой за счет теплового излучения (см. формулу (3)) КПД всей схемы приближается к 30%, а рабочая температура приближается к 470 К. Таким образом, добиться высокого КПД двигателя Стирлинга, работающего на солнечной энергии в промышленных масштабах без применения сложной оптической системы не удастся. Наша надувная лодка в предложенном варианте вряд ли сможет справиться даже с легким ветерком, но изготовить двигатель, способный служить великому делу просвещения под силу каждому.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ридер Г. Двигатели Стерлинга: пер. с англ. / Г. Ридер, Ч. Хупер. М.: Мир, 1986. 464 с.

2. Двигатели Стирлинга / под ред. М. Г. Круглова. М. : Машиностроение, 1977.

150 с.

3. Савельев И.В. Курс физики. В 3 т: Учебник. М.: Наука. Гл. Ред. физ.-мат. литры, 1989.

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Тепловой_баланс_Земли

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_постоянная УДК 535.8

ГЛАЗ КАК ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР

–  –  –

Научный руководитель - П.А. Иванов, канд. физ.-мат. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Рассматриваются особенности строения глаза человека и млекопитающих как оптического прибора. Показывается принцип его работы с точки зрения геометрической оптики Ключевые слова: глаз, линза, иллюзия.

–  –  –

N.S. Bulygina, K.D. Ponomareva, P.A. Ivanov Scientific Supervisor - P.A. Ivanov, Candidate of Physics and Mathematics Sciences, Associate Professor Yaroslavl State Technical University Features of human and mammalian eye as an optical instrument are investigated. The principles of its work from the geometrical optics point of view are shown.

Keywords: eye, lens, illusion.

Зрение имеет важнейшее значение для живых организмов: оно является источником знаний о предметах и явлении окружающей среды.

Эти знания отображаются в получении сведений о форме, текстуре, размере, расстоянии, яркости, освещенности, свете и движении. Для человека зрение является важнейшей системой. На биологическом уровне это подтверждается тем, что в обработке визуальной информации участвует примерно половина коры головного мозга.

Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая по своему действию аналогична оптической системе фотоаппарата. Схематическое устройство глаза представлено на рис. 1.

Глаз имеет почти шарообразную форму и диаметр около 2,5 см.

Снаружи он покрыт защитной оболочкой 1 белого цвета – склерой. Передняя прозрачная часть 2 склеры называется роговицей. На некотором расстоянии от нее расположена радужная оболочка 3, окрашенная пигментом. Отверстие в радужной оболочке представляет собой зрачок.

Рис. 1. Глаз человека В зависимости от интенсивности падающего света зрачок рефлекторно изменяет свой диаметр приблизительно от 2 до 8 мм, т.е. действует подобно диафрагме фотоаппарата. Между роговицей и радужной оболочкой находится прозрачная жидкость. За зрачком находится хрусталик 4 – эластичное линзоподобное тело. Особая мышца 5 может изменять в некоторых пределах форму хрусталика, изменяя тем самым его оптическую силу. Остальная часть глаза заполнена стекловидным телом. Задняя часть глаза – глазное дно, оно покрыто сетчатой оболочкой 6, представляющей собой сложное разветвление зрительного нерва 7 с нервными окончаниями – палочками и колбочками, которые являются светочувствительными элементами.

Лучи света от предмета, преломляясь на границе воздух–роговица, проходят далее через хрусталик (линзу с изменяющейся оптической силой) и создают изображение на сетчатке. Роговица, прозрачная жидкость, хрусталик и стекловидное тело образуют оптическую систему, оптический центр которой расположен на расстоянии около 5 мм от роговицы.

При расслабленной глазной мышце оптическая сила глаза приблизительно равна 59 дптр, при максимальном напряжении мышцы – 70 дптр.

Физическим раздражителем для зрительной системы является свет. Свет это форма излучения электромагнитной энергии, передающейся в виде бесконечного потока волн. Под длиной волны понимают физическое расстояние между двумя пиками, измеренными в единичном волновом цикле. Психологический эффект оказываемый волнами разной длины, заключается в восприятии разных цветов и оттенков. Так же свет обладает интенсивностью, под которой понимают количество энергии излучения содержащийся в источнике света. От интенсивности зависит яркость восприятия мира.

Основной элемент оптической системы глаза, хрусталик - это двояковыпуклая линза. Кривизна поверхности хрусталика может меняться, поэтому всегда имеется возможность привести изображение предмета на поверхность сетчатки. Этот процесс называется аккомодацией глаза.

Это механизм изменения формы хрусталика при переходе через него световых лучей, благодаря которым изображение чтко фокусируется на сетчатке. Чем хрусталик площе, тем меньше степень преломления световых лучей; чем он выпуклей, тем выше степень преломления. Для фокусирования объектов хрусталик изменяет свою кривизну, благодаря чему падающие на него световые лучи сходятся точно на сетчатке, и появляется четкое изображение.

Область аккомодации глаза можно определить положением двух точек:

дальняя точка аккомодации определяется положением предмета, изображение которого получается на сетчатке при расслабленной глазной мышце. У нормального глаза дальняя точка аккомодации находится в бесконечности.

ближняя точка аккомодации – расстояние от рассматриваемого предмета до глаза при максимальном напряжении глазной мышцы.

Ближняя точка нормального глаза располагается на расстоянии 10–20 см от глаза. С возрастом это расстояние увеличивается.

Кроме этих двух точек, определяющих границы области аккомодации, у глаза существует расстояние наилучшего зрения, т. е. расстояние от предмета до глаза, при котором удобнее всего (без чрезмерного напряжения) рассматривать детали предмета (например, читать мелкий текст). Это расстояние у нормального глаза условно полагают равным 25 см.

Расстояние наилучшего зрения у близорукого глаза меньше, поэтому он не способен отчетливо видеть отдаленные предметы. А у дальнозоркого глаза это расстояние больше, чем у нормального глаза. Для исправления дефекта зрения служат очки. Для дальнозоркого глаза необходимы очки с положительной оптической силой (собирающие линзы), для близорукого – с отрицательной оптической силой (рассеивающие линзы).

Существует два типа линз:

Собирающие линзы(f0): если их толщина в центральной части больше, чем по краям, они называются собирающими. Имеют положительное фокусное расстояние. Различают следующие виды собирающих линз: плоско-выпуклые, двояковыпуклые, вогнуто-выпуклые (мениск).

Их еще называют «положительными».

Рассеивающие (f0)линзы: если их толщина в центре тоньше, чем по краям, то они носят название рассеивающих. Имеют отрицательное фокусное расстояние.

Существуют такие виды рассеивающих линз:

плоско-вогнутые, двояковогнутые, выпукло-вогнутые (мениск). Их еще называют «отрицательными».

Если f = бесконечность, то это частный случай телескопического зрения Точечный источник света называется действительным объектом, а точка сходимости пучка лучей, выходящего из линзы, является его действительным изображением. Важное значение имеет массив точечных источников, распределенных на, как правило, плоской поверхности.

Примером может служить рисунок на матовом стекле, подсвеченный сзади. Другим примером является диафильм, освещенный сзади так, чтобы свет от него проходил через линзу, многократно увеличивающую изображение на плоском экране. В этих случаях говорят о плоскости. Точки на плоскости изображения 1:1 соответствуют точкам на плоскости объекта. То же относится и к геометрическим фигурам, хотя полученная картинка может быть перевернутой по отношению к объекту сверху вниз или слева направо. Схождение лучей в одной точке создает действительное изображение, а расхождение – мнимое. Когда оно четко очерчено на экране – оно действительное. Если же изображение можно наблюдать, только посмотрев через линзу в сторону источника света, то оно называется мнимым. Отражение в зеркале – мнимое. Картину, которую можно увидеть через телескоп – тоже. Но проекция объектива камеры на пленку дает действительное изображение.

Очень часто в результате наблюдения возникают так называемые оптические иллюзии. Так человеческий мозг обрабатывает видимый отраженный свет. Необычные формы и сочетания этих картинок позволяют добиться обманчивого восприятия, в результате кажется, что предмет движется, меняет цвет или возникает дополнительная картинка.

Все изображения сопровождаются пояснениями: как и сколько нужно смотреть на картинку, чтобы увидеть то, чего нет на самом деле.

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ:

1. Шиффман Х.Р. Ощущение и восприятие. СПб.: Питер, 2003. 928 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. III. Оптика, атомная физика, физика атомного ядра и элементарных частиц. М.: Изд-во Наука, Гл. редакция физ.-мат.

лит-ры, 1970. 528 с.

–  –  –

Предлагается весьма интересный, нетрадиционный способ определения плотности материала в случае недостатка информации о объекте. Показано преимущество "коллективной" работы по достижению поставленной цели по сравнению с индивидуальным подходом.

Ключевые слова: цилиндр, плотность

–  –  –

Very interesting, nonconventional way of gravity test of material in case of a lack of information on an object is offered. Advantage of "collective" work on achievement of a goal in comparison with individual approach is shown.

Keywords: cylinder, density.

Большинству студентов технических вузов знакома лабораторная работа "Определение плотности материала". Объект изучения - цилиндр, материал - различный: металл, дерево, пластик.

Данная работа фронтальная, ее выполняют на первом занятии лабораторного практикума по физике. Цель - научить будущих бакалавров и магистров правильно проводить измерения и убедить их, что абсолютно точных измерений не бывает. Полученный результат всегда определяется с некоторой ошибкой, которая зависит от многих факторов.

Процедура выполнения работы стандартная и достаточно рутинная, методику ее проведения можно найти в любом описании лабораторного практикума по физике. Но, оказывается, эта лабораторная работа приобретает новый смысл и весьма интересное методическое применение, если в цилиндрическом образце просверлить отверстие, и тем самым изъять часть массы исходного образца.

В таком варианте она интересна не только студентампервокурсникам в курсе физики. Ее можно использовать при проведении занятий по другим дисциплинам. Например, в курсе "Основы физических измерений" при подготовке бакалавров по специальности "Стандартизация и сертификация".

Рис. 1

Отверстие сверлится перпендикулярно оси цилиндра. С точки зрения начертательной геометрии мы имеем сечение цилиндра цилиндром.

Часть массы, как уже отмечалось, из рассмотрения исключается. А вот как найти ее величину? В этом-то суть проблемы. Какую высоту исключенной массы использовать для дальнейших расчетов, 1 или D? Приходится усреднять ср = 1, тем самым при использовании известной формулы для расчета объема цилиндра =, приходится мириться с методической ошибкой =, которую невозможно исключить. Ее величина будет зависеть от соотношения D и h, но никак не от применяемых инструментов, которые обычно используются при выполнении лабораторной работы по определению плотности материала тела цилиндрической формы.

Тем самым, студент должен понять, что помимо случайных и систематических (приборных), имеются ошибки, которые при использовании существующей методики, нельзя уменьшить ни заменой прибора на более точный, не увеличением числа замеров.

–  –  –

Ярославский государственный технический университет Данная статья повествует о природе и информационном парадоксе черных дыр, описывает пути решения его.

Ключевые слова: информационный парадокс, парадокс потери информации, квантовая механика, черная дыра.

–  –  –

This article tells about the nature and information paradox of black holes and describes the ways to solve it.

Keywords: information paradox, the paradox of information loss, quantum mechanics, black holes.

Физика – одно слово, которым можно описать весь наш мир. Наука, которая стремится познать все сферы нашего с вами существования.

Однако, чем больше мы узнаем, тем меньше знаем, ведь на каждое правило есть исключение. В физике такие исключения называются парадоксами – Колесо Аристотеля, демон Лапласа, Больцмановский мозг, или парадокс путешественника во времени. Список физических загадок безграничен. Все они по-своему интересны и важны, однако, на мой взгляд, наиболее значимым и перспективным является информационный парадокс черных дыр и именно о нем пойдет дальнейшая речь. Ученые из NASA доступным языком объяснили, что такое гравитационное притяжение. Они натянули материал и закрепили его по окружности, в центре которой поместили массивный предмет, затем опустили на полотно шарики разной массы, которые стали скатываться к центру фигуры. Таким образом нам показали, что гравитация - это искривление пространствавремени объектами, обладающими массой. Черная дыра же, в свою очередь, это область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже тела, движущиеся со скоростью света, в том числе и сам свет. Черные дыры не появляются из ниоткуда, чаще всего они рождаются вследствие смерти звезд.

Дело в том, что звезда – это шар из раскаленного газа в котором действуют силы гравитации, что пытаются сжать его, однако, им противостоят силы внутреннего давления, которые возникают из-за огромной температуры термоядерных реакций. Звезда умирает, когда запасы топлива в ней заканчиваются, тогда силы внутреннего давление исчезают и звезду начинает сжимать, при этом ее плотность возрастает и, следовательно, гравитация вблизи нее также увеличивается. Однако этот процесс не может быть бесконечен. Существует так называемый радиус Шварцшильда или гравитационный радиус – это определенная степень сжатия, при которой плотность и масса объекта настолько велики, что он становится черной дырой. Например, если вы хотите в центре нашей солнечной системы создать черную дыру, то вам необходимо сжать солнце всего-то в 236 тысяч раз. Только представьте, что масса нашей звезды будет сконцентрирована в точке радиусом 3 км. Нониллионы килограмм (1,988921030 кг

– масса Солнца) в маленькой точке. Это означает, что ее плотность будет практически бесконечна. Данная точка у физиков получила название сингулярность и о ней мы знаем лишь одно: любое тело, приблизившиеся к сингулярности на определенное расстояние, не сможет совладать с ее гравитацией и неизбежно упадет на нее, следовательно, вокруг сингулярности есть некоторая граница – черта невозврата и называется она горизонтом событий. Таким образом, черная дыра представляет собой искривление пространства-времени, которое невозможно покинуть, на границе которого, расположен горизонт событий, а внутри сингулярность с бесконечной плотностью. Прежде чем говорить о информационном парадоксе, необходимо знать, что такое информация. Самым главным в вопросе информации является то, что она, как и масса, и энергия неуничтожима. В физике данное понятие описывает конкретное состояние какойлибо частицы: массу, положение, спин, температуру и т.д. По своей сути информация – это «отпечаток пальца», который уникальным образом идентифицирует каждую частицу во Вселенной. Мы можем взять атомы, раздавить их или растянуть, сделать с ними что угодно, но квантововолновую функцию, описывающую их мы уничтожить не сможем. До появления квантовой физики считалось, что черная дыра неуничтожима:

все, что попало в нее, определенно потеряло свою первоначальную физическую форму, но информация об этих предметах сохранилась бы внутри самой черной дыры. Однако, на сегодняшний день существующая квантовая теория гравитации, гласит, что черные дыры уничтожимы. Благодаря излучению Хокинга – процессу испускания разнообразных элементарных частиц, преимущественно фотонов, черная дыра испаряется, то есть логично предположить, что спустя некоторое количество времени она совершенно исчезнет и информация, о поглощенных ею объектах, также будет потеряна. Данное явление – потеря информации напрямую противоречит квантовой физике и именно в этом заключается информационный парадокс черных дыр.

Существует несколько точек зрения относительно данной проблемы, например, некоторые ученые считают, что исчезновение информации

– это способ увеличения энтропии во вселенной, то есть информация становится частью ее хаоса, откуда может быть изъята, однако данная теория не была окончательно доказана, вследствие чего вопрос о потери информации по-прежнему остается открытым. Другие ученые считают, что раз проблема состоит в том, что две физические теории противоречат друг другу, то достаточно сказать, что в черной дыре, в связи с сверхсильными гравитационными полями одна из этих теорий перестает работать, но данное утверждение не доказуемо, поэтому существует третья точка зрения, изложенная знаменитым физиком Стивеном Хокингом.

В квантовой механики, для полного описания явлений необходимо применять два взаимоисключающих набора классических понятий, совокупность которых дает информацию об этих явлениях, как о целостных.

В нашем случае необходимо рассмотреть черную дыру с точки зрения пространственно-временной и энергетически-импульсной картины. Стивен Хокинг предположил, что информация, посредством супертрансляции (параллельного переноса), содержится не внутри черной дыры, а отражается на ее горизонте событий, однако при этом благодаря излучению Хокинга также проходит сквозь него. Дело в том, что испарение черной дыры – квантовый процесс. В квантовой механике благодаря туннелированию появляется возможность преодолевать потенциальные барьеры, непреодолимые для неквантовой системы. В квантовой теории поля физический вакуум наполнен постоянно рождающимися и исчезающими флуктуациями различных полей (можно сказать и «виртуальными частицами»). В поле внешних сил динамика этих флуктуаций меняется, и если силы достаточно велики, прямо из вакуума могут рождаться пары частица-античастица. Такие процессы происходят и вблизи (но вс же снаружи) горизонта событий чрной дыры. Доказательство С. Хокинга заключается в том, что образовавшиеся частицы и античастицы соединяются в пару на границе черной дыры, горизонт событий при этом, как нож разрезает данную пару, что приводит к засасыванию одной части в черную дыры, в то время как другая становится излучением Хокинга, избегающим силу притяжения черной дыры и выходит за ее пределы, таким образом сохраняя информацию о поглощенном объекте, разрешая информационный парадокс черных дыр. Однако для доказательства данной теории и любой другой теории, решающей парадокс потери информации, нам необходимо заглянуть внутрь черной дыры, но, к сожалению, сегодняшние технологии не позволяют нам это сделать. В начале своего повествования я сказал, что данная загадка и область физики, работающая над ней очень важна для современного мира. Дело в том, что вместе с информацией о поглощенном объекте мы получим данные о гравитационном взаимодействии, то есть практическим путем мы получим квантовое описание гравитации, тем самым построив новый отдел физики – квантовая гравитация, объединяющий гравитацию с тремя фундаментальными взаимодействиями, иными словами мы сможем сформулировать теорию всего.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пенроуз Р. Триста лет гравитации. Кембридж Юниверсити Пресс, 1989. С. 17

2. Susskind L. The Black Hole War: My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics. Little, Brown., 2008. Р. 10.

3. Magazine, Davide Castelvecchi, Nature. "Hawking's Latest Black Hole Paper Splits Physicists, 2016.

4. Памяти Владимира Наумовича Грибова / А.А. Ансельм, В.Л. Гинзбург, Ю.Л.

Докшицер, И.Т. Дятлов, В.Е. Захаров, Б.Л. Иоффе, Л.Н. Липатов, Н.Н. Николаев, И.М. Халатников // Успехи физ.х наук. 1998. Т. 168, вып. 4. С. 471-472.

УДК 532.5

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПНЕВМОТРАНСПОРТА

–  –  –

Ярославский государственный технический университет В данной работе рассмотрены физические принципы контейнейрного пневмотранспорта сыпучих материалов. Получены и решены уравнения движения газа и контейнера в вертикальной трубе. Получены оценки физических параметров процесса транспортировки.

Ключевые слова: сыпучий материал, контейнер, пневмотранспорт, физические принципы.

PHYSICAL PRINCIPLES OF PNEUMATIC CONVEYING

–  –  –

This paper discusses the physical principles container pneumatic transport of bulk materials. The equations for motions of air and container in the vertical tube were obtained and resolved. The physical parameters of the transport process were estimated.

Keywords: bulk material, container, pneumatic transport, physical principles.

Цель работы - исследование свойств пневмоконтейнерной установки для транспортировки сыпучего груза.

В качестве формы контейнера можно выбрать шар или цилиндр.

В данной работе предлагается математическая модель движения контейнера в цилиндрической трубе с узким зазором между контейнером и внутренней поверхностью трубы.

Для тестовых оценок приняты размеры:

диаметр контейнера D 500 мм, ширина зазора d ~ 10 мм.

Для практических целей необходимы решения задач обтекания контейнера потоком газа в вертикальном и горизонтальном участках.

Упрощения задачи следующие.

1. Рассматривать только вертикальное движение контейнера с грузом. Если контейнер в виде шара, то его горизонтальное перемещение возможно самокатом по наклонному желобу или в трубе.

2. При вертикальной транспортировке описывать проще не шаровой, а цилиндрический контейнер диаметром D = 2R и высотой HD. Его движение подобно движению пули в стволе ружья (рис. 1).

–  –  –

На движущийся в вертикальной трубе со скоростью V контейнер действуют: вниз сила тяжести mg и вязкого трения воздуха Fтр, приложенная к боковой поверхности цилиндра,а вверх - сила Fд из-за перепада давления P воздуха по высоте контейнера от его нижнего торца к верхнему.

При стационарном движении для модулей этих сил можно написать уравнение 2-го закона Ньютона: Fд = Fтр + mg. Или подробнее так:

R2P = - dv/dr·2RH + mg, (1) где – коэффициент вязкости воздуха; dv/dr – производная от скорости жидкости по радиусу r в зазоре малой ширины (d = 0,01 м R = 0,25 м) между боковой поверхностью контейнера и стенкой трубы.

Кроме движения контейнера необходимо описать движение воздуха в указанном зазоре и в трубе на удалении от контейнера.

Воздух в зазоре движется под действием того же перепада давления P и сил вязкого трения на боковой поверхности контейнера, где скорость воздуха v(R) = V и стенке трубы, где его скорость v(R + d) = 0.

Для воздуха в зазоре уравнение 2-го закона Ньютона имеет вид ((R + d)2 – R2)P = -((dv/dr + d2v/dr2d)·2(R + d) - dv/dr·2R)H. (2) В правой части (2) учтено изменение по r производной dv/dr и разница площадей боковых поверхностей контейнера и участка трубы той же высоты H.

Из (2) после отбрасывания малых членов и с учетом (1) следует дифференциальное уравнение

–  –  –

Из (7) очевидно, что средняя скорость Va воздуха почти такая же, как скорость V контейнера (a – индекс воздуха).

Если предположить, что требуемое значение скорости V контейнера порядка 1 м/с, то для течения воздуха в зазоре число Рейнольдса Re1 = V/2·d·a/ = 0,5·0,01·1,5/(1,8·10-5) = 420 Recr= 2300 (8)

– меньше критического, и течение ламинарное. А для течения воздуха по трубе

–  –  –

– больше критического, и течение турбулентное.

Исходя из этих оценок и знания длины трубы, можно рассчитать требуемый перепад давления воздуха на всей длине трубы.

Перепад давления на высоте контейнера можно найти из формул (1) и (5) так:

–  –  –

В случае контейнера шаровой формы результаты (5) и (7) – главные из полученных выше – в основном сохранятся. Остальное можно уточнить в эксперименте. На первом этапе эксперимента шар можно подвесить в вертикальной трубе на одной или двух нитях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 1. Механика. М.: Наука, 1974. 520 с.

УДК 531.8

РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ

НА ВОЗМЕЩЕНИЕ ПОТЕРЬ РАБОЧЕГО ТЕЛА

ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА, РАБОТАЮЩЕГО

ПРИ ПОВЫШЕННОМ ДАВЛЕНИИ

В.О. Неугодова, Д.Р. Абдукахарова, А.Ю. Соколов

–  –  –

Ярославский государственный технический университет При работе двигателя Стирлинга с давлением выше атмосферного возможны потери рабочего тела через дефекты уплотнений. Проведен энергетический расчет компенсации таких потерь однопоршневым компрессором в зависимости от размера дефекта уплотнений и рабочего давления, позволяющий принять обоснованное решение использования такой схемы при известных параметрах двигателя.

Ключевыеслова: двигатель Стирлинга, давление, мощность, КПД, насос подкачки.

–  –  –

There is a possibility that Sterling's engine, working under a pressure higher that atmosphere pressure can be vulnerable to the loss of the working part through the defects of compression. Computation of energy compensation of a single piston compressor depending on the size of the compression and the working pressure was conducted. It allowed to make a well-founded decision regarding the usage of this specific model considering the known parameters of the engine.

Keywords: Sterling's engine, pressure, efficiency coefficient, power.

Известно, что двигатели Стирлига, обладают целым рядом достоинств, которые позволяют использовать их в тех или иных областях науки и техники. Тому есть не мало примеров, которые известны и описаны в литературе. Поэтому останавливать на этом подробно не будем, как и на расчетах характеристик самого двигателя. Обратим лишь внимание на тот факт, что мощность двигателя Стирлинга практически прямо пропорциональна его рабочему давлению. Это легко объяснимо тем, что при прочих равных условиях практически пропорционально давлению возрастает теплоемкость рабочего тела. Но увеличение рабочего давления повышает требования к уплотнительным соединениям, через которые могут происходить потери рабочего тела. Рассмотрим ситуацию, когда технологическое несовершенство не позволяет полностью исключить потери рабочего тела. Сделаем разумное допущение, что потери рабочего тела за цикл через уплотнительные соединения достаточно малы и практически не изменяют параметры двигателя за этот интервал времени.

Будем компенсировать эти потери насосом подкачки, приводимым от рабочего вала самого двигателя. Обратим внимание, что такая схема позволяет также регулировать мощность двигателя и/или выводить его на рабочий режим.

Для начала оценим массовые потери рабочего тела. В качестве рабочего тела выберем воздух. Среднее давление в рабочем объеме двигателя обозначим Р1, давление снаружи (атмосферное) Р2. Пусть скорость истечения газа из отверстий. Если площадь всех отверстий S, то величина Qm, определяющая массовые потери рабочего тела в единицу времени равна Qm = S, (1) где плотность газа в рабочем объеме.

Для скорости истечения газа через отверстие для ламинарного потока выражение известно:

–  –  –

где Qm определяется выражением (4).

Расчеты по последней формуле показывают, что на каждый квадратный миллиметр площади отверстия, через которое теряется рабочее тело потребуется на восстановление этих потерь затратить от 30 до 76 Вт для рабочих давлений 2 и 3 атм соответственно, причем затраты мощности растут тем больше, чем больше рабочее давление двигателя.

Вывод: Представленные расчеты позволяют принять обоснованное решение применения насоса подкачки для заданных параметров двигателя как для регулирования мощности, так и для компенсации потерь рабочего тела.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Савельев И.В. Курс физики. В 3 т: Учебник. М.: Наука. Гл. Ред. Физ.-мат. литры, 1989.

2. Уокер Г. Машины, работающие по циклу Стирлинга. М.: Энергия, 1978. 151 с.

3. Веригин И.С. Основы теории, устройство, компоновка оборудования, эксплуатация энерготехнологических насосных и компрессорных установок:

Учебное пособие. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2004. 375 с.

УДК 517.9

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В МЕДИЦИНЕ.

МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ ИНФЕКЦИОННОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ

–  –  –

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова В данной работе рассматривается математическая модель развития инфекционного заболевания с иммунным ответом организма. Анализируются устойчивые состояния равновесия систем. Строятся фазовые траектории исследуемой системы с применением численных методов.

Ключевые слова: математические модели в медицине, системы дифференциальных уравнений, состояния равновесия.

–  –  –

In this article we study the mathematical model of infection with the immune response of the organism. Stable equilibrium systems are analyzed. Phase trajectories of studied systems are built using numerical methods.

Keywords: mathematical models in medicine, a system of differential equations, the equilibrium state

–  –  –

Как мы видим на рисунке, одни траектории сходятся к состоянию (0,0), а траектории, находящиеся по другую сторону от состояния равновесия (1,1) уходят на бесконечность. Неограниченность решений во втором случае обусловлено упрощенной постановкой задачи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зиборов В.В.Visual C# 2012 на примерах. СПб: "БХВ - Питер-бург 2013. 480 с.

2. Марчук Г.И. Математические модели в иммунологии. М.: Наука, 1991. 304 с.

3. Петров Р.В. Иммунология. М.: Медицина, 1987. 416 с.

УДК 519.16 + 514.172.45

КОНУСНОЕ РАЗБИЕНИЕ ДЛЯ ЗАДАЧИ О МАКСИМАЛЬНОМ ПОЛНОМ ДВУДОЛЬНОМ ПОДГРАФЕ

Д.А. Шовгенов, А.В. Николаев, В.А. Бондаренко

–  –  –

Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова Исследуются комбинаторно-геометрические характеристики задачи о максимальном полном двудольном подграфе. Устанавливаются NP-трудность задачи и сверхполиномиальностькликового числа графа конусного разбиения.

Ключевые слова: полный двудольный граф; конусное разбиение; кликовое число; NP-трудная задача.

CONE DECOMPOSITION OF THE MAXIMUM WEIGHTED

COMPLETE BIPARTITE SUBGRAPH PROBLEM

D.A. Shovgenov, A.V. Nikolaev, V.A. Bondarenko Scientific Supervisor – V.A. Bondarenko, Doctor of Physics and Mathematics Sciences, Professor

–  –  –

We study combinatorial and geometric properties of the maximum weighted complete bipartite subgraph problem. We establish a superpolynomial of the cone decomposition clique number and the NP-hardness of the problem.

Keywords: Biclique; cone decomposition; clique number; NP-hard problem.

Рассматривается задача о максимальном полном двудольном подграфе.

Максимальный взвешенный полный двудольный подграф (maximum weighted complete bipartite subgraph, maxWCBS).

Заданы полный двудольный граф G (U, V, E ), | U || V | n, функция весов:

C : E R и положительное целое k2n. Найти полный двудольный подграф G x (U x, Vx, E x ) с максимальным суммарным весом ребер при условии, что | U x | | Vx | k.

Также рассмотрим задачу о взвешенном сбалансированном полном двудольном подграфе.

Взвешенный сбалансированный полный двудольный подграф (weighted balanced complete bipartite subgraph, WBCBS).

Заданы полный двудольный граф G (U, V, E ), | U || V | n, функция весов:

C : E R и положительное целое kn. Найти сбалансированный полный двудольный подграф G x (U x, Vx, E x ) с максимальным (минимальным) суммарным весом ребер при условии, что | U x || Vx | k.

Исследуем конструкцию конусного разбиения. Пусть X – некоторое конечное множество точек Rd. Рассмотрим задачу максимизации линейной целевой функции c, x на множестве X.

.

Обозначим K ( x) c R d : c, x c, y, y X K(x) – множество решений конечной системы линейных однородных неравенств и представляет собой многогранный выпуклый конус. Учитывая, что K ( x) Rd.

xX Совокупность всех конусов называется конусным разбиением множества Rd по множеству X. Конусное разбиение является аналогом диаграммы Вороного, если евклидовы нормы всех точек множества X равны между собой.

Рассмотрим граф конусного разбиения.

Его вершинами служат конусы разбиения, а два конуса K(x) и K(y) являются смежными тогда и только тогда, когда они имеют общуюгипергрань:

dim( K ( x) K ( y )) d 1.

Обозначим через P(x) плотность, т.е. число вершин в наибольшей клике графа конусного разбиения K пространства Rd по множеству X.

Известно [1], что трудоемкость алгоритмов прямого типа, использующих только линейные сравнения, по поиску максимума (или минимума, если поменять знак неравенства в определении конуса) линейной целевой функции c, x на множестве X, или, что то же самое, нахождении конуса K(x), которому принадлежит целевой вектор c, не может быть меньше значения P(X)–1. Таким образом, P(X) является некоторой условной характеристикой сложности задач комбинаторной оптимизации в широком классе алгоритмов.

Определим через M(X) выпуклую оболочку X: M(X) = conv(X). Выпуклой оболочкой конечного множества точек служит выпуклый многогранник, который называется многогранником задачи. Для конусного разбиения над всем пространством Rd имеет место следующее утверждение [1].

Лемма 1. Две вершины x и y многогранника M(X) смежны тогда и только тогда, когда конусы K(x) и K(y) имеют общую гипергрань.

Таким образом, для конусного разбиения пространства Rd по множеству X граф совпадает с полиэдральным графом многогранника M(X), множеством вершин которого служит множество геометрических вершин (в данном случае это X), а множеством ребер – совокупность геометрических ребер, т.e. множество одномерных граней.

Аналогично строятся конусные разбиения положительного ортанта R для задач на максимум и минимум d

–  –  –

и применяется при анализе задач с неотрицательными исходными данными [4]. В нашем случае это неотрицательные веса ребер.

Лемма 2. Для того, чтобы две вершины x и y многогранника WBCBS(n,k) были смежны, необходимо и достаточно, чтобы либо соответствующие двудольные подграфы U(x) и V(x) не имели одинаковых долей, либо имели по одной одинаковой доле, а их вторые доли отличались не более чем на одну вершину.

Теорема 1.

Плотность полиэдрального графа многогранника WBCBS(n,k) задачи о взвешенном сбалансированном полном двудольном подграфе сверхполиномиальна по параметрам n и k:

–  –  –

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бондаренко В.А. Геометрические конструкции и сложность в комбинаторной оптимизации / В. А. Бондаренко, А. Н. Максименко. М.: ЛКИ, 2008. 184 с.

2. Бондаренко В. А. Конусное разбиение для задачи о минимальном полном двудольном подграфе / В. А. Бондаренко, А. В. Николаев, Д. А. Шовгенов // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «НАУКА СЕГОДНЯ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА». Вологда: Науч. центр «Диспут». С. 6-8.

3. Шовгенов Д.А. Комбинаторно-геометрические характеристики задачи о сбалансированном полном двудольном подграфе // Вестник Адыгейского гос. ун-та.

Сер. «Естественно-математические и технические науки». Майкоп: Изд-во АГУ,

2016. Вып. 3 (186). С. 17-20.

4. Grtschel M. Geometric Algorithms and Combinatorial Optimization. / M. Grtschel, L. Lovasz, A. Schrijver. Springer–Verlag Berlin Heidelberg, 1993. 362 p.

УДК 535.4

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ

ДИФРАКЦИОННОГО ФОКУСИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА

–  –  –

Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова Рассматривается антенная установка, состоящая из конической рупорной антенны и амплитудной зонной пластинки Френеля. Проводится анализ характеристик антенной установки и анализ местонахождения истинного фокуса конической рупорной антенны.

Ключевые слова: коническая рупорная антенна, дифракционный фокусирующий элемент, амплитудная зонная пластинка Френеля, фокус конической рупорной антенны.

ANTENNA CHARACTERISTICS BACED

ON THE DIFFRACTION FOCUSING ELEMENT ANALYSIS

S.A. Yadrova, T.K. Artemova Scientific Supervisor – T.K. Artemova, Candidate of Physics and Mathematics Sciences, Associate Professor Yaroslavl State University Consider installing an antenna, consisting of a conical horn antenna and amplitude Fresnel’s zone plate. Conduct analysis of the characteristics of the antenna installation location and analysis of the true focus of the conical horn antenna.

Keywords: conical horn antenna, diffractive focusing element, the amplitude of the Fresnel’s zone plate, the focus of the conical horn antenna.

Сейчас, в эпоху стремительного развития телекоммуникаций, остро стоит проблема создания мощных антенн, в том числе путм усовершенствования уже существующих конструкций. Одно из решений - использование фокусирующих элементов, однако, его эффективность надо оценивать в каждом конкретном случае.

Цель работы – анализ модели антенны на основе амплитудной зонной пластинки Френеля (АЗПФ) и базового конического рупорного излучателя в системе электродинамического моделирования CST MicrowaveStudio. Длина питающего волновода: 0,9 см; длина раскрыва рупора: 0,9 см; внутренний радиус раскрыва: 4,68 см; внешний радиус раскрыва: 4,932 см; внутренний радиус питающего волновода: 1,0 см;

внешний радиус питающего волновода: 1,648 см; материал считается идеальным проводником. Конический рупор работает в одномодовом режиме. Четные кольца зонной пластинки сделаны из графита, а нечтные кольца – из стекла, радиусы зон Френеля: 4,739 см; 8,412 см; 11,116 см; 13,449 см. Толщина колец 0,05 см. Расчт выполнен частотным методом на частоте 10 ГГц.

В литературных источниках по-разному трактуется местоположение фокуса рупора, от которого начинается отсчт фокусного расстояния антенны (рис. 1). В первом случае [1] фокус находится в центре раскрыва рупора (на рисунке F1), а во втором случае [2] фокус лежит в центре волновода (на рисунке F2). Фокусное расстояние АЗПФ равно дальней зоне рупора 14,6 см.

–  –  –

Получены диаграммы направленности (ДН) для базовой конической рупорной антенны (рис. 2) и двух случаев составной антенны (рис. 3 и рис. 4). Коэффициент усиления базового конического рупора равен 8,62 дБи, а ширина главного лепестка по уровню -3 дБ равна 56,5 градусам.

Для 1 случая коэффициент усиления равен 17,9 дБи, ширина главного лепестка по уровню -3 дБ равна 6,5 градусам, а уровень боковых лепестков равен 6,1 дБи.

Для 2 случая коэффициент усиления равен 18,4 дБи, ширина главного лепестка равна 6,2 градусам, а уровень боковых лепестков равен 6,4 дБи. Характеристики смоделированной антенны во втором случае лучше.

Следовательно, истинный фокус конической рупорной антенны лежит в центре волновода.

–  –  –

Вывод: истинный фокус конической рупорной антенны лежит в центре волновода, антенна с дифракционным фокусирующим элементом обладает лучшей направленностью действия, чем обычная антенна: максимальный коэффициент усиления больше, а ширина главного лепестка меньше. Однако величина эффекта определяется и свойствами излучения рупора.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Расчт дифракционного фокусирующего элемента / Г.И. Грейсух, Е.Г. Ежов, И.В. Минин, О.В. Минин, С.А. Степанов; гос. архитек.-строит. акад., Самарский гос. аэрокосм. ун-т, Ин-т приклад. физ. проблем // Компьютерная оптика. 2001.

Вып. №21.

2. Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ: Учеб. для радиотехнич. специальностей вузов. М.: Высш. шк., 1988.

УДК 621.3

ТУРБОНАДДУВ

–  –  –

Научный руководитель – Н.И. Воронина, ст. преподаватель Ярославский государственный технический университет Рассматривается принцип работы турбонаддува на ДВС, устройство турбокомпаунда.

Ключевые слова: турбонаддув, компрессор, турбокомпаунд, турбина.

–  –  –

Принцип работы турбонаддува основан на использовании энергии отработавших газов. Поток выхлопных газов попадает на крыльчатку турбины раскручивая е и находящуюся на одном валу с нею турбину компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры двигателя. В целом турбонаддув, в отличие от механического компрессора, повышает КПД и экономичность двигателя автомобиля. Причина этого в том, что система приводится в действие за счет энергии отработавших газов, не отнимая мощность у мотора.

Наддув в ДВС стали применять на границе XIX- XX веков. Первоначально использовался механический наддув. По мере появления сплавов, работающих при высоких температурах, основным стал турбонаддув. На холостом ходу при небольших оборотах как механический, так и турбокомпрессор имеют малую производительность, и вследствие этого подаваемый воздух имеет низкое давление и прибавки мощности с крутящим моментом незначительны. В данной системе сложно координировать подачу воздуха. Основным элементом управления является регулятор давления наддува, который представляет собой перепускной клапан. Клапан не позволяет использовать всю энергию наддува что не дает возможности иметь максимальный КПД ДВС.

Так же нужно упомянуть лучшую экологичность «наддутых» двигателей, за счет более полного сгорания горючего. Значительным минусом является ограниченный диапазон эффективной работы турбокомпрессора и турбояма (замедленный отклик турбины на нажатие педали газа), которая приводит к несоответствию между потребной мощностью и производительностью компрессора. Крутящий момент наиболее важен для тяжелых внедорожников, тягачей, грузовиков. Независимо от мощности двигателя, разгонная динамика автомобиля, необходимая для того, чтобы быстро вставать в общий поток машин и преодолевать подъемы в гору, зависит от величины максимального крутящего момента. Чем больший крутящий момент передается на ведущие колеса и чем шире диапазон оборотов двигателя, в котором он достигается, тем увереннее авто ускоряется и преодолевает сложные участки дороги.

Существует несколько способов решения данной проблемы: Турбина с изменяемой геометрией (VNT – турбина) обеспечивает оптимизацию потока отработавших газов за счет изменения площади входного канала. Турбины с изменяемой геометрией нашли широкое применение в турбонаддуве дизельных двигателей. Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях (по одному на каждый ряд цилиндров).

Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая.

Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается.

Относительно новым решением является использование электронаддува. Электронаддув – его отличительной особенностью является то, что привод осуществляется электрическим мотором. Электрический (автомобильный) компрессор – это нагнетатель, приводимый в действие электрическим мотором. В чистом виде (имеется виду привод) его можно встретить довольно редко, потому что обычно используются комбинированные (гибридные) системы. Где электрический и турбо привод работают в паре и дополняют друг друга. Позволяя избегать такого функционального недостатка, как турбояма во время низких оборотов двигателя.

Однако данное решение не в полной мере позволяет достичь высокий КПД ДВС.

Предлагается схема реализации электронаддува позволяет более гибко управлять наддувом и более полно использовать энергию отработанных газовдвигателя (рис.2). Выхлопные газы, поступающие из выпускного коллектора, используются только для привода лопаток турбины к которой присоединен электрогенератор. Компрессор вращает электродвигатель, питаемый от бортовой сети. При низких оборотах электродвигатель компрессора питается от аккумуляторной батареи и частично от генератора на турбине. Батарея обеспечивает необходимую энергию для работы компрессора с заданной подачей воздуха даже на малых оборотах. На больших оборотах генератор турбины обеспечивает не только питание электродвигателя наддува, но и заряд аккумуляторной батареи и питание электрооборудование автомобиля. Работа электродвигателя регулируется блоком управления. Данная схема имеет более простую реализацию устройства наддува, гибкое управление процессом наддува и более полное использование энергии выхлопных газов.

Рис. 2

При выборе генератора, предпочтительнее генератор с высоким КПД, который совместим с бортовой электросетью автомобиля. Конструкция генератора должна обеспечивать работу при частоте оборотов 10тыс. мин-1 и более. По таким показателям подходятгенераторы применяемые на малых газотурбинных электростанциях и в авиации. Возможно применение беcщеточных (бесконтактных) индукторных генераторов переменного тока, выполненных по типу, используемых в ДВС.

Рабочая частота вращения нагнетателей составляет около 40…90 тыс. мин-1. На пример турбонагнетатель ТРК 10, устанавливаемый на двигатели ЯМЗ-238, работает в диапазоне оборотов ротора 35000...90000 мин-1. Электродвигатель нагнетателя должен работать в широком диапазоне оборотов. Широко используются в промышленности высокоскоростные шпинделиимеютскорость вращения шпинделя — от 20000 до 120000 мин-1; мощность — от 0,10 до 19 кВт. Большинство электрошпинделей реализованы на основе асинхронных двигателей переменного тока.

Частота вращения таких двигателей определяется по формуле:

60 f n, p где n - число оборотов в мин-1; f -частота питающей электросети, Гц;

p- число пар полюсов статора.

При числе пар полюсов равном 1 частота напряжения питающего электродвигатель должно меняться в пределах от 300 до 2000 Гц.

Величина питающего напряжения электродвигателя так же может быть выбрана исходя из экономических и технологических ограничений в диапазоне от напряжения бортовой сети автомобиля до нескольких сот вольт. Реализация инвертора с частотным регулированием на современной элементной базе является тривиальной задачей.

Предлагаемый вариант электронаддува позволяет реализовать оптимальную характеристику работы нагнетателя и двигателя в каждом конкретном случае применения, в целом повысить КПД двигателя.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. http://znanieavto.ru.

2. http://autotopik.ru.

3. http://systemsauto.ru.

4. http://turbokom.ru/teh-centr/141-istoriya-nadduva-i-nagnetatelejkompressorov.

5. http://remserv.ru/cgi/download/5_1999_44-50.pdf.

СЕКЦИЯ «ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

И НАЗЕМНЫЙ ТРАНСПОРТ»

УДК 629.331

АНАЛИЗ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА

ПРОГРЕВА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

В УСЛОВИИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

–  –  –

Научный руководитель – И.С. Басалов, старший преподаватель Ярославский государственный технический университет Рассматриваются показатели работоспособности дизельного агрегата в условиях низких температур, диагностируется динамика данных показателей на примере реального двигателя и на их основании формируется заключение.

Ключевые слова: Ресурс, двигатель, температура, турбокомпрессор, цилиндропоршневая группа.

THE ANALYSIS AND DEFINITION OF THE OPTIMUM MODE

OF WARMING UP OF THE DIESEL ENGINE OF THE CAR

IN THE CONDITION OF LOW TEMPERATURES

–  –  –

Indicators of operability of the diesel unit in the conditions of low temperatures are considered, dynamics of these indicators on the example of the real engine is diagnosed and on their basis the conclusion is formed.

Keywords: Resource, engine, temperature, turbocompressor, tsilindroporshnevy group.

Забота об экологии во многих странах привела к тому, что прогревать дизельный автомобиль запрещено на законодательном уровне. Более того, в руководстве по эксплуатации сами производители автомобилей рекомендуют сразу начинать движение и греть мотор на ходу. Вполне очевидно, что ресурс агрегатов был попросту отодвинут на задний план, так как в развитых странах обновление модельного ряда происходит приблизительно 3-4 год, а этот срок (100-150 тыс. км) двигатели вполне выхаживают.

Что качается увеличения ресурса дизельного мотора, его особенности топливопередачи и принципа воспламенения рабочей смеси от сжатия определенно требуют прогрева силовой установки перед поездкой.

Как утверждают производители, системы топливного впрыска современного дизеля позволяют двигаться сразу после запуска двигателя, распыл топлива в цилиндрах реализован так, что солярка не смывает масляную пленку с поверхности гильз. Предпусковые подогреватели, свечи накала и другие решения созданы для облегчения запуска, но эффективность распыла топлива дизельными форсунками все равно зависит от выхода ДВС на рабочие температуры.

Стоит учитывать, что прогрев дизельного двигателя не отличается равномерностью. Элементы ДВС выполнены из металла и сплавов алюминия (КШМ, цилиндры, поршни, валы и т.д.). Как известно, при нагреве тело расширяется, а от материала изготовления зависит время нагрева и коэффициент расширения. Получается, только после выхода мотора на рабочие температуры устанавливаются оптимальные тепловые зазоры, трущиеся пары смазываются должным образом. По этой причине немедленное начало движения и дополнительные нагрузки на холодный двигатель сокращает его ресурс.

Конструктивные особенности дизелей сравнительно с бензиновыми моторами предполагают уменьшенные зазоры, которые присутствуют между стенкой цилиндра и поршнем. ДВС на солярке имеют высокую степень сжатия, что также означает серьезные нагрузки на цилиндропоршневую группу при «холодном старте».

Интенсивность изнашивания деталей минимизирует моторное масло. После холодного запуска эффективная работа системы смазки начинается с момента создания необходимого давления в системе, а этот процесс занимает чуть менее минуты.

Для того, чтобы ответить на вопрос, каким будет оптимальный вариант прогрева дизельного двигателя была отслежена динамика прогрева двигателя TD4 SE, объемом 2.0 л с турбонадувом (без работы систем предварительного прогрева) автомобиля Land Rover Freelander II (2009 г.

выпуска) при температуре воздуха -5 C в двух вариантах: на холостом ходу до полного прогрева (рис. 1) и в режиме немедленного начала движения (рис. 2).

На графике (см. рис. 1) видно, что вследствие высокого КПД двигатель при пуске не обладает повышенными оборотами и соответственно расходом топлива (0,79 л), это делает прогрев весьма долгим. Минимальные обороты холостого хода означают низкое давление масла в системе смазки двигателя, что может привести со временем долгого простоя к частичному масленому голоданию.

–  –  –

В данном случае автомобиль двигался со средней скоростью 17,46 км/ч (при средних оборотах в 1236 об/мин) и прошел путь до полного прогрева равный 5 км, при этом было затрачено 1,1 л дизельного топлива. Хотя двигатель достиг рабочей температуры всего за 17 минут данный метод прогрева является губительным для турбокомпрессора.

Ресурс работы «турбины» дизельного двигателя напрямую связан с качественной подачи разогретого моторного масла.

В итоге, по полученным данным при температуре воздуха до минус 10 С оптимальным вариантом для дизельного двигателя будет прогрев ОЖ до 5-10 С что в данном случае составляет 1,5-2 мин на холостых оборотах и последующее движение на низких оборотах КВ до 2000 об/мин. Данный способ способствует установлению равномерного и полноценного сгорания топлива в камере сгорания, среднего показателя расхода топлива, стабилизации нагрузок в цилиндропоршневой группе и промасливания всех необходимых механизмов в подкапотном пространстве.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Land Rover: Руководство по эксплуатации / Опубликовано отделом Technical Communications компании Land Rover. 2009. 303 с.

УДК 625.7.8.05

ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ

АВТОМОБИЛЬНЫХ ПЕРЕВОЗОК МЕЖДУ РОССИЕЙ

И КИТАЕМ

–  –  –

Научный руководитель – А.Е. Лебедев, д-р техн. наук, доцент Ярославский государственный технический университет В статье рассматривается целесообразность автомобильных перевозок между Россией и Китаем, приводится примеры и строится приблизительный маршрут.

Ключевые слова: трасса, внутренний валовый продукт

A STUDY OF THE APPROPRIATENESS

OF ROAD TRANSPORT BETWEEN RUSSIA AND CHINA

–  –  –

The article discusses the feasibility of road transport between Russia and China, provides examples and construct the approximate route.

Keywords: trail, gross domestic product Наша страна кроме обладания огромными природными ресурсами имеет еще одно абсолютно неосвоенное природное богатство.

Кроме нефти, газа, алмазов, золота и других полезных ископаемых, Россия обладает огромной территорией с уникальным географическим положением. Протянувшись поперек глобуса, Россия единственная страна, пересекающая весь Евразийский континент с востока на запад, от Тихого океана до морей Атлантического океана (Черное, Балтийское) и до всех морей Северного Ледовитого океана. Таким образом, Российская Федерация имеет самое лучшее в мире географическое положение для торговых и экономических связей.

Посмотрите на карту- вот крошечная Панама с внутренним валовым продуктом всего 34,5 млрд долларов, но какое высокое место она занимает в международном рейтинге! И все благодаря каналу, соединившему два океана. Благодаря ему она стала великой транспортной державой. Разумеется, этот канал построен за счет иностранных концессионеров и львиную долю прибыли получают они, но даже при всем при этом этот канал кормит и одевает всю страну.

Вот Египет - владелец Суэцкого канала, благодаря ему он стал мощной средиземноморской державой. Теперь все пароходы идут не вокруг Африки, а через Суэцкий канал, принося Египту немалые доходы.

Другие страны тоже стараются использовать свое географическое положение- Польша, Литва, Белоруссия. Имеют стабильные валютные доходы от транзита автотранспорта через свои территории. В результате Польша занимает 37 место по уровню жизни населения, Россия лишь 67.

Россия тоже могла бы стать ведущей транспортной державой мира, мостом между двумя самыми развитыми индустриальными регионами мира Азией и Европой. Восточные границы РФ соприкасаются с КНР, КНДР, Японией, совсем близко Южная Корея.

Западные границы – это Финляндия, Норвегия. Польша (Калининградская обл.), Грузия.

Но для этого надо построить трансконтинентальную автомагистраль от границ Китая до Бреста и Мурманска. Конечно, морской транспорт считается более дешевым, чем автомобильный, но давайте не будем забывать, что мы живем в 21 веке, когда почти все решает время, скорость, мобильность. Сколько идет один контейнер из центрального Китая до центра Франции. Сначала его везут до порта Гуанчжоу, там он ждет своей очереди, наконец его грузят на корабль и около месяца он плывет на пароходе до Гавра и все это время его жарит солнце, болтают шторма и волны. Потом его разгружают в порту, где его еще раз перегружают на железнодорожную платформу, и он едет до парижского терминала и уж там его грузят на трейлер и везут потребителю. Итого четыре перегрузки, около месяца в пути.

Автотранспортом можно доставить товар от заводского конвейера прямо к дверям потребителя, без всяких хлопот и за несколько дней!

Железнодорожный «шелковый путь» вообще бесперспективен и не выгоден для РФ. Кроме того, строительство такой трансконтинентальной магистрали будет очень выгодно РФ, не только по экономическим, но и политическим аспектам. Разумеется, осуществление такого проекта потребует привлечение капитала всех заинтересованных стран. Связать экономики КНР и РФ конечно нельзя и не получится, но объединить их потенциалы, удастся безусловно. Китай из страны соперника, потенциального противника, станет союзником и партнером России. А у России появится возможность стать одной из первых экономик мира.

Итак, наше отставание понятно даже без привычного сравнения показателей на душу населения. И вот теперь становится понятным вся насущная необходимость и первоочередность строительства этой магистрали. Очевидно, после ввода в эксплуатацию этой дороги, прекратится падение наших экономических показателей, и мы получим их рост или даже скачок. Россия может разбогатеть без особых напряжений и затрат. Наступит долгожданное улучшение инвестиционного климата. Появятся надежные и крепкие предпосылки для развития промышленности в ранее недоступных, но богатых полезными ископаемыми районах. Некогда забытые и заброшенные, депрессивные области расцветут и разбогатеют.

Вне зависимости от всяких биржевых и рыночных изменений, эксплуатация дороги будет приносить стабильную или даже все возрастающую прибыль. Экономика страны уже не будет зависеть от колебаний на цены нефти и газа. Мы слезем с этой проклятой нефтяной иглы окончательно и навсегда.

Дорога - это неиссякаемый источник доходов и неснижаемый фактор развития. Кроме всего прочего, строительство дороги поможет решить проблемы занятости населения. Возникнут десятки тысяч рабочих мест на АЗС, СТО, кемпингах, снегоуборочных и мусороуборочных компаниях. Будут построены и оснащены всем необходимым- мастерские, гостиницы, медпункты и т.д.

Магистраль будет построена в обход населенных пунктов, но иметь съезды во все крупные и мелкие города, чтобы при необходимости контейнеры с грузом могли быть доставлены прямо к порогам потребителей, непосредственно адресату, а не куда-нибудь в загородный терминал.

Разумеется, Российской Федерации, такую транснациональную трассу построить будет сложно, да и нецелесообразно. Поэтому для ее строительства, должна быть создана концессия, куда войдут в разных долях госпредприятия КНР, КНДР, Японии, Южной Кореи. При взаимовыгодных условиях сюда могут войти Монголия и Киргизия, Казахстан.

По сути дела, эта концессия должна стать государством в государстве. Эта транснациональная корпорация должна иметь свои банки, таможни, службу охраны, аварийные бригады, службу спасения, медицинские учреждения и даже ДПС.

Концессия должна ориентироваться на самые кратчайшие сроки строительства. Поэтому она должна вестись одновременно на всем протяжении трассы и круглосуточно.

Предположительно эту трассу надо проложить севернее транссибирской магистрали. Примерно так: Владивосток, Хабаровск, Амурская область, Улан-Удэ, Чита, Иркутск, Красноярск, Барнаул, Новосибирск, Омск, Тюмень, Екатеринбург, Пермь, Татария, Ярославль, Московская область, Смоленск, Брест. С ответвлениями на Мурманск и на Ленинградскую область- Выборг, Торфяновка.

После ввода дороги в эксплуатацию, именно здесь следует применить самые передовые технологии: компьютерный контроль скорости и ПДД на всей протяженности пути. Беспилотный транспорт должен стать приоритетным направлением развития этой супермагистрали. Надо предусмотреть организацию терминалов для создания беспилотных автопоездов. Мы должны в этом направлении опередить и Америку, и Европу.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ELHOW [Электронный ресурс]. URL:

https://elhow.ru/ucheba/opredelenija/m/chto-takoe-magistral Дата обращения: 19.01.2017

2. Freeppt4u [Электронный ресурс]. URL:

http://freeppt4u.com/documents/7843/rossiya-v-atr-perspektivy-integratsii-melamedigor-ilich.ppt?l=ru Дата обращения: 18.01.2017

3. INFOUROK. [Электронный ресурс]. URL:

https://infourok.ru/prezentaciya_gosudarstvennaya_territoriya_rossii-113616.htm Дата обращения: 18.01.2017 УДК 656.135

СПОСОБЫ ЭКСПРЕСС МЕТОДОВ ЗАМЕРОВ ОБЪЕМА

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

–  –  –

Научный руководитель – А.Е. Лебедев, д-р техн. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Рассматриваются распространенные способы замера объема (массы) сыпучих материалов, используемых в настоящее время в различных отраслях промышленности. Произведен сравнительный анализ изложенных в статье методов оценки.

Ключевые слова: сыпучие материалы, объем, масса, экспресс-метод, плотность, взвешивание

–  –  –

Discusses methods common measurement volume (mass) bulk materials currently used in various industries. A comparative analysis set out in Article valuation techniques.

Keywords: bulk materials, volume, mass, rapid method, density, weighing Оценка количества сыпучих сред, находящихся в емкости, таре или на некоторой поверхности является одной из наиболее необходимых и востребованных операций во многих отраслях промышленности. Однако, несмотря на кажущуюся простоту замера, данная задача чрезвычайно сложна и во многих случаях неосуществима. Причинами этого является то, что зачастую емкости или тара с сыпучими компонентами, поставляемые заказчику, содержат меньшее количество материала, чем заявлено.

В случае дорогостоящих материалов это приводит к существенным потерям. Наибольшие трудности возникают, когда сыпучий компонент находится в кузове самосвала, а еще хуже, когда уже высыпан на землю, поверхность которой практически всегда неровная. Очень часто недобросовестные поставщики завышают объем поставляемого материала засыпкой с «горкой», размер которой трудноопределим, наращиванием или срезанием бортов кузовов и т.д. Взвешивание автомобиля или груза также не решает проблемы, так как известны случаи добавления воды или других веществ в кузов, прикрепления к его днищу различных предметов, повышающих массу, и т.д. В связи с этим разработка экспресс методики оценки количества сыпучих сред является актуальной.

Рассмотрим основные методы оценки количества сыпучих сред.

Одним из наиболее простых способов является геодезическая съемка при помощи электронного тахеометра — устройства для измерения расстояний и угловых координат. Основным недостатком данного вида замера является невысокая точность и скорость измерений.

Кроме геодезической съемки достаточно часто применяется лазерное сканирование. Этот метод является бесконтактной технологией 3Dизмерения поверхностей. Достоинства этого метода состоят в высокой детальности, скорости и точности измерений.

Достаточно часто в качестве приборов для измерения количества сыпучих сред используют датчики уровня, которые делятся на сигнализаторы и уровнемеры. Первые предназначены для получения сигнала при достижении материалом заданного уровня. Уровнемеры выдают сведения об уровне сыпучего компонента непрерывно или периодически.

Уровнемеры также бывают контактного и бесконтактного типа.

Визуальный метод определения количества сыпучих сред является самым быстрым, но неточным. В этом случае приборы и специальные устройства не применяются, от замерщика требуются только определнные навыки, а значит влияние человеческого фактора очень существенно.

Такой способ подходит для любого производства, где точность не является главным критерием.

Теоретический расчет состоит в вычислении разницы количества, поступающего и вывозимого сыпучего. Данный метод является достаточно точным практически для любого производства.

Существуют также способы, основанные на использовании рентгеновского излучения. В данном способе первичное рентгеновское излучение формируют при помощи панорамного генератора, позволяющего получать мощное излучение.

В таблице 1 представлено сравнение существующих методов (максимальное значение 10 баллов).

Таблица 1. Сравнение существующих методов измерения объема сыпучих материалов

–  –  –

Проведенный обзор существующих способов замера объема сыпучих материалов показал, что в настоящее время имеется много разнообразных способов, как контактных, так и бесконтактных. Каждый из способов по-своему имеет свои достоинства, хоть и не лишен недостатков.

Использование того или иного способа обусловлено критериями, указанными в таблице 1, а также объемами сыпучих материалов. Существующие изобретения в большей степени относятся к стационарным, поэтому целью будет являться создание устройства и метода по экспресс оценке объема (массы) сыпучих материалов, которые можно использовать для оценки объемов или масс сыпучих грузов в кузове автомобиля или в других емкостях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лебедев А.Е. Метод оценки коэффициента неоднородности смесей сыпучих сред / А.Е. Лебедев, А.И. Зайцев, А.А. Петров [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона. 2014. №3. Режим доступа: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2014/2556.

2. Пат. 2529648 РФ, МПК G01N9/00. Способ и устройство для радиационного измерения плотности твердых тел / М.В. Глебов. Опубл.

27.09.2014.

3. Перфилов В.Ф. Геодезия / В.Ф. Перфилов, Р.Н. Скогорева, Н.В. Усова.

2-е изд. перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2006. 350 с.

4. Наземное лазерное сканирование / В. А. Середович [и др.]. Новосибирск: СГГА, 2009. 261 с.

УДК 62-31

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ

И АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ АКПП AW 60-40LE

–  –  –

Научный руководитель – А.Е. Лебедев, д-р техн. наук, доцент Ярославский Государственный Технический Университет В статье рассматриваются особенности конструкции АКПП AW 60LE, приводятся основные неисправности и методы их устранения.

Ключевые слова: коробка передач, гидротрансформатор, соленоид, муфты, шестерни.

–  –  –

This article discusses the design features automatic AW 60-40LE, are the main problem and ways to address them.

Keywords: gearbox, torque converter, solenoyd, coupling, gears.

Коробка передач в автомобиле предназначена для изменения крутящего момента, для передачи мощности от двигателя к колесам, позволяет работать двигателю в наиболее эффективном диапазоне мощности.

При автоматической трансмиссии водителю не нужно выбирать передачи и переключать их, компьютер сам с помощью датчиков, определяет необходимую передачу и передат соответствующий сигнал на включение или переключение.

Для изучения конструктивных особенностей АКПП был разработан и изготовлен стенд, в основе которого используется АКПП AW 60-40LE.

Рис.1 Проведя разборку и изучив документацию, на данном агрегате было установлено, что АКПП AW 60-40LE состоит из шестерен и рычагов, которые передают мощность от двигателя к колесам автомобиля, устанавливая ту передачу, которая наиболее подходит для данной скорости движения.

Картер АКПП изготавливают из алюминиевого сплава. В центре трансмиссии три набора шестерен планетарной передачи. Внутри большей шестерни вращаются меньшие шестерни. Первый набор шестерен называется главной передачей, он согласует скорость двигателя и скорость вращения колес автомобиля. Набор шестерен главной передачи соединен с дифференциалом, который позволяет колесам вращаться с разной скоростью, и позволяет машине поворачивать. Затем в коробке установлена опора муфты переднего хода с выступающей частью, называемой упором блокиратора. Тяга привода соединяет рычаг блокиратора с упором блокиратора, который включает передачу, останавливающую машину.

Далее идут пять муфт. Муфты позволяют либо шестерням вращаться, либо блокируют их.

Благодаря муфте переднего хода машина двигается вперед, при включении передней скорости, с помощью остальных двух наборов планетарных шестерен, которые называют входным и обратным редуктором.

Далее следует две муфты, которые устанавливают одновременно. Муфта наката управляет входным и обратным редукторами, которая позволяя автомобилю двигаться накатом на низкой передаче, и постепенно тормозит машину на более высокой передаче, когда водитель снимает ногу с педали акселератора. Вторая муфта, которая блокирует оба редуктора, в результате чего - снижение скорости не происходит, называется прямой.

Следующей в коробке устанавливается реверсивная муфта, при включении заднего хода она вращает шестерни заднего хода, позволяя машине ехать назад. Последняя же муфта в наборе называется второй муфтой, она использует входной и обратный редукторы, чтобы переключать трансмиссию на вторую, третью четвертую передачи. Далее идет набор электроники, управляющей АКПП, подключаемый к системам автомобиля при помощи электропроводки.

Приводная цепь, соединяет две звездочки, что создает связь с шестернями АКПП и гидротрансформатором. Гидротрансформатор - устройство, которое передат мощность от двигателя на трансмиссию. Звздочки и главная передача превращают скорость двигателя в соответствующую передачу.

Компьютер управления автомобилем приказывает гидравлической системе управления, переключать передачи по мере необходимости.

Компьютер заставляет соленоид открыть нужный распределительный клапан. Гидравлическое давление приводит в действие муфту соответствующих планетарных шестерн. Система сбрасывает гидравлическое давление, чтобы отключить муфту и заблокировать шестерни.

Механизм переключения: распределитель с ручным управлением подключается к рычагу блокиратора. Рычаг переключения скоростей перемещает рычаг блокиратора, который заставляет клапан направлять гидравлическое давление соответствующим образом.

Выходной вал или привод – это стальная штанга, она передает мощность трансмиссии от главной передачи на одном конце АКПП к переднему колесу со стороны водителя на другом конце.

Пружины исполнительного механизма и часть гидравлической системы управления, которые помогают плавно включать и отключать муфты.

Система трубок – распределительный клапан направляет жидкость по этим трубкам к разным муфтам. Гидротрансформатор вращает стержень, который поворачивает звездочку и приводную цепь.

Короткий вал – стальной стержень, который передат мощность трансмиссии от главной передачи и дифференциала на переднее колесо со стороны пассажира.

–  –  –

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Автоблог [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://avtoblogpro.com/poleznye-sovety/princip-raboty-akpp.html Дата обращения: 02.03.2017

2. Авто Альянс [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://www.autoopt.ru/articles/products/5523572/ Дата обращения: 02.03.2017 УДК 621.86-1

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПОДЪЁМНИК

С БОЛЬШИМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ

–  –  –

Ярославский государственный технический университет В статье представлен функциональный анализ требований, предъявляемых к универсальным подъемникам и опыт проектирования подъемника небольшой грузоподъемности, предназначенного для решения задач малоэтажного строительства, ремонта зданий и выполнения широкой группы монтажных и демонтажных работ.

Ключевые слова: подъемник, груз, грузоподъемность, высота подъема, подъемное оборудование

–  –  –

The article presents a functional analysis of the requirements for the universal lifts and design experience of lift small capacity, designed for solving problems of lowrise construction, renovation of buildings and execution of a well-rounded group of assembly and disassembly operations.

Keywords: lift, weight, load capacity, lifting height, lifting equipment Лестничные и мачтовые подъемники нашли широкое применение в строительных работах, ремонтных работах и при выполнении монтажных работ различной сложности. При этом, существует большое конструктивное многообразие решений, применяемых для задач обеспечения безопасности, грузоподъемности, высоты подъема и других функциональных показателей, обеспечивающих эксплуатацию оборудования.

Тем не менее, подавляющее большинство мачтовых подъемников спроектированы для обеспечения высокой грузоподъемности, имеют большие затраты времени на монтаж и стоят дорого. Что касается подъемников лестничного типа, то они вообще не производятся в Росси и ввиду высокой стоимости, используются редко.

Учитывая выше сказанное, можно сделать вывод, что рынок, в лице небольших строительных организаций и частных лиц, испытывает определенные потребности, которые в настоящее время не удовлетворены.

В рамках этих потребностей требуется создать грузоподъемное оборудование, соответствующее следующим функциональным параметрам:

- грузоподъемность данного оборудования не должна быть высокой. Учитывая, что поднятый груз на определенной высоте необходимо еще разгрузить, грузоподъемность подъемника должна ограничиваться двумя, тремя сотнями килограммов;

- высота подъема так же не должна быть очень высокой, но должна удовлетворять потребностям при строительстве малоэтажных зданий, доставки мебели и строительных материалов через оконные проемы, находящиеся на относительно небольшой высоте;

- время монтажа и демонтажа должно быть минимальным и занимать не более 20…30 минут. Это обстоятельство связано с удорожанием стоимости рабочей силы, а так же с обеспечением минимизации времени производства работа, так как подъемник может создавать дополнительные помехи для других людей;

- тип поднимаемого груза не должен ограничиваться несколькими наименованиями. Для того, чтобы оборудование было действительно универсальным, на нем должны быть трансформирующиеся платформы, возможность дополнительной установки ковшевого оборудования;

- энергообеспечение оборудования должно быть простым. Для удобства эксплуатации питание должно осуществляться от однофазной сети переменного тока, напряжением 220 В;

- перебазировка подъемника так же не должна вызывать затруднений. Все разборные конструкции не должны весить более 40 кг и не превышать трех метров в габаритных размерах.

Решение этой группы задач возможно, тем более, что некоторыми зарубежными производителями они были почти решены. На основании анализа спроектирован универсальный подъемник (рис. 1).

Сварная сборная рама 1, состоящая из трех главных, одной вспомогательной и одной гибкой секций способна работать в нескольких положениях. При этом решетчатая конструкция обеспечивает требуемую прочность и жесткость. Вместе с тем, она является достаточно легкой.

Трансформируемая платформа 2 способна менять угол наклона и размеры, а легкий механизм подъема 3, который представляет собой промышленную электроталь, грузоподъемностью 250 кг, позволяет устанавливать его на верхней секции без использования лишнего стального каната.

Варианты использования подъемника (рис. 2) также являются широкими. Оборудование может использоваться в строительстве и для бытовых нужд.

Рис. 1. Наклонный строительный подъемник:

1- сборная рама; 2 – подвижная платформа; 3 – механизм подъема

–  –  –

Рис. 2. Возможные схемы использования подъемника:

а - использование как подъемник мачтового типаж; б – наклонный подъемник;

в – наклонно-горизонтальный подъемник для использования в оконном проеме;

г – наклонный подъемник с переменными углами секций, используемый при работах с кровлей Не исключены варианты использования в промышленности (например, для монтажа вентиляций и освещения) и в ланшафтном дизайне (при озеленении крутых откосов, для работы с деревьями).

Таким образом, разработано оборудование для решения широкой группы задач, обладающее высокой потребительской ценностью. В настоящее время ведутся работы по изготовлению оборудования. Испытания и опытная эксплуатация покажут, каким будет его будущее.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белецкий Б.Ф. Строительные машины и оборудование: Учебное пособие / Б.Ф.

Белецкий, И.Г. Булгакова. Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. 608 с.

2. Александров М. П. Подъемно-транспортные машины: Учебное пособие для машиностроителя спец. вузов. М.: Высшая школа, 1985.

3. Додонов Б.П. Грузоподъмные и транспортные устройства / Б.П. Додонов, В.А. Лифанов. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1990.

УДК 629.331

ИССЛЕДОВАНИЕ ЖЕСТКОСТИ ПОДВЕСКИ

РАЗЛИЧНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

–  –  –

Научный руководитель И.С. Басалов, старший преподаватель Ярославский государственный технический университет Исследуется жсткость подвески различных типов автомобилей, с помощью датчика ускорения. Этот датчик показывает ускорения кузова в различных направлениях, которым подвергаются водитель и пассажиры.

Ключевые слова: автомобиль, ускорения, подвеска, конструкция.

–  –  –

The rigidity of the suspension of different types of cars is investigated using an acceleration sensor. This sensor shows the acceleration of the body in different directions, to which the driver and passengers are exposed.

Keywords: car, acceleration, suspension, construction.

В современном мире каждый человек в большей или меньшей степени пользуется колесным автомобильным транспортом. Общественный транспорт, личные и служебные автомобили - все они должны обеспечивать комфортное и безопасное перемещение людей.

Данная статья отражает первые результаты работы в рамках выпускной квалификационной работы бакалавра по исследованию влияния жесткости и конструкции автомобильной подвески на комфорт водителя и пассажиров.

При движении автомобиля на него действуют множество сил, вызывающих ускорение кузова в различных направлениях. Большая часть этих сил передаются через ходовую часть автомобиля. Существует мало исследований, которые бы показали величины ускорений, которым подвергаются водитель и пассажиры, на автомобилях с различными типами подвесок, с различными настройками подвески. Тема представляется важной, поскольку даже очень ровные дороги на самом деле имеют изгиб по многим направлениям, да и сама Земля мало похожа на бесконечную плоскость.

Для исследования использовался видеорегистратор с датчиком ускорения (G-Sensor) и автомобиль. Эксперимент проводился на улице Гоголя, на участке дороги от перекрестка с ул. Московский пр-т, до пересечения с Суздальским шоссе (рис.1). Этот участок дороги выбран из-за большого изобилия различного типа рельефа (ямы, «лежачие полицейские», углубления).

В эксперименте участвовал автомобиль Volkswagen Polo седан 2013 года выпуска. У данного автомобиля передняя независимая подвеска типа МакФерсон, а задняя полузависимая с торсионной балкой. Величины ускорений снимались при помощи видеорегистратора Mio MiVue

518. У данного регистратора есть встроенный gps приемник и датчик ускорения по трем взаимоперпендикулярным осям. Показания записываются с периодичностью в 1 секунду. Для сокращения возможной ошибки, маршрут проезжали 3 раза со скоростью 35-40 км/ч.

Рис. 1. Маршрут испытания

Обработав данные с видеорегистратора, получены продольные ускорения по оси Х, поперечные по оси Y, и вертикальные по оси Z. Высчитав средние значения по результатам трех заездов, построены графики зависимости ускорения от времени.

Графики представлены на рис. 2-4.

a, м/c2

–  –  –

По данным графиков можно определить по модулю средние и максимальные значения ускорений по осям: Xср = 0,63 м/с2;

Yср = 1,50 м/с2; Zср = 1,12 м/с2; Хmax= 3,63 м/с2; Ymax= 5,49 м/с2; Zmax= 4,91 м/с2.

Лишь проведя исследования на других автомобилях с разными типами подвесок, можно будет сравнить ускорения, и сделать четкие выводы о том, какая конструкция подвески более энергоемкая и где лучше всего эксплуатировать данный автомобиль. В дальнейшем исследовании будут участвовать автомобили Лада Ларгус (по типу подвеска аналогична Polo Sedan, но с другими настройками) и Renault Duster (независимая подвеска).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Раймпель Й. Шасси автомобиля конструкции подвесок. М.: Машиностроение, 1983. 328 с.

УДК 656.13

АНАЛИЗ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ

В ЯРОСЛАВСКОЙ ОБЛАСТИ

–  –  –

Ярославский государственный технический университет В статье рассмотрена динамика количества дорожно-транспортных происшествий в Ярославской области, количество ДТП по вине молодых водителей.

Ключевые слова: дорожно-транспортные происшествия, Ярославская область, количество погибших в ДТП, автошкола, аварийность на дорогах.

–  –  –

The article describes the dynamics of the number of road accidents in the Yaroslavl region, the number of accidents caused by young drivers.

Keywords: traffic accident, Yaroslavl region, number killed in traffic accident, driving school, accidents on the roads.

С каждым годом растет количество автомобилей, что ведет к увеличению интенсивности движения. В связи с этим фактом встает вопрос:

как сделать уменьшить количество аварийных ситуаций на дороге?

Подходя к этому вопросу Правительство РФ каждый год водит поправки в правила дорожного движения и в работу автошкол. Например, 5 ноября 2013 года вступил в силу закон о запрете самоподготовки водителей или так называемой сдачи на права экстерном. Но за отказ от самоподготовки водителей велась нешуточная борьба. Одно время сдачу экстерном на права отстаивало ГАИ, что, по мнению экспертов, было связано с коррупцией. С другой стороны, был резкий рост аварийности со стажем до 3 лет (в 2012 году было зарегистрировано на 11% ДТП по вине молодых водителей больше чем в 2011). Но это были не все проблемы того времени. В это время вели свою деятельность так называемые «серые» автошколы, которые обещали за небольшую плату, по сравнению с официальными автошколами, научить начинающего водителя необходимым навыкам вождения и теоретическим знаниям для сдачи на права. В новом законе автошколы должны были выдавать свидетельство об ее окончании, так как без данного свидетельства запрещено сдавать в ГАИ, а все «серые» автошколы не имели лицензии (до 2013 года она не требовалась автошколам). Вследствие этого они ушли в прошлое.

Так же с 1 сентября 2016 года в правилах дорожного движения появился новый термин «опасное вождение». Оно включает в себя: невыполнение требования уступить дорогу при перестроении; перестроение при интенсивном движении; несоблюдение безопасной дистанции и бокового интервала; резкое торможение; препятствие обгону. С 1 сентября 2016 года вступило в силу еще одно интересное нововведение изменение в правилах сдачи экзаменов в ГАИ.

На рис. 1 мы видим, что количество отучившихся в автошколе на категорию «В» с каждым годом уменьшается, а процент сдавших с первого раза от общего числа отучившихся составляет: в 2013 году – 27%; в 2014 году – 33%; в 2015 году -36 %; в 2016 году – 28%. Как мы видим в 2014 и 2015 году наблюдается рост получивших права с 1 раза, а в 2016 году наоборот уменьшение. Это может быть связано с ужесточением правил сдачи экзаменов с 1 сентября 2016 г.

–  –  –

Рис. 1. Количество отучившихся в автошколе и сдавших на права с первого раза за последние 4 года в Ярославской области На рис. 2 видно, что в период с 2013 по 2014 год количество ДТП с участием молодых водителей и общее количество ДТП уменьшается.

Из рис. 3 видно, что количество дорожно-транспортных происшествий в период с 2009 по 2014 год постепенно уменьшается. За данный период оно уменьшилось примерно на 11%, количество погибших за этот же период уменьшилось на 9%, но если мы сравним 2010 и 2014, то количество погибших увеличилось на 8%. Количество раненых в ДТП также уменьшается в период с 2009 по 2014 года оно уменьшилось на 10%.

–  –  –

Рис. 3. Общее количество ДТП в Ярославской области с числом раненых и погибших Каждый день на дорогах из-за человеческой невнимательности, несоблюдения правил дорожного движения, порой и просто из-за того, что мы куда-то торопимся, погибают люди. Каждый год принимаются поправки в правила дорожного движения. Приведут ли они к снижению дорожно-транспортных происшествий покажет время.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Госавтоинспекция МВД России [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://www.gibdd.ru/ (дата обращения: 27.02.2017).

УДК 629.331

ИЗМЕРЕНИЕ РОВНОСТИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАТЧИКА УСКОРЕНИЯ

–  –  –

Научный руководитель И.С. Басалов, старший преподаватель Ярославский государственный технический университет Исследуются значения трех взаимно перпендикулярных ускорений, воздействующих на автомобиль в движении, для определения ровности дорожного покрытия.

Ключевые слова: датчик ускорения, автомобиль, ровность дорожного покрытия, методы измерения

MEASUREMENT OF RELIABILITY OF ROAD COVERAGE

USING THE ACCELERATION SENSOR

–  –  –

The values of three mutually perpendicular accelerations influencing the car in motion are studied to determine the smoothness of the road surface.

Keywords: acceleration sensor, car, the smoothness of the road surface, methods of measurement Ровность дорожного покрытия оказывает значительное влияние на безопасность движения автомобилей. Плавность хода и минимальные затраты мощности достигаются на ровной и гладкой дороге.

Под воздействием различных факторов дорогам свойственно разрушаться, возникают впадины, колеи, трещины, ямы и так далее.

В Российской Федерации существуют требования к дорожному покрытию по ГОСТ 50597-93 «Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения», а также методы измерения ровности покрытия ГОСТ 33101-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Покрытия дорожные. Методы измерения ровности». Методы являются достаточно дорогостоящими (дорогое оборудование), а некоторые еще и недостаточно точными (простейшие рейки и клины).

В данной работе будет представлен новый метод измерения ровности дорожного покрытия, а именно с помощью датчика ускорения - Gsensor, имеющий множество преимуществ, а также перспективных возможностей развития данной технологии измерения.

Для начала хотелось бы немного уделить внимания существующим, подтвержденным ГОСТом методам измерения ровности дорожного покрытия.

Первый метод заключается в измерении дорожного покрытия рейкой, длиной 3 метра, с клиновым померником высоты просвета. Данный метод самый простой. Он дает возможность представить визуальный микропрофиль дороги, но не дает достаточной точности, плюс он довольно трудоемкий и затратный по времени.

Следующий метод - измерение нивелиром. Нивелир, особенно лазерный исключает человеческий фактор и дает достаточную точность измерений. Однако у него есть большой недостаток - стоимость.

Последний стандартизованный метод - измерение с применением автомобильной установки ПКРС. Установка определяет интенсивность колебаний кузова. На данный момент - это наиболее точный и удобный в хранении данных и построения микропрофиля дорожного покрытия метод. Главный недостаток - цена.

Стоит также упомянуть, что перечисленные инструменты должны проходить обслуживание для обеспечения необходимой точности.

Предлагаемая методика характеризации неровностей заключается в сопоставлении направления и величины вектора ускорения кузова автомобиля при проезде неровностей с величиной этих неровностей. Исследуемый маршрут проезжается на автомобиле, для которого найдена математическая модель поведения кузова на неровностях различной высоты и формы, с фиксацией параметров. Таким образом может быть определен количественный показатель степени неровности дороги, который может характеризовать как весь маршрут (средневзвешенное значение), так и отдельные неровности (мгновенные значения показателя). В общем виде предлагаемый показатель является функцией от скорости и ускорения автомобиля, геометрических параметров неровностей, величины и направления вектора ускорения.

В случае наезда колеса на препятствие, возникает ускорение направленное против хода движения, вызванное силой реакции препятствия на колесо (рис. 1). Если пренебречь упругостью шины, то вектор будет направлен перпендикулярно касательной в точке контакта колеса с препятствием. Соответственно данный вектор можно разложить на два - в продольном направлении Nx и в вертикальном Nz.

Рис. 1. Воздействие препятствия на колесо Данные силы вызовут соответственно ускорения автомобиля в направлениях их работы, которые будут выражаться в данном случае в замедлении автомобиля ax и "подпрыгивании" az. Последняя составляющая в общем векторе ускорения кузова, действующая в поперечном направлении ay, будет характеризовать неровности, в которые автомобиль попадает одним колесом. Угол, между вектором силы реакции препятствия и горизонталью, будет определяться величиной неровности и диаметром колеса. Количественно его можно посчитать как tg =.

В случае работы с ускорениями, необходимо учитывать скорость движения и ускорение автомобиля в момент контакта с препятствием, поскольку данные параметры вносят свой вклад в величину и направление вектора ускорения кузова. Кроме того, необходимо учесть индивидуальные особенности ходовой части автомобиля. Поэтому на первом этапе проведен эксперимент, заключающийся в проезде одинаковой неровности на разной скорости и фиксацией ускорения и скорости при помощи видеорегистратора MIO Mivue 518.

У данного регистратора есть встроенный GPS приемник и датчик ускорения по трем взаимно перпендикулярным осям. Прямое назначение датчика ускорения: хранение видео с сильными толчками, возможными при ДТП; а также G-sensor способствует автоэкспертам в определении ускорений и положения автомобиля. Показания записываются с периодичностью в 1 секунду. На рис. 2 представлены графики зависимости ускорений в осях «х» и «z» от скорости автомобиля при наезде на препятствие.

Ускорение по оси

–  –  –

Разрабатываемый метод измерения ровности дорожного покрытия обладает такими важными преимуществами как: цена (видеорегистратор ~5000 рублей); габариты и масса; скорость измерения и достаточная точность датчика ускорения; перспективное развитие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р 50597-93 Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. М.: Изд-во стандартов, 1993.

2. ГОСТ 33101-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Покрытия дорожные. Методы измерения ровности. М.: Изд-во стандартов, 2014.

УДК 62-65:629.113

СИСТЕМА ПОДОГРЕВА МАСЛА В АГРЕГАТАХ И УЗЛАХ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В УСЛОВИЯХ

ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР

–  –  –

Научный руководитель – Б.С. Антропов, д-р техн. наук, профессор Ярославский государственный технический университет В статье рассматривается проблема эксплуатации автомобильного транспорта в регионах с преобладающими низкими температурами. Рассмотрены способы обеспечения рабочих температур масла в узлах и агрегатах. Выделены ключевые проблемы существующих методов.

Ключевые слова: тепловая подготовка, рабочие температуры, редуктор главной передачи.

SYSTEM FOR OIL HEATING IN UNITS OF THE VEHICLE

IN THE CONDITIONS OF NEGATIVE TEMPERATURES

–  –  –

The article discusses the issue of exploitation of automobile transport in the regions with prevailing low temperatures. The methods of providing operating temperatures of the oil in parts and components are analyzed. Key problems of existing methods are identified.

Keywords: thermal preparation, operating temperature, axle gearbox.

В России более 80% территории располагается в зонах с суровыми климатическими условиями. При этом транспортная сеть регионов, в которых преобладают низкие температуры, обеспечивается автомобильным транспортом с конструктивными решениями, аналогичными автомобилям центральных и южных регионов. Несмотря на использование автомобильных жидкостей, адаптированных под данные климатические условия, ряд проведнным исследований показал, что температура масла в картере коробки переменных передач (КПП) и картере двигателя внутреннего сгорания (ДВС), при эксплуатации автомобилей в зимний период, снижается до уровня плюс 10-15 градусов и более низких значений. В картере моста температура масла может принимать отрицательные значения. Особенно негативный эффект дает сочетание низкой температуры окружающего воздуха, влажности и ветра.

Для эффективной эксплуатации транспортных средств, в регионах с суровыми климатическими условиями довольно сложно обеспечить оптимальный тепловой режим работы большинства узлов и агрегатов, поэтому поддержание необходимой температуры масел в агрегатах в процессе эксплуатации транспортных средств в условиях сурового климата является актуальным.

В настоящее время существуют системы, которые используются для обеспечения подогрева масла в картере двигателя и коробке переменных передач. Однако нет систем, обеспечивающих необходимую температуру масла в редукторе главной передачи.

Также остатся открытым вопрос о выборе принципа подогрева и конструктивного исполнения оборудования.

Существующее в настоящее время, а также предлагаемое в патентах оборудование для подогрева масла в картере двигателя и коробке переменных передач имеют ряд недостатков, из которых можно выделить:

недостаточную эффективность подогрева;

пожароопасность;

трудомкость операций подогрева;

большие размеры оборудования;

На основе проведнного анализа технических изданий и научной литературы, а также поиска в патентных источниках был сделан вывод об актуальности проблемы тепловой подготовки и поддержания теплового режима агрегатов автомобиля.

Авторами настоящей статьи ведтся разработка системы комплексной тепловой подготовки для узлов и агрегатов автомобиля, установка которой возможна на любом типе автомобильного транспорта.

Принципом поддержания рабочих температур масла является нагрев масла посредством теплоэлектрического нагревателя. Подогрев обеспечивается как в картере двигателя внутреннего сгорания и коробке переменных передач, так и в масляном картере редуктора главной передачи.

Применение данной системы позволит снизить затраты на горючие и смазочные материалы за счет увеличения коэффициента полезного действия агрегатов при эксплуатации в условиях низких температур. Создание оптимальных условий для работы агрегата позволяет так же увеличить его ресурс и всей системы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузнецов Е.С. Техническая эксплуатация автомобиля: Учебник для вузов / Е.С.

Кузнецов, В.П. Воронов, А.П. Болдин [и др.]. М.: Транспорт, 1991. 413 c.

2. Синельников А. Ф. Автомобильные топлива, масла и эксплуатационные жидкости: Крат. справ. / А. Ф. Синельников, В. И. Балабанов. М.: За рулем, 2003. 174 с.

3. Кузнецов А.В. Топливо и смазочные материалы: учеб. gособия для высш. уч.

заведений. М.: КолосС, 2007. 199 с.

УДК 621.8

О ПРОЕКТИРОВАНИИ ЛЮЛЬКИ ДЛЯ АВТОКРАНА

–  –  –

Научный руководитель – И.С. Тюремнов, канд. тех. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Рассматривается проектирование и расчт элементов люльки для автокрана и е элементов.

Ключевые слова: кран автомобильный, люлька монтажная, проектирование, расчт.

ON THE DESIGN OF THE CRADLE FOR THE CRANE

–  –  –

The design and calculation of elements of the cradle for auto crane and its elements are discusses.

Keywords: crane car, cradle assembly, design, calculation.

При выполнении строительных работ часто возникает необходимость выполнения каких-либо действий на фасадах зданий: отделка фасада, установка разнообразных приборов: освещения, охраны и т.д. Для этих целей человек должен присутствовать на определнной высоте снаружи здания. Обеспечить такую возможность может вызов на объект промышленных альпинистов или автовышки. Первый вариант нецелесообразно использовать при небольшой высоте здания, второй же может быть слишком дорог в использовании, так как даже ради простейшей операции придтся оплачивать аренду отдельной машины.

Выходом в данной ситуации может служить повышение интенсивности использования автокранов, которые, как правило, всегда присутствуют на строительных объектах. Данные машины используются не постоянно, а периодически, соответственно, они имеют время простаивания, в которое их и можно использовать для различных высотных работ.

Для этих целей можно разработать люльку, которая навешивается на оголовок стрелы автокрана без необходимости демонтажа крюковой подвески.

Для разработки такой конструкции необходимо оценить оптимальную зону е работы, проанализировать нормативные документы по регламентации работ на высоте, требования к данному виду оборудования и выполнить прочностной анализ. Так же необходимо провести анализ конструкций подобного оборудования для того, чтобы оценить необходимый функционал, который будет использован: возможность вращения люльки в плане, возможность изменения и фиксации угла е вертикальной плоскости, возможность дистанционного управления краном с люльки, е необходимые размеры и т.д.

В результате предварительного анализа было принято решение оснастить люльку следующими элементами:

- поворотным механизмом для обеспечения возможности вращения на 360° в плане за счт червячной пары (рис. 1);

–  –  –

- гидрозамком для обеспечения возможности фиксации угла наклона в вертикальной плоскости (рис. 2);

- узлом крепления с возможностью быстрого монтажа-демонтажа люльки (рис. 3);

Общая грузоподъмность люльки будет составлять 250 кг из расчта на двух человек и инструмент.

Рис. 2. Гидрозамок для обеспечения возможности фиксации угла наклона в вертикальной плоскости [1] Рис. 3. Узел крепления для быстрого монтажа-демонтажа люльки [1] При проектировании люльки необходимо учитывать требования ГОСТ 27372-87 «Люльки для строительно-монтажных работ. Технические условия».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. АвтоДок – производство монтажных корзин для кранов и кранов манипуляторов [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://avtodok02.ru/ (Дата обращения:

05.03.2017) УДК 629.113

РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ РАСХОДА ТОПЛИВА

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АТС

–  –  –

Научный руководитель – В.А. Бодров, д-р техн. наук, профессор Ярославский государственный технический университет Рассматривается возможность повышения эффективности использования АТС путем создания систематизированной оценки комплексных показателей внутренних воздействующих факторов на эксплуатационный расход топлива автомобилей, имеющей количественное выражение, полученное расчетными методами.

Ключевые слова: систематизированная оценка, комплексные показатели внутренних факторов.

THE CALCULATION METHOD OF CONSUMPTION

EVALUTION AT THE STAGE OF VEHICLE DESGN

–  –  –

Is considered the possibility of more efficient use of vehicles by creation the systematic evaluation of complex internal influence indicators of operating fuel consumption which has quantitative expression obtained by calculation.

Keywords: systematic evaluation, complex internal influence indicators.

Эффективность использования автомобилей в значительной степени зависит от количества расходуемого ими топлива на единицу совершаемой работы. Ибо свойства автотранспортных средств (АТС), влияющие на потенциальный расход топлива (РТ) закладываются при проектировании. Потенциальный РТ, установленный для базовых условий, предопределяет норму РТ в прочих условиях работы АТС, что говорит о необходимости его снижения на основе детального учета внутренних факторов по теме при достаточно большом их многообразии.

Приведенный обстоятельный обзор работ позволил развернуть проблему, сформулировать задачи проблемы и установить узловой вопрос, без решения которого невозможно решение других задач, формирующих проблему и сформулировать рабочую гипотезу. Все это показано в паспорте проблемы разработки метода оценки расхода топлива при проектировании АТС, представленном на рис. 1.

Рис. 1. Паспорт проблемы разработки метода оценки расхода топлива при проектировании АТС Рабочей гипотезой является то, что в существующих методиках нормирования расхода топлива не учитывается множество значимых факторов. Если для внешних факторов вопрос решен, то для внутренних пока нет.

Узловым вопросом является создание шкалы комплексных интегральных показателей (КИП) внутренних факторов по расходу топлива.

Для решения узлового вопроса проблемы использована теория снижения размерности факторного пространства [4], которая позволила разработать комплексные показатели сложности характерных групп ВВФ дорожных, транспортных и климатических. На е основе разработаны показатели внутренних факторов. При этом комплексный характер воздействия ВВФ на автомобиль предопределил и соответствующую их комплексную количественную оценку.

Таким образом, любое сочетание ВВФ-й характерной группы, может быть оценено комплексным количественным измерителем сложности, место которого определено на соответствующей шкале, при этом учитывается степень влияния каждого фактора.

Комплексные показатели сложности или количественные интегральные показатели (КИП) позволяют адекватно представить исходное многомерное пространство ВВФ тремя шкалами КИП. Разрабатываются эти КИП ВВФ согласно блок-схеме, представленной на рис. 2 [5]. Этот же алгоритм пригоден и для разработки КИП для внутренних факторов.

Рис. 2. Блок-схема алгоритма разработки КИП ВВФ Установлены внутренние факторы, влияющие на эксплуатационный расход топлива: характеристика двигателя, аэродинамика, сопротивление качению колес, характеристики трансмиссии, нагрузка на генератор, возраст автомобиля (пробег с начала эксплуатации), наличие дополнительного оборудования.

Сущность типологического анализа заключается в выборе и разработке типов измерителей каждого значимого фактора с конкретным средним значением измерителя, пригодного для учета реальных условий эксплуатации АТС. Другими словами, типизация нужна для уменьшения сочетаний факторов до нескольких типов. Систематизация типов характерных внутренних факторов применяется для исключения сложного математического анализа взаимных и компенсирующих влияний значимых внутренних факторов. Она способствует представлению всей области определения характерных внутренних факторов в виде системных звеньев, состоящих из последовательно расположенных типов факторов, каждое из которых имеет конкретные значения измерителя.

Комплексная количественная оценка обеспечивает предельное снижение размерности факторного пространства на стадии его описания и возможность математического планирования экспериментальных исследований. Она осуществляется на основе нормализации измерителей системных звеньев характерных внутренних факторов относительно значений, принятых за базовые.

Требуется выделение комплексного показателя путм перемножения коэффициентов приведения, являющихся отношением серединки каждого типа к эталонному значению, принятому за максимум:

=, эт где – среднее значение расхода топлива отдельного типа;

эт – эталонное (максимальное) значение расхода топлива.

Такое решение узлового вопроса проблемы позволило решить все задачи проблемы определения расхода топлива АТС на этапе его проектирования. Остановлюсь только на расчетном методе оценки РТ при проектировании АТС.

Использование статистической информации о РТ различными АТС позволило выразить РТ в виде уравнения регрессии = 0 + 1 вн, где - расход топлива; 0 - свободный элемент; 1 - коэффициент регрессии; вн - комплексный показатель внутренних факторов. Данное уравнение только для базовых сочетаний ВВФ.

Уровень РТ приведен - в проектном задании. При проектировании АТС (а точнее опытного образца АТС) величины измерителей внутренних факторов становятся известными и могут быть использованы для нахождения в таблице вн. Решение уравнения для найденного вн позволит оценить РТ и, в случае несоответствия его заданному уровню, подобрать приемлемое для изготовления АТС системное звено, которое обеспечит заданный уровень РТ. Это исключит необходимость доводки конструкции АТС по снижению РТ в процессе серийного производства [5]. Аналогичным образом могут быть решены задачи оценки износостойкости пар трения или износа шин.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хайдер Х., Штанге В. Критерии оценки прочности конструкции, организация технического обслуживания и совершенства конструкций грузовых автомобилей:

Пер. с нем. ст. № А7166. ВЦП, 1977. 26 с.

2. Бодров В. А. Система комплексной количественной оценки внешних факторов и ее применение при создании и использовании автомобилей: Депонированная рукопись / В.А. Бодров, А.В. Перцев, С.Г. Шкарин. Ярославль, 1967. 200 с. Деп. в НИИНавтопроме.

3. Нормирование расхода топлива / В. Бодров, Ю. Баранов, Г. Крамаренко, А.

Хоменко, В. Травкин // Автомобильный транспорт. 1983. 10. C. 31-33.

4. Бодров В. А. Методологические основы комплексной оценки внешних воздействующих факторов при испытаниях автомобилей: Учеб. пособие / В.А. Бодров А.В. Перцев, С.Г. Шкарин; Ярослав. политехн. ин-т. Ярославль, 1989. 82 с.

5. Бодров В. А. Теоретические основы обеспечения надежности при создании и использовании автомобилей: Учебное пособие / В.А. Бодров, Б.С. Антропов.

Ярославль: Издат. дом ЯГТУ, 2014. 87 c.

УДК 629.113

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМ

ЭКОНОМИЧЕСКИХ СРОКОВ СЛУЖБЫ АГРЕГАТОВ

АТС НА ОСНОВЕ РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЯ ИХ ТР

(НА ПРИМЕРЕ ДЕТАЛЕЙ ВЕДУЩЕГО МОСТА

АВТОМОБИЛЕЙ МАЗ)

–  –  –

Научный руководитель – В. А. Бодров, д-р техн. наук, профессор Ярославский государственный технический университет Рассматривается разработка метода определения норм экономических сроков службы агрегатов АТС на основе регламентирования их ТР. Метод позволит определить экономические сроки службы к началу серийного производства АТС и в километрах пробега.

Ключевые слова: экономические сроки службы, агрегаты, эксплуатационный ресурс.

DEVELOPMENT OF A METHOD OF DETERMINING

THE RULES THЕ ECONOMIC SERVICE LIFE

OF UNITS ATS ON THE REGULATION OF THEIR TR

(FOR EXAMPLE, PARTS OF A DRIVING AXLE MAZ)

–  –  –

Discusses the development of a method of determining the rules of economic life of the ATS units on the basis of regulation of their TR. The method will determine the economic terms of service to start serial production of ATS and in kilometers.

Keywords: economic service life, units, operational resource.

Актуальность работы. Эффективность использования автомобилей в значительной степени зависит от определения норм экономических сроков службы агрегатов АТС. На данный момент сроки полезного использования автомобиля измеряются в годах, но это не может позволить рационально использовать автомобиль так как автомобили могут использоваться в разных условиях. В данной работе срок службы агрегата будет определяться по пробегу агрегата. Что в значительной мере позволит эффективно оценивать экономические сроки службы агрегатов АТС.

Приведенный обстоятельный обзор работ по теме позволил развернуть проблему, сформулировать задачи проблемы и установить узловой вопрос, без решения которого невозможно решение других задач, формирующих проблему, и сформулировать рабочую гипотезу т. е. высказать мнение о причинах, по которым проблема не решается. Кроме того, обзор позволил составить паспорт проблемы (рисунок 1) в котором рассмотрены сложившиеся обстоятельства, нежелательные последствия, проблемы ситуации и задачи проблемы.

В теоретическом разделе работы решен узловой вопрос проблемы, т. е. использована система детального учета внешних воздействующих факторов (ВВФ), которая выступает в качестве единой методологической основой учета, оценки и классификации ВВФ, обеспечивающее решение всех задач проблемы.

В данной работе остановлюсь на экспериментально-расчетном методе прогнозирования ресурса деталей АТС, который позволяет регламентировать текущие ремонты.

Для прогнозирования ресурсов деталей можно использовать выражение [1, с.

51], позволяющее определить эксплуатационный ресурс детали:

АРСТ.

С, ТЭ = (1) ауср.

–  –  –

где Со – суммарные удельные затраты на замену деталей при i-м варианте РГ, руб./км;

– стоимость заменяемых деталей по j-й РГ, руб.;

з – стоимость работ по замене деталей по j-й РГ, руб.;

у – убытки от простоя АТС, связанные с заменой детали j-й группы, руб.;

– коэффициент повторяемости замен деталей по j-й РГ в пределах наработки равной.max ;

.max – ресурс детали, определяющий n-ю (конечную) ситуацию замен в i-м варианте количества РГ, тыс. км.

Данная работа позволит прогнозировать техническое состояние АТС в зависимости от условий эксплуатации, все это создает основу для определения экономических сроков службы. Задаваясь вариантами наработки агрегата, ориентируясь преимущественно на моменты повторного проведения ПЗ деталей, выполняемой с максимальной периодичностью, в выражении (3) [1, с. 71] имеется значение Т, которому соответствует минимальные удельные суммарные затраты. Это величина Т и будет экономическим сроком службы агрегата для базовых условий эксплуатации АТС.

+СЭ +СР = = min, (3) Т где – суммарные удельные затраты при i-й наработке агрегата, руб./км.;

– затраты на изготовление агрегат, руб.;

СЭ – затраты на технический осмотр при i-й наработке, руб.;

СР – затраты на все случаи плановых замен деталей при i-й наработке агрегата, руб.;

Т – наработка агрегата в рассматриваемом i-м варианте, тыс. км.

Цель работы – разработать нормативы на экономические сроки службы (на примере деталей ведущего моста автомобилей МАЗ).

Объектом исследования являются закономерности влияния (ВВФ) и внутренних факторов на реализацию показателей свойств (функциональных, свойств надежности и технико-экономических) на примере деталей ведущего моста автомобилей МАЗ, необходимые для оценки приемлемости решений узлового вопроса и частных задач проблемы.

Научная новизна работы заключается в том, что эксплуатационный срок использования ведущего моста автомобилей МАЗ будет исчисляться не в годах, а в километрах пробега. Новизна узлового вопроса проблемы предопределила возможность разработки и реализации новых принципов решения задач проблемы.

Рис. 1. Паспорт проблемы разработки метода определения норм экономических сроков службы агрегатов АТС на основе регламентирования их ТР (на примере деталей ведущего моста автомобилей МАЗ) Практическая ценность. Внедрение результатов исследований обеспечивает повышение эффективности использования и конкурентоспособности АТС в целом.

Используя данный метод, мы будем иметь экономические сроки службы к началу серийного производства АТС. Также это позволит ликвидировать недостатки действующей системы. Кривая экономического срока службы может быть использована для разработки базовых нормативов и поправочных коэффициентов к ним.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бодров В. А. Теоретические основы обеспечения надежности при создании и использовании автомобилей: Учебное пособие / В.А. Бодров, Б.С. Антропов.

Ярославль: Издат. дом ЯГТУ, 2014. 87 с.

2. Хайдер Х., Штанге В. Критерии оценки процесса эксплуатации, организации технического осмотра и совершенства конструкций грузовых автомобилей: Пер. с нем. ст. №А7166. ВЦП, 1997. 24 с.

УДК 620.9:338.1

ПРЕИМУЩЕСТВА И ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОЙ

РОССИЙСКОЙ ЭКОНОМИКИ

Д.С. Коровкина, А.С. Колоскова, Е.В. Ломанова Научный руководитель - Е.В. Ломанова, канд. экон. наук, доцент

–  –  –

Рассматривается влияние электромобилей на загрязнение окружающей среды, недостатки и преимущества их производства.

Ключевые слова: электромобиль, экологичность, проблемы производства и эксплуатации техники.

ADVANTAGES AND PROBLEMS OF USES ELECTRIC CARS

IN MODERN RUSSIAN ECONOMY

–  –  –

P. A. Solovyov Rybinsk State Aviation Technical University The effect of electric vehicles on a pollution, the advantages and disadvantages of their production.

Keywords: electric car, environmental friendliness, production problems and equipment maintenance.

Люди давно поняли, что шутки с природой могут привести к печальным последствиям, в городах и промышленных центрах доля загрязнения автотранспортом доходит до 70% и более.

Электрический транспорт в России широко распространен.

Каждый день мы видим трамваи, троллейбусы, электропоезда. Также, нередко мы наблюдаем электропогрузчики в магазинах или электрокары на заводах. Рассмотрим, как обстоит дело с электромобилями в России.

Электромобиль – автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электрическими двигателями, питаемыми от аккумуляторных батарей или топливных элементов, установленных на этом же автомобиле.

Электромобиль появился раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. В 1841 году появился первый электромобиль, который представлял собой тележку с электромотором. В 1899 году был создан первый русский электрический омнибус, который изменял скорость движения от 1,6 до 37,4 км/ч. Массовый интерес к электромобилям возник в 1960-е годы из-за экологических проблем автотранспорта, а в 1970-е годы и из-за резкого роста стоимости топлива в результате энергетических кризисов. Однако после 1982 года популярность электромобилей резко снизилась. Это было вызвано резким улучшением положения на нефтяном рынке и налаживанием Генри Фордом массового выпуска «дешевых бензиновых машин». Тема электромобилей была забыта до 1960-х годов XX века, и только в последующие десятилетия она вновь получила развитие.

Рассмотрим преимущества электромобилей перед автомобилями с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

1) Сокращение расходов. Например, заправка автомобиля с ДВС, имеющего бак объемом 50 л стоит в среднем 1800 рублей и позволяет проехать около 500 км, один полный заряд электромобиля с емкостью батареи 16 кВтч стоит от 95 копеек (в ночное время) до 3,8 рубля (днем) за киловатт. Следует отметить, что зарядка электромобиля Tesla на официальных заправках Tesla Motors бесплатна.

2) Снижение загрязнения окружающей среды. Работающий двигатель электромобиля не выделяет никаких вредных газов. Тем не менее, вредные вещества выделяются в процессе производства электроэнергии. Экологичность электродвигателя зависит от типа электростанции. Если для преодоления 64 км автомобилю с ДВС требуется 3,785 литров бензина, а для электромобиля 10 кВтч. 3,784 литра (Галлон) бензина выделяет 8,887 граммов CO 2. Производство эквивалентных 10 кВтч электричества угольными электростанциями выделяет около 9,750 граммов CO2. Следовательно, при таком способе добычи электроэнергии загрязнение окружающей среды больше, чем от ДВС.

3) Уменьшение шума. Электрический двигатель работает практически бесшумно, тогда как двигатель внутреннего сгорания дает в среднем 80-84 дБ.

4) Повышение безопасности. При столкновении датчики отключат аккумуляторы и автомобиль останавливается. Это снижает вероятность получения тяжелых травм как у водителя и пассажиров электромобиля, так и у пассажиров транспортного средства, с которым произошло столкновение.

Несмотря на наличие большого количества преимуществ перед автомобилями с ДВС, электромобили не имеют большого распространения в России. Это обуславливается рядом причин.

Например, серьезной проблемой в эксплуатации автомобиля является отсутствие большого количества станций для подзарядки и ее продолжительное время. Если в Европе заправочные станции для электромобилей постепенно появляются, то в России их количество очень мало. Зарядить электромобиль (например, Tesla) можно тремя способами: от специализированного зарядного устройства, тогда до полной зарядки пройдет 5-8 часов, дома - для зарядки авто от электросети через розетку понадобится около 15 часов, и с помощью зарядки на профильной станции или, как альтернатива — замена АКБ. И то, и другое займет максимум 20 минут. В то время как, заправка автомобиля с ДВС займет в среднем около 3 минут.

Для России существенным минусом внедрения электромобилей на рынок является удешевление нефти. Ведь российская экономика основана на добыче нефти, и переход на альтернативные виды топлива неизбежно приведет к снижению потребления нефтепродуктов и, следовательно, падению экономики.

Еще одним из существенных минусов эксплуатации автомобилей с электродвигателем в условиях нашего климата является то, что пробег без длительной дозаправки ограничен. Например, для Mitsubishi i-MiEV в условиях отрицательных температур это 60-90 км. Включение автономного отопителя уменьшает остаточный пробег на треть.

Также препятствием для внедрения электромобилей на российский рынок становится их высокая стоимость. Для примера рассмотрим автомобиль Volkswagen Golf и Volkswagen e-Golf. Стоимость второй модели, имеющей электродвигатель, почти в два раза превышает стоимость первой, с двигателем внутреннего сгорания. Стоимость Tesla Model S начинается от 5 млн. рублей.

Несомненно, электромобиль проделал огромный путь от салонных концептов до потребителя. В мире производятся и продаются сотни тысяч электрических машин (например, в 2013 году было изготовлено 242 тыс.шт.). Объемы производства данного вида техники выросли за последние 4 года на 44%.

Одной из основных причин отставания нашей страны в этом процессе является дефицит содействия правительства во внедрении электромобилей.

Поддержка могла бы подразумевать:

1) освобождение владельца электромобиля от части налогов;

2) разработку и внедрение выгодных программ кредитования или лизинга;

3) возврат части средств, от покупки электромобиля.

Российской компанией АвтоВАЗ с 2012 года выпускается отечественный электромобиль Lada Ellada. Российский электромобиль пока не имеет большого запаса хода (всего 140 км) и является дорогостоящим (его стоимость составляет около 1,25 миллиона рублей).

Отчасти это стало следствием использования шведского электродвигателя и китайских аккумуляторов. Альтернативой китайским могут стать наши аккумуляторы производства новосибирской компании «Лиотех». Также, в Рязани появилось производство российских электрозарядных станций.

Очевидно, общество, в том числе российское, не готово сейчас отказаться от использования автомобилей с ДВС. В то же время начало к широкому внедрению электромобилей в повседневную жизнь уже положено и постепенно их будет появляться на дорогах все больше и больше. Распространение в России также можно прогнозировать, но только с поправкой на местные условия эксплуатации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Трескова Ю. В. Электромобили и экология. Перспективы использования электромобилей // Молодой ученый. 2016. №12. С. 563-565.

УДК 622.23.05

РАЗРАБОТКА МЕРЗЛЫХ МАТЕРИАЛОВ

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |



Похожие работы:

«ЛАДЫГИН Константин Владимирович ТЕХНОЛОГИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ ОБРАТНООСМОТИЧЕСКИХ МЕМБРАН ПРИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИИ ФИЛЬТРАТА ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Специальность 03.02.08 – Экология (в химии и нефтехимии) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени к...»

«КОМИТЕТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ АДМИНИСТРАЦИИ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ ПРИКАЗ от 14 февраля 2011 г. № 56/01 О ВНЕСЕНИИ ИЗМЕНЕНИЙ В ПРИКАЗ КОМИТЕТА ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕ...»

«4 истории в картинках Я сделал свою первую мультимедийную презентацию в 17 лет. Она предназначалась для большого проекта на школьном уроке биологии и была посвящена загрязнению окружающей среды. Мое слайд-шоу должно было показать всему классу красоту окр...»

«1.2016 СОДЕРЖАНИЕ CONTENTS АГРОЭКОЛОГИЯ AGROECOLOGY Санжарова Н. И., Молин А. А., Козьмин Г. В., Ко Sanzharova N. I., Moline A. A., Koz’min G. V., Ko бялко В. О. Радиационные агробиотехнологии: byalko V. O. Radiation agricultural biotechnologies: приоритетные направления развития и...»

«Международный полевой симпозиум "Болотные экосистемы Северо-Востока Европы", семинар "Проблемы экологической реставрации в зоне многолетней мерзлоты" 22 июля – 4 августа 2017 г. г. Инта, г. Сыктывкар, г. Нарьян-Мар ПЕРВОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПИСЬМО Уважаемые к...»

«РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) (11) (13) RU 2 423 379 C2 (51) МПК C07K 14/47 (2006.01) C07K 5/10 (2006.01) C07K 7/04 (2006.01) A61K 38/17 (2006.01) A61K 38/07 (2006.01) A61K 38/08 (2006.01) A61K 38/10 (2006.01) ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕК...»

«ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ИНЖЕНЕРНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА БЛОК ВЫЧИСЛЕНИЯ РАСХОДА МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ БВР.М РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ 311.03.00.000 РЭ г.Тюмень 311.03.00.000 РЭ СОДЕ...»

«Валерий Борисович Гусев Хозяин черной жемчужины Серия "Дети Шерлока Холмса", книга 40 Текст предоставлен издательством "Эксмо" http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=177962 Хозяин черной жемчужины: Эксмо; Москва; 2009 ISBN 978-5-699-33383-7 Аннотация Братья Дима и Алешка очень подружились...»

«ISSN 1994-0351. Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2014. Вып. 2 (33). www.vestnik.vgasu.ru _ УДК 504.056 И. К. Яжлев МЕХАНИЗМ ГАРАНТИРОВАННОЙ ЛИКВИДАЦИИ НАКОПЛЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА ПРИ РЕОРГАНИЗАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ГОРОДСКИХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ Рас...»

«Рабочая программа дисциплины Б1.В.ДВ.7.1. Биология развития человека Направление подготовки: 37.03.01"Психология" Тип образовательной программы: академический бакалавриат Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная Содержание 1. Цели и задачи дисциплины: 2. Ме...»

«Уважаемые коллеги, друзья! В 2009 году Томский научный центр СО РАН отмечает свое 30-летие, а два первых академических института Сибирского отделения, открытые в Томске, – Институт оптики атмосферы и наш институт – 40-летний юбилей! Этом...»

«Федеральная целевая программа Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы· экология Под редакцией докт. техн. наук, проф. Г В. Тягунова, докт. техн. наук, проф. Ю. Г Яр...»

«Раздел [RUS] ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ, СТРОИТЕЛЬСТВО [ENG] ENGINEERING SCIENCES, CONSTRUCTION Страницы 37-44 Тип [RAR] Научная статья Коды [УДК] 628.35 (075):502.3 Заглавие [RUS] ГЛУБОКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД С ПРИМЕНЕНИЕМ БИОХИМИЧЕСКИХ И МЕМБРАННЫХ МЕТОДОВ [ENG] INTEGRATED WASTE WATER TREATMENT BY BIOCHEMICAL AND MEMBRANE TEC...»

«Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2014. Вып. 10. С. 68–76. УДК 582.594.2:[581.46+581.5] (477.75) ОСОБЕННОСТИ АНТЭКОЛОГИИ ЯТРЫШНИКА ПРОВАНСКОГО (ORCHIS PROVINCIALIS, ORCHIDACEAE) В КРЫМУ: ФЕНОЛОГИЯ, ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ, МОРФОМЕТРИЯ...»

«муниципальный район Кошкинский Раздел "Охрана окружающей среды и природопользования" на 2014 год и плановый период 2016 – 2018 годов За последние пять лет состояние окружающей среды на территории муниципального района Кошкинский удовлетворительное. Экологическая сит...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт биологии Кафедра зоологии и эволюционной экологии животных Сорокина Н.В. Териология Учебно-методический комплекс. Рабочая п...»

«Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2011. – Т. 20, № 2. – С. 31-43. УДК 598.1(091)(470.53) ОБ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ ГЕРПЕТОФАУНЫ ПЕРМСКОГО КРАЯ 2011 А.Г. Бакиев, Н.А. Четанов* Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти (Россия) Поступила 14 октября 2010 Д...»

«1 Содержание Введение..3 Глава I.Фонды оценочных средств как необходимый элемент реализации ФГОС..6 Понятие"Фонд оценочных средств".7 1.1. Виды и функции фонда оценочных средств.8 1.2. Глава II.Создание фонда оценочных средств по биологической химии..34 2.1. Фонд тесто...»

«Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2013. – Т. 22, № 4. – С. 161-170. УДК 903.61; 903.532 ЭПОХА МЕГАЛИТА НА ТЕРРИТОРИИ СОЧИНСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА © 2013 Н.И. Марков, Д.Н. Марков1 ФГБУ "Сочинский национальный парк", г. Сочи, Краснодарский край (Россия) Пост...»

«ДИКТоФОН Газета государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения Дзержинский индустриальнокоммерческий техникум Основана в 2013 году Выпуск № 18 январь 2017 г.Читайте в выпуске: "Строительство и эксплуатация зданий и Ура, Ура,...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2008. №4. С. 95–100. УДК 615.32 + 582.565.2 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СОКА КАЛЛИЗИИ ДУШИСТОЙ (CALLISIA FRAGRANS WOOD.) И ЕГО АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ (IN VITRO) * Д.Н. О...»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru СИСТЕМА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ В ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ВЕДОМСТВЕННЫЙ РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ КОНЦЕПЦИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ДОЧЕРНИХ ОБЩЕСТВАХ И ОРГАНИЗАЦИЯХ ОАО "...»

«Вісник ОНУ Том 17, випуск 4(44) 2012. Хімія УДК 543.7: 543.422: 546.655 А. О. Стоянов1, В. П. Антонович1, А. Б. Щербаков2, И. В. Стоянова1, Н. А. Чивирева1 Физико-химический институт им. А.В. Богатского...»

«УДК 577.152.193 ВЭЖХ-АНАЛИЗ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ ПСЕВДОПЕРОКСИДАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ ФЛАВОНОЛОВ МЕТГЕМОГЛОБИНОМ Е.В. Бондарюк, В.В. Сенчук Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь Флавонолы – природные биологически активные полигидроксипроизводные 2фенил)-хромен-4-она [1]. Ряд...»

«Методические рекомендации по изучению дициплины Дисциплина "Коневодство, технология производства конины и кумыса" для студентов специальностей 5В080200 "Технология производства продуктов животноводства", Тема 1. Введение. Происхождение, одомашнение и преобразование лошади. Биологические особенности лошади.1. Состояние и значение отра...»

«ВЕСЕЛОВ Алексей Елпидифорович РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ПОВЕДЕНИЕ МОЛОДИ АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ (SALMO SALAR L.) В ПОТОКЕ ВОДЫ Специальность: 03.00.10. ихтиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на:соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва, 1993 145469 к Работа выполнена на кафедре ихтиологии Московского госу­ дарс...»

«ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ I. Актуальность: В последние годы отмечается тенденция к учащению таких нарушений как задержка роста и полового развития. У каждого шестого подростка выявляют задержку роста с (без) нарушения полового развития. С биологической точки зрения рост pебенка – генетически запрограммированный п...»

«S e MR ISSN 1813-3304 СИБИРСКИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ИЗВЕСТИЯ Siberian Electronic Mathematical Reports http://semr.math.nsc.ru Том 5, стр. 25–41 (2008) УДК 519.61; 577.21 MSC 37M05 О МАТЕМАТИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ПАТТЕРНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АУКСИНА В КОРНЕ РАСТЕНИЙ С. И....»








 
2017 www.kn.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.