АКТУАЛЬНЫE ПРОБЛEМЫ СОВРEМEННОЙ НАУКИ EСТEСТВEННЫE НАУКИ ЧАСТИ 17-21 САМАРА 2002 38 С 2

-динамическая вязкость;
-кинематическая вязкость.
Однако на наш взгляд, необходимо рассмотреть:
-сдвиговую вязкость, которая проявляется при сдвиговой деформации слоёв;
-объёмную вязкость, проявляющуюся при всестороннем сжатии;
-ударную вязкость, которая характеризует динамическую прочность материалов. Для исследования вязкости необходимо использовать физические методы.
Прежде всего метод молекулярной акустики, который основывается на определении зависимости коэффициента поглощения от частоты звука.
Изучение физики трения создаёт фундамент формирования у студентов-будущих инженеров-строителей целостных представлений о механических и защитных свойствах конструктивных строительных материалов.

УДК 69.022.3:699

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
ОТ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Павлов А.А.; СамГАСА, г.Самара

Органические и неорганические теплоизоляционные материалы по-разному изменяют коэффициент теплопроводности в зависимости от увлажнения. В материале различают свободную и сорбционно-связанную влагу. Из них последняя не влияет на перемещения влаги в материале.Необходимость исследования термовлажностных процессов в материале вызвана тем, что основная характеристика - теплопроводность существенно связана с содержанием свободной воды. Можно предположить, что зависимость между влажностью и коэффициентом теплопроводности определяется количеством свободной воды и должно исходить из условия его уменьшения. Был проведён статистический набор данных по коэффициентам теплопроводности для положительных температур в разных условиях влажности в зависимости от плотности и пористости теплоизоляционных материалов. Большинство органических теплоизоляционных материалов имеют плотность от 50..300 кг/м3. Минеральные же могут быть теплоизоляционными и теплоизоляционно-конструктивными. При этом плотность меняется от 200 до 1500 кг/м3. В результате исследования характера функции теплопроводности от плотности(?) и влагосодержания(W) было выявлено, что наиболее подходящей оказалась степенная функция. Параметр плотности для минеральных ТИМ изменялся от 300 до 2300 кг/м3. Плотность реальных ТИМ, как правило, не превышает 300-400 кг/м3, но проделанная работа была направлена на то, чтобы доказать, что данному закону подчиняется весь ряд значений плотностей. Вид функции следующий: ?(?,W)= 0.0759*1.0379W*1.0112?*1W(?. Построены графики соответствия коэффициента теплопроводности двум характеристикам - плотности и влагосодержания. Из графика зависимости коэффициента теплопроводности от плотности видно, что кривая коэффициента теплопроводности при сухом состоянии материала к концу сближается с кривой коэффициента теплопроводности влагосодержанием 30%. Это говорит о том, что при большой плотности главным параметром является последняя, а влажность фактически не влияет на материал. Также в зависимости от средней пористости (P=11..88%) построена следующая зависимость: ?(P,W)= 1.4986*0.9955W*0.9706P*1.0004W(P. Для органических материалов были проведены такие же подсчёты, за исключением того, что плотность этих материалов изменялась от 50 до 300 кг/м3. Это вызвано технологией изготовления органических ТИМ. Аналогичные зависимости для органических ТИМ приведены ниже: ?(?,W)= 0.0351*1.0378W*1.0027?*1W(?; ?(P,W) = 1.6333*0.9994W*0.9625P*1.0004W(P. При увеличении плотности и при уменьшении пористости, влагосодержание отходит на второй план. Вероятно, что характер зависимости коэффициента теплопроводности от плотности и влагосодержания будет иным.

Секция СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО И АГРОБИОХИМИЯ,
специальность 06.00.00

УДК 632.11
ВЛИЯНИЕ СРОКОВ ХРАНЕНИЯ НА ФИТОСАНИТАРНОЕ
СОСТОЯНИЕ И ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН ЯРОВОЙ
ПШЕНИЦЫ В ЛЕСОСТЕПИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

Борисенков И.Е., sai@transit.samara.ru, муниципальный лицей, г.Кинель

Для исследований была взята мягкая яровая пшеница Кинельская 59 урожаев 1999, 2000, 2001 гг. Образцы зерна яровой пшеницы были получены в Поволжском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова. Исследования проводились в ноябре-декабре 2001 г. на кафедре защиты растений Самарской государственной сельскохозяйственной академии. При трехлетнем хранении семян яровой пшеницы Кинельская 59 их лабораторная всхожесть незначительно отличалась по годам. У семян, выращенных в засушливые годы (1999, 2001 гг.), лабораторная всхожесть была на 9-12% ниже, чем полученных в более влажные годы (2000 г.). Масса 1000 зерен при этом также уменьшается на 7-19%, что необходимо учитывать при расчетах норм высева. При увеличении сроков хранения семян пшеницы происходит уменьшение размеров зародышевых органов у их семидневных проростков в лабораторных условиях. Особенно заметно происходит уменьшение длины зародышевого корня. Через год хранения длина зародышевого корня у семян уменьшается на 12,2, а через 2 года на 29%, длина колеоптиле - соответственно на 12,0-12,2%, ростка - на 9,0-10,7%. Для всех исследованных семян яровой пшеницы Кинельская 59 независимо от сроков хранения рекомендуются ранние сроки посева, т.к. длина их ростков через 7 дней проращивания превышает длину зародышевых корней на 4-5 см. Глубина заделки семян пшеницы в почву не должна превышать длину колеоптиле в связи с этим посев семян урожаев 1999, 2000 гг. необходимо произвести на глубину 4-4,5 см, а 2001 г. - на 4,5-5 см. Предпосевную подготовку почвы следует проводить на глубину, не превышающую глубину посева. После посева в сухую погоду рекомендуется проводить предпосевное и послепосевное прикатывание, а во влажную - только предпосевное. От сухих лет к влажным зараженность семян яровой пшеницы грибами рода Fusarium и плесневыми грибами Alternaria spp. и Penicillium spp. увеличивается соответственно в 1,9-2,7, 1,7-3,1 и 1,3-1,4 раза, а корневыми гнилями В.sorokiniana, напротив уменьшается в 1,6-2,3 раза. Зараженность семян B. sorokiniana составляет 12-27, Fusarium spp. - 7-18. Столь высокая зараженность зерна корневыми гнилями и плесневыми грибами требует обязательного протравливания зерна перед посевом. Против них могут быть рекомендованы следующие фунгициды: ТМТД, Максим, Раксил, Премис, Витавакс, Витатиурам, Фенорам, Байтан-универсал (Каплин, Леонтьева и др., 2000). Семена пшеницы рекомендуют протравливать при их зараженности В. sonokiniana более 10%, а В. sorokiniana и Fusarium - более 15%.

УДК 630.187
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ДРЕВОСТОЕВ В
УЧЕБНО-ОПЫТНОМ ЛЕСХОЗЕ БРЯНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ АКАДЕМИИ
Иванов Ю.В., Костюченко Д.А info@ivp.bryansk.ru БГИТА, г. Брянск
Работа посвящена изучению лесорастительных свойств почвы в кв. 46 и 57 Опытного лесничества Учебно-опытного лесхоза Брянской государственной инженерно-технологической академии. Проведено детальное сравнение состава насаждений по данным лесоустройств 1986 и 1993 гг., отражающее влияние почвенно-экологических условий на характер насаждений.
В кв. 46 преобладают относительно богатые и богатые почвы с режимом увлажнения от атмосферно-грунтового до грунтового, что связано с неоднородным рельефом. Преобладание гигро-мезофитной растительности связано также с режимом увлажнения.
По запасу древесины в первом яруса преобладает ель (20,82%), далее - берёза (18,33%), дуб (15,41%), ольха чёрная (14,78%), сосна (14,30%) и др. Общей закономерностью является вытеснение из подроста других видов елью (от 50 до 100%). Кое-где в подросте встречается обильное возобновление клёна; наличие лещины и липы в подлеске указывает на высокое плодородие почв. Интенсивное увлажнение подтверждает произрастание крушины и бересклета, наличие в живом напочвенном покрове таволги вязолистной, крапивы двудомной, медуницы неясной, осок и зеленчука жёлтого. Присутствие кислицы обыкновенной указывает на кислую реакцию среды в почве, которая вызвана длительным произрастанием ели.
В ходе исследований отмечено снижение плодородия почв в некоторых выделах по сравнению с 1986 г. Также заметна смена типов леса, которая вызвана снижением уровня атмосферных осадков в 1993 г. (662,2 мм) по сравнению с 1986 г. (694,2 мм). Хорошо видна эта смена в выделах на возвышенных участках рельефа, которые в результате поверхностного и грунтового стоков испытывают недостаток влаги.
Как показал сравнительный анализ динамики древостоев в 1986 и 1993 гг., приоритет в формировании будущих насаждений останется за елью. Создание лесных культур сосны (или культур других видов) потребует больших экономических затрат, которые необходимы для проведения известкования почв, внесения азотных удобрений, своевременного проведения рубок ухода.

УДК 582.29:511.510.04

ЛИХЕНОИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ДИОКСИДОМ СЕРЫ В ПОСЕЛКАХ ГОРОДСКОГО ТИПА
В ЛЕСОСТЕПИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

Калинин М.И., sai@transit.samara.ru: муниципальный лицей, г.Кинель

Исследования проводились в ноябре 2001 г.в поселке городского типа Усть-Кинельский, Кинельского района. Население поселка составляет около 3,5 тыс. человек. Видовой состав эпифитных лишайников п. Усть- Кинельский и его окрестностей отличается сравнительной бедностью. На коре деревьев их выявлено 5 видов. В поселке отмечено всего два вида: Xantoria parietina и Physcia aipolia. По мере удаления от поселка на 2-3 км к ним добавляются еще три вида: Physcia hispida, Parmelia acetabubum, P. caperata, а общее проективное покрытие лишайников возрастает в среднем с 29 до 39%. Выявленные виды лишайников относились к V (Physcia aipolia), VI (Parmelia acetabulum), VII (Physсia hispida, Parmelia caperata) и IX (Xanthoria parietina) классам полеотолерантности, соответствующим среднему содержанию SO2 в воздухе в зимние месяцы 50, 60, 70 и 150 мкг/м3 , в большинстве случаев превышающим ПДК (50 мкг/м3). Средневзвешенное содержание SO2 в воздухе с учетом всех выявленных лишайников составляло 61-98 мкг/м3 , что превышает ПДК в 1,2- 2 раза. Загрязнение воздуха SO2 происходит со стороны Самары в связи с преобладанием северо-восточных ветров, а также за счет местных источников (котельные). Наибольший уровень загрязнений отмечен вблизи главной котельной поселка, а наименьший - в 2-3 км от поселка, где он приближается к ПДК. В целом по загрязнению воздуха SO2 экологическую обстановку в п. Усть-Кинельский и его окрестностях следует характеризовать как неблагоприятную. Необходимо предусмотреть меры по снижению загрязнения воздуха газообразными неорганическими соединениями.

УДК 638.138
ПЫЛЬЦЕВОЙ АНАЛИЗ МЕДА

Макеева А.М., sai@transit.samara.ru: Самарская ГСХА, Макеев В.,
муниципальный лицей, г. Кинель

Мёд является ценным продуктом, вкус и аромат которого зависит от доминирующего медоноса. Чтобы исключить ошибку в оценке вкусовых качеств, необходим обязательный пыльцевой анализ, являющийся надёжным критерием для распознания ботанического происхождения и определения категории мёда, отличия натурального мёда от падевого и фальсифицированного. В задачу исследований входило: провести пыльцевой анализ образцов мёда из различных зон Самарской области и сделать заключение о его чистоте, натуральности и ботанической характеристике. Работу выполняли в течение трёх лет (1999 - 2001) на кафедре защиты растений Самарской ГСХА. Ежегодный анализ 25-30 образцов мёда позволил выявить большое разнообразие медоносных растений, на которых работали пчёлы. Обнаружено более 40 видов растений, относящихся к 30 семействам. Чаще всего встречались пыльцевые зёрна донника, подсолнечника, гречихи, осота, клёна, малины. Более богатая и разнообразная растительность оказалась в северной зоне области (20-25 видов), тогда как в центральной. 12-15, в южной - 3-7. Кроме культурных растений пчёлы посещали много дикорастущих трав, кустарников и древесных (лопух, одуванчик, клевер, синяк, пустырник, кипрей, василёк, цикорий, осот, медуница, клен, акация, боярышник, липа, калина, черёмуха).
Таким образом:
1) по доминирующему количеству пыльцевых зёрен сорта мёда Самарской области можно отнести к подсолнечному, эспарцетовому, донниковому, осотовому, осотово-подсолнечному, осотово-донниковому, подсолнечно-гречишному, липово-малиновому.
2) пыльцевой анализ позволяет оценить качество мёда как углеводного корма для пчёл и как продукта питания людей, что обеспечит защиту населения от различных подделок (фальсификации).

УДК 632.11

СРАВНИТЕЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СОРТОВ ЯБЛОНИ
К ВОЗБУДИТЕЛЮ ПЛОДОВОЙ ГНИЛИ

Макеева А.М., sai@transit.samara.ru: Самарская ГСХА, Салманова А.,
школа № 2, г. Кинель

Плодовая гниль (монилиоз) - очень распространенное и вредоносное заболевание. Она поражает плоды не только в садах, но и во время хранения. Потери достигают 20-30%. Для изучения были взяты сорта разного срока созревания: Грушовка Московская и Дочь Папировки (летние); Анис серый и Спартак (осенние); Куйбышевский и Кутузовец (зимние). Полевые учеты и наблюдения проводили в саду Поволжского НИИ селекции и семеноводства, где под пятью деревьями каждого сорта в 5 местах собирали по 50 плодов (а если не было 50, то собирали все опавшие), подсчитывали больные и высчитывали процент поражения. Искусственное заражение здоровых плодов для определения интенсивности распространения гнили выполняли на кафедре защиты растений Самарской ГСХА. Для этого брали по 5 яблок каждого сорта, поверхность которых слегка повреждали иглой и наносили в это место споры гриба. Плоды помещали во влажную камеру (эксикатор). Ежедневно измеряли разрастание гнили. Сорта по-разному реагировали на возбудителя. Более устойчивыми оказались Анис серый (3,1%), Грушовка Московская (3,4), Кутузовец (3,7%). Сильно поражались плоды сортов Дочь Папировки (20,2%), Спартака (22%), Куйбышевского (21,6%). Лабораторные исследования подтвердили полевые результаты: интенсивнее (от 13 до 28 мм за сутки) разрасталась гниль на плодах менее устойчивых сортов (Спартак, Дочь Папировки, Куйбышевский), тогда как у сортов Анис серый и Кутузовец - не более 5 мм. Таким образом, в условиях лета 2001 г. более устойчивыми сортами оказались из летних - Грушовка Московская, из осенних - Анис серый, из зимних - Кутузовец.

УДК 632.11
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН НА УСТОЙЧИВОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ К БОЛЕЗНЯМ

Нижарадзе Т.С., sai@transit.samara.ru: Самарская ГСХА, Позднякова А.,
Муниципальный лицей, г. Кинель

В настоящее время в современных сельскохозяйственных технологиях немаловажное значение отводится различным приемам предпосевной обработки семян. Этим требованиям отвечают способы обработки семян биопрепаратами и физическими факторами (электромагнитное излучение КВЧ - диапазона и модельные пирамиды "египетского типа"), которые отличаются экологической чистотой. Основная цель проводимых исследований - изучить закономерности роста и развития яровой пшеницы сорта Кинельская - 59 в зависимости от предпосевной обработки семян биопрепаратами и на этой основе разработать оптимальный вариант технологии предпосевной обработки семян яровой пшеницы для условий Среднего Поволжья. Трехлетние (2000 - 2002 гг.) мелкоделяночные полевые опыты проводились в севообороте Поволжского НИИСС им. П.Н. Константинова в четырехкратном повторении, делянки размещались систематическим методом. Учетная площадь делянок 10 м2. Обработка семян осуществлялась облучающим устройством серийно выпускаемого аппарата КВЧ-терапии "Явь - 1" с густотой облучения ? = 7,1 мм плотностью энергии не более 10 Вт/см2 в макетах деревянной и медной пирамид "египетского типа", а также биопрепаратами комплексного фунгицидостимулирующего действия Агат - 25К (40 мл/т) и Экстрасол - 55 (1 л/т). Бурую ржавчину, мучнистую росу и корневые гнили, поражающие листья, генеративные органы и корневую систему учитывали по методике Шуровенкова, Ченкина (1984). Физические обработки семян в среднем за три года по всем вариантам опыта повышали энергию прорастания (от 2,3 до 8,6%) и лабораторную всхожесть (до 10%) яровой пшеницы. Применение только одного биопрепарата Агат - 25К ежегодно повышало энергию прорастания и лабораторную всхожесть соответственно до 6 и 8%. Применение биопрепаратов Агат - 25К и Экстрасол 55 на изучаемом сорте повышало устойчивость растений к корневым гнилям, бурой ржавчине и мучнистой росе. За два года исследований (2000-2001 гг.) на сорте Кинельская - 59 из физических обработок максимальная эффективность в повышении устойчивости растений к заболеванию была получена при обработке семян сухих (1 сутки) и мокрых (0,5 суток) в макете деревянной пирамиды. Изучение стимулирующего действия биопрепаратов и физических приемов обработки семян на урожайность и элементы продуктивности показало, что у сорта яровой мягкой пшеницы Кинельская - 59 предпосевная обработка семян биопрепаратами Агат - 25К и Экстрасол 55, а также КВЧ -излучением (при всех режимах) достоверно повышали урожайность (от 0,2 до 6%).

УДК 635.67: 664.8.037.5

ПРОИЗВОДСТВО НОВОГО ПРОДУКТА- СВЕЖЕЗАМОРОЖЕННОЙ САХАРНОЙ КУКУРУЗЫ В ПОЧАТКАХ
Новоселов С.Н., skukuruza@ chat.ru; КБГСХА, г.Нальчик

Уникальный биохимический состав делает сахарную кукурузу ценным пищевым продуктом, по питательности превосходящим зелёный горошек, фасоль и другие овощные. По калорийности и содержанию сухого вещества, углеводов, масла сахарная (овощная) кукуруза превосходит все овощные культуры, уступая им лишь по содержанию каротина, витамина В2 и аскорбиновой кислоты. Средняя потребность в замороженных початках на одного человека в неделю составляет 0,3 кг. В мире сахарная кукуруза пользуется большим спросом, среди замороженных продуктов на ее долю приходится 9% от общего спроса на замороженные плоды и овощи.
В этой связи исследования по созданию и сбыту нового для рынка нашей страны диетического продукта - сахарной замороженной кукурузы являются актуальными и, как мы надеемся, весьма интересными не только для специалистов, но и для рядовых потребителей. Необходимые исследования были проведены в условиях Кабардино-Балкарии. Была разработана и апробирована технология заморозки сахарной кукурузы и налажено производство экспериментальной партии свежезамороженных початков. По истечении 3 и 6 месяцев хранения дегустировались 18 образцов гибрида НИКА 353 авторской селекции, хранившихся при двух температурных режимах и девяти способов предварительной подготовки. В результате проведения дегустации были получены положительные отзывы, а замороженные початки рекомендованы комиссией для реализации. Высокое качество продукта подтверждено соответствующими сертификатами.
Свои ценные свойства сахарная замороженная кукуруза не теряет в течении 12 месяцев при температуре хранения -15 - 180С. Кроме того, она характеризуется быстротой и простотой кулинарной обработки - варится 5 - 10 минут.
Сахарная кукуруза не накапливает нитраты - и является экологически чистым продуктом: при его выращивании, предварительной подготовке и собственно заморозке, а также хранении и упаковке не используются химические вещества и консерванты.
Расчетная величина себестоимости на сегодняшний день с учетом минимального размера экспериментальной партии заморозки составляет 3-4 руб за один початок без учета расходов на транспортировку и упаковку. Аналогичная импортная продукция стоит в два-три раза дороже.
Выражаем надежду, что проведенные исследования будут способствовать расширению рынка возможного сбыта сахарной (овощной) кукурузы.

УДК 632.7

ВЛИЯНИЕ НАСЕКОМЫХ - ВРЕДИТЕЛЕЙ НА КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ И ХРАНЕНИИ
В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

Стороженко Л., sai@transit.samara.ru: муниципальный лицей, г.Кинель

Для исследования было взято зерно мягкой яровой пшеницы Кинельская 59 урожая 1999, 2000 и 2001 гг. 1999 и 2001 гг. были засушливые, 2000 г. - сравнительно влажным. По каждому году в трехкратной повторности проанализированы повреждения зерен. Зерна оказались поврежденными клопами-черепашками, пшеничным трипсом, амбарным долгоносиком, мавританской козявкой. Общая поврежденность зерен яровой пшеницы вредителями составила в засушливый 1999 г. 28,6%, в сравнительно влажный 2000 г. она увеличилась до 64% и вновь снизилась в засушливом 2001 г. до 31,6%. При этом поврежденность зерна вредителями во время его формирования и созревания в полевых условиях составила в 1999 г. 16,6%, 2000 г. - 62,3%, а в 2001 г. - 29,6%, а во время хранения зерна урожая 1999 г. - 12,0%, 2000 г. - 2,6%, 2001 г. - 2,0%. При увеличении сроков хранения урожая пшеницы возрастает доля зерна, поврежденного вредителями в условиях склада. Среди него в урожае 1999 г. встречались только зерна, поврежденные амбарным долгоносиком, в урожае 2000 и 2001 гг. - амбарным долгоносиком и мавританской козявкой. Среди насекомых, повреждающих зерно в полевых условиях, в урожаях засушливых лет (1999, 2001 г.) наибольшей была поврежденность зерна клопами-черепашками (11,3 и 15,6%), а во влажный год (2001 г.) - пшеничным трипсом (57,0%).

УДК 633.15: 631.527

БЕККРОССНЫЕ (ВОЗВРАТНЫЕ) СКРЕЩИВАНИЯ
В СЕМЕНОВОДСТВЕ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ

Тарчоков А.Ю., агрофирма "Отбор", г.Нальчик

Низкая продуктивность родительских форм на участках гибридизации и большая потребность в семенах гибридов кукурузы для товарных посевов определяют необходимость совершенствования процесса семеноводства. В последние годы в семеноводстве кукурузы все шире используются беккроссные родительские гибриды для получения трехлинейных с одним беккроссом, двойных с одним беккроссом, двойных с двумя беккроссами и другие варианты. Суть этого заключается в том, что вместо простого гибрида в качестве родительской формы используется возвратное скрещивание (беккросс) с одной из исходных линий.
Однако, дополнительные ступени в звене семеноводства гибрида, связанные с получением беккроссных родительских форм, компенсируется на последней стадии семеноводческого процесса показателем рентабельности и значительным сокращением площадей под участки размножения исходных линий.
В наших исследованиях мы ставили задачу изучить влияние на продуктивность материнских простых гибридов различных типов, и урожайность гибридов I поколения, полученных с использованием этих родительских форм. Беккроссированию подвергались материнские формы зарегистрированных в Госреестре и широко возделываемых в КБР гибридов: РОСС 209 МВ, РИК 301 МВ, Кавказ 412 СВ. В качестве стандарта для беккроссной формы служили оригинальные гибриды.
По результатам наших исследований размножение родительских форм методом беккроссных скрещиваний увеличивает выход семян с единицы площади, что значительно сокращает посевные площади под участки размножения исходных линий. Вместе с тем, беккроссные материнские формы снижают урожай гибридов с участков гибридизации в среднем на 32,4%. Урожай гибридов I поколения, полученных с использованием беккроссных родительских форм, в среднем на 9,97% превышает аналогичный показатель оригинальных гибридов.

Секция ТРАНСПОРТ, специальность 05.22.00

УДК 629.423.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЯГОВОГО
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОЙ
ИЗНОШЕННОСТИ ПАРКА

Булатов А.А., Капранов Н.Н., СамГАПС, г.Самара

Эффективность работы транспортной системы во многом зависит от технического состояния тягового подвижного состава (ТПС). Несмотря на то, что на железнодорожный транспорт начали поставляться локомотивы нового поколения, в ближайшие 5?8 лет большую часть перевозочного процесса на железных дорогах России придется выполнять существующим парком ТПС, а учитывая еще и то, что наметился рост в объемах перевозок, необходимо приложить максимум усилий для сохранения его в работоспособном состоянии.
Увеличение длины плеча обращения и веса поезда отрицательно сказывается на техническом состоянии ТПС. Нормативные документы, определяющие периодичность и объемы технического обслуживания и ремонта ТПС имеют отклонения, которые не могут учитывать все многообразие факторов, воздействующих на ТПС и следовательно не оптимальны для локомотивов даже одной серии. Значительно отличаются условия работы локомотивов одной серии на сети дорог. В полигоне обращения условия работы ТПС также могут значительно различаться.
Анализ фактического ресурса лимитирующих узлов локомотивов показывает, что реальный пробег до замены однотипного оборудования может различаться в1,5-2.5 раза, что значительно превышает предписанное отклонение от межремонтных пробегов на 20%. Жесткая привязка к межремонтному пробегу и объему работ не отвечает требованиям оптимального технического содержания ТПС, поэтому необходимо корректировать как межремонтный пробег, так и объем работ на плановых видах ТОР. Нельзя также полностью перейти на более совершенную систему ремонта по техническому состоянию, поскольку парк локомотивов изношен и оснащение его диагностическими системами сопряжено с техническими проблемами диагностопригодности и значительными финансовыми затратами.
Одним из возможных решений данной задачи, можно предложить для оценки технического состояния разработку таких коэффициентов ЗАТР/ПРОБЕГ, по которым можно оценить техническое состояние и при необходимости принять меры к его улучшению. При этом целесообразно учесть численно уровень оснащенности ремонтного производства и оптимизировать межремонтные пробеги с учетом влияния существенных факторов, в которых будут отражены следующие моменты: срок службы локомотива от постройки, реальное техническое состояние, время года, длина плеча обращения, объем выполняемой работы, вид работы (поездная, вывозная, маневровая и т.п.) профиль пути и его состояние. Это позволит максимально снизить затраты на техническое содержание ТПС.

УДК 629.424.3
ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСХОДА ТОПЛИВА ДЛЯ ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ

Григорьев А.А., Мишина Н.А.; СамГАПС, г.Самара

Топливные системы тепловозных дизелей разомкнутые, что затрудняет применение известных расходомеров на тепловозах. В то же время в условиях непрекращающегося роста цен на топливо, актуальной является задача снижение потребления топлива тепловозными дизелями за счет поддержания их высокой экономичности в процессе эксплуатации. Для этой цели разработан и защищён патентами гидростатический массовый расходомер топлива, обеспечивающий погрешность измерения не более 0,5 - 1 %. Разработанный расходомер не имеет движущихся частей, допускает статическую тарировку, легко перестраивается на необходимые диапазоны измерения.
Гидростатический расходомер состоит из мерной ёмкости, соединённой с топливным баком через электроуправляемый клапан и ручной запорный вентиль, подающего и сливного трубопроводов, переливного трубопровода, осуществляющего слив избытка топлива с мерной ёмкости в топливный бак, датчика гидростатического давления и блока индикации и управления. Блок индикации включает в себя четыре схемы сравнения (компаратора), которые настроены на четыре уровня гидростатического давления. При срабатывании каждой схемы зажигается индикация, которая на 1-м уровне сигнализирует о начале цикла измерения и закрытии электроуправляемого клапана, на 2-м уровне - о включении таймера на измерение временного интервала, на 3-м уровне - о выключении таймера, на 4 - м уровне - об окончании цикла измерения расхода топлива. После этого автоматически открывается электроуправляемый клапан, мерная ёмкость заполняется топливом, индикаторы последовательно гаснут и расходомер готов к новому циклу измерения.
Принцип работы расходомера основан на определении изменения гидростатического давления ?P, которое пропорционально выработанной массе ?G. В качестве датчика гидростатического давления, применяется измерительный комплекс давления ИКД-27ДФ. Диапазон измеряемых давлений 0-0.016 МПа. Измерительный комплекс давления ИКД27ДФ преобразует гидростатическое давление столба топлива в напряжение в диапазоне от 0.8 до 8 В.
Расходомер обеспечивает высокие технологические характеристики, технологичен и прост в обслуживании.

УДК 621.313.04.004.58

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ
В ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Косяков А. А., RSuleymanov@toe.usart.ru; УрГУПС, г. Екатеринбург

В Уральском государственном университете путей сообщения были проведены исследования способа контроля состояния изоляции высоковольтных электрических машин по характеристикам частичных разрядов на примере изоляции якорных катушек тягового электродвигателя. Проблема контроля состояния изоляции высоковольтных электрических машин до сих пор не решена в достаточной степени, в том числе, из-за несовершенства или недостоверности проводимых высоковольтных испытаний. Даже применение новых, более надёжных изоляционных материалов не привело к существенному снижению отказов электрического оборудования по причине пробоя электрической изоляции. Очевидно, необходимо накопление опытных данных при разработке новых методов диагностики. Результаты экспериментальных исследований показывают, что при относительно невысоких значениях испытательного напряжения в электрической изоляции начинают развиваться частичные разряды, которые при определённых условиях могут способствовать ухудшению её состояния и привести к пробою, если не обеспечить своевременный контроль их уровня. На основе опытных данных подтверждена закономерность, проявляющаяся в росте амплитуды частичных разрядов при повышении испытательного напряжения и показано, что амплитудный признак является основным прогнозирующим параметром состояния электрической изоляции. Исследования проводились на макете якоря тяговой электрической машины, одновременно испытывалась электрическая изоляция до десяти якорных катушек. Испытания проводились для пропитанных и непропитанных якорных катушек. Проводилась имитация различных видов внешних воздействий на изоляцию якорных катушек: поверхностное и объёмное увлажнение, нанесение токопроводящей щёточной пыли, механические повреждения. Оказалось, что все эти виды внешних воздействий оказывают влияние на характеристики частичных разрядов и могут быть диагностированы. Эти результаты дают основание утверждать, что при развитии частичных разрядов в изоляции проявляется зависимость максимального кажущегося заряда от величины приложенного напряжения и при определённых условиях можно зафиксировать опасные разряды, не доводя изоляцию до стадии электрического пробоя. Таким образом, результаты исследований частичных разрядов в высоковольтной изоляции электрических машин могут быть использованы как основной прогнозирующий параметр при проведении высоковольтных испытаний как тяговых электрических машин, так и трансформаторов.

УДК 656.225

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО РАЗОГРЕВА ОСТАТКОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ
В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРНАХ

Котельников Р.И., Михеев М.Г., Фишбейн Б.Д., samiit@samiit.ru;
СамГАПС, г. Самара

Задача расчета разогрева остатков нефтепродуктов относится к наиболее общей задаче нестационарного теплообмена. Нагреваемый остаток в силу повышенной вязкости и инертности, по сравнению с источником тепла - насыщенным водяным паром, является малоподвижным. Между участками среды, движущимися с различными скоростями и температурами, передача тепла осуществляется посредством конвективного теплообмена. С помощью конвективного теплообмена тепловые потоки передаются от пара к остатку, от остатка или пара к стенкам цистерны, от стенок цистерны в окружающую атмосферу. В случае неподвижной атмосферы (безветрие) возникает естественная конвекция. Между неподвижными участками среды с различными температурами теплообмен осуществляется посредством теплопередачи. В данном случае теплопередача возникает при передаче тепловых потоков внутри стенок цистерны. Теплопередача возникает также в неподвижных застойных зонах пара или остатка внутри котла цистерны.
При выполнении моделирования процесса выполнены некоторые упрощения, которые можно сформулировать в рамках следующих допущений: 1) среда считается непрерывной, теплопроводной; 2) остаток считается неподвижным, т. е. представляет собой твердое тело; 3) пар подчиняется уравнению состояния идеального газа; 4) теплоемкость и теплопроводность рассчитываемых объектов задается постоянной; 5) коэффициент теплоотдачи при оттоке тепла с наружной поверхности цистерны в свободную атмосферу также считается постоянным; 6) в начальный момент времени весь объем цистерны был занят паром с определенными параметрами P0 и T0; 7) излучением пренебрегается; 8) учет конденсации пара проводится отдельно.
Для описания нестационарного теплообмена в подвижной сплошной среде, записывается для плоского случая в декартовой системе координат система четырех дифференциальных уравнений в частных производных. Уравнения, входящие в систему являются формулировками основных законов сохранения механики для сплошной среды. Первое уравнение устанавливает сохранение массы для элемента среды (уравнение неразрывности). Второе и третье уравнения являются проекциями уравнения сохранения импульса для элемента сплошной среды (уравнения равновесия в проекции на оси x и y). Четвертое уравнение отвечает за энергетический баланс в элементе среды. Это формулировка закона сохранения энергии. Для замыкания системы используется еще одно уравнение для плотности ? (уравнение состояния). В данном случае для пара используется уравнение состояния идеального газа.
Расчет разогрева остатков нефтепродуктов проводится в рамках метода конечных объемов.

УДК 656.225

РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
НА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НЕСТАЦИОНАРНОГО
РАЗОГРЕВА ОСТАТКОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ
В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРНАХ

Котельников Р.И., Михеев М.Г., Фишбейн Б.Д., samiit@samiit.ru;
СамГАПС, г. Самара

В ходе моделирования процесса разогрева остатков нефтепродуктов по методике предложенной авторами (см. тезисы доклада "Математическое моделирование нестационарного разогрева остатков нефтепродуктов в железнодорожных цистернах") получено изменение полей полных температур во времени.
Динамика нагрева остатков нефтепродуктов определяется наличием двух тепловых потоков. Первый тепловой поток является результатом взаимодействия нагретого пара с поверхностью остатка (конвективный теплообмен). Второй тепловой поток является результатом кондуктивного теплообмена (теплопроводность), в результате которого тепло передается от оболочки цистерны. Второй тепловой поток является результатом более быстрого распространения тепла вдоль оболочки цистерны от более нагретого паром участка к менее нагретому участку, который отделен от пара остатками нефтепродуктов. Этот поток определяется тепловыми инерционными свойствами среды - теплопроводность материала оболочки цистерны намного выше теплопроводности остатков нефтепродуктов.
Необходимо отметить, что в реальном процессе предполагается циркуляционное движение остатка, вызванное увлекающим действием со стороны пара, омывающего его поверхность. Такое циркуляционное движение должно увеличить интенсивность теплообмена за счет того, что на границах остатка будут появляться все новые и новые менее нагретые участки нефтепродукта. Градиент температур, а, следовательно, и интенсивность теплообмена в таком циркуляционном движении будет больше.
Вследствие моделирования остатков нефтепродуктов в рамках неподвижной теплопроводной среды, в которой циркуляционное течение отсутствует, за температуру остатков нефтепродуктов принимается их среднемассовая температура.
Необходимо отметить, что при расчете моделировался расчетный режим истечения, т. е. отсутствовали скачки уплотнения при истечении (в случае наличия скачков уплотнения наблюдалось бы резкое изменение скорости). Скачки уплотнения, приводящие к уменьшению скорости течения, могут приводить к нарушению циркуляционного течения пара внутри котла цистерны, что приведет к снижению интенсивности теплообмена.

УДК 656.225

УЧЕТ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ
РАЗОГРЕВА ОСТАТКОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ
В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРНАХ

Котельников Р.И., Михеев М.Г., Фишбейн Б.Д., samiit@samiit.ru;
СамГАПС, г. Самара

В ходе численного моделирования разогрева остатков нефтепродуктов методом конечных объемов (см. тезисы доклада "Результаты математического моделирования нестационарного разогрева остатков нефтепродуктов в железнодорожных цистернах"), не учитывается конденсация пара внутри котла цистерны. Однако, как показывают даже приближенные расчеты, количество теплоты, выделяющейся при конденсации пара, значительно. Ниже приводится условный учет конденсации пара при разогреве.
Конденсация пара учитывается с помощью правила Рихмана для определения температуры смеси:
.
Здесь СРн и СРв - изобарные теплоемкости остатка нефтепродукта и воды, Дж/(кг*К); Lпо - удельная теплота парообразования, Lпо=2,255 МДж/(кг*К); Tн - температура остатка нефтепродукта (по результатам численного моделирования); Tк - температура кипения воды, Tк=373 К; Мн и Мп - массы остатка нефтепродукта и конденсирующегося пара, кг.
Массу конденсированного пара можно определить по зависимости:
,
где Gп - массовый расход пара, кг/с; y(t) - функция времени, которая определяет долю конденсирующегося пара от общего количества пара подаваемого в цистерну в каждый момент времени.
Наиболее простым образом долю конденсирующегося пара в различные моменты времени можно представить с помощью экспоненциальной зависимости. Тогда функция времени может быть представлена как:
.
В начальный момент времени конденсируется максимально возможное количество пара, далее происходит монотонное снижение доли конденсирующегося пара во времени и на бесконечности (по истечении большого промежутка времени) y(t) снижается до нуля, что отвечает наступлению равновесия, т. е. равенству в количествах конденсирующегося пара и испаряющейся воды. Константы a и b функции времени могут быть определены исходя из данных, полученных из экспериментов для аналогичных процессов.

ЗАДАЧА ОПТИМИЗАЦИИ ПОГРУЗКИ ПРОДУКЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО КОМБИНАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Куприянов А.В., Кузнецов В.А., akupr@mainpgu.karelia.ru;
ПетрГУ, г. Петрозаводск

Задача планирования погрузки продукции давно является головной болью руководства большинства из цехов готовой продукции целлюлозно-бумажных комбинатов.
Часто погрузка ведется без должного предварительного расчета, что приводит к неэффективному использованию транспортных средств, значительным временным задержкам, а порой и несоблюдению технологии погрузки.
Не секрет, что качество доставляемой продукции напрямую зависит от соблюдения технологии, а снижение качества влечет за собой претензии заказчика.
Отсюда вытекает острая необходимость разработки автоматизированной системы управления погрузкой и, как следствие, математической модели, четко описывающей предметную область.
Большую трудность представляет также разработка алгоритма трехмерного раскроя трюмов водных транспортных средств, вследствие технологических особенностей погрузки, цилиндрической формы единиц погрузки, а также сложной формы трюмов корабля.
Предлагается к рассмотрению математическая модель и метод решения задачи с использованием методов линейного программирования и генетических алгоритмов.

АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ
НА ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТЕ

Лелюхин А.М., Авенариус И.А. toxic@newmail.ru, МАДИ (ГТУ) г. Москва.
Данная работа посвящена изучению электромагнитной обстановки на транспорте. Значительная доля городских пассажирских перевозок принадлежит безрельсовому электротранспорту - троллейбусу. Он обладает признанными экологическими достоинствами: отсутствие вредных выбросов и низкий уровень шума. Однако для работы тягового электродвигателя требуется напряжение 550 В и рабочие токи порядка 200 А. Нам известны измерения, выполненные в 5-м троллейбусном парке электрических и магнитных полей в стационарных условиях. Целью данной работы было изучить МП при движении троллейбуса.
Для измерений использовался магнитометр квантовый ММ-60, предназначенный для измерения МП Земли и применяемый в магниторазведке.
Измерения магнитной индукции проводились в троллейбусе ЗиУ-682Б. Предполагалось, что основным источником МП в пассажирском салоне является тяговый электродвигатель. Что бы оценить его влияние измерения проводились в точках над мотором на разных высотах: 0,7; 1,2 и 1,8 м от уровня пола. В кабине водителя выбрана точка на высоте 1,2 м и на расстоянии 30 см от головы водителя. При этом было зафиксировано меньшее экранирование поля Земли, чем в салоне. Предположительно на это повлияла большая по сравнению с пассажирским салоном площадь остекления. Поэтому во второй серии измерений была добавлена точка на задней площадке, где площадь остекления такая же как в кабине водителя. Так же добавлена точка на переднем пассажирском месте. Измерения проводились в ручном режиме, каждые 2-3 с, в зависимости от режима движения троллейбуса - при разгоне чаще. Зафиксированы резкие изменения индукции МП. В пассажирском салоне максимальные - вблизи тягового двигателя. С увеличением высоты амплитуда этих изменений снижается. В кабине водителя МП также резко переменное. Во второй серии измерений зафиксированы более низкие средние значения индукции МП. Однако общие тенденции сохранились - резко переменное поле, с уменьшением амплитуды при удалении от двигателя. На задней площадке получены самые низкие средние значения индукции МП с минимальными колебаниями. На переднем пассажирском сидении зафиксированы более резкие скачки МП. Что, вероятно, связано с близостью высоковольтного кабеля.
По полученным данным можно сделать следующие выводы:
* Среднее значение индукции магнитного поля в троллейбусе меньше геомагнитного поля примерно в два раза;
* Она резко меняет свое значение;
* Диапазон колебаний при изменении над двигателем уменьшается с увеличением высоты;
* В кабине среднее значение индукции МП больше, чем в салоне.

УДК 629.424.3

ФОРМИРОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ПО
РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНУТРИЦИЛИНДРОВЫХ
ПАРАМЕТРОВ ДИЗЕЛЯ

Носырев Д.Я., Краснов В.А., kras_vit@mail.ru; СамГАПС, г.Самара

Для регистрации и обработки сигналов быстропеременных процессов происходящих в цилиндрах дизеля разработаны способы и устройства, являющиеся элементами подсистемы ввода параметров быстропеременных процессов. Подсистема является расширением автоматизированной системы испытаний тепловозных дизелей на базе ПЭВМ и многофункционального модуля NVL 08.
В качестве датчиков измерения использовались термостойкие (ДСЕ 097, ЛХ-412), охлаждаемые (ДПС 003, ДДИ-21) и взрывозащищенные (МИДА-ДИ-02П-ЕХ) датчики давления.
Многочисленные исследования процесса сгорания топлива в ДВС, приведенные в последние годы, убедительно доказывают необходимость учета особенностей процесса сгорания, особенно самовоспламенение паров топлива, образовавшихся за период задержки воспламенения.
В тепловозных дизелях, как правило, применяются топливные форсунки с многоструйными распылителями. При этом реализуется объемная схема смесеобразования. В результате в камере сгорания наблюдается существенная неравномерность распределения топлива по объему. Это определяет особенности процессов самовоспламенения и горения топливовоздушной смеси.
Прогрев и испарение топлива в предпламенный период при температуре до 1000?С сопровождается термическим распадом (крекингом) углеводородов и окислением активированных молекул и продуктов крекинга. Появление кислородосодержащих углеводородных молекул определяет способность топлива к самоокислению, протекающему с взрывной скоростью. Самовоспламенение топливовоздушной смеси носит очаговый характер и происходит последовательно в районе каждой топливной струи в зоне с оптимальной концентрацией. Самовоспламенение происходит в режиме взрывного горения, а основное горение топлива - в дифференциальном режиме с наложенным очаговым взрывным горением.
В камере сгорания могут возникать продольные и поперечные колебания давления. Поперечные колебания давления могут иметь тангенциальную и радиальную форму.
Изучение и анализ сложных явлений, сопровождающих процессы впрыска, распыла, смешивания, испарения, самовоспламенения и сгорания топлива проводились с целью формирования диагностических признаков для контроля и диагностирования технического состояния тепловозного дизеля.
Контроль внутрицилиндровых параметров с одновременным контролем давления впрыскивания топлива обеспечивают более тонкую регулировку топливной аппаратуры и равномерности распределения нагрузок по цилиндрам дизеля.

УДК 629.424.3

СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ДИЗЕЛЕЙ ТИПА Д100 В ЭКСПЛУАТАЦИИ

Попадьин С.В., Сурков А.В.; СамГАПС, г. Самара

Проведенный анализ порч и неплановых ремонтов тепловозов в депо в период 1992-2001 гг. показал, что более 45% неисправностей приходится на дизель, из них более 40% - на турбокомпрессор. В результате проведенного анализа эксплуатационной и ремонтной документации отмечены неудовлетворительные газодинамические характеристики дизеля, проявляющиеся в дымной работе дизеля, неполном сгорании топлива в цилиндрах, скоплении в выхлопных коллекторах масла и топлива при переводе дизеля на работу на номинальной мощности. Это приводит к возгоранию масла и топлива в выхлопных коллекторах. При этом температура газов перед турбиной превышает номинальную температуру на 100-200 0С, ротор турбокомпрессора раскручивается до 24000-27000 об/мин, при положенных максимально допустимых 19000 об/мин. При таком числе оборотов ротора происходит разрушение турбокомпрессоров. Связано это с особенностью конструкции системы воздухоснабжения дизелей типа Д100, в связи, с чем турбокомпрессоры имеют большую предрасположенность к помпажированию (неустойчивая работа компрессора, проявляющаяся в пульсации воздушного потока и сопровождающаяся периодическим выбросом воздуха обратно в воздухоочиститель с характерным хлопком). Это вызывает необходимость использования эффективных технических решений в технологии ремонта, с целью увеличения ресурса, повышения надежности и ремонтопригодности. Стендовые испытания турбокомпрессоров в настоящее время являются одними из самых эффективных.
Но, в связи с тем, что диапазон измерения режимов существующих стендов невелик, необходимо совершенствование стендов, с учетом известных технических решений. Для снижения энергозатрат и расширения диапазона режимов испытаний турбокомпрессора предложен экономичный, экологически чистый стенд. Стенд содержит технологический компрессор с регулируемым приводом, испытуемый турбокомпрессор с компрессором и турбиной, два рекуперативных теплообменника, теплообменник-охладитель, регулируемый интерцептор, входную выходную и байпасную магистрали, устройства измерения и управления. Это позволило приблизить условия испытаний к условиям работы турбокомпрессора на дизеле, уменьшить затраты на энергоносители, снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, дать объективную оценку качества ремонта, сборки и соответствия газодинамических параметров нормативно-технической документации. Кроме того, разработанный стенд дает возможность проверить работу масляного контура турбокомпрессора, плотность лабиринтовых уплотнений ротора. Конструкция стенда предусматривает проведение испытаний различных модификаций турбокомпрессора.

УДК 656
ТЕПЛОВЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ
ПОДВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Трунин А.С., Макаров А.Ф.,
tasman@sama.ru (СамГТУ,г.Самара)

В качестве энергоустановок для подводных аппаратов предлагаются турбогазовые и поршневые двигатели, использующие в качестве энергоносителя и рабочего тела унитарные топлива на основе водных растворов нитрата аммония (аммиачная селитра АС NH4NO3) с сорастворимыми горючими веществами (некоторые амины, спирты, уротропин, нитропродукты и др.).
Цикл работы тепловых машин включает подачу унитарного топлива в реактор-парогенератор экзотермического газораспада рабочего тела с образованием низкомолекулярных паров и газов с регулируемыми начальными характеристиками. Продукты термолиза способны к совершению полезной работы с высокой степенью расширения и термодинамическим КПД в существующих или модифицированных паровых исполнительных механизмах (паровая турбина, клапанно-поршневой двигатель).
Существенным преимуществом "безатмосферных" тепловых машин на унитарном топливе является высокий уровень форсирования развиваемой мощности, превосходящий электро-аккумуляторные источники энергии; а по объёмному энергосодержанию и энергоотдаче на единицу массы унитарные топлива на 2 порядка превосходят лучшие серебряно-цинковые аккумуляторы. По этим причинам отпадает необходимость в тяжёлом и опасном аккумуляторном отсеке на подводных кораблях, радиус подводного плавания увеличивается на 2-3 порядка.
Другим преимуществом двигательных установок на унитарном энергоносителе для подводных аппаратов является возможность снижения коэффициента трения об воду. При оптимальной организации отработавшего газового выхлопа вдоль оси подводного аппарата скорость движения под водой в режиме форсирования мощности может быть существенно увеличена.
Топливная экономичность тепловых машин на унитарном топливе существенно увеличится, если в качестве дополнительного окислителя и рабочего тела использовать отработанный воздух из помещений подводного корабля, запасы которого в этом случае должны храниться в сжиженном виде.

УДК 656

ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПАРОГЕНЕРАТОР
ДЛЯ ТОПЛИВНЫХ РАСТВОРОВ

Трунин А.С., Макаров А.Ф.,
tasman@sama.ru (СамГТУ,г.Самара)

Предлагается простейшее устройство для экзотермического газораспада окислительсодержащих топливных композиций. Устройство предназначено для регулируемого процесса превращения жидких энергоносителей в паро-газовую фазу с высокими начальными характеристиками: давлением до 103атм., температурой до 20000К. Жидкие энергоносители должны содержать необходимое количество окислителя для поддержания положительного теплового баланса газораспада всей смеси в экзотермическом режиме с учётом присутствия "балластного" растворителя, например, воды.
Устройство не содержит движущихся частей и состоит из корпуса в виде сплошного металлического цилиндра из жаропрочного коррозионноустойчивого сплава, в теле которого просверлены сквозные параллельные каналы для организации возвратно-противоточного движения продуктов. Торцы корпуса закрываются крышками со штуцерами ВВОД растворов и ВЫХОД парогазовых продуктов термодеструкции. Внутренний объём каналов загромождается телами из жаропрочных материалов в форме шаров, цилиндров, трубок с целью оптимизации реакций газопревращения жидкой фазы, а также для исключения возможности теплового взрыва или детонации исходной топливной композиции в объёме устройства.
Давление продуктов на выходе и их скорость истечения из реактора-парогенератора определяются давлением подачи в реактор исходного раствора, тепловым балансом экзотермических реакций, содержанием "балластного" растворителя и внутренним газодинамическим сопротивлением загромождённых каналов продуктам распада.
Устройство может быть использовано для генерации высоконапорных газовых потоков, в т.ч. для совершения полезной работы в тепловых машинах, в т.ч. при дожигании горючих продуктов газораспада топливных композиций в атмосферном или сжатом воздухе с дополнительным энерговыделением.
Устройство-парогенератор перед началом работы прогревается выше температуры вспышки исходной окислительсодержащей топливной композиции.

УДК
БЕСКОМПРЕССОРНЫЙ ГАЗОВОЗДУШНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
НА ОКИСЛИТЕЛЬСОДЕРЖАЩЕМ ТОПЛИВЕ

Трунин А.С., Макаров А.Ф., Темиров Н.Ю.
tasman@sama.ru (СамГТУ, г.Самара)

Предлагается схема конструкции воздушно-реактивного двигателя без компрессора, турбины и движущихся механических частей для летательных аппаратов и суборбитальных транспортных средств. Рабочий процесс сгорания энергоносителя внутри трубчатого сегмента из жаропрочного материала организуется подачей двух или нескольких высоконапорных газовых струй под оптимальным углом к внутренней поверхности трубчатого сегмента по касательной, с образованием соответственно двух- или многозаходных спиральных витков внутри жаропрочного корпуса с расположенным далее реактивным соплом. При спиралевидном движении компонентов происходит их взаимное диффузионное и турбулентное сгорание в поле центробежных сил, с максимальным давлением и температурой на периферии и высоким разряжением в центрально-осевом пространстве. Набегающий поток атмосферного воздуха, попадая через диффузор в спирально-вихревое поле, принимает участие в рабочем процессе как дополнительный окислитель и рабочее тело. При этом степень сжатия газов и развиваемый реактивный импульс зависят от начальной скорости исходных газовых струй, угла подачи и шага винтовой поверхности сгорания, а также от соотношения расходуемых масс воздуха из атмосферы и подаваемых компонентов. Первоначальная тяга развивается за счёт энергоотдачи исходных газовых струй окислителя и горючего, продукты реакций которых выбрасываются через реактивное сопло. При увеличении скорости движения летательного аппарата возрастает скоростной напор и доля участия атмосферного воздуха, по мере чего подача окислителя на винтовую поверхность сгорания уменьшается, а в пределе гиперзвукового стратосферного полёта двигатель работает в обычном прямоточном режиме с дозированием сжатого окислителя-воздуха через регулируемый диффузор.
Подача высоконапорных исходных потоков горючего и окислителя осуществляется через газогенераторы термолиза жидких фаз на основе окислителя нитрата аммония и сорастворимых высококалорийных горючих (спирты, уротропин, нитропродукты). Поток "горючего" формируется подачей в газогенератор раствора с содержанием горючих 30-70% по массе; поток "окислителя" - раствор чистого нитрата аммония, сжатый воздух или кислород. Газогенераторы располагаются в "горячих" зонах по внешней поверхности жаропрочного корпуса двигателя.

УДК
РЕАКТИВНЫЙ ВИНТ НА УНИТАРНОМ ТОПЛИВЕ

Трунин А.С., Макаров А.Ф., tasman@sama.ru, (СамГТУ, г.Самара)

Предлагается использовать в качестве движителя сверхмалых летательных аппаратов (СЛА) воздушный винт, приводимый в движение реактивным выхлопом из паро-газогенераторов унитарного топлива, расположенных на диаметральных лопастях винта оптимальных размеров. Унитарное топливо в виде концентрированных растворов на основе нитрата аммония с сорастворимыми горючими веществами по топливопроводам внутри аэродинамических лопастей за счёт центробежных сил поступает к горячим паро-газогенераторам, где происходит экзотермический термолиз и газораспад энергоносителя, а продукты выхлопа выбрасываются через реактивные сопла на концах лопастей, создавая момент сил для вращения движителя-винта. Первоначальный тепловой и реактивный импульс достигаются сжиганием специальных пиропатронов, разогревающих паро-газогенераторы минимальной массы свыше температуры самовоспламенения энергоносителя, или от внешнего электроимпульса.
КПД реактивного винта на унитарном топливе будет расти с увеличением оборотов, увеличивающих центробежное давление энергоносителя, что приводит к увеличению давления реактивного выхлопа, скорости истечения рабочего тела и реактивной тяги. Регулирование мощности и тяги движителя СЛА осуществляется простым изменением подачи унитарного топлива в паро-газогенераторы. Размещение винта в лёгком трубчатом сегменте позволит избежать потерь на боковой разлёт газовых масс и существенно увеличит направленность и импульс всего газовоздушного потока за счёт дополнительного нагрева протекающего воздуха горячим реактивным выхлопом. Для СЛА в режиме вертикального взлёта целесообразно далее горизонтальное изменение оси СЛА и более экономичный полёт на основном участке в "самолётном" режиме с участием несущих аэродинамических плоскостей и воздушных рулей.
Преимуществом реактивного движителя-винта является отсутствие дви гателя как отдельного агрегата, конструктивная простота, отсутствие топливных насосов и всех вспомогательных систем, а также отсутствие движущихся механических частей (за исключением самого движителя-винта).

<< Пред. стр. 2 (из 3) След. >>

Список литературы по разделу