Труды XII Всероссийской научно-технической конференции Наука. Промышленность. Оборона

686 Pages·54.382 MB·Russian

Министерство образования и науки Российской Федерации
Новосибирский государственный технический университет
Сибирское отделение Российской академии наук
Академия военных наук
Региональный уральско-сибирский центр
Российской академии ракетных и артиллерийских наук
Межрегиональная ассоциация «Сибирское cоглашение»
Новосибирское высшее командное училище (военный институт)
(филиал) военного учебно-научного центра сухопутных войск «Общевойсковая
академия Вооруженных сил Российской Федерации»
Министерство обороны Российской Федерации
ТРУДЫ
ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
КОНФЕРЕНЦИИ
«НАУКА. ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. ОБОРОНА»
(20-22 АПРЕЛЯ)
Новосибирск
2011
Министерство образования и науки Российской Федерации
Новосибирский государственный технический университет
Сибирское отделение Российской академии наук
Академия военных наук
Региональный уральско-сибирский центр
Российской академии ракетных и артиллерийских наук
Межрегиональная ассоциация «Сибирское cоглашение»
Новосибирское высшее командное училище (военный институт)
(филиал) военного учебно-научного центра сухопутных войск «Общевойсковая
академия Вооруженных сил Российской Федерации»
Министерство обороны Российской Федерации
ТРУДЫ
ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
КОНФЕРЕНЦИИ
«НАУКА. ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. ОБОРОНА»
ПОСВЯЩЕННОЙ 50-ЛЕТИЮ ПОЛЕТА Ю.А. ГАГАРИНА В КОСМОС
(Г. НОВОСИБИРСК, 20-22 АПРЕЛЯ 2011 Г.)
Новосибирск
2011
УДК 355.02/355.242:37.035.7
Т 782
Редакционная коллегия:
Д.т.н. профессор Матвеев К.А., д.т.н. профессор Балаганский И.А., д.т.н.
профессор Дьяченко Ю.В., д.т.н. профессор Ларичкин В.В., д.т.н. профессор
Саленко С.Д., д.ф.-м.н. профессор Коробейников С.М., д.э.н. профессор Карпович
А.И., к.т.н., доцент Гуськов А.В., д.т.н. профессор Курлаев Н.В., д.т.н., профессор
Левин В.Е, д.т.н. профессор Подружин Е.Г., д.т.н. профессор Чичиндаев А.В.
Т 782 Труды XII Всероссийской научно-технической конференции «Наука.
Промышленность. Оборона»; Новосиб. гос. техн. ун-т, - Новосибирск,
2011.
ISBN 978-5-7782-1624-2
Представлены труды XII Всероссийской научно-технической
конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов
«Наука. Промышленность. Оборона - 2011», посвященной 50-летию полета
Ю.А. Гагарина в космос. Материалы представлены по следующим
секциям: сСредства поражения и боеприпасы; Технологические процессы
в промышленности; Безопасность технологических процессов и
производств; Динамика и прочность машин; Самолето- и
вертолетостроение, эксплуатация летательных аппаратов (ЛА) и
авиационных двигателей; Системы жизнеобеспечения и оборудования
ЛА; Системы управления летательными аппаратами;
Гидроаэродинамика; Техника и физика низких температур; Экология.
Природопользование. Защита окружающей среды; Экономика и
управление в промышленности; ракетно-космическая техника.
УДК 355.02/355.242:37.035.7
ISBN 978-5-7782-1624-2 © Матвеев К.А, 2011
© Новосибирский государственный
технический университет, 2011
СОСТАВ ОРГКОМИТЕТА И РАБОЧЕЙ ГРУППЫ
Сопредседатели конференции:
Пустовой Н.В., д.т.н., профессор, председатель совета ректоров Сибирского
Федерального округа, ректор Новосибирского государственного технического
университета (НГТУ);
Андреев В.В., д.т.н., заместитель директора по науке ФГУП НМЗ «Искра»,
заслуженный изобретатель РФ, член-корреспондент Академии военных наук;
Волчков Э.П., академик РАН, д.т.н., профессор, заведующий отделом
«Термогазодинамика» ИТФ СО РАН;
Иванков В.И., председатель межрегиональной ассоциации «Сибирское
соглашение», исполнительный комитет;
Калиновский А.В., генеральный директор ОАО «Новосибирское авиационное
производственное объединение имени В.П. Чкалова», заведующий кафедрой
СиВС НГТУ;
Пегашкин В.Ф., д.т.н., профессор, директор Нижнетагильского технологического
института (филиала) Уральского государственного технического университета –
УПИ имени первого президента России Б.Н. Ельцина, член-корреспондент
Академии военных наук.
Руденко В.Л., д.т.н., директор Нижнетагильского института испытания металлов
(НТИИМ), член-корреспондент РАРАН, член-корреспондент Академии военных
наук;
Серьезнов А.Н., научный руководитель государственного Сибирского научно-
исследовательского института авиации имени С.А. Чаплыгина (СибНИА);
Фомин В.М., академик, директор Института теоретической и прикладной механики
СО РАН;
Чернов С.А. полковник, директор Новосибирского высшего военного
командного училища (военного института) (филиала) военного учебно-
научного центра сухопутных войск «Общевойсковой академии Вооруженных
сил Российской Федерации»
Эдвабник В.Г. к.т.н., д.э.н., член-корреспондент РАРАН, директор ФГУП НИИ
электронных приборов НИИЭП.
Члены Оргкомитета конференции:
Балаганский И.А., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой газодинамических
импульсных устройств (ГДУ) НГТУ;
Гуськов А.В., к.т.н., доцент кафедры ГДУ НГТУ – ответственный секретарь,
профессор Академии военных наук;
Дьяченко Ю.В., д.т.н., профессор кафедры технической теплофизики (ТТФ)
НГТУ;
Карпович А.И., д.э.н., профессор, заведующий кафедрой экономики предприятий
(ЭкПр) НГТУ;
Коробейников С.М., д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой безопасности
труда (БТ) НГТУ;
Курлаев Н.В., д.т.н., профессор, зам.зав. кафедрой СиВС НГТУ;
Ларичкин В.В., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой инженерных проблем
экологии (ИПЭ) НГТУ;
Легкий В.Н., д.т.н., профессор кафедры автономных информационных и
управляющих систем (АИСУ) НГТУ.
Левин В.Е., д.т.н., профессор, заместитель заведующего кафедрой прочности
летательных аппаратов (ПЛА) НГТУ;
Матвеев К.А., д.т.н., профессор, декан факультета летательных аппаратов НГТУ;
Мержиевский Л.А., д. ф.-м. н., профессор, Института гидродинамики им. М.А.
Лаврентьева СО РАН, член-корреспондент Академии военных наук;
Милевский К.Е., к.т.н., доцент кафедры ГДУ НГТУ, профессор Академии военных
наук.
Немировский Ю.В., д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник ИТПМ СО
РАН, член-корреспондент Академии военных наук;
Подружин Е.Г., д.т.н., профессор, (СиВС) НГТУ;
Расторгуев Г.И., д.т.н., профессор, первый проректор НГТУ;
Саленко С.Д., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой аэрогидродинамики
(АГД) НГТУ;
Хмельников Е.А., д.т.н., профессор, Нижнетагильский технологический институт
(филиал), Уральский государственный технический университет – УПИ, член-
корреспондент Академии военных наук;
Чичиндаев А.В. д.т.н., профессор, заведующий кафедрой ТТФ НГТУ.
ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО
Мы отмечаем 50-летие первого полета человека в космос. Навсегда это
событие связано с именем Юрия Алексеевича Гагарина. Виток по орбите
вокруг Земли космического корабля «Восток» стал первым гигантским шагом
человечества в освоении космического пространства.
Люди всего мира, независимо от вероисповедания, от политического
строя их страны по достоинству оценили огромное значение, великий
масштаб этого события, открывшего дорогу Человеку к планетам солнечной
системы и новым мирам у других звезд. Стал осязаемым путь для
осуществления давней мечты человечества о космических межпланетных и
межзвездных путешествиях, о встречах с иными формами жизни.
Сегодня орбитальные космические полеты человека стали нормальными
событиями для проведения научных исследований, апробирования технических
инноваций, опытных разработок и новых технологий. Ближний космос
служит людям в их повседневной жизни, а пилотируемые полеты позволяют
существенно расширять спектр проводимых научных исследований,
накапливать опыт длительного пребывания человека в космическом
пространстве.
Новосибирск как один из крупнейших научно-промышленных центров не
остался в стороне от участия в космических программах своей страны.
Теоретические разработки Академгородка, конструкторские решения
отраслевых научно-исследовательских организаций, комплектующие изделия
для космической техники, изготовленные на промышленных предприятиях
Новосибирска, стали заметным вкладом в деле использования космоса для
людей.
НГТУ с момента своего образования был призван готовить кадры для
предприятий ВПК, научно-исследовательских и академических институтов
существенным образом связанных с космической отраслью. Начало
космической эры и одна из ее главных вех – полет первого человека на
космическом корабле – подняли на неимоверную высоту интерес молодежи и
ее желание работать в отраслях промышленности и науки, которые давали
выход своей продукции в безвоздушное пространство, в ближний и дальний
космос. Наукоемкость этой продукции потребовала и новой высоты знаний,
получаемых в технических вузах страны. Все новейшие достижения науки и
техники стали находить полное отражение в процессе обучения студентов
инженерным специальностям. Для самих студентов участие в научных и
опытно-конструкторских разработках университетов и институтов стало
необходимым условием получения высшего профессионального образования.
Ежегодная научно-техническая конференция факультета летательных
аппаратов НГТУ «Наука. Промышленность. Оборона» в этом году
посвящается 50-летнему юбилею полета в космос Юрия Алексеевича Гагарина.
Доклады специалистов, молодых ученых и аспирантов, студентов
охватывают области науки и техники, связанные с оборонно-промышленным
комплексом страны, в котором значительную долю занимают космические
программы.
Руководство факультета летательных аппаратов и НГТУ поздравляет
всех участников конференции с юбилейной датой, имеющей очень важное
значение для современной России, открывшей дорогу человеку в космическое
пространство 50 лет назад и продолжающей оставаться одним из лидеров в
деле освоения космоса.
Желаем авторам докладов новых творческих успехов, научных
открытий, разработки и осуществления новых технических проектов,
востребованных и внедренных в промышленное производство и реализованных
в виде инновационной продукции, укрепляющей экономическую мощь и
обороноспособность нашей Родины. К этой цели стремились создатели
космического корабля «Восток» и первый космонавт Юрий Алексеевич
Гагарин, давайте будем стремиться и мы!
Оргкомитет конференции
УДК 614.0.06
ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА
ЦЕМЕНТНОМ ЗАВОДЕ
Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск
Абрамова И.С., Илюшов Н.Я.
На цементных заводах для сушки основных компонентов цемента
используется такое взрывоопасное вещество как природный газ. Любая
неисправность на газопроводе в сушильных установках может привести к
выбросу и взрыву газа, что неминуемо приведет к разрушениям и человеческим
жертвам. Кроме того, сама цементная пыль при температурах свыше 190
градусов становится взрывоопасной. В данной работе рассчитаны последствия
данных аварийных ситуаций для «Искитимцемент».
При взрывах газа или пыли образуется ударная волна и пожар типа
«Огненный шар». Расчёт избыточного давления во фронте ударной волны
производился по формуле:
С С К ,
св гп ст н
где Р – максимальное давление взрыва стехиометрической
max
газовоздушно∆й(cid:1842) см=ес(и(cid:1842)(cid:3040) в(cid:3028) з(cid:3051)а−мк(cid:1842)н(cid:2868)у)т∙о(м( (cid:1865)об(cid:1852)ъ)е⁄м(е(cid:1848), о∙пре.д.е)л)я∙е(м1о0е0 ⁄экспе)р∙и(м1е⁄нта)льно или
по справочным данным. При отсутствии экспериментальных или справочных
данных допускается принимать Р равным 900 кПа;
max
Р – начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101кПа);
0
m – масса ГГ, вышедших в результате аварии в помещение:
с – плотность газа при расчетной температуре t , кг·м3;
г p
Z – коэффициент участия горючего вещества во взрыве, который
допускается принимать для горючих газов Z = 0,5;
V – свободный объем помещения;
св
С – стехиометрическая концентрация ГГ, %(об);
ст
К – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и
н
неадиабатичность процесса горения. К допускается принимать равным 3.
н
Интенсивность теплового излучения при «Огненном шаре»
рассчитывется по формуле:
где E — cреднеповерхностная плотность теплового излучения пламени,
f
кВт/м2; (cid:1869) = (cid:1831)(cid:3033) ∙ (cid:1832)(cid:3044) ∙ (cid:2028),
F — угловой коэффициент облученности;
q
t - коэффициент пропускания атмосферы.
Расчёты проводились для максимально возможной массе газа, вышедшей
при аварии на газопроводе и равной 142 кг и максимально возможной массе
пыли равной 13,6 кг.
Результаты расчётов приведены в таблице 1.
7
Таблица 1 – Результаты расчётов основных показателей поражающих
факторов
Разгерметизация
Наименование
газопровода в Выброс горючей пыли
показателя
помещении
Масса горючих газов
(пылей), вышедших в 142,404 13,6
атмосферу, кг
Избыточное давление
74 14
взрыва ∆Р, кПа
Избыточное давления на
фронте ударной волны,
1700 8,484
DP , кПа
ф
Таблица2 - Последствия действия избыточного давления ударной волны
и теплового излучения на человека
Среднее число
Величина людей в
Расстояние
избыточного соответствующей
Уровень поражения до центра
давления, зоне действия
взрыва, м
кПа ударной волны,
чел.
Летальный исход 300 3,5 8
Перелом ребер 130 26 6
Состояние контузии 70 42 5
Общее сотрясение
организма, кровоизлияние
50 83 58
в легкие, мышечное
кровоизлияние
Разрыв барабанных
20 250 4
перепонок
Число пораженных от действия ударной волны – 81 человек.
Таблица 3 - Зависимость величины теплового потока от расстояния до его
центра
Расстояние до Тепловой поток, q, Доза теплового
центра огневого шара кВт/м2 излучения,
105 Дж/м2
25 40,131 160,524
40 18,963 75,852
60 7,344 29,376
70 4,756 19,024
80 3,42 13,68
8
Выводы: Минимальное безопасное расстояние для человека при взрыве
газа будет 300 м, при взрыве пыли – 30м.
Библиографический список:
1. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного
характера: Учеб. Пособие/ В.А. Акимов, Ю.Л. Воробьев, М.И. Фалеев.-
М..:Вышк.Шк., 2006-599с.
2. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учеб. Для студ.высш.учеб.
заведений/ Б.С. Мастрюков. – 3-ое изд., перераб. И доп.- М.: издательский
центр «Академия», 2006.
3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: / под ред. Н.К. Шишкина.-
М.: ГУУ,2000.
УДК 629.78.018
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТ ПЕРВЫХ ТОНОВ
КОЛЕБАНИЙ В ПОПЕРЕЧНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ ПАРНОЙ
ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКИ
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.
Решетнёва», г.Железногорск
Алюкаев П.З., Дрыжак В.Б., Маринин Д.А., Матюха Н.В., Лысенко Е.А.
С целью определения частот первых тонов колебаний парной полезной
нагрузки (ППН) в поперечных направлениях при её закреплении на жёстком
основании были проведены модальные испытания методами классического и
операционного модального анализа.
Испытания первого этапа проводились в следующей последовательности:
- предварительный обзор мод методом возбуждения в конструкции
синусоидальных колебаний в диапазоне частот 2-20 Гц, скорость сканирования
0,5 окт/мин (определение частот мод колебаний по оптическому датчику;
- нагружение широкополосной случайной вибрацией (ШСВ) в диапазоне
частот 0-24 Гц с регистрацией откликов конструкции по акселерометров В1-В5;
- сканирование в узком диапазоне частот со скоростью сканирования 0,1
окт/мин в области обнаруженной первой формы колебаний;
- точная отстройка частоты выделенной формы из условия достижения
ортогональности фазы вынуждающего воздействия и отклика конструкции (по
перемещению);
- возбуждение конструкции на определенной ранее частоте, со снятием
воздействия для регистрации затухающих колебаний.
Схема испытаний приведена на рисунке 1. Для проведения измерения
отклика конструкции был применен оптический датчик перемещения. Для
9