ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

В данной работе представлена приближённая методика проектирования пиротехнических систем. При проектировании пиротехнических систем были рассмотрены следующие проблемы: -Выбор оптимального энергодатчика системы, т.е. типа и количества пиропатронов. -Выбор оптимальных коммуникаций для подвода энергии к исполнительному органу (пирозамку). -Определение давления, создаваемого датчиком в предпоршневом объёме исполнительного органа, до начала рабочего периода системы. -Определение закона изменения давления в процессе рабочего периода исполнительного органа. -Определение кинематических параметров отделяемой массы. Актуальность данной работы подтверждается широким применением пиротехнических устройств в ракетно-космической технике.

Отказы машин, работающих в условиях Крайнего Севера, часто связаны с хрупкими разрушениями их деталей. Надежность и работоспособность деталей машин при низких температурах зависит не только от их прочностных характеристик, но в значительной мере и от их характеристик пластичности и склонности их к хрупкости. Проведенные испытания резьбовых деталей показали существенную зависимость характера разрушения от диаметра стержня резьбовой детали, наклепа поверхности резьбы, характера действующей нагрузки. Предлагается при проектировании резьбовых соединений, работающих при низких температурах, определять температурный порог хрупкости, используя базовое значение порога хрупкости, полученное при испытании резьбовых деталей в виде болтов с резьбой М12, выполненных из стали 45 с нарезанной резьбой, и введением поправок, учитывающих конструктивные, технологические и эксплуатационные факторы. Хрупкое разрушение такой детали исключено, если её температурный порог хрупкости с учетом указанных факторов окажется ниже температуры эксплуатации.

В работе проводится исследование течения рабочей жидкости в торцевом зазоре пластинчатого насоса двукратного действия, а также в проточной части шестеренного насоса на основе фундаментальных уравнений механики жидкости. Изучается влияние чисел Рейнольдса и Зоммерфельда на коэффициент расхода жидкостей через торцевой зазор. Оценивается влияние вязкости рабочей среды на течение в зазоре. Внимание уделяется сравнительному анализу использования двумерного и трехмерного подходов к численному моделированию работы шестеренного насоса. Задача решается методом вычислительной гидродинамики (Computational Fluid Dynamics). В работе получены зависимости величин коэффициента расхода от чисел Рейнольдса и Зоммерфельда для пластинчатых насосов двукратного действия. Проведено сравнение результатов, полученных численно с результатами, полученными с помощью полуэмпирической формулы. Получены значения объемного, механического и полного КПД пластинчатого насоса при разных значениях торцевых зазоров. Показано определяющее влияние безразмерного критерия Зоммерфельда и слабое влияние числа Рейнольдса при расчете утечек в торцевых зазорах пластинчатых насосов. Показано, что двухмерная модель шестеренного насоса с приемлемой точностью позволяет получить напорную характеристику насоса. Но в области высоких напоров совместно с ней необходимо использовать модель торцевого зазора.

Приводится историческая справка об основных этапах развития погружных насосов и мешалок. Рассматриваются сооружения – аэротенки при их использовании в процессах очистки сточных вод, как практическая задача по внедрению мешалок погружного типа. Приводятся сведения о Международном стандарте ISO 21630, с расчетным параметром тяга (Thrust), Н, или сила осевого давления, вызванного работой лопастей мешалок на опору. Для сравнения предложено использовать ее относительную величину – удельная эффективность, Н/кВт. Даны сведения о классификации мешалок и об основных принципах их расстановки в аэротенках. Метод вычислительной гидродинамики рассматривается как инструмент решения задачи численными методами на конкретных примерах. В заключении представлен вариант научно-исследовательских работ по коду специальности 05.04.13. Гидравлические машины, гидропневмоагрегаты.

Рассмотрены основные типы электрических задающих устройств, комплектующих дросселирующие и пропорциональные гидрораспределители. Показано, что известные недостатки пропорциональных электромагнитов и линейных двигателей могут быть устранены в чисто цифровых гидроприводах путем использования для целей управления современных шаговых электродвигателей. Описана конструкция нового цифрового управляющего гидрораспределителя и результаты его стендовых испытаний в составе электрогидравлического привода. Выполнены динамический расчет привода и исследование возможностей энергосбережения, в том числе в гидросистемах с дифференциальными цилиндрами. Предложена конструкция с раздельным регулированием открытия рабочих кромок, не имеющая аналогов в мировой практике.

В данной работе исследуется обрабатываемость резанием конструкционных материалов. Подробным образом описываются показатели обрабатываемости. Уделяется внимание тому, как выбирается обрабатываемость материала с помощью поправочных коэффициентов и каким образом происходит корректировка табличных данных. Также описываются факторы, оказывающие влияние на выбор коэффициентов обрабатываемости. Приведен вариант расположения экспериментальных стойкостных кривых, которые позволяют получить значения скоростей резания при заданной стойкости и, как следствие, установить коэффициент обрабатываемости. Приведены коэффициенты обрабатываемости для обработки сталей и цветных сплавов.

В статье описана проблема подбора электрогидравлических приводов для трубопроводной арматуры в проектах для нефтегазовой промышлености. Обозначены основные вопросы, с которыми ежедневно сталкиваются инженеры проектных организаций .Приведены описания типовых решений для тех или иных задач и описаны положительные и отрицательные стороны их применения . Рассмотрен алгоритм подбора привода согласно приведенным условиям и в соответствии требованиям СТО Газпром. Обоснована необходимость применения именно электрогидравлического привода как типового решения для трубопроводной арматуры большого диаметра при отсутствии возможности использовать перекачиваемый газ как рабочую среду для приведения в действие привода. Сделаны соответствующие выводы о необходимости дальнейшего проведения исследования и формирования общей методики для проектных организаций и конечных потребителей с целью повышения эффективности работы конструкторских бюро.

Рассмотрен лопастной полирядный осевой насос для энергоэффективных погружных насосных установок, предназначенных, в частности, для добычи нефти. С помощью программного комплекса ANSYS CFХ разработана ступень одного из трёх рядов насоса. Проведена серия гидромеханических испытаний ступени. По результатам испытаний получены напорно-энергетические характеристики ступеней каждого ряда и насоса в целом. Приводятся интегральные показатели качества исследованного насоса, превосходящие уровень серийно выпускаемых энергоэффективных насосов для погружных насосных установок. Полученные показатели планируется подтвердить в ходе проведения испытаний насоса в целом.

В статье рассмотрен подход к анализу последствий от возникшей аномальной ситуации на борту пилотируемого космического корабля (ПКА) для выбора рационального решения по её парированию. В качестве обоснования оценки возможного развития и последствий от аномальной ситуации используется теория нечетких множеств. Данный подход позволяет получить уточненную оценку текущей ситуации в условиях неопределенности и недостаточности информации, таким образом упрощается процесс выбора рационального решения по её парированию. Рассмотрены примеры применения данного подхода при возникновении токсичности и пожара на борту ПКА.

При проектировании электромеханического привода в качестве передаточного механизма часто используют редуктор, выпускаемый серийно. Типоразмер редуктора выбирают из каталога готовой продукции по заданным нагрузочной способности, ресурсу и частоте вращения выходного вала. Однако, такой подход не гарантирует работу привода в установившемся режиме вне зоны резонансных колебаний исполнительного механизма. В связи с этим в данной работе рассматривается методика и пример подбора серийного редуктора для приводов общего машиностроения из каталога, позволяющая исключить работу привода в резонансных режимах.

Основываясь на некоторых численных методах описания и моделирования гидродинамических процессов в лопастных осевых машинах, представлены некоторые результаты разработки и расчетно-теоретического исследования проточных частей уникальных рабочих органов инновационного конденсатного насосного агрегата для супермощных ТЭС, прогнозно превосходящим традиционные конденсатные гидромашины энергоблоков гигаваттного класса по антикавитационным качествам. Произведено сравнение с существующими конструкциями конденсатных насосов и даны заключения о конкурентноспособности спроектированного агрегата по основным показателям качества.

Рассмотрен эжекционный способ аэрации воды. Проанализированы различные устройства, применяемые для диспергирования водовоздушной смеси с целью получения мелкодисперсных пузырьков, указаны их преимущества и недостатки. Предложено оригинальное устройство диспергирования, отличающееся простотой реализации, универсальностью и рядом других достоинств, позволяющее получить требуемые параметры при меньших энергозатратах по сравнению с аналогами. Экспериментально доказана эффективность предлагаемой технологии. Предложено применение данного устройства для различных технологических процессов, например флотационной очистки сточных вод.

В статье приведено описание устройства – гидроруслопередача (ГРП), которое в сравнении с гидродинамическими передачами не обладает саморегулируемостью, улучшает разгонные качества привода машины, увеличивает силу тяги на ведущих колесах и обеспечивает полное использование мощности двигателя (по гиперболе). Преимущества достигаются выполнением лопаток турбинного колеса в форме крутоизогнутого отвода. В результате сравнения ГРП с объемными и динамическими гидропередачами сделан вывод, что предложенная конструкция может стать базовой для отдельного класса устройств использующих принцип работы ГРП.

В работе представлены результаты экспериментального определения упругих перемещений поверхностей коробчатой корпусной детали при приложении нагрузки вне плоскости стенок для типовых схем базирования на основе использования двух различных методов измерения. Доказан сложный характер упругих деформаций корпусной детали при ее закреплении для обработки. Определены составляющие суммарных упругих перемещений, влияющих на точностные параметры рассматриваемого класса корпусных деталей. Показано непосредственное влияние макрогеометрии базовой поверхности детали на упругие перемещения ее основных поверхностей.

Описаны предпосылки использования гидротарана. Сделано заключение о необходимости нахождения теоретических зависимостей для проектирования оптимального гидротарана. Приведен расчёт основных эксплуатационных характеристик гидравлического тарана на основе динамической модели работы ударного клапана гидротарана. Модель работы клапана основана на его статической характеристике гидравлического сопротивления и учитывает инерционность клапана и силы трения штока клапана о гильзу. Приведён пример расчёта динамических характеристик ударного клапана – максимального давления и времени закрытия ударного клапана.

В статье обсуждаются основные проблемы, возникающие при разработке антропоморфных роботов и протезов для реабилитации инвалидов по движению. Приводятся примеры существующих разработок в этом направлении и отмечена недостаточная функциональность созданных образцов. В качестве одной из основных проблем создания антропоморфных роботов указана проблема управления и очувствления. Описана трёхуровневая система управления движением антропоморфного робота. Приведено описание разработанного авторами протеза кисти руки с независимыми движениями пальцев и дистанционным управлением от движения пальцев ноги.

На основе полученного универсального уравнения энергетической характеристики струйных насосов (СН), работающих на жидкостях с различными теплофизическими свойствами, и зависимостей, определяющих комплекс гидродинамических коэффициентов, разработаны алгоритмы оптимизации и расчета характеристик таких насосов, которые производится с учетом влияния кавитационных ограничений и числа Рейнольдса. Здесь учитывается связь гидравлических потерь в элементах проточного тракта насоса и неравномерности распределения скоростей в его сечениях с режимами работы насоса, а также воздействие на них теплообменных и термохимических процессов. Сформированная таким путем математическая модель рабочего процесса СН, адекватность которой подтверждают опытные данные, применима также и для расчета параметров насоса и при одинаковых свойствах жидкости взаимодействующих потоков. Проведенный анализ энергетических показателей оптимальных режимов и характеристик СН позволяет установить границы изменения значимых факторов, за пределами которых для получения достаточной точности расчета необходимо учитывать различие свойств жидкостей во взаимодействующих потоках.

В статье рассмотрен один из подходов к уточнению ресурса, назначенного при проектировании электромеханического привода, в состав которого входит червячная передача и определению остаточного ресурса в процессе мониторинга эксплуатируемого привода. В качестве исходной информации предлагается использовать вибросигнал, снимаемый с датчика углового движения, установленного на тихоходном валу червячной передачи. Это позволяет получить значения реальных нагрузок в зацеплении, которые зависят не только от режимов работы передачи, но и от конструкции опорных узлов и качества монтажа червячной передачи и привода в целом.

Представлены состав и структура системы с конструктивной реализацией ударно-силовой разгрузки на основе технологии экзоскелета. Система формулируется как средство обеспечения и повышения физиологической функции боеспособности военнослужащих при выполнении боевых задач в условиях действия реальных средств поражения современным противопехотным вооружением. Рассмотрены поражающие факторы, сопутствующие боевым действиям, показано их воздействие на человека. Представлена методология и выполнены расчетные оценки показателей боевой эффективности перспективных средств индивидуальной бронезащиты в реальных боевых условиях.

Целью работы является задача показать экономическую целесообразность применения систем отопления с тепловым насосом. Приводятся основные сведения из термодинамики о циклах тепловых машин, оценке их эффективности и пример принципиальной схемы системы отопления с использованием теплового насоса. Сравниваются платежи за потребляемую электроэнергию тепловым насосом и обычным электронагревателем. Основное внимание уделено сравнению капитальных затрат на приобретение и монтаж системы отопления с тепловым насосом и соответствующей системы газового отопления частного дома. Показано, что капитальные затраты на приобретение и монтаж системы отопления с тепловым насосом существенно меньше, чем соответствующие затраты на систему газового отопления. Сравниваются ежемесячные платежи за газ и электричество, с учетом трех тарифной системы оплаты за потребленную электроэнергию. На основе указанных сравнений делается вывод о том, что система отопления с тепловым насосом во многих случаях может быть конкурентно способной с газовым отоплением, особенно если ее еще дополнить тепловым аккумулятором, и их следует более широко применять в России.