CC BY
22
ротов коленчатого вала, скоростью движения автомобиля и колеблется в пределах 1,7...3,68 с и зависит от условий эксплуатации. По мере увеличения скорости движения автомобиля, мультипликативная активность двигателя улучшается и наоборот.
2. Мультипликативная активность двигателя и адаптация газовоздушной смеси в переходных режимах работы синхронизируются с периодом неустановившегося режима работы двигателя и имеет прямолинейную зависимость от скорости движения автомобиля и криволинейную зависимость от числа оборотов двигателя.
3. Период неустановившегося работы двигателя на компримированном газе в среднем на 16,4% больше, чем при работе на бензине.
4. Разработанные и предложенные мероприятия по улучшению внешней скоростной и тяговой характеристик, полученных в соответствии с ГОСТ
14846-81, обеспечивают сокращение периода неустановившегося работы двигателя.
Литература:
1. Дьяченко Н. Х. Работа автомобильного двигателя на неустановившемся режиме /Н.Х.Дьяченко// -М.Машгиз, 1960 г., 154 стр.
2. Рубец Д.А. Особенности смесеобразования и состава отработавших газов на режимах раз-гона/Д.А.Рубец//Автомоб. пром-сть. -1976. -№6. -76-78 стр.
3. Архангельский В.М. Автомобильные двигатели/В.М.Архангельский// - М.: Машиностроение, 1977.-436с.
4. Орлин А.С. Двигатели боевых машин/А.С.Ор-лин// - М.Л., 1946.-436с.
5. Интернет ресурс http://www.carried.ru/
ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ В ВАКУУМЕ ФЕРРИТОВ
С МЕТАЛЛАМИ
Котина Наталия Макаровна
Канд. тех. наук, доцент кафедры «Сварка и металлургия» СГТУ имени Гагарина Ю.А., г. Саратов
Сальников Александр Николаевич Док. тех. наук, профессор кафедры «Физика» СГТУ имени Гагарина Ю.А., г. Саратов
Куц Любовь Евгеньевна
Канд. тех. наук, доцент кафедры «Сварка и металлургия» СГТУ имени Гагарина Ю.А., г. Саратов
Кочнев Алексей Сергеевич
Магистр направления «Машиностроения» СГТУ имени Гагарина Ю.А., г. Саратов
Технологические возможности диффузионной сварки в вакууме (ДСВ) позволяют широко использовать этот процесс в электронной, приборостроительной, авиационно-космической, судостроительной, двигателестрои-тельной и других отраслях промышленности. В этих отраслях техники ДСВ находит применение для соединения сотен разнородных металлов, в том числе ферритовых материалов с металлами.
Ферриты относятся к оксидным магнитным керамикам и имеют сложный химический состав и кристаллическую структуру (гранат, шпинель и др.). Одной из особенностей соединения ферритов с металлами является необходимость сохранения определенных магнитных и электрических свойств данных материалов, в частности, намагниченности насыщения тангенса угла магнито-потерь tgдц, ширины линии ферромагнитного резонанса АН, температуры Кюри точки Тс, удельного электрического сопротивления р, тангенса угла диэлектрических потерь tgдe. В общем случае данные свойства зависят от изменений микроструктуры, фазового и химического состава ферритового материала и напряженного состояния.
Металлографические и рентгеноструктурные исследования иттрий-гадолиниевых феррогранатов [1] и магний-хромовых феррошпинелей показали, что в интервале значений параметров сварки (температуры 800— 10300С, времени изотермической выдержки т= 5^60 мин, давления сжатия р=10^25П&, разрежения В=10-2^10-3 Па, скоростей нагрева и охлаждения у=0,08^0,3 Кс-1) изменения микроструктуры среднего размера зерна и появление новых фаз в ферритовых материалах (даже при моделиро-
вании процесса ДСВ на порошках) не наблюдаются. Изменения магнитных свойств иттриевых феррогранатов после указанной обработки несущественны и близки к значениям погрешностей измерительного оборудования.
Данные факты могут быть связаны с выделением примесей по границам зерен и восстановлением ферритового материала, а также изменением степени обращенности шпинели. Наиболее существенными параметрами ДСВ являются: длительность пребывания ферритов при повышенных (800—1000°С) температурах; парциальное давление кислорода в вакуумной камере; скорость охлаждения феррита после сварки.
Как показывают термодинамические расчеты, в условиях ДСВ принципиально возможно восстановление ферритов и появление новых фаз и твердых растворов замещения на их основе. В определенном случае восстановительные процессы контролируются с помощью коэффициента самодиффузии кислорода в кристаллической решетке феррита при малых значениях температуры и общей длительности сварки.
Рентгеноструктурные исследования порошков магний-хромовых шпинелей, отожженных при 10000С в течение 1 ч при давлении воздуха в камере 10-3 Па, выявили изменение параметра кристаллической решетки шпинели порядка 0,0013 нм. Данный факт можно объяснить восстановлением шпинели, которое, как и в случае иттриевых феррогранатов [2], наиболее существенно в поверхностных слоях материала и не вызывает изменений магнитных свойств во всем объеме. В то же время возможно изменение степени обращенности шпинели [3]. В этом случае изменения магнитных свойств происходят во всем объеме материала и контролируются они с помощью скорости
остывания от температуры сварки. Чтобы выявить основные процессы, влияющие на изменение рассматриваемых свойств, необходимо провести дальнейшие исследования.
Результаты экспериментальных исследований показали, что скорости нагрева и охлаждения 0,25—0,3 Кс-1 для конструкционных керамик пригодны лишь для небольших ферритометаллических узлов (порядка 10*10*3 мм). Для узлов больших размеров (порядка 30*30*6 мм) допустимые скорости нагрева и охлаждения понижаются до значений 0,08—0,12 Кс-1. В этой связи ручное регулирование температурного режима нагрева и охлаждения, исключающего растрескивание феррита (особенно при сварке шпинелей), оказалось затруднительным. Лишь применение автоматических программных регуляторов позволило предотвратить возникновение трещин.
Одна из особенностей ДСВ ферритов с металлами - это необходимость учета разности температурных коэффициентов линейного расширения материалов. Значения а для ферритов и конструкционных керамик близки, но меньшая прочность первых может привести к разрушению ферритометаллических узлов при напряжениях, кото-
рые не являются критическими для керамико-металличе-ских узлов. Данная проблема решена путем использования «частично компенсированных» узлов. В качестве компенсатора напряжений применяли молибденовые псевдосплавы МД50, МД40Н, МД15Н. Теоретические расчеты напряженного состояния данных узлов и экспериментальные исследования показали, что оптимальные соотношения толщин феррита и металлической прокладки 10:1, феррита и компенсатора от 10:3 до 10:5.
Применение указанных соотношений при ДСВ ит-трий-гадолиниевых феррогранатов и магний-хромовых феррошпинелей с использованием медной прокладки позволило обеспечить требуемый уровень прочности сварных ферритометаллических узлов: В зависимости от конкретных требований к узлам, кроме меди, можно применять алюминий, никель, титан. Высокотемпературное сопротивление деформированию последнего при Т>800°С ниже, чем у меди [5], а коэффициент а близок к его значениям для ферритов.
Качество сварки ферритов зависит от характера их металлургического взаимодействия с металлами.
00
600
500
400
300
200
кПа
800 850 900 950
Т,°С
■2
0.8 1 1.2 1 1.6 1 2 1 Руд-10"4, кПа |
1 8 15 22 г, мин
Рисунок 1. Зависимость прочности на сдвиг соединений феррограната ЗОСчи с медью от параметров
сварки:
1. -температуры (р= 18 МПа, т = 18 мин); 2 - давления сжатия (Т= 1020°С, т = 18 мин); 3. -времени (Т= 1020°С, р=18 МПа).
Если при сварке конструкционных керамик и стекол с металлами переходную зону взаимодействия во многих случаях не удается обнаружить ни микроструктурными, ни иными физическими методами исследования [6], то при ДСВ феррит обнаружение переходной зоны взаимодействия обычно вызывает затруднения. В соединениях иттрий-гадолниевых феррогранатов и магний-хромовых феррошпинелей с медью наблюдается односторонняя диффузия атомов меди феррит, причем в последнем случае образуется хорошо выраженный слой продуктов взаимодействия металла с ферритом (предположительно растворы на основе СиО, CuFe2O4). Для рассматриваемых шпинелей качество сварных узлов определяется толщи-
ной слоя продуктов взаимодействия вероятностью зарождения микротрещин в указанном слое, о чем свидетельствует характер разрушения сварных узлов при термоцик-лировании.
Для рассматриваемых гранатов разрушение происходит сохранением большого количества частичек феррита в металле, свидетельствующее о распространении микротрещин в приконтактном слое феррита. Данный факт может быть объяснен преимущественной диффузией атомов меди по границам зерен феррита. При этом образуется своеобразный «каркас», что способствует возникновению микронапряжений и приводит к растрескиванию поверхностного слоев феррита при термических нагруз-
ках. Результаты кинетических исследований формирования соединений феррита 30СЧ6 с медью, представленные на рис. 1, показывают уменьшение прочности соединений с увеличением значений технологических параметров процесса ДСВ выше оптимальных, что связано с рассмотренным характером взаимодействия.
Список литературы:
1. Конюшков, Г. В. Специальные методы сварки давлением: учеб. пособие / Г. В. Конюшков, Р. А. Мусин. - Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2009. - 632 с.
2. Конюшков Г. В., Зотов Б. М., Меркин Э. И. Ферриты и их соединения с металлами и керамикой. М.: Энергия, 1979. 232 с.
3. Статика и кинетика процесса диссоциации ферро-гранатов при высокотемпературной вакуумной пайке/А. С. Бакштаев, В. Ф.. Балакирев, В. П. Бар-хотов и др. — Электронная техника, 1979, сер. 6, вып. 11, с. 44—47.
4. Левин Б. Е., Третьяков Ю. Д., Летюк Л. М. Физико-химические основы получения, свойства и применение ферритов. М.: Металлургия, 1979. 466 с.
5. Диффузионная сварка титана/Э. С. Каракозов, Л. М. Орлова, В. В. Пешков, В. И. Григорьевский. М.: Металлургия, 1977. 272 с.
6. Метелкин И. И., Павлова М. А., Поздеева Н. В. Сварка керамики с металлами. М.: Металлургия, 1977. 160 с.
ОБНАРУЖЕНИЕ МАЛОЗАМЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ СВЕРХКОРОТКИХ
ИМПУЛЬСОВ1
Лаговский Борис Андреевич
доктор технических наук, профессор, Московский государственный технический университет радиотехники,
электроники и автоматики МГТУ МТРЭА, Москва
ULTRA-WIDEBAND SIGNALS in RADIO-LOCATION
Lagovsky Boris, Doctor of Science, professor, Moscow State Technical University of Radio Engineering, Electronics and Automation, Moscow АННОТАЦИЯ
Решена задача поиска спектрального состава импульса, обеспечивающего максимальное значение принимаемого сигнала при фиксированной точности измерения угловых координат цели. Показано, что использование СКИ потенциально позволяет решать задачу обнаружения и измерения с необходимой точностью координат малозаметных радиолокационных целей. ABSTRACT
The problem of search of spectral structure of the UWB signals providing the maximal value of the locked-on signal at fixed accuracy of angular coordinate measurement of the radar targets is solved. It is shown, that UWB signals potentially allow solving a problem of detection and coordinating measuring with necessary accuracy the hardly noticeable radar-tracking targets.
Ключевые слова: сверхкороткий импульс, радиолокационная цель. Keywords: UWB signals, radar-tracking target.
В настоящее время актуальной задачей радиолокации является обнаружение и измерение координат малозаметных радиолокационных целей, особенно целей, за-щищённых сверхширокополосными радиопоглощаю-щими покрытиями. Один из предложенных путей решения - использование в качестве зондирующих сигналов сверхкоротких импульсов (СКИ) с длительностью порядка наносекунды [1-6]. Обнаружение радиолокационных объектов в этом случае становится возможным за счёт включения в спектр СКИ низкочастотных составляющих, которые относительно мало поглощаются покрытиями [4]. Увеличение доли низкочастотных составляющих в спектре резко улучшает характеристики обнаружения, но при этом возрастает ширина диаграммы направленности (ДН), что приводит к снижению точности угловых измерений и угловой разрешающей способности РЛС [5,6].
Возникает практически важная задача формирования зондирующих СКИ с максимально возможно содержанием низкочастотных составляющих при дополнительном ограничении: ширина получающейся ДН должна позволять проводить измерения угловых координат объектов с необходимой точностью.
Постановка задачи. Пусть функция и() описывает зависимость от времени принимаемого сигнала в
виде СКИ. Одним из важнейших параметров обнаружения импульса является максимальное (пиковое) значение сигнала:
Um = max(ur (t))
(1)
Требуется найти спектральный состав СКИ, включая значения наибольшей и наименьшей частот спектра Юшек и Ющт, обеспечивающий максимальное значение (1) при дополнительных условиях:
1) ширина полученной ДН не должна превышать заданную ширину $>,5;
2) энергия всех исследуемых СКИ одинакова, т.е.
Т
*
J U2(t)dt = J V(w)V (w)dw = const 0 ¿U
(2)
Введены обозначения: U(t) - временная зависимость генерируемого СКИ, т - длительность импульса, V(ra) - подлежащий определению комплексный спектр генерируемого СКИ, V*(ra)- комплексно сопряжённая функция.
t
1 Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ
