CC BY
3
Ignatov Aleksandr Vasilevich, doctor of technical science, professor, director of scientific work, Russia, Tula, JSC «KBP named after Academician A.Shipunov»,
Rusin Vladimir Vladimirovich, candidate of technical sciences, deputy chief of department, in-fo@kbptula.ru, Russia, Tula, JSC «KBP named after Academician A.Shipunov»,
Sasalina Vera Vyacheslavovna, chief of sector, Russia, Tula, JSC «KBP named after Academician A.Shipunov»,
Dobriakov Aleksei Viktorovich, candidate of technical sciences, chief of sector, Russia, Tula, JSC «KBP named after Academician A.Shipunov»,
Sannikova Anastasia Romanovna, engineer of the 3 category, Russia, Tula,JSC «KBP named after Academician A.Shipunov»,
Streliaev Sergey Ivanovich, doctor of technical science, professor, sergeystrel@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Evlanova Olga Aleksandrovna, candidate of technical science, docent, OlgEvlanova@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Universit
УДК 621.396
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-202-205
ОЦЕНКА ЭРГОНОМИЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ТЕЛЕФОННО-ЛАРИНГОФОННОЙ ГАРНИТУРЫ ДЛЯ МЧС
А.Н. Тархов, П.Э. Сухинин
Рассматривается разработка конструкции перспективной телефонно-ларингофонной гарнитуры для МЧС России на отечественных элементной базе и материалах.
Ключевые слова: ларингофон, гарнитура связи для МЧС, защитная маска, эргономика.
АО «Особое конструкторское бюро «Октава» (АО «ОКБ «Октава») с 2022г. занимается разработкой перспективной гарнитуры для связи в подразделениях аварийных и спасательных служб при работе в защитном снаряжении в условиях неблагоприятной обстановки (пожары, задымления и пр.). Данная разработка проводится за счёт средств гранта Правительства Тульской области №ДС/142 от 22.07.2022, в поддержку программы Правительства Российской федерации по импортозамещению.
Наличие защитной маски на лице спасателя (рис. 1 а, б) делает невозможным использование стандартного микрофона, т.к. в этом случае из-за неплотного прилегания маски возможно проникновение дыма, горючих и токсичных веществ.
В связи с этим предлагается использовать ларингофоны [1.2], которые преобразуют механические колебания (вибрации) связок и хрящей гортани в электрические и которые малочувствительны к колебаниям воздушной среды.
В связи с плотным прилеганием к гортани, ларингофон улавливает исключительно механические колебания связок и хрящей гортани. Тем самым канал связи становится защищённым от внешних нежелательных шумов. Кроме того, данный вид связи позволяет оператору говорить не на повышенных тонах, так как ларингофон улавливает и сам звук, а механические колебания. Таким образом, принимающая сторона будет отчетливо слышать речь оператора, говорящего не слишком громко, не смотря на внешнюю шумовую обстановку.
В состав разрабатываемой гарнитуры предполагается включить ларингофоны и один телефон, благодаря чему второе ухо оператора будет открыто для восприятия внешних шумов (звуки сирены и сигнализации, открытого пламени, разрушающихся материалов и конструкций, крик людей и шум воды из пожарного рукава). При разработке ларингофона, входящего в состав телефонно-ларингофонной гарнитуры, планируется исследовать различные отечественные материалы для изготовления мембраны для улучшения электроакустических параметров. Это обеспечит передачу речи оператора без тембральных искажений.
Дополнительным достоинством данной гарнитуры является удобство в эксплуатации и эрго-номичность. Стандартный микрофон гарнитуры в рабочем положении должен располагаться на определённом расстоянии от уголка рта оператора. По определённым причинам это бывает неудобно, например, конструкция кислородной маски не позволяет оптимально расположить микрофон. Ларингофоны же
202
полотно прилегают к гортани оператора и не мешают использовать кислородную маску. Таким образом, эксплуатация данной гарнитуры в составе защитного снаряжения (кислородная маска и др.) представляется наиболее целесообразной.
а б
Рис. 1. Защитные маски
На рис. 2 представлены варианты оголовий гарнитур, изготавливаемые в АО «ОКБ «Октава»
[3].
а б в
Рис. 2. Варианты оголовий гарнитур
Одним из важнейших элементов гарнитур связи является оголовье, которое может быть мягким (на рис.2 а, в) и жёстким (на рис.2 б). Мягкое оголовье имеет преимущество перед жёстким оголовьем по массе и габаритам, т. к. изготавливаются из хлопчатобумажной ременной или эластичной лент с использованием текстильных петельных застёжек. Это обеспечивает надёжное крепление на голове оператора. С таким типом оголовья, с эластичной лентой, изделие легче расположить на голове оператора без дополнительной регулировки. Т.е. оголовье подходит для любого размера головы. А также мягкое оголовье идеально, с нашей точки зрения, подходит под кислородную панорамную маску, т.к. плотно, но мягко облегает голову оператора. Именно такая конструкция оголовья позволяет использовать данную гарнитуру под защитным шлемом длительное время без какого-либо дискомфорта оператора.
Рис. 3. Общий вид ларингофона и кнопки РТТ
В разрабатываемой гарнитуре предполагается применение двух ларингофонов (рис. 3 а), установленных в кожаном чехле. Применение чехлов из натуральной кожи, а также любых элементов конструкции изделий, контактирующих с телом человека, целесообразнее с точки зрения гигиены, эргономики, долговечности изделия и даже эстетики. Кнопка РТТ (рис. 3 б) проходного типа имеет габаритные размеры 075х42 мм, крепление «клипса» и может закрепляться на униформе спасателя в удобном для него месте. Выбор больших габаритных размеров кнопки объясняется удобством нажатия кистью руки в защитной рукавице (большую кнопку быстрее найти рукой). При нажатии и удержании кнопки происходит передача голосового сообщения спасателя.
На мягком оголовье крепится телефон в амортизаторе. Большинство элементов выполнены из отечественного АБС-пластика, имеется возможность при необходимости использовать более огнестойкие материалы: полиамид; фторопласт и т.д. В зависимости от типа радиостанции выбирается соответствующий разъём на соединительном проводе.
На рис. 4 представлена перспективная конструкция телефонно-ларингофонной гарнитуры с учётом эргономических особенностей, полезных и необходимых для спасателя. Ориентировочная масса гарнитуры не более 180 г.
Изделие выглядит простым в эксплуатации, имеет аккуратный внешний вид. Гарнитура проста в эксплуатации, что важно для данной сферы использования.
Л0..Ш
Рис. 4. Общий вид гарнитуры
Габаритные размеры для гарнитуры и соединительных проводов линейного вида, выполненных с оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, выбраны для среднестатистического мужчины -спасателя.
Таким образом, предложенный вариант телефонно-ларингофонной гарнитуры для МЧС с учётом эргономичности конструкции и унификации выполнен на разработанных в АО «ОКБ «Октава» сборочных единиц, и не имеет аналогов в России. Технические характеристики используемых элементов и материалов позволяют сохранять работоспособность в жёстких условиях эксплуатации. Наличие бесперебойной оперативной связи в комплекте спасательных служб крайне важно, так как в значительной мере от этого зависит не только успешность проводимых спасательных операций, но и жизнь спасателей и пострадавших.
Список литературы
1. Полезная модель 67367 Российской федерации, МПК H04R 1/46, U1. Ларингофон электромагнитный дифференциальный (варианты) / Клобуков В.Е., Розин. А.Г., Хохлунова И.И., Шмачкова Л.Н.; Заявитель и патентообладатель ОАО «ОКБ» Октава». №2007113198/22; заявл. 09.04.2007 опубл. 10.10.2007. 27 с.
2. Полезная модель 68219 Российской федерации, МПК H04R 1/46, U1. Ларингофон / Клобуков В.Е., Муханов А.В., Розин. А.Г., Соколов В.Д., Хохлунова И.И., Шмачкова Л.Н.; Заявитель и патентообладатель ОАО «ОКБ» Октава». №2007113199/22; заявл. 09.04.2007 опубл. 10.10.2007. 15 с.
3. Гарнитуры ларингофоные. [Электронный ресурс] URL: https://www.okboktava.ru/catalog/garnitury/laringofonnYe (дата обращения: 26.12.2022).
204
Тархов Андрей Николаевич, инженер-конструктор 2-й категории, tarhovi42009@rambler.ru, Россия, Тула, Особое конструкторское бюро «Октава»,
Сухинин Павел Эдуардович, инженер 2-й категории, patiksons@gmail. com, Россия, Тула, Особое конструкторское бюро «Октава»
ASSESSMENT OF THE STRUCTURAL ELEMENTS OF THE TELEPHONE AND LARYNGOPHONE
HEADSET FOR MES
A.N. Tarkhov, P.E. Sukhinin
The development of the design of a promising telephone-laryngophone headset for the Russian MES based on domestic element base and materials is considered.
Key words: laryngophone, communication headset for the MES, protective mask, ergonomics.
Tarkhov Andrei Nikolaevich, design enegineer of the 2 category, tarhovi42009@rambler.ru, Russia, Tula, Special Design Bureau «Oktava»,
Sukhinin Pavel Eduardovich, enegineer of the 2 category, patiksons@gmail. com Russia, Tula, Special Design Bureau «Oktava»
УДК 533.6
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-205-214
РАЗРАБОТКА БИБЛИОТЕКИ ПОДПРОГРАММ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В РАМКАХ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА
Д.Ю. Тищенко, Л.А. Лаптева, Д.Н. Гарпинич, А.А. Лазарев, Н.К. Широкопетлев, Д.С. Михайлов
В статье представлено описание разработанной библиотеки подпрограмм, предназначенной для автоматизации расчёта аэродинамических характеристик (АДХ) летательного аппарата (ЛА), выполняемого по эмпирико-аналитической методике. Библиотека предназначена для применения в рамках учебного процесса для обучения расчёту аэродинамических характеристик и аэродинамическому проектированию. Использование в расчёте разработанных библиотечных подпрограмм позволяет исключить ручное снятие значений с графиков, представленных в специальной литературе, ручное нахождение некоторых сложных геометрических величин, выполняемое графическими построениями, и других операций. Автоматизация аэродинамического расчёта позволяет осуществлять расчёт АДХ во всём диапазоне входных параметров, а также проводить аэродинамическое проектирование путём оптимизации геометрических параметров ЛА и выбора аэродинамического облика по заданным критериям качества.
Ключевые слова: аэродинамическое проектирование, аэродинамические характеристики, библиотека подпрограмм, автоматизация.
Определение аэродинамических характеристик (АДХ) летательного аппарата (ЛА) является одной из ключевых задач в процессе проектирования ЛА. Под АДХ понимаются зависимости коэффициентов аэродинамических сил и моментов от режима полёта ЛА и углов поворота органов управления. Полнота необходимого набора АДХ определяется задачей, для решения которой они требуются. Такие задачи как баллистическое проектирование ЛА, траекторный анализ, проектирование автопилота (системы стабилизации), оценка эффективности, создание цифрового двойника ЛА и многих других невозможно решить без определения в той или иной мере и с той или иной точностью АДХ проектируемого ЛА. При этом для решения задач начальных этапов проектирования (формирование облика ЛА) необходимы лишь зависимости некоторых основных АД коэффициентов, при этом точность их определения допускается небольшой, однако требуется их расчёт для большого количества вариантов возможных компоновок ЛА.
Существуют три принципиально различных способа определения АДХ ЛА:
1) Экспериментальный — АДХ определяются на основе продувок модели проектируемого ЛА в аэродинамических трубах или на основе лётных испытаний.
2) Эмпирико-аналитический — расчёт АДХ проводится по формулам теоретической аэродинамики с использованием эмпирических данных по типовым элементам ЛА, полученных экспериментально.
3) Численный — АДХ определяются по результатам численного моделирования обтекания ЛА, при этом с использованием численных методов рассчитываются параметры потока на координатной сетке, построенной в некоторой области вокруг модели ЛА.
205
