CC BY
28
Усанин Сергей Николаевич, доцент, sergeyusanin@mail. ru, Россия, Пермь, Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации,
Чурсин Александр Антонович, доцент, [email protected], Россия, Пермь, Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации
ROVIDING THE EFFECTIVENESS MEASURING TOOLS TO CHECK
THE RECEIVER SYSTEMS
S.N. Usanin, A.A. Chursin
The article discusses the method of determining the error control and measuring devices in field tests sighting devices for str.
Key words: riflescope, instrumentation, sighting devices, the permissible error.
Usanin Sergej Nikolaevich, docent, sergeyusanin@mail. ru, Russia, Perm, Perm Military Institute of the National Guard's Forces of the Russian Federation,
Chursin Alexander Antonovic, docent, chursin2017@ inbox.ru, Russia, Perm, Perm Military Institute of the National Guard's Forces of the Russian Federation
УДК 620.197
РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ВООРУЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ
Н.Е. Стариков, Д.О. Селифонтов, А.В. Лаврушин
Разработаны средства защиты изделий СПВ на основе применения эфирных масел. Установлено, что эфирные масла являются летучими соединениями и обладают противокоррозионным действием, поэтому, модифицированная ими парафинированная бумага приобретает также свойства противокоррозионной бумаги, т.е. становится комплексным средством защиты СПВ от воздействия внешних факторов, выполняющим одновременно две функции: ингибитора коррозии и барьерного материала.
Ключевые слова: эфирные масла, изделия СПВ, ингибитор, биоцид, грибы, бактерии, микроорганизмы.
1. Общая характеристика свойств и оценка эффективности биоцидного действия эфирных масел. Известно, что выделяемые растениями летучие эфирные масла обладают биоцидными свойствами. В настоящее время изучено антимикробное действие многих эфирных масел (ЭФМ), полученных из растений; некоторые из них успешно применяются в медицинской практике [3, 4]. Освоено и промышленное производство недорогих синтетических ЭФМ из доступного отечественного сырья. Это свидетельствует о перспективности использования ЭФМ в качестве биоцидов для защиты материалов вооружения, в том числе стрелково-пушечного вооружения (СПВ).
ЭФМ, содержащие в своей основе монотерпены, такие, как цитраль, цитронеллаль, граннол, мирцен, эвгенол, нарвакрол и другие активно подавляют рост микроорганизмов [5, 6]. Высокая эффективность этих эфирных масел связана с одновременным и совместным воздействием на МО их компонентов (эффект синергизма). Особенно это проявляется на МО, повреждающих материалы и изделия из них. В одних случаях монотерпены блокируют сульфгидрильные группы эвзимов [7], в других - нарушают функции дегидразы глюкозы, аминоферазыглутаминовой кислоты и обмен фосфора, в третьих - разобщают процесс дыхания, синтез белка, подавляют процесс спорообразования [8, 9].
Из девяти исследованных ЭФМ наиболее эффективными фунгицидами являются монотерпеныцитраль (3,7-диметилоктадиен-2,6-аль-1) и эвгенол (3-метокси-4-оксиаллилбензол). Они нерастворимы в воде и имеют температуру кипения более 230 °С (табл.1).
Таблица 1
Основные свойства и концентрации ЭФМ_
ЭФМ Ткип, °С Плотность, г/см3 Минимальная концентрация Рекомендуемая концентрация
в объеме, г/м3 на поверхности, г/м2 в объеме, г/м3 на поверхности, г/м2
Цитраль 228 0,89 5,3 0,04 12-100 0,5-2,5
Эвгенол 253 1,07 6,4 0,05 14-120 0,6-3,2
Биоцидное влияние эфирных масел в газовой фазе оценивалось по их влиянию на рост микроорганизмов. Для этого на дно стерильных стеклянных банок объемом 5 литров помещалась открытая пустая чашка Петри, в которую наливалось эфирное масло из расчета 0,001; 0,005; 0,01 и 0,1 мл на литр воздушной среды. Затем банки сверху накрывались чашкой Петри питательной средой вниз, в центр которой уколом засевался штамм соответствующего микроорганизма, герметизировались щели. Чашки выдерживались в термостате 30 суток при температуре 25 ± 2 °С для микроскопических грибов и при температуре 32 ± 2 °С для бактерий, после чего измерялся диаметр колонии гриба или бактерии в чашках Петри.
Для контроля использовались таким же образом подготовленные банки, но без эфирных масел. В качестве тест-организмов использовались штаммы микроорганизмов в соответствии с ГОСТ 9.048-89 и штаммы, выделенные с образцов СВ в ходе проведенных исследований.
Для оценки коррозионной агрессивности ЭФМ образцы - металлические пластины из стали Ст3 размером 50 х 30 х 3 мм предварительно обезжиренные бензином и спиртов, высушенные и взвешенные обрабатывались путем выдержки в парах эфирных масел. Взвешивание производилось на весах ЗАЕТОЯШБс точностью ± 0,001 г. Концентрация летучих веществ ЭФМ в объеме задавалась по аналогии с летучими ингибиторами коррозии, нанесенными на твердые носители, количеством (по объему) масел, внесенных на единицу объема. Обработанные образцы выдерживались в течение 7 - 12 месяцев в эксикаторе при относительной влажности 98 %
или на 12 суток погружались в дистиллированную воду. По истечении срока испытаний фиксировалось изменение внешнего вида и потеря массы образцов.
Эффективность биоцидного действия газовой фазы ЭФМ по отношению к микроорганизмам оценивалась по влиянию на рост выделенных с хранящихся образцов СВ и рекомендованных стандартными методами испытаний микроскопических грибов и бактерий по вышеизложенной методике. Полученные результаты представлены в табл. 2. Видно, что ЭФМ эвгенол и цитраль и их сочетание в соотношении 1: 1 по-разному действуют на рост различных штаммов микроорганизмов. Наиболее сильно их био-цидные свойства проявляются по отношению к микроскопическим грибам, выделенных с металлических частей автоматического стрелкового оружия, защищенных маслом РЖ. Анализ полученных результатов показывает, что рост всех исследуемых микроорганизмов подавляется при концентрации ЭФМ 0,1 мл/м3.
Биоцидная активность ЭФМ по отношению к смесям культур (грибов, бактерий), выделенных с образцов СПВ, определялась по той же методике.
Таблица 2
Биоцидные свойства эфирных масел по отношению _к микроскопическим грибам и бактериям_
№ п/п Вид микрофлоры Контроль (без эфирных масел) Концентрация эфирных масел в газовой фазе, мл/л
Эвгенол Цитраль Цитраль + эвгенол (1:1)
100 1 10 1 5 1 1 100 1 10 1 5 1 1 100 1 10 1 5 1 1
Диаметр колоний, см
1 Doratomycesnanus 2,5 0 0 1,8 2 0 1,2 1,18 2,1 0 0,15 2,0 2,1
2 AcremoniumStrictum 4,2 0 0,6 2,6 3,8 0 0,4 1,9 3,5 0 0,2 1,5 3,0
3 Trichodermaharzianum 0,5 0 0 0 0,05 0 0 0 0 0 0 0 0
4 Aspergillusflavus 5,6 0 1 2,2 4,8 0 0,4 0,8 2,5 0 0,2 0,6 1,7
5 Penicilliumchrysogenum 6,8 0 0 1 3,5 0 0 1,3 4,2 0 0 0,8 1,3
6 Scopulariopsisbrevicaulis 7 0 0 0,3 2,4 0 0 0,5 3,2 0 0 0,2 1,8
7 Aspergillusniger 7,5 0 0,2 2,5 6,3 0 0,1 2,4 5,6 0 0,05 1,7 2,6
8 Penicilliumverrucosum var. cyclopium 6,5 0 0,3 2,5 5,1 0 0,12 2,2 4,8 0 0,08 0,2 1,1
9 Bacillus subtilis 1,2 0 0 0,1 0,9 0 0 0,06 0,7 0 0 0,03 0,5
10 Bacillus pumilus 0,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
11 Bacillus coagulans 0,6 0 0 0,1 0,5 0 0 0,1 0,4 0 0 0,1 0,3
При этом проверялась также возможность «последействия» ЭФМ. Для этого чашки Петри с зараженной микроорганизмами средой после обработки парами ЭФМ переносились в термостат и выдерживались оптимальных для развития микроорганизмов условиях. Полученные результаты приведены в табл. 3.
Таблица 3
Оценка биоцидных свойств ЭФМ по отношению к смесям _культур микроорганизмов, выделенных с СПВ_
Диаметр колонии микроорганизмов,
см. после выдержки
№ Эфирное Концентрация 14 сут. в парах
п/п масло ЭФМ, мл/м3 7 сут. в парах 14 сут. в парах ЭФМ и 28 сут. при
ЭФМ ЭФМ 28°С и влажности
98%
1 0 1-2 5
1. Цитраль 10 0 0 0
100 0 0 0
1 0-1 1-2 5
2. Эвгенол 10 0 0 0
100 0 0 0
1 0 0 1-2
3. ЦЭВ 10 0 0 0
100 0 0 0
Отсутствие роста колоний микроорганизмов после обработки ЭФМ свидетельствует о биоцидном действии паров масла, а появление колоний - о его биостатическом (приостанавливающем рост микроорганизмов) действии.
Приведенные в табл. 3 данные показывают, что концентрация летучих веществ 10...100 мл/м3 в замкнутом объеме обеспечивает биоцидное действие ЭФМ, а концентрация 1 мл/м3 - лишь биостатическое. Видно также, что наиболее сильными биоцидными свойствами обладает ЦЭВ -смесь цитраля и эвгенола в соотношении 1:1.
Таким образом, газовая фаза ЭФМ (летучие вещества, входящие в их состав) является биоцидом по отношению как к рекомендованным ГОСТ, так и выделенным с СПВ штаммам микроорганизмов и может быть использована для повышения стойкости вооружения к их воздействию. Однако применение ЭФМ в качестве биоцидов для защиты вооружения возможно только в том случае, если они, по крайней мере, не ускоряют процесса коррозии, поэтому была оценена коррозионная агрессивность паров ЭФМ. Полученные результаты (табл. 4) показывают, что ЭФМ не только не ускоряют коррозию металлических образцов, но и являются ингибиторами: потеря массы обработанных ЭФМ образцов из стали Ст3 уменьшается по сравнению с необработанными в 2-10 раз.
Таблица 4
Коррозионная стойкость образцов из стали Ст3, _обработанных парами ЭФМ_
№ Вид обработки Изменение (потеря массы образца, % после выдержки)
п/п в воде 12 сут. 12-ти мес. при 98% относит. влажности
1. Без обработки 2,70 1,63
2. Цитраль 1,13 0,10
3. Эвгенол 1,11 0,20
4. ЦЭВ 1,00 0,12
Таким образом, летучие эфирные масла можно использовать для комплексной защиты СПВ от коррозии и биологических повреждений.
2. Оценка грибостойкости защиты конструкционных и консервационных материалов эфирными маслами. В ходе проводимых ранее исследований были получены данные о биостойкости различных консервационных и конструкционных материалов. Было установлено, что уже через 1,5 года использования противокоррозионной бумаги УНИ для защиты хранящегося СПВ в умеренно-холодном климатическом районе (Приморский край) она теряет свои биоцидные свойства и становится небиостойкой (балл обрастания по ГОСТ 9.048-89 равен 5).
Результаты натурных испытаний и анализ литературных данных [1, 2, 10 - 13] показывает, что не имеют устойчивости к воздействию МО также деревянные части образцов СПВ и укупорочные ящики, брезентовые подсумки, чехлы, ремни, кожаные подвески штык-ножей, парафинированная бумага БП-3-35, смазочные материалы. Для надежной защиты СПВ от внешних факторов необходимо обеспечить их биостойкость, т.е. средства консервации должны обладать комплексными защитными свойствами.
Для защиты материалов, имеющих достаточно большую площадь поверхности, применение ЭФМ в виде газовой фазы нецелесообразно из-за повышенного расхода эфирных масел и технических сложностей, связанных с обеспечением контакта всей поверхности с молекулами ЭФМ, а также для экономии времени.
Эфирные масла можно наносить на поверхность, которой требуется придать биостойкость или свойство биоцидности, также из какого-либо растворителя. При выборе растворителя надо учесть следующие требования: отсутствие взаимодействия растворителя с обрабатываемой поверхностью; низкую температуру кипения; доступность и низкую стоимость; не токсичность.
Как было установлено ранее [9, 14], этим требованиям удовлетворяет этанол: 5 - 10 % растворы ЭФМ в этаноле обладают сильными био-цидными свойствами. Была проверена возможность обеспечения защиты от воздействия микроорганизмов изделий из тканевых материалов (ремней, подсумков, чехлов), дерева (укупорочных ящиков, прикладов, цевья) и кожи (подвески штык-ножей), а также парафинированной бумаги БП-3-35. Обработка растворами ЭФМ в этаноле указанных материалов проводилась по методике, описанной в [9]. После обработки образцы материалов высушивались на воздухе в течение 4 - 6 часов, заражали суспензией спор микроорганизмов, и выдерживали в течение 7 - 14 суток, после чего определяли балл обрастания по ГОСТ 9.048-89 (табл. 5 - 7).
Таблица 5
Грибостойкость парафинированной бумаги БП-3-35_
№ Вид обработки бумаги Грибостойкость, баллов, после
п/п 7 суток 14 суток
1 Без обработки 5 5
2 В парах ЭФМ (время выдержки 4 сут) 0 0
3 5 %-м раствором ЭФМ в этиловом спирте 0 0
Таблица 6
Грибостойкость деревянных частей СПВ после обработки ЭФМ
№ Вид обработки образцов Грибостойкость, баллов после
п/п 7 суток 14 суток
1 Без обработки 4 5
2 В парах ЭФМ (время выдерж. 4 сут, концентрация 0,1) 0 0
3 5 %-м раствором ЭФМ в этиловом спирте 0 0
Таблица 7 Грибостойкость текстильных материалов после обработки ЭФМ
№ Вид обработки образцов Грибостойкость, баллов после
п/п 7 суток 14 суток
1 Без обработки 4 5
2 В парах ЭФМ (время выдержки 4 сут, концентрация 0,1) 0 0
3 5 %-м раствором ЭФМ в этиловом спирте 0 0
Поскольку эфирные масла являются летучими соединениями и обладают также противокоррозионным действием, то модифицированная ими парафинированная бумага приобретает также свойства противокоррозионной бумаги, т.е. становится комплексным средством защиты СПВ от воздействия внешних факторов, выполняющим одновременно две функции: ингибитора коррозии и барьерного материала. Такое использование модифицированной бумаги БП-3-35 может позволить полностью отказаться от применения противокоррозионной бумаги УНИ, используемой в настоящее время для консервации образцов СВ.
Результаты испытаний (табл. 5 - 7) позволяют утверждать, что после обработки 5 % раствором ЭФМ в этиловом спирте биостойкость приобретают и тканевые материалы, и деревянные детали образцов СПВ.
Список литературы
1. Стариков Н.Е., Волков А.С. и др. Коррозия легированных сталей под консервационными смазками в присутствии микроорганизмов // Защита металлов, 2003. Том 39. № 4. С. 403 - 409.
2. Защита от коррозии, старения и биоповреждения машин, оборудования и сооружений: справочник в 2 т. / Под ред. Герасименко А. А. М.: Машиностроение, 1987. Т. 1. 688 с.
3. Айземан Б.Е. Фитонциды и антибиотики высших растений. Киев: Наукова думка, 1984. 280 с.
4. Исследование летучих фунгицидов и разработка способов их применения для предотвращения биоповреждений вооружения и военной техники: Отчет о НИР. Шифр «Атмосфера». Калуга, 1991. 82 с.
5. Вичканов С. А. Эфирные масла как источники новых противогрибковых препаратов. Киев: Наукова думка, 1972. 126 с.
6. Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпеноиды растений. Кишинев: Штиинца,1990. 152 с.
7. Николаевский В.В., Еременко А.Е., Иванов И.К. Биологическая активность эфирных масел. М.: Медицина, 1987. 151 с.
8. Сидоров И.И. Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 368 с.
9. Стариков Н.Е., Григорьев И.А., Шевченко П.Г. Системный подход поиска путей повышения стойкости материалов ВВТ к внешним воздействующим факторам. Известия ТулГУ. Машиноведение, системы приводов и деталей машин. 2006. С.91 - 99.
10. Стариков Н.Е., Гвоздев А.Е., Григорьев И. А, Фомичева Н.Б. Система мероприятий по защите материалов от коррозии, старения и биоповреждений. Тула: Известия ТулГУ. Материаловедение. 2006. Вып. № 6.
11. Стариков Н.Е., Виноградов С.Н. Результаты комплексных исследований воздействия процессов коррозии и биоповреждений на материалы вооружения // «Оборонная техника». М.: Изд-во ФГУП «НТЦ «Ин-формтехника», 2013. № 1-2. С. 57 - 65.
12. Стариков Н.Е., Селифонтов Д.О., Стариков Н.Н., Томаровский К.М. Анализ влияния климатических и биологических факторов на коррозионную и биологическую стойкость конструкционных материалов СПВ / Сборник материалов III Всероссийской научно-технической онлайн-конференции «Стрелковое оружие: вчера, сегодня, завтра». Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. С. 130 - 139.
13. Стариков Н.Е., Бреки А.Д., Семенов С.А., Гвоздев А.Е., Лавру-шин А.В. Влияние микроскопических грибов Aspergillus niger на трибо-технические свойства пластичного смазочного материала марки « ЛИТА» // Известия тульского государственного университета. Технические науки, 2018. Вып. 7. С. 108 - 117.
14. Эфирные масла для защиты техники от биоповреждений: Методические рекомендации. в/ч 75360, 1991. Вып. № 6102. 14 с.
Стариков Николай Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, starikov taii a mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Селифонтов Денис Олегович, аспирант, denis-selifontova mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Лаврушин Алексей Валентинович, адъюнкт, lavruchin. [email protected], Россия, Рязань, Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное командное училище
DEVELOPMENT OF ARMED PROTECTION MEANS BASED ON THE USE OF ESSENTIAL OILS
N. Е. Starikov, D.O. Selifontov, A.V. Lavrushin 382
The means of protection of SPVproducts based on the use of essential oils have been developed. It has been found that essential oils are volatile compounds and have an anti-corrosive effect; therefore, their modified wax paper also acquires properties of anticorrosive paper, i.e. becomes an integrated means of protecting the SV from external factors, which simultaneously perform two functions: a corrosion inhibitor and a barrier material.
Key words: essential oils, SPV products, inhibitor, biocide, fungi, bacteria, microorganisms.
Starikov Nikolai Evgenevich, doctor of technical sciences, professor, starikov taiiamail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Selifontov Denis Olegovich, postgraduate, denis-selifontova mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Lavrushin Alexey Valentinovich, adjunct, lavruchin. [email protected], Russia, Ryazan, Guards of the Ryazan higher airborne command school
УДК 623.455.21.6.001.63(075.8)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИБРОРЕОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПАТРОНОВ
В.И. Трегубов, Н.А. Усенко
Рассмотрена проблематика стойкости инструмента при пробивке в гильзе затравочных отверстий малого диаметра. Первично изучено влияние виброреологических эффектов на снижение силы пробивки затравочных отверстий.
Ключевые слова: гильза, затравочное отверстие, пуансон, вибрация, виброреологический эффект.
При производстве гильз патронов операция пробивки или сверления затравочных отверстий характеризуется малыми относительными диаметрами отверстий, и, как правило, до калибра 12,7 мм производится пробивка, а более 12,7 мм - сверление.
Технология пробивки затравочных отверстий зависит от следующих факторов:
- положения осей затравочных отверстий относительно оси гильзы (параллельности и непараллельности);
- относительного диаметра затравочных отверстий - d ЗО / Бп, где d ЗО - диаметр заправочного отверстия, Бп - толщина пробиваемой перемычки;
- относительного расстояния между осями затравочных отверстий -Ь / d ЗО, где Ь - расстояние между осями затравочных отверстий;
- механических свойств материала гильзы;
- ограничение нижних пределов относительных диаметров d ЗО / Бп при пробивке определяется жёсткими условиями работы пробивных пуансонов. При малом диаметре пуансона и при сравнительно большой длине его свободной незакрепленной части возможен продольный изгиб ввиду потери устойчивости и разрушения.
