CC BY
98
СИСТЕМНОЕ БИОПОВРЕЖДЕНИЕ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
Т.В. Добрынина, преподаватель, к.б.н., Я.В. Иванов, курсант, ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж
Надежность изделий авиационной техники во многом определяется их стойкостью к воздействию внешней среды, естественной составляющей которой являются микроорганизмы (микроскопические грибы, бактерии дрожжи). Микроорганизмы деструкторы, воздействуя на объекты техники, вызывают повреждение последних: изменение структурных и функциональных характеристик вплоть до разрушения.
Однако особенности и закономерности воздействия биофактора изучены гораздо в меньшей степени, чем влияние на системы авиационной техники небиологических факторов, таких как температура, механические напряжения, световое излучение, агрессивные среды. В настоящее время основное внимание сосредоточено на эколого-биологической составляющей проблемы. Изучаются видовой состав, особенности свойств, способность микроорганизмов заселять различные материалы, а подбор средств защиты в большинстве случаев производится эмпирически. В условиях эксплуатации отмечаются обусловленные микробиологическим повреждением материалов, случаи отказов и неисправностей самолетов.
Стремясь создать и поддерживать в замкнутых системах авиационной техники адекватную потребностям экипажа среду обитания, создаются более или менее благоприятные условия для жизнедеятельности многочисленных микроорганизмов.
Биологическое повреждение (биоповреждение) объекта - особый вид разрушения материалов, его конструкций под воздействием микроорганизмов, которые нарушают исправное и работоспособное состояние техники. Процессы биоповреждения по своим механизмам различны и обусловлены, в основном, протеканием ферментативных реакций, преимущественно оксидоредуктазных и гидролазных. Микроорганизмы могут повреждать или снижать эффективность использования военной техники за счет разрушения различных технических материалов (топлив, пластиков, резин и металлов) [1].
Основными видами микроорганизмов, повреждающих технические материалы, являются грибы и бактерии. Наличие и интенсивность микробиологического повреждения характеризуют стойкостью объекта техники к микробиологическому фактору (микробиологическая стойкость) - свойство объекта (материала, детали, изделия) сохранять значение показателей в пределах, установленных нормативно-технической документацией в течение заданного времени в процессе или после
Литературные данные позволяют сделать вывод, что наиболее подвержены действию микроорганизмов авиационная техника - самолеты и вертолеты (81 % и 11 % соответственно).
Анализ случаев биоповреждений свидетельствует, что наиболее повреждаемыми системами авиационной техники являются материалы радиоэлектронного оборудования (РЭО), горюче-смазочные материалы (ГСМ), полимеры, резины.
Биоповреждаемыми субстратами ГСМ и РЭО являются вещества органической природы, которые микроорганизмы используют в метаболических целях как источники углерода и энергии.
Воздействие микроорганизмов вызывает разрушение лакотканевой оплетки изоляции электропроводов и хлопчатобумажных нитей бандажа электрожгутов, перемыкание токоведущих дорожек плат изделий РЭО, разрушение и потерю защитных свойств ПВХ изоляции, засорение и коррозионные повреждения контактных устройств электрооборудования и др. Эти повреждения приводят к серьезным неисправностям и отказам.
В то же время следует отметить, что на повреждения отдельных неметаллических материалов существенное влияние могут оказывать сроки их службы, то есть развивающиеся во времени процессы старения способствуют деструктивному воздействию микрофлоры.
Так, недостаточно биостойкая лакотканевая оплетка изоляции повреждается чаще всего в непроветриваемых отсеках самолета, допускающих попадание и скопление воды (грузовой и закабинный отсеки фюзеляжа, разъемные коробки и др.).
Использование даже в незначительных количествах небиостойких хлопчатобумажных нитей, лаков и других материалов нередко приводит к возникновению неисправностей элементов, достаточно стойких к непосредственному воздействию микробиологического фактора. Развиваясь на нестойких материалах, микроорганизмы воздействуют на контактирующие с ними детали продуктами метаболизма, инициируют процессы коррозии металлов.
Типичные неисправности и характерные повреждения в различных системах самолетов, обусловленные деструктивным воздействием технофильных микроорганизмов, определяются как:
- коррозия печатных проводников;
- накопление продуктов биодеструкции с неприятным запахом;
- нарушение прохождения электросигнала в пусковых устройствах;
- нарушение оптических характеристик линз, разрушение защитных просветляющих пленок, координатных сеток;
- оплесневение элементов радиокомпаса, рамочной антенны, антенного
реле;
- разрушение жгутов, оплетки кабелей и токопроводящих дорожек печатных плат;
- питтинговая коррозия внутренней поверхности цилиндра гидросистемы.
Следует подчеркнуть, что работы по устранению и профилактике подобных
неисправностей и отказов трудоёмки, дорогостоящи и не всегда достаточно эффективны, а и приведение техники в состояние боеготовности, наносят экономический ущерб вследствие неоправданных расходов на замену узлов и материалов, повышают риск возникновения аварийных ситуаций и катастроф.
Практически не существует такого материала, который бы не подвергался действию микромицетов, вплоть до полного разрушения.
Немаловажную роль в биодеструкции играет способность микроорганизмов, в частности грибов, развиваться в экстремальных условиях. Они чрезвычайно устойчивы к резким перепадам температуры, влажности, давления и не теряют при этом биологическую активность. Многие виды грибов развиваются на субстратах со следовыми количествами питательных веществ. Высокая степень адаптации грибов к внешним условиям обусловлена генетическими факторами. Из поврежденных микроорганизмами приборов авиационной техники наиболее часто выделяют: Al. tenuis, A. flavus, A. wentti, A. versicolor, P. chrysogenum, P. nigricans, Rhizopus sp . [ 2 ] . Относительно высокая влажность воздуха, перепады температуры способствуют увлажнению образцов, образованию конденсата на их поверхности и тем самым благоприятствуют развитию грибов.
Таким образом, среди большого количества материалов, используемых для создания современных образцов вооружения и военной техники, конструкционные материалы входящие в состав всех систем самолета являются объектами, чаще всего повреждаемыми технофильными микроорганизмами в естественных условиях их хранения, транспортирования и эксплуатации. Анализ этих данных показывает, что биоповреждение материалов авиационной техники представляет собой серьезную проблему в обеспечении надежности работы различных систем самолета.
Список использованной литературы
1. Сборник статей: Актуальные вопросы биоповреждений. М.:, 1983.
2. Руководство по военной микробиологии / Сбойчаков В.Б., Артемкина И.Ю., Васильев П.Г., Добрынина Т.В. и др. // Под ред. Сбойчакова В.Б. М.: Военное издательство, 2005. - 315 с.
СИНТЕЗ УПРАВЛЯЮЩИХ МОМЕНТОВ ТРЕХЗВЕННОГО МАНИПУЛЯТОРА ЭКЗОСКЕЛЕТА
С.В. Ефимов, доцент к.т.н., Н.И. Кандауров, курсант, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
В настоящее время во всем мире активно развивается новая отрасль науки и техники - биоинженерия. Приоритетным направлением биомедицинской инженерии, является разработка экзоскелетов - мехатронных устройств в виде внешнего каркаса человека. Современные экзоскелеты являются сложными техническими системами и представляют собой портативные роботизированные устройства, работающие во взаимодействии с человеком и позволяющие увеличить развиваемые усилия, скорость передвижения, а также снизить
