CC BY
45
Анализируя полученные результаты можно сделать следующие качественные выводы.
1. Если растет q2 (угол идет по часовой стрелке), то q3...q7 - растут, т.к. происходит уменьшение телескопической части, звенья движутся по выбранным направлениям координат.
2. Чем больше жесткость пружины, связанной с телескопическим элементом, тем меньше его перемещение.
3. Сила сжатия, действующая на концевое телескопическое звено рукояти, постепенно растет.
В дальнейшем следует на основании запатентованного решения создать эскизный проект исследуемого манипулятора и выполнить его детальное моделирование.
Список литературы:
1. Манипулятор: пат. № 2312056: Рос. Федерация: МПК7 B66C23/00 / авторы и заявители Шестаков Я.И., Макаров В.Е., Грязин В.А.; патентообладатель ГОУ ВПО «МарГТУ». - № 2006115035/11; заявл. 02.05.2006; опубл. 10.12.2007, Бюл. № 31.
2. Лагерев И.А. Динамика трехзвенных гидравлических кранов-манипуляторов: монография / И.А. Лагерев, А.В. Лагерев. - Брянск: БГТУ 2012. -196 с.: ил. - ISBN 978-5-89838-608-5.
3. Лагерев И.А. Динамический анализ трехзвенного гидравлического крана-манипулятора / И.А. Лагерев, А.В. Лагерев // Вестник БГТУ. - 2011. -№ 3. - С. 9-16.
4. Лагерев И.А. Оценка динамической нагруженности и оптимизация трехзвенных гидравлических кранов-манипуляторов транспортно-техноло-гических машин для сварки трубопроводов: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Лагерев Игорь Александрович. - Брянск, 2011. - 18 с.
5. Лагерев А.В. Универсальная методика динамического анализа гидравлических кранов-манипуляторов / А.В. Лагерев, А.А. Мильто, И.А. Лагерев // Вестн. БГТУ. - 2013. - № 3. - С. 24-31.
ТЕОРИЯ НАДЕЖНОСТИ В СИСТЕМЕ ПОИСКОВО-СПАСАТЕЛЬНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ЭТАПЕ ПОСАДКИ СПУСКАЕМОГО АППАРАТА
© Соболев А.В.*
Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации (институт)
г. Ульяновск
В статье отражен пример применения теории надежности в системе
поисково-спасательном обеспечении космических полетов. Автором
* Аспирант.
впервые представлена структурная схема надежности технических средств привлекаемых на обеспечении посадки спускаемого аппарата, а так же представлен математический алгоритм вычисления безотказности данных технических средств в общей системе. Данные исследование позволяет расширить аналитические возможности при оценки объективности выбора эффективных технических средств.
Ключевые слова космические полеты, спускаемый аппарат, спасательная техника, поиск, теория надежности.
Со времен проведения запусков ракетоносителей с людьми на борту поисковое и аварийно-спасательное обеспечение полетов космических объектов осуществляет свою деятельность в общей системе обеспечения космических полетов [3]. Снижение с орбиты в первые годы производилось по баллистической траектории, а приземление спускаемого аппарата (СА) предполагалось (рассчитывалось условно) в районе с радиусом от 300 до 500 км. Поиск СА необходимо было провести в весьма сжатые сроки, и поэтому за-действовалось одновременно до 250 поисковых воздушных судов. С последующим развитием и техническим совершенствованием элементов СА производили управляемый спуск в расчетную точку посадки радиусом до 30 километров. Поэтому отпала необходимость задействования такого большого количества поисковых воздушных судов. Однако не исключено что при проведении поисково-спасательных операций (ПСО) могут возникать ситуации, в которых техника не всегда способна справиться с поставленной задачей. Так, например, произошло в случае с невозможностью оперативной эвакуации СА космонавтов А. Леонова и П. Беляева [2]. Также всегда существует вероятность поломок и сбоев поисково-спасательных средств.
Определением возможности отказов технических систем занимается теория надежности. Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки [1]. В поисково-спасательном отношении основное внимание необходимо уделять именно процессу эксплуатации транспорта по назначению, так как именно на этом этапе проявляются недостатки технической системы.
Основываясь на данных Роскосмоса отраженных в таблице 1 современное обеспечение спуска проходит с привлечением 12 вертолетов, 3 самолета и 6 наземных поисково-спасательных машин [4].
Самолеты, вертолеты и ПЭМ при обеспечении спуска СА в районе основного полигона посадки имеют такие функциональные возможности, что каждая единица техники в состоянии осуществлять полный комплекс мероприятий: передислокации, поиска, оказания помощи, эвакуации. Однако каждый вид техники обладает определенным преимуществом перед другим. Поэтому в комплексе они обеспечивают наилучшие поисково-спасательные возможности.
Таблица 1
Привлекаемая поисково-спасательная техника при организации посадки СА
Название СА Поисково-спасательная техника
Вертолеты Самолеты ПЭМ
Союз ТМА-02М 12 3 6
Союз ТМА-21 14 3 7
Союз ТМА-22 14 3 7
Союз ТМА-03М 12 3 6
Союз ТМА-07М 12 3 6
Союз ТМА-08М 12 3 6
Воспользуемся рис. 1 для объективного составления структурной схемы надежности и определения оперативных характеристик техники [5].
Рис. 1. План ПСО посадки СА ТПК «Союз ТМА-11М»
Из рисунка видно, что 2 ПЭМ в близи города Аркалык располагаются таким образом, чтобы обеспечивать спуск в РТП со 2 и 3 витков. Однако они не смогут осуществить оперативный подход в район запланированного спуска, осуществляемого с 1 витка в связи с тем, что их передислокация (с учетом средней скорости движения в 60 км/ч) будет занимать более 4 часов. 4 ПЭМ располагающихся в районе города Жесказган, также не смогут осуществить возложенные на них функции в случае изменения витка спуска.
Вертолеты и самолеты обладают достаточной оперативностью и дальностью действия, чтобы в случае отклонения от запланированного спуска осуществить передислокацию и отреагировать на изменяющиеся условия.
Учитывая вышеизложенное можно заключить, что общая схема надежности в случае проведения планового спуска будет выглядеть таким образом:
Рис. 2. Схема надежности поисково-технических средств при проведении ПСО на этапе посадки СА
Согласно теории надежности для систем с резервированием:
Р = 1 - (1 - Р,) • (1 - р2) • (1 - Рз)...(1 - Рп) = 1 -П(1 - Р.),
1=1
где P - вероятность безотказной работы системы; И - вероятность безотказной работы ьго элемента; п - количество элементов системы.
Так, безотказность системы будет определяться выражением:
Р = 1 - (1 - Рс1)(1 - Ис2)(1 - Рсз)(1 - Ив1)(1 - Ив2)(1 - Рвз)(1 - Ив4)(1 - Рв5)
(1 - Ивб)(1 - Ив7)(1 - Ивв)(1 - Ив9)(1 - Ив10)(1 - Рви)(1 - Ив12)(1 - РпэмО
(1 - РПЭМ2)(1 - РПЭМ3)(1 - РПЭМ4)
Вероятность безотказностью работы ьго элемента понимается что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет:
() N
где N - Общее число выполненных операций;
п - Число отказов за рассматриваемый промежуток времени.
Отказ элемента можно понимать как событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта, когда объект полностью или частично перестает выполнять заданные функции. Например, для ВС метеорологические условия могут стать причиной отказа, для наземной техники такими отказами могут служить высокий снеговой покров, и пробитые покрышки в пути движения.
Вычислив вероятность безотказности каждого элемента и подставив её в формулу, можно рассчитать безотказность работы всей системы. В теории надежности так же используются количественные характеристики, такие как интенсивность отказов Х(0, частота отказа ДО, средняя наработка до отказа Т0. Преобразуя их можно определять временные показатели отказов техники. Такая особенность в теории надежности позволяет проводить прогнозирования вероятности безотказной работы и определять потребно допустимую наработку до отказа.
Таким образом, используя статистические данные по отказам каждой единицы техники с помощью математического аппарата теории надежности, можно определить вероятность безотказности всей системы обеспечения посадки СА. Экстраполяция данных, полученных в ходе расчетов позволит проводить прогнозирование работоспособности технических средств. Сопоставление полученных данных с экономическими показателями также дает возможность анализировать и обосновывать целесообразность задействования каждой технической единицы, давать оценку количественной составляющей системы.
Теория надежности в ПСО космических полетов расширяет аналитические возможности оценки объективности выбора эффективных технических средств.
Список литературы:
1. ГОСТ 27.002-89 «Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения» 1. Общие понятия.
2. Борисенко И.Г. В открытом космосе / И.Г. Борисенко. - М.: Машиностроение, 1980. - 176 с.
3. Попов В.А. Будет задействовано космодромом Куру / В.А. Попов // Авиапанорама: международный авиационно-космический журнал. - М.: Изд. дом «Созвездие», 2006. - № 57. - С. 43-45.
4. Поисково-спасательные силы и средства [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.favt.ш/favt_new/?q=search/mde/поисково-спаса-тельные %20силы %20и %20средства. - Заглавие с экрана.
5. Росавиация сосредоточила поисково-спасательные силы и средства для обеспечения безопасности посадки спускаемого аппарата транспортного пилотируемого корабля «Союз ТМА-11М» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.favt.ru/favt_new/?q=novosti/novosti/novost/3931. -Заглавие с экрана.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ БРИКЕТИРОВАНИЯ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИИ
© Чернышова Т.И.*, Набоко Е.П., Алпатов Н.В.
Карагандинский государственный технический университет, Республика Казахстан, г. Караганда
Рассмотрены варианты технологической схемы промышленной установки для производства топливных брикетов на основе флотационных отходов углеобогащения с возможностью перехода на различные виды связующего.
Ключевые слова отходы углеобогащения, связующие, брикетирование, технология, топливные брикеты.
Интерес к технологиям переработки угольных шламов является современным и актуальным. Вполне предсказуем тот факт, что цена на топливо, полученное из отходов углеперерабатывающих предприятий, окажется значительно ниже цены на рядовой уголь, так как не требуются затраты на его добычу.
Кардинальная задача, стоящая перед угольной промышленностью, это создание мощностей для стопроцентного обогащения, добываемого угля. С одной стороны - это резко улучшит технические показатели продукции и сделает ее более привлекательной на рынке, с другой, усугубит проблему утилизации получаемых отходов [1, 2].
Существующие способы утилизации шламов углеобогащения делят на пассивные и активные. Пассивными способами является складирование и хранение отходов в хвостохранилищах и шламонакопителях различных ти-
* Старший преподаватель кафедры «Энергетика», кандидат технических наук.
