CC BY
550
ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЧС
В.Ф. Кушляев, доцент, к.т.н., М.В. Гомонай, профессор, д.т.н., А.А. Аграновский, доцент, к.т.н., Академия гражданской защиты МЧС России, г. Химки
В.А. Леонов, инженер, ООО «ЕЗСМ «Континент», г. Екатеринбург
В принятой Стратегии развития Арктической зоны РФ и обеспечения её национальной безопасности на период до 2020 года планируется, что эта зона будет способствовать обеспечению потребностей страны в углеводородных, водных и биологических ресурсах, а также других видах стратегически важного сырья. Кроме ресурсного потенциала, Арктика обладает важным оборонно-стратегическим значением [1].
Создаваемая система комплексной безопасности населения и территории Арктической зоны РФ позволит своевременно предупреждать ЧС, в том числе крупномасштабные [2, 3].
МЧС России в рамках научных исследований проводит полномасштабную работу по разработке и внедрению адаптированных к суровым арктическим условиям современных образцов спасательного инструмента и пожарно-спасательного оборудования, транспортных средств повышенной проходимости, беспилотных летательных аппаратов и снаряжения.
Для выполнения транспортно-технологических работ в условиях бездорожья по грунтам с низкой несущей способностью, необходимы современные гусеничные и колесно-гусеничные машины повышенной проходимости, предназначенные для работы в тяжелых условиях бездорожья, сурового климата и обеспечивающие сохранность экологической среды.
Специалисты Академии гражданской защиты МЧС России и завода ООО «ЕЗСМ «Континент» систематизировали информацию и создали классификацию транспортных средств повышенной проходимости. При этом была проанализирована техника ведущих отечественных и зарубежных предприятий для подразделений МЧС России и других заинтересованных организаций [2-7].
Отечественные и зарубежные заводы производят широкий ряд специализированных транспортных средств повышенной проходимости различного назначения, параметров и конструкции. Значительная их часть предназначена для выполнения транспортных задач при недостаточном коэффициенте грузоподъемности, другие плохо адаптированы для выполнения технологических задач в экстремальных условиях, при этом они не всегда соответствуют условиям и задачам, характерным для ЧС.
Оценка конструктивных параметров и эксплуатационных свойств машин.
Специальные требования к конструкции машин повышенной проходимости, сложные экстремальные технологические процессы, выполняемые ими, тяжелые грунтовые и климатические условия, в которых они эксплуатируются, требуют системного подхода для оценки их свойств. Анализ качества специальных машин повышенной проходимости был выполнен с учетом их конструктивных и эксплуатационных параметров.
Основные, из которых следующие:
- назначение - аварийно-спасательные, грузопассажирские, пассажирские, транспортные, транспортно-технологические, технологические и специализированные;
- проходимость - комплексная характеристика;
- тип движителя - колесные, гусеничные, колесно-гусеничные;
- тип ходовой системы - 2- и 4 - гусеничная, 4- колесно-гусеничная;
- тип и конструкция сочленения ходовых тележек;
- среднее удельное давление на опорную поверхность;
- мощность двигателя машины;
- грузоподъемность;
- эффективность использования грузовой полезной (габаритной) площади;
- глубина преодолеваемого брода и ширина преодолеваемого рва [5-7].
Область применения машин повышенной проходимости, особенно
гусеничных и колесно-гусеничных, обширна. Наряду с использованием их для предупреждения и ликвидации ЧС, а также обеспечения жизнедеятельности районов Арктики и труднодоступных районов особенно восточных областей, они необходимы для выполнения задач различных служб и отраслей (линии электропередач, газопроводы и нефтепроводы, предприятия лесопромышленного комплекса и др.).
Арктические условия эксплуатации машин.
Применение в районах Сибири и Крайнего Севера машин повышенной проходимости, работающих под постоянным воздействием низких температур и других факторов холодного климата выявило проблему их работоспособности и надежности в этих условиях. Влияние климата обуславливает снижение работоспособности и надежности машин в зимнее время, увеличение трудозатрат на техобслуживание и ремонты, сокращение срока службы машин.
Следовательно, необходимо определить, путем испытаний, какие факторы условий Арктики, и в какой степени влияют на работоспособность и надежность и в целом на эксплуатационные свойства машин.
Транспортно-технологическая машина является частью системы «машина - водитель - дорога - среда» и ее свойства проявляются во взаимодействии с элементами этой системы. Поэтому значимость определенного эксплуатационного свойства зависит от условий, в которых данное свойство
проявляется, т.е. от условий эксплуатации. В целом условия эксплуатации определяются бездорожными, дорожными, транспортными и природно-климатическими условиями.
Условия бездорожья и дорожные условия.
Параметры и показатели данных условий в наибольшей степени влияют на эксплуатационные свойства машины. К ним относят: элементы профиля и плана опорной поверхности пути (дороги, бездорожья), рельеф местности, вид и несущая способность опорной поверхности, глубина снежного покрова, плотность снега, интенсивность и режим движения по опорной поверхности или дороге.
Действующие СНиПы определяют основные нормы, параметры дорог и могут быть использованы для сравнительной оценки характеристик предельных условий движения машин в условиях бездорожья, а также временных, сезонных и отраслевых дорог. Согласно СНиП 2.05.02. - 85 все дороги делятся на пять категорий. Основные критерии расчетная интенсивность и скорость движения, число полос, их ширина, наибольшие продольные уклоны и т.п.
Микропрофиль дороги характеризуют средней квадратичной величиной ординат неровностей в см. Так для разбитого щебеночного покрытия данное значение равно более 3 см. По режиму движения - средняя скорость движения.
Транспортные условия: вид груза, расстояние перевозки, режим работы, условия хранения, система ТО и Р. Эти условия определяют специализацию машины, а следовательно ее конструкцию, параметры и свойства. Размеры кузова и грузоподъемность определяют приспособленность машины к перевозке тех или иных грузов. По дальности перевозок они бывают местные (до 50 км) и дальние. Условия сохранности грузов требуют соответствующей загрузки и плавности хода.
Природно-климатические условия определяются особенностями зон арктического, холодного, умеренного, жаркого и высокогорного климата. Основная характеристика - температура окружающей среды. Для арктических условий принимается предельная минусовая температура до минус 60 0С.
Кроме влияния низких температур на работу машин, необходимо также учитывать наличие вечной мерзлоты, полярной ночи, снежную целину с глубиной снега до 1 м и более, сложный рельеф со смерзшимися валунами и обломками скальных пород, полярную пургу, оттаявший слой грунта на мерзлом основании, заболоченную поверхность тундры.
Таким образом, условия эксплуатации существенно влияют на эксплуатационные свойства машин и это необходимо учитывать с целью обеспечения необходимой приспособленности машин к конкретным условиям эксплуатации и повышения их работоспособности и надежности.
Обзор отечественных и зарубежных машин позволил оценить колесные и гусеничные модели машин и выделить основные, которые могут быть приняты в качестве аналогов или рекомендованы для использования в Арктике.
К грузопассажирским моделям относятся семейство транспортно-технологических машин, производства ЗАО «Транспортные машины» и
вездеходы ТМ140 «Четра» производства Курганского машиностроительного завода, входящего в концерн «Тракторные заводы».
Из зарубежных пассажирских моделей можно выделить шведский гусеничный двухзвенный сочленённый вездеход HagglundsBv206 «Лось».
Активно разрабатывают аналог транспортного средства HagglundsBv206 сочленённой схемы в КНР. Китайские машины состоят на вооружении сухопутных войск и предназначены для перевозки личного состава и материально-технического обеспечения войск в условиях бездорожья и пересечённой местности.
Вооруженные силы РФ располагают образцами техники, которая эксплуатируется в условиях Крайнего Севера, например МТ-ЛБВ и ДТ-ЗОМП «Витязь». Ишимбайский завод транспортного машиностроения выпускает двухзвенные гусеничные машины: плавающие - ДТ-10П, ДТ-20П и ДТ-ЗОП, а также неплавающие - ДТ-10, ДТ-20 и ДТ-30, грузоподъемностью 10, 20, и 30 тонн соответственно.
Канадская фирма Foremost известна своими 4-гусеничными машинами Husky, используемыми в нефтяной и газовой промышленностях.
При создании специальной техники повышенной проходимости для выполнения работ в чрезвычайных ситуациях, в том числе на базе сочлененных 4 гусеничных шасси заводом ООО «ЕЗСМ «Континент» применяется модульный принцип компоновки шасси и технологического оборудования, а также унифицированные узлы и системы отечественных грузовых автомашин.
Транспортно-технологические машины для эксплуатации в Арктике.
____юэоо ___| [__гвто___]
Рис. 1. Транспортно-технологическая машина ТСК-6400-Ф75 на базе двухзвенного 4-гусеничного шасси с манипулятором и грейферным захватом
Машина (рис. 1) предназначена для погрузки и перевозки различных сыпучих грузов, строительных и промышленных грузов в упаковке, в контейнерах по временным и сезонным дорогам и в отсутствии дорог, в том числе в условиях Крайнего Севера. Кузов машины может опрокидываться в заднюю сторону и в боковую. Сочлененное шасси данной машины используется в качестве базы для разработки обширного модельного ряда специальных машин. На грузовой платформе могут устанавливаться модули грузовой, технический, медицинский, пассажирский, штабной, аварийно-спасательный.
Ниже приведен ряд специализированных машин завода «Континент».
Рис. 2. АвтотопливозаправщикТС12-АТЗ12 Рис. 3 АвтотопливозаправщикТС15-АТЗ15
Автотопливозаправщик эксплуатируется в условиях Антарктиды. Мощность двигателя машины 176 кВт, грузоподъемность 12 т, среднее удельное давление на грунт 21,2 кПа (рис. 2).
АвтотопливозаправщикТС15-АТЗ15 проходит эксплуатацию на полуострове Таймыр.
Емкость цистерны 15м . Среднее удельное давление машины на грунт 22 кПа (0,22) кг/см2 (рис. 3).
Машина ТСК - КМУ с бортовой площадкой и гидроманипулятором представлена при проведении спасательной операции по эвакуации самолета на место ремонта после совершения аварийной посадки (Ненецкий автономный округ).
Грузоподъемность машины до 15 тонн. Максимальный вылет гидроманипулятора 6,2 метра, грузоподъемность до 2000 кг (рис. 4).
В качестве дополнительного технологического оборудования может использоваться буровой инструмент, люлька грузопассажирская электроизолированная, а также экскаваторный ковш.
Прошла эксплуатационную оценку в условиях бездорожья Дальнего Востока транспортно-технологическая машина повышенной проходимости для перевозки контейнеров и других грузов на базе 4-гусеничного двухзвенного сочлененного шасси грузоподъемностью 12 тонн (рис. 5).
Рис. 4. Машина ТСК - КМУ с бортовой Рис. 5. Контейнеровоз ТСК12
площадкой и гидроманипулятором
Универсальная бортовая платформа со съемными бортами и специальными быстросъёмными трубовозными кониками позволяет перевозить различные грузы и иную трубную продукцию (рис. 6). Машины эксплуатируются на полуострове Таймыр Красноярского края.
Специалистами завода при поддержке сотрудников Академии спроектирована аварийно-спасательная машина АСМГ-20 на базе модифицированного шасси ТСК-15 грузоподъемностью 15 т. Машина предназначена для доставки специалистов и технических средств к месту аварии, разборки завалов, освещения мест аварий, откачивания воды и выполнения других работ (рис. 7).
Заводом «Континент» изготовлена пожарная машина ГЦ-6/3-40 на базе 4 - гусеничного шасси ТС. Машина предназначена для доставки к месту пожара боевого расчета и запаса воды в объеме 6 м3 в условиях бездорожья, сложных климатических условия, а так же для перекачивания воды из близлежащего водоема к месту возгорания (рис. 8).
Рис. 6. Машина для перевозки труб ТСК15-Б+Т - Борт + Трубовоз. Грузоподъемность 15 тонн. Длина бортовой платформы 7,5 м
Рис. 7. Аварийно-спасательная машина АСМГ-20 на базе модифицированного шасси ТСК-15
Завод приступил к выпуску гусеничного шасси ТСГ. Данное шасси разработано по классической двух гусеничной компоновке, с раздельной для каждой гусеницы гидравлической системой управления, обеспечивающей повышенную проходимость, плавный поворот и разворот на месте.
Рис. 8. Пожарная машина ГЦ-6/3-40 на базе 4 - гусеничного шасси ТС
Рис. 9. Пожарная машина ГЦ-6-40
На баз шасси ТСГ разработана пожарная машина ГЦ-6-40, (рис. 9) предназначенная для доставки к месту пожара боевого расчета, пожарно-технического оборудования и запаса воды. Машина может использоваться в сельской местности, в расположенных вдали от основных дорог поселках, в период распутицы, глубоко снега, при ликвидации лесных пожаров [3,7,8].
Рис. 10. Машина на двухзвенном 4-гусеничном шасси ТС-АГП с автогидроподъемником. Характеристика ТС-АГП: Рабочая высота автогидроподъемника до 22 м. Грузоподъемность люльки 250 кг. Электроизоляция до 1000 В
Наибольший интерес из транспортно-технологических и грузовых машин представляют машины семейства «Витязь», машины Екатеринбургского завода специализированных машин «Континент» марки ТС, колесно-гусеничные машины «Форвардер» (Белоруссия, Финляндия, Швеция), на базе которых предлагается создать модельный ряд машин повышенной проходимости для МЧС России, в первую очередь для обеспечения жизнедеятельности Арктики.
Для ускорения работ целесообразно по ряду наиболее приоритетных машин запланировать их доводочные работы для условий Арктики по специальной программе НИОКР. Для уточнения общей компоновки, конструктивных параметров, эксплуатационных показателей и выполнения доводочных работ необходимо организовать испытания опытных образцов гусеничных машин повышенной проходимости, приведенных выше в одном из арктических аварийно-спасательных центров.
Список использованной литературы
1. Указ Президента РФ от 2 мая 2014 г. № 296 «О сухопутных территориях Арктической зоны Российской Федерации».
2. Проспект-каталог НИР «Специальные машины повышенной проходимости». Академия гражданской защиты МЧС России, завод ООО «ЕЗСМ «Континент». Международный салон «Комплексная безопасность 2015», 19-22.05.2015.
3. Степанов А.П. Сочлененные гусеничные и колесные машины высокой проходимости. Журнал «Техника и вооружение» №№ 5, 8-12, 2003 г.
4. Кушляев В.Ф. Обоснование норм надежности гусеничной машины повышенной проходимости. V Всерос. науч.-практ. конф. «Надежность и долговечность машин и механизмов». Ивановский ин-т ГПС МЧС России. Сб.
матер. Иваново. 2014. - С. 126-131.
5. Кушляев В.Ф. «Транспортно-технологические машины повышенной проходимости и применение их в условиях Арктики // Кушляев В.Ф., Леонов В.А., Аграновский А.А., Малышев В.А., Гомонай М.В. Науч.-техн. журнал «Строительные и дорожные машины», 2014, № 12. - С. 12-15.
6. Буровенцева О.А., Кушляев В.Ф. Основные требования к оценке надежности аварийно-спасательных машин, применяемых в условиях Арктики. «Актуальные научно-технические проблемы развития и эксплуатации транспортно-технологических машин МЧС России». Сб. матер. XXV юбилейной Междунар. науч.-практ. конф. «Предупреждение. Спасение. Помощь». Химки: АГЗ МЧС России. - 2015 - С. 63-75.
7. Гурьев А.Т., Кушляев В.Ф. К обоснованию системы управления и обеспечения комплексной безопасности транспортных потоков и технологических процессов арктических территорий. «Актуальные научно-технические проблемы развития и эксплуатации транспортно-технологических машин МЧС России». Сб. матер. XXV юбилейной Междунар. науч.-практ. конф. «Предупреждение. Спасение. Помощь». Химки: АГЗ МЧС России. - 2015 - С. 60-63.
8. Кушляев В.Ф. Разработка гусеничной аварийно-спасательной машины повышенной проходимости для условий Арктики// Кушляев В.Ф., Аграновский А.А., Леонов В.А. Матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Автомобильный транспорт сегодня. Проблемы и перспективы». ВГЛТУ. г. Воронеж. 7-9 октября 2015 - С. 71-76.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТЕПЛА ПРИ ПОЖАРЕ В МНОГОСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ С ОГНЕЗАЩИТОЙ
А.А. Леденев, доцент, к.т.н., М.С. Денисов, доцент, к.ф-м.н., В.В. Шумилин, начальник кафедры, И.И. Метелкин, старший преподаватель, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Различные железобетонные конструкции повсеместно применяются в современном строительстве, тем не менее, их огнестойкость не всегда удовлетворяет всем требованиям пожарной безопасности. В связи с этим особое внимание уделяется разработке различных способов огнезащиты.
Огнезащита железобетонных конструкций может быть выполнена дополнительным оштукатуриванием конструкций, окрашиванием специальными красками или отделкой негорючими теплоизоляционными материалами. Для оценки огнестойкости таких многослойных конструкций на практике применяются различные расчетные методы [1-5]. Это обусловлено тем, что они позволяют провести оценку огнестойкости конструкций, огневые
