Частина 2. Природничі та медичні науки; Технічні і математичні науки by u-conferences.org/csps

2013 №3 МІЖНАРОДНА НАУКОВО – ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ «НАУКА І ПРАКТИКА В СУЧАСНОМУ СВІТІ: АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ТА ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ»

Частина 2. Природничі та медичні науки; Технічні і математичні науки Часть 2. Естественные и медицинские науки; Технические и математические науки

Київ - 2013

Центр Науково – Практичних Студій

Наука і практика в сучасному світі: актуальні проблеми та тенденції розвитку ЗБІРНИК МАТЕРІАЛІВ Міжнародної науково - практичної конференції (м.Київ, Україна, 18 грудня 2013р.)

Центр Научно – Практических Студий

Наука и практика в современном мире: актуальные проблемы и тенденции развития СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ Международной научно - практической конференции (г.Киев, Украина, 18 декабря 2013 г.)

Київ - 2013

УДК 5+61+62](082) ББК 2я431+5я431+30я431 Н34 Наука і практика в сучасному світі: актуальні проблеми та тенденції розвитку. Збірник матеріалів Міжнародної науково – практичної конференції (м. Київ, Україна, 18 грудня 2013р.). Частина 2. Природничі та медичні науки. Технічні і математичні науки. – Центр Науково – Практичних Студій, 2013. - 103с. У збірник у містяться статті (тези доповідей) подані на Міжнародн у науково - практичну конференцію «Наука і практика в сучасному світі: акт уальні проблеми та тенденції розвитк у ». Присвячено теоретичним та практичним аспектам природничих та медичних наук, т ехнічних і математичних наук в Україні та іноземних держав ах. Збірник розрахований на учасників конференції, а також вчених, викладачів, аспірантів, ст удентів та інших фахівців, які цікавляться та здійснюють дослідження в галузі природничих та медичних н аук, технічних і математичних наук. Усі матеріали друкуються в авторській редакції. Центр Науково – Практичних Студій не завжди поділяє погляди авторів (учасників) конференції, викладені у цьому збірнику, та не несе відповідальності за зміст матеріалів, наданих авторами для п ублікації.

Наука и практика в современном мире: актуальные проблемы и тенденции развития. Сборник материалов Международной научно практической конференции (г.Киев, Украина, 18 декабря 2013г.).Часть 2. Естественные и медицинские науки. Технические и математические науки. – Центр Научно - Практических Ст удий , 2013. - 103с. В сборнике содержатся статьи (тезисы докладов) поданные на Межд ународн ую научно - практическ ую конференцию «Наука и практика в современном мире: акт уальные проблемы и тенденции развития». Посвящено теоретическим и практическим аспектам естественных и медицинских наук, технических и математических наук в Украине и зарубежных стран ах. Сборник рассчитан на участников конференции, а также ученых, преподавателей, аспирантов, ст удентов и других экспертов, которые интересуются и проводят исследования в сфере естественных и медицинских наук, технических и математических наук. Все материалы печатаются в авторской редакции. Центр Научно - Практических Студий не всегда разделяет взгляды авторов (участников) конференции, изложенные в этом сборнике, и не несет ответственности за содержание материалов, представленных авторами для публикации.

ЗМІСТ / СОДЕРЖАНИЕ Природничі та медичні науки / Естественные и медицинские науки Бондарчук Г.В.Удосконалення організації надання медичної допомоги постраждалим з поєднаною травмою……………………………………………………………………....5 Ільченко В.О. Урожайність вівса залежно від мінеральних добрив та бактеріальних препаратів…………………………………………………………………………………...8 Олексієнко К.В. Радіаційне забруднення ґрунту поблизу підприємства видобутку уранової руди………………………………………………………………………………11 Попова В.О. Визначення ступеню забруднення ґрунтів важкими металами біля підприємства «Сірогозький КХП»…………………………………………………….....14 Ларионов М.В. Изменение агрохимических признаков почв как результат антропогенной модификации среды……………………………………………………..17 Соков Л. А. Квантовомеханическая упорядоченность предбиотического супа……....22 Бондаренко З. С. Зиненко А. И. Индивидуальные темпы роста гадюки Никольского Vipera nikolskii (Vedmederja, Grubant et Rudaeva, 1986) по данным повторных отловов……………………………………………………………………………………..27 Денисова Е.В. Состояние и оценка использования основных видов сельскохозяйственных угодий Волгоградской области………………………………...32 Темнышова В. А. Формирование рациональной стратегии агроландшафтных систем земледелия на территории Волгоградской области……………………………………..37 Чижикова О.А., Глушич О.В. Развитие органического земледелия в странах Евросоюза и Украины……………………………………………………………………..43 Технічні і математичні науки / Технические и математические науки Жук С. В.Алгоритмізація киснево-конвертерного процесу виробництва сталі……....53 Криворучко Н. І., Хлевнюк Д. В. Сейсмічний моніторинг як одна з передумов безпечного ведення гірничих робіт…………………………………………………….59 Бектурсинов. Б. Б. Тенденция развития и современные измерение в волоконнооптических линии связи.....................................................................................................62 Сергеева Е. А., Жердев К. В. Плазменная наплавка металлическим порошком….…67 Остапчук А. К., Тютнев А.Е., Михалищев А. Г. Восстановление размерной точности деталей методами ППД………………………………………………………….………71 Остапчук А.К., Тютнев А.Е., Михалищев А.Г. Повышение износостойкости колесных пар……………………………………………………………………………..78 Остапчук А. К., Тютнев А.Е., Федулов Д.С., Михалищев А.Г. К вопросу модернизации мобильной роботизированной установки пожаротушащей…………83 Шашков А. И., Остапчук А.К. К вопросу управления параметрами шероховатости в процессе обработки……………………………………………………………………..88 Шидловский Н.С., Дымань М.М. Методы оценки надежности средств фиксации переломов конечностей………………………………………………………………….91 Gordunovsky V.M., Samokhvalov S.Y., Tsedrik V.G. Multicriteria problem of investing into the real economy………………………………………………………………………97 Gordunovsky V.M. Exponential approximation algorithm for linear programming problems………………………………………………………………………………….100

Удосконалення організації надання медичної допомоги постраждалим з поєднаною травмою Бондарчук Геннадій Вадимович заступник директора Департаменту охорони здоров’я Харківської обласної державної адміністрації В останні десятиріччя, не дивлячись на значні досягнення хірургії, травматології, анестезіології та реанімації, в Україні, як майже у всьому світі, спостерігається стрімке підвищення рівня тяжкості та летальності при травматичних пошкодженнях людини, що дозволило деяким авторам ввести поняття «епідемія травматизму» [1]. Особливого значення набули, як в аспекті складності, так і в аспекті загрози життю, поєднанні полісистемні та поліорганні травматичні пошкодження, що є дуже складною проблемою для світової медичної науки та охорони здоров’я, і складають, за різними даними, від 17,6% до 80,0% усіх пошкоджень. Летальність серед постраждалих з полісистемними пошкодженнями (ПСП) у всіх країнах СНД і в Україні, зокрема залишається досить високою та має стійку тенденцію до зростання, що вказує на недостатню за рівнем та обсягом медичну допомогу для даної групи постраждалих. Зі 100 постраждалих від ДТП в Україні гине 15-17 чоловік, в країнах Європейської Спільноти – 3-4 чол., в США 1-2 чол. [2, 3]. Надання допомоги постраждалим з ПСП, в першу чергу, вимагає швидкої, доступної, ефективної та загально прийнятної оцінки стану тяжкості постраждалих, що дасть можливість оптимально та в найкоротші строки визначити тактику та об’єм допомоги постраждалим. Проведений науковий аналіз надання медичної допомоги потерпілим вказує на недоліки в організації лікувально-діагностичного процесу, що зумовлено відсутністю загального погляду на оцінку тяжкості пошкодження та, як наслідок цього, адекватної медичної допомоги [1]. Незважаючи на більш ніж 20-річну історію існування інтегральних систем оцінки тяжкості стану, кількість цих систем (більше 50), що постійно збільшується, оцінка тяжкості стану постраждалих та травмованих залишається недосконалою. Тяжкість стану хворого з ПСП визначається наслідком клінічних проявів та розуміння лікарем проблем, що не підлягають точній оцінці або визначенню в будь-яких одиницях виміру. Для багатьох практикуючих лікарів інтегральні системи оцінки тяжкості стану викликають труднощі, і в більшості випадках інтерпретуються невірно, а використання різних шкал оцінки тяжкості хворих на різних етапах та рівнях надання допомоги постраждалим не лише не допомагає, а навіть шкодить. На сьогоднішній день у більшості лікувально-профілактичних закладів України для оцінки тяжкості пошкоджень та тяжкості стану потерпілого застосовують описове поняття «легка травма», «травма середньої тяжкості», «тяжка травма» та «вкрай тяжка травма» [2]. Аналіз даних наукових джерел інформації вказує на те, що підвищення ефективності надання медичної допомоги постраждалим з ПСП можна досягти 5

з введенням стандартизованої системи оцінки тяжкості пошкоджень, загально прийнятної для більшості спеціалістів, залучених в процес надання допомоги на догоспітальному та ранньому госпітальному етапах, з введенням адекватних принципів медичного сортування та алгоритму лікувально-діагностичних заходів, життєво необхідних для даної групи постраждалих. Ми не ставили собі за мету створення нової шкали оцінки стану тяжкості постраждалих для підвищення ефективності діагностики та лікування – шкал і так існує багато. Загально продуманої системи надання невідкладної допомоги постраждалим з ПСП в Україні немає. Постраждалі, як правило, поступають у відділення загально хірургічного або травматологічного профілю за принципом домінуючого пошкодження, де їм далеко не завжди та не повноцінно надається кваліфікована допомога. Тому наслідки їх лікування неможливо визнати задовільними. Відсутність загальновизнаної класифікації пошкоджень робить неможливим проведення статистичних досліджень та порівняльної оцінки наслідків лікування та ефективності нових методів інтенсивної терапії. Незважаючи на створення потужних центрів по наданню невідкладної допомоги у великих містах, більша частина допомоги постраждалим з ПСП в Україні надається в умовах міських та районних багатопрофільних лікарень, в яких не завжди є умови для надання такої допомоги та відповідні фахівці. Проблему необхідно вирішувати шляхом оптимізації надання медичної допомоги, вдосконалення роботи та розмежування завдань і функцій існуючих лікувальних закладів та їх структурних одиниць, визначення закладів, що надають допомогу хворим з ПСП. Визначати заклади, що мають надавати допомогу постраждалим з ПСП, необхідно після проведення поглибленого аналізу розташування та можливостей закладу, територіального підпорядкування, кількості населення цього підпорядкування, наявності та кількості потенційно небезпечних виробництв на цій території, розвинутої інфраструктури та транспортного забезпечення, наближеності до великих транспортних магістралей. Надавати допомогу потерпілим повинні адаптовані, пристосовані до цього інфраструктури з чітко відпрацьованими алгоритмами, стандартами, протоколами. Позитивних наслідків лікування постраждалих з ПСП в таких закладах можливо досягти наявністю постійно готових до роботи протишокових палат, операційних, палат інтенсивної терапії, цілодобово працюючих лабораторій, рентген кабінетів, наявності запасу протишокових засобів, кровозамінних та білкових препаратів. Для кожного закладу, враховуючи його архітектурні та інші особливості, має бути розроблена та впроваджена спеціальна протокольна схема надання медичної допомоги постраждалим та травмованим. Список використаної літератури: 1. Глумчер Ф.С., Фомин П.Д., Педаченко Е.Г /Политравма. Хирургия, травматология, анестезиология, интенсивная терапия/ – 2012

2. Климовицкий В.Г., Лобанов Г.В., Худобин В.Ю., Калинкин О.Г. /Проблемы оказания помощи при политравме в Украине/ Матеріали конференції «Актуальні проблеми множинних та поєднаних пошкоджень» – Харків – 2012 3. Перцов В.И., Ивахненко Д.С., Миренков К.В., Телушко Я.В. Анализ причин летальности при механических травмах на догоспитальном этапе в возрастном аспекте /Хірургія України/ – 2010 – № 2 С.77-80

Урожайність вівса залежно від мінеральних добрив та бактеріальних препаратів Ільченко Володимир Олексійович аспірант кафедри рослинництва Сумського національного аграрного університету Важливою задачею агропромислового комплексу України залишається підвищення виробництва зерна, кормів та іншої продукції за рахунок бездефіцитного використання родючості ґрунту та застосування екологічнобезпечних технологій вирощування сільськогосподарських культур. Овес являється однією з культур, придатних, як для тваринництва, так і для переробної харчової промисловості. За останні роки у виробництво ввелися сорти голозерного вівса, які мають низку переваг перед звичайним плівчастим вівсом, перевищуючи його за вмістом білку, жирів та вітамінів. Крім того відсутність плівок квіткових лусок на зернівці істотно знижує затрати на виробництво продуктів харчування. Голозерний овес є новою групою сортів культури, що відрізняється вимогами до умов вирощування та потребує уточнення й вдосконалення технології вирощування [2,3]. Північно-східний Лісостеп України є однією із небагатьох зон, де є можливість нарощування виробництва вівса з високим рівнем інтенсифікації за рахунок ґрунтово-кліматичних умов. Так, постає питання проведення глибоких досліджень застосування мінеральних добрив та бактеріальних препаратів на ріст, розвиток та продуктивність голозерного та плівчастого вівса в даних умовах. Метою дослідження було визначення сортових особливостей формування продуктивності вівса плівчастого та голозерного залежно від мінерального живлення та застосування бактеріальних препаратів. Дослідження проводилися на базі ННВК Сумського НАУ. Вивчалися сорти голозерного вівса – Скарб України, Саломон і Самуель та сорти вівса плівчастого – Закат і Бусол [4]. Насіння висівали у 2 декаду квітня, нормою 5 млн. шт./га для плівчастих та 5,5 млн. шт./га для голозерних сотів із глибиною загортання 4-5 см. Визначали урожайність вівса залежно від мінеральних добрив та бактеріальних препаратів відповідно до прийнятих методик. Схема досліду: Фактор А - сорти вівса: Скарб України; Саломон; Самуель; Закат; Бусол. Фактор В - обробка насіння бактеріальними препаратами: без обробки (контроль); обробка насіння бактеріальним препаратом діазофіт; обробка насіння бактеріальним препаратом мікрогумін; обробка насіння композицією препаратів діазофіт та мікрогумін. Фактор С – внесення добрив та позакореневе підживлення: без добрив; N60P60K60 (фон); 8

фон та позакореневе підживлення Нутрівант Плюс зерновий 2 кг/га + Карбамід 30 кг/га у фазу кущіння; фон та позакореневе підживлення Нутрівант Плюс зерновий 2 кг/га + Карбамід 30 кг/га у фазу кущіння та у фазу викидання волоті. Факторіальна формула досліду А×В×С = 5×4×4 = 80 варіантів у чотириразовій повторності. Розмір облікової ділянки: 1,8×8 = 14,4 м2. Одержані експериментальні дані обробляли методом дисперсійного аналізу [1]. У сучасних технологіях вирощування використовується кілька способів забезпечення посівів сільськогосподарських культур елементами мінерального живлення. Ефективність обробки насіння бактеріальними препаратами, внесення мінеральних добрив у ґрунт при основному обробітку ґрунту, сівбі та підживленні і шляхом обприскування рослин розчином з комплексними мікродобривами різна і залежить як від дози препаратів так і сортових особливостей культури. На ділянках досліду у 2012-2013 роках було отримано такі результати (табл. 1).

урожайність, т/га

фактор А

фактор В

без обробки (к) діазофіт без добрив (к) мікрогумін діазофіт + мікрогумін без обробки (к) діазофіт N60P60K60 (фон) мікрогумін діазофіт + мікрогумін без обробки (к) N60P60K60 (фон), діазофіт Нутрівант Плюс 2 кг/га + Карбамід мікрогумін 30 кг/га у фазу діазофіт + кущіння мікрогумін N60P60K60 (фон), без обробки (к) Нутрівант Плюс діазофіт 2 кг/га + Карбамід мікрогумін 30 кг/га у фазу діазофіт + кущіння та мікрогумін викидання волоті НІР0,05А НІР0,05В НІР0,05АВ

фактор В

фактор А

урожайність, т/га

Таблиця 1. Урожайність плівчастого та голозерного вівса залежно від мінеральних добрив та бактеріальних препаратів (середнє за 2012-2013 рр.) Варіант досліду Плівчасті сорти Голозерні сорти Відхилення від Відхилення від контролю, ± контролю, ±

2,84 3,12 3,20

к к к

к 0,28 0,35

2,27 2,50 2,63

к к к

к 0,23 0,36

3,29

0,45

2,80

0,53

3,01 3,29 3,32

0,17 0,17 0,12

к 0,28 0,31

2,37 2,62 2,73

0,10 0,12 0,10

к 0,25 0,36

3,44

0,14

0,43

2,89

0,09

0,52

3,13 3,32 3,38

0,29 0,20 0,18

к 0,18 0,24

2,46 2,72 2,78

0,19 0,22 0,15

к 0,26 0,32

3,44

0,14

0,30

2,93

0,13

0,47

3,27 3,52 3,63

0,43 0,39 0,43

к 0,25 0,36

2,60 2,83 2,86

0,33 0,33 0,23

к 0,23 0,26

3,65

0,35

0,38

3,02

0,22

0,42

0,13 0,18 0,36

0,11 0,17 0,21 9

Загальний аналіз таблиці 1 вказує, що обробка насіння бактеріальними препаратами діазофіт та мікрогумін забезпечує позитивний ефект на урожайність культури. Максимальну прибавку до контролю 0,30-0,45 т/га у плівчастих сортів та 0,42-0,53 т/га у голозерних забезпечувало використання композиції препаратів. За індивідуального використання препарату діазофіт та мікрогумін отримана прибавка у плівчастого вівса склала 0,18-0,28 т/га і 0,240,36 т/га, а голозерного 0,23-0,26 т/га та 0,26-0,36 т/га відповідно. Це вказує на певні відмінності у механізмі дії препаратів, що дозволяє отримувати вищий ефект при їх комплексному застосуванні та більший ефект на голозерні сорти культури. Суттєве підвищення врожаю забезпечували й інші заходи оптимізації мінерального живлення. Так за рахунок внесення N60P60K60 урожайність вівса в середньому зросла на 0,15 т/га у плівчастого, а голозерного – 0,1 т/га порівняно з контролем. Проведення позакореневих підживлень посівів плівчастих сортів вівса мікродобривом Нутрівант Плюс зерновий 2 кг/га + Карбамід 30 кг/га у фазу кущіння на фоні основного удобрення забезпечило середню прибавку 0,2 т/га та 0,4 т/га при повторному підживленні у фазу викидання волоті. Дещо нижчою реакцією на удобрення відзивалися голозерні сорти, так при одноразовому підживленні на рівні +0,17 т/га та +0,28 т/га при повторному. Встановлено, що найбільшу урожайність вівса плівчастого 3,65 т/га та голозерного 3,02 т/га забезпечує поєднання повного удобрення культури та бактеризація насіння з позакореневими підживленнями у фазу кущення та викидання волоті.

2. 3. 4.

Список використаної літератури: Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. – [5-е изд., доп. и перераб]. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с. Матрос О.П. Овес: [монографія] / О. П. Матрос, А. С. Малиновський. Житомир: ДАУ, 2005. - 221 с. Подобєд Л. Голозерний овес – перспективна фуражна культура// Пропозиція. - 2006. - №1. – с.62-64. Сорти рослин, придатні для поширення в Україні в 2011 р.: каталог / [гол. ред. Хаджиматов В.А.]. – К.: Алефа, 2011. – 477 с.

Радіаційне забруднення ґрунту поблизу підприємства видобутку уранової руди Олексієнко Ксенія Василівна студентка гр. ЕОг-10-1 ДВНЗ «Національний гірничий університет» Науковий керівник: Богданов Володимир Костянтинович, к.м.н., доцент кафедри екології Одним з найважливіших показників благополуччя стану навколишнього природного середовища є здоров’я людини. Негативні екологічні явища зумовлюють виникненню захворювань, скороченню тривалості життя, підвищенню смертності. Одним з таких факторів є штучне або антропогенне іонізуюче випромінювання, яке, на відміну від природного, може перевищувати гранично допустимі дози, викликаючи при проходженні через біологічну тканину іонізацію атомів, тоді така клітина стає дефектною. Розрізняють також віддалені та генетичні наслідки. При віддалених велика кількість пошкоджень, викликаних впливом випромінювання, є незворотною, тому це може привести до виникнення інших захворювань, у тому числі і ракових. Генетичні наслідки мають місце у наступних поколіннях при виникненні мутацій. Тому очевидним є завдання екологів зменшити вплив цих явищ шляхом проведення радіаційного моніторингу. Об’єктом нашого дослідження є радіаційне випромінювання родовища урану, яке знаходиться у смт. Смоліне Кіровоградської області. Смолінська шахта — найчисельніший підрозділ ДП «СхідГЗК». Вона також є й самим великим підприємством Маловисківського району. Шахта добуває уранову руду підземним способом. Смолінська шахта – це один із структурних підрозділів Державного підприємства «Східний гірничо-збагачувальний комбінат», що розташоване на території двох областей: Дніпропетровської і Кіровоградської та єдиним із 28 уранодобувних центрів світу, найбільшим у Європі. Воно – єдине в Україні. Стратегічна ціль ДП «СхідГЗК» – стовідсоткове забезпечення українських атомних електростанцій ураном з метою досягнення енергетичної незалежності України. Основною продукцією, що виробляє комбінат, є концентрат природного урану. Комбінат також надає транспортні послуги (автомобільні і залізничні), ремонтно-будівельні, зв'язку, здійснює науково-дослідні і конструкторські розробки та ін. Метою дослідження є визначення ступеню впливу радіаційного випромінювання Ватутінського родовища урану на населення смт.Смоліне через проходження радіонуклідів по трофічному ланцюгу. На підставі даних контролю екологічної ситуації на підприємстві проводиться екологічна експертиза виробництва по натуральним показникам.

До особливої групи таких показників відносяться санітарні вимоги до якості природного середовища. Службами підприємства ведеться контроль за порушенням і забрудненням природних об'єктів, викидами в атмосферу та скидами зі стічними водами шкідливих речовин. Склад показників, методика спостережень, обробка і представлення результатів стандартизовані. Моніторингу підлягли основні складові раціону харчування населення: картопля, капуста, пшениця, кукурудза та ін., вирощених за межами території об'єкта (до 3 км). Об'єм проби становить близько 3 кг кожного продукту. Контролю підлягає вміст у продуктах довго існуючих природних радіонуклідів уранового ряду (U238, Ка226, ТН230, Ро210, РЬ210, питома активність). Радіаційний контроль (РК) з метою отримання необхідної інформації про вплив на населення, а також дози опромінення населення, здійснюється у фізико-хімічній лабораторії Смолінської шахти, у відповідності з атестатом акредитації лабораторії Держстандартом України в системі УкрСЕПРО. Результати досліду представлені в таблиці 1 (мЗв/рік). Таблиця 1. Рівень вмісту у продуктах довгоіснуючих радіонуклідів уранового ряду

Продукти харчування

Регресивний вік

10 15 років Дорослий років Картопля 10 35 60 100 120 130 Коренеплоди 10 30 50 50 50 60 Капуста 20 20 20 20 30 40 Всього 40 85 130 170 200 230 Індивідуальні дози по харчовому шляху надходження радіонуклідів розраховується для місцевих продуктів харчування. Згідно НРБУ-97 критичним органом для довгоживучих нуклідів уранового ряду при заковтуванні радіонуклідів з водою і їжею є щитовидна заліза (ІІ група), отже дозовий коефіцієнт складе 4,1+5 пЗв/Бк (0,41∙ Зв/Бк). З урахуванням наведених вихідних даних прогноз опромінення населення по харчовому шляху представлений в таблиці 2 (мЗв/рік). 3міс

1рік

5років

Таблиця 2. Прогноз опромінення населення по харчовому ланцюгу

Регресивний вік Елемент Існуюче становище:питома активність Довгостроковий прогноз: Питомаактивність

3міс

1 рік

5 років

10 років

15 років

дорос лий

0,0073

0,0155

0,0237

0,0309

0,0364

0,0419

0,0075

0,0160

0,0244

0,0319

0,0376

0,0432

З таблиці 2 бачимо, що прогнозна доза випромінювання не перевищує гранично допустимої дози (0,05 мЗв). Але при цьому потрібні додаткові дії для зменшення радіонуклідів в організм: необхідно ретельно мити овочі і фрукти, знімати шкірку, а овочі попередньо замочувати у воді на кілька годин. З качанів капусти потрібно зняти 2-3 верхніх листків. М'ясо також необхідно вимочувати 2-4 години в підсоленій воді. У риб і птахів перед приготуванням слід видалити нутрощі, сухожилля і голови, так як в них відбувається найбільша накопичення радіонуклідів. Потрібно виключити з раціону м'ясо-кісткові бульйони, особливо з кислими продуктами, так як стронцій в основному переходить у бульйон у кислому середовищі. При варінні картоплі, буряків, грибів воду, довівши до кипіння, потрібно злити і замінити на свіжу. При солінні і маринуванні овочів і грибів можна зменшити вміст радіонуклідів у них в 1,5 - 2 рази. За допомогою перерахованих вище заходів ми не захистимо повністю організм від потрапляння радіонукліді в всередину. Тому наступним етапом є активізація виведення радіоактивних речовин. Цього можна домогтися, регулярно вживаючи велику кількість рідини - соків, морсів, компотів. Слід пити настої трав, що володіють слабким сечогінним дією (ромашки, шипшини, м'яти, безсмертника, звіробою, зеленого чаю). Необхідно регулярно спорожняти кишечник. Існують продукти, які містять пектини, які «зв'язують» радіонукліди і потім виводять їх з організму. До таких продуктів відносяться: соки з м'якоттю, журавлина, слива, чорна смородина, яблуко, вишня, полуниця, а також мармелад, джеми і зефір. Проведений прогноз референтних фахівців опромінення контрольної групипоказує: 1. Зовнішнє гамма-випромінювання практично не впливає на збільшення дози опромінення населення. 2. Основним дозоутворюющим фактором є внутрішні надходження ПРН в організм людини:  Інгаляційні дози опромінення за рахунок надходження ДАН і ЕРОА коливаються в межах 0,055-0,125 мЗв/рік.  Перроральна доза опромінення коливається в межах 0,0073-0,0419 мЗв/рік. Отже, можливі дози опромінення населення, пов'язані з проектною діяльністю, не перевищать встановлених норм як в початковий період, так і в довгостроковий перспективі роботи шахти (через 25 років). Список використаної література: 1. Звіти про обстеження раціонального стану Смолінської шахти «СхідГЗК» за 2010-2012 р.р. 2. Норми радіаційної безпеки України (НРБУ-97). 3. Справжній розділ ОВНС робочого проекту Смолінської шахти «СхідГЗК». 13

*За заявкою автоа, доступ до статті обмежено * По заявке автора, доступ к саттье ограничен

Изменение агрохимических признаков почв как результат антропогенной модификации среды Ларионов Максим Викторович, доктор биологических наук, профессор кафедры биологии и экологии Балашовского института (филиала) Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского Социально-экономический потенциал поволжских регионов традиционно складывался из различных отраслей промышленности, развитого сельского хозяйства и транспортного хозяйства. В 90-е годы большинство промышленных предприятий были остановлены, что создало предпосылки для общего снижения объемов поступления загрязняющих веществ в окружающую среду. Тем не менее, несмотря на финансово-экономический кризис в промышленном секторе, ряд промобъектов сохранили свою работоспособность. Это касается предприятий строительной, нефтехимической, перерабатывающей и пищевой отраслей. Причем первые три отрасли являются наиболее экологически «опасными». Недостаточное выполнение ими природоохранных обязательств привело к усилению техногенного пресса на окружающую среду и живую природу [1, 3-5]. По мнению большинства исследователей и экспертов, первенство среди объектов-загрязнителей атмосферы принадлежит транспорту [3, 6, 8, 9]. Исторически сложилось, что территория Поволжья оказалась насыщена транспортными маршрутами регионального и федерального значения. Многократно возросло число частного автомобильного транспорта. Общей тенденцией на сегодня является то, что экологические стандарты топлива частных и казенных транспортных средств, к сожалению, не дотягивают до европейских критериев. Велика доля подержанных автомобилей, двигатели которых современным экологическим требованиям уже не удовлетворяют [1, 3]. Неполное сгорание топлива приводит к излишним поступлениям в атмосферу широкого спектра загрязняющих веществ: CO, углеводородов, оксидов азота и др. Локально, в местах переливания нефтепродуктов, сбора и хранения отходов, пунктах заправки топливом, вблизи ремонтных станций и крупных транспортных предприятий остатки охлаждающих и смазочных жидкостей, технической воды, топлива постоянно попадают в почву. В результате происходит вторичное загрязнение почвенной среды, а впоследствии подземных вод и организмов. У населения крупных городов развиваются болезни, связанные с не отвечающим гигиеническим требованиям состоянием воздуха и почв населенных мест, воды из централизованного водоснабжения, а в некоторых населенных пунктах – из артезианских источников [1, 3, 5]. Экологический мониторинг окружающей среды в подверженных техногенному загрязнению районах следует начинать с исследований состояния почвенной среды, которая по своим физическим, химическим и биологическим свойствам является природным «депо» для поступающих извне химических веществ, в том числе разнообразных загрязнителей.

В результате мощного и постоянного поступления экологически опасных веществ в почву, в ней отмечаются различные деструктивные процессы и в итоге экологическая дисфункция. Все эти негативные явления проявляются в первую очередь в химизме почвы. Поэтому почвенные исследования невозможны без агрохимического анализа почвенных образцов из экологически различных районов [2, 6, 9]. Агрохимия почв, в особенности в условиях городских поселений значительно изменяется. Актуальным в данном случае является изучение и анализ динамики агрохимических показателей почв в различных частях города. Одними из приоритетных диагностических параметров агрохимии городских почв являются значения кислотности, суммы поглощенных оснований, степени насыщенности основаниями, гидролитической кислотности, содержания органического вещества, обеспеченности фосфором, калием и некоторые другие [6, 7]. Экспедиционные пробоотборы выполнялись с 2006 по 2013 годы. По завершению агрохимического мониторинга сравнивались результаты лабораторного анализа почвенных образцов, взятых в сельской местности (контроль – участки ненарушенных степных злаково-типчаково-разнотравных биогеоценозов, Балашовский район Саратовской области) и в городских условиях. В естественных условиях агрохимические признаки почв кардинально по годам не различались, что показано на рисунке 1. 100 90 80 70 60

2006 2009

2012 40

2013

30 20 10 0 рН

Сорг

Р2О5

К2О

Рис. 1. Динамика агрохимических показателей почвенных образцов из относительно ненарушенных степных ландшафтов (фон)

Больших изменений в динамике исследованных показателей не происходило. Выявлена тенденция незначительного роста суммы поглощенных оснований, степени насыщенности основаниями, обеспеченности фосфором и калием. Тем не менее, количество органического вещества в последние годы сокращается, что свидетельствует о потере гумуса и начавшемся процессе деградации природных почв. Об этом также свидетельствует сокращение видового разнообразия степных растений и животных, падение численности их популяций [3]. Агрохимические показатели почвенной среды г. Балашова, согласно результатам аналитических исследований проб, значительно варьируют по годам (рис. 2). 100 90 80 70 60

2006 2009

2012 40

2013

30 20 10 0 рН

Сорг

Р2О5

К2О

Рис. 2. Динамика агрохимических показателей почвенных образцов, взятых в зонах влияния техногенных объектов г. Балашова

Интерпретируя содержащуюся информацию на рис. 2, можно заключить, что техногенные грунты характеризуются незначительным повышением значения кислотности рН (Мср = 7,3 ± 0,24), суммы поглощенных оснований S (Мср = 44,4 ± 2,1 мг·экв/100 г), степени насыщенности почвы основаниями V (Мср = 76,9 ± 2,7 %). Показатели гидролитической кислотности H (Мср = 1,9 ± 0,025 мг·экв/100 г), содержания органического вещества Cорг (Мср = 2,6 ± 0,083 %), обменного калия K2O (Мср = 8,0 ± 0,36 мг/100 г), подвижного фосфора P2O5 (Мср = 6,5 ± 0,31 мг/100 г) при этом ежегодно снижались. По классификации НИиПИ ЭГ, техногенные грунты и почвы г. Балашова относятся к категории «малогумусных» [7]. Для городской растительности эта величина критична,

поскольку лимитирует нормальное развитие, в первую очередь травянистых и кустарниковых растений. Процесс дегумификации почвенной среды Балашова связан с вымыванием талыми (в весенний период) и дождевыми водами, возрастающим техногенным давлением автомобильного транспорта на почвенную среду и суммарным сокращением проективного покрытия территории города растениями. На территории Сердобска также анализировалась динамика агрохимических параметров почвенной среды (рис. 3). 100 90 80 70 60

2006 2009

2012 40

2013

30 20 10 0 рН

Сорг

Р2О5

К2О

Рис. 3. Динамика агрохимических показателей почвенных образцов, взятых в зонах влияния техногенных объектов г. Сердобска

Агрохимические аналитические исследования образцов почв г. Сердобска предоставили следующие результаты. Установлен рост кислотности рН (Мср = 7,2 ± 0,19), S (Мср = 41,6 ± 1,5 мг·экв/100 г), V (Мср = 98,4 ± 3,3 %). По другим сравниваемым показателям наблюдается противоположная картина. Отмечено снижение значений H (Мср = 1,6 ± 0,032 мг·экв/100 г), Cорг (Мср = 1,9 ± 0,066 %), K2O (Мср = 6,2 ± 0,25 мг/100 г), подвижного фосфора P2O5 (Мср = 3,5 ± 0,12 мг/100 г). Значительное снижение органического вещества в техногенных грунтах и почвах Сердобска можно объяснить общей деградацией экосистем, в частности почвенных, вследствие интенсивной деятельности коммунальных служб, строительных работ в частных жилых кварталах и местах локализации пунктов торговли, в зоне непосредственного воздействия выхлопных газов автомашин. Таким образом, рассмотренные города, относящиеся к категории «малых», в настоящее время подвержены, в определенной мере, перестройке ландшафтов 20

и развивающихся на них экосистем. Проявляется это в коренном изменении в круговороте минеральных и органических веществ городских экосистем, сукцессионной динамике и упрощении их структуры, утрате биологических и барьерных свойств почвенного покрова. В результате значительно сокращается видовое разнообразие растение и почвенных организмов, что пагубно отражается на почвообразовании, причем как в городских условиях, так и в пригородах.

2. 3.

4. 5. 6. 7.

8. 9.

Список использованной литературы: Госдоклад «О состоянии природных ресурсов и охраны окружающей среды Пензенской области» в 2010 году // Управление природных ресурсов и охраны окружающей среды Пензенской области. – Пенза, 2011: http://priroda-pnz.ru/publikacii/gosdoklad2010. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экология почв. Учение об экологических функциях почв. Учебник. – М.: МГУ, 2012. – 412 с. Доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в 2010 году» // Комитет охраны окружающей среды и природопользования Саратовской области: http://www.ecoindustry.ru/gosdoklad.html. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2011 году: http://www.ecoindustry.ru/gosdoklad.html. Ежегодник: состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2006 г. – М.: Метеоагентство Росгидромета, 2008. – 211 с. Курбатова А.С., Башкин В.Н. Экологические функции городских почв. – М.: Маджента, 2004. – 232 с. Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации. – М.: НИиПИ ЭГ, 2003. – 24 с. Обзор загрязнения природной среды в Российской Федерации за 2005 г. // Росгидромет. – М., 2006. – 191 с. Орлов Д.С., Васильевская В.Д. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. – М.: МГУ. – 275 с.

Квантовомеханическая упорядоченность предбиотического супа Соков Лев Андреевич, д.м.н., free scientist, г. Челябинск, Россия, В теории самоорганизации живого в предбиотической стадии первичное образование предбиотических молекул учеными рассматривается как случайное событие. Жак Моно (1971) считает, что именно «случайная комбинация молекул дала толчок возникновению жизни как в высшей степени маловероятному результату, возможно, единственному во всей Вселенной» [15, с. 143-158]. Цель работы - изучить первичные механизмы возникновения живого. Самоорганизация (самосборка) живого использует механизмы упорядочения. Впервые принципы упорядоченности были освещены в трудах Рене Декарта. Упорядоченность в системе происходит за счет внутренней динамики (Р. Декарт, Рассуждение о методе, 1637). К понятию упорядочения обращались И. Пригожин, М. Эйген, С. Кауффман и др. «Решающий прорыв произошел в 1967 году — с появлением теории так называемых диссипативных структур (впоследствии эмпирически подтвержденной) и открытия лежащего в их основе нового упорядочивающего принципа. Этот принцип, получивший название "порядок через флуктуацию", проявляется вне термодинамической ветви в сильно неравновесной системе и включает в себя некоторые автокаталитические ступени» [15, с. 147-148]. Принцип «порядок через флуктуацию» — это один из многих механизмов упорядочения. Цепи и циклы физико-химических реакций и процессов, диссипативных структур — это уже середина пути. До этого были различные элементарные частицы, в том числе электроны (лептоны), протоны, нейтроны (барионы), из которых состоит космический электронно – протонно - нейтронный конструктор — КЭПНК. КЭПНК оснащен разнообразными технологиями и алгоритмами самоорганизации, в том числе и живого вещества, с помощью которых происходит упорядочение барионного вещества. Окружающий нас мир фрактален, потому механизмы самоорганизации должны иметь единые принципы [13]. Упорядочение природный закон, такой же, как второй закон термодинамики, — закон разупорядочения. Э.М. Галимов утверждает, что есть закон непрерывного упорядочения. Эти два закона связаны, они сопряжены. «Что такое упорядочивание? Суть упорядочивания состоит в ограничении свободы. Беспорядок, хаос — это полная свобода. А порядок — ограничение свободы». … «Процесс упорядочивания заключен в очень узком диапазоне возможностей. Он идет так, как если бы была цель. Цели нет. Но путь предопределен. Условно говоря, он предопределен таблицей Менделеева, теми соединениями, которые нас окружают» [4]. В водах океанов и морей присутствуют все известные изотопы химических элементов периодической системы. Соотношение солей можно представить так: Cl- > SO4-2> HCO3- и Na+ > Mg+2 > Ca+2 и в первую очередь NaCl (~ 78 %), MgCl2 (> 9 %), KCl (~ 2%), MgSO4 (> 6,5 %), CaSO4 (~ 3,5 %), 22

гидрокарбонаты и др. < 1% [5]. Хлориды составляют сейчас 88,7 % всей солености, сульфаты — 10,8 %, карбонаты — 0,3 % и остальные соли — 0,2 %. Содержатся в нем и биогенные элементы: соли фосфора, азота, соединения кремния, кальция, микроэлементы [14]. Соли (в сложном солевом растворе) находятся в воде в виде ионов, меньше в виде взвесей, газов. Основную массу составляют 9 главных ионов (99,88 % всех растворенных в океане соединений): Na+ — 30,61 %, K+ — 1,10 %, Mg+2 — 3,69 %, Ca+2 — 1,16 %, Cl- — 55,04 %, Br- — 0,19 %, SO4-2 — 7,68 %, HC03- и CO3-2 — 0,41 % [2; 3]. Отношение концентрации химических элементов в ювенильном растворе и океанической воде (г/на 100 г воды) следующие: C 8/3,5∙10-1, I 8∙10-3/5∙10-6, N 4∙10-1/5∙10-2… [2]. Хлориды хорошо растворимы в воде (больше 1 г на 100 г воды), за исключением AgCl. Сульфаты K+, Na+, Mg+2, Zn+2, Cu+2 и т.д. также хорошо растворимы в воде, CaSO4 — мало растворим. Хорошо растворимы карбонаты (K, Na, B, Ca, Mg…), соли фосфора, азота (Na, B, Ca, Mg…) [7]. Благородные газы (инертные газы) – химические элементы: гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn относятся к VIII группе периодической системы. Одноатомные газы без цвета и запаха. В небольших количествах присутствуют в растворенном виде — в воде [1]. Ионы металлов (V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др.) являются непременными компонентами природных водоемов. В зависимости от условий среды (ph, окислительно-восстановительный потенциал, наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которые могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей. Истинно растворенные формы металлов, в свою очередь, весьма разнообразны, что связано с процессами гидролиза, гидролитической полимеризации (образованием поли ядерных гидрокомплексов) и комплексообразования различными лигандами. Каталитические свойства металлов, так и доступность для водных микроорганизмов зависят от форм существования их в водной экосистеме. Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с органикой; эти комплексы являются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах. Большинство органических комплексов образуются по хелатному циклу и являются устойчивыми [6]. Итак, химические элементы IA и VIIIA подгрупп, s - и p-семейств, в океанической воде не связываются с органическими веществами. Представители dи f-семейств в значительной степени связываются органическим веществом океанов. Величина ph морской воды ~ равна 7,0-7,5. По аналогии с первичным солевым составом воды древних океанов и ионного состава крови, первичная аминокислотная, протобелковая, прото- и мононуклеотидная смесь предбиотического бульона и белков плазмы крови животных должна иметь качественно-количественные черты сходства. Носителем информации будущих составляющих предбиотического органического супа были вода, растворенные в ней изотопы химических 23

элементов и изотопы химических элементов выстилающей поверхности (минералы: различные кристаллы, кристаллоиды, глины…), разнообразные органические вещества. К подручному материалу самоорганизации живого на 1-2 стадиях относятся химические элементы, соли, обладающие определенными свойствами, принимающие участие в различных физических, физико-химических процессах: 1) молекула № 1 — вода; 2) вода, в которой в определенной пропорции растворены все изотопы химических элементов периодической системы; 3) вода и ее нерастворимые соли, взвеси, газообразные вещества; 4) вода и самоорганизация первичных квантовоупорядоченных органических, предбиотических веществ; 5) вода и самоорганизация, само перепрограммирование и селекция жизнеспособных первичных генетических матриц; 6) количественное соотношение между химическими элементами океанической воды и электролитами плазмы крови биологических объектов сходно; 7) океаническая вода представляет собой раствор, ненасыщенный химическими элементами, как и плазма крови; 8) ph океанической воды близок к ph внутренних сред организма; 9) процентное соотношение между главными составляющими элементами морской воды всегда постоянно, как и в животном организме; 10) представители IА подгруппы и VIIIA подгруппы (элементы s-, pблоков) в океанической воде не связываются с органическим веществом (протеиноидами), как и в плазме крови не связываются белками; 11) химические элементы d-, f-блоков, p-блока металлов, в океанической воде и плазме крови в значительной степени связаны белками и органическими (белковоподобными) веществами [11, с. 298-299]. Схема 1. Показатели связывания химических элементов белками плазмы крови и органическим веществом океанической воды, в зависимости от числа протонов (Z), % от содержания в плазме крови и океанической воде

На оси ординат схемы 1 — % связывания химических элементов белками плазмы крови и органическим веществом океанической воды. На оси абсцисс — атомный номер, число протонов в ядрах атомов химических элементов (Z). Вертикальными линиями разделены периоды периодической системы. В прямоугольных фигурах выделены d- и f-элементы. Графически представлены показатели связывания химических элементов белками плазмы крови. Здесь же на схеме 1 показано↓, химические элементы IA и VIIIA подгрупп, представители s- и p-семейств, в океанической воде не связаны органическим веществом. Представители d- и p-семейств, на схеме 1 показано ↑, наоборот, в значительной степени связаны органическим веществом. Взаимодействие химических элементов с органическими веществами океанической (любой) воды, как и с белками плазмы крови, можно представить в виде периодических графиков. Это факт. Это, несомненно, определяет основные механизмы самоорганизации живого. Сформулирована теория «предбиотического первичного супа», — согласно которой, показатели связи химических элементов органическими, предбиотическими веществами океанической воды, представленные с учетом главного (n) и орбитального (l) квантовых чисел, последовательно слева на право, в порядке возрастания заряда ядра атома, имеют периодический характер. На основании анализа собственного экспериментального и литературного материала можно сделать следующие выводы. Протеиноиды (и белки плазмы крови) при своем появлении в водной среде уже имеют жесткую квантово-волновую организацию по главному n и суборбитальному l квантовым числам и записываются графически в виде периодической функции по Z (схема 1). Отсюда оцифровка мононуклеотидами и цепочками мононуклеотидов и формирование генома происходит уже на квантововолновом «первичном упорядоченном супе» [8; 9; 10; 11; 12]. Иными словами, до и во время самосборки генетической матрицы предбиотический суп уже имел квантововолновую организацию. Это уже не гипотеза, а теория, в основе которой лежит открытие матрицы протеиноидов, первичной органической океанической (водной) матрицы, с которой, собственно и начинается процесс самоорганизации живого [12, с. 8-15]. Это теория нуждается в доработке и дальнейшем развитии. С этой целью она предложена администрации ЮУНЦ РАМН, РФЯЦ-ВНИИТФ (входит в состав ВНИИЭФ) г. Снежинска и NASA USA. 1. 2. 3. 4.

Список использованной литературы: БЭС Инертные газы, 2000. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/159475/ Валяшко М.Г., 1971. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.okeanavt.ru/content/view /1025/27/1/3 Виноградов, А.П. Введение в геохимию океана: монография / А.П. Виноградов. – М.: Наука, 1967. – 215 с. Галимов Э.М. Происхождение жизни. Общая судьба сложных соединений в нашей Вселенной / Эксперт-Украина №9/107, 2007. [Электронный

6. 7.

10.

11.

12.

13.

14. 15.

ресурс]: Режим доступа: http://www.expert.ua/articles/12/0/3476; http://maxsite.org/page/ uporyadochivanie Короновский, Н.В. Основы геологии: учебник / Н.В. Короновский, А.Ф. Якушова. – М.: Высшая школа, 1991. – 416 с. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://geo.web.ru/db/msg.html?uri=part1002.htm&mid=1163814 Мур, Дж.В. Тяжелые металлы в природных водах : монография / Дж.В., Мур, С. Рамамурти. – М.: "Мир", 1987. – 285 с. Растворимость [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Растворимость; http://www.tablemendeleev.ru/additional/rastvor.php Соков Л.А. Самоорганизация и последующая эволюция живого вещества во Вселенной одно из свойств барионной материи // Синергетика природных, технических и социально-экономических систем: Сб. статей VI Международной научно-технической конференции (май 2009). Тольятти: Изд-во ПВГУС. 2009. С. 6-20 Соков Л.А. Матрица! // Синергетика природных, технических и социальноэкономических систем: сб. ст. VIII международной научной конференции (28-29 октября 2010 г.). Тольятти: Изд-во ПВГУС. 2010. С. 7-19 Соков Л.А. «Главная последовательность…» текст монографии и приложение здесь → [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://levsokov.narod.ru/monografiya/ Соков Л.А. Происхождение жизни. Мультиматрица (from stardust to men). Челябинск: Изд-во «Челябинская государственная медицинская академия», 2012. 412 с. Соков Л.А. Самоорганизация жизни // Синергетика природных, технических и социально-экономических систем: сб. ст. X международной научной конференции (28 октября 2012 г.). Тольятти: Изд-во ПВГУС. 2012А. С. 8-15 Соков Л.А. Принцип матрицы. Матрица, матрицирование, фракталы // Синергетика природных, технических и социально-экономических систем : сб. статей XI Международной научной конференции (26-27 сентября 2013г.). Тольятти: Изд-во ПВГУС. 2013. С. 29-36 Солевой состав океана. Энциклопедия. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://zemlja.clow.ruhttp://zemlja.clow.ru/texts/1850.htm Янч Э. Самоорганизующаяся Вселенная. Введение и обзор: рождение парадигмы из метафлуктуации / Общественные науки и современность: Перевод с английского Ю. Данилова, 1999. № 1. С. 143-158 © Соков, Л.А., 2013 сайт автора: http://levsokov.narod.ru http://levsokov.narod.ru/biography/

Индивидуальные темпы роста гадюки Никольского Vipera nikolskii (Vedmederja, Grubant et Rudaeva, 1986) по данным повторных отловов Бондаренко З. С.1, Зиненко А. И.2 1

Младший научный сотрудник Национальный природный парк «Слобожанский» 2 Научный сотрудник Национальный природный парк «Двуречанский»

Темпы и динамика роста является важным экологическим параметром индивидуума, популяции и вида в целом, в свою очередь влияющими на целый ряд экологических и демографических показателей. У гадюк прослежена связь размеров тела и темпов роста с такими показателями, как смертность, продолжительность жизни, выживаемость [8, 12, 15, 16,] время наступления половозрелости, плодовитость самок [9, 10], доступность крупных пищевых объектов [11] и т. п. В свою очередь, прослежена зависимость динамики темпов роста обыкновенной гадюки Vipera berus (Linaeus, 1758) от условий окружающей среды [12, 14], главным образом климатических факторов. У гадюк в Восточной Европе индивидуальные темпы роста изучались неоднократно [1, 5, 6, 7], однако данные о природных популяциях гадюки Никольского (Vipera nikolskii Vedmederja, Grubant et Rudaeva, 1986) из Украины отсутствуют. Гадюка Никольского – таксон из комплекса обыкновенной гадюки, сестринский по отношению к турецкой гадюке Барана [13], реликтовая форма, обособившаяся и сохранившаяся до наших дней в лесных рефугиумах Восточной Европы, на юге ареала комплекса [17]. Цель настоящей работы – изучить особенности индивидуального роста гадюки Никольского в разных половозрастных группах в природной популяции. Результаты данного исследования в будущем может послужить для дифференцирования влияния климата и отбора на максимальные размеры тела и размерный половой диморфизм у близких таксонов мелких евроазиатских гадюк. Материал был собран в период с 1998 по 2008 гг. в окрестностях биостанции ХНУ им. В. Н. Каразина (с. Гайдары, Змиевский р-н, Харьковской обл., Украина). Гадюк отлавливали с марта – апреля по октябрь, длина тела и хвоста измерялась рулеткой. Для распознавания повторно отловленных особей использовались фотографии верхней поверхности головы, щиткование которой индивидуально[2]. Границы возрастных клас сов гадюк принимали на основании непосредственных наблюдений: половозрелыми считались самцы не менее 400 мм и самки не менее 540 мм. Наиболее интенсивный рост и у самцов и у самок V. nikolskii наблюдается в начальный период жизни, до наступления половозрелости (Таблица 1). Самцы, в отличии от самок, в целом, продолжают довольно интенсивно расти и по достижении крупных размеров.

Таблица 1. Сезонный прирост в разных половозрастных группах гадюк V. nikolskii (мм/сезон активности).

Неполовозрелые особи

Самки ПоловоПоловозрелые зрелые, особи неразмножающиеся 0 10 110 110 15.5 39.1 36.15 40.8

Самцы Неполово- Половозрелые зрелые особи особи

Мин. 58.3 39 10 Макс. 152 135 65 Ср. 107 84.3 36.6 Ст. 47.9 33.5 25.3 дев Самки V. nikolskii до наступления репродуктивного возраста растут интенсивнее, чем самцы (Таблица 1). Перелом в интенсивности роста самок происходит примерно при длине тела 550-600 мм, что также совпадает с началом участия в размножении [4]. При этом темпы роста после полового созревания по сравнению с самцами замедляются сильнее. Скорее всего, интенсивность роста у самок падает в годы, когда особь участвует в размножении. Однако, если выделить из массива данных сезонный прирост хорошо растущих и, скорее всего, не размножающихся самок, он будет незначительно отличаться от сезонного прироста взрослых самцов. Вычислив скорость роста гадюк в мм/сутки, как отношение прироста к количеству суток активного периода между двумя последовательными отловами, мы оценили скорость роста в различных половозрастных группах (Таблица 2). Из группы взрослых самок также была выделена группа с приростом более 0.082 мм/сут (то есть, больше ошибки измерения). Таблица 2. Скорость роста в разных половозрастных группах V. nikolskii (мм/сутки)

Самки НеполоПолововозрелые зрелые особи особи (все)

Самцы НеполоПолововозрелые зрелые особи особи

Половозрелые, (прирост >0.08 мм/сут.) Мин 0.143 0.00 0.082 0.122 0.058 Макс 1.0 0.675 0.675 0.689 0.528 Ср 0.460 0.127 0.242 0.434 0.255 Ст. дев 0.268 0.175 0.204 0.181 0.136 Ст. ошибка 0.095 0.045 0.077 0.06 0.033 р* 0.23 0.0003 0.015 0.91 0.63 Примечание : * Тест Колмогорова-Смирнова. Проверив данные по скорости роста на нормальность (Таблица 2), мы обнаружили, что для всех половозрастных групп, кроме объединенной группы взрослых самок, распределение значений не отличается от нормального. Ненормальное распределение в объединенной группе взрослых самок подтверждает наши предположения о неоднородном характере этой группы 28

(включает растущих яловых и нерастущих размножающихся самок). Все остальные группы можно сравнивать друг с другом используя Т-критерий Стьюдента. Из Таблицы 2 видно, что средние значения суточного прироста существенно отличаются между разными возрастными группами одного пола и эти различия достоверны. Разница между одинаковыми возрастными группами разных полов недостоверна, но для взрослых животных это справедливо только при исключении самок с низкими значениями прироста. Очевидно, скорость роста взрослых самок неравномерна. В годы, когда гадюка размножается, наблюдается сильное замедление, вплоть до остановки роста, в другое время скорость роста самок гадюк мало отличается от таковой у взрослых самцов. Причем, исходя из наличия длительных периодов (более одного года) как остановки роста, так и интенсивного роста у самок больше 550 мм длиной, годы участия и неучастия в размножении могут не чередоваться. Мы непосредственно наблюдали наличие неразмножающихся взрослых самок в природе. Вместе с тем, гадюка Никольского, как и большинство других видов мелких гадюк, демонстрирует половой диморфизм с более крупными размерам самок: в среднем длина тела половозрелых самок на 64 мм больше [17]. На наш взгляд, такая картина возникает из-за целого ряда причин, однако наибольший вклад вносит то, что самцы достигают половозрелости раньше на один сезон и при меньших размерах тела [4], что приводит к сокращению периода наиболее интенсивного роста. Отличия в средних размерах особей между самками и самцами примерно соответствуют приросту за один сезон (Таблица 1). Кроме того, свой вклад может вносить демография с более высокой смертностью и меньшей продолжительностью жизни у самцов [15]. По результатам данного исследования можно сделать следующие выводы: а) замедление темпов роста после достижения половозрелости у обоих полов, связанные с затратами на размножение; б) в онтогенезе взрослых самок существуют периоды (длиной в год более) как нормального, так и замедленного роста, что вероятно связано с неежегодным участием самок в размножении; в) несмотря на недостоверные отличия в скорости роста между растущими самками и самцами, тем не менее, существуют значительные отличия по средним значениям длины тела между полами и половой диморфизм с более крупными самками из-за разной длительности периода активности и отличий в сроках наступления половозрелости между самцами и самками; г) отличия в скорости роста и приросте между неполовозрелыми особями обоих полов недостоверны, однако существует тенденция к более быстрому росту самок. Список использованной литературы: 1. Грубант В. Н., Рудаева А. В., Ведмедеря В. И. О систематической принадлежности черной формы обыкновенной гадюки // Вопросы герпетологии : (Автореф. докл.) / Третья Всесоюз. герпетол. конф. — Л. : Наука, 1973. — С. 68–71.

2. Дробенков С.М. Метод индивидуального мечения обыкновенной гадюки на основе морфологической изменчивости. // Вопр. герп.: 7 Всес. герп. конф., автореферат. докл. Киев, 26-29 сент., 1989. – с.83-84. 3. Зиненко А.И., Бондаренко З. В., Клаус К. Сравнение размеров пропорций тела новорожденных обыкновенной гадюки и гадюки Никольского. //Актуальные проблемы герпетологии и токсикологии. Сборник научных трудов. Тольяти. 2005. - Вып. 8. - С. 48-54 4. Зіненко О. І. Плазуни лівобережного лісостепу України (поширення, морфологія, таксономія, біологія, екологія). Дис. канд. біол. наук / Зоологія. Київ. 2006 - 227 с. 5. Павлов А.В. Эколого-морфологическая характеристика обыкновенной гадюки (Vipera berus L.) в зависимости от условий естественной и искусственной среды.// Дис. канд. биол. наук. Казань: Казанский ГУ, 1998. - 174 с. 6. Табачишина И. Е., Табачишин В. Г., Завьялов Е. В. Динамика роста степной гадюки (V. renardi) и гадюки Никольского (V. nikolskii) на севере Нижнего Поволжья // Bicн. Днiпропетр. ун-ту. Бiологiя. 2003 Вып. 11, т. 1. С.218 – 222. 7. Херувимов В.Д., Соколов А.С. Соколова Л.А. К определению пола и возраста обыкновенной гадюки. // Вестник зоологии. 1977 - Вып. 6. С. 39-44. 8. Baron J. P., Galliard L., Tully T., Ferrière R. Cohort variation in offspring growth and survival: prenatal and postnatal factors in a late maturing viviparous snake //Journal of Animal Ecology. 2010 - Vol. 79, №. 3. P. 640649. 9. Bonnet X., Shine R., Lourdais O, Naulleau G. Measures of reproductive allometry are sensitive to sampling bias.//Functional Ecology. 2003. - Vol. 17. P. 39-49. 10.Capula M., Luiselli L., Anibaldi C. Complementary study on the reproductive biology in female adder, Vipera berus (L.), from eastern Italian Alps // Vie Milieu. 1992 - .Vol. 42, № 3-4. P. 327-336. 11.Forsman A.. Adaptive body and head size variation in populations of the adder Vipera berus // Acta Universitatis Upsalensis, Comprehensive summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science 401. Uppsala. 1992 - 34 p. 12.Forsman A.. Growth rate in different color morfs of the adder, Vipera berus, in relation to early wether variation.// Oikos. 1993 - Vol. 66, № 2. P. 279 – 285. 13.Kalyabina-Hauf, S., Schweiger, S., Joger, U., Mayer, W., Orlov, N., Wink, M. Phylogeny and systematics of adders (Vipera berus complex) // Mertensiella. Verbreitung, Okologie und Schutz der Kreuzotter (Vipera berus [Linnaeus, 1758]). 2004 - Vol. 15. P.7-16. 14.Lindell L. E. Annual variation in growth rate and body condition of adders, Vipera berus: effects of food availability and weather.// Canadian Journal of Zoology. 1997 - P. 261-270. 30

15.Madsen T. Reproductive Success, Mortality and Sexual Size Dimorphism in the Adder, Vipera berus //Holarctic Ecology. 1988 - Vol. 11, №. 1. Р. 77-80. 16.Madsen T., Stille B.. The effect of size dependent mortality on colour morphs in male adders, Vipera berus // Oikos. 1988 - Vol. 52, № 1. Р. 73-78. 17.Milto K. D., Zinenko O. I. Distribution and morphological variability of Vipera berus in Eastern Europe // Herpetologia Petropolitana / Eds. Ananjeva N. and Tsinenko O. St. Peterburg. 2005 - . Р. 64 – 73.

Состояние и оценка использования основных видов сельскохозяйственных угодий Волгоградской области Денисова Елена Владимировна, кандидат географических наук, доцент кафедры «Землеустройство и земельный кадастр» ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный аграрный университет Волгоградская область расположена в юго-восточной части Русской равнины на площади 112,9 тыс. кв. км. Территория области делится на две части: возвышенное правобережье и низменное (Заволжье). По территории области протекают реки, относящиеся к бассейнам Каспийского и Азовского морей. В их числе - крупнейшие реки европейской части России – Волга и Дон, русла которых соединены Волго-Донским каналом общей протяженностью 101 км. В регионе располагаются крупные водохранилища – Волгоградское и Цимлянское. Область граничит на юге с Республикой Калмыкия, на юго-западе и западе – с Ростовской областью, на северо-западе – с Воронежской областью, на севере – с Саратовской областью, на востоке – с Казахстаном, на юго-востоке – с Астраханской областью. Климат континентальный, с холодной малоснежной зимой и жарким засушливым летом. Средняя температура января - минус 10°C, июля - плюс 23°C. Количество осадков в год на северо-западе - 450 мм, на юго-востоке - 270 мм. Продолжительность вегетационного периода на севере – 150-175 дней. Для области характерна сильная ветровая активность. Область расположена в степной и полупустынной природных зонах. Черноземы и лугово-черноземные почвы занимают 21,7% территории области; каштановые почвы - 44,1%. Засушливость климата – главная причина неустойчивого характера сельскохозяйственного производства и широкого применения техники орошаемого земледелия. Земельный фонд Волгоградской области на 01.01.12 г. составляет 11287,7 тыс. га. В общей структуре земельного фонда на долю земель сельскохозяйственного назначения приходится 9243,6 тыс. га (или 81,9%).

3,1

3,2

5,0

4,1 0,3

2,9

Земли с/х назначения 81,9% Земли запаса 3,1% Земли водного фонда 3,2%

81,9

Земли населенных пунктов 5,0% Земли промышленного назначения 4,1% Земли особо охраняемых территорий 0,3%

Рисунок 1. Категории земельного фонда Волгоградской области

Земельные ресурсы Волгоградской области используются многопланово, но основное их назначение – получение сельскохозяйственной продукции. Поэтому сельскохозяйственные угодья исследованы более подробно. На всех землях сельскохозяйственных предприятий области проводились почвенные обследования один раз в пять лет [4]. За прошедшие годы (2005 – 2010 гг.) общая площадь сельскохозяйственных угодий по данным комитета по земельным ресурсам и землеустройству Волгоградской области не претерпела значительных изменений: засоленные почвы занимают 16,8% вместо 15,9% (от общей площади сельскохозяйственных угодий); доля солонцеватых комплексов изменились с 39,8% до 40,5%; возросла доля почв, подверженных водной эрозии с 24,1% до 25,9%; почвы, подверженные ветровой эрозии не изменились и занимают 1,02%; каменистые почвы также не изменили занимаемой доли от общей площади сельскохозяйственных угодий и составляют 2,96% (таблица 1). Как видно, особенностью земельного фонда Волгоградской области является преобладание земель сельскохозяйственного назначения, а среди них – пашни. Таблица 1 – Характеристика сельскохозяйственных угодий Волгоградской области по признакам, влияющим на плодородие почв, 2005 – 2010 гг. [4] Площади Почвы, Почвы, по Засолен- Солонцеваподвержен Каменис подверженданным ные тые ные тые Виды угодий ные водной землепочвы, комплексы, ветровой почвы, эрозии, учета, тыс. га тыс. га эрозии, тыс. га тыс. га тыс. га тыс. га 1 2 3 4 5 6 7 5838,9 651,6 2198,0 1226,7 45,8 118,9 Пашня 5840,4 692,1 2242,9 1348,6 47,0 121,1 Многолетние 11,5 1,3 1,7 2,0 0,1 насаждения 11,6 1,3 1,5 1,6 4,3 1,1 1,3 0,5 0,1 Залежь 4,2 1,2 1,3 0,4 0,1 33

Сенокосы Пастбища Итого с.-х. угодий

196,3 207,7 2632,3 2622,2 8683,3 8686,2

59,9 66,5 657,3 700,7 1389,2 1461,8

18,6 23,8 1239,4 1250,8 3459,0 3520,3

3,0 3,1 865,4 895,4 2097,6 2249,1

0,3 0,4 43,5 41,6 89,7 89,1

0,3 0,2 137,7 143,9 257,0 265,2

Анализируя качественное состояние земельного фонда Волгоградской области, можно отметить, что оно в большей степени обусловлено высокой распаханностью и часто нерациональным использованием угодий. Проводимые почвенные обследования свидетельствую о развивающихся эрозионных процессах, так в 2005 году было выявлено почв, подверженных водной эрозии 1394 тыс. га, а в 2010 году – 1502,4 тыс.га [2]. Изучив материалы качественного состояния земель районов Волгоградской области, была определена степень деградации территории, занятой сельскохозяйственными угодьями и ее пораженность той или иной формой (эродированность, дефлированность, засоление). Оценка проводилась по методике Всероссийского научноисследовательского института агролесомелиорации (ВНИАЛМИ), индексами деградации, отражающими по 100-балльной шкале их состояние. Для каждого показателя, с целью определения его значимости, был проведен расчет индекса деградационной опасности, по формуле, принятой во ВНИАЛМИ [1]: Д

Пораженная часть сельхоз угодий га Об ая пло адь сельхоз угодий га

Степень деградации пораженной части сельскохозяйственных угодий оценивалась, по единой шкале для всех форм проявления деградации: сильная, средняя, слабая. Каждая степень деградации характеризуется своими критериями, которые определяют состояние исследуемого района. Сильная деградация приводит к разрушению плодородного слоя почв и падению урожайности, в среднем, на 70%, после чего деградация перерастает в необратимое, очень сильное опустынивание, не оставляющее шансов на экономически выгодное полное восстановление продуктивности земель. Средняя степень деградации сокращает урожайность на 10 – 50%. При слабой степени деградации происходит незначительное нарушение почвеннорастительного покрова и стабильное снижение урожайности фитомассы угодий в среднем на 5%. На основании указанного индекса произведено ранжирование и составлена балльная шкала оценки каждого показателя (таблица 2). «1» – низшая степень деградационной опасности; «2» – незначительная степень деградационной опасности; «3» – средняя степень деградационной опасности; «4» – высокая степень деградационной опасности; «5» – очень высокая степень деградационной опасности.

Таблица 2 – Шкала индексов деградационной опасности Индекс деградационной опасности Эрозия Дефляция Засоление Солонцы Наименование районов Значе ЗначеЗначеЗначеБалл Балл Балл Балл ние ние ние ние 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Алексеевский 43,5 3 80,5 5 3,3 1 8,0 1 Быковский 0,7 1 37,8 3 23,6 3 47,2 3 Городищенский 41,1 3 26,8 3 16,5 2 65,1 4 Даниловский 69,2 4 67,8 4 8,2 1 23,3 3 74,1 5 41,6 3 11,1 2 50,3 4 Дубовский 29,1 3 85,6 5 2,2 1 9,1 1 Еланский 96,3 5 65,3 4 9,5 1 31,7 3 Жирновский 47,4 3 53,3 4 11,5 2 31,4 3 Иловлинский 70,0 4 28,4 3 19,3 2 63,8 4 Калачевский 83,1 5 51,8 4 9,0 1 41,0 3 Камышинский 36,9 3 84,3 5 2,9 1 9,4 1 Киквидзенский 62,7 4 59,5 4 11,2 2 31,7 3 Клетский 31,8 3 4,6 1 29,0 3 89,8 5 Котельниковский 80,2 5 41,8 3 19,6 2 46,9 3 Котовский 62,4 4 83,9 5 4,9 1 5,9 1 Кумылженский 3,1 1 3,5 1 36,4 3 66,9 4 Ленинский 59,7 4 79,3 5 4,2 1 9,8 1 Михайловский 72,1 5 83,5 5 3,4 1 9,9 1 Нехаевский 23,2 3 29,0 3 36,2 3 55,7 4 Николаевский 30,8 3 84,8 5 2,4 1 5,3 1 Новоаннинский 37,7 3 82,1 5 2,8 1 8,6 1 Новониколаевский 29,9 3 11,1 2 23,7 3 80,1 5 Октябрьский 65,6 4 54,8 4 9,6 1 37,6 3 Ольховский 1,6 1 6,5 1 56,1 4 82,4 5 Палассовский 50,0 3 71,2 5 8,3 1 18,6 2 Руднянский 21,8 3 9,8 1 38,2 3 78,8 5 Светлоярский 48,1 3 76,5 5 2,7 1 13,0 2 Серафимовический 0,8 1 5,9 1 40,2 3 60,4 4 Среднеахтубинский 10,1 2 31,0 3 30,9 3 61,3 4 Старополтавский 65,7 4 35,1 3 8,7 1 47,4 3 Суровикинский 69,8 4 84,7 5 1,9 1 7,1 1 Урюпинский 41,1 3 72,9 5 2,0 1 13,3 2 Фроловский 20,9 3 45,7 3 4,5 1 37,5 3 Чернышковский

Все формы деградации получили широкое распространение на территории области по таким показателям как средняя, высокая и очень высокая степень. Дефляции почв суммарно по трем показателям подвержено 27 районов области (82%), эрозией почв охвачено 28 районов (85%), солонцы распространены в 21 районе (64%). Результаты проведенного исследования показали, что своевременное и регулярное проведение работ по мониторингу земель, инвентаризации земель выбывших из оборота и земель, подверженных распространению эрозии позволит предотвратить развитие эрозионных процессов на территории 35

области. Также необходимо проведение комплекса агротехнических, лесомелиоративных и других почвозащитных мероприятий направленных на повышение качественного состояния почв.

3. 4.

Список использованной литературы: Антропогенная деградация ландшафтов и экологическая безопасность [Текст] // Сб. лекций международных учебных курсов ЮНЕП / Под общ. ред. Е.С. Павловского, К.Н. Кулика/ ЦМП / ВНИАЛМИ, 6-26 сентября 1999 г. – Волгоград : ВНИАЛМИ, 2000. – 512 с. Доклад о состоянии и использовании земель Волгоградской области в 2010 году [Электронный ресурс]// Официальный сайт Управления Роснедвижимости по Волгоградской области. – Режим доступа : http://www.r34kadastr.ru Земельные ресурсы Волгоградской области и их оценка [Текст]: сборник / Под ред. А.В. Воробьева. – Волгоград: Станица-2, 2006. – 44 с. Сводные материалы по мониторингу земель Волгоградской области [Текст] / Управление федерального агентства кадастра объектов недвижимости по Волгоградской области. – Волгоград, 2004. – Том 1. – С 1-30.

Формирование рациональной стратегии агроландшафтных систем земледелия на территории Волгоградской области Темнышова Виктория Александровна ассистент кафедры Землеустройство и земельный кадастр ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного аграрного университета Земельные ресурсы являются основным природным богатством Волгоградской области. Общая площадь земель области составляет 11287,7 тыс.га. Рельеф Волгоградской области равнинный, что объясняется, прежде всего, расположением ее на юго-востоке Русской платформы. Климат засушливый, с резко выраженнойконтинентальностью. Рисунок 1. Карта агроклиматических районов Волгоградской области

Главным объектом природопользования в Волгоградской области являются водные и земельные ресурсы страны, которые в интересах нынешнего и будущих поколений людей должны подлежать рациональной эксплуатации, для удовлетворения потребностей общества в жизненных блага и в значительной мере обеспечивают устойчивость экосистемы.

Таблица 1. Размещение земельного фонда Волгоградской области по категориям земель Общая площадь, га Наименование категорий земель 2006 г. 2009 г. 2013 г. Земли сельскохозяйственного 8863757 8572822 9243634 назначения Земли населенных пунктов 326703 887783 328433 Земли промышленности и иного 730662 738846 727211 специального назначения Земли особо охраняемых территорий 33067 32959 33085 и объектов Земли лесного фонда 605490 540329 560550 Земли водного фонда 364823 22697 364988 Земли запаса 408139 492264 29599 Итого земель 11287700 11287700 11287700

По современным данным выявлено, что земли сельскохозяйственного назначения составляют 81,9 %, земли населенных пунктов 2,9%, земли промышленности, транспорта и иного специального назначения 6,5%, земли оот и объектов 0,3%, земли лесного фонда 5,0%, водного фонда 3,2%, земли запаса 0,2% от общей площади земель Волгоградской области. Северо-западная часть области находится в зоне лесостепи, восточная – в зоне полупустынь, приближаясь к настоящим пустыням. Специфика почвенного покрова Волгоградской области – его неоднородность, которая усиливается с северо-запада на юго-восток. Волгоградская область расположена в пределах двух почвенных зон черноземной и каштановой[1]. Рисунок 2. Распределение земельного фонда Волгоградской области по типам почв

другие типы почв

черноземы

20%

20,9%

солонцы

14,3%

каштановые почвы

44,2%

В почвенном покрове области черноземы обыкновенные, южные и луговые занимают 2 455,8 тыс. га, или 21,7 %.

Темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые почвы сосредоточены на площади 4 983,7 тыс. га или 44,1 %; 3 361,9 тыс. га, или 29,9 % территории Волгоградской области занимают интразональные почвы, из которых преобладающими являются солонцы в основном в подзоне светлокаштановых почв 12. Механический состав почв разнообразен, но преобладают легкоглинистые и тяжелосуглинистые разновидности, занимая 6 123,2 тыс. га сельскохозяйственных угодий, или 70,5 %. На 490,7 тыс. га распространены супесчаные, песчаные почвы и пески, что составляет 5,6 % от общей площади с.-х. угодий, причем в пашне из них используется 179,2 тыс. га. Таблица 2. Почвы Волгоградской области Общая площадь сельхозугодия пашня % от % от % от Наименование типов и общей общей общей подтипов почв тыс. га тыс. га тыс. га площа площа площа ди ди ди 1 2 3 4 5 6 7 Черноземы обыкновенные 569,3 5,0 502,3 5,8 422,6 7,3 Черноземы южные 1791,7 15,9 1626,1 18,7 1374,2 23,5 Лугово-черноземные 94,8 0,8 86,5 1,0 39,6 0,7 Темно-каштановые почвы 1243,4 11,0 1101,1 12,7 861,9 14,8 Каштановые почвы 2268,6 20,1 1946,3 22,4 1432,4 25,0 Светло-каштановые почвы 1028,1 9,1 821,7 9,4 531,4 9,6 Лугово-каштановые 443,1 3,9 400,2 4,6 211,1 3,6 почвы Солоди 10,4 0,1 8,7 0,1 3,0 0,1 Солонцы черноземные и 108,8 1,0 93,0 1,1 48,5 0,9 лугово-черноземные Солонцы каштановые и 1500,4 13,3 1234,6 14,2 720,2 12,3 лугово-каштановые Солончаки 14,6 0,1 8,2 0,1 1,1 Лугово-болотные почвы 29,3 0,3 15,5 0,2 1,7 Аллювиальные почвы 395,8 3,6 234,0 2,8 40,6 0,7 Дерново-степные 566,3 5,0 183,5 2,1 13,8 0,2 песчаные почвы Прочие почвы 736,3 6,5 412,6 4,8 76,8 1,3 Под водой 486,8 4,3 Итого 11287,7 100,0 8683,3 100,0 5838,9 100,0

Негативные изменения почвенного покрова имеют зональную специфику, четко сопряжены с особенностями его использования. Волгоградская область занимает юго-восточную часть Европейской территории России. Большая часть территории Волгоградской области представлена сельскохозяйственными угодьями. Почвы сельскохозяйственных угодий – основная часть почвенных ресурсов области, среди которых преобладает пашня[2].

Таблица 3. Размещение земельного фонда Волгоградской области по угодьям Наименование Общая площадь, га сельскохозяйственных угодий 2006 г. 2009 г. 2013 г. Пашня 5736166 5892095 5798507 Залежь 2746 4767 4885 Многолетние насаждения 10192 43480 10477 Сенокосы 169581 206355 201770 Пастбища 1990068 2616609 2652639 Итого земель 7908753 8668278 8668278

Следует отметить, что в последние годы лишь 51% занимают сельскохозяйственные угодья от общей территории Волгоградской области, отмечается устойчивая тенденция сокращения продуктивных площадей. Из около 8,7 млн. га сельскохозяйственных угодий области, 2,2 млн. га подвержено водной эрозии, из них 1,3 млн. га пашни. Площадь размываемых склоновых земель составляет 200 тыс. га, а непосредственно занятой оврагами – 63,9 тыс. га. Площадь смытых в разной степени почв составила 2 249,1 тыс. га на сельскохозяйственных угодьях и 1 348,6 тыс. га на пашне, таким образом, в этот процесс вовлечено около 41 % сельскохозяйственных угодий. Ветровая эрозия, или дефляция почв, отмечена на 89,1 тыс. га сельскохозяйственных угодий и на 47 тыс. га пашни. Эродированные почвы отличаются от неэродированных укороченностью гумусового горизонта, в конечном итоге это приводит к снижению на 20 - 60 % урожайности сельскохозяйственных культур. Ежегодный недобор сельскохозяйственной продукции колеблется от 150 тыс. до 200 тыс. т. Среднеобластной почвенный балл по Волгоградской области за пять лет снизился с 69 до 62. Это отчасти вызвано природными особенностями территорий и антропогенным прессом. В десяти районах области очевидна явная деградация почв (снижение на 8–11 единиц), в шести районах отмечено умеренное снижение качества почв (на 4–7), в 15 районах – на 1–3 балла. Область входит в число наиболее уязвимых и затронутых опустыниванием районов Нижнего Поволжья. Этот статус подтвержден Национальным планом действий по борьбе с опустыниванием, разработанным в 1997 г. под эгидой ЮНЕП. При глубокой вспашке и хорошей влагозарядке, снегозадержании, а также при искусственном орошении светло-каштановые почвы дают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур. В основу оценки территории области как объекта землепользования положен принцип разделения на природно-территориальные комплексы, отличающиеся генетической и гранулометрической общностью почв и почвообразующих пород, общностью рельефа и, как следствие, сельскохозяйственной специализации. Такой принцип выделения агроландшафтов в полной мере отвечает задачам организации адаптивноландшафтного землепользования[3].

Рисунок 3. Карта агроландшафтных районов Волгоградской области

Данные территории нуждаются в проведении комплекса противодеградационных мероприятий[4]. Агроландшафтный район и вид агроландшафта - основные классификационные единицы при разработке агроландшафтной структуры Волгоградской области. С видами агроландшафтов непосредственно связана оценка почв. Распределение типов и подтипов почв по типам местности представляет важную практическую информацию о качественном состоянии земель в Волгоградской области и их рациональном аграрном освоении. Позволит выявить количество земель, нуждающихся в адаптационном ведении хозяйства с применением комплекса агротехнических мероприятий, задача которых, в конечном итоге, должно сводится к увеличению объемов сельхозпродукции без нарушения экологического баланса конкретной территории или агроландшафта.

1. 2. 3. 4.

Список использованной литературы: Земельный фонд Волгоградской области // Под ред. А.В. Воробьева. – Волгоград, 2003. – 48 с. Землеустройство и кадастровое деление Волгоградской области // Под ред. А.В. Воробьева. – Волгоград: Станица-2, 2002. – 94 с. Исаченко А.Г. Ландшафтное и физико-географическое районирование // А.Г. Исаченко. – М.: Высшая школа, 1991. Чурсин Б.П. Почвенные ресурсы // Почвенно-экологические проблемы в степном земледелии // Б.П. Чурсин. – Пущино, 1992. – С. 23–39.

Развитие органического земледелия в странах Евросоюза и Украины Чижикова Ольга Алексеевна Кандидат географических наук, доцент Донецкого национального университета. Глушич Ольга Владимировна Студентка Донецкого национального университета. Новый Закон Украины «Об органическом производстве», подписанный президентом нашей страны в октябре 2013 года, призван побудить отечественных аграриев реконструировать свою деятельность, отказавшись от традиционного земледелия в пользу органического. Спровоцированное широко распространившейся в мире тенденцией здорового образа жизни, правительство стремиться перенять опыт стран Евросоюза в данной области, укрепить внутренний рынок государства и занять более выгодные позиции на внешнем рынке. Проблемы загрязнения окружающей среды, растущей угрозы экологической катастрофы, массового потребления некачественных продуктов питания и, как следствие, спровоцированных ими заболеваний являются приоритетными для стран Евросоюза сегодня. Стремясь упрочить нынешнюю экономику в рамках устойчивого развития, политика стран Европы направлена на повсеместную экологизацию всех ипостасей человеческой жизни. В ряде данных стран не последнее место занимает Украина, взявшая курс на Евросоюз, где экологический аспект является крайне важным. Поставленная задача требует комплексного подхода в осуществлении необходимых мероприятий, одним из которых является внедрение органического земледелия. Будет ошибкой сказать, что органическое земледелие берет свое начало с определенного столетия или года, так как, данное явление, своего рода, возвращение к истокам, к тому, как люди вели свое хозяйство многие столетия назад. Однако, «второе дыхание» органическое земледелие получило лишь в 20-х годах прошлого столетия (табл.1). Таблица 1. Зарождение органического земледелия

Дата 1924 год

Событие Рудольф Штейнер в Кобервитце читает свой «Сельскохозяйственный курс», впоследствии ставший концепцией биодинамического земледелия.

1940 год

Англия. Лорд Нортборн впервые употребляет термин «органическое сельское хозяйство» (organic farming)

1972 год

Франция. В Версале была основана Международная Федерация органического сельскохозяйственного движения (IFOAM), поставившая своей целью распространение информации и внедрение органического сельского хозяйства во всех странах мира.

начало 1990-х

Мировые рынки, связанные с органическим сельским хозяйством, стремительно растут, на 20 % ежегодно.

Важную роль в деле развития и популяризации концепции также сыграли: Альберт Говард, Ив Балфор, Джером Ирвинг Родейл. Ив Балфор, в частности, в 1939 заложила Хаглийский эксперимент, в котором более 40 лет на разных полях одной фермы велось «обычное» и органическое земледелие с целью их всестороннего сравнения, а Родейл положил начало распространению органического садоводства. Очевидно, что возвращение к органическому земледелию, безопасному для человека и окружающей среды, не загрязненному нитратами, тяжелыми металлами, остатками пестицидов, гербицидов и других веществ химического синтеза было вопросом времени. Что немаловажно, органические продукты имеют настоящий вкус и питательные свойства. Помимо сохранения здоровья косвенно, употребление органических продуктов способствует и сохранению окружающей среды, положительно влияя на воспроизводство естественного плодородия почв, способствуя увеличению природного биоразнообразия; улучшая здоровье животных, поскольку применяются такие методы содержания, которые согласуются с их природными потребностями и не причиняют им страданий. Однако, то, что те или иные продукты, выращены вдали от металлургического завода или предприятия большой химии, вовсе не означает, что они органические, чтобы назвать продукт таковым, необходимо вырастить его особым способом, а затем сертифицировать в установленном порядке (Рис.1). Тогда товар получит особую маркировку, обозначающую его экологически чистое происхождение согласно всем правилам органического земледелия.

Рисунок 1. Стадии органического земледелия Почва o o

Стремление к сохранению природного плодородия почвы, посредством минимализации ее обработки, без использования ядохимикатов, минеральных удобрений и прочего. Соблюдение принципа: «Земля- живой организм». Специалистами подтверждено, что глубокая вспашка и перекопка подавляет активность червей и микроорганизмов, разрушат структуру почвы, снижает ее плодородие

Семена o

Использование исключительно натуральных непротравленных семян, соответственно принципам органического земледелия.

Выращивание и прополка o Землю нужно рыхлить не глубже 5 см. Более глубокая прополка нарушает естественное состояние почв.

Урожай o o

Повышение урожая, как последствие деятельности на других стадиях органического земледелия. Сохранение полезных веществ продуктов, витаминов и минералов.

Международная федерация органического сельскохозяйственного движения (IFOAM), дает следующее определение органическому сельскому хозяйству- это производственная система, которая поддерживает здоровье почвы, экосистемы и людей, при этом исключает использование вредных веществ, вызывающих неблагоприятные последствия. В животноводстве не применялись стимуляторы роста, гормоны и антибиотики, а только гомеопатические препараты и профилактические методы. Принципиальное отличие органического земледелия от традиционного заключается в том, что землю не копают и не пашут, а лишь поверхностно взрыхляют на глубину 5-10 см. Для этого использую различные инструменты и приспособления. Например, плоскорез Фокина, который стал популярным среди земледельцев. Удобрение почвы и защита растений от болезней и вредителей производится лишь за счет органических биоудобрений и биопрепаратов. В то время, как при традиционном земледелии используется глубокая отвальная вспашка (30 см и более) а на небольших участках землю перекапывают вручную. По мнению специалистов, органическое земледелие ставит перед собой следующие задачи: 1. вырастить как можно больший урожай при минимальных затратах; 2. вырастить экологически чистый урожай, позитивно влияя на окружающую среду; 3. увеличить плодородие почв; 45

4. сделать труд на земле легким, приятным. Негативным аспектом ведения органического земледелия могут быть вредные микроорганизмы, они, равно как полезные, сохраняют свою жизнь, так появляется возможность заражения сальмонеллезом (Табл. 2). Однако при грамотном ведении хозяйства данный риск сводится к минимуму. Таблица 2. Преимущества органического и традиционного земледелия

Преимущества использования органического земледелия  Увеличение урожаев.  Повышение

вкусовых

условии числа

качеств.

применения пестицидов,

большего регуляторов

роста растений, ядохимикатов)

 Экологически

 Фармацевты,

безопасный урожай  Постоянное

Преимущества использования традиционной агротехники  Увеличение урожаев (при

увеличение

система

врачи,

здравоохранения,

получает постоянных клиентов.

гумуса.  Обеспечения

100%

урожаев.)

рационом питания растений.  Сокращения

(после употребления отравленных

роста

сорняков.  Сокращается необходимость в поливах,  Почва

становится

структурированной, рыхлой.  Экономия сил и времени  Экономия средств.

Таблица 3. Недостатки органического и традиционного земледелия

Недостатки ведения органического земледелия  Большая вероятность заболевания сальмонеллезом.

Недостатки использования традиционной агротехники  Страдает здоровье, накопление токсинов в организме и его отравление  Снижение урожая, и его вкусовых качеств.  Накопление токсичных

почве

канцерогенных

соединений.  Загрязнение

грунтовых

вод, колодцев, скважин, рек.  Минерализация

гумуса,

постоянное его уменьшение.  Переуплотнение почвы.  Разрушение

структуры

почвы.  Необходимость в частых поливах  Постоянная

борьба

вредителями.  Постоянная сорняками.  Большие трудозатраты.  Финансовые расходы. Как отмечалось ранее, не смотря на то, что органическое земледелие является наиболее естественным из всех видов и возможных вариантов обработки почвы и ведения хозяйства, его динамичным и стремительным развитием ознаменовались 90-е годы прошлого века, данная тенденция роста длиться и по сей день.

По состоянию на конец 2009 г. 37,2 млн. га сельскохозяйственных земель в мире – органические. При этом 25% всех органических земель находится в Европе (Рис 2). Большинство европейских стран имеют 5-10% и более органических земель, тогда как их мировая доля составляет 0,8%, к тому же рыночные доли сравнительно велики. Не смотря на то, что 2009 год являлся годом мирового кризиса, который не мог не отразиться на экономике всех стран мира, в частности, большой удар был нанесен таким сильным державам, как Германия, Чехия, Великобритания, органический рынок продолжал расти (особенно данная тенденция проявилась во Франции и Швеции). Рисунок 2. Страны Европы с наибольшей долей органических земель 30

26,9

18,5

12,6

10,8

10,5

9,4

8,7

7,5

7,3

Эстония

Чехия

Латвия

Италия

Словакия

Финляндия

10 5 0 Лихтенштейн

Австрия

Швеция

Швейцария

Внутренний рынок органики большинства европейских стран вырос в пределах 10%, что на общем фоне упадка является значительным показателем. Общая стоимость Европейского органического рынка в те годы составила 18,4 млрд. евро. Германия, Франция, Великобритания, Италия имели наибольшие рынки сбыта органической продукции (Рис.3). Дания Австрия, Швейцария имели наибольшие участки рынка, а странами с наибольшими затратами на душу населения стали Швейцария, Дания и Австрия (Рис.4). Рисунок 3. Страны Европы с наибольшей долей органического рынка в 2009 г., млн евро. Нидерланды

591

Швеция

696

Дания

765

Австрия

868

Испания

905 1023

Швейцария

1500

Италия

2065

Великобритания

3041

Ф ранция

5800

Германия 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Рисунок 4. Страны Европы с наибольшим уровнем потребления на душу населения в 2009 г., евро Великобритания

Нидерланды

Ф ранция

Германия

Швеция

75 100

Лихтенштейн Люксембург

103

Австрия

104 132

Швейцария

139

Дания 0

100

120

140

160

Если говорить о состоянии органического земледелия в нашей стране, то парадокс Украины в том, что даже при таком безоговорочном признании преимуществ органического земледелия во всем мире, у нас оно все еще уступает интенсивному. По статистике в Украине обрабатываются примерно 42 млн. га сельхозугодий из них лишь немногим более 270 тыс. га возделывают органики, а доля сертифицированных органических площадей среди общего объема сельскохозяйственных угодий составляет почти 0,7%. И хотя, нельзя не отметить, что развитие органического земледелия в нашей стране не стоит на месте: если на начало 2003 г. в Украине было зарегистрировано 31 хозяйство, получившее статус органического, то в конце 2010-го их насчитывалось уже 142, а в 2012- 164 (Рис.5), все равно показатели достаточно низкие, для сравнения: в Германии таких органических хозяйств более 17 тысяч. Рисунок 5. Органическое хозяйство Украины 200 150

100 50

121

142

164

0 2003

2005

2007

2009

2010

2012

Тем не менее, Украина занимает 21 место среди мировых стран — лидеров органического движения, специализируясь преимущественно на производстве зерновых, зернобобовых и масличных культур. Растет и спрос на органическую продукцию. По данным Федерации органического движения Украины, в 2008 году объем потребления таких товаров в нашей стране составлял лишь 0,6 млн. евро, в 2009-м — 1,2 млн., в 2010-м — 2,4 млн., в 2011-м — 5,1 млн., а в 2012 г. — 7,9 млн. евро. В мире же потребление органических продуктов уже перешагнуло за $40 млрд. в год. Это неудивительно, ведь охрана окружающей среды давно уже стала приоритетным направлением политики развитых государств, следствием чего стало появление моды на здоровый образ жизни. Возникла целая отрасль экономики, ориентированная на экологически чистые товары и "экологические"

услуги. Эта отрасль преобразует социально-экономические установки общества и становится важным фактором национальной и мировой геополитики. Органическая модель сельского хозяйства - это не одно шаблонное решение для всего мира, а букет решений на разных уровнях, дифференцированных по секторам, регионам, фермам. Центральная концепция данной модели - мультифункциональность в сочетании с устойчивым развитием, благодаря решению вышеперечисленных проблем, охватывающая контрольную часть земледелия всего мира в ближайшее десятилетие. В Украине, однако, темпы развития органического земледелия все еще скромные. Эксперты связывают это с несколькими проблемами: 1. инертность мышления: большинство производителей привыкли полагаться на химические добавки и поэтому продолжают активно пользоваться их возможностями, полагая, что только таким образом они смогут сохранить стабильно высокий уровень урожая. 2. экономическая проблема. При всех преимуществах органическое земледелие по распространенности зачастую уступает интенсивному, что как следствие повышает его цену. И хотя органический продукт выигрывает в качестве, он не всегда бывает доступным по цене массовому покупателю. А это очень важно для Украины, где покупательский спрос соответствует низкому жизненному уровню населения. Следовательно, органическое земледелие в экономическом соревновании по многим позициям все еще проигрывает ныне доминирующему интенсивному. Хотя значительная часть произведенной в Украине органической продукции идет на экспорт, попадая преимущественно на прилавки супермаркетов стран объединенной Европы, что дает украинским производителям возможность заработать. До недавнего времени существовала третья проблема — законодательная. Незавершенность законодательной и нормативно-правовой базы не позволяла четко очертить государственную политику в сфере органического производства, создать условия для законодательного признания и защиты органических продуктов, формирования национальной системы сертификации, утверждения правил, стандартов и четкой эффективной системы господдержки и стимулирования органического производства. Однако 18 сентября 2013 года был подписан Закон Украины «О производстве и обороте сельскохозяйственной продукции и сырья » Этот Закон определяет правовые, экономические, социальные и организационные основы ведения органического сельского хозяйства, требования по выращиванию, производству, переработке, сертификации (согласно закону, сертификация такого производства может осуществляться территориальными управлениями Госсельхозинспекции, а также частными уполномоченными органами сертификации), маркировке, перевозке, хранению и реализации органической продукции и сырья и направлен на обеспечение рационального использования почв, охране здоровья населения и окружающей среды.

Ожидается, что принятие данного закона даст мощный толчок развитию органического земледелия в Украине и позволит преодолеть остальные проблемы, остающиеся на повестке дня, посредством:  умышленно большой упор на общественную роль сельского хозяйства  экологическая политика по вопросам пищевой безопасности  стимулирование научных исследований в области органического земледелия  доступность и конкретика информации и правил ведения органического земледелия, как для производителей, так и для потребителей. Однако, в Украине наблюдается тенденция наполнения внутреннего рынка собственной органической продукцией: крупы, соки, сиропы, повидло, овощи и фрукты, сухофрукты, мед, мясные и молочные изделия таких отечественных производителей, как: «Органик», «Пан Эко», «Царский садовник», «Этно продукт». По данным сотрудников Федерации органического движения Украины некоторые отечественные супермаркеты начали выставлять органическую продукцию на видное место и тем самым создают дополнительные условия для ее успешной реализации, а если на здоровую продукцию будет стабильный спрос, соответственно он будет рождать все большее предложение, стимулируя отечественных аграриев переходить на органическое производство. Список литературы: 1. Зіновчук Н.В. Екологічна політика в АПК: економічний аспект. Львів: Львівський держ. аграр. ун-т, ННВК «АТБ», 2007. — 394 с. 2. Газета «ЛИЦА», «Земля – это живой организм» -[Электронный ресурс]Режим доступа.- URL: http://www.the-persons.com.ua (дата обращения 23.10.2013) 3. Павлюк И., «Органический подход». Техническая газета.-[Электронный ресурс]-Режим доступа.URL:http://www.organic.com.ua/images/stories/files/presa_organic/4statja_or ganicheskij_podhod.pdf (дата обращения 29.10.2013) 4. «Органічне виробництво», Журнал "ORGANIC UA" 11-12 (21)' 2011,[Электронный ресурс]-Режим доступа.- URL:http://organic.ua/ organichnevyrobnyctvo (дата обращения 3.11.3013) 5. «Органические продукты. Спрос без закона». Журнал ФОКУС №23, [Электронный ресурс]-Режим доступа.URL:http://www.organic.com.ua/images/stories/files/presa_organic/7statja_or ganicheskie_produkti.pdf (дата обращения 23.10.2013) 6. «A new organic law and Organic Week in Ukraine»,-[Электронный ресурс]Режим доступа.- URL:http://organic.ua/ a-new-organic-law-and-organicweek-in-ukraine (дата обращения 9.11.2013)

7. Международная федерация органического сельскохозяйственного движения. Официальный сайт. -[Электронный ресурс]-Режим доступа.URL:http://www.ifoam.org/ (дата обращения 23.10.2013)

Алгоритмізація киснево-конвертерного процесу виробництва сталі Жук Сергій Васильович к.т.н., асистент кафедри фізико-хімічних основ технології металів НТУУ «КПІ» Розвиток киснево-конвертерного процесу виробництва сталі невід’ємно пов'язаний з підвищенням якості металу, який виплавляється та збільшенням продуктивності агрегату. Вирішення цих задач пов’язане з підвищенням ефективності управління киснево-конвертерним процесом, з метою отримання заданих значень хімічного складу, температури рідкого металу, запобігання втрат металу з розбризкуванням та виносами, зменшення витрат шлакоутворюючих матеріалів на плавку. Киснево-конверторний процес в реальних виробничих умовах характеризується з одної сторони, надто високим рівнем випадкових неконтрольованих збурень і занадто швидкою і нерегулярною зміною ряду визначаючих діянь, а з іншої – досить жорсткими вимогами до відтворення кінцевих результатів. З часом змінюються характеристики чавуну, брухту та інших шихтових матеріалів, стан сталеплавильного агрегату і умови його роботи, положення фурми відносно рівня металевої ванни, склад і кількість шлаку та інші фактори, які впливають на процес. Ці зміни являються не тільки випадковими коливаннями від плавки до плавки відносно незмінного середнього рівня, але і носять характер систематичного дрейфу протягом тривалих відрізків часу. Також суттєвою особливістю киснево-конверторного процесу є його циклічний характер. Труднощі управління циклічним процесом полягають в тому, що характер нестаціонарності киснево-конверторного процесу у більшості випадків погано відтворюється від плавки до плавки. Необхідне покращення управління технологічним процесом можна забезпечити, по-перше, стабілізацією умов роботи сталеплавильного агрегату по основним вхідним діянням, а по-друге, залучення в управління недоступної раніше оперативної інформації про стан об’єкту. Висока продуктивність і економічність – основні риси сучасних способів виробництва сталі, таких як киснево-конверторні процеси з продувкою кисню зверху, через дно і з комбінованою донно-верхньою продувкою. Без впровадження у виробництво алгоритмів управління процесом продувки, виключити додувки для забезпечення заданого складу і температури сталі, яка випускається з агрегату на сьогодні неможливо [1]. Алгоритми управління киснево-конверторним процесом поділяють на статичні і динамічні. Динамічні алгоритми управління киснево-конверторною плавкою будуються на основі фізичних і фізико-хімічних закономірностях процесів, які протікають в конверторній ванні, і тому в їх основі лежить детермінований підхід. Мета динамічних алгоритмів управління кисневоконверторною плавкою складається не тільки в отриманні до моменту закінчення продувки заданих значень вихідних діянь, але й в забезпеченні їх необхідними траєкторіями по ходу плавки. Під статистичними алгоритмами 53

киснево-конверторної плавки розуміють такі, які засновані на використані відомих до початку процесу (апріорних) даних і дозволяють розраховувати підсумкові значення вихідних величин в кінці процесу або інтегральні (які не являються функцією часу) керуючі діяння. Статистичні алгоритми кисневоконверторного процесу можуть бути екстраполюючими і разом з тим являтися засобом розрахунку шихти, оскільки їх призначення визначається постановкою задачі. Статичний експериментально-статистичний алгоритм управління будується за допомогою методів математичної статистики, в якому залежність між величинами визначається статистичним шляхом. Для реалізації замкненого управління киснево-конвертерним процесом виробництва сталі розроблено ряд статичних та динамічних математичних моделей та алгоритмів, які підвищують якість та ефективність керування. Для побудови моделей керування використовувалися основі положення теорії металургійних процесів і практики конвертерного виробництва сталі, теорії автоматичного керування і теорії розпізнавання образів, основи математичного і фізичного моделювання. Ідентифікація моделей проводилася за результатами попередніх плавок позитивного досвіду, поєднанням контролю прямих режимних параметрів з контролем непрямих параметрів. Статичну частину алгоритмів складають: алгоритми розрахунку металевої частини шихти на плавку, розрахунок шлакоутворюючих, розкислювачів та охолоджуючих матеріалів на плавку (рис.1), розрахунок необхідної кількості кисню на плавку та положення фурми над рівнем спокійної ванни. До динамічної частини відносяться: алгоритми розрахунку прогнозованої маси рідкої сталі, швидкості зневуглецювання і вмісту вуглецю ванни конвертера при продувці, алгоритми прогнозування температури ванни в процесі продувки, визначення необхідності і моменту скочування шлаку, алгоритм контролю періодів киснево-конвертерної плавки. Економічний ефект системи управління конверторною плавкою досягається за рахунок випуску плавок по заданим маркам сталі, підвищення виходу придатного, покращення якості продукції, економії матеріалів, часу продувки, а також ефективності управління в результаті покращення інформаційного забезпечення АСУ ТП. Економічну ефективність запропонованих алгоритмів оцінювали за результатами роботи конвертера № 3 (ПАТ «АрселорМіттал, Кривий Ріг») за рік на основі аналізу масиву даних з розробками і без. Слід відмітити, що за період роботи конвертера з впровадженими розробками весь метал відвантажувався за призначенням. Реалізація запропонованих розробок показала наступні результати:  розробка і реалізація динамічної алгоритму дозволяє зменшити в середньому цикл плавки на 1 хвилину та збільшити кількість плавок в рік з 5740 до 5852; збільшити стійкість футерівки за рахунок зменшення витрати вогнетривів на 1 %; зменшити вигар заліза на 0,1 %, знизити брак до 0,1 %;

Рисунок 1. Алгоритм розрахунку сипких матеріалів і кисню на плавку

 розробка і реалізація статичного алгоритму розрахунку визначення скочування шлаку дозволяє економити до 25 кг феросплавів на плавку; Аналіз масиву плавок до і після впровадження запропонованих алгоритмів показав, що кількість плавок, які попадали в задані межі марки по температурі і вуглецю з першої повалки збільшився відповідно з 65 до 80 % та з 40 до 80 %. А кількість плавок, які одночасно попадали у задані межі і по температурі і по вуглецю зросла з 35 до 60 %. В таблиці 1 наведені основні техніко-економічні показники роботи конвертера. Таблиця 1. Технік -економічні показники роботи конвертера

Назва показника 1.Цикл плавки 2.Кількість плавок в рік 3.Вага плавки 4.Умовно – постійні витрати 5.Обєм виробництва сталі 6.Очікуваний економічний ефект

Одиниця виміру хв. шт. т грн/т т грн/рік

Значення до впр. після впр. 52,4 51,4 5740 5852 147,8 147,9 112,36 112,36 848372 865511 1925738

Розробка і реалізація статичного і динамічного алгоритму управління киснево-конвертерною плавкою дозволяє суттєво підвищити технікоекономічні показники процесу, якість та активність управління. Список використаної літератури: 1. Управление кислородно-конверторным процессом [Текст] / Д. Янке, Г. Нойхоф, Х. Гутте, Т. Шульц // Известие высших учебных заведений. Чёрная металлургия. – 1999. - № 12. – С. 12 – 20.

Сейсмічний моніторинг як одна з передумов безпечного ведення гірничих робіт Криворучко Надія Іванівна, аспірантка Інституту гідромеханіки НАН України, м. Київ Хлевнюк Денис Вікторович, аспірант Інституту гідромеханіки НАН України, м. Київ Гірнича справа – це область практичної діяльності людини, що тісно пов’язана із добуванням корисних копалин з надр Землі. Внаслідок розширення меж та збільшення кількості гірничих підприємств границі кар’єрів все ближче наближаються до громадських і промислових споруд, пошкоджуючи їх структуру постійною дією сейсмічних хвиль, джерелом яких є промислові вибухи. У зв’язку з цим проблеми забезпечення сейсмобезпеки навколишніх надземних та підземних об’єктів з врахуванням впливу на них сейсмічних коливань, спричинених вибухом зарядів вибухової речовини (ВР), та здійснення ефективного моніторингу безпечного ведення гірничих робіт є актуальними в промисловій сейсміці. На даний час існує велика кількість публікацій, що досліджують умови безпечного проведення гірничих робіт. Так, фундаментальні положення про виникнення і розповсюдження сейсмічних хвиль викладені в роботах М.А. Садовського [8], С.В Медвєдєва [6], В.М. Мосинця [7] та ін. Багато наукових праць [1-4] присвячено питанням розробки методів безпечного ведення вибухових робіт у гірництві та оцінки їх сейсмобезпеки, що базуються на результатах сейсмічного моніторингу. З метою забезпечення сейсмобезпечних способів ведення вибухових робіт при одночасному одержанні високих техніко-економічних показників роботи кар’єрів необхідно систематично здійснювати моніторинг рівня сейсмічних та ударних повітряних хвиль з подальшим визначенням допустимих параметрів вибухових робіт, які б забезпечували сейсмобезпеку навколишніх охоронних об’єктів. Вибухи на кар’єрах є джерелами сейсмічних коливань. Вони негативно впливають на промислові та цивільні об’єкти, що розташовані поблизу зони ведення гірничих робіт. Проведення вибухів на гірничих підприємствах дозволяється здійснювати способами, що відповідають вимогам промислової безпеки і не заборонені до застосування законами України та іншими нормативними документами. Швидкість зміщення частинок ґрунту серед динамічних характеристик сейсмічних коливань є найстійкішою по відношенню до умов вибуху, тому в більшості досліджень [6–8] вона прийнята головним критерієм оцінки сейсмічної дії вибуху. Проте сейсмічна дія вибуху на житлові будівлі та громадські споруди визначається не лише особливостями коливання ґрунту, але й в значній мірі 59

конструктивними особливостями і динамічними властивостями споруди, які характеризуються періодом власних коливань T0 , а також логарифмічним декрементом затухання  [1, 2, 5]. Важливим показником в спільному коливальному процесі системи “ґрунт– споруда” є амплітудно-частотна характеристика (АЧХ), яка вказує на відношення амплітуди коливань споруди до амплітуди вимушених коливань ґрунту в залежності від відношення їх періодів T T0 . Сейсмічний моніторинг – це комплекс дій, що спрямовані на регулярне (постійне) відстеження сеймічного ефекту проведення вибухових робіт на гірничих підприємствах з метою попередження негативних явищ, пов’язаних з роботами, що впливають на цілісність охоронних об’єктів. Тобто він являє собою комплексну систему регламентованих періодичних спостережень сейсмічними методами оцінки і прогнозу техногенних змін геологічного середовища, маючи на меті виявлення негативних наслідків і розробку рекомендацій з їх усунення або послаблення. Основною метою сейсмічного моніторингу є розробка заходів для зниження негативних наслідків проведення вибухових робіт в густонаселеній місцевості, збереження навколишнього середовища і об’єктів життєдіяльності населення. Проведення сейсмічного моніторингу для забезпечення сеймобезпеки вибухових робіт та збереження цілісності охоронних об'єктів включає, певною мірою, вирішення значного переліку питань, відповіді на які важливі в теорії і практиці вибухової справи. До таких питань можна віднести: встановлення сейсмобезпечних відстаней і розробку методів щодо їх зменшення; розрахунок сейсмоефективних мас зарядів ВР; виявлення сейсмічних явищ, що можуть супроводжувати поломки, аварії на кар’єрі та спричинити пошкодження житлових будівель та громадських споруд; опис процесу переходу енергії вибуху в енергію коливального руху і розподіл енергії між хвилями різних типів; визначення меж дії вибуху; пояснення механізму дії вибуху, залежність його від неоднорідності масиву кар’єру; встановлення оцінок сейсмобезпеки споруд при дії на них вибухових хвиль із врахуванням їх спектральних характеристик та інших оцінок сейсмобезпеки вибухових робіт. Отже, сейсмічний моніторинг забезпечує безпеку під час проведення вибухових робіт з одночасним недопусканням пошкоджень житлових будівель та громадських споруд, що знаходяться поблизу кар’єрів, і тим самим, є однією з передумов безпечного ведення гірничих робіт. Список використаної літератури: 1. Бойко В. В., Кузьменко А. А., Хлевнюк Т. В. Оценка сейсмобезопасности сооружений при воздействии на них взрывных волн с учетом их спектральных характеристик // Вісник НТУУ “КПІ”. Серія “Гірництво”: Зб. наук. праць. №16. – 2008. – С. 3–13. 2. Бойко В. В., Кузьменко А. А., Лемешко В. А. Вопросы аппаратурного контроля и сейсмобезопасности взрывных работ // Информационный

3. 4.

6. 7. 8.

бюллетень украинского союза инженеров-взрывников. – 2011. – №3. – С. 13–20. Бойко В.В. Проблеми сейсмічної безпеки вибухової справи у кар’єрах України: монографія. – К.: ТОВ “Видавництво Сталь”, 2012. – 184 с. Вовк А. А., Леванкова Л. Н. Параметры поверхностных сейсмических волн при массовых взрывах // Вісник НТУУ “КПІ”. Серія “Гірництво”: Зб. наук. праць. №13. – 2006. – С. 23–33. Криворучко Н. И. О некоторых проблемах сейсмобезопасности взрывных работ на карьерах // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты: сборник материалов VII Международной научно-практической конференции. – Новосибирск: ЦРНС, 2013. – С. 83– 87. Медведев С. В. Сейсмика горных взрывов. – М.: Недра, 1964. Мосинец В. Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. – М.: Недра, 1976. – 271 с. Садовский М. А. Геофизика и физика взрыва / Избранные труды. – М.: Наука, 1999. – 347 с.

Тенденция развития и современные измерение в волоконнооптических линии связи Бектурсинов Б. Б., магистрант ЕНУ им. Л. Н. Гумилева г. Астана. Казахстан Первые волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) в Казахстане начали строиться в начале 80-х годов XX века на основе использования многомодового оптического волокна, преимущественно это были соединительные линии связи между узлами сети ГТС использующие 30канальную цифровую систему передачи «Соната». Хотя первоначально закладываемый эксплуатационный срок ВОЛС составлял не менее 25 лет, тем не менее для устойчивого функционирования используемой системы передачи требовалось поддержание характеристик ВОЛС в допустимых пределах. Методика требуемых для этого измерений была изложена в действующем и по сей день ГОСТ 28871 -90 «Аппаратура Линейных трактов ЦВОСП (методика измерений основных параметров)». В основном это измерение параметров затуханий ВОЛС методом вносимого затухания, основанное на измерениях уровня мощности принимаемого оптического сигнала на длине волны используемого оборудования связи. Данный тип измерений производится в два этапа (рис 1): первый, производится калибровка прибора - измерителем оптической мощности измеряется уровень принимаемого сигнала (Р1) непосредственно с источника оптического излучения, далее источник оптического излучения подключается к тестируемой кабельной линии, уровень принимаемого оптического сигнала (Р2) измеряется на другом ее конце измерителем оптической мощности. Разность двух измеренных уровней оптической мощности (Р2 - Р1) соотносят как измеренный уровень затухания линии.

Рис.1

Для большей достоверности результата, данные измерения необходимо производить в обоих направлениях тестируемой соединительной линии.

Первые соединительные линии ВОЛС прокладывались преимущественно в городской черте и имели небольшую протяженность, обычно не более 1-2 км. Свойственная кабелю с многомодовым волокном модовая дисперсия сигнала, для применяемых низкоскоростных (2 или 8Мбит/с) систем передачи на коротких расстояниях составляла небольшую величину и не нуждалась в измерении. Локализация неисправности в соединительной линии небольшой протяженности, проложенной по кабельной канализации, производилась методом визуального осмотра. Таким образом, измерений методом вносимого затухания было вполне достаточно для контроля состояния ВОЛС на основе многомодового оптического волокна. Данный тип измерений позволяет определять в целом затухания участка ВОЛС, от оптического кросса до кросса. Ситуация изменилась коренным образом с появлением в 90-х годах XX века для телекоммуникационных систем одномодового волокна (имеющего меньшее километрическое затухание и величину дисперсии на порядок меньшую, по сравнению с многомодовым волокном) и мощных лазерных источников сигнала. Протяженность без регенерационных участков ВОЛС увеличилась до десятков ста километров, скорости передачи цифрового сигнала, реализуемые в появившихся системах передачи синхронной цифровой иерархии (SDH), достигли 622Мбит/с (уровень STM-4). Изменилась и концепция построения сетей связи основополагающими стали кольцевая и смешанная (кольцевая + линейная) топологии, дающие новые возможности по созданию резервных маршрутов передачи телекоммуникационного трафика. Изменилась и методика измерений на ВОЛС. Рассмотрим коротко принципы оптической рефлектометрии, в ее основу заложены принципы оптической локации тестируемой ВОЛС на основе релеевского обратного рассеяния. Рефлектометр посылает короткий оптический импульс в тестируемый участок ВОЛС и переходит в режим измерений уровня принимаемого оптического сигнала. Оптический импульс, распространяясь по ВОЛС, испытывает обратное релеевское рассеяние и френелевские отражения части своей энергии в обратном направлении, обусловленные неоднородностью физических свойств оптического волокна и наличием неоднородностей вдоль ВОЛС.

Рис.2

Эти перепады регистрируется приемником рефлектометра. Скорость распространения оптического импульса по ВОЛС, устанавливается по паспортным данным применяемого оптического кабеля, это дает нам возможность перейти от полученной прямыми измерениями зависимости принятой мощности от времени к зависимости типа принятая мощность от расстояния. Участки ВОЛС с плавными изменениями мощности характеризуются как непрерывные участки волокна, резкие изменения мощности - как неоднородности типа затухание или отражение (рис. 2). Таким образом, рефлектометрические измерения на ВОЛС позволяют производить диагностику параметров вдоль всего элементарного кабельного участка ВОЛС, за исключением точек оконцовки на оптических кроссах. Данные исключения являются следствием методических ограничений данного вида оптических измерений. Первые рефлектометры являлись приборами типа «осциллоскоп», где отображение результата происходило на экране в виде графика- диаграммы с периодическим обновлением результатов однократных измерений, производимых в масштабе реального времени. Современные рефлектометры являются приборами с цифровой обработкой результата измерений, позволяющей вести измерения не только в масштабе реального времени, но с накоплением многократно измеренного результата. Это позволяет увеличить дальность и точность измерений. Большинство из современных оптических рефлектометры изготавливается в виде приборов модульной конструкции построенных на специализированных процессорах, со всеми необходимыми интерфейсами ввода вывода и сохранения результатов измерений Современное развитие технологий ВОЛС происходит в следующих направлениях: увеличение скорости и увеличение расстояния без регенерационной передачи оптического сигнала. При передаче оптического цифрового сигнала на одной несущей оптической частоте увеличение скорости приводит к уменьшению межсимвольных интервалов в передаваемом оптическом сигнале. При этом, эффекты хроматической дисперсии в одномодовом волокне ведут к деградации (уширению) передаваемых импульсов (символов) оптического сигнала. Так для наиболее часто применяемого одномодового волокна стандарта G.652 (волокно со ступенчатым профилем преломления (SMF)) коэффициент дисперсии на длине волны оптического излучения 1550нм составляет 18пс/(нм * км). Тогда, для оптического сигнала с шириной спектра 1нм (типичный лазерный источник сигнала в SDH системах), дисперсия сигнала при прохождении участка такого волокна длиной 100км составит 18пс/(нм*км)* 1 нм* 100км = итого 1800пс. Для оптических приемников в системах SDH уровня STM-4,16 (скорости передачи 622Мбит/с и 2,4Гбит/с) предельно допустимая величина дисперсии составляет порядка 2000-3500пс. То есть, из-за дисперсии максимальная длина участка BОЛC ограничена расстоянием 130-200км. Были разработаны специальные волокна стандарт G.655 с нулевой хроматической дисперсией на длине волны 1550нм (волокно тип DSF), но даже в DSF существуют дисперсионные эффекты, хотя уже другого порядка поляризационно-модовая дисперсия (PMD), вызванная анизотропией 64

(неоднородностью) оптических свойств стекла волокна и не идеальностью (эллиптичностью) формы оптического волокна. Это также ограничивает скорость передачи цифрового оптического сигнала. Стоимость волокна с нулевой хроматической дисперсией (DSF) гораздо выше по сравнению с волокном со ступенчатым профилем преломления (SMF), и DSF волокна не получили широкого распространения. Для совместного использования с SMF волокнами было разработано специальное компенсирующее дисперсию волокно (DCF), с отрицательной дисперсией. Его применение требует точного знания величины дисперсии, измерение которой производится специальным типом приборов анализатором дисперсии оптического сигнала. В производимых на сегодняшний день оптических транспортных системах SDH достигнут предел скорости передачи по одному каналу (на одной несущей оптической частоте) 40Гбит/с (уровень STM- 256), но более распространены системы с предельной скоростью 10Гбит/с (уровень STM-64). Таким образом, были установлены ограничения по скорости передачи оптического сигнала по одному каналу (на одной несущей оптической частоте), в результате чего, решено было вернуться к старой, но хорошо зарекомендовавшей себя технологии частотного уплотнения, но на новом уровне - в оптическом диапазоне. В итоге была разработана технология DWDM (плотного много волнового мультиплексирования). Достигнутые успехи в производстве таких систем 192 канальная система со скоростью передачи по каждому из каналов в 40Мбит/с. То есть общая пропускная способность этой системы 64x10 Гбит/с=640Гбит/с. Дополнительно необходимо сделать некоторые замечания по техникоэкономическим характеристикам и исполнению измерительных приборов ВОЛС. Стоимость измерительных приборов ВОЛС в зависимости от типа их исполнения и сложности находится в диапазоне от 5тыс до 200тыс$. При этом в основной массе приборы конструктивно состоят из специализированного измерительного узла и компьютерного узла обработки отображения результатов измерений. Первоначально приборы разрабатывались как отдельные законченные функциональные устройства. Оснащение эксплуатации только таким типом приборов получается во первых довольно дорого, во вторых при проведении комплексных испытаний использовать весь этот парк измерительных приборов - получается довольно громоздко и неудобно в работе. Со второй половины 90-х годов проблему дороговизны предложили решить выделением специализированного измерительного узла в виде отдельного самостоятельного устройства, не содержащего компьютерного узла обработки, но подключающемуся к любому РС совместимому компьютеру необходимой производительности. Как пример можно упомянуть о серии измерительных приборов «Domino» компании Acterna. Конечно, такое решение имеет свои преимущества, прежде всего ценовые, но в виду своей конструктивной особенности, эти приборы не предназначены для частой транспортировки, основное их предназначение работа в стационарных условиях на узле связи или в лаборатории. Проблема избыточности и громоздкости всего измерительного парка приборов в этом случае попрежнему остается. 65

В 2000-х годах была успешно разрешена проблема универсализации и интеграции средств измерений для ВОЛС, у ряда компаний появились продукты, которые именуются как УИС или УТС (универсальная измерительная или тестовая система). Данные приборы представляют собой многослотовое PC-совместимое портативное шасси, оснащенное всеми современными интерфейсами PC, работающее, как правило, под управлением операционной системы MS Windows, и имеющее в своем составе программное обеспечение, позволяющее не только производить, но и анализировать измерения, а также сохранять и накапливать их в универсальном формате во внутренней памяти прибора. Наличие PC интерфейсов у УИС позволяет прибору элементарно производить обмен данными с внешними устройствами. Измерительные модули устанавливаются в унифицированные слоты прибора, при этом аппаратная совместимость модулей с шасси обеспечивается автоматической установкой соответствующего модуля ПО, установленного на приборе. Типовой, поддерживаемый УИС перечень измерительных модулей: Оптический тестер с функцией измерения ORL и SMS коммуникатора, модуль оптического рефлектометра, цифровой оптический телефон, анализатор хроматической дисперсии, анализатор ПМД, анализатор цифровых потоков SDH/PDH, анализатор Ethernet, оптический DWDM спектроанализатор, высокоточный измеритель длин волн, оптический коммутатор, измерительная нормализующая катушка. При этом стоимость каждого из этих модулей как минимум в 1,5-2 раза меньше, чем отдельного прибора. При этом, в УИС допускается совместная работа разных типов измерительных модулей. Таким образом, использование УИС на ВОЛС имеет ряд неоспоримых технико-экономических преимуществ, по сравнению с ранее рассмотренными типами измерительных приборов. Список использованных литературы: 1. Скляров О. К /Современные волоконно-оптические системы передачи. Аппаратура и элементы /М.: СОЛОН-Р 2001.-237 с. 2. Слепов Н. Н /Волоконно-оптические системы связи/М.: Техносфера, 2003 3. Убайдуллаев Р. Р /Волоконно-оптические сети /М.: Эко-трендз, 2000. 268 c.

Плазменная наплавка металлическим порошком Сергеева Екатерина Александровна, к.т.н., ассистент кафедры физикохимических основ технологии металлов , Жердев Константин Владимирович, студент кафедры физико-химических основ технологии металлов, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» Некоторые детали и узлы современных машин и аппаратов работают в таких условиях, при которых они должны быть одновременно механически прочными и стойкими при воздействии на них высоких температур, химически агрессивных сред и др. Выполнять такие изделия из одного материала почти невозможно и экономически нецелесообразно. Гораздо выгоднее и проще изготовить деталь, например, из конструкционной стали, удовлетворяющей требованиям механической прочности, и покрыть ее поверхность более дорогим жаропрочным, износостойким или кислотоупорым сплавом. Используя в качестве защитных покрытий различные по составу металлические и неметаллические материалы, можно придавать деталям в целом требуемые механические, тепловые, диэлектрические и другие свойства. Наиболее универсальными и совершенными методами нанесения защитных покрытий являются наплавка и напыление плазменной дугой [1,2]. Материал покрытия, специально приготовленный в виде мелкогранулированного порошка или проволоки, подается в поток плазменной струей и, нагреваясь или расплавляясь в этом потоке, переносится с ним на обрабатываемое изделие. Одновременно струя плазмы подогревает изделие. Идея реализована с помощью четырехкоординатного станка ЧПУ, где рабочим органом является плазмотрон напыления. Данная технология позволяет наносить покрытие на детали любой формы и размеров. Для плазменной наплавки наиболее широко применяется плазмотрон комбинированного действия (см. рис. 1). При горении независимой дуги такого плазмотрона между вольфрамовым электродом и соплом происходит расплавление присадочного металлического порошка, а при горении дуги между электродом и изделием поверхность последнего нагревается, и обеспечивается сплавление присадочного и основного металла. Использование комбинированной плазменной дуги позволяет получить минимальную глубину проплавления и долю основного металла в составе наплавленного, что является важнейшим технологическим преимуществом плазменной наплавки по сравнению с другими способами. Защита наплавляемого слоя от воздействия окружающей среды обеспечивается потоком инертного газа, окружающим дугу и подаваемым в наружное сопло плазмотрона. Присадочный порошок подается также инертным транспортирующим газом из специального порошкового питателя. С помощью плазменной наплавки металлическим порошком можно получить жаростойкие и наиболее износостойкие покрытия из сплавов на основе никеля и кобальта. Этот способ позволяет получить тонкий 67

равномерный слой покрытия с гладкой беспористой поверхностью, часто не требующей дополнительной механической обработки. Кроме того, применение присадочного материала в виде порошка позволяет использовать для наплавки практически любые сплавы, что трудно осуществить при использовании проволоки в качестве присадочного материала. При плазменной наплавке в качестве плазмообразующего, защитного и транспортирующего газов обычно используется аргон. Расход газа и диапазон рабочих токов и напряжений при наплавке примерно тот же, что и при плазменной сварке. В отличие от наплавки процесс напыления характеризуется большей концентрацией теплового потока и высокой скоростью течения плазменной струи. Появление этого отличия связано с тем, что при плазменном напылении в качестве материалов покрытия применяются тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, тантал и др.) или окислы металлов (Аl2О3, MgO, ZrO2), силициды (MoSi2), карбиды (В4С, SiC), бориды (ZnB2, HfB2), т. е. неметаллические материалы, обладающие весьма высокой температурой плавления. Эти материалы, приготовленные в виде мелкогранулированного порошка (размеры частиц 40-70 мкм), проходя через плазменную струю, успевают нагреться в основном лишь до пластического состояния.

Рисунок 1. Схема принципа рабочего органа для плазменной наплавки металлическим порошком

1 - источник питания дуги прямого действии; 2 - балластные сопротивления; 3 источник питания дуги косвенного действия; 4 - осциллятор 5 - сопло для плазмообразующего газа; 6 - корпус горелки; 7 - отверстие для ввода защитного газа; 8 - питатель для подачи порошка; 9 - трубка, по которой подается газ, несущий порошок

Однако благодаря высокой скорости плазменной струи частицы порошка приобретают значительную кинетическую энергию и при соударении с напыляемой поверхностью расплющиваются внедряясь в нее и заполняя неровности. При этом кинетическая энергия частиц выделяется в виде тепла, температура их повышается, что обеспечивает прочное сцепление частиц между собой и с поверхностью изделия. Для напыления используется плазменная дуга косвенного действия, горящая между охлаждаемыми водой вольфрамовым катодом и медным соплом (анодом) и выдуваемая через сопло в виде плазменного факела. Схема плазмотрона для напыления показана на рис. 1. На досопловом и внутрисопловом участках плазмотрона происходит плазмообразование. Порошок вместе с транспортирующим его газом подается в небольшое отверстие вблизи выхода из сопла, т. е. вдувается в наиболее высокотемпературную область плазменной струи. Нагрев порошка происходит на участке, который начинается от анодного пятна и заканчивается факелом плазмы. Эффективность нагрева частиц порошка определяется временем их пребывания в плазме, т. е. расстоянием от среза сопла до изделия и мощностью плазменной струи. Повышение мощности может быть достигнуто при использовании двухатомных газов с высоким теплосодержанием, например N 2 и Н2. Благодаря высокой теплопроводности водорода увеличивается длина высокотемпературной части факела, что дает возможность повысить температуру порошка за счет некоторого удаления плазмотрона от обрабатываемого изделия. Однако скорость плазменной струи с удалением от среза сопла понижается. Поэтому следует выдерживать оптимальное расстояние от среза сопла до поверхности изделия, величина которого зависит от параметров режима напыления, от материала покрытия и изделия и изменяется от 4 до 20 мм. Мощность плазмотрона, используемого для напыления, можно повысить также при увеличении длины досоплового и внутрисоплового участков столба дуги, однако при чрезмерном увеличении внутрисоплового участка столба дуги затрудняется возбуждение дуги, обычно производимое с помощью высокочастотного пробоя. Увеличение длины канала сопла свыше определенного предела приводит к явлению шунтирования столба дуги и снижению КПД плазмотрона. [3] Обычно в плазмотронах для напыления диаметр сопла составляет 5…6 мм, длина досоплового участка – 4…8 мм, а длина канала сопла – 10…18 мм. Повышение мощности плазмотрона за счет увеличения тока дуги ограничивается стойкостью сопла (анода). При эрозии сопла появляется не только опасность его разрушения, но и возможность загрязнения напыляемого материала, что может резко ухудшить качество покрытия. В плазмотронах для напыления вращение анодного пятна по внутренней стенке сопла создается либо с помощью вихревой системы ввода рабочего газа, либо с помощью магнитного поля, образуемого катушкой постоянного тока, надетой на сопло. При использовании водорода в качестве рабочего газа с целью уменьшения величины теплового потока, направленного от дуги к соплу, водород 69

применяют в смеси с аргоном, обеспечивающим тепловую изоляцию сопла от столба дуги. Обычно в плазмотронах для напыления ток не превышает 400 А, напряжение при использовании азота и смеси водорода с аргоном в зависимости от их расхода изменяется в пределах 60…100 В. Таким образом, мощность не превышает 40 кВт. [4] При этом производительность процесса напыления в зависимости от материала покрытия составляет 2…3 кг/ч. Качество обработки поверхности при плазменном напылении определяется максимальной прочностью сцепления материала покрытия с изделием и минимальной пористостью покрытия. Высокое качество покрытия обеспечивается при соответствии физических свойств материалов, например в случае близости значений их коэффициентов теплового расширения. Повышение качества достигается при тщательной подготовке поверхности изделия перед процессом (обезжиривание, пескоструйная обработка, сушка и др.) и правильном выборе параметров режима напыления.

1. 2. 3. 4.

Список использованной литературы: Вайнерман А.Е. Плазменная наплавка. М., "Машиностроение", 1969 г., 192с. Усов Л.Н., Борисенко А.И. Применение плазмы для получения высокотемпературных покрытий М., "Наука", 1965 г., 128 с. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. Пер. с яп. Москва « Машиностроение » 1985г., 240 с. Kelly P.J., Arnell R.D. Magnetron sputtering: a review of recent developments and applications.// Vacuum, 2000, 56. p.159-172.

Восстановление размерной точности деталей методами ППД Остапчук Александр Константинович Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Заведую ий кафедрой ОПД УрГУПС Тютнев Александр Евгеньевич Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Аспирант УрГУПС Михали ев Александр Генадьевич Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Аспирант УрГУПС Задачей данной работы оказалась практическая задача восстановления изношенных посадочных поверхностей под подшипники качения, износ шеек которой составлял от 0,02 мм до 0,05 мм. Для решения поставленной задачи были проведены предварительные исследования. Обрабатывались образцы из сталей 40Х алмазным выглаживанием, с различными режимами обработки подачей S, натягом h, частотой вращения n. На рисунке 1. показан профиль исходной поверхности. Рисунок 1. Профиль исходной шероховатости поверхности Ra = 0.7 мкм, Sm=0.112 мм, tp = 48.5

Данный метод по кинематике процесса и получаемой новой поверхности похож на метод накатывания резьбы. При данном методе также наблюдается увеличение диаметра заготовки и получения регулярной новой поверхности (винтового выступа). Зависимости влияния внедрения инструмента на увеличения диаметра, аналогичны. На рисунке 1. приведена схема перераспределения металла в поверхностном слое детали. Диапазон восстановления размера детали зависит от многих факторов.

При увеличении подачи при алмазном выглаживании наблюдается увеличение диаметра, вследствие появления наплывов, что делает профиль регулярным. Рисунок 2.Схема распределения материала в поверхностном слое детали.

Твердость восстанавливаемой детали имеет основное влияние на образование восстановленной поверхности. Восстановление деталей из сталей твердостью больше HRC40 является не эффективным. Для деталей твердостью HRC40 и более предлагается проводить восстановление размерной точности методами ППД при повышенных температурах. Усилие обработки при недостаточной величине будет приводить к уменьшению исходной шероховатости, и процесс станет, аналогичен процессу выглаживания. Наиболее подходящий размер инструмента 3-4 мм. Меньшие размеры приводят к появлению элементов шелушения и частичному удалению материала. Большие размеры к увеличению нормального усилия. Чем меньше величина исходной неровности и больше ее коэффициент заполнения, тем больше возможности восстановления размерной точности, так как возможность заполнения нового профиля больше.

Рисунок 3. Блок-схема выбора режимов обработки.

НАЧАЛО

2  2 hk d u hk 

1 2

   2 

1,3   d 0.7 

Δ R max, o  

R F  max u (1  K u ) r r Ko HB d u K o rd  ru

Rmax u

Выбор типа оборудования, диапазона частоты вращения шпинделя станка, диапазона подач и частоты вращения nu nd 

hk 

F



 K

nu 2 d

nd  ndстанка

rd  ru hk rd  ru

S max

2   dnd  2      n      2 1  2       

1 2

S

dnd  i nu tg

S max  S  S станка S

tg

F Rmax о

КОНЕЦ

Где: D- диаметр заготовки du – диаметр деформирующего элемента Δ- необходимая величина восстановления HB- твердость исходного материала Rmaх u- максимальная величина микронеровностей Ки - коэффициент формы исходных микронеровностей Ко - коэффициент формы регулярных неровностей hk - глубина внедрения инструмента в деталь 74

F – усилие необходимое для образования отпечатка глубиной hk  -большая ось эллиптического отпечатка  -малая ось эллиптического отпечатка R max, o - максимальная высота вновь образуемых неровностей nd - максимальная величина вращения детали S max - максимальная подача Было установлено влияния частоты вращения и подачи на величину увеличения диаметра заготовки при постоянном натяге. На рисунке 4.изображен график, отражающий основные результаты исследований. Рисунок 4. Графики зависимостей увеличения Δd, в зависимости от увеличения подачи, при разных скоростях выглаживания.

Анализируя полученные результаты, можно сказать, что исследуемый метод восстановления «имеет право на жизнь». Диапазон увеличения диаметра составляет 0,005…0,08 мм, что подтверждает теоретические расчеты по методике С.А. Зайдеса, но наблюдается малая величина длины опорной поверхности tp, на рисунке 5 приведены опорные поверхности обработанных деталей. На рисунке 6 показаны профили восстановленных поверхностей.

Рисунок 5.Длины опорных поверхностей востановленых деталей.

Рисунок 6. Профиль востановленых поверхностей.

Рисунок 7. Фотографии востановленых поверхностей

Технологические возможности восстановления размера методом алмазного выглаживания, равно, как и методами обкатывания шарами и роликами ограничиваются простой кинематикой процесса. Для обеспечения более благоприятных параметров шероховатости восстановленной поверхности наиболее подходят методы обработки с усложненной кинематикой (вибрационное накатывание и выглаживание, ударное и центробежно-ударное накатывание и др.), которые позволяют варьировать шаговые и высотные параметры образуемых регулярных поверхностей. Но такие методы требуют специальную оснастку и менее доступны. Тем не менее, учитывая определенные недостатки, данный метод можно рекомендовать для восстановления размеров поверхностей с небольшим износом и небольшими требованиями к параметрам качества поверхности. Библиографический список: 1. Зайдес С.А., Забродин В.А., Мураткин Г.В. Поверхностно пластическое деформирование. -Иркутск: Изд-во Иркут. Гос. техн. ун-та, 2002.-304с. 2. Одинцов Л.Г. Финишная обработка алмазным выглаживанием и вибровыглаживанием. - М: Машиностроение. 1981.-160с.

Повышение износостойкости колесных пар Остапчук Александр Константинович Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Заведую ий кафедрой ОПД УрГУПС Тютнев Александр Евгеньевич Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Аспирант УрГУПС Михали ев Александр Генадьевич Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Аспирант УрГУПС Проблема повышения эффективности машиностроительного производства была и остается одной из самых актуальных проблем развития экономики. Однако важность данной проблемы значительно возросла в связи с ужесточающимся мировым финансовым и экономическим кризисом. В конце 80-х годов на отечественных железных дорогах обострилась проблема износа колес подвижного состава и рельсов, не потерявшая своей актуальности и сегодня. Постоянно проводятся работы по снижению износа колес подвижного состава с использованием различных мероприятий, таких как рельсосмазывание и гребнесмазывание, плазменное упрочнение, оптимизация технологии обточки колесных пар, профильная механическая обработка головки рельса. Внедрение на дороге всего комплекса мероприятий позволило снизить износ в паре трения «колесо-рельс-тормозная колодка» в 3-6 раз. Интенсивность изнашивания колес и рельсов зависит от более чем 60 факторов, которые можно объединить в четыре основные группы (по областям исследований и разработок): технологические, конструктивные особенности ТПС, погодные и эксплуатационные условия. В результате их воздействия нарушается необходимое условие качения бандажей колесной пары: без скольжения по рельсам и набегания гребнем внешнего колеса колесной пары на наружный рельс в кривых участках пути. Исследования отечественных и зарубежных ученых показывают, что эксплуатационные свойства машин зависят от целого ряда параметров контактирующих поверхностей деталей и узлов, входящих в состав изделия. К таким параметрам относятся: точность размеров, погрешности формы контактирующих поверхностей, физико-механические параметры поверхностного слоя и т.д. Далеко не последнее место среди этих параметров занимает шероховатость контактирующих поверхностей, т.к. она влияет практически на все основные эксплуатационные свойства изделий (износостойкость, усталостную прочность, коррозионную стойкость и т.д.). В работах В.Ф. Безъязычного, А.Г. Суслова, А.И. Хусу и др. указываются параметры качества поверхности деталей машин, определяющие их

эксплуатационные свойства и предлагаются зависимости, по которым можно определить значения параметров процесса обработки для обеспечения заданных эксплуатационных характеристик. Зависимость интенсивности износа от параметров шероховатости и физико-механических свойств определяется следующей формулой :  P  1.2  Ra 2 / 3 I    n    Sm  tm 3 / 2  H 0 

7/6

 15  (2  Wz  H max)

1/ 3

 2  H 0  (1   2 )  1  , E  

где n – число циклов работы, которое приводит к разрушению материала; λ – коэффициент, учитывающий влияние поверхностных остаточных напряжений на процесс изнашивания. ty  в   о    , где  в - временное сопротивление разрыву, Мпа;  а 

 о - поверхностные остаточные напряжения, Мпа;

 а - действующие амплитудные напряжения поверхности трения, Мпа; t y - параметр фрикционной усталости, Мпа;

E - модуль продольной упругости, Мпа;



- динамическая вязкость м2/с;

P - контактное давление, Мпа. Как видно из приведенной выше зависимости, определяющей эксплуатационные свойства, далеко не последнее место в формировании эксплуатационных характеристик занимает шероховатость поверхности. Согласно представлениям теории изнашивания, считается, что кривая износа имеет вид, характеризующийся тремя участками (периодами): участок начального изнашивания или период приработки, нормальный и усиленный износы. Полученные на практике значения контролируемых параметров представляют только второй участок функции – период нормальной эксплуатации, где зависимость контролируемых параметров от пробега близка к линейной функции. Эксперименты показали, что увеличение износа протекает до определенной величины 0,5 – 2,4 мм, после чего наблюдается небольшое снижение интенсивности изнашивания. В дальнейшем на поверхности появляются выщербины, выкрашивания, что характерно для катастрофического износа. Длительность периода приработки зависит от первоначальной шероховатости поверхности, удельных давлений и т.д. Однако это не значит, что при меньшей шероховатости поверхности потребуется меньший период приработки. В некоторых случаях, как при небольшой, так и при значительной шероховатости наблюдается удлинение периода приработки. Таким образом, чтобы увеличить износостойкость пар трения за счет снижения первоначального износа, необходимо, чтобы шероховатость трущихся поверхностей соответствовала шероховатости приработанных 79

деталей. Установлено, что шероховатость поверхности практически не оказывает влияния на статическую прочность деталей, но параметры микрогеометрии поверхности существенно влияют на циклическую прочность. Оптимальные значения эксплуатационных свойств получаются при некотором строго определенном значении шероховатости поверхности, а значит остро встает вопрос о надежном обеспечении этих значений. В процессе эксплуатации происходит естественный износ, в частности авномерный прокат обода колеса возникает в результате трения его о рельсы. Практически принято считать, что 1мм проката обода цельнокатаного колеса возникает в среднем после пробега колёсной парой 30000 км. При большом прокате увеличивается сопротивление движению поезда, кроме того, гребень колеса низко опускается и может касаться болтов рельсовых креплений, ослаблять соединение рельсов и даже срезать их болты, что создаёт угрозу для безопасности движения поездов. Чем больше исходная шероховатость поверхности трения отличается от оптимальной, тем больше будет износ в период приработки, а следовательно и меньше долговечность пары трения. Это свидетельствует о том, что технология обработки поверхности трения оказывает значительное влияние на ее долговечность, а также указывает на необоснованность стремления конструкторов к завышению требований к шероховатости рабочих поверхностей трения деталей машин. Установлено, что при одинаковых условиях изнашивания после приработки создаётся оптимальная шероховатость, независящая от первоначальной шероховатости. Поэтому при приработке целесообразно создавать поверхности, шероховатость которых будет соответствовать приработанным поверхностям трения при конкретных условиях изнашивания. Для повышения износостойкости при окончательной обработке следует по возможности уменьшать структурную неоднородность поверхностного слоя и создавать равномерные напряжения по всей поверхности. Влияние шероховатости поверхности на ёё износ зависит и от формы неровностей. Тонкие и многочисленные неровности обеспечивают большую износостойкость, чем крупные неровности крупного шага. Известные характер и степень влияния параметров поверхностного слоя на эксплуатационные свойства позволяют решить вопрос об управлении качеством поверхностного слоя с целью создания требуемых эксплуатационных характеристик по средствам выбора режимов резания и геометрии инструмента, обеспечивающих заданные значения параметров поверхностного слоя. Целесообразность назначения оптимальных режимов резания обусловлена тем, что они обеспечивают наиболее благоприятные показатели качества поверхностного слоя. При обработке на оптимальных режимах резания получается минимальное или минимально стабилизированное значение высоты неровностей обработанной поверхности, минимальная глубина hc и степень наклёпа, которые в ряде случаев являются желательными в поверхностном слое обработанной детали. Оптимальные режимы резания обеспечивают максимальную стабильность показателей качества 80

поверхностного слоя. Значения параметров поверхностного слоя определялись из научных публикаций и технических регламентов и из технологических процессов обработки колесных пар. Рисунок 1. Диаграмма влияния параметров шероховатости поверхности на интенсивность износа

Анализируя приведенную диаграмму можно увидеть, наибольшее влияние на интенсивность износа оказывает относительная опорная дллина. При увеличении высотных параметров интенсивноть износа увеличивается. В денной работе рассматриваются только те параметры поверхностного слоя, которыми возможно управлять в процессе механической обработки. Изменяя условия механической обработки возможно значительно уменьшить интенсивность износа. Уменьшение данного параметра позволит значительно увеличить число циклов взаимодействия контактной пары «колесо-рельс», что в конечном итоге приводит к увеличению величины пробега между проточками. Рисунок 2. Зависимость количества циклов от интенсивности износа

Как уже отмечалось выше минимальная интенсивность износа достигантся в том случае когда параметры шероховатости поверхности и всего поверхностного слоя оптимальны, то есть создается равновестная поверхность. Была предпринята попытка расчитать параметры равновестной поверхности. Для оптимизации использовался метод гадиентного спуска. Целевой функцией служила интенсивность износа. Параметрами оптимизации были выбраны те параметры шероховатости поверхности которые легко получить в процессе механической обработки: Rz, tm, Sm. Все остальные принимались условно 81

постоянными. Расчет велся в среде Mat Cad. Оптимальные параметры шероховатости поверхности (расчетные)- Rz33,36, tm-57%, Sm-654мкм Образцы для анализа отбирались случайным образом в реальных производственных условиях, (Вагоноремонтное депо и депо Зауралье) обработка данных проводилась на кафедре ОПД КИЖТ УрГУПС Рисунок 3.Изношенная поверхность катания

Рисунок4. Обработанная поверхность катания

Из фотографий приведенных на рисунке 8 видно, поверхности далеко не идентичны. Параметры шероховатости поверхности сильно отличаются и следовательно износостойкость у этих колесных пар будет разной. На рисунке 5 приведены примеры обработанных поверхностей катания и их профолограммы различных колесных пар. Рисунок 5. Поверхность колесной пары с параметрами: а)Rz120, tm-45%, Sm-300мкм; б)Rz30, tm-51%, Sm-600мк

а)

б)

Следующим необходимым этапом работы должен стать этап технологической подготовки производства, т.е. необходимо подобрать такие режимы технологического процесса, которые обеспечат получение оптимальной шероховатости поверхности с минимальными затратами.

К вопросу модернизации мобильной роботизированной установки пожаротушащей Ключевые слова: роботизированный система управления

комплекс, пожарный робот,

Остапчук Александр Константинович Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Заведую ий кафедрой ОПД УрГУПС Тютнев Александр Евгеньевич Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Аспирант УрГУПС Федулов Дмитрий Сергеевич Тюменский государственный нефтегазовый университет, Россия Аспирант ТюмГНГУ Михали ев Александр Генадьевич Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Аспирант УрГУПС

Рис. 1 Общий вид На мобильной роботизированной установке пожаротушащей (МРУП) в качестве шасси применяется самоходное гусеничное дистанционноуправляемое шасси с дизельным двигателем, оборудованное необходимыми средствами, обеспечивающими возможность работы в условиях повышенных температур и задымления. В качестве средств пожаротушения предусмотрена дистанционно управляемая установка пожаротушения, обеспечивающая в зависимости от тактических условий подачу распыленной воды, компактной водопенной струи и струи пены средней кратности. Все средства получения указанных огнетушащих средств скомпанованы в одном узле. Получение и подача на большие расстояния пены средней кратности и тонкораспыленной воды обеспечена с помощью наддува вентиляторной установкой с принудительным приводом. Для перемещения изделия служат гусеничный движитель - рис 2. Элементы движителя устанавливаются на каркас посредством болтовых соединений и представляют собой агрегатированную конструкцию состоящую из двух гусениц, двух ведущих катков, шести блоков опорных катков, двух механизмов натяжения гусениц с направляющими колесами и двух поддерживающих колодок.

Рис. 2. Гусеничный движитель. 1 - гусеница; 2 - веду ие катки; 3 - опорные катки; 4 - механизм натяжения гусеницы; 5 направляю ие колеса; 6 - поддерживаю ая колодка.

На изделие установлена металлическая гусеница шириной 300 мм состоящая из 54 гусеничных траков соединенных между собой металлическими пальцами. Ведущие катки - рис. 3, представляют собой блок из двух катков и ведущей звездочкой между ними. Внутри ступицы ведущих катков встроен редуктор. Привод ведущих катков осуществляется от гидромотора.

Рис. 3. Ведущие катки. 1 - гиромотор; 2 - катки; 3 - веду ая звездочка; 4 - встроенный редуктор; 5 - опорная плита.

Блок опорных катков - рис.4, представляет собой четыре катка попарно соединенных коромыслом балансира с центральной опорной втулкой. Опорные катки установлены на ось и вращаются на шариковых подшипниках. Подшипниковые узлы защищены крышками с уплотнениями.

Рис. 4 Блок опорных катков. 1 - катки опорные; 2 - ось опорных катков; 3 - балансир; 4 - ось балансира.

Элементы системы управления позволяют осуществлять пуск и останов двигателя, управление движением изделия, управлением подачи огнетушащих веществ. Управление может осуществляться по кабелю или по радиоканалу. На изделии предусмотрены пульты управления: пульт дистанционного управления по радиоканалу (ПДУ), пульт местного управления по кабелю (ПМУ), пульт пуска и контроля за двигателем, пульт управления лебедкой. Пульт пуска и контроля за двигателем находится с правой стороны изделия и располагается на корпусе изделия под защитной панелью. Там же находится разъем подключения кабеля пульта местного управления и рычаг управления подачи топлива и там же располагается ПМУ при транспортировании изделия. ПДУ в сборе с монитором видеосистемы размещается в контейнере с принадлежностями и там же размещается передатчик системы радиоуправления в рюкзаке.

Рис. 5 Размещение элементов управления ДВС 1 - пульт пуска и контроля за работой двигателя; 2 - разъем подключения кабеля пульта местного управления; 3 - рычаг ручного управления подачей топлива. 86

Пульты управлением изделием показаны на рис.6.

Рис. 6 Пульт дистанционного управления.

Для передвижения изделия по ж/д путям имеется самоходная платформа. Изделие размещается на платформе своим ходом. Стопорение изделия на самоходной платформе осуществляется элементами стопорения - растяжками спереди и сзади. Движение платформы осуществляется посредством гидромотора, который подключается к гидроприводу гидроцилиндра трехточечного подъемника при помощи рукавов высокого давления с быстроразъемными соединениями. Комплекс оснащен быстроразворачиваемой системой беспроводного видеонаблюдения предназначеной для визуального мониторинга и контроля технологического оборудования и действий сотрудников дежурного персонала при эксплуатации на открытом воздухе, под навесом или в помещении. В состав комплекта системы беспроводного видеонаблюдения входят модуль базовой станции, модуль передачи данных, цифровая видеокамера, зарядное устройство для модулей (ЗУ-М), комплект кабелей и кейс для транспортировки модулей системы. Система является масштабируемой. Питание модуля передачи данных и модуля базовой станции осуществляется от встроенных литий – ионных аккумуляторов с номинальным напряжением 12В и емкостью 10Ач.

К вопросу управления параметрами шероховатости в процессе обработки Шашков Алексей горевич Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Аспирант УрГУПС Остапчук Александр Константинович Курганский институт железнодорожного транспорта, Россия Заведую ий кафедрой ОПД УрГУПС Шероховатость является одним из основных показателей качества обработки Непрерывно возрастание требования к качеству выпускаемых машин и приборов связаны с необходимостью повышения их точности и надежности, производительности и коэффициента полезного действия, которые в значительной мере определяется эксплуатационными свойствами их деталей и узлов (износостойкость, коэффициент тления, коррозионная стойкость, контактная жесткость, прочность сопряжений и др.). Результаты проведенных исследований в лабораторных и производственных условиях показали, что до 80% случаев выхода из :троя машин происходит из-за износа в сопряжениях узлов трения. Эксплуатационные свойства деталей и узлов машин существенно зависят от геометрических характеристик. Одной из таких характеристик является шероховатость. Контроль за шероховатостью во время обработки позволяет обеспечить виброакустический метод. В этом методе используется виброакустические датчики позволяющие проводить измерения практически на любом узле станка. Данный тип датчиков целесообразно использовать для динамического исследования шероховатости с последующим имением режимов обработки для достижения наилучших показателей. Неоходимо разработать устройство которое бы реализовывало такое регулирование. Устройство выполнено как отдельный конструктив, подключаемый к системе ЧПУ, что упрощает наладку, настройку, монтаж и не требует перемонтожа УЧПУ. Данное устройство было разработано, но сделано это было в реалиях устаревшей техники и оборудования. Алгоритмы функционирования устройства были реализованы аппаратно-программным способом. Программным способом реализован алгоритм принятия решения в зависимости от состояния компараторов устройства, расчет математической модели, оценка шероховатости поверхности, сравнение теоретической и реальной шероховатостей поверхности. Структуру составляли множество компараторов, вычислителей и другого оборудования. Все это обладает малым ресурсом, низкой отказоустойчивостью и быстродействием. Настройка затруднительна, ремонт и монтаж сложен. Предлагается заменить устаревшее оборудование современным, надежным, быстродейственным.

Для этих целей прекрасно подойдет промышленный логический контроллер (ПЛК). ПЛК - специализированное (компьютеризированное) устройство, используемое для автоматизации технологических процессов. В качестве основного режима длительной работы ПЛК, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, выступает его автономное использование, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека. Современные модели ПЛК обладают высоким быстродействием отказоустойчивостью. Использование ПЛК позволит отказать от множества устаревших элементов, все функции реализованы программно, легки в настройке. Так как была изменена структура устройства, то пришлось пересмотреть алгоритм работы. Данный алгоритм представлен на рисунке 1. Получение данных идет в режиме реального времени. Сначала производится проверка уровня сигнала - сигнал слишком велик при критическом износе инструмента, неправильно выбранных режимах работы и аварийных ситуациях. Если пороговое значение превышено, то система ЧПУ подает команду на замену режущего инструмента, т.к. напряжение сигнала, получаемого с преобразователя вибраций равно или больше напряжения при критическом износе инструмента. Одновременно с заменой инструмента в память заносится информация об этом. Если после смены инструмента критическое значение все равно превышено, то система ЧПУ запрашивает информации о режущем инструменте. Т.к. замена режущего инструмента была произведена, т.е. станок работает с острым инструментом, то превышение сигналом порогового напряжения не будет связано с износом режущего инструмента. Одной из возможных причин превышения сигналом порогового значения при работе острым, целым инструментом, может служить работа последнего в зоне наростообразования. Экспериментально было установлено, что интенсивность сигнала виброакустики при наросте возрастает в 2...4 раза. Основной причиной работы инструмента в зоне наростообразования являются неверно назначенные для данных условий режимы резания. Поскольку при работе заведомо острым инструментом сигнал остается выше порога, то замененному инструменту присваивается метка "Острый" и его можно использовать в дальнейшей работе. Следующим шагом работы программы осуществляется попытка выхода из зоны наростообразования, для этого необходимо изменять режимы резания, т.к. нарост образуется при определенном соотношении скорости резания и подачи. Система ЧПУ изменяет частоту вращения шпинделя или подачу. Одновременно с этим производится вычисление функции автокорреляции и сравнение ее с эталонной. При соответствии АФК эталону проводится корректировка в соответствии программы ЧПУ, в противном случае вычисляется АФК при нулевом сдвиге. Если она находится в оптимальном диапазоне то корректировка прекращается. Если АФК при нулевом сдвиге ниже нижнего порогового значения, то это вынуждает ЧПУ увеличивать режимы резания, если выше верхнего порогового значения, то уменьшать.

Рис. 1 – Блок-схема устройства

Методы оценки надежности средств фиксации переломов конечностей Шидловский Н.С. к.т.н., доцент; Дымань М.М., студентка Национальный технический институт Украины «Киевский политехнический институт» Введение. Наряду с клиническими показателями, системы фиксации переломов различных конструкций (спицы, винты, пластины и другие средства [1, 2]) должны обладать достаточной жесткостью, обеспечивающей стабильность фиксации отломков кости в течение всего времени лечения. Появлению нежелательных деформаций (смещений) фрагментов поврежденной кости способствуют внешние нагрузки. Последние являются неизбежными ввиду того, что обеспечить полную неподвижность пострадавшего в процессе лечения практически невозможно. Цель исследований: разработать методику определения характеристик жесткости систем "поврежденная кость - устройство фиксации" ("К-Ф") при действии осевого сжатия, поперечного изгиба и кручения, в том числе в циклических режимах; провести стендовые натурные испытания различных систем ОС с наиболее распространенными способами фиксации переломов для выбора оптимальных с точки зрения качества способов закрепления отломков при сложных переломах. Материалы и методы. Для экспериментальных исследований использовали длинные кости людей, умерших по причинам, не связанными с патологией опорно-двигательной системы. Остеосинтез костей с моделированными переломами выполняли врачи-специалисты, участвующие в экспериментальных работах, по обычным методикам с применением различных типов металоостеосинтеза. Исследование деформационных характеристик систем К-Ф проводили с использованием универсальной испытательной машины, снабженной системой регистрации деформаций биологических объектов с помощью цифровых фотои видеокамер (рис.1, 2). Препараты испытывали при однократных и циклических действиях нагрузок путем сжатия, изгиба и кручения [2-5]. Для определения перемещений точек кости и системы "К-Ф" под нагрузкой проводили фото- и видеосъемку препаратов, включая реперные точки (заостренные концы стальных спиц). По результатам измерений отдельных точек препарата рассчитывали величины их взаимных смещений.

цифровое табло

преобразователь сигнала

динамометр верхняя опора

устройство фиксации

препарат реперные элементы

видеокамера

компьютер

фотокамера

нижняя опора

преобразователь сигнала

устройство для фиксации углов наклона и ротации

измеритель перемещений

нагружающая система

Рис. 1. Системы для измерения деформаций систем ОС

динамометр верхняя опора нагрузка препарат

реперные элементы

нижняя опора

Рис. 2. Система для нагрузки и регистрации деформации систем ОС.

а)

б)

в)

г)

Рис.3. Исследованные препараты: неповрежденная бедренная кость во время испытаний на сжатие (а); бедренная кость с фиксирующей пластиной отдельно (б) и во время испытаний (в), кость с эндопротезом (г).

Действие однократных кратковременных нагрузок. Построены диаграммы деформирования (зависимости деформаций препаратов от приложенных нагрузок) при сжатии, изгибе и кручении неповрежденных образцов и костей с моделированными переломами, закрепленными системами ОС. Указанные диаграммы имеют практически линейный характер в исследованных диапазонах нагрузок (рис. 4), поэтому упругие свойства препаратов могут быть охарактеризованы постоянными коэффициентами жесткости С = Р /  и удельными деформациями δ =  / Р = 1 / С , где Р нагрузка, измеренная по диаграмме деформирования;  - суммарная деформация, соответствующая Р. Р неповрежденная кость Рис. 4. Типичные диаграммы деформирования при кратковременном нагружении неповрежденной кости и системы "К-Ф".

система "кость фиксатор" н

с



Перелом кости и установка системы фиксации приводит к изменению механических характеристик по сравнению с неповрежденными препаратами. Уменьшение показателя С (увеличение δ) указывают на степень изменения жесткости препаратов при закреплении перелома определенным типом системы фиксации.

В качестве критерия механической надежности системы ОС при действии кратковременных однократных нагрузок целесообразно принять деформации, которые возникают при действии физиологичной нагрузки. За исходное значения критерия (базовый уровень) удобно принять деформацию неповрежденной кости, а показателем надежности всей системы ОС может служить отношение деформации неповрежденной кости к деформации системы "К-Ф" (показатель деформационной стабильности) ΨК = δН / δС (0 ≤ ΨК ≤ 1). (1) Действие длительных циклически изменяющихся нагрузок. Практика экспериментальных исследований показывает, что остаточные ("задержанные") деформации при циклическом нагружении конечностей с системами ОС могут в некоторых случаях превышать деформации, возникающие при быстром однократном нагружении, и при оценке надежности фиксации переломов это обстоятельство необходимо учитывать. Указанные деформации возникают в процессе нагружения и действия нагрузки Рmax за время τ1 и не полностью устраняются в процессе разгрузки и выдержке при нагрузке Рmin за время τ2. При проведении испытаний нами осуществлены следующие программы цикла (рис.5): 1) увеличение осевой нагрузки в течение времени τin до возникновения максимального усилия Pmax; 2) выдержка препарата при этой нагрузке в течение времени τ1; 3) уменьшение нагрузки в течение времени τr до минимального усилия Pmin (в наших опытах Pmin = 25 Н); 4) выдержка препарата при минимальной нагрузке в течение времени τ2 (в наших опытах τ2 = 1с).

Рис.5. Программа нагружения и кривая циклической ползучести препаратов.

После этого цикл повторяли. Максимальное количество циклов для каждого образца равнялось 50. Запись значений деформаций препаратов производили на 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40 и 50-м циклах.

Были реализованы такие режимы циклических нагрузок образцов: скорость деформирования V = 5, 10, 15, 20 и 25 мм/мин; время выдержки образцов при Р =Pmax τ1 = 1, 5, 15, 30 и 60с; нагрузка Pmax = 200, 400, 600 и 800 Н. Суммарные "задержанные" деформации, накопленные в объекте после і-го цикла нагружения определяли по формуле З.і = і - 1, где і - общая деформация системы после і-го цикла, 1 - деформация при однократном нагружении. Зависимость "задержанных" деформаций от числа циклов представляет собой монотонный процесс, характеризующийся постоянно возрастающей деформацией (рис. 6). При этом наиболее интенсивное накопление деформаций происходит на первых циклах.



система "кость фиксатор"

сi

Рис. 6. Накопление "задержанных" деформаций при циклическом нагружении неповрежденной кости и системы "К-Ф".

с З.N =сN-с1

Для сопоставления степени накопления деформаций в н i неповрежденных костях и в неповрежденная кость системах "К-Ф" рассчитаны Н З.N =н N-н1 величины этих деформаций по отношению к максимальной за N число циклов i цикл нагрузке Рmax (удельные "задержанные" деформации) δЗ.і = З.і / Рmax . Если использовать эти деформации в качестве критерия надежности, а за исходный (базовый) уровень принять "задержанную" деформацию неповрежденной кости, то показатель деформационной надежности предлагается представить в таком виде: ΨЦ = (δНЗ.N – δНЗ.1 ) / (δСЗ.N – δСЗ.1) (0 ≤ ΨЦ ≤ 1), (2) где индексами "Н" и "С" обозначены деформации неповрежденной кости и системы "К-Ф" соответственно, индексами "1" и "N" отмечены деформации, измеренные после 1-го N-го циклов нагружения соответственно. Показатель ΨЦ,также как и ΨК, может принимать различные значения от нуля до единицы (или от нуля до 100 процентов). В предельных случаях: вблизи нуля - система с большими уровнями "задержанных" деформаций, т.е. процесс накопления деформаций при увеличении числа циклов не ограничен; единица (100%) - "задержанные" деформации определяются только вязкоупругими свойствами неповрежденной части кости, система ОС и области ее закрепления в процессах развития деформаций не участвуют.

Abstract: Тhe methods for determination of the mechanical characteristics of the fixation systems, used for bone fractures fixation and treatment of the joint injuries were generalized and systematized. The stiffness of the bone-apparatus system was considered as the main criterion of quality as well as mutual dislocations of the bone fragments. Keywords: biomechanics, lower extremity, deformation, stiffness of fixation, osteosynthesis, full-scale simulation

2. 3.

Литература: Анкин Л.Н. Практическая травматология. Европейские стандарты диагностики и лечения / Л.Н. Анкин, Н.Л. Анкин – М.: Книга, –2002. – 480 с. Шаповалов В. М. Основы внутреннего остеосинтеза / В. М. Шаповалов, В. В. Хоминец, С. В. Михайлов. – М. : ГЭОТАР – Медиа, –2009. – 240 с. Шидловський М.С. Дослідження деформаційних характеристик систем фіксації, що використовуються при лікуванні пошкоджень кісток та суглобів / Шидловський М.С., Лакша А.М., Бур’янов О.А. // Вестник Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт", серия Машиностроение. – К: 2008, – № 54. – С. 51-62. Шидловский Н.С. О методах исследования систем остеосинтеза конечностей человека // Вісник Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут", Серія Машинобудування, – К: 2010, – № 58. – С. 195-203. Шидловский Н.С. Параметры жесткости стержневых аппаратов фиксации / Н.С.Шидловский, А.М.Лакша, А.А.Лакша // Вісник Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут", Серія Машинобудування, – К: 2010, – № 59. – С. 31-34.

Multicriteria problem of investing into the real economy Gordunovsky Victor Maximovich Phd, docent at MGIMO (University) of the MFA of Russia Samokhvalov Sergey Yurevich docent at MGIMO (University) of the MFA of Russia Tsedrik Vladimir Georgievich senior lecturer at MGIMO (University) of the MFA of Russia We consider the problem of formation of a package of investment projects which, in the context of limited resources and conflicting efficiency criteria, would give the greatest effect on long-term capital investments. We suppose the investment projects allow equity participation in their implementation. Initial data for the formation of a compromise package are t – time interval,

flow of projects, i - the project,

rate, сс – weighted average cost of capital (WACC), Let

- cash

, r – interest

– budget constraints,

– share of financial participation in the project,

. Let the efficiency criteria of the investment package will be the following. Net present value (NPV)

[1, p.52]. Sum of the discounted

incomes

Sum of the discounted costs

Net terminal value (NTV)

[1, p.55]. This problem includes the following linear conditions and constraints. The internal rate of return (IRR) should not be less than the weighted average cost of capital cc,

сс

[1, p.51], [2, p.89]. The modified internal rate of

return (MIRR) should not be less than the weighted average cost of capital cc, сс

сс

[1, p.52], [2, p.90].

The discounted payback period (DPP) should not be more dpp,

[1, p.52], [2, p.89]. The budget constraints are

[1,

p.53], [2, p.90]. To obtain a compromise solution, we transform the objective functions into the constraints. Firstly, we look for separately the extreme values of functions

with the constraints on IRR, MIRR, DPP, the budget and the share of financial participation (basic constraints). We get the optimal values of the efficiency criterions

Secondly, introducing new variable y - relative

value of the efficiency criterions we transform this criterions into the constraints in the dimensionless form (additional constraints). Constraint over the net present value Ограничение по сумме дисконтированных

is доходов

Constraint over the sum of the

discounted incomes is

Constraint over the sum of

the discounted costs is Finally to find a compromise solution we solve the following linear programming problem with variables

and y. The objective function is

. Constraints for this objective function are sistem of the basic constraints and the additional constraints. We provide a numerical example to illustrate the solution of the problem. Initial data:

)= сс

4, .

Optimal solutions for each criterion separately with basic constraints: the criterion of the maximum net present value

36,694,

=0,5,

=1,

=0,

=0,75; the criterion of the maximum sum of the discounted incomes 80,992,

= 1,

discounted costs

=0,

=0, 28,182,

maximum net terminal value

=1; the criterion of the minimum sum of the = 0,

=1,

44,400,

=1,

= 0,5,

=0,5; the criterion of the =1,

=0,

=0,75.

Finally, the mathematical model for determining the compromise solution has the form. The objective function is into

the

additional

The criteria are converted

constraints:

The

basic

constraint

are

. The optimum solution is

0,157,

= 0,244,

=1,000,

= 0,512,

0,622. The main economic characteristics of the compromise package of investments are

follows 0,825,

35,636, ,

2,093,

1,121,

References 1. Gordunovsky V.M., Samokhvalov S.Yu. Linear mathematical model of the package of real investment / Modern Management: Problems and Solutions. Proceedings of the international scientific conference. Novosibirsk: ENSKE, 2010. P. 51-59. 2. Gordunovsky V.M., Samokhvalov S.Yu. Model of effective investment into the real economy / Proceedings of the VI Moscow International Conference on Operations Research. Moscow: MAKS Press, 2010. P. 89-90.

Exponential approximation algorithm for linear programming problems Gordunovsky Victor Maximovich Phd, docent at MGIMO (University) of the MFA of Russia In this talk we study a noniteration algorithm for calculating the optimal solution of the linear programming problem: с

where

- variables of the original problem,

linear form,

- coefficients of the

- coefficients of the constraints,

right sides of the constraints. It is assumed that the problem has a solution. This problem we represent in the form: To do this we transform the constants and variables in following sequence: 1) dividing both sides of the constraints by we get

2) substituting for the original variables

we obtain с for the coefficients of the

3) substituting objective function; 4) substituting

, for the variables

The corresponding dual problem is



, we get 

 The linear programming problem is approximated by the exponential function [1, p.10,12]:  

 

(1)

the optimal value of the approximating function converges to the

optimal values of the objective functions of the primal and dual linear problems:

100

 , where



are the optimal solutions of the primal and dual linear problems [1, p.15]. A necessary and sufficient conditions for the maximum of strictly concave function  

is equality to zero derivatives

expand the functions



 



I. We 

(1) as a power series in powers ((

until the first derivative. Now the necessary and sufficient conditions are we obtain an approximating

system of linear equations to calculate the approximate dual variables: (2) 

The variables constraints

If the constraint is active, then

the corresponding of the optimal

in (1) is an approximation of the dual

is the optimal solution

, attains its maximum value, and

Hence,

Further, we exclude corresponding unknown

specifies the index from the objective

function and the constraints of the linear problem. We obtain a problem of smaller dimension to calculate the next index of the optimal с

A numerical example illustrates the application of this algorithm:

. The solution of this original linear problem is

After

the transformation we get

The solution is ,

The

101

  

approximating system (2) is

. Now we compute the approximate value of the dual variables  and

the

constraints

. The greatest optimal solution. Then we exclude variable

specifies index

of the

from the objective function

and the

. We transformate problem to the form:

Recalculating

the

coefficients of the approximating system (2), we get  

. The solution is  =

The greatest the optimal solution constraints.

Then

We exclude variable we

specifies the index

specifies indexс

the 

approximating system (2), we get

The greatest

problem

Recalculating

of the approximating system (2) is 

from the objective function and the

transformate

coefficients

= ,

the

form:

the

. The solution =

of the optimal

Thus we have found basis variables of the optimal solution. In the original set of the constraints we leave only 2, 3 and 4 columns. Resulting system of linear equations determines the optimal values of the basis variables. Finally, solution of the original linear programming problem is с . References 1. Gordunovsky V.M. Exponential approximation method for linear programming: Monograph. Moscow: “Editus”, 2013. 32 p. 102

Наукове видання Наука і практика в сучасному світі: актуальні проблеми та тенденції розвитку. Збірник матеріалів Міжнародної науково - практичної конференції (м.Київ, Україна, 18 грудня 2013р.)

Підписано до друку Формат 60х84/16 Папір офсетний. Друк цифровий Зам. № Макет, комп’ю терна верстка – ТОВ «Яготинська друкарня » Віддруковано на ТОВ «Яготинська друкарня» 07700, м. Яготин Киї вської області, вул. Незалежності, 118. Свідоцтво про внесення суб’ єкта видавничої справи до державного реєстру видавці в , виготівникі в і розповсюджувачі в вид авничої продукції серія ДК№1726

103