ISSN 2412-5326
Международная научно-практическая конференция «Терроризм как глобальная проблема современности»
18 мая III Всероссийская научно-практическая конференция «Физическая культура в системе профессионального образования: идеи, технологии перспективы»
25 мая IV Международная научно-практическая конференция «Проблемы модернизации современного высшего образования: лингвистические аспекты» Приглашаем всех заинтересованных принять участие в проведении конференции Телефон для справок коммутатор: 44-97-98, добавочный 1-26
Наука и военная безопасность
Наука и военная безопасность. № 1 (12)/2018
17 мая
Научно-практический журнал ISSN 2412-5326 Наука и военная безопасность. – 2018. – № 1 (12). – С. 1–144.
Программа конференций в Омском автобронетанковом инженерном институте на май 2018 года
№ 1 (12) 2018
16+ В номере:
• Повышение эффективности танкового дизеля • Воинские эвакуационные перевозки на железнодорожном транспорте • Мостостроение зарубежных стран • Использование солнечных батарей в полевых условиях Западной Сибири • Обучение войск комплексной водно-транспортной подготовке (горной) • Требования к выпускнику военного вуза • Силовая установка с электромеханической трансмиссией робототехнического комплекса
Наука и военная безопасность Журнал основан в июне 2015 года
УЧРЕДИТЕЛЬ Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования «Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва» Министерства обороны Российской Федерации (ВА МТО) Адрес: 199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 8 ИЗДАТЕЛЬ Филиал федерального государственного казенного военного образовательного учреждения высшего образования «Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева» Министерства обороны Российской Федерации в г. Омске Адрес: 644098, Омская обл., г. Омск, 14-й военный городок Распространяется в Российской Федерации Размещается в базе данных РИНЦ.
16+ РЕДКОЛЛЕГИЯ Радченко Михаил Анатольевич Нехарашев Сергей Максимович Ракимжанов Нуржан Есмагулович Серяков Олег Александрович Фесенко Ольга Петровна Филимонова Полина Владимировна Адрес редакции: 644098, Омская обл., г. Омск, 14-й военный городок Сайт: www.vamto.net. E-mail: otiu@mil.ru Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС 77-65073 от 18.03.2016 г. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
ISSN 2412-5326
№ 1 (12) 2018
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ Главный редактор Топоров Андрей Викторович – канд. экон. наук, начальник академии. ВА МТО, г. Санкт-Петербург Заместители главного редактора Целыковских Александр Александрович – д-р воен. наук, профессор. ВА МТО, г. Санкт-Петербург Коровин Сергей Дмитриевич – канд. техн. наук, доцент. Омский автобронетанковый инженерный институт (филиал) ВА МТО Члены редакционного совета Беленький Владимир Яковлевич – д-р техн. наук, профессор. Пермский военный институт внутренних войск МВД России Булат Роман Евгеньевич – д-р пед. наук, доцент. Военный институт (ИТ) ВА МТО, г. Санкт-Петербург Веприняк Иван Алексеевич – д-р техн. наук, профессор. Военный институт (ЖДВ и ВОСО) ВА МТО, г. Санкт-Петербург Гаврилов Сергей Владимирович – д-р истор. наук, доцент. ВА МТО, г. Санкт-Петербург Гладких Владимир Павлович – д-р воен. наук, профессор. Военный институт (ЖДВ и ВОСО) ВА МТО, г. СанктПетербург Гуков Дмитрий Васильевич – д-р техн. наук, профессор. Военный институт (ИТ) ВА МТО, г. Санкт-Петербург Ермошин Николай Алексеевич – д-р воен. наук, профессор. ВА МТО, г. Санкт-Петербург Ефремов Валерий Яковлевич – д-р истор. наук, профессор. Вольский военный институт материального обеспечения (филиал) ВА МТО Жуков Алексей Иванович – д-р воен. наук, доцент. ВА МТО, г. Санкт-Петербург Ивахнюк Григорий Константинович – д-р хим. наук, профессор. Военный институт (ИТ) ВА МТО, г. Санкт-Петербург Калекин Вячеслав Степанович – д-р техн. наук, профессор. Омский автобронетанковый инженерный институт (филиал) ВА МТО
• В журнале публикуются статьи, содержащие результаты научных исследований, теоретические, практические (инновационные) разработки, готовые для использования и являющиеся актуальными либо представляющие научно-познавательный интерес. • Предполагается проверка материалов в системе «Антиплагиат». Авторы несут ответственность за подбор и достоверность приведенных фактов, цитат, экономико-статистических данных, имен собственных (в том числе географических названий) и иных сведений энциклопедического характера. • Все статьи рецензируются конфиденциально. В случае отклонения статьи редакция направляет автору мотивированный отказ. Исправленные и доработанные статьи должны быть переданы в редакцию повторно в течение двух месяцев. По истечении указанного срока статья с рассмотрения снимается и может быть представлена как новая. •
Калугин Юрий Борисович – д-р техн. наук, профессор. Военный институт (ЖДВ и ВОСО) ВА МТО, г. СанктПетербург Козин Михаил Николаевич – д-р экон. наук, профессор. Вольский военный институт материального обеспечения (филиал) ВА МТО; ФКУ НИИ ФСИН России Косенко Григорий Иванович – д-р физ.-мат. наук, доцент. Омский автобронетанковый инженерный институт (филиал) ВА МТО Кравченко Андрей Михайлович – д-р техн. наук, профессор. Рязанское военное высшее десантное командное училище Кузнецов Вячеслав Владимирович – канд. воен. наук, доцент. Тюменское высшее военно-инженерное командное училище Лускань Олег Александрович – д-р техн. наук, доцент. Вольский военный институт материального обеспечения (филиал) ВА МТО Машков Юрий Константинович – д-р техн. наук, профессор. Омский автобронетанковый инженерный институт (филиал) ВА МТО Мигачев Алексей Сергеевич – д-р техн. наук, профессор. Военная академия войск радиационной, химической и биологической защиты и инженерных войск, г. Кострома
Перепечатка материалов возможна по согласованию с редакцией.
Мигачев Юрий Сергеевич – д-р техн. наук, доцент. Военная академия войск радиационной, химической и биологической защиты и инженерных войск, г. Кострома
Перевод на английский язык Л.В. Мойсевич, Н.В. Быкова
Митрофанов Дмитрий Геннадьевич – д-р техн. наук, профессор. Военная академия войсковой противовоздушной обороны, г. Смоленск
Корректоры О.Ю. Барелюк, Е.В. Мусорина, А.А. Посох, И.Г. Соловьева
Никитин Юрий Александрович – д-р экон. наук, профессор. ВА МТО, г. Санкт-Петербург
Компьютерная верстка и дизайн Н.А. Кокин
Подчинок Василий Михайлович – д-р техн. наук, профессор. Рязанское военное высшее десантное командное училище
© Редакция журнала «Наука и военная безопасность», 2018 © Омский автобронетанковый инженерный институт, 2018
Савицкий Владимир Яковлевич – д-р техн. наук, профессор. Пензенский артиллерийский инженерный институт (филиал) ВА МТО
Подписано в печать 19.03.2018 г. Выход в свет 30.03.2018 г. Формат 60х84/8. Бумага офсетная. Печать оперативная. Усл.-печ.л. 18,0. Уч.-изд.л. 14,6. Тираж 300. Заказ № 611.
Савченко Федор Анатольевич – д-р техн. наук. Пензенский артиллерийский инженерный институт (филиал) ВА МТО
Отпечатано в типографии ОАБИИ 644098, г. Омск, 14-й военный городок
2
Сак-Саковский Владимир Иосифович – д-р воен. наук, профессор. Военная академия войсковой противовоздушной обороны, г. Смоленск Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
СОДЕРЖАНИЕ ВОЕННО-СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАУКИ Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения Блинова Н.П., Левченко Г.Н., Мясников В.А., Янович К.В. Системы частотного регулирования как компоненты систем автоматизированного управления........................................ 5 Гранкин М.Г., Козлов А.А., Якимушкин Р.В., Омельченко А.С. Анализ способов увеличения тяговых свойств дизельных двигателей.......................................................................... 16 Дружинин П.В., Сергеев В.В., Романенко Р.В. Реализуемая схема комбинированной силовой установки с электромеханической трансмиссией наземного робототехнического комплекса, выполняющего задачи материально-технического обеспечения............................. 21 Зубарь А.В., Кирнос В.И., Пивоваров В.П. Определение дополнительных эпиполярных ограничений................................................................................................................................ 26 Серяков О.А., Чепижко И.В., Зиновьев С.С. Исследование выхода из воды на берег БТР-82АМ............................................................................................................................................ 32 Усиков В.Ю., Келлер А.В. Обзор технических решений совершенствования конструкции системы регулирования давления воздуха в шинах.............................................................. 37 Шабалин Д.В., Якимушкин Р.В., Чепижко И.В., Зиновьев С.С. Повышение эффективности рабочего цикла танкового дизеля В-92С2 оптимизацией температуры заряда воздуха....................................................................................................................................... 44 Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение Кургузова О.А., Дегтяренко А.А., Клименко С.В. Влияние дисперсных частиц в смазке на износостойкость высокоуглеродистых сталей....................................................................... 50 Попов Б.И., Рослов С.В. Управление автотехническим обеспечением в современных условиях............................................................................................................................................... 54 Машков Ю.К., Алимбаева Б.Ш., Байбарацкая М.Ю. Формирование износостойких покрытий на стальных деталях металлополимерных узлов трения машин.............................. 58 Новиков Г.П., Прысь Л.А., Бабичев А.А., Дадаян С.Э. Некоторые аспекты оценки выполнения требований к хранению военной автомобильной техники при эксплуатации......... 62 Шелягин И.И., Шабалин Д.В., Шелягин И.А. Метод повышения приемистости комбинированного дизеля с использованием инерционных накопителей энергии............................. 69 ВОЕННО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ НАУКИ Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал Подшивалов С.Ф., Подшивалова К.С., Токарева Л.В., Комолова Н.В., Дунаев С.В. Неточность алгоритма решения задачи коммивояжера методом ветвей и границ........................ 73 Орехов А.В., Жаворонок Д.Е. Анализ использования полимерных композитных материалов в мостостроении зарубежных стран.................................................................................... 77 Филиппов И.В. К вопросу оптимизации организационной структуры путевых подразделений отдельной железнодорожной бригады............................................................................. 81 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
3
Морочковская Л.Г., Балаганский К.И., Молчанов Д.А. Теоретическое обоснование возможности использования солнечных батарей российскими военными в полевых условиях на территории Западной Сибири............................................................................................ 85 Меньшиков В.В., Елисеев Ю.П. Роль и место различных видов транспорта при выполнении воинских эвакуационных перевозок (железнодорожный транспорт).............................. 90 Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология, управление повседневной деятельностью войск Салмин В.Н., Юрков В.Н. Оценка индивидуальной огневой подготовки военнослужащих....................................................................................................................................................... 95 Фесенко О.П., Кольб В.В. Культура речи курсантов военного вуза: реальность VS желаемое.................................................................................................................................................. 99 Ширяев В.Н. Обоснование педагогических условий и реализации дидактических принципов в обучении войск комплексной воднотранспортной подготовке (горной)............. 103 Косенок Ю.Н. Основные требования к уровню подготовки выпускника военного вуза с учетом особенностей эксплуатации ракетно-артиллерийского вооружения............................ 110 Гавриков А.А., Каштанов В.Л., Игнатович В.В. Реализация преобразовательных возможностей социального воспитания военнослужащих.......................................................... 114 Бабичев М.А. Сравнительный анализ подходов по развитию профессиональных компетенций начинающих педагогов в сфере высшего и высшего военного образования . ........ 118 Ляпин В.А., Степанов А.П., Климов В.В, Абрамова И.А. Ведущие формы травматизма военнослужащих в вузе и совершенствование мероприятий по их профилактике............ 123 Некрасова Т.В. Иностранный язык как эффективное средство профессиональной коммуникации военного специалиста.................................................................................................. 127 Домбровская И.И., Кобзарь П.Е. Диагностика сформированности гражданской позиции молодежи, избирающей военную профессию........................................................................ 134 Ефимова А.Б., Хомяков А.Д., Яблочкин А.Б. Технологии огневой подготовки как элемент профессиональной подготовки военнослужащих подразделений разведки и специального назначения к ведению ближнего боя.............................................................................. 140 Contents...................................................................................................................................... 144
4
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
ВОЕННО-СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАУКИ ВООРУЖЕНИЕ И ВОЕННАЯ ТЕХНИКА. КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ УДК 654.01 ГРНТИ 78.25.35
СИСТЕМЫ ЧАСТОТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КАК КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ Н.П. Блинова, Г.Н. Левченко, В.А. Мясников, К.В. Янович Научно-исследовательский институт (военно-системных исследований материально-технического обеспечения ВС РФ) ВА МТО Россия, 191123, Санкт-Петербург, Воскресенская наб., 10а. vatt@mil.ru В статье проведен анализ особенностей функционирования ресурсоемких технических систем военного назначения, таких как системы водоснабжения, водоотведения, теплоснабжения, холодоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха; рассмотрены перспективы применения технологии частотного регулирования нагнетателей; способы обеспечения технологических параметров путем изменения производительности нагнетателей. Показано, что наиболее перспективным, с точки зрения ресурсосбережения (на настоящем этапе), является частотный способ регулирования производительности нагнетателей. Предложен комплекс мер по применению технологии частотного регулирования как компоненты систем автоматизированного управления для решения задач повышения эффективности функционирования технических систем. Ключевые слова: технические системы военного назначения, система автоматизированного управления, частотное регулирование, преобразователь частоты, нагнетатель, энергоэффективность.
FREQUENCY REGULATION SYSTEMS AS COMPONENTS OF AUTOMATED CONTROL SYSTEMS N.P. Blinova, G.N. Levchenko, V.A. Myasnikov, K.V. Yanovich Research Institute (of Military and System Researches) of Khrulev Military Academy of Logistics Russia, 191123, Saint Petersburg, Voskresenskaya nab., 10A. vatt@mil.ru The article analyzes performance features of resource-intensive engineering systems for military purposes, such as water supply, water removal, heating, refrigeration supply, ventilation and air conditioning. It regards the prospects for the use of frequency regulation technology in superchargers and ways to ensure process parameters by changing the performance of superchargers. The authors show that the frequency method of regulating the performance of superchargers is the most promising one in terms of resource-saving (at the present stage). They propose the complex of measures on the application of frequency regulation technology as components of automated control systems of efficiency improvement of technical systems operation. Keywords: military-oriented engineering systems, the automatic control system, frequency regulation, frequency converter, a supercharger, energy efficiency. © Блинова Н.П., Левченко Г.Н., Мясников В.А., Янович К.В., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
5
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
В структуре Вооруженных сил Российской Федерации важная роль отводится объектам специального строительства (далее – ОСС) и другим объектам военной инфраструктуры, заблаговременно возводимым в интересах Министерства обороны Российской Федерации. Неотъемлемой частью ОСС и других сооружений военной инфраструктуры являются комплексы и технические системы (далее – ТС) военного назначения, обеспечивающие заданные эксплуатационно-технические характеристики вооружения и военной техники (ВВТ), условия обитания для личного состава, обслуживающего ВВТ. Комплексы и технические системы военного назначения являются крупными и ответственными потребителями энергии и других видов ресурсов. При функционировании технических систем военного назначения расходуется до 70 % от всей электроэнергии, потребляемой сооружением, и другие виды энергии, технологические среды, людские ресурсы. В то же время с момента ввода в эксплуатацию большинства ныне существующих объектов МО РФ произошли существенные изменения в военной доктрине, уровне развития техники, экономической ситуации в РФ, приведшие к изменению условий функционирования объектов и уровня требований к входящим в их состав комплексам и техническим системам военного назначения. 1. Военные факторы К числу основных военных факторов, изменение которых влияет на условия функционирования технических систем военного назначения, следует отнести: появление новых, более эффективных средств поражения; изменение штатной структуры эксплуатационных подразделений и подразделений, несущих дежурство на объектах; перевод ряда сооружений в режим ограниченного функционирования. Перечисленное приводит к необходимости увеличения, в ряде случаев, сроков автономности сооружений, обеспечения работы оборудования технических систем военного назначения без постоянного присутствия личного состава, обеспечения поддержания нормируемых технологических параметров в новых режимах и изменения алгоритмов функционирования технических систем.
6
2. Технические факторы За прошедший период произошло существенное ужесточение требований к качеству обеспечения технологических параметров, изменился состав вооружения и военной техники в сооружениях. Кроме того, отечественная и зарубежная промышленность освоила производство новых классов средств автоматизации с большими техническими возможностями. Действие этих технических факторов привело к существенному изменению, обычно в сторону снижения, нагрузок на технические системы военного назначения, позволило вести речь о реализации адаптивных ресурсосберегающих технологических алгоритмов, кардинальном изменении состава функций и принципов построения систем управления ТС. 3. Экономические факторы Среди основных факторов экономического характера, действующих в настоящее время, необходимо отметить изменение условий снабжения подразделений МО РФ, среды, рост цен на энергоносители, услуги, оказываемые подрядными организациями при проведении технического обслуживания и ремонта оборудования технических систем. Перечисленное требует от ТС обеспечения функционирования современного вооружения и военной техники с учетом следующих условий: 1. Повышение качества поддержания технологических параметров (температура, влажность, физико-химические параметры сред). 2. Увеличение сроков работы ВВТ без связи ТС сооружений с атмосферой. 3. Увеличение количества режимов функционирования ВВТ. 4. Сокращение общей продолжительности обслуживания оборудования ТС. 5. Снижение эксплуатационных затрат. Совместное действие рассмотренных факторов привело к тому, что комплексы и технические системы существующих объектов в большинстве случаев не в состоянии обеспечить требуемый уровень эксплуатационно-технических характеристик ВВТ и нуждаются в реконструкции. Одним из наиболее перспективных путей модернизации комплексов и технических систем военного назначения считается Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
применение частотного способа регулирования производительности насосов, вентиляторов, компрессоров (далее – нагнетателей), обеспечивающих более качественное функционирование ТС в различных, в том числе форсированных режимах, с существенной минимизацией энергопотребления и финансовых затрат. Применение частотного способа регулирования производительности нагнетателей обеспечит требуемый на современном этапе уровень надежности функционирования ТС, точность поддержания величин технологических параметров, позволит существенно (на 15…40 % и более) снизить энергопотребление и уменьшить расход других ресурсов, затрачиваемых при эксплуатации ТС для достижения заданных эксплуатационно-технических характеристик ВВТ. Отличительными особенностями рассматриваемого подхода к модернизации технических систем военного назначения являются: – возможность проведения реконструкции без снятия объекта с боевого дежурства; – перспективность с точки зрения дальнейшего наращивания функций, подлежащих автоматизации; – предпочтительные (для целого ряда применений) показатели, определяющие соотношение стоимости реконструкции и получаемого экономического эффекта. Таким образом, именно применение частотного способа регулирования нагнетателей ТС военного назначения принципиально позволяет обеспечить требуемый на современном этапе уровень боевой готовности ВВТ во всех режимах его использования при одновременном решении вопросов ресурсосбережения, в минимальные сроки, со сравнительно невысокими затратами. В то же время эффективное применение частотного способа регулирования нагнетателей ТС требует решения целого ряда задач: – разработать аппарат определения целесообразности применения и выбора рациональных решений по реализации частотного способа регулирования; – выработать решения, реализующие рассматриваемый способ управления применительно к существующим схемам ТС военного назначения; – сформулировать комплекс требований и наладить производство на территории Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Российской Федерации высококачественных технических средств, позволяющих реализовать частотный способ регулирования в условиях функционирования существующих ТС военного назначения; – организовать эксплуатацию комплексов средств, реализующих частотный способ регулирования производительности нагнетателей, и др. В настоящей статье рассмотрены ресурсоемкие технические системы военного назначения, такие как системы водоснабжения, водоотведения, теплоснабжения, холодоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха [1, 2, 3, 6, 7]. Рассматриваемые ТС реализуют разнообразные технологические процессы. Технологические процессы принято разделять на процессы, связанные с приготовлением (переработкой) рабочей среды и подачей рабочей среды от мест приготовления к местам потребления (от мест потребления к местам переработки). Термины «рабочая» и «вспомогательная» среда введены в настоящей работе для удобства изложения материала. Под рабочей предлагается понимать среду, для изменения параметров которой, в основном, предназначен рассматриваемый технологический процесс. В перечисленных ТС в качестве рабочей среды выступает вода (питьевая или техническая), сточная жидкость, теплоноситель, холодоноситель, пар, воздух, дымовые газы, хладагент и т.п. Вспомогательные среды служат для целенаправленного изменения параметров рабочей среды. В качестве вспомогательной среды может выступать наружный воздух, вода из естественного источника или любая иная среда, приготавливаемая в другой технической системе. Так, например, в процессе охлаждения воды второго контура охлаждения дизель-генератора параметры теплоносителя контура охлаждения (рабочая среда) могут обеспечиваться за счет контакта с наружным воздухом (вспомогательная среда) в брызгальном бассейне. Понятия «рабочая» и «вспомогательнаясреда» являются условными, поскольку в разных технологических процессах одна и та же среда может быть рабочей и вспомогательной. Процесс приготовления рабочей среды предполагает нагрев, охлаждение, увлажнение
7
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
или осушку исходной среды, изменение в ней концентрации какого-либо вещества за счет фильтрации, смешения и т.п. Приготовление рабочей среды может происходить последовательно, параллельно или по комбинированной схеме в специализированных технологических аппаратах при контакте (непосредственном или через стенки аппарата) рабочей среды со вспомогательными средами. Так, например, наружный воздух может подаваться в сооружение без специальной очистки, после очистки от пыли в механических фильтрах или после комбинированной очистки в механических фильтрах и фильтрах-поглотителях для изменения не только содержания механических примесей, но и вредных веществ. Возможно централизованное и децентрализованное приготовление рабочей среды, использование комбинированных схем с применением соответствующих доводчиков. Взаимное перемещение рабочей и вспомогательной среды может происходить естественным путем или за счет насосов, вентиляторов, дымососов, компрессоров, которые в настоящей статье будут именоваться нагнетателями. Технические системы, с точки зрения удобства анализа протекающих в них процессов, принято рассматривать в виде совокупности взаимодействующих подсистем. Подсистема ТС реализует, как правило, одну или несколько технологических операций технологического процесса. Например, основной подсистемой системы водоснабжения является подсистема транспортировки воды, в то же время в состав этой системы могут входить подсистемы, обеспечивающие требуемое качество воды. Наибольший состав подсистем соответствует (в большинстве случаев) системам вентиляции и кондиционирования воздуха. В их состав обычно входят подсистемы нагрева, охлаждения, увлажнения, осушки, транспортировки и обеспечения газового состава и чистоты воздуха [4, 6]. Каждая из подсистем рассчитывается на определенный диапазон нагрузок. При этом под нагрузкой для каждой их подсистем понимается совокупность возмущений, влияющая на изменение параметра, для поддержания которого предназначена подсистема.
8
В зависимости от целого ряда факторов нагрузка на подсистемы ТС изменяется. Изменение нагрузки на подсистемы предполагает регулирование параметров соответствующих технологических процессов, которое возможно производить различными способами. Например, для систем водоснабжения нагрузки на подсистемы транспортировки зависят от расхода воды и требуемого перепада напоров жидкости между входом и выходом подсистемы (для обеспечения необходимого избытка напора в диктующей точке), состояния оборудования системы. Расход рабочей среды зависит от количества и режима работы потребителей (технологического и технического оборудования объекта, личного состава, режима функционирования объекта, режима функционирования ТС), состояния оборудования системы (величин утечек в системе, расходов воды на собственные нужды, наличия отложений на стенках контактных аппаратов и т.п.). Большинство величин, влияющих на нагрузку подсистем, являются переменными и зависят от технического решения подсистемы, режима функционирования объекта, режима функционирования технической системы, состояния оборудования системы, положения запорно-регулирующей арматуры, конфигурации гидравлической сети объекта (или группы объектов) и т.п. Регулирование величин расхода и напора, создаваемых подсистемами транспортировки, обычно производится путем изменения параметров насосных групп или воздействием на гидравлические параметры водопроводных (канализационных) сетей. При этом необходимо отметить, что обеспечение требуемого перепада напоров, создаваемого подсистемой транспортировки, возможно путем применения нескольких последовательно или параллельно работающих групп насосных агрегатов. Регулирование параметров насосной группы возможно за счет изменения: – количества работающих насосных агрегатов; – состава работающих насосных агрегатов (при наличии в группе насосов с различными характеристиками); – периодичности включения насосных агрегатов (в случае наличия аккумулирующей емкости); Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
– частоты вращения рабочего колеса насосного агрегата. Параметры гидравлической сети возможно регулировать путем изменения конфигурации сети (включая байпасирование технологических агрегатов) и положения регулирующих дроссельных элементов. Использование любого из перечисленных способов приводит к перемещению так называемой «рабочей точки» – точки пересечения характеристики насосной группы и гидравлической сети в координатах «H-Q» и одновременному изменению величин напора и расхода, обеспечиваемых подсистемой транспортировки. Целью регулирования, как правило, является достижение соответствия между величинами заданного и текущего значений напоров в контролируемой точке при конкретной величине суммарных гидравлических сопротивлений сети и обеспечении требуемого расхода. В наиболее общем случае нагрузки на подсистемы рассматриваемых технических систем зависят от изменения: – режима функционирования сооружения, технической системы, подсистемы; – величин внутренних возмущающих воздействий; – величин внешних возмущающих воздействий; – состояния технологического оборудования и трубопроводов; – параметров рабочей среды после смежной подсистемы, стоящей ранее по технологическому циклу по отношению к рассматриваемой; – параметров вспомогательной среды, приготавливаемой другой ТС; – состояния внешних систем. Развитие систем управления техническими системами военного назначения и инженерными системами энергетических объектов промышленности городского хозяйства происходило в основном одинаковыми путями. При этом уровень развития систем управления ТС всегда определялся возможностями существующих средств автоматизации и экономическими факторами. Развитие систем управления происходило в основном за счет совершенствования автоматизации технических систем. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
В настоящее время системы управления ТС объектов представляют, как правило, совокупность локальных систем автоматизированного управления с электромеханическими регуляторами и электронными блоками, пультами дистанционного управления. Управление параметрами технологических процессов технических систем предполагает выполнение целого блока функций. Однако на действующих объектах МО управление параметрами технологических процессов в большинстве случаев сводится к двум основным: – обеспечению заданного диапазона изменений уровня в регулирующих емкостях (обычно двухпозиционное регулирование с нахождением величины уровня между верхней и нижней допустимыми отметками); – обеспечению отдельных параметров температуры, давления или расхода в определенных точках технологических подсистем (двухпозиционное регулирование или поддержание величины параметра по П–, ПИ– или ПИДзакону). Уставки поддерживаемых параметров определяются, в основном, по результатам предварительных расчетов, уточненных в процессе наладки для отдельных режимов функционирования. В результате в технических системах реализуются технологические процессы с какими-то средними (или максимальными) параметрами. Величины уставок поддерживаемых параметров для некоторых систем изменяются вручную в зависимости от сезона (лето, зима). Но и сезонные изменения уставок поддерживаемых параметров не решают проблему обеспечения соответствия между реальными нагрузками на технологические подсистемы и параметрами их функционирования, поскольку в системах управления действующих объектов не предполагается изменение величин поддерживаемых параметров при изменении условий функционирования технической системы (смена режима функционирования, существенное изменение нагрузки на подсистему, изменение параметров среды и энергии, получаемой от смежных и внешних систем). Так, например, система вентиляции главного притока объекта УК-90Б настроена на подачу воздуха для обеспечения требуемой кратности воздухообмена при максимальном составе гарнизона и поддержании подпора
9
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
в сооружении при работе всех местных вытяжных систем. Изменение производительности приточных вентиляторов при изменении состава гарнизона, параметров наружного воздуха и состава работающих местных вентиляционных систем не предусматривается. В результате, скорость движения воздуха в помещениях (в режиме повседневной эксплуатации) оказывается существенно завышенной, что проявляется в виде климатического дискомфорта для персонала объекта, увеличении количества простудных заболеваний. Работы по изменению параметров функционирования ТС в настоящее время обычно выполняются вручную и требуют труда квалифицированных специалистов-наладчиков. Таким образом, можно констатировать, что решения, связанные с управлением параметрами технологических процессов технических систем существующих объектов, не в полной мере удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ним со стороны специалистов-технологов. Анализ современного состояния развития науки и техники с учетом экономических факторов показывает, что на современном этапе представляется предпочтительной реализация ресурсосберегающих технологических процессов, которые не потребуют коренной реконструкции технической системы, вложения существенных средств и в то же время дадут возможность получить максимальный совокупный эффект. Поэтому решение задач ресурсосбережения, по нашему мнению, должно связываться с разработкой и реализацией ресурсосберегающих алгоритмов управления существующим технологическим оборудованием комплексов и технических систем военного назначения. Реализация подобных алгоритмов предполагает в большинстве случаев совершенствование систем автоматического управления, поскольку существенное усложнение действий обслуживающего персонала, как правило, не возможно. Анализ литературы показал, что возможные к применению способы регулирования производительности вентиляционных и насосных установок различаются [1, 4, 5, 6, 7]. Так, регулирование производительности вентиляционных установок возможно с помощью следующих способов:
10
– изменение характеристики сети при помощи дроссельного элемента; – изменение расходно-напорной характеристики вентилятора; – параллельное или последовательное включение двух и более вентиляционных агрегатов. В отличие от вентиляционных установок регулирование производительности насосных установок возможно также путем: – совместной работы насосного агрегата с регулирующим напорным резервуаром; – включения в схему гидроструйных насосов. В то же время, в дальнейшем будут рассмотрены более подробно лишь способы, осуществляемые путем дросселирования и совместной работы насосного агрегата с регулирующим напорным резервуаром, поскольку они на сегодняшний день наиболее применимы в проектных решениях технических систем ОСС. Существует достаточное количество различных способов регулирования производительности вентиляционных и насосных агрегатов, все они могут быть разделены на способы, осуществляемые без изменения частоты вращения рабочего колеса нагнетателя, и способы, осуществляемые путем изменения частоты вращения рабочего колеса вентилятора или насоса [1, 3, 4, 5]. В способах, осуществляемых без изменения частоты вращения РК, регулирование производительности нагнетателя возможно осуществить лишь путем изменения геометрии проходного сечения последнего. К этой группе относятся способы, осуществляющие изменение производительности нагнетателя: – путем обточки его рабочего колеса; – с помощью направляющих аппаратов на всасывающих и напорных патрубках (входных и выходных направляющих аппаратов); – применением поворота лопаток рабочего колеса нагнетателя. Обточка рабочего колеса нагнетателя не позволяет производить постоянное регулирование его производительности, носит в большинстве случаев разовый и необратимый (без замены РК) характер. Поэтому в дальнейшем данный способ не рассматривается. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Регулирование посредством изменения угла установки лопаток рабочего колеса применяется в основном для регулирования только вентиляторов и требует создания достаточно сложного механического устройства, обладающего в большинстве случаев невысокой надежностью. Применение для целей регулирования входных и выходных направляющих аппаратов также применяется в большинстве случаев для изменения производительности вентиляторов. По сравнению со способом дросселирования рассматриваемый способ является достаточно перспективным и экономичным. Способы регулирования производительности, осуществляемые за счет изменения частоты вращения рабочего колеса нагнетателей, с энергетической точки зрения являются наиболее эффективными. При этих способах регулирования сокращаются непроизводительные потери в системе «нагнетатель-сеть», так как во всех режимах работы создаваемый агрегатами напор соответствует сопротивлению сети. В процессе регулирования частоты вращения рабочего колеса нагнетателя изменяется лишь КПД последнего, потому что рабочая точка системы отклоняется от режима максимального КПД. Это отклонение проявляется в большей мере при значительной величине статической составляющей напора. Для вентиляционных агрегатов, которые работают на сеть, не имеющую статической составляющей напора, снижение КПД нагнетателей при изменении частоты вращения его рабочего колеса практически не происходит. Все известные способы регулирования производительности нагнетателей, осуществляемые путем изменения частоты вращения рабочего колеса, делятся на те, которые изменяют скорость рабочего колеса посредством установки между электродвигателем (далее – ЭД), работающим без регулирования скорости нагнетателем различного рода устройств, позволяющих изменять относительную величину скорости вала турбомашины, и на способы, в которых производится изменение частоты вращения самого приводного электродвигателя. Способы, в которых регулирование производительности происходит за счет изменения частоты вращения приводного ЭД, являются Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
более многочисленными и зависят от типа используемого электродвигателя. В настоящее время для мощностей от единиц до 200...400 кВт (именно такой диапазон мощностей вентиляторов и насосов в основном характерен для современных ОСС) применяются асинхронные ЭД с короткозамкнутым ротором, реже асинхронные ЭД с фазным ротором или синхронные двигатели (СД). Двигатели постоянного тока применяются для привода нагнетателей ТС ВСК крайне редко, поэтому электроприводы постоянного тока в дальнейшем не рассматриваются. Для каждого из типов приводного электродвигателя существует много принципиально возможных способов регулирования частоты вращения, однако на сегодняшний день сложился определенный перечень наиболее применимых и практически реализованных в промышленных установках способов, используемых для привода нагнетателей. Для изменения скорости АДК применяются следующие способы: – включение последовательно с обмотками статора резисторов или реактора с подмагничиванием; – изменение числа пар полюсов; – изменение напряжения питания статора АДК при помощи автотрансформатора, реактора с подмагничиванием либо полупроводникового преобразователя напряжения (ППН); – изменения частоты и напряжения питания статора АДК с применением полупроводниковых преобразователей частоты (ППЧ). Применение асинхронных двигателей с фазным ротором для привода нагнетателей технических систем позволяет расширить перечень способов регулирования их производительности. В отличие от АДК для изменения скорости двигателя с фазным ротором применяются способы, осуществляемые посредством: – включения последовательно с обмотками статора и ротора резисторов или реакторов с подмагничиванием; – импульсного регулирования параметров роторной цепи; – изменения напряжения питания статора при введении дополнительного сопротивления в роторную цепь; – применения каскадных схем регулирования частоты вращения.
11
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Применение синхронных двигателей для привода нагнетателей с регулированием его скорости реализуется путем изменения частоты и напряжения питания статора при помощи преобразователей частоты. Из всех известных способов изменения относительной скорости валов ЭД и рабочего колеса в настоящее время для непрерывного регулирования производительности применяются лишь различные муфты скольжения (причем в ограниченном количестве установок). Каскадные схемы применяются для уникальных электроприводов. Наиболее перспективными с точки зрения ресурсосбережения (на настоящем этапе) являются частотный способ регулирования производительности нагнетателей (обеспечение их гидравлических параметров за счет изменения частоты вращения РК нагнетателя) и частотный способ регулирования частоты вращения асинхронных двигателей (обеспечение требуемой скорости АД за счет применения электропривода по схеме «статический полупроводниковый преобразователь частоты – асинхронный электродвигатель». Подобное подтверждается тем, что применение частотного способа обеспечения параметров нагнетателя обеспечивает одновременное решение практически всех задач, повышающих эффективность функционирования технических систем ВСК, изложенных выше. Частотный способ регулирования производительности нагнетателей известен и используется достаточно давно, но на объектах МО РФ практического распространения, по сведениям авторов, не получил [4, 6, 7]. В последние годы на рынке России широко представлены качественно новые изделия – транзисторные преобразователи частоты зарубежных фирм («АВВ»; «Danfoss»; «Schneider Electric»; «Vaasa Control»; «Siemens»; «Control Techniques»; «Omron»; «HITACHI»; «Emotron»; «Ansaldo»; «Apator» и др.). Появились заслуживающие внимания разработки предприятий России и стран СНГ («Сапфир», «Триол», «Электровыпрямитель», ЦНИИ «СЭТ», НИИ ТМ, АО «ЭЛЕКТРОСИЛА» и др.). В середине 90-х годов рядом фирм освоено серийное производство высоковольтных двухзвенных ПЧ, что фактически сняло ограничения по мощности при построении частотно-регулируемых
12
электроприводов для энергетических объектов ВСК и народного хозяйства. Опыт ведущих предприятий Санкт-Петербурга и Москвы позволяет говорить о начале массового применения частотно-регулируемого электропривода на объектах городского хозяйства. В вопросе применения частотно-регулируемого электропривода нагнетателей сделано достаточно много. В то же время, по нашему мнению, целесообразно некоторое изменение подхода к применению средств частотного регулирования производительности нагнетателей, которое позволит построить на их основе эффективную технологию управления параметрами ресурсосберегающих технологических процессов и начать ее широкомасштабное внедрение на объектах МО РФ. Так представляется, что перспективная технология управления параметрами технологических процессов должна позволить во всех режимах функционирования ТС ВСК управлять параметрами процесса с учетом обеспечения: – максимально возможной надежности снабжения потребителей соответствующими ресурсами; – безопасности технических систем для личного состава и техники, находящейся в сооружении; – оптимального расходования ресурсов с целью осуществления максимального срока автономной работы при имеющихся запасах топлива, воды, сжатого воздуха и т.п. При этом система управления, реализующая ресурсосберегающий алгоритм, должна автоматически, с достаточной точностью выполнять следующие действия: – определять состояние и требуемый режим функционирования нагнетателей технической системы; – вычислять величины управляющих воздействий; – формировать управляющие воздействия и транслировать их на исполнительные механизмы или непосредственно на регулирующие элементы с последующей проверкой правильности отработки управляющих воздействий. В зависимости от конкретных условий функционирования системы и объекта, действующих ограничений оптимальными могут оказаться различные варианты реализации Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
частотного способа регулирования производительности. В случаях, когда на базе использования частотного способа регулирования производительности решается технологическая задача в целом (поддерживаются параметры гидравлического, тепло-гидравлического режима и др.), обеспечивается надежность и оперативность управления группой нагнетателей (одиночным нагнетателем) во всех нормальных, нештатных и аварийных режимах, целесообразно вести речь о применении «технологии частотного регулирования» [4, 5, 6]. Технология частотного регулирования (ТЧР) может применяться для различного состава нагнетателей, с использованием разных наборов средств изменения частоты вращения. Использование ТЧР позволяет получить целый ряд одновременно действующих положительных эффектов: – повышение показателей технологического процесса технической системы; – улучшение условий функционирования технологического и электротехнического оборудования, гидравлических сетей и газоходов, запорно-регулирующей арматуры; – снижение нагрузок и влияния на смежные технические системы сооружения. Все вышеперечисленное позволяет предположить, что ТЧР является наиболее перспективной технологией для управления параметрами ресурсосберегающих технологических процессов технических систем ВСК. Наряду с другими положительными факторами привлекательность направления, связанного с применением ТЧР для управления ресурсосберегающими процессами, объясняется возможностью вскрывать и реализовывать системные резервы ресурсосбережения, а в некоторых случаях – решать подобные задачи на межсистемном уровне. Последнее особенно важно для ОСС, поскольку между техническими системами этих объектов существуют наиболее тесные взаимосвязи. Кроме того, многорежимность и необходимость использования в отдельных режимах электроэнергии, холода, тепла, воздуха только из автономных источников накладывает наиболее жесткие ограничения на функционирование оборудования систем, усложняет логику управления, требует всемерного ресурсосбережения. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
В настоящее время на пути эффективного применения технологии частотного регулирования обычно встречается целый ряд проблем, которые можно условно разделить на следующие основные группы: нормативно-правовые, организационные и научно-технические. Наибольшую сложность, по нашему мнению, составляет решение научно-технических проблем, связанных с применением технологии частотного регулирования. При этом технические трудности, связанные с применением ТЧР, видятся в основном в том, что отечественного оборудования, позволяющего реализовать данную технологию управления соответствующего мировому техническому уровню, либо нет вообще, либо его номенклатура крайне ограничена. Ограничения в большинстве случаев касаются показателей надежности, единичной мощности, интерфейсных возможностей или других параметров. В дополнение к сказанному можно также отметить, что и преобразователи частоты, и другие программируемые средства автоматизации, соответствующие мировому техническому уровню, являются специфической продукцией, производство которой требует не только финансирования, но и решения вопросов обучения инженерно-технического персонала, оснащения предприятий специализированной техникой. По этой причине представляется целесообразным решать технические вопросы, связанные с применением технологии частотного регулирования, одновременно по нескольким направлениям: – отработка типовых решений, реализующих рассматриваемую технологию управления, для объектов различного назначения на имеющейся элементной базе; – разработка тактико-технических требований на отдельные элементы и комплекты технических средств для реализации ТЧР нагнетателей с использованием опыта ее применения на объектах промышленности и городского хозяйства и Министерства обороны; – развитие производственной базы и потенциала проектно-конструкторских организаций с целью обеспечения в дальнейшем серийного производства оборудования преоб-
13
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
разовательного звена и широкомасштабного внедрения технологии частотного регулирования на объекты Министерства обороны. Следствием того, что технология частотного регулирования нагнетателей технических систем до настоящего времени не использовалась широко на объектах Министерства обороны явилось также и то, что в недостаточной мере решались задачи теоретического и методического обеспечения применения данной перспективной технологии управления параметрами ресурсосберегающих процессов. Внедрение технологии частотного регулирования в технических системах в масштабах объекта требует привлечения крупных инвестиций. Цена ошибок при разработке технических решений высока, в особенности, если речь идёт об ответственных объектах военного назначения или крупных энергетических объектах Министерства обороны (крупный пункт управления войсками, ТЭЦ, районные отопительные котельные, насосные станции одного-двух подъёмов и др.).
Многие технические системы военного назначения и инженерные системы объектов промышленности и городского хозяйства имеют существенные отличия от зарубежных аналогов, поэтому копирование характерных для них типовых решений зачастую нецелесообразно. Вышесказанное позволяет сделать вывод об актуальности разработки комплекса мер, который должен: – позволять принимать обоснованные решения по реализации технологии частотного регулирования в условиях существенной неопределенности исходной информации при существующем уровне подготовки специалистов организаций и подразделений МО РФ; – быть подготовленным к использованию специалистами-проектировщиками, эксплуатационниками и т.п., а, следовательно, основные его процедуры должны быть доведены до инженерных методик; – содержать положения по методическому обеспечению подготовки специалистов по применению технологии частотного регулирования.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Численное моделирование электродинамических подвесов левитационных транспортных систем. IV. эдп с дискретной путевой структурой / Амосков В.М. [и др.]. // Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. – 2016. – № 3. – С. 4–17. 2. Руденко, А.Е. Бионический подход к разработке транспортных робототехнических комплексов / А.Е. Руденко, В.С. Тарханова, А.П. Лаврентьев // Сборник материалов VI Международн. научно-практической конференции: Наука, образование, общество: тенденции и перспективы развития. – 2017. – С. 343–346. 3. Зарипов, А.А. Современные представления о десинхронозе / А.А. Зарипов, К.В. Янович, Р.В. Потапов, А.А. Корнилова // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. – С. 176. 4. Янович, К.В. Энергоэффективность частотного регулирования синхронного электропривода магистрального насосного агрегата / К.В Янович, М.В. Пестов // Научные проблемы материально-технического обеспечения Вооруженных сил Российской Федерации : сб. науч. тр. – Санкт-Петербург, 2017. – С. 270–281. 5. Авдошенко, П.А. Обеспечение полноты и непротиворечивости программного обеспечения систем управления частотно-регулируемыми электроприводами / П.А. Авдошенко, К.В. Янович, Н.П. Блинова, В.А. Мясников // Научные проблемы материально-технического обеспечения Вооруженных сил Российской Федерации : сб. науч. тр. – Санкт-Петербург, 2017. С. 315–323.
REFERENCES 1. Chislennoe modelirovanie elektrodinamicheskih podvesov levitatsionnyh transportnyh sistem. IV. edp s diskretnoy putevoy strukturoy / Amoskov V.M. [i dr.]. // Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Prikladnaya matematika. Informatika. Protsessy upravleniya. – 2016. – № 3. – S. 4–17. 2. Rudenko, A.E. Bionicheskiy podhod k razrabotke transportnyh robototehnicheskih kompleksov / A.E. Rudenko, V.S. Tarhanova, A.P. Lavrent'ev // Sbornik materialov VI Mezhdunarodn. nauchno-prakticheskoy konferentsii: Nauka, obrazovanie, obschestvo: tendentsii i perspektivy razvitiya. – 2017. – S. 343–346. 3. Zaripov, A.A. Sovremennye predstavleniya o desinhronoze / А.А. Zaripov, K.V. Yanovich, R.V. Potapov, A.A. Kornilova // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. – 2015. – № 3. – S. 176. 4. Yanovich, K.V. Energoeffektivnost' chastotnogo regulirovaniya sinhronnogo elektroprivoda magistral'nogo nasosnogo agregata / K.V. Yanovich, M.V. Pestov // Nauchnye problemy material'no-tehnicheskogo obespecheniya Vooruzhennyh sil Rossiyskoy Federatsii : sb. nauch. tr. – Sankt-Peterburg, 2017. – S. 270–281. 5. Avdoshenko, P.A. Obespechenie polnoty i neprotivorechivosti programmnogo obespecheniya sistem upravleniya chastotno-reguliruemymi elektroprivodami / P.A. Avdoshenko, K.V. Yanovich, N.P. Blinova, V.A. Myasnikov // Nauchnye problemy material'no-tehnicheskogo obespecheniya Vooruzhennyh sil Rossiyskoy Federatsii : sb. nauch. tr. – Sankt-Peterburg, 2017. – S. 315–323.
14
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения 6. Буров, Д.С. Автоматизация расчета холодного, горячего водоснабжения и водоотведения объектов Министерства обороны России / Д.С. Буров, Д.А. Бъядовский, А.Е. Руденко // Материалы междунар. науч-практ. конференции «Интеллектуальные технологии и техника в производстве и промышленности». 18 октября 2017 года. – Омск–Стерлитамак : АМИ, 2017. – С. 24–27. 7. Прокофьев, В.Е. Перспективы и возможности применения альтернативных источников электроэнергии для регионов с децентрализованным энергоснабжением / В.Е. Прокофьев, М.Ю Зенкевич, Б.Б. Дудурич, Д.С. Буров // Научные проблемы материально-технического обеспечения Вооруженных сил Российской Федерации : сб. науч. тр. – Санкт-Петербург, 2017. С. 348–359.
6. Burov, D.S. Avtomatizatsiya rascheta holodnogo, goryachego vodosnabzheniya i vodootvedeniya ob'ektov Ministerstva oborony Rossii / D.S. Burov, D.A. B'yadovskiy, A.E. Rudenko // Materialy mezhdunar. nauch-prakt. konferentsii «Intellektual'nye tehnologii i tehnika v proizvodstve i promyshlennosti». 18 oktyabrya 2017 goda. – Omsk–Sterlitamak : AMI, 2017. – S. 24–27. 7. Prokof'ev, V.E. Perspektivy i vozmozhnosti primeneniya al'ternativnyh istochnikov elektroenergii dlya regionov s detsentralizovannym energosnabzheniem / V.E. Prokof'ev, M.Yu. Zenkevich, B.B. Dudurich, D.S. Burov // Nauchnye problemy material'no-tehnicheskogo obespecheniya Vooruzhennyh sil Rossiyskoy Federatsii : sb. nauch. tr. – Sankt-Peterburg, 2017. – S. 348–359.
Левченко Георгий Николаевич – кандидат военных наук, доцент, начальник III научно-исследовательского управления; Янович Кирилл Викторович – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник 12 НИО I научно-исследовательского управления; Блинова Наталья Павловна – научный сотрудник 32 НИО III научно-исследовательского управления; Мясников Валерий Алексеевич – научный сотрудник 16 НЭО I научно-исследовательского управления. Научно-исследовательский институт (военно-системных исследований материально-технического обеспечения Вооруженных сил Российской Федерации) Военной академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева Министерства обороны Российской Федерации.
Levchenko Georgiy Nikolaevich – Cand. Sc. {Military}, Associate Professor, Head of the 3rd Research and Development Command; Yanovich Kirill Viktorovich – Cand. Sc. {Engineering}, Associate Professor, Senior Reseacher fo the 12th NIO at the 1st Research and Development Command; Blinova Natal'ya Pavlovna – Reseacher of the 32nd NIO at the 3rd Research and Development Command; Myasnikov Valeriy Alekseevich – Reseacher of the 16th NEO at the 1st Research and Development Command. Research Institute (of Military System Researches of Logistics of the Armed Forces of the Russian Federation) of Khrulev Military Academy of Logistics.
Статья поступила в редакцию 02.03.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
15
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
УДК 623: 543.4 ГРНТИ 78.25.10
АНАЛИЗ СПОСОБОВ УВЕЛИЧЕНИЯ ТЯГОВЫХ СВОЙСТВ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ М.Г. Гранкин, А.А. Козлов, Р.В. Якимушкин, А.С. Омельченко Омский автобронетанковый инженерный институт Россия,644098, г. Омск, 14 военный городок; otiu@mil.ru. В статье рассмотрены способы увеличения тяговых свойств дизельного двигателя. Освещены способы интенсификации рабочего процесса дизельного двигателя. Проведен анализ способов форсирования дизельного двигателя. Рассмотрены способы обогащения воздушного заряда дизельного двигателя. Определены предполагаемые преимущества обогащения воздушного заряда дизельного двигателя дизельным топливом и водой. Ключевые слова: поршневой двигатель внутреннего сгорания, коэффициент приспособляемости двигателя, тяговые свойства, форсирование, дизель.
ANALYSIS OF WAYS TO INCREASE HAULAGE CAPACITY OF DIESEL ENGINES M.G. Grankin, A.A. Kozlov, А.S. Omel’chenko Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok; otiu@mil.ru The article discusses ways to increase haulage capacity of the diesel engine. It covers stimulation methods of the working process for the diesel engine. The authors carry out the analysis of forcing methods for the diesel engine. They consider the air charge enrichment of the diesel engine and determine probable advantages of the air charge enrichment of the diesel engine by diesel fuel and water. Keywords: a reciprocating internal combustion engine, engine lugdown and recovery, haulage capacity, forcing, a diesel engine.
Введение Силовые установки относятся к числу ответственных агрегатов, формирующих технико-эксплуатационные свойства бронетанковой техники. Наиболее широкое применение в качестве силовых установок бронетанковой техники нашли двигатели внутреннего сгорания, в том числе дизельные двигатели, а также дизели с газотурбинным наддувом. Результаты анализа основных направлений работ по увеличению энергетических показателей дизелей показывают, что наибольшее количество работ посвящено совершенствованию рабочих процессов дизеля.
В условиях эксплуатации дизели работают в основном на неустановившихся режимах, на которых снижаются энергетические и экономические показатели. Основная часть Повышение боевой эффективности бронетанковой техники в значительной степени зависит от совершенствования и развития силовых установок, влияние которых на боевые свойства существенно возросло. Повышение уровня боевых свойств объектов ВВТ зависит от энергетических, топливно-экономических и объемно-массовых показателей силовых установок. Влияние этих показателей на эф-
© Гранкин М.Г., Козлов А.А., 2018
16
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
фективность боевого использования бронетанковой техники проявляется в основном через параметры подвижности, защищенности, боеготовности. При ведении боевых действий танк должен обладать высокими динамическими характеристиками, что достигается увеличением мощности двигателя в необходимых случаях. Увеличение мощности может потребоваться и в обычных условиях эксплуатации при преодолении танком труднопроходимых участков местности, а также подъемов. Подвижность бронетанковой техники определяется характеристиками силовой установки и достигается техническими требованиями, которые предъявляются к дизелю: – высокая удельная мощность; – высокая габаритная мощность, компактность, топливная экономичность, достаточный запас хода; – высокая надежность при работе в самых широких температурных режимах окружающей среды и при преодолении водных преград; – легкий запуск и способность воспринимать полную нагрузку непосредственно после начала работы; – низкий уровень шума, длительный срок службы, высокая ремонтопригодность. Подвижность танков оценивается в основном средней скоростью их движения и запасом хода по топливу. На показатели подвижности силовая установка оказывает влияние через энергетические, габаритно-объемные, массовые, динамические, топливно-экономические показатели с учетом их зависимости от природно-климатических условий. Величина средней скорости движения в наибольшей степени зависит от удельной мощности танка. Удельная мощность танка и величина средней скорости зависят от объемно-габаритных и массовых показателей силовой установки. На величину средней скорости оказывают влияние также тяговые свойства двигателя, которые определяются крутизной протекания крутящего момента по частоте вращения коленчатого вала и оцениваются коэффициентом приспособляемости. Для поршневого двигателя внутреннего сгорания коэффициент приспособляемости есть отношение максимального крутящего момента Memax (или среднего эффективного давления Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Pemax) к крутящему моменту Meном (или среднему эффективному давлению Peном), соответствующему номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя.
К = Memax/Meном = Pemax/Peном
(1)
Современные поршневые двигатели имеют величину 1,1–1,3 [1]. Стремление повысить скорость за счет тяги ведет к непрерывному увеличению мощности танкового двигателя. При этом, как правило, относительный диапазон изменения крутящего момента и эксплуатационный диапазон частоты вращения коленчатого вала почти не меняется. Известно, что увеличение тяговых характеристик танка может быть достигнуто за счет повышения коэффициента приспособляемости. Коэффициент приспособляемости двигателя увеличивают путем соответствующей коррекции топливо- и воздухоподачи, обеспечивающей повышение крутящего момента дизеля по мере снижения частоты вращения коленчатого вала. Повышение коэффициента приспособляемости и эксплуатационного диапазона частоты вращения коленчатого вала позволяет использовать трансмиссию с меньшим числом ступеней в коробке передач. При росте крутящего момента для предотвращения остановки поршневого двигателя внутреннего сгорания необходимо переключаться на пониженную передачу. С увеличением коэффициента приспособляемости вследствие более стабильной частоты вращения коленчатого вала двигателя и уменьшения потребного количества переключения передач скорость танка возрастает. Анализ структуры боевого дня эксплуатации танка показывает, что танковые дизельные двигатели большую часть времени работают на режимах переменных моментов сопротивления. Это приводит к тому, что крутящий момент дизеля превышает номинальное значение (режим перегрузок), для корректировки увеличивают цикловую подачу топлива в среднем на 15–20 % по отношению к подаче при работе дизеля на номинальном режиме за счет дополнительного перемещения рейки топливного насоса высокого давления. Однако при дальнейшем возрастании внешних сопротивлений двигатель может ис-
17
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
пытывать кратковременные перегрузки, преодолеть которые с помощью увеличения цикловой подачи топлива невозможно. Работа дизеля на режиме перегрузок вызывает повышение температуры в камере сгорания, увеличение нагрузки на цилиндропоршневую группу, повышение дымности отработавших газов и, как следствие, нестабильное протекание рабочего процесса. Режим перегрузок, который относится к неустановившимся режимам работы дизеля, приводит к нестабильной работе систем двигателя (особенно воздухо- и топливоподачи) и нарушению теплового состояния, дымлению. Эффективные показатели и топливная экономичность дизеля на таких режимах понижаются. Перечисленные негативные влияния, характеризующие режим перегрузок, возникают, потому что при разработке двигателя индивидуальные характеристики отдельных систем (топливоподачи, воздухоснабжения, охлаждения, газораспределения и др.) удается согласовать лишь на каком-то одном режиме – чаще номинальном. Поэтому изучение режимов работы дизельного двигателя актуально и в настоящее время, так как они влияют на динамические характеристики танка. За счет переключения коробки передач на пониженную передачу зачастую удается преодолевать кратковременные перегрузки. Однако переход на пониженные передачи приводит не только к увеличению расхода топлива, но и к снижению скоростного режима танка, в результате чего показатели подвижности танка снижаются. Увеличение тяговых свойств можно разделить на кратковременные и длительные. Кратковременное увеличение тяговых свойств дизельного двигателя заключается в увеличении крутящего момента сверх номинального и осуществляется различными способами, применяемыми для интенсификации рабочего процесса дизельного двигателя. Кратковременное увеличение тяговых свойств дизельного двигателя позволит сократить время разгона, время преодоления подъема танком и позволит преодолевать подъемы танком без переключения на пониженную передачу. Что не даст возможности неопытному механику-водителю при преодолении подъема остановить двигатель. Для длительного увеличения тяговых свойств ди-
18
зельного двигателя необходимо предусмотреть поддержание температурного состояния деталей двигателя на допустимом уровне. К способам интенсификации рабочего процесса дизельных двигателей относятся: – совершенствование процессов впрыска топлива, смесеобразования и сгорания; – изменение конструкции камеры сгорания; – нанесение покрытий на детали цилиндропоршневой группы и огневую поверхность камеры сгорания; – форсирование двигателя; – применение устройств для обработки топлива. Действенным способом интенсификации рабочего процесса дизельных двигателей является форсирование двигателя. Форсирование двигателя обеспечивает увеличение эффективной мощности двигателя без изменения его габаритных размеров. Форсировать можно только существующий образец двигателя. Чем больше литровая мощность двигателя, тем больше он форсирован:
Nл = Nе / Vл,
(2)
где Nл – литровая мощность двигателя, Vл – рабочий объем двигателя, Nе – эффективная мощность двигателя. Литровую мощность (Nл) двигателя можно увеличить следующим образом: – увеличить среднее эффективное давление рабочего тела в цикле; – увеличить частоту вращения коленчатого вала; – перейти с четырехтактного цикла на двухтактный цикл [2]. Проведем анализ способов форсирования дизеля и выберем наиболее рациональный способ, который позволит без значительных конструкционных изменений увеличить мощность двигателя на режиме перегрузок. Вследствие того что форсировать возможно существующий образец двигателя, то переход с четырехтактного цикла на двухтактный, а также увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя не являются оптимальными способами, так как все это влечет за собой внесение изменений в конструкцию двигателя. Увеличение среднего эффективного давления рабочего тела в цикле является эфНаука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
фективным способом форсирования дизелей и преодоления внешних перегрузок. При наддуве в дизельных двигателях увеличивают цикловую подачу топлива, то есть массу топлива, однократно впрыскиваемую в цилиндр. Чем больше топлива сгорает в том же объеме цилиндра, тем больше давление рабочего тела в процессе расширения. Это приводит к увеличению среднего эффективного давления рабочего тела в цикле двигателя. Следовательно, мощность двигателя также увеличивается. Эффективным способом форсирования дизелей для преодоления внешних перегрузок является способ обогащения воздушного заряда различными активаторами. К активаторам относятся низко- и высокооктановый бензин, керосин, спирт, дизельное топливо, биотоплива, смесь растительно-минерального топлива, водотопливная эмульсия и др.) [3]. Он позволяет в зависимости от конструкции устройства для впрыска активатора, количества и вида подаваемого активатора повысить эффективную мощность двигателя до 35 %. Впервые исследования по обогащению воздушного заряда проводились российскими военными инженерами для форсирования дизелей самоходных машин и танков [4]. Иностранные исследования [5] по обогащению воздушного заряда дизеля, проведенные в США в 1941 г., были направлены на оценку влияния физико-химических свойств активаторов на процесс сгорания. В качестве активаторов использовались как жидкие, так и газообразные топлива: эфир, гексан, гептан, пять видов ДТ, уайт-спирит, перекись водорода, этанол, метанол, бензин, ацетон, бензол, цетан. Полученные результаты показывали, что наилучший эффект был получен от активаторов (эфир, цетан, гексан и дизельные топлива), которые обладали хорошей испаряемостью и высокой теплотворной способностью, что значительно влияло на окисление и предпламенные реакции, предшествовавшие воспламенению и сгоранию моторного топлива. Улучшение рабочего процесса происходило за счет снижения периода задержки воспламенения или более полного сгорания топлива после воспламенения. Особый интерес представляет обогащение воздушного заряда дизеля различными активаторами при нормативной цикловой Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
подаче дизельного топлива с целью преодоления кратковременных перегрузок танком. Однако некоторые особенности вышеперечисленных активаторов не позволяют использовать их в качестве моторного топлива в натуральном виде без существенных конструкционных изменений двигателя. Поэтому перспективным направлением является использование дизельного топлива в качестве активатора с целью обогащения воздушного заряда дизеля В92–С2 для форсирования на режиме перегрузок. Целью исследований по обогащению воздушного заряда дизеля водой и паровоздушной смесью является снижение тепловой напряженности деталей цилиндропоршневой группы, уменьшение средней и максимальной температур цикла, улучшение экологических показателей и в конечном итоге – увеличение пределов форсирования дизеля [6, 7, 8]. Это связано с тем, что повышение давления наддува (с соответствующим увеличением подачи топлива), вызывая рост давления газов в течение рабочего цикла, интенсифицирует теплоотдачу от газа к стенкам рабочего цилиндра. Вследствие этого увеличивается количество теплоты, подаваемой от газа к стенке, и становится затруднительным отвод тепла в систему охлаждения. Впрыск воды в цилиндр дизеля может служить эффективным способом внутреннего охлаждения камер сгорания без существенного ухудшения экономичности. Влияние воды на показатели рабочего процесса объясняется интенсивным ее испарением вблизи стенок камеры, а также общим снижением температур рабочего тела в цикле и зависит от дисперсности воды и момента ее подачи. Важное значение при обогащении воздушного заряда имеют устройства, применяемые для подачи активатора во впускной трубопровод дизеля. Они должны обеспечивать качественное распределение и точную дозировку необходимого количества активатора в зависимости от нагрузочного, скоростного и теплового режимов работы дизеля. От точности дозировки того или иного вида активатора и качества перемешивания его с воздушным зарядом зависит и величина получаемого эффекта по мощности дизеля, расходу топлива и содержанию вредных веществ в отработавших газах.
19
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Заключение На основе вышесказанного целесообразно сделать вывод о том, что одним из способов кратковременного увеличения тяговых свойств дизельного двигателя является повышение коэффициента приспособляемости (К) двигателя, которое достигается обогащением воздушного
заряда дизельным топливом и водой. Увеличение коэффициента приспособляемости двигателя позволит танку преодолевать внешние нагрузки в более широком диапазоне на одной и той же передаче с максимальными топливно-экономическими показателями, а также повлияет на показатели подвижности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Богданов, С.Н. Силовые установки вооружения и военной техники / С.Н. Богданов. – Москва : ВАБТВ, 1994. – 9 с. 2. Прокопенко, Н.И. Экспериментальные исследования двигателей внутреннего сгорания / Н.И. Прокопенко. – Омск : ОТИИ, 2007. – 142 с. 3. Уханов, А.П. Улучшение тягово-экономических показателей МТА обогащением воздушного заряда активаторами минерального и растительного происхождений / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, В.А. Рачкин, В.А. Матвеев // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Материалы Межгосуд. науч.-техн. семинара. Вып. 22. – Саратов : СГАУ, 2010. – С. 110–112. 4. Демьянов, Л.А. Многотопливные двигатели / Л.А. Демьянов, С.К. Сарафанов. – М. : Воениздат, 1968. – 104 с. 5. Alperstein, М. Diesel Engine Performance / М. Alperstein, W. Swim, P. Schweitzer // Auto Eng. – 1958. – Vol. 48. – N. 1 – P. 22–31. 6. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей / А.С. Орлин [и др.] ; под ред. А.С. Орлина. – Москва : Машиностроение, 1971. – 400 с. 7. Болотов, А.К. Опыт снижения токсичности отработавших газов дизелей за счет подачи воды / А.К. Болотов, В.А. Лиханов, В.М. Попов, А.М. Сайкин // Двигателестроение. – 1982. – № 7. – С. 15–17. 8. Смирнов, С. В. Улучшение эксплуатационных показателей автотракторных дизелей путем совершенствования параметров системы наддува : автореф. дис… канд. техн. наук / С.В. Смирнов. – СПб–Пушкин, 2007. – 18 с.
REFERENCES 1. Bogdanov, S.N. Silovye ustanovki vooruzheniya i voennoy tehniki / S.N. Bogdanov. – Moskva: VABTV, 1994. – 9 s. 2. Prokopenko, N.I. Eksperimental'nye issledovaniya dvigateley vnutrennego sgoraniya / N.I. Prokopenko. – Omsk: OTII, 2007. – 142 s. 3. Uhanov, A.P. Uluchshenie tyagovo-ekonomicheskih pokazateley MTA obogascheniem vozdushnogo zaryada aktivatorami mineral'nogo i rastitel'nogo proishozhdeniy / A.P. Uhanov, D.A. Uhanov, V.A. Rachkin, V.A. Matveev // Problemy ekonomichnosti i ekspluatatsii dvigateley vnutrennego sgoraniya: Materialy Mezhgosud. nauch.tehn. seminara. Vyp. 22. – Saratov: SGAU, 2010. – S. 110–112. 4. Dem'yanov, L.A. Mnogotoplivnye dvigateli / L.A. Dem'yanov, S. K. Sarafanov. – M. : Voenizdat, 1968. – 104 s. 5. Alperstein, М. Diesel Engine Performance / М. Alperstein, W. Swim, P. Schweitzer // Auto Eng. – 1958. – Vol. 48. – N. 1 – P. 22–31. 6. Teoriya rabochih protsessov porshnevyh i kombinirovannyh dvigateley / A.S. Orlin [i dr.]; pod red. A.S. Orlina. – Moskva: Mashinostroenie, 1971. – 400 s. 7. Bolotov, A. K. Opyt snizheniya toksichnosti otrabotavshih gazov dizeley za schet podachi vody / A.K. Bolotov, V.A. Lihanov, V.M. Popov, A.M. Saykin // Dvigatelestroenie. – 1982. – № 7. – S. 15–17. 8. Smirnov, S.V. Uluchshenie ekspluatatsionnyh pokazateley avtotraktornyh dizeley putem sovershenstvovaniya parametrov sistemy nadduva : avtoref. dis… kand. tehn. nauk / S.V. Smirnov. – SPb– Pushkin, 2007. – 18 s.
Гранкин Максим Геннадьевич – адъюнкт 4 кафедры двигателей; Козлов Андрей Александрович – адъюнкт 4 кафедры двигателей; Якимушкин Роман Васильевич – адъюнкт кафедры боевых гусеничных, колесных машин и военных автомобилей; Омельченко Андрей Сергеевич – преподаватель, командир взвода учебного батальона (СПО). Омский автобронетанковый инженерный институт.
Kozlov Andrey Alexandrovich – Postgraduate of the Engines Department; Grankin Maxim Gennadievich – Postgraduate of the Engines Department, Yakimushkin Roman Vasil'evich – Postgraduate at the Combat Tracked, Wheeled and Military Vehicles Department; Omel'chenko Andrey Sergeevich – Lecturer, Platoon Commander of the Training Battalion (Vocational Secondary Education). Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 02.03.2018
20
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
УДК 623.618 ГРНТИ 78.25.55
РЕАЛИЗУЕМАЯ СХЕМА КОМБИНИРОВАННОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ НАЗЕМНОГО РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА, ВЫПОЛНЯЮЩЕГО ЗАДАЧИ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ П.В. Дружинин, В.В. Сергеев, Р.В. Романенко Научно-исследовательский институт военно-системных исследований материально-технического обеспечения Вооруженных сил Российской Федерации 191123, г. Санкт-Петербург, ул. Набережная Робеспьера, д. 10 а В статье рассмотрен анализ реализуемых схем комбинированных силовых установок с электромеханической трансмиссией в подвижных объектах, их преимущества и недостатки, предлагаемая и реализуемая схема комбинированной силовой установки с электромеханической трансмиссией наземного робототехнического комплекса, выполняющего задачи материально-технического обеспечения. Ключевые слова: комбинированная силовая установка, военно-гусеничная машина, электромеханическая трансмиссия, наземный робототехнический комплекс, тяговый электродвигатель.
IMPLEMENTED SCHEME OF THE COMBINED POWER PLANT WITH ELECTROMECHANICAL TRANSMISSION OF THE GROUND ROBOTIC SYSTEM PERFORMING TASKS OF LOGISTICS P.V. Druzhinin, V.V. Sergeev, R.V. Romanenko Research Institute of the Military-System Researches of Logistics of the Ministry of Defense of the Russian Federation 191123, St. Petersburg, ul. Naberezhnaya Robesp'era, 10 a The paper considers the analysis of implemented schemes of combined power plants with electromechanical transmission in mobile objects, their advantages and disadvantages. The authors propose and implement a scheme of the combined power plant with electromechanical transmission of the ground robotic system performing tasks of logistics. Keywords: a combined power plant, a tracked vehicle, electromechanical transmission, a ground robotic system, a traction electric motor.
Введение При создании военной техники учитываются требования действующей Военной доктрины Российской Федерации о подготовке к участию во всех видах войн и вооруженных конфликтов с применением оружия и оружия массового поражения. В связи с
этим концептуальный подход к созданию новых образцов военных гусеничных машин (далее – ВГМ) базируется на обеспечении ее высокой универсальности, позволяющей решать разнотипные боевые задачи во всех видах боевых действий в различных природно-климатических условиях.
© Дружинин П.В., Сергеев В.В., Романенко Р.В., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
21
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Данные требования к ВГМ определили электропривода в наиболее тяжелых режиих развитие в направлении решения следу- мах движения: разгон, ускорение, форсироющих задач: вание, поворот, преодоление подъемов или – повышение огневой мощи за счет при- препятствий и т.д. При торможении трансменения новых видов вооружения; портного средства, движении месистему управления компенсирует недостатокнаееспуске, при работе тяговог движения рекупериру– повышение уровня защищенности; электропривода ханическая в наиболееэнергия тяжелых режимах движения: разго ется через систему управления в буферный – повышение уровня подвижности путемфорсирование, ускорение, поворот, преодоление подъемов ил Основными преимуществами си-движении н увеличения средних скоростейпрепятствий движения и т.д.источник. При торможении транспортного средства, спуске, механическая энергия движениявыполненных рекуперируется через систем стем электропривода, по позапаса хода по топливу; источник. Основными преимуществами систе следовательной схеме, являются отсутствие – повышение надежности; управления в буферный электропривода, выполненных связи по последовательной схеме, являютс между ДВС и ведущими – возможность роботизации и автомати- механической отсутствие между ДВС и ведущими колесами, чт зации управления перспективных ВГМ; механической колесами,связи что позволяет работать ДВС в люпозволяет работать ДВС в любой точке своих характеристик, – расширение возможностей диагности- бой точке своих характеристик, в том числе в том числе максимальной так же упрощаетс рования и контроля систем. пределах областипределах области эффективности, максимальной эффективкинематическая ности,трансмиссии. так же упрощается кинематическая Одним из актуальных способов для ре- схема шения вышеуказанных задач является при- схема трансмиссии. менение в составе ВГМ комбинированных силовых установок с электромеханической трансмиссией. Они представляют собой сложную систему устройств, находящихся в тесной взаимосвязи и функционирующих как единое целое, но отличающихся по типу и принципам взаимодействия основных элементов. Анализ реализуемых схем комбиниМеханическая связь рованных силовых установок Электрическая связь Современные комбинированные силовые Рис. 1. Схема последовательной структуры установки включают двигатель внутреннего комбинированной силовой установки сгорания (далее – ДВС) или двигатель-геРис.1. Схема последовательной структуры комбинированной силовой нераторные агрегаты и тяговые накопители Параллельная схема комбинированустановки энергии, которые совместно с комбинирован- ной силовой установки Параллельная схема комбинированной силовой установки ными электромеханическими трансмиссиями В параллельной схеме (рис. 2) в отличие строятся по принципу последовательной или от последовательной В параллельной схеме (рис.2) вприменяется отличие оттяговый последовательно параллельной архитектуры, а также по схеме электродвигатель, вал которого взаимосвяприменяется тяговый электродвигатель, вал которого взаимосвязан с вало «сплит», реализующей последовательно-пазан сбуферного валом ДВС. Режим работы буферного ДВС. Режим работы источника аналогичен режиму работы раллельную систему. источника аналогичен режиму работы в попоследовательной схеме. Энергия, необходимая для привода ведущи Рассмотрим три структурные схемы ком- следовательной схеме. Энергия, необходиколес, реализуется параллельными потоками от ДВС и тяговог бинированной силовой установки (далее – мая для привода ведущих колес, реализуется Параллельная потоками схема характеризуется относительн КСУ) с электромеханической электродвигателя. трансмиссией параллельными от ДВС и тяговонебольшими массогабаритными параметрами и болеесхема высоким КПД (далее – ЭМТ). го электродвигателя. Параллельная обеспечить стабильность режима работы небольшими ДВС при параллельно Последовательная схемаоднако комбинирохарактеризуется относительно ванной силовой установки схеме невозможно. массогабаритными параметрами и более вы- в основно Сокращение расхода топлива достигается В последовательной схемеза(рис. 1) ДВС соким КПД, однако обеспечить стабильность счет уменьшения рабочего объема ДВС, а также усложняется обще работает в паре с генератором, а тепловая режима работы ДВС при параллельной схеуправление приводом. энергия топлива, преобразованная в элек- ме невозможно. Сокращение расхода топлива Смешанная схема компоновки комбинированной силово трическую, через систему управления посту- достигается в основном за счет уменьшения установки пает для питания тягового электродвигате- рабочего объема ДВС, а также усложняется ля, который преобразует ее в механическую общее управление приводом. для привода ведущих колес транспортного Смешанная схема компоновки комсредства. Энергия буферного источника бинированной силовой установки тока через ту же систему управления комВ смешанной схеме (рис. 3) валы ДВС пенсирует недостаток ее при работе тягового и тягового электродвигателя взаимно свя-
22
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
взаимно связаны, но не жесткой конструкцией, а через несимметричный планетарный дифференциал. Достоинством смешанной схемы является возможность обеспечения практически постоянного, экономического режима ДВС, а также возможность перераспределения мощности между ДВС, электродвигателем и ведущими колесами при минимальных Вооружение и военная техника. Комплексы и системы потерях. военного назначения
заны, но не жесткой конструкцией, а через нентов комбинированной силовой установки несимметричный планетарный дифферен- должен основываться на предназначении мешанной циал. схеме Достоинством (рис.3) валы ДВС и тягового смешанной схемыэлектродвигателя яв- транспортного средства. возможность обеспечения практиПроведенный анализ конструктивных о связаны, ляется но не жесткой конструкцией, а через несимметричный чески постоянного, экономического режима взаимодействия основных элеменарный дифференциал. Достоинством смешанной схемы схем является тов КСУ, ДВС, а также возможность перераспределеность обеспечения практически постоянного, экономического их преимуществ и недостатков, ния мощности между ДВС, электродвигате- а также основных требований к разработДВС, а также возможность перераспределения мощности между лем и ведущими колесами при минималь- ке Рис. перспективных образцов ВГМ позволил 3. Схема смешанной структуры комбинированной энергосиловой лектродвигателем и ведущими колесами при минимальных сделать потерях. ных потерях. вывод о том, что наиболее рациустановки онально использовать последовательную Рассмотренные выше схемы комбинированных силовых установок схему КСУ. Реализация данной схемы пообладают своими преимуществами и недостатками. Выбор структурной Рис. 2. Схема параллельной структуры комбинированной силовой зволяет максимально выполнесхемы взаимодействия компонентов обеспечить комбинированной силовой установки установки должен основываться на предназначении средства. ние заданных требований транспортного к перспективным Проведенный образцам анализ ВГМ.конструктивных схем взаимодействия основных Повышенная эффективность данной схемы обусловливается элементов КСУ, их преимуществ и недостатков, а также основных Именно такой тип схемы комбинированвзаимосогласованностью параметров машин, а также алгоритмов требований ксистемы разработке перспективных образцов ВГМ позволил сделать ной силовой установки с электромеханической управления ими. Недостатками данной схемы является вывод необходимость в о том, что наиболее рационально использовать последовательную трансмиссией (рис. 4) сегодня разрабатываетсхему КСУ. Реализация данной схемы позволяет максимально обеспечить устройстве механического сопряжения агрегатов силовой установки, выполнение заданных требований кНИО перспективным образцам ВГМ. ся коллективом 23-го НИИ (ВСИ МТО которое должно одновременно реализовывать функцииИменно непрерывно такой тип схемы комбинированной силовой установки с ВС РФ) и ООО «Станкомаш» для роботизироМеханическая изменяющегося передаточного числа связь трансмиссии, электромеханической преобразованию, трансмиссией (рис. 4) сегодня разрабатывается го ванной23-платформы на базе легкобронированколлективом НИО связь ДВС, электродвигателя распределению и передаче Электрическая потоков энергии и НИИ (ВСИ МТО ВС РФ) и ООО «Станкомаш» для ного гусеничного шасси, качестве транспорроботизированной платформы на базев легкобронированного гусеничного 2. Схема параллельной структуры генератора. Рис. 2. Схема Рис. параллельной структуры комбинированной силовой шасси, в качестве транспортера края, выполняющего тера переднего края, переднего выполняющего задачи задачи комбинированной силовой установки
установки
материально-технического обеспечения.
материально-технического обеспечения.
ышенная эффективность данной схемы обусловливается согласованностью параметров машин, а также алгоритмов системы ения ими. Недостатками данной схемы является необходимость в стве механического сопряжения агрегатов силовой установки, е должно одновременно реализовывать функции непрерывно ющегося передаточного числа трансмиссии, преобразованию, делению и передаче потоков энергии ДВС, электродвигателя и Механическая связь ора. Электрическая связь
Рис. 3. Схема смешанной структуры комбинированной энергосиловой установки
Повышенная эффективность данной схеРис. 4. Структурная схема КСУ Рис. 4.наземного Структурная схема КСУ с ЭМТ наземногокомплекса роботизированного мы обусловливается взаимосогласованностью с ЭМТ роботизированного комплекса военного назначения: военного назначения: параметров машин, а также алгоритмов си– ведущие колеса; ДВС – двигатель внутреннего сгорания; ЭБУД ВКВК – ведущие колеса; ДВС – двигатель внутреннеблок управления двигателем; ИУС – Ш – информационно-управляющая стемы управления ими. Недостатками дан- электронный го сгорания; ЭБУД электронный блок управления шасси; ППТ –ИУС-Ш педаль подачи топлива; ПТС – педаль тормозной системы, Гдвигателем; – информационно-управляющая ной схемы является необходимость в устрой- система генератор; И –инвертор коммутатором цепей обмотоктоплива; возбуждения; ВИ – система шасси;сППТ – педаль подачи стве механического сопряжения агрегатов вспомогательный инвертор;тормозной НЭ – накопитель энергииГ(аккумуляторная ПТС – педаль системы, – генератор; батарея или И –инвертор с коммутатором цепей обмоток возбуждесиловой установки, которое должно одноврения; ВИ – вспомогательный инвертор; менно реализовывать функции непрерывно НЭ – накопитель энергии (аккумуляторная батарея изменяющегося передаточного числа транс- или накопитель конденсаторного типа); ТЭД – тяговый электродвигатель; БР – бортовой редуктор миссии, преобразованию, распределению и передаче потоков энергии ДВС, электродвигателя и генератора. К основным составным частям макетного Рассмотренные выше схемы комбиниро- образца относятся: ванных силовых установок обладают свои– корпус и ходовая часть МТЛБу; ми преимуществами и недостатками. Выбор – система управления (БИУС движеструктурной схемы взаимодействия компо- ния) – аппаратно-программное средство, Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
23
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
полностью цифрового шасси с возможностью диагностики предназначенное для управления движенишасси с возможностью диагностики и дистандистанционного управления; накопитель конденсаторного типа); ТЭД – тяговый электродвигатель; БР – бортовой ем образца, технического диагностирования ционного управления;трансмиссии этого типа функ редуктор – сочетание в электромеханической электронных и электрических систем, защи– сочетание в электромеханической элементов механической трансмиссии, что существенно упрощ ты электрооборудования; трансмиссии этого типа функций элементов К основным составным частям макетного образца относятся: конструкцию трансмиссии, увеличивает ее надежность – комбинированная – корпус и ходовая часть МТЛБу; силовая установка, механической трансмиссии, что существенремонтопригодность; но упрощает конструкцию трансмиссии, в себя двигатель – система включающая управления (БИУС движения) внутреннего – аппаратно-программное увеличивает надежность и ремонтоприсгорания, генератор индуктор-обеспечение бесступенчатого скорости, и сниже средство, предназначенное для: вентильный управления движением образца, еерегулирования ный тяговый и блок накопителей энергии; годность; расхода топлива на 20–25%, и повышение тем самым таких показател технического диагностирования электронных и электрических систем, – электротрансмиссия, состоящая из рас– обеспечение бесступенчатого регулирозащиты электрооборудования; как быстроходность, экономичность, динамичность, манёвренность и пределенной микропроцессорной системы вания скорости, и снижение расхода топлива – комбинированная силовая установка, включающая в себя: двигатель следствие увеличение в целом боевого свойства – подвижности. управления, силовых преобразователей элек- тяговый на 20–25%, внутреннего сгорания, генератор вентильный индукторный и блоки повышение тем самым таких Выводы: трической энергии, двух тяговых электродви- показателей, как быстроходность, экономичнакопителей энергии; – предлагаемая компоновочная схема размещения КСУ гателей, соединенныхсостоящая через редуктор с веду-распределенной ность, динамичность, манёвренность и как – электротрансмиссия, из: щими колесами. следствие увеличение в целом боевого свойэлектромеханической трансмиссией позволяет рационально использов микропроцессорной системы управления, силовых преобразователей ства – подвижности. Компоновка размещения составных электрической энергии, двух тяговых электродвигателей, внутренние объемы соединенных НРТК ВН для подвоза боеприпасов и топлив Выводы: частей электромеханической трансмиссии через редуктор с ведущими колесами. подразделениям на передовой, находящимся под огнем противника (р – предлагаемая компоновочная схема образца наземногочастей робототехниКомпоновкамакетного размещения составных электромеханической 6); ческого комплекса военного назначения размещения трансмиссии макетного образца наземного робототехнического комплекса КСУ с электромеханической схема комбинированной силовойис- установк представлена на рис.на5.рис. 5.– последовательная трансмиссией позволяет рационально военного назначения представлена внутренние объемы НРТК ВН электромеханической пользовать трансмиссией позволяет ДВС работать в лю для подвоза и топлива к подразточке своих характеристик, в томбоеприпасов числе в пределах области максималь 3 2 делениям на передовой, находящимся под огэффективности. 4 нем противника (рис. 6);
5 1
Рис. 5. Компоновка размещения КСУ
Рис. 5. Компоновка размещения КСУ с электромеханической с электромеханической трансмиссией макетного трансмиссией образца НРТКНРТК ВН: ВН: макетного образца 1 – тяговые2электродвигатели; 1 – тяговые электродвигатели; – силовые преобразователи электрической 2 – силовые преобразователи электрической энергии; энергии; 3 – гибридная энергоустановка; – блок накопителей энергии; 5 – электронная 3 – гибридная4 энергоустановка; система управления 4 – блок накопителей энергии; 5 – электронная система управления
Характерные особенности данной трансмиссии: Рис. 6. Дистанционная выгрузка боеприпасов с наземного Рис. 6. Дистанционная выгрузка боеприпасов Характерные связей особенности данной транс– отсутствие механических между генератором и бортовыми с наземного робототехнического комплекса робототехнического комплекса военного назначения миссии: тяговыми электродвигателями, а также механических связей междувоенного назначения механических самими тяговыми – отсутствие электродвигателями и, связей как между следствие, отличные Библиографический список – последовательная схема комбинирокомпоновочныегенератором возможности военной гусеничной машины и реализации и бортовыми тяговыми электро-
1. Бахмутов С.В. ванной Конструктивные схемы автомобилей с гибридны силовой установки с электромехадвигателями, а также механических связей нической трансмиссией позволяет ДВС расиловыми установками, учебное пособие / С.В. Бахмутов, А.Л. Карун между самими тяговыми электродвигателяботать в любой точке своих характеристик, ми и, как следствие, отличные компоновочВ.В. Ломакин. – Москва : МГТУ «МАМИ», 2007. – 72 с. том числеобщих в пределах области максимальные возможности военной 2.гусеничной Шеремет маИ.Б. в Система технических требований к ви ной эффективности. шины и реализации полностью цифрового
вооружения и военной технике / И.Б. Шеремет, Н.А. Рудианов, В
24
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Бахмутов С.В. Конструктивные схемы автомобилей с гибридными силовыми установками, учебное пособие / С.В. Бахмутов, А.Л. Карунин, В.В. Ломакин. – Москва : МГТУ «МАМИ», 2007. – 72 с. 2. Шеремет И.Б. Система общих технических требований к видам вооружения и военной технике / И.Б. Шеремет, Н.А. Рудианов, В.С. Хрущев // Наземные робототехнические комплексы. Общие ТТХ – Москва : МО РФ, 2015. – 79 с. 3. Степанов Ю.А. Система вооружения и военной техники, часть 2, учебное пособие / Ю.А. Степанов, В.С. Стативка, С.Г. Дубинин – Санкт-Петербург : ВА МТО, 2017. – 660 с. 4. Сергеев В.В. Приоритетные направления создания робототехнических комплексов МТО / В.В. Сергеев, В.Н. Колоколов, В.Л. Матушкин // Научные проблемы МТО ВС РФ: сборник научных трудов – Санкт-Петербург : изд-во политехнического университета, 2017. – С. 231–237. 5. Сергеев В.В. Применение РТК ВН для МТО войск (сил) / В.В. Сергеев, И.В. Гречушкин, В.Л. Матушкин // Научные проблемы военно-системных исследований: сб. науч. тр. – СПб.: изд-во политехнического университета, 2017. – С.114–122.
REFERENCES 1. Bahmutov S.V. Konstruktivnye shemy avtomobiley s gibridnymi silovymi ustanovkami, uchebnoe posobie / S.V. Bahmutov, A.L. Karunin, V.V. Lomakin. - Moskva : MGTU «MAMI», 2007. – 72 s. 2. Sheremet I.B. Sistema obschih tehnicheskih trebovaniy k vidam vooruzheniya i voennoy tehnike / I.B. Sheremet, N.A. Rudianov, V.S. Hruschev // Nazemnye robototehnicheskie kompleksy. Obschie TTH – Moskva : MO RF, 2015. – 79 s. 3. Stepanov Yu.A. Sistema vooruzheniya i voennoy tehniki, chast' 2, uchebnoe posobie / Yu.A. Stepanov, V.S. Stativka, S.G. Dubinin – Sankt-Peterburg : VA MTO, 2017. – 660 s. 4. Sergeev V.V. Prioritetnye napravleniya sozdaniya robototehnicheskih kompleksov MTO / V.V. Sergeev, V.N. Kolokolov, V.L. Matushkin // Nauchnye problemy MTO VS RF: sbornik nauchnyh trudov – SanktPeterburg : izd-vo politehnicheskogo universiteta, 2017. – S. 231–237. 5. Sergeev V.V. Primenenie RTK VN dlya MTO voysk (sil) / V.V. Sergeev, I.V. Grechushkin, V.L. Matushkin // Nauchnye problemy voenno-sistemnyh issledovaniy: sb. nauch. tr. – SPb.: izd-vo politehnicheskogo universiteta, 2017. – S.114–122.
Дружинин Петр Владимирович – доктор технических наук профессор, старший научный сотрудник; Сергеев Владислав Владимирович – кандидат биологических наук доцент кафедры технического обеспечения и тактики), начальник 23 научно-исследовательского отдела; Романенко Роман Владимирович – соискатель на ученую степень кандидата технических наук, адъюнкт. 23-й научно-исследовательский отдел Научно-исследовательского института военно-системных исследований материально-технического обеспечения Вооруженных сил Российской Федерации.
Druzhinin Petr Vladimirovich – Doctor of Engineering, Professor, Senior Researcher; Sergeev Vladislav Vladimirovich – Cand. Sc. {Biology}, Associate Professor at the Maintenance and Tactics Department, Head of the 23rd Research Department; Romanenko Roman Vladimirovich – Postgraduate of the 23rd Research Department, Central Research Institute of the Military-System Researches of Logistics of the Ministry of Defense of the Russian Federation.
Статья поступила в редакцию 01.03.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
25
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
УДК 004.021 ГРНТИ 78.25.31
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЭПИПОЛЯРНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ А.В. Зубарь, В.И. Кирнос, В.П. Пивоваров Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок; omsktii@mail.ru В статье изложено решение задачи нахождения дополнительных ограничений на область поиска изображения по стереопаре, заданной эпиполярной линией. Особенностью данного подхода является возможность нахождения ограничений на основе математических зависимостей, не требующих нахождения фундаментальной матрицы и предварительной обработки изображений. Ключевые слова: эпиполярная линия, поиск изображения, цифровая видеокамера, система технического зрения, стереопара.
DETERMINATION OF ADDITIONAL EPIPOLAR RESTRICTIONS A.V. Zubar’, V.I. Kirnos, V.P. Pivovarov Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok; omsktii@mail.ru The article describes the solution of the problem of finding additional restrictions on the image search area according to the stereo pair specified by the epipolar line. A feature of this approach is a possibility of having restrictions based on mathematical relationships that do not require finding the fundamental matrix and pre-processing images. Keywords: an epipolar line, the image search, a digital video camera, the vision system, a stereo pair.
Введение При разработке оптико-электронных систем определения параметров целей по изображениям с цифровых видеокамер ключевыми моментами являются точность и вычислительная реализуемость применяемого алгоритма автоматического поиска изображений. Основным элементом такой системы является ЭВМ. Возможность выполнения всего функционала предусмотренных измерений и их обработки в реальном времени на ЭВМ с ограниченной вычислительной мощностью является весьма актуальной задачей. Её решение во многом определяет правильный выбор способов поиска, являющихся основой для построения специализированных алгоритмов обработки цифровых изображений.
На сегодняшний день нашли широкое применение глобальные и локальные способы поиска объектов на стереоизображениях, полученных с СТЗ [1, 2]. Общий недостаток глобальных алгоритмов с точки зрения обеспечения минимальных требований к ресурсам ЭВМ – это их высокая вычислительная сложность, кроме того, они требуют предварительной обработки изображений. Особенность локальных алгоритмов поиска заключается в том, что поиск в них организуется путём последовательного сканирования между некоторыми локальными участками изображений, как правило, это некоторая интересующая область одного изображения и область поиска на другом изображении. В свою очередь, размеры этих областей и порядок их нахождения будут
© Зубарь А.В., Кирнос В.И., Пивоваров В.П., 2018
26
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
определять точность поиска и требования объекта по изображениям с пары камер явк вычислительной мощности ЭВМ. ляется поиск вдоль эпиполярной линии [3; 4, Результаты и их обсуждение с. 159–162; 5, с. 309–314; 6] (рис. 1), где эпипоДля определения координат объекта P по люсы – это точки (ЕК1 и ЕК2); эпиполярная плоего изображениям Img с двух цифровых виде- скость – это плоскость ОК1ОК2Р, проходящая окамер можно записать пару векторов положе- через базовую линию ОК1ОК2; эпиполярная пряImg Img P mPK1 1 1) и PK2 = ( мая – это пересечение эпиполярной плоскости ния этого объекта PK1 = (nK1 P P nK2 mK2 1 1) на изображениях, соответственно, ОК1ОК2Р с плоскостью изображения, например для камер K1 и K2. При этом значения пик- на рис. 1, эпиполярная прямая для изображесельных координат объекта P на изображении ния ImgК2 – это прямая (в данном случае линия P P 0 N – количество строк, поиска LK2 ), проходящая через точки PK2 и PK2 . первой камеры K1 (nK1 P mK1 – количество столбцов) могут быть заданы Согласно модели эпиполярной геометрии пользователем (оператором) или определены все эпиполярные прямые проходят через эпиавтоматически в результате работы, напри- полюс, а множество эпиполярных плоскостей мер, алгоритма обнаружения, распознавания представляет собой однопараметрическое сеили селекции движущихся объектов и т.п. мейство плоскостей. И, если на изображении P и mPK2 могут быть определе- одной камеры указан объект для данного поЗначения же nK2 ны вручную оператором или автоматически, ложения камер, на изображении второй каP , на например, в результате работы алгоритмов меры существует только одна линия LK2 определения положения изображения объек- которой возможно нахождение изображения та на изображении второй камеры. Однако этого объекта в зависимости от его удаления ручное определение этих координат является от первой камеры. Как видно из трёхмерной эпиполярной трудоёмким и длительным процессом и будет Img сочетаться с субъективными ошибками опера- модели (рис. 1), изображению PK2 объекта Р тора. Поэтому, как правило, используется ав- может соответствовать несколько положений томатическое определение положения изобра- этого объекта. Он может находиться и в точке Img Img 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 Р′, и в Р′′,Img ноК2в будут любомлежать случаена точки PK2 , P′K2 , жения объекта паре𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 изображений. 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 , 𝑃𝑃𝑃𝑃′на линии 𝐾𝐾𝐾𝐾2 , 𝑃𝑃𝑃𝑃′′𝐾𝐾𝐾𝐾2 на изображении второй камеры Img Одним 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 .из наиболее эффективных и рас- P′′K2 на изображении второй камеры ImgК2 буP . пространённых способов поиска изображения дут лежать на линии LK2
1. Определение области поискаизображения изображения вдоль вдоль эпиполярной эпиполярной линии Рис.Рис. 1. Определение области поиска линии
Очевидным достоинством такого подхода к определению положения области поиска по сравнению с ректификацией является отсутствие необходимости попиксельной переработки изображений. А из этого следует уменьшение количества вычислительных операций и повышение достоверности результата поиска, так как поиск осуществляется по оригинальным изображениям. С другой стороны, при нахождении эпиполярных линий так же, как и при
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
27
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Очевидным достоинством такого подхо- чивающей область поиска линией используда к определению положения области поис- ется эпиполярная линия, протягивающаяся ка по сравнению с ректификацией являет- через все изображение. На рис. 1 такая ли0 N до точки PK2 . ся отсутствие необходимости попиксельной ния будет построена от точки PK2 переработки изображений. Из этого следует Это связано с тем, что эпиполярная плоскость продуктивность этого вычислительных способа в случае, когда первая и вторая камеры постоянно принимается при построениях безразмерной. уменьшение количества меняют свою взаимную ориентацию, а поиск необходимо осуществлять съёмкипоэто вполне операций и повышение достоверности ре- Для большинства случаев реальном масштабе времени, будет снижена. допущение. справедливое зультатавидеоряду поиска, втак как поиск осуществляДостаточно часто эпиполярные линии называют эпиполярными ограничениями. Но вместе с этим в отдельных ситуациется по оригинальным изображениям. При этом имеют в виду именно ограничение границ области поиска. При этом под С другой стороны, при нахождении ях взаимная ориентация камер может окаограничивающей область поиска линией используется эпиполярная линия, P такова, чтобудет линия поискаот LK2 должна эпиполярных линий такчерез же, все какизображение. и при рек- Назаться протягивающаяся рис. 1 такая линия построена тификации, необходимо находить фунда- проходить не через все изображение. На0 𝑁𝑁𝑁𝑁 точки 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 до точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 . Это связано с тем, что эпиполярная плоскость принимается пример, случаев снова возвращаясь к рис. 1, замементальную матрицу. Следовательно, пропри построениях безразмерной. Для большинства съёмки это вполне тим, что если объект интереса находится от дуктивность этого способа в случае, когда справедливое допущение. камеры К1 не дальше точки Р и эпиполюс первая и Но вторая камеры постоянно меняют вместе с этим в отдельных ситуациях взаимная ориентация камер может 𝑃𝑃𝑃𝑃 находится на изображении свою взаимную поиск поиска необхо- 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐾𝐾𝐾𝐾2ЕК2должна проходить не через все ImgК2, то оказатьсяориентацию, такова, что а линия P можно справедливо ограLK2 димо осуществлять видеоряду в реальном изображение.поНапример, снова возвращаясьлинию к рис. поиска 1, заметим, что если объект Img на интереса находится от камеры К1 не дальшеничить точки Р отрезком и эпиполюсEЕK2К2Pнаходится , чем ещё больше масштабе времени, будет снижена. K2 , то линию поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 можно справедливо ограничить отрезком изображении ImgК2 уменьшить область поиска. Достаточно часто эпиполярные линии 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 Рассмотрим пример измерительной систеназывают ограничениями. уменьшить область поиска. 𝐸𝐸𝐸𝐸𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑃𝑃𝑃𝑃эпиполярными 𝐾𝐾𝐾𝐾2 , чем ещё больше Рассмотрим пример измерительной двух одинаковых нормально мы изиздвух одинаковых нормально (параллельПри этом имеют в виду именно ограничениесистемы (параллельно) расположенных камер К1 и К2но) (рис. 2). расположенных камер К1 и К2 (рис. 2). границ области поиска. При этом под ограни-
Рис. 2. Иллюстрация к нахождению положения линии поиска для случая нормального расположения камер
Пусть на изображении ImgК1 камеры К1 указано изображение объекта интереса в точImg ке PK1 . Из схемы видно, что положению изоImg бражения PK1 будет соответствовать множе-
28
ство объектов Р0, Р1, Р2, Р3, … Р∞, из которых Р0 – самое близкое к камере К1 возможное положение объекта интереса, а в положении Р∞ объект можно считать бесконечно удалённым. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Изменим ситуацию. Пусть теперь объекВ самом ближнем положении к СК камеры К1 (точка P0) луч от объекта не попадает тив камеры К1 будет иметь фокусное растояна фотоматрицу камеры К2 и будет проходить ние fK1 ≠ fK2. Изменится положение изображепо базовой линии. А при удалении объекта Р ния ImgК1, приняв положение Img′К1, а вектор от камеры К1 с момента его вхождения в поле координат запишем как A'K1 =(x'K1 y'K1 f'K1 1). 0 Тогда из подобия прямоугольных треузрение камеры К2 луч на объект Р (от PK2 до ∞ Img Img Img Img PK1 ОK1 изи Oподобия P' О'K1 прямоугольных найдём PK2) в СК камеры К2 по своему наклону бу- гольников OK1Тогда K1 K1 треугольнико Img в СК камеры К1: дет стремиться к паралелльному состоянию вектор координат𝐼𝐼𝐼𝐼точки 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼P 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝑂𝑂𝑂𝑂𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑂𝑂𝑂𝑂′𝐾𝐾𝐾𝐾1 K1найдём вектор координат точки 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 в СК к с лучом на этот же объект в СК камеры К1 из подобия прямоугольных Тогда треугольников 𝑂𝑂𝑂𝑂 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑂𝑂𝑂𝑂 и 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓 Img 𝑦𝑦𝑦𝑦′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 1�. = 𝐴𝐴𝐴𝐴′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 = �𝑥𝑥𝑥𝑥′𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐾𝐾𝐾𝐾1𝐼𝐼𝐼𝐼 𝑓𝑓𝑓𝑓′ 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐾𝐾𝐾𝐾1 (точка PK1 ). С учетом дискретной структуры 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑂𝑂𝑂𝑂𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑂𝑂𝑂𝑂′𝐾𝐾𝐾𝐾1 найдём вектор координат𝑓𝑓𝑓𝑓′точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾1 в 𝐾𝐾𝐾𝐾1 СК камеры К1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 ∞ (3) векторы 𝑃𝑃𝑃𝑃0 и 𝑃𝑃𝑃𝑃∞ гр 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓полученных 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2зависимостей фотоприемников положение PK2 – это поло𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 С учетом 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐾𝐾𝐾𝐾2 (3) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 1�. = �𝑥𝑥𝑥𝑥′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓′ 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐾𝐾𝐾𝐾1 = 𝐴𝐴𝐴𝐴′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 расположенных 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 жение объекта относительно измерительной для𝐾𝐾𝐾𝐾1нормально камер К1 и К2 в случае, ког 0 ∞ 𝑃𝑃𝑃𝑃 и 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 границ поискав𝐿𝐿𝐿𝐿следу С учетом полученных зависимостей векторы 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 ≠треугольников 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2линии , представим разные фокусные расстояния 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 системы, когда определить по изображениям Тогда из подобия прямоугольных 𝑂𝑂𝑂𝑂 С учетом полученных зависимостей век𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑋𝑋𝑋𝑋 𝑋𝑋𝑋𝑋в случае, когда их объективы имеют для нормально расположенных и −𝑝𝑝𝑝𝑝 К2𝐾𝐾𝐾𝐾2 �𝑁𝑁𝑁𝑁К1 � 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 ∞ 𝐼𝐼𝐼𝐼 0 камер 0𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑝𝑝𝑝𝑝𝐾𝐾𝐾𝐾2 P разницу в положении объекта становится не𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 Рис. 2. Иллюстрация к нахождению положенияторы линии поиска случая 𝑃𝑃𝑃𝑃для = � вектор 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾11� P𝐾𝐾𝐾𝐾1 границ линии поиска Lточки для PK2 𝑂𝑂𝑂𝑂𝐾𝐾𝐾𝐾1расстояния 𝑃𝑃𝑃𝑃′ найдём в; СК камеры К1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 в следующем виде: разные фокусные 𝐾𝐾𝐾𝐾1 и𝑂𝑂𝑂𝑂′ K2 𝑓𝑓𝑓𝑓 K2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 2 координат 𝐾𝐾𝐾𝐾1 ≠ 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 , представим возможным. Это такое расстояние, за преденормального расположения камер 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑋𝑋𝑋𝑋 𝑋𝑋𝑋𝑋 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 расположенных в 𝐷𝐷𝐷𝐷𝐾𝐾𝐾𝐾2 � 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 камер 𝐷𝐷𝐷𝐷𝑦𝑦𝑦𝑦′𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2К1 и К2 �𝑁𝑁𝑁𝑁 нормально 𝑝𝑝𝑝𝑝 −𝑝𝑝𝑝𝑝 ∞ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 1�. 0 𝐷𝐷𝐷𝐷𝐾𝐾𝐾𝐾1𝑓𝑓𝑓𝑓 = 𝐴𝐴𝐴𝐴′ = 1�. 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓′ 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 ��𝑥𝑥𝑥𝑥𝑥𝑥𝑥𝑥′𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑓𝑓𝑓𝑓′ лами которого все объекты для измеритель𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = � 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2𝐴𝐴𝐴𝐴𝐾𝐾𝐾𝐾1 ; 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 (4) 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1� 𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝑓𝑓𝑓𝑓′ 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 случае, когда их объективы имеют𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 разные фо- 𝑓𝑓𝑓𝑓′0𝐾𝐾𝐾𝐾1 ∞ 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1𝐾𝐾𝐾𝐾1 2 ной системы будут равноудалёнными. Пусть на изображении ImgК1 камеры К1 указано изображение объекта интереса в и 𝑃𝑃𝑃𝑃 границ линии С учетом полученных зависимостей векторы 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 Теперь камеру К1 оставим в том же положении, а 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐷𝐷𝐷𝐷кусные 𝐷𝐷𝐷𝐷расстояния f ≠ f , представим в сле- 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ∞ 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼1K1�. K2 = �𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾1 (5) 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝑓𝑓𝑓𝑓изображения 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 относительно для расположенных камер К1 и К2 в случае, когда их объек образом, основу что дальнейших 𝐾𝐾𝐾𝐾1 нормально схемыв видно, положению 𝑃𝑃𝑃𝑃 будет точкеТаким 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾1 . Из её объектива на угол 𝛼𝛼𝛼𝛼 оптического центра О К2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 дующем виде: Теперь камеру К1 оставим в том же положении, а камеру К2 повернём ≠ 𝑓𝑓𝑓𝑓 , представим в следующем виде разные фокусные расстояния 𝑓𝑓𝑓𝑓 преобразований положим заключение о том, соответствовать множество объектов Р0, Р1, Р2, Р3, … Р∞, из которых Р0 – самое 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑋𝑋𝑋𝑋 𝑋𝑋𝑋𝑋 �𝑁𝑁𝑁𝑁центра 𝑝𝑝𝑝𝑝𝐾𝐾𝐾𝐾2 −𝑝𝑝𝑝𝑝О � еёР объектива на угол 𝛼𝛼𝛼𝛼𝐾𝐾𝐾𝐾2 (рис. 3). относительно оптического 𝐾𝐾𝐾𝐾2К2 0 𝐷𝐷𝐷𝐷∞ 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 близкое к камере К1 возможное положение объекта интереса, что если в нормально расположенной изме𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = �а в𝐾𝐾𝐾𝐾2положении 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1� ; (4) 𝑓𝑓𝑓𝑓 2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 объект можно считатьиз бесконечно удалённым. рительной системе двух одинаковых камер 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 ∞ 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 (5) �𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 ) луч от объекта не 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1�. самом ближнем положении к СК бесконечкамеры К1 (точка P0= наВизображении камеры К1 указан 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 попадает на фотоматрицу К2 и будет проходить по базовой линии. при но удаленный объект икамеры определены коордиТеперь камеру К1А оставим в том же положении, а камеру К Теперь камеру К1 оставим в том же полоудалении объекта Р от камеры К1 с момента его вхождения в поле зрение камеры 𝑁𝑁𝑁𝑁 наты его изображения на изображении этой относительно оптического центра О К2 её объектива на угол 𝛼𝛼𝛼𝛼𝐾𝐾𝐾𝐾2 (рис. 3). 0 ∞ жении, а камеру К2 повернём относительно до 𝑃𝑃𝑃𝑃 ) в СК камеры К2 по своему наклону будет К2 луч на объект Р (от 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 камеры, то в СК камеры К2 изображение этостремиться к паралелльному состоянию с лучом на этот же объект вцентра СК камеры оптического ОК2К1 её объектива на угол го объекта 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 будет иметь такие же координаты, N ∞ (рис. 3). α ). С учетом дискретной структуры фотоприемников положение 𝑃𝑃𝑃𝑃 (точка 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 – K2 что и в𝐾𝐾𝐾𝐾1СК камеры К1. И если этот объект Для определения границ линии поиска это положение объекта относительно измерительной системы, когда определить по максимально приблизить к камере К1, то на P изображениям разницу в положении объекта становится невозможным. Это такое изображении камеры К2 изображение это- LK2 на отклонённой камере выражения (4) и расстояние, за пределами которого все объекты для измерительной системы будут го объета будет смещаться вдоль оси ОК2ХК2 (5) неприменимы, так как они справедливы равноудалёнными. только для нормально расположенных кадоТаким тех пор, пока внеоснову выйдет за пределы изообразом, дальнейших преобразований положим заключение о левой границы мер. Кроме этого, положение бражения этойвкамеры. 0 P том, что если нормально расположенной измерительной системе из двух PK2 линии поиска LK2 теперь определяется не Для нормальных условий съемки линия одинаковых камер на изображении камеры К1 указан бесконечно удаленный P краем изображения, а положением на изообъекта координаты Р, заданного СК камеры на изображении поискаи Lопределены объект егов изображения этой камеры, то K2 бражении ImgК2 эпиполюса ЕК2. координат вК1 СК вектором камеры К2 скорректированных изображение этого объекта будет иметь такие же координаты, что ∞ D D D Определим положение вектора PK2 в СК К2. = (хкамеры y f К1. 1),Ина изображении каме- приблизить иАвK1СК если этот объектImg максимально красположенных камере К1, то накамер. Кроме этого, положение левой грани K1 K1 К1 К2 Из смещаться представленной схемы очевидно, что изображении камерыбудет К2 изображение этого объета будет вдоль оси ры К2 по горизонту протягиваться от точопределяется не краем изображения, а положе 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 теперь Img ∞ 0 0 из СК К1 в СК К2, согласперенос вектора P расположенных камер. Кроме этого, положение левой границы 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 линии поиска пор,Pпока не выйдет за пределы изображения этой камеры. Оки K1 К2Х дотех точки . При этом с учётом того, что PК2K2до Img эпиполюса Е . К2 К2 K2 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑃 но выражению (2), с учётом масштабирования ∞ не краемв изображения, а положением на изображении 𝐿𝐿𝐿𝐿поиска объекта Р, заданного СК Для нормальных условий съемки линияизобра𝐿𝐿𝐿𝐿𝐾𝐾𝐾𝐾2 определяется 𝐾𝐾𝐾𝐾2 теперь Определим положение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 в СК К2. в вертикальной плоскости координаты 0 расположенных камер. КромеImg этого, положение левой границы 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 линии поиска 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐷𝐷𝐷𝐷 относительно фокусных расстояний даст векэпиполюса Е . К2 К2 ( ), камеры К1 вектором скорректированных координат А = 𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 1 жений объекта на обоих изображениях будутизображения, 𝐾𝐾𝐾𝐾1 N 𝐾𝐾𝐾𝐾1 Из 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1представленной схемы очевидно, что перенос вектора ∞ на положением изображении 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 теперь D Dопределяется не краем СК масштабирования от PK2 с акоординатами, в0записанными СК К2. (2), с вучётом Определим положение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 камеры К2 по горизонту будеттор протягиваться от точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 на изображении Img К2 = y , а фокусные расстоясовпадать, т.е. y К2, согласно выражению K2 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 ЕК2. ∞ ImgК2K1эпиполюса камеры К2, если бы она была расположена 𝑁𝑁𝑁𝑁 из СК К1 в СК Из представленной схемы очевидно, что перенос вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾1 записанными . При этом с учётом того, что в вертикальной плоскости координаты до точки 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ∞, ния объективов обеих камер равны, вектора т.е. fK1 =𝑃𝑃𝑃𝑃fK2 вС расстояний даст вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 с координатами, в СК К2. Определим положение 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐾𝐾𝐾𝐾2 0на обоих изображениях нормально относительно камеры К1, т.е.: = 𝑦𝑦𝑦𝑦 , а изображений объекта будут совпадать, т.е. 𝑦𝑦𝑦𝑦 К2, согласно выражению (2), с учётом масштабирования относительно фокусных 𝐾𝐾𝐾𝐾1 расположена она была нормально относительно камеры К1, т 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐼𝐼𝐼𝐼 в СК камеры К2 можно координаты точки P K2 2. нахождению положения линии из СК записанными К1𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 вкСК Из представленной схемыкамер очевидно, что перенос вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾1Иллюстрация 𝑁𝑁𝑁𝑁 Рис. 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2в СК камеры = 𝑓𝑓𝑓𝑓 координаты фокусные расстояния объективов обеих равны, т.е. 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 с координатами, К2, если бы расстояний даст вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑁𝑁𝑁𝑁 записать следующим образом: 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1отклоненной 𝑓𝑓𝑓𝑓 1� = (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐾𝐾𝐾𝐾1 = �𝑥𝑥𝑥𝑥фокусных 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 относительно случайно 𝐾𝐾𝐾𝐾1 0 К2,камеры согласно выражению (2), следующим с учётом масштабирования 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 т.е.𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 правой камер 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 она была расположена относительно камеры К1, точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 в СК К2 можно записать образом: нормально 𝑁𝑁𝑁𝑁 Рис. 2. Иллюстрация к нахождению положения линии поиска для случая со записанными в СК если бы 𝑁𝑁𝑁𝑁этого𝑁𝑁𝑁𝑁вектора на обратну расстояний даст вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 с координатами, 0 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑋𝑋𝑋𝑋 𝑋𝑋𝑋𝑋 𝐷𝐷𝐷𝐷 очередь, умножение 𝐾𝐾𝐾𝐾2 свою 𝐾𝐾𝐾𝐾2 (1) К2, 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓В 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓камеры 𝑁𝑁𝑁𝑁(1) 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = (0,5[𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑦𝑦𝑦𝑦определения 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 правой 1� = 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑝𝑝𝑝𝑝𝐾𝐾𝐾𝐾2 − 𝑝𝑝𝑝𝑝𝐾𝐾𝐾𝐾2 ] 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 1).𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 ( ). 𝑃𝑃𝑃𝑃 = 𝐴𝐴𝐴𝐴 = � (7) 𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 1 (6) случайно отклоненной камерой 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 Для границ линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿 на отклонённо 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 онажебыла расположена нормально относительно К1, т.е. 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1𝐶𝐶𝐶𝐶𝐾𝐾𝐾𝐾2 камеры 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 камеры ∞ориентации 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 К2 позволит преобразовать знач , 𝑓𝑓𝑓𝑓определяющей Координаты изображения бесконечно удалённой точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 и (5) неприменимы, так как они справедливы то 𝐷𝐷𝐷𝐷 бесконечно 𝐷𝐷𝐷𝐷В свою очередь, умножение этого вектора на обратную матрицу взаимной 𝑁𝑁𝑁𝑁 же изображения 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑃𝑃𝑃𝑃 Координаты нормально расположенной СК камеры К1 в действительную 𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 1� = (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 что𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 ). отклонённой = ∞𝐴𝐴𝐴𝐴𝐾𝐾𝐾𝐾1 = 𝐿𝐿𝐿𝐿�𝐾𝐾𝐾𝐾2 (7) 1на , будут иметь те𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1же𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1𝑁𝑁𝑁𝑁координаты, и в 𝑓𝑓𝑓𝑓СК правую границу𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 линии поиска 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓определения Для границ линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2преобразовать камере выражения (4) из 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑁𝑁𝑁𝑁 камеры К2 позволит значения вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 ориентации 𝐶𝐶𝐶𝐶 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 Обозначив преобразованный вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 как 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2 , найдём его удалённой точки PK2, определяющей правую камеры К1, т.е. В свою очередь, умножение вектора на так обратную матрицу взаимной и нормально (5) этого неприменимы, каккамеры они справедливы только СК для нормально P 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁К1 расположенной СК действительную этой камеры. В свою очередь, умножение этого вектора ∞ 𝐷𝐷𝐷𝐷 (𝑁𝑁𝑁𝑁𝑥𝑥𝑥𝑥′𝑁𝑁𝑁𝑁 )−1в = Рис. 2. Иллюстрация к𝐾𝐾𝐾𝐾2 нахождению положения поиска для 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑦𝑦𝑦𝑦′𝑁𝑁𝑁𝑁 1). же , будут иметь те же границу поиска L 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐾𝐾𝐾𝐾2 (𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = Алинии . (2) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾2линии K2 камеры К2 позволит преобразовать значения 𝐾𝐾𝐾𝐾1 ориентации 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 из 𝐾𝐾𝐾𝐾2 как 𝑃𝑃𝑃𝑃′ , найдём его значения: Обозначив преобразованный вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃 на обратную матрицу взаимной ориентации 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 случайно отклоненной правойвектора камерой𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2 отн Проведя масштабирование значений координаты, что и в СК камеры К1, т.е. Изменим ситуацию. Пусть теперь объектив камеры К1 будет иметь фокусное нормально расположенной СК камеры К1 в действительную СК 𝑁𝑁𝑁𝑁N (𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑁𝑁𝑁𝑁 −1 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 этой же камеры. ∞ (8) (𝑥𝑥𝑥𝑥′позволит 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝑃𝑃𝑃𝑃 = 𝑦𝑦𝑦𝑦′ 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾2 К2, 1).найдём камеры К2 преобразовать значе𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 )К1, приняв 𝐾𝐾𝐾𝐾2положение значение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 , опред расстояния f𝐾𝐾𝐾𝐾2 K2 камеры D 𝑁𝑁𝑁𝑁 C ≠ 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 ∞. Изменится положение изображения растояние 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾1 K2 Img N как 𝑃𝑃𝑃𝑃′ , найдём его значения: Обозначив преобразованный вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃 PK2 = АK1 . (2) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ния 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑃относительно фокусного 𝐾𝐾𝐾𝐾2 Проведя масштабирование значений вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃′ Для определения границ линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿 на отклонённой камере вы из нормально расположенной вектора P 𝐾𝐾𝐾𝐾2 в случае, когда камер правой границы линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿 (𝑥𝑥𝑥𝑥′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦′ 𝑓𝑓𝑓𝑓′ 1). как 𝐴𝐴𝐴𝐴′ = Img′К1, а вектор координат 𝑁𝑁𝑁𝑁 запишем 𝑁𝑁𝑁𝑁 −1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 K2 𝐾𝐾𝐾𝐾11). 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑦𝑦𝑦𝑦′𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐾𝐾𝐾𝐾1𝑓𝑓𝑓𝑓′ 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 (𝐶𝐶𝐶𝐶𝐾𝐾𝐾𝐾2 ) = (𝑥𝑥𝑥𝑥′𝑁𝑁𝑁𝑁 (8) ∞ , определяющего 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2расстояния 𝐾𝐾𝐾𝐾2 К2, найдём значение вектора положение fK2 и камеры (5) неприменимы, так относительно как они𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2справедливы только для расположены друг друга: 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑓𝑓𝑓𝑓 относительно фокусного Проведя масштабирование значений вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2поиска К1 и К2 случайно границы линии 𝐾𝐾𝐾𝐾2 случае, ∞ когда ∞ камеры ∞ Наука и военная безопасность. 2018. № 1правой (12) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 в ∞ 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓29 = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐿𝐿𝐿𝐿′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 =положение 𝐾𝐾𝐾𝐾2 1). ′ значение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 , определяющего расстояния fK2 камеры К2, найдём 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 расположены друг относительно друга: 𝐾𝐾𝐾𝐾2 когда∞Теперь камеры К1 и К2 случайно правой границы линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿∞𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 в случае, 𝑓𝑓𝑓𝑓 ∞ определим 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1). 0 положение на изображении ImgК2 (9)л 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝑃𝑃𝑃𝑃′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ′𝐾𝐾𝐾𝐾2 = (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 расположены друг относительно друга: поиска, т.е. точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 . Для этого в СК нормально распо 𝑓𝑓𝑓𝑓 ∞ ∞ Теперь определим зададим ∞ положение на изображении ImgК2 левой границы линии некоторый вектор, (9) который по своему положению 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1). = 𝑃𝑃𝑃𝑃′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ′𝐾𝐾𝐾𝐾2 = (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 0 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 поиска, т.е. точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 . Для этого в СК нормально расположенной камеры К2 максимально близок к базовой линии ОК1ОК2, но при этом
разные фокусные расстояния 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 ≠ 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 , представим в следующем виде: 0 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 =� ∞ = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2
𝑋𝑋𝑋𝑋 𝑋𝑋𝑋𝑋 �𝑁𝑁𝑁𝑁𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑝𝑝𝑝𝑝𝐾𝐾𝐾𝐾2 −𝑝𝑝𝑝𝑝𝐾𝐾𝐾𝐾2 �
2
𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 �𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1
𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1
𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1
𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2
𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1
𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2
𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2
1�.
1� ;
(4) (5)
Теперь камеру К1 оставим в том же положении, а камеру К2 повернём 𝑁𝑁𝑁𝑁системы военного назначения военная Комплексы её объектива на угол 𝛼𝛼𝛼𝛼и𝐾𝐾𝐾𝐾2 (рис. 3). относительноВооружение оптического ицентра ОК2техника.
расположенных камер. Кроме этого, положение левой г 0 расположенных камер. Кроме этого, не положение левой границыа𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 определяется краем изображения, пол 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 теперь 𝑃𝑃𝑃𝑃 ImgК2 эпиполюса не ЕК2краем . определяется изображения, а положением на 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐾𝐾𝐾𝐾2 теперь ∞ ImgК2 эпиполюса ЕК2. положение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 в СК К2. Определим ∞ К2. Определим векторасхемы 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 в СК Из положение представленной очевидно, что перенос век 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 Из представленной очевидно, переносмасштабировани вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾1 из К2, согласно схемы выражению (2),что с учётом 𝑁𝑁𝑁𝑁 К2, согласно выражению (2), с учётом масштабирования относитель с координатами, записанным расстояний даст вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 онадаст былавектор расположена нормальнозаписанными относительно камеры в СК камер расстояний 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 с координатами, 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐷𝐷𝐷𝐷 относительно 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 камеры 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓 она была расположена нормально К1, т.е. 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 1� = (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾𝑁𝑁𝑁𝑁 = �𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 0 𝐷𝐷𝐷𝐷𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 расположенных камер. Кроме этого, положение левой𝑃𝑃𝑃𝑃границы линии поиска 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 этого 1� =вектора (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2= �𝑥𝑥𝑥𝑥 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝐴𝐴𝐴𝐴В 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓свою очередь, умножение на обр 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐾𝐾𝐾𝐾2 теперь определяется не краем изображения, а положением на изображении 𝑁𝑁𝑁𝑁 В свою очередь, умножение этого на преобразовать обратную матри К2 вектора позволит ориентации 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐾𝐾𝐾𝐾2 камеры ImgК2 эпиполюса ЕК2. 𝑁𝑁𝑁𝑁 нормально расположенной СК камеры К1 взначения действител камеры К2 позволит преобразовать ве ориентации 𝐶𝐶𝐶𝐶 ∞ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 в СК К2. Определим положение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 нормально расположенной СК камеры К1 в действительную СК это как 𝑃𝑃𝑃𝑃′ , найдём Обозначив преобразованный вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐾𝐾𝐾𝐾2 из К1𝑁𝑁𝑁𝑁 в поиска СК= (𝑥𝑥𝑥𝑥′ Из представленной схемы очевидно, перенослевой вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃′ 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁линии −1 расположенных камер. Кроме этого, что положение границы 𝑃𝑃𝑃𝑃0𝑃𝑃𝑃𝑃СК 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝑁𝑁𝑁𝑁 Обозначив преобразованный 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾2 его 1).значения 𝐾𝐾𝐾𝐾2 , найдём 𝐾𝐾𝐾𝐾2 =𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 (𝐶𝐶𝐶𝐶𝐾𝐾𝐾𝐾2 ) вектор 𝐾𝐾𝐾𝐾2как𝑦𝑦𝑦𝑦′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑃𝑃𝑃𝑃 К2,𝐿𝐿𝐿𝐿согласно выражению (2),не с учётом масштабирования относительно фокусных 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 на −1 изображении краем изображения, а𝑃𝑃𝑃𝑃′положением (𝑥𝑥𝑥𝑥′𝑁𝑁𝑁𝑁𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦′𝑁𝑁𝑁𝑁𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾2значений = вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2 1). 𝐾𝐾𝐾𝐾2 теперь определяется 𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝑃𝑃𝑃𝑃Проведя 𝐾𝐾𝐾𝐾2 (𝐶𝐶𝐶𝐶𝐾𝐾𝐾𝐾2 ) масштабирование 𝑁𝑁𝑁𝑁 в СК камеры К2, если бы расстояний даст вектор ∞ ImgК2 эпиполюса ЕК2.𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 с координатами, записанными относительн Проведя масштабирование вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2вектора К2, найдём значение 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 , расстояния fK2 камерызначений ∞ Рис.положение 2. Иллюстрация к𝑃𝑃𝑃𝑃нахождению положения линиилинии поискапоиска для случая со 𝑃𝑃𝑃𝑃 она была расположена нормально относительно камеры К1, т.е. Рис. 3.вектора Иллюстрация к нахождению положения ∞ в СК К2. Определим К2, найдём значение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 , определяюще расстояния f 𝐾𝐾𝐾𝐾2 в случае, когда к правой границы линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿 K2 камеры 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 со случайно отклоненной правой 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 случайно правой 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 камерой 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2для случая 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 камерой 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1отклоненной 1� = правой ( ). = представленной 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 (7) 𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 1 из СК К1 в СК Из очевидно, что перенос вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 расположены друг относительно друга: в случае, когда камеры К1 и границы линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓 = �𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓схемы 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 0 𝐾𝐾𝐾𝐾2 расположенных камер. этого, положение левой 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 линии ∞ поиска ∞ ∞границы ′ согласно выражению (2), Кроме сэтого учётом масштабирования относительно фокусных расположены друг относительно 𝑃𝑃𝑃𝑃 (𝑥𝑥𝑥𝑥друга: 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1). = 𝑃𝑃𝑃𝑃 =выражения 𝑃𝑃𝑃𝑃 ВК2,свою очередь, умножение вектора на обратную матрицу взаимной 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2(4) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 СК камеры К1 в действительную СК этой же Так как при практических вычислениДля определения границ линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿 на отклонённой камере ′ 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2𝑁𝑁𝑁𝑁если ∞ ∞ бы теперь определяется не краем изображения, а положением на изображении 𝐿𝐿𝐿𝐿 ∞ ′ 𝑁𝑁𝑁𝑁 с координатами, записанными в СК камеры К2, расстояний даст вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 позволит (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2𝑃𝑃𝑃𝑃для 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2изнормально 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1).работать не = 𝑃𝑃𝑃𝑃 ЭВМ = бесконечностью 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 К2 преобразовать значения вектора ориентации 𝐶𝐶𝐶𝐶(5) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 и неприменимы, так как они справедливы только 𝐾𝐾𝐾𝐾2 камеры 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ′ камеры. Обозначив преобразованный вектор ях на с Img ЕК2 . камеры 𝐾𝐾𝐾𝐾2 определим положение на изображении Im К2 эпиполюсанормально она была расположена относительно камеры К1, Теперь т.е.𝑓𝑓𝑓𝑓этой N нормально расположенной СК К1 в∞действительную СК же камеры. 0 P' , найдём его значения: PK2 как всегда удобно, аположение тем 𝑃𝑃𝑃𝑃более, что для ЭВМ Теперь определим Img поиска, Дляизображении этого в СК нормально р 𝑓𝑓𝑓𝑓 К2 левой гр 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 K2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 в СК К2. Определим положение 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 . на 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐷𝐷𝐷𝐷вектора 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 т.е. точки 𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 1 ( ). =преобразованный 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐷𝐷𝐷𝐷 = � � = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 как 𝑃𝑃𝑃𝑃′ , найдём его значения: Обозначив вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃 (7) в СК 𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 1 0 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 бесконечность всегда является строго огра𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 зададим некоторый вектор, который по своему положе поиска, т.е. точки 𝑃𝑃𝑃𝑃 . Для этого нормально расположенно 𝐾𝐾𝐾𝐾1 схемы 𝐾𝐾𝐾𝐾1 что перенос вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 (𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑁𝑁𝑁𝑁𝐾𝐾𝐾𝐾1 −1 из СК К1 в СК Из представленной 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐾𝐾𝐾𝐾1очевидно, 𝐾𝐾𝐾𝐾1 (𝑥𝑥𝑥𝑥′𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = умножение (8) 𝑓𝑓𝑓𝑓′𝐾𝐾𝐾𝐾2 вектора 1). (7) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦′𝐾𝐾𝐾𝐾2 этого В =свою очередь, на обратную матрицу взаимной ниченной величиной, например, влинии програмзададим некоторый вектор, который по своему положению в прост при максимально близок кфокусных базовой ОК1ОК2, но К2, согласно выражению (2), с учётом масштабирования относительно относительно фокусного Проведя масштабирование значений вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃′ 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐾𝐾𝐾𝐾2 камеры К2 позволит преобразовать значения вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 из ориентации 𝐶𝐶𝐶𝐶 находиться на плоскости Img , а вертикальная его коор О , но при этом точка максимально близок к базовой линии О ме Mathad за бесконечность принимается 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ∞ Проведя масштабирование значений записанными в307СК положение камеры 𝐾𝐾𝐾𝐾2 К2, если К2 быК1 К2 расстояний даст 𝑃𝑃𝑃𝑃значение 𝐾𝐾𝐾𝐾2 с координатами, К2,вектор найдём вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 , определяющего расстояния fK2 камеры 𝑁𝑁𝑁𝑁а вертикальная его координата будет нормально расположенной СК камеры К1 в действительную СК этой же камеры. находиться на плоскости Img , координате вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 , т.е. К2 , и в связи с тем что положение число 1×10 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑃𝑃𝑃𝑃 она расположена нормально относительно камерыК1 К1, т.е. 𝑁𝑁𝑁𝑁 случайно относительно вектора P'была 𝑁𝑁𝑁𝑁 расстоякогда камеры правой границы линии поискафокусного 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 в 𝑃𝑃𝑃𝑃случае, K2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 и К2 𝑁𝑁𝑁𝑁 как 𝑃𝑃𝑃𝑃′ , найдём его значения: Обозначив преобразованный вектор ( ). координате вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 , т.е. 𝑃𝑃𝑃𝑃 = ∞ 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 1 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑓𝑓𝑓𝑓 объекта интереса непосредственно в точке 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐷𝐷𝐷𝐷 найдём 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 К2, вектора ния fK2 камеры 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1). 1𝐾𝐾𝐾𝐾1� = ((𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 расположены друг друга: 𝐴𝐴𝐴𝐴относительно =(�𝑥𝑥𝑥𝑥′𝑥𝑥𝑥𝑥𝑁𝑁𝑁𝑁𝐾𝐾𝐾𝐾1значение 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 (7) вычислениях на ЭВМ с 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾21). 1). 𝑁𝑁𝑁𝑁= 𝑁𝑁𝑁𝑁𝐾𝐾𝐾𝐾1)−1 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑦𝑦𝑦𝑦как 𝐾𝐾𝐾𝐾2𝑓𝑓𝑓𝑓 при (𝐶𝐶𝐶𝐶 ∞ 𝑃𝑃𝑃𝑃′𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝐾𝐾𝐾𝐾2 = (8) 1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1𝑦𝑦𝑦𝑦′𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾1𝑓𝑓𝑓𝑓′ 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾1 оптического Так практических = 𝑃𝑃𝑃𝑃 ∞ 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 камеры К1 малоцентра О 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 К1 определяющего правой граP𝑃𝑃𝑃𝑃K2∞, = ∞ положение ∞ K1ЭВМ (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓значений (9) 𝑃𝑃𝑃𝑃′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 = очередь, В 𝑓𝑓𝑓𝑓свою умножение вектора нане обратную матрицу взаимной относительно фокусного вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃′ всегда удобно, а тем более, что для 𝐾𝐾𝐾𝐾2 1). этого как при практических вычислениях наP ЭВМ бесконечнос 𝐾𝐾𝐾𝐾2Проведя P ′масштабирование 𝐾𝐾𝐾𝐾2Так безс бесконечно вероятно, то при задании вектора ницы линииf 𝐾𝐾𝐾𝐾2 поиска ∞ 𝑁𝑁𝑁𝑁LK2 в случае, когда каме𝑁𝑁𝑁𝑁 например,K2 в программе ограниченной величиной, камеры К2, найдём значение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 , определяющего положение расстояния не всегда удобно, а тем более, что для ЭВМ бесконечность камеры К2 позволит преобразовать значения вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 из ориентации 𝐶𝐶𝐶𝐶 K2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 значимой примем за пер- всегда яв Теперь определим положение на𝑃𝑃𝑃𝑃 изображении Img границы точности линии 307 К2 левой потери ры К1 и К2 случайно расположены друг отно, ви впрограмме связи чем с тем что запол принимается число 1×10 ограниченной величиной, например, Mathad б нормально расположенной СК камеры К1 в действительную СК этой же камеры. 0 в случае, когда камеры К1 и К2 случайно правой границы линии поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿 поиска, т.е. друга: точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 . Для этого в𝐾𝐾𝐾𝐾2СК нормально расположенной К2 равное вую координатукамеры значение, более 307 сительно 𝑁𝑁𝑁𝑁 камер непосредственно в точке оптического центра О , и в связи с тем что положение объе принимается число 1×10 расположены друг относительно друга: К1 как 𝑃𝑃𝑃𝑃′ , найдём его значения: Обозначив преобразованный вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 значениям 𝐾𝐾𝐾𝐾2 положению зададим некоторый вектор, который по своему в пространстве будет ста расстояний между камера𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑁𝑁𝑁𝑁∞)−1 ∞( 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑁𝑁𝑁𝑁 ∞ ′ =𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 непосредственно в𝑃𝑃𝑃𝑃точке оптического центра Опотери без значимой точности при задании 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 К1 камеры K1 К1 маловер 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑁𝑁𝑁𝑁= =линии (8) вектора 𝑥𝑥𝑥𝑥′𝐾𝐾𝐾𝐾2 1).этом (8) 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 О𝑦𝑦𝑦𝑦′ 1). 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2при (9) =𝑃𝑃𝑃𝑃′ 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ОК2, 𝑓𝑓𝑓𝑓′ но точка вектора должна максимально близок к(𝐶𝐶𝐶𝐶(𝑥𝑥𝑥𝑥 базовой К1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 ми. В итоге первая координата PK2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 масштабирование значений вектора значение, равное более чем ста значениям расстояний без значимой потери точности примем за перву задании вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 относительно фокусного Проведя 𝑃𝑃𝑃𝑃′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 находиться наопределим плоскости Img будет равна той линии же К2, а вертикальная его координата с Img учётом расстояния между камерами (8)между камер 𝐾𝐾𝐾𝐾1 расстояний Теперь положение на изображении левой границы К2 ∞ Теперь определим положение на изо- вектора значение, равное более чем ста значениям первая координата вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 с учётом расстояния м 𝑁𝑁𝑁𝑁 камеры К2, найдём значение 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 , определяющего положение расстояния fK2 координате вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 , т.е. 0 𝐾𝐾𝐾𝐾2𝑃𝑃𝑃𝑃 . Для этого в СК может быть записана как 𝐾𝐾𝐾𝐾1 поиска, т.е. точки нормально расположенной камеры К2 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝐾𝐾𝐾𝐾2 линии быть записана как первая координата вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 с учётом расстояния между камера левой границы линии поисбражении Img 𝐾𝐾𝐾𝐾1 правой 𝑁𝑁𝑁𝑁 в случае, когда камеры К1 и К2 случайно границы поиска 𝐿𝐿𝐿𝐿 𝐾𝐾𝐾𝐾2 К20 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = (∞некоторый (10) 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 1). который по 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 зададим вектор, своему положению в как пространстве будет 𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 К1〈1〉 𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 быть записана . Для этого в СК нормально ка, т.е. точки PK2 расположены друг относительно друга: 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 ≥ 100 �С − СК2 �. (10) Так как при практических вычислениях на ЭВМ с бесконечностью работать 𝐾𝐾𝐾𝐾1 К1 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑊𝑊𝑊𝑊 должна максимально к базовой линии О 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 К1ОК2, но при 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 К1〈1〉этом точка 𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 ∞зададим ∞ ∞ близок ′камеры К2 некото(𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑃𝑃𝑃𝑃 ≥ 100 �С − С �. 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 1). (9) = 𝑃𝑃𝑃𝑃 = 𝑃𝑃𝑃𝑃 нерасположенной всегда удобно, а тем более, что для ЭВМ бесконечность всегда является строго 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2, а вертикальная 𝐾𝐾𝐾𝐾2 К1 равна К2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓′ 𝐾𝐾𝐾𝐾2на плоскости 𝐾𝐾𝐾𝐾2 (11) K1 находиться ImgК2 его координата будет той же 𝐾𝐾𝐾𝐾2 запишем в следующем В итоге вектор PK2 рый вектор, величиной, который своему положению 𝐾𝐾𝐾𝐾1 ограниченной в программе Mathad за бесконечность 𝑁𝑁𝑁𝑁 понапример, (11) В итоге вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃 координате вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2307 , т.е. положение на изображении 𝐾𝐾𝐾𝐾2 запишем Теперь определим Img линиив следующем виде К2 левой границы виде 𝐾𝐾𝐾𝐾1 в пространстве будет максимально близок к , и в связи с тем что положение объекта интереса принимается число 1×10 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 виде𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑁𝑁𝑁𝑁 𝐾𝐾𝐾𝐾1 в(10) следующем В итоге вектор 𝐾𝐾𝐾𝐾2 запишем 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = (∞ т.е. поиска, точки расположенной камеры 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 10 ).. Для этого в СК =𝑃𝑃𝑃𝑃�100 − С𝑊𝑊𝑊𝑊 �С𝑊𝑊𝑊𝑊 K1 нормально𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 К1 при К2 К2 � 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1�. ОК2𝐾𝐾𝐾𝐾2 , но при этом точка базовой линиив О камеры𝐾𝐾𝐾𝐾1К1 маловероятно, то непосредственно точке оптического центра ОК1PK2 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑁𝑁𝑁𝑁 К1 Так как при ЭВМ с=бесконечностью зададим некоторый вектор,вычислениях который по на своему 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2положению �100 �СК1 в пространстве − Сработать � 𝑦𝑦𝑦𝑦будет 𝐾𝐾𝐾𝐾1 практических 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1�. (11) К2 потери точности примем за всегда первуюявляется координату задании вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 , а вердолжна находиться назначимой плоскости Imgлинии 𝐾𝐾𝐾𝐾1 К2 не всегда удобно, абез тем более, что для ЭВМ бесконечность этом точка 𝑃𝑃𝑃𝑃строго должна максимально близок к базовой ОК1ОК2, но при 𝐾𝐾𝐾𝐾2 0 значение, равное более чем ста значениям расстояний между камерами. В итоге тикальная его координата будет же Для нахождения положения ограниченной величиной, втой программе за бесконечность находиться на плоскости Imgравна егоMathad координата будет равна той же точки PK2 К2, а вертикальная 𝐾𝐾𝐾𝐾1например, N K1 первая координата вектора между камерами (9) может 307 𝑁𝑁𝑁𝑁, ис учётом т.е. координате вектора PK2, 𝑃𝑃𝑃𝑃 из СК координаты вектора PK2 в связи расстояния с тем чтопересчитаем положение объекта интереса принимается число 1×10 координате вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 , т.е. 𝐾𝐾𝐾𝐾2 быть записана как 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑁𝑁𝑁𝑁 камеры К1 маловероятно, то при непосредственно в точке оптического центра О К1 (9) нормально расположенной камеры К2 в СК ( ). 𝑃𝑃𝑃𝑃 = (10) ∞ 𝑦𝑦𝑦𝑦 𝑓𝑓𝑓𝑓 1 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 К1〈1〉 𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 𝐾𝐾𝐾𝐾1 − С𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 �. 𝑃𝑃𝑃𝑃задании ≥ 100 �С без значимой потери точности примем за первую координату вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃 Так как при практических вычислениях на ЭВМ с бесконечностью работать К1 К2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 значение, равноеудобно, более ачем значениям между камерами. В итогестрого не всегда темста более, что длярасстояний ЭВМ бесконечность всегдабезопасность. является (11) Наука и военная 2018. № 1 (12) 30 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝐾𝐾𝐾𝐾1 вектора первая координата 𝑃𝑃𝑃𝑃 с учётом расстояния между камерами (9) может ограниченной величиной, например, в программе Mathad за бесконечность следующем виде В итоге вектор 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 запишем в 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 число 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 быть как 1×10307,𝑁𝑁𝑁𝑁 и в связи с тем что положение объекта 𝐾𝐾𝐾𝐾1 записана 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 (12) интереса = принимается �100 �С𝑊𝑊𝑊𝑊 − С𝑊𝑊𝑊𝑊 К1 𝑊𝑊𝑊𝑊 𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉 К2 𝑊𝑊𝑊𝑊�𝑇𝑇𝑇𝑇〈4〉𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1�. К1〈1〉 центра ОК1 камеры К1 маловероятно, то при 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 непосредственно ≥ 100 �СК1 в−точке С оптического �. 𝐾𝐾𝐾𝐾1 К2 без значимой потери точности примем за первую координату задании вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 (11) значение, равное более чем ста значениям расстояний между камерами. В итоге
К1
0 𝐾𝐾𝐾𝐾1 Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного Для нахождения положения точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 пересчитаем координаты вектора назначения 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 РK 2 из СК нормально расположенной камеры К2 в СК произвольно расположенной 0 К2 ана𝐾𝐾𝐾𝐾1 К координат произвольно расположенной камеры буется их перевод в систему изобраДля нахождения положения точки 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 пересчитаем координаты вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 РK 21 камеры К2 аналогично (8), в результате чего получим логично (7), в результате чего получим жения на основе модели камеры. из СК нормально расположенной камеры К2 в СК произвольно расположенной " = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾1К2 𝑁𝑁𝑁𝑁 −1 камеры аналогично (8), в𝑦𝑦𝑦𝑦" результате получим Особенностью (13)изложенного подхода 1), (12) = (𝑥𝑥𝑥𝑥"𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓"𝐾𝐾𝐾𝐾2 чего 𝐾𝐾𝐾𝐾2 (𝐶𝐶𝐶𝐶𝐾𝐾𝐾𝐾2 ) к нахождению ограничений области поиска 𝐾𝐾𝐾𝐾1 , заданного в СК произвольно где 𝑃𝑃𝑃𝑃"𝐾𝐾𝐾𝐾2 – обозначение вектораK1 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 вектора PK2 , заданного является возможность организации автомагде P""K2 – обозначение 𝐾𝐾𝐾𝐾1 𝑁𝑁𝑁𝑁 −1 расположенной камеры (𝐶𝐶𝐶𝐶𝐾𝐾𝐾𝐾2 )К2.= (𝑥𝑥𝑥𝑥"𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑦𝑦𝑦𝑦"𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓"𝐾𝐾𝐾𝐾2 1), 𝑃𝑃𝑃𝑃 = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 (13) в СК 𝐾𝐾𝐾𝐾2 произвольно расположенной камеры К2. тического изображений объектов на 0 𝐾𝐾𝐾𝐾1 Аналогично (9) окончательно найдём координаты 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 нав поиска изображении – обозначение вектора 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 , точки заданного СК произвольно где 𝑃𝑃𝑃𝑃"𝐾𝐾𝐾𝐾2 Аналогично (8) окончательно ImgК2расположенной случайно расположенной камеры К2.камеры К2найдём ко- стереопаре без нахождения фундаменталь0 ординаты точки P на изображении ImgК2 нойточки 𝑓𝑓𝑓𝑓 0 матрицы предварительной обработки 0 Аналогично 0окончательно K2 𝑦𝑦𝑦𝑦 0 найдём координаты 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 наи изображении (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝑃𝑃𝑃𝑃"𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 =(9) 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 (14) 𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1). 𝑓𝑓𝑓𝑓" случайно расположенной камеры К2 К2 𝐾𝐾𝐾𝐾2 изображений, что снизит требования в СТЗ ImgК2 случайно расположенной камеры 0 ∞ и 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 будут содержать координаты Таким0 образом, 𝑓𝑓𝑓𝑓полученные векторы 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 как по условиям функционирования, так и по 𝐾𝐾𝐾𝐾2 0 0 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 = 𝑃𝑃𝑃𝑃"𝐾𝐾𝐾𝐾2ограничений (13) поиска. Так как значения (14) = (𝑥𝑥𝑥𝑥𝐾𝐾𝐾𝐾2 эпиполярной 𝑦𝑦𝑦𝑦𝐾𝐾𝐾𝐾2 𝑓𝑓𝑓𝑓𝐾𝐾𝐾𝐾2 1).линии дополнительных 𝑓𝑓𝑓𝑓"𝐾𝐾𝐾𝐾2 производительности. Это имеет важное зна0камеры, то потребуется их ∞∞ координат данных векторов заданы в системе координат ии 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐾𝐾𝐾𝐾2 будут для содержать координаты Таким образом, полученные векторы 𝑃𝑃𝑃𝑃P𝐾𝐾𝐾𝐾2 чение разработки оптико-электронных Таким образом, полученные векторы K2 перевод в систему координат изображения на основе модели камеры. 0 ограничений эпиполярной линии поиска. Так как значения измерительных систем для образцов бронебудут содержать координаты дополнительPдополнительных K2 Особенностью изложенного подходав системе к нахождению ограничений области координат данных векторов заданы координат камеры, то потребуется их танкового вооружения, в том числе и роботиных ограничений эпиполярной линии поиска. поиска является организации автоматического перевод в системувозможность координат изображения на основе модели камеры. поиска зированных, на основе сравнительно малоТак как значения координат данных векторов изображений объектовизложенного на стереопаре без кнахождения Особенностью подхода нахождениюфундаментальной ограничений области мощных ЭВМ. заданы системе координат камеры, то потре- что матрицы и впредварительной обработки изображений, снизитбортовых требования впоиска поиска является возможность организации автоматического СТЗизображений как по условиям функционирования, так и по производительности. Это объектов на стереопаре без нахождения фундаментальной имеет важное для разработки оптико-электронных матрицы и значение предварительной обработки изображений, что измерительных снизит требования в REFERENCES БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: систем для образцов бронетанкового вооружения, вVahimov, том A.A. числе СТЗ как по условиям функционирования, так/ и по1.производительности. Это stereozreniya / A.T. Obzor иalgoritmov 1. Вахимов, А.А. Обзор алгоритмов стереозрения роботизированных, основеД.В. сравнительно маломощных бортовых Vahimov, L.S. ЭВМ. Gurevich, D.V. Pavlenko. Stohasticheskaya А.Т. Вахимов, Л.С.на Гуревич, Стохастиимеет важное значение дляПавленко. разработки оптико-электронных измерительных ческая оптимизация в информатике. – Санкт-Петерoptimizatsiya informatike. систем для образцов бронетанкового вооружения, в v том числе –и SPb : Izdatel'stvo бург : Издательство Санкт-Петербургского университеS.-Peterburgskogo universiteta, список: роботизированных, наБиблиографический основе сравнительно маломощных бортовых ЭВМ. 2008. – S. 151–167.
та, 2008. – С. 151–167.
2. Zubar', A.V. Analiz sposobov poiska sootvetstviy
2. Зубарь, А.В. Анализ способов поиска соответствий na/ А.Т. izobrazheniyah dlya malomoschnyh sistem 1. Вахимов, А.А. Обзор алгоритмов стереозрения Вахимов, Л.С. Библиографический список: tehnicheskogo zreniya / A.V. Zubar', A.A. Sidorenko, на изображениях для маломощных систем техническоГуревич, Д.В. Павленко. Стохастическая оптимизация в информатике. – Санктго зрения / А.В. Зубарь, А.А. Сидоренко, С.А. Тишин, S.A. Tishin, A.N. Scherbo // Natsional'nye prioritety Петербург : Издательство университета, –Вахимов, С. 151–bezopasnost'. Вахимов, А.А. Санкт-Петербургского Обзор алгоритмов / 2008. А.Т.i voennaya Л.С. А.Н.1.Щербо // Национальные приоритеты России. стереозрения НауRossii. Nauka – 2017. – № 4 167. Павленко. Стохастическая – СанкткаГуревич, и военнаяД.В. безопасность. – 2017. – № 4 (11) – С. оптимизация 5–12. (11) – вS.информатике. 5–12. 2.Петербург Зубарь, А.В. Анализ способов поиска на изображениях : Издательство Санкт-Петербургского университета, 2008. –Algoritmy С. 151– analiza izobrazheniy 3. Крыловецкий, А.А. Алгоритмы анализасоответствий изобра3. Krylovetskiy, A.A.для маломощных системстереозрения технического зрения /времени А.В. Зубарь, А.А. Сидоренко, С.А.real'nogo vremeni [Tekst] / жений реального / v sistemah stereozreniya 167. в системах А.А.2. Крыловецкий, С.И. Протасов // Вестник ВГУ. СеA.A. Krylovetskiy, S.I. Protasovдля // Vestnik VGU. Seriya: Тишин, А.Н. Щербо //Анализ Национальные приоритеты России. Наука и военная Зубарь, А.В. способов поиска соответствий на изображениях рия: Системный анализ и информационные технолоSistemnyy analiz i informatsionnye безопасность. – 2017. – № 4технического (11) – С. 5–12.зрения / А.В. Зубарь, А.А. Сидоренко, С.А. tehnologii – 2010. – маломощных систем гии. – 2010. – С. 9–18. S. 9–18. 3.Тишин, Крыловецкий, А.А. Алгоритмы анализа изображений системах А.Н. Щербо // Национальные приоритеты России.в Наука и военная 4. Грузман, И.С. Цифровая обработка изображений Gruzman, I.S. Tsifrovaya obrabotka izobrazheniy v стереозрения реального времени / А.А. Крыловецкий, С.И.4.Протасов // Вестник безопасность. – 2017. – № 4 (11) – С. 5–12. в информационных системах / И.С. Грузман, В.С. Киinformatsionnyh sistemah / I.S. Gruzman, V.S. Kirichuk, ВГУ. Серия: СистемныйПеретягин, анализАлгоритмы и информационные – 2010. –в С. системах 9– A.A. – Novosibirsk : Izd-vo 3. Крыловецкий, анализатехнологии изображений ричук, В.П. Косых, Г.И. А.А. А.А. – Новосибирск V.P. Kosyh, G.I. Peretyagin, 18.: Изд-во стереозрения реального времени / А.А. Крыловецкий, С.И. Протасов // Вестник НГТУ. 2000. – 168 с. NGTU, 2000. – 168 s. 4.ВГУ. Грузман, И.С.Системный Цифровая обработка Серия: анализ информационные технологии –системах 2010. – С. 9–zrenie. Sovremennyy 5. Форсайт. Компьютерное зрение.иизображений Современныйв информационных 5. Forsayt. Komp'yuternoe / И.С. В.С. Девид Киричук, В.П. Косых, Г.И. Перетягин, А.А./ Forsayt, – Новосибирск подход. / Форсайт, А., Понс, Жан: пер. с анг. – podhod. Devid A.,: Pons, Zhan: per. s ang. – M : 18.Грузман, Москва : Издательский дом 2004. –изображений 928 с. Izdatel'skiy dom «Vil'yams», 2004. – 928 s. Изд-во НГТУ, 2000.И.С. – 168 с. «Вильямс», 4. Грузман, Цифровая обработка в информационных системах 6. Fursov V., Goshin Ye. зрение. Conformed Identification 6./ Форсайт, Fursov Goshin Identification 5./ Форсайт. Компьютерное Современный А.,Ye. Conformed И.С. Грузман, В.С. Киричук, В.П. Косых, Г.И.подход. Перетягин, А.А.V.,–Девид Новосибирск : of the Fundamental Matrix in the Problem of a Scene of the Fundamental Matrix in the Problem of a Scene Понс, Жан: пер. с анг. – Москва Изд-во НГТУ, 2000. – 168 с.: Издательский дом «Вильямс», 2004. – 928 с. Reconstruction, using Stereo Images // Image Mining. Reconstruction, using Stereo Images // Image Mining. 5. Форсайт. Компьютерное зрение. Современный подход. / Форсайт, Девид А., Theory and Applications. Proceedings of IMTA-4 2013, Theory and Applications. Proceedings of IMTA-4 2013, Понс, 2004. – 928 с. 2013. P. Жан: 29–37.пер. с анг. – Москва : Издательский дом «Вильямс», 2013. P. 29–37. Зубарь Алексей Владимирович – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры электрооборудования и автоматики; Кирнос Василий Иванович – адъюнкт кафедры электрооборудования и автоматики; Пивоваров Владимир Петрович – кандидат технических наук, заведующий кафедрой электрооборудования и автоматики Омского автобронетанкового инженерного института.
Zubar' Aleksey Vladimirovich – Cand. Sc. {Engineering}, Senior Lecturer at the Electric and Automation Department, Kirnos Vasiliy Ivanovich – Postgraduate at the the Electric and Automation Department, Pivovarov Vladimir Petrovich – Cand. Sc. {Engineering}, Head at the Electric and Automation Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 28.02.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
31
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
УДК 623.438.7 ГРНТИ 78.25.10
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫХОДА ИЗ ВОДЫ НА БЕРЕГ БТР-82АМ О.А. Серяков, И.В. Чепижко, С.С. Зиновьев Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок; omsktii@mail.ru В статье приведены результаты количественной оценки проходимости ряда образцов плавающих машин при выходе из воды на берег в условиях высадки морского десанта. Исследован процесс выхода бронетранспортера БТР-82АМ из воды на берег. Установлено, что значительного повышения проходимости БТР-82АМ на мелководье можно достичь применением дополнительных тяговых устройств, создающих силу тяги, не связанную с грунтом. Ключевые слова: плавающие образцы БТВТ, выход из воды на берег, проходимость на мелководье.
RESEARCH OF EMERGENCE OF BTR-82AM ON SHORE O.A. Seryakov, I.V. Chepizhko, S.S. Zinov’yev Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok; omsktii@mail.ru The article introduces quantitative assessment results of passability of some samples of amphibian vehicles when emerging on shore in the context of amphibious assault. The authors investigate the emergence process of the armored personnel carrier-82AM on shore. They determine that it is possible to achieve the significant passability improvement of BTR-82AM in shallow waters by implementing additional traction equipment, which create the drawing force unrelated to the ground. Keywords: samples of amphibian BTVT, emergence on shore, passability in shallow waters.
Опыт эксплуатации плавающих машин (ПМ) различного типа и назначения показывает, что в большинстве случаев водный участок становится непреодолимым препятствием не из-за быстрого течения, большой ширины или волнения, а из-за невозможности машин войти в воду и, особенно, выйти на неподготовленный берег. Обычно машины застревают из-за неблагоприятных грунтовых условий, крутых склонов берега или вертикальных уступов, наличия растительности. Вход в воду и выход на берег занимают незначительную долю общего времени движения (если машина не застревает), однако именно эти этапы преодоления водного участка являются критическими и обусловливают эффективность и даже возможность использования машины [1].
Таким образом, проблема преодоления водных участков отождествляется, прежде всего, с проблемой входа в воду и выхода из воды. Обычно при оценке проходимости на мелководье ограничиваются только оценкой способности машины выходить из воды на берег. Это связано с тем, что движение ПМ по мелководному участку достаточной протяженности можно отнести к выходу из воды на берег, либо входу в воду с берега малого угла наклона. А вход в воду, как правило, легче выхода, кроме того, все результаты, полученные для выхода, после простых преобразований можно отнести и к входу в воду. Для оценки способности машин выходить из воды на берег может использоваться метод натурных испытаний или расчетно-аналити-
© Серяков О.А., Чепижко И.В., Зиновьев С.С., 2018
32
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
ческие методы. Метод натурных испытаний образцов ПМ является недостаточно эффективным, так как требует больших финансовых затрат на обеспечение работ, не обеспечивает возможности проведения оценки по всей совокупности реальных грунтов и углов наклона берега, не обеспечивает проведения количественной оценки свойства, не может применяться на ранних стадиях разработки образцов машин. Из расчетно-аналитических методов наиболее реалистичным является вероятностный, подробное описание которого приводится в работе [2]. Оценочным показателем способности к выходу ПМ из воды на берег в этом случае является вероятность незастревания машины при преодолении участка выхода. Вероятность определяется по минимуму вероятностей незастревания в начале и в конце выхода. За начало выхода принимается такое положение ПМ, когда после контакта ее сухопутного движителя (СД) с грунтом сила плавучести уменьшается на 20 % от начальной (для этого периода наиболее характерны динамические процессы), за конец выхода – положение, когда сила плавучести равна нулю (корпус вышел из воды).
В отчете о НИР «Математическая модель оценки проходимости плавающих образцов бронетанкового вооружения и техники при преодолении водных преград» О.А. Серякова, И.А. Шелягина, В.В. Андрющенко с использованием расчетной методики оценена способность к выходу из воды на берег отечественных образцов ПМ бронетанкового вооружения (далее – БТВ): БМП-3, БМД-3, БМП-1, ПТ-76Б и БТР-80 [2]. Эти образцы являются яркими представителями основных типов сочетаний СД и водоходных движителей (далее – ВД), что немаловажно для оценки. Так, БМП-3, БМД-3 и ПТ-76Б имеют гусеничные движители и по два водомета. БТР-80 имеет колесный СД и один водомет. БМП-1 оснащена гусеничным СД, специального ВД не имеет, осуществляет движение на плаву с помощью гусеничного движителя и гидродинамических кожухов и решеток. Исходные данные по внешним условиям (см. табл. 1) выбирались с учетом обобщенных характеристик десантно-доступных участков побережий основных приморских театров военных действий, а также с использованием экспериментального материала [3…6].
Исходные данные для расчета вероятности выхода машины на берег
Наименование параметра 1
Вес машины Средняя осадка по корпусу Ширина корпуса Мощность двигателя Коэффициент распределения мощности Ширина гусеницы Длина опорной поверхности Число опорных катков на борт Диаметр опорного катка Шаг трака Сила тяги ВД на швартовах Скорость на плаву при волнении 3 балла по волне Коэффициент сопротивления воды движению Коэффициент изменения массы Коэффициент сцепления СД с намывным песком Коэффициент сопротивления намывного песка движению ПМ Угол наклона берега
Обозначение Размерность БМП-3 БМД-3 БМП-1 ПТ-76Б БТР-80 2 3 4 5 6 7 8
Расчеты значений вероятности выхода проводились с использованием программы расчета, приведенной в работе [2]. Результаты расчетов представлены в таблице 2. Анализ результатов моделирования выхода машин из воды на берег показывает, что Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Таблица 1
кН м м кВт м м м м кН км/ч т/м3 -
185 1,21 3,20 368 0,62 0,38 4,06 6 0,56 0,15 13,0 8,0 0,5 1,0 0,56
128 1,10 3,14 331 0,54 0,38 3,42 5 0,60 0,13 15,2 8,3 0,5 1,0 0,57
130 0,99 2,94 219 0 0,30 4,00 6 0,50 0,13 0 4,9 0,5 1,0 0,56
145 1,06 3,14 175 0,63 0,36 4,08 6 0,67 0,128 12,8 8,2 0,5 1,0 0,56
136 1,05 2,90 191 0,55 10,2 7,6 0,5 1,0 0,4
f
-
0,16
0,15
0,17
0,16
0,13
град.
15
15
15
15
15
G T B Nдв γ b Lоп nок Dок t Рв1 V ε ζ
лучшей приспособленностью к выходу обладают гусеничные ПМ БТВ, имеющие специальные водоходные движители (водометы). Вероятности выхода БМП-3Ф, БМД-3 и ПТ-76Б приблизительно равны и находятся в пределах 0,97...0,98, несколько лучшей при-
33
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
способленностью к выходу обладает БМД-3, что связано с ее большей удельной мощностью и меньшим давлением на грунт. Таблица 2 Результаты расчета вероятности выхода ПМ БТВ из воды на берег Наименование показателя
БМП-3 БМД-3 ПТ-76Б БТР-80 БМП-1
Начало выхода из воды на берег Вероятность неза- 1,00 1,00 1,00 0,82 0,58 стревания Р0 Ограничение по сцеплению с грунтом силы тяги СД Конец выхода из воды на берег Вероятность неза- 0,97 0,98 0,97 0,51 0,95 стревания Р1 Ограничение по сцеплению с грунтом силы тяги СД Итоговые результаты оценки проходимости на мелководье Вероятность выхода машины из 0,97 0,98 0,97 0,51 0,58 воды на берег Рвых
Вероятность выхода на берег БМП-1 равна 0,58, а БТР-80 - 0,51, что соответственно в 1,7 и 1,9 раза ниже, чем у БМД-3. Это объясняется следующим. БМП-1 не имеет специального ВД, поэтому сила тяги гусеничного движителя в начале выхода на берег значительно ниже суммарной тяги движителей машин, имеющих водометы. В конечной же стадии выхода значение вероятности (0,95) приближается к значениям данного показателя других гусеничных машин, так как на этой стадии их ВД прекращают свою работу из-за оголения заборных отверстий водоводов. БТР-80 в начале выхода имеет достаточно высокую вероятность незастревания (0,82), так как оснащен водометом, создающим силу тяги, не связанную с грунтом. Однако в конце выхода вероятность значительно снижается, потому что колесный движитель не обеспечивает достаточной тяги по сцеплению на грунте с низкой несущей способностью. Во всех расчетных вариантах моделирования тяга СД была ограничена по сцеплению с грунтом, мощности двигателей всех оцениваемых образцов были достаточными для создания тяги, превосходящей силу суммарного сопротивления движению в рассматриваемых условиях. Результаты расчетов подтверждаются экспериментальными данными, в частности, в работах О.А. Серякова, С.С. Зиновьева, М.Ю. Манзина, Макоклюева А.И.; В.В. Брехина [3–5].
34
В Протоколе государственных испытаний боевой машины десанта БМД-3 в морских условиях исполнителей: С.И. Смолякова, А.В. Близниченко, А.С. Попкова – указывается, что гусеничные машины ПТ-76Б, БМП-3Ф и БМД-3 не имели застреваний при выходе на берег (проверено при волнении силой 3 балла) [6]. Выход же колесных машин БТР-70 и БТР-80 в таких же условиях примерно в половине случаев был неудачным. В основном, застревание происходило из-за низких сцепных качеств колесного движителя на песчаном намывном грунте (ракушечник) в момент прекращения работы водомета [4, 5]. Таблица 3 Некоторые характеристики БТР-82АМ Вес машины, кН 159 Средняя осадка по корпусу, м 1,05 Ширина корпуса, м 2,985 Мощность двигателя, кВт 220,5 Коэффициент распределения мощности 0,55 Ширина гусеницы, м – Длина опорной поверхности, м – Скорость на плаву при волнении 3 балла по 9 волне, км/ч Коэффициент сопротивления воды движению 0,5 Коэффициент изменения массы 1,0 Коэффициент сцепления СД с намывным песком 0,4 Коэффициент сопротивления намывного песка 0,13 движению ПМ Угол наклона берега, град 15
По результатам моделирования выхода ПМ БТВ из воды на морское побережье в отчете о НИР О.А. Серякова, И.А. Шелягина, В.В. Андрющенко «Математическая модель оценки проходимости плавающих образцов бронетанкового вооружения и техники при преодолении водных преград для серийного БТР-82АМ и БТР-80АМ, оснащенного реактивными ускорителями, закрепленными на корме машины» сделан вывод о нецелесообразности использования в штурмовом отряде морского десанта боевых машин с колесным СД, а также машин, не имеющих специального ВД [2]. Однако в настоящее время на вооружении подразделений и частей морской пехоты состоит как раз колесный бронетранспортер БТР-80, который постепенно заменяется на БТР-82АМ, характеристики которого представлены в таблице 3. Поэтому необходимо определить направления совершенствования БТР-80 и БТР-82АМ с целью повышения его способности выходить из воды на берег. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Анализ результатов моделирования, пленными на корме машины» [2]. При этом, проведенный выше, показывает, что для по- за исключением варьируемых параметров, вышения вероятности выхода на берег основ- использовались исходные данные, приведенными мероприятиями являются: ные в таблице 3. Результаты расчетов про– уменьшение давления на грунт, что ходимости водных преград представлены в приведет к снижению сопротивления грунта виде графиков на рисунке 1. движению ПМ; – повышение сцепных качеств СД машины с грунтом; – использование силы тяги, не связанной с грунтом (так как сила тяги СД во всех случаях выхода ограничена по сцеплению). Уменьшения давления на грунт можно добиться за счет снижения веса машины, установки шин с большей шириной их профиля, увеличения числа колес и их диаметра. Реализация данных мероприятий затруднена из-за объективной невозможности снижения веса современных боевых ПМ БТВ и габаритных ограничений. Повышение сцепных качеств СД с грунтом возможно за счет применения различных типов протекторов шин, повышающих проходимость. Однако этот путь также практически себя исчерпал. На современных ПМ БТВ данные мероприятия уже реализованы. Значительно повлиять на коэффициенты Рис. 1. Зависимость вероятности выхода Рис. 1. Зависимость вероятности выхода БТР-80 изБТР-82АМ воды на берег от угла сцепления и сопротивления движению путем из воды на берег от угла наклона берега наклона берега и характеристик грунта: и характеристик грунта: 1 – серийный образец модернизации СД мы не в состоянии, так как образец 1 – серийный (зависимость от угла наклона берега); (зависимость от угла наклона берега); 2 – образец с РУ в основном, эти коэффициенты зависят от ха- с РУ тягой тягой 15 от угла наклона берега); 2 – образец 15кН кН(зависимость (зависимость от угла наклона берега); 3 – образец с РУ тягой 20 кН (зависимость от углаберега); рактеристик самого грунта. 3 – образец с РУ тягой 20 кН (зависимость от угла наклона наклона берега); 4 – образец с РУ тягой 15 кН Наиболее реальный путь значительно4 – образец с РУ (зависимость тягой 15 кНот(зависимость коэффициентовотφ коэффициентов и f); 5 – серийный φ и f); – серийный (зависимость ототкоэффициентов го повышения проходимости ПМ5 БТВ при образец образец (зависимость коэффициентов φφииf)f). выходе из воды на берег – это применение повышения вероятности незастревания конечной стадии выхода устройств, создающих силу тяги, не Для связанную Для повышения вероятностив незастреваза счет использования силы тяги, не связанной грунтом, наиболее с грунтом. В начальной стадии выхода такую ния в конечной стадии выхода за счетсиспольспособами являются применение реактивных тягу создают специальные ВД,реальными поэтому вероятзования силы тяги, не связанной с грунтом,ускорителей и с катапультируемыми анкерами.способами Для гусеничных ПМ применение ность незастревания в начале лебедок выхода машин, наиболее реальными являются устройств представляется не оченьускорителей целесообразным, имеющих водометы, достаточнотаких высока (у гусе- применение реактивных и ле- потому что вероятность их незастревания в конце выхода и без Для того достаточно ничных машин равна 1,0, у БТР-82АМ – 0,82). бедок с катапультируемыми анкерами. Для сравнения, у БМП-1, не имеющей гусеничных ПМ применение устройств высока водоме(0,95...0,98), а для колесных машинтаких такой способ повышения тов, вероятность незастревания в начале вы- при представляется очень целесообразным, проходимости выходе нане морское побережье может быть хода равна 0,58 (см. табл. 2). рекомендован. потому что вероятность их незастревания в С целью подтверждения данного вывоконце случаях выхода итяга без СД тогобыла достаточно высока Во всех расчетных ограничена по сцеплению с да были проведены расчетыгрунтом, по методике, (0,95...0,98), а для колесных машин такой спо- выше, чем в в начальной стадии выхода вероятность всегда изложенной в отчете о НИР конечной, О.А. Серякова, повышения при выходе на так как соб в начале выходапроходимости работает водомет. И.А. Шелягина, В.В. АндрющенкоКак «Матемаморское побережье может быть рекомендован. видно из графиков, установка на БТР-80 дополнительных тяговых тическая модель оценки проходимости плаваВо всех расчетных случаях тяга его СД была устройств ведет к значительному росту вероятности выхода из воды на ющих образцов бронетанкового вооружения сцеплению в на-вероятность с берег. Например, ограничена ускоритель по с силой тяги 15с грунтом, кН повышает и техники при преодолении водных чальной сстадии выхода вероятность всегда 0,51 до преград 0,95, а устройство силой тяги 20 кН – до 0,99 (при 7a 0=15 5о 0; 7f для серийного БТР-82АМ и БТР-80АМ, оснавыше, чем в конечной, так как в начале 0=0,4; f=0,13). Следует отметить, однако, что выхоустановка таких щенного реактивными ускорителями, закре- да работает водомет. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
35
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Как видно из графиков, установка на БТР-82АМ дополнительных тяговых устройств ведет к значительному росту вероятности его выхода из воды на берег. Например, ускоритель с силой тяги 15 кН повышает вероятность с 0,51 до 0,95, а устройство с силой тяги 20 кН – до 0,99 (при 7a 0=15 5о 0; 7f 0=0,4; f=0,13). Следует отметить, однако, что установка таких дополнительных устройств не должна приводить к значительному увеличению веса ПМ и ухудшению других ее характеристик. Целесообразно иметь одноразовые съемные ускорители промышленного производства (в опытных образцах использовалось ракетное топливо), которые могут устанавливаться на ПМ в необходимых случаях при подготовке к форсированию водной преграды. Выводы: 1. По результатам количественной оценки проходимости БМП-3, БМД-3, ПТ-76Б, БМП-1 и БТР-82АМ при выходе из воды на
берег в условиях высадки морского десанта установлено, что лучшей проходимостью обладают гусеничные машины, имеющие специальные водоходные движители. Колесный сухопутный движитель БТР-82АМ в таких условиях не эффективен, застревание машины происходит в момент прекращения работы водоходного движителя, когда исчезает сила тяги, не связанная с грунтом. 2. По результатам исследования процесса выхода БТР-82АМ из воды на берег установлено, что значительного повышения проходимости колесных ПМ БТВ на мелководье можно достичь с помощью применения дополнительных тяговых устройств, создающих силу тяги, не связанную с грунтом (реактивные ускорители, лебедки с катапультируемыми анкерами). Только с помощью таких устройств можно добиться удовлетворительной проходимости машин, имеющих слабые сцепные качества сухопутного движителя с подводным грунтом.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Крят, В.М. Методика оценки водных преград / В.М. Крят. – Москва : Воениздат, 1978. – 176 с. 2. Математическая модель оценки проходимости плавающих образцов бронетанкового вооружения и техники при преодолении водных преград: Отчет о НИР / ОТИИ; Отв. Исполнитель О.А. Серяков, И.А.Шелягин, В.В. Андрющенко; Инв. N 6234. – ОТИИ, 2005. – 71 с. 3. Серяков, О.А. Взаимосвязь параметров управляемости на плаву и обзорности по курсу с места механика-водителя амфибийной машины / О.А. Серяков, С.С. Зиновьев, М.Ю. Манзин // Наука и военная безопасность – 2016г. – № 4(7). – С. 56–59. 4. Макоклюев, А.И. Методический подход к обоснованию требований к подвижности боевых гусеничных машин / А.И. Макоклюев, В.В. Апекунов, Л.Г. Дулатина // Наука и военная безопасность, № 3(10) – 2017 г. – С. 15–19. 5. Материалы по испытаниям двух БТР-5903 в в.ч.68054. Приложение к акту о результатах испытаний БТР-5903 / В.ч.68054; Отв. исполнитель В.В. Брехин. – Инв. N 2582. – 1981. – 445 с. 6. Протокол государственных испытаний боевой машины десанта БМД-3 в морских условиях / В.ч.68054; Исполнители С.И. Смоляков, А.В. Близниченко, А.С. Попков и др. – Инв. N 4395. – 1987. – 45 с.
REFERENCES 1. Kryat, V.M. Metodika otsenki vodnyh pregrad / V.M. Kryat. – Moskva : Voenizdat, 1978. – 176 s. 2. Matematicheskaya model' otsenki prohodimosti plavayuschih obraztsov bronetankovogo vooruzheniya i tehniki pri preodolenii vodnyh pregrad: Otchet o NIR / OTII; Otv. Ispolnitel' O.A. Seryakov, I.A.Shelyagin, V.V.Andryuschenko; Inv. N 6234. – OTII, 2005. – 71 s. 3. Seryakov, O.A. Vzaimosvyaz' parametrov upravlyaemosti na plavu i obzornosti po kursu s mesta mehanika-voditelya amfibiynoy mashiny / O.A. Seryakov, S.S. Zinov'ev, M.Yu. Manzin // Nauka i voennaya bezopasnost' – 2016g. – № 4(7). – S. 56–59 4. Makoklyuev, A.I. Metodicheskiy podhod k obosnovaniyu trebovaniy k podvizhnosti boevyh gusenichnyh mashin / A.I. Makoklyuev, V.V. Apekunov, L.G. Dulatina // Nauka i voennaya bezopasnost', № 3(10) – 2017g. – S. 15–19 5. Materialy po ispytaniyam dvuh BTR-5903 v v.ch.68054. Prilozhenie k aktu o rezul'tatah ispytaniy BTR-5903 / V.ch.68054; Otv. ispolnitel' V.V.Brehin. – Inv. N 2582. – 1981. – 445 s. 6. Protokol gosudarstvennyh ispytaniy boevoy mashiny desanta BMD-3 v morskih usloviyah / V.ch.68054; Ispolniteli S.I.Smolyakov, A.V.Bliznichenko, A.S.Popkov i dr. – Inv. N 4395. – 1987. – 45 s.
Серяков Олег Александрович – кандидат технических наук, доцент кафедры; Чепижко Илья Викторович – преподаватель кафедры; Зиновьев Сергей Сергеевич – адъюнкт кафедры. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Seryakov Oleg Aleksandrovich – Cand. Sc. {Engineering}, Associate Professor; Chepizhko Il'ya Viktorovich – Cand. Sc. {Engineering}, Lecturer; Zinov'ev Sergey Sergeevich – Postgraduate. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 12.03.2018
36
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
УДК 629.113 ГРНТИ 85.00.00 : 55.00.00
ОБЗОР ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ В.Ю. Усиков, А.В. Келлер* Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14-й военный городок, ОАБИИ, omsktii@mail.ru *Центр компьютерного инжиниринга ЮУрГУ (НИУ) Россия, 454000, г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 50, engineering@susu.ru В статье актуализировано направление повышения эффективности колесных транспортных средств при движении по деформируемым грунтам. Приведен краткий обзор патентного поиска и анализ технических решений, направленных на улучшение эксплуатационных свойств колесных транспортных средств. Рассмотрены предложенные решения по совершенствованию конструкции системы регулирования давления воздуха в шинах, обозначено перспективное направление дальнейшего исследования. Ключевые слова: военные колесные машины, проходимость, деформируемая опорная поверхность, колесный движитель, пневматическая шина, система регулирования давления воздуха в шинах.
OVERVIEW OF TECHNICAL SOLUTIONS FOR DESIGN DEVELOPMENT OF AIR PRESSURE REGULATING SYSTEM IN TIRES V.Y. Usikov, A.V. Keller* Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, OABII, omsktii@mail.ru Computer Engineering Center, YuUrGU (NIU) *Russia, 454000, Chelyabinsk, ul. Ordzhonikidze, 50, engineering@susu.ru The article actualizes improving the efficiency of wheeled vehicles when driving on rough terrain. The authors give a brief overview of the patent search and analyze technical solutions to improve the performance properties of wheeled vehicles. They regard the proposed solutions for design development of air pressure regulating system in tires and determine the promising direction for further research. Keywords: military wheeled vehicles, cross-country ability, a deformed bearing surface, a wheeled running gear, a pneumatic tire, an air pressure regulating system in tires.
Введение Для условий эксплуатации военных колесных машин (далее – ВКМ) типичным является движение по покрытиям с различной степенью неравномерности распределения сопротивления качению и сцепления, как в поперечном, так и в продольном направлениях. Актуальным остается повышение эксплуатационных свойств путем совершен-
ствования конструкции ВКМ, в том числе дополнительного оборудования и средств повышения проходимости. Одним из основных путей решения этой проблемы является совершенствование конструкции системы регулирования давления воздуха в шинах (СРДВШ). Несмотря на большой научно-технический задел, внесенный учеными и инженера-
© Усиков В.Ю., Келлер А.В., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
37
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
ми научных школ МГТУ им. Баумана, МГМУ «МАМИ», НАТИ, НАМИ, 21 НИИИ МО РФ, ПАО КАМАЗ, ОАО «АЗ УРАЛ», НИИИ АТ 3 ЦНИИ МО РФ и др., вопросы повышения проходимости колесных машин путем рационализации регулирования давления воздуха в шинах с учетом нагруженности и условий движения по различным типам деформируемых грунтов исследованы недостаточно. Основные затраты энергии, которая расходуется на движение колесной машины, определяются сопротивлением качению ведущих колес, которое прямо предопределяет величины затрат энергии и топлива на движение, нагруженность трансмиссии, показатели динамики и проходимости. Сопротивление качению ведущих колес зависит, в свою очередь, от многих факторов, основными из которых являются: вес колесной машины; параметры подвески; характер распределения крутящего момента между колесами; тип опорной поверхности; размеры и тип шин; температура шины; давление воздуха в шинах. Непосредственно в ходе движения из этих параметров можно управлять только характером распределения крутящих моментов и давлением воздуха в шинах. Давление воздуха в шинах значительно влияет на сопротивление движению машины и ее тягово-сцепные свойства. При уменьшении давления воздуха растут потери мощности на деформацию шины и уменьшаются потери на деформацию грунта. Поэтому изменение давления воздуха в шине неоднозначно влияет на сопротивление качению. На твердых грунтах уменьшение давления приводит к увеличению сопротивления качению ввиду того, что потери на деформацию грунта практически не меняются. На деформируемых грунтах со снижением давления воздуха в шинах сопротивление качению уменьшается вследствие меньшего заглубления шины в грунт. При определенном давлении воздуха в шине (в зависимости от нагрузки, приходящейся на колесо, жесткости шины, типа и свойств грунта) получается минимальная сила сопротивления качению [1]. Для повышения опорной проходимости при движении колесной машины по деформируемой опорной поверхности имеется необходимость установления давления воздуха в шинах колесного движителя индивидуаль-
38
но для каждого колеса и в зависимости от физико-механических характеристик грунта опорной поверхности, нагрузки, приходящейся на каждое колесо, номера (последовательности) прохода колес в образуемой ими колее. То есть одним из перспективных способов повышения опорной проходимости можно выделить процесс активного регулирования давления воздуха в шинах и его децентрализацию [2, с. 68–79]. Основная часть Одним из эффективных способов изменения параметров и характеристик колесного движителя для повышения опорной проходимости при движении ВКМ по деформируемой опорной поверхности является использование СРДВШ. Понижение давления воздуха в шинах до минимально допустимого для конкретных условий движения способствует уменьшению сопротивления движению, повышению сцепных свойств колесного движителя. Таким образом, изменение давления воздуха в шинах повышает способность ВКМ к движению в зависимости от дорожных условий, дорожного покрытия, типа грунта, природно-климатических условий. Конструктивно предусмотренные на большинстве ВКМ СРДВШ являются централизованными и предусматривают установку одинакового оптимального давления в шинах всех колес в зависимости от условий движения. В то же время на ВКМ применяются одинарные колеса, следствием чего является совпадение колеи колес всех осей, и при совершении прямолинейного движения каждый последующий колесный движитель оси движется вслед предыдущему. Следствием является деформация грунта опорной поверхности и изменение его физико-механических свойств, естественно, и изменение всех показателей взаимодействия с деформируемой опорной поверхностью. Проведенное исследование и анализ патентно-лицензионной работы свидетельствует о том, что за последнее десятилетие многими научно-исследовательскими организациями и коллективами ученых уделяется значительное внимание вопросу совершенствования конструкции СРДВШ для всех типов колесных транспортных средств, в том числе и для ВКМ с целью повышения их эффективности. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
Рис. 2. Система автоматического регулирования давления воздуха в шинах по заданным параметрам (Патент РФ № 2421345) 1 – колесо; 2 – устройство контроля давления воздуха в шине; 3 – электропневмоклапан колеса; 4 – управляющее устройство; 5 – панель контроля и управления водителя; 6 – пневмопроводы; 7 – электропневмоклапан подачи воздуха от компрессора; 8 – электропневмоклапан сброса воздуха
Задачей изобретения является автоматическое поддержание заданного давления воздуха в шинах и компенсация падения давления воздуха в шинах при пробитии колеса в движении без снятия их с машины [4].
3. Техническое решение «Система регулирования давления воздуха в шинах», разработанное коллективом авторов Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.П. Дубынина», защищенное патентом Российской Федерации на полезную модель № 85858 РФ. Опубликовано в бюллетене № 23 от 20 сентября 2009 г. (рис. 3).
Наибольший интерес представляют сле- метрам», разработанное авторами А.Г. Титдующие технические решения: ковым, А.А. Бабинцевым и др. и защищенное 1. Техническое решение «Автома- патентом Российской Федерации на изобрететическая система регулирования дав- ние № 2421345 РФ. Данное решение опублиления воздуха в шине», разработанное ковано в бюллетене № 17 от 20 июня 2011 г. коллективом авторов Государственного обра- (рис. 2). зовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский военный 1 Техническое решение позволяет изменять давление автомобильный институтавтоматически имени генерала 2 духа в шине в зависимости от микропрофиля армии В.П. Дубынина». Решение дорожной защищеноповерхности, в 3 ультате чего для гашения колебаний максимально патентом Российской Федерации на изобре- используются мпфирующие свойства шины. РФ Также шина с автоматической системой тение № 2457118 и опубликовано в бюлулированиялетене давления воздуха позволяет использовать энергию № 21 (рис. 1) от 27 июля 2012 г. лебаний для совершения полезной работы [3].
4
7 8 6
с. 1. Автоматическая система регулирования давления воздуха в шине (Патент Рис. 1. Автоматическая система регулирования 5 № 2457118): давления воздухаРФ в шине (Патент РФ № 2457118): Рис. 2. Система автоматического регулирования 1 – цапфа колеса; 2 – колесо; 3 – внутреннее уплотнение на цапфе; 1 – цапфа колеса; 2 – колесо; 3 – внутреннее уплотне4 – воздушный ресивер; 5 – трубопровод; 6 – 5пневматическая ние на цапфе; 4 – воздушный ресивер; – трубопровод; шина; давления воздуха в шинах по заданным (Патент РФ № 2421345): 6 – пневматическая шина; 7 – основная 7 – основная магистраль; 8 – электромагнитный клапан;магистраль; 9 – блок управления; 10параметрам – 1 – колесо; 2 – устройство контроля давления воздуха 8 – электромагнитный – блок управления; поршневой насос-амортизатор; 11 – клапан; верхний 9перепускной клапан; 12 – нижний в шине; 3 – электропневмоклапан колеса; 10 –перепускной поршневой насос-амортизатор; – верхний переклапан; 13 – корпус11амортизатора; 4 – управляющее устройство; 5 – панель контроля пускной клапан; 12 – нижний перепускной клапан; 4 – перепускной 15амортизатора; – поршень амортизатора; 16 – магистраль – управления водителя; 6 – пневмопроводы; 13клапан; – корпус 14 – перепускной клапан; накачки;и17 7 – электропневмоклапан подачи воздуха от компрессора; магистраль снижения давления; 18 – дополнительный воздушный ресивер; 19 – 15 – поршень амортизатора; 16 – магистраль накачки; редохранительный клапан; 20 – редукционный 21 – датчик давления; 228 –– электропневмоклапан сброса воздуха 17 – магистраль сниженияклапан; давления; 18 – дополнительный воздушный ресивер; датчик вертикальных колебаний 19 – предохранительный клапан; 20 – редукционный Задачей изобретения является автомаклапан; 21 – датчик давления; 22 – датчик вертикаль2. Техническое решение «Система автоматического ных колебаний тическое поддержание заданного давления
улирования давления воздуха в шинах по заданным параметрам», воздуха в шинах и компенсация падения давработанное авторами А.Г. решение Титковым, А.А. Бабинцевым и др.воздуха и Техническое позволяет автома- ления в шинах при пробитии колеса щищенное патентом Российской Федерации на изобретение № 2421345 тически изменять давление воздуха в шине в движении без снятия их с машины [4]. . Данное решение опубликовано в бюллетене № 17 от 20 июня 2011 г. в зависимости от микропрофиля дорожной 3. Техническое решение «Система рес. 2). поверхности, в результате чего для гаше- гулирования давления воздуха в шинах», ния колебаний максимально используются разработанное коллективом авторов Госудемпфирующие свойства шины. Также шина дарственного образовательного учреждения с автоматической системой регулирования высшего профессионального образования давления воздуха позволяет использовать «Рязанский военный автомобильный инстиэнергию колебаний для совершения полез- тут имени генерала армии В.П. Дубынина», ной работы [3]. защищенное патентом Российской Федера2. Техническое решение «Система ции на полезную модель № 85858 РФ. Опуавтоматического регулирования давле- бликовано в бюллетене № 23 от 20 сентября ния воздуха в шинах по заданным пара- 2009 г. (рис. 3). Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
39
Целью предлагаемого технического решения является повышение быстродействия системы регулирования давления воздуха в шинах при снижении давления воздуха от номинального значения до среднего путем выключения из работы эжектора. Указанный технический результат достигается тем, что система регулирования давления воздуха в шинах дополнительно оснащена клапанами выпуска воздуха по числу осей. Указанная система, кроме того содержит компрессор; пневматический баллон; датчик давления воздуха; блок управления давлением воздуха; электромагнитные клапаны управления давлением и эжекторы по числу осей; колесные клапаны по числу колес, связанные посредством трубопроводов и шлангов; электрический блок управления, связанный посредством электрических цепей с блоком управления давлением воздуха и электромагнитными клапанами управления давлением. Оснащение системы регулирования давления воздуха в шинах клапанами выпуска воздуха по числу осей позволяет повысить быстродействие системы регулирования давления воздуха в шинах при снижении давления воздуха от номинального значения до среднего путем 1 2 3
4
Рис. 4. Система регулирования давления воздуха в шинах (Патент РФ № 94909): 1 – компрессор; 2 – пневматический баллон; 3 – датчик давления воздуха; 4 – блок управления давлением воздуха; 5 – электромагнитные клапаны управления давлением; 6 – клапаны выпуска воздуха; 7 – эжекторы; 8 – колесные клапаны; 9 – трубопроводы и шланги, 10 – электрический блок управления; 11 – электрические цепи
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
5 6 8 7
4
11
3
10 1 2 9
4 5 7
Рис. 3. Система регулирования давления воздуха Рис. 3. Система регулирования давления воздуха в шинах в шинах (Патент РФ № 85858): 1 – кран управления давлением с клапаном-ограни(Патент РФ № 85858): чителемдавлением падения давления; 2 – воздушный манометр; 1 – кран управления с клапаном-ограничителем падения давления; 2 – – электронный блок управления электромагнитными воздушный3манометр; 3 – электронный блок управления электромагнитными клапанами; – датчики 5падения давления; клапанами; 4 – датчики падения4 давления; – шинные краны запора воздуха; 6 – 5 – шинные краны запора воздуха; 6 – трубопроводы; трубопроводы; 8 – головка подвода воздуха 8 – головка подвода воздуха к шинамк шинам колес колес
6
8
4. Система регулирования давления воздуха Технический результат полезной модели направлен на Рис. снижение Технический результат полезной модели в шинах (Патент РФ № 94909): 1 – компрессор; времени приведения системы в рабочее состояние за счет обеспечения 2 – пневматический баллон; 3 – датчик давления направлен на снижение времени приведения возможности накачки конкретной (поврежденной) шины многоосного воздуха; 4 – блок управления давлением воздуха; в рабочее состояниевзадвижении счет обеспе5 – электромагнитные клапаны управления давлениавтомобиля ссистемы рабочего места водителя (без остановки ем; 6 – клапаны выпуска воздуха; 7 – эжекторы; чения возможности (по- требуемого автомобиля) путем автоматизациинакачки процессаконкретной восстановления 8 – колесные клапаны; 9 – трубопроводы и шланги, врежденной) шины многоосного автомобиля давления в шине в случае ее повреждения. 10 – электрический блок управления; с рабочего места водителятем, в движении (безрегулирования 11 – электрические цепи Технический результат достигается что система остановки автомобиля) путем автоматизации давления воздуха в шинах, содержащая кран управления давлением с клапаном-ограничителем падения давления, головки давлеподвода воздуха к предлагаемого технического репроцесса восстановления требуемого Целью шинам колес,ния шинные запора воздуха, воздушный манометр и в шинекраны в случае ее повреждения. шения является повышение быстродействия трубопроводы 6, при этом система дополнительно снабжена Технический результат достигается тем, электронным системы регулирования давления воздуха блоком управления электромагнитными датчиками что система регулированияклапанами давления своздуха в падения шинах при снижении давления воздуха давления, установленными в трубопроводах подвода воздуха к шинам [5]. в шинах, содержащая кран управления давле- от номинального значения до среднего путем 4. Техническое решение «Система регулирования давления воздуха нием с клапаном-ограничителем падения дав- выключения из работы эжектора. в шинах», разработанное авторами А.В. Келлером, С.В. Ушнурцевым и ления, головки подвода воздуха к шинам колес, Указанный технический результат додр., защищенное патентом Российской Федерации на полезную модель № шинные краны запора воздуха, воздушный стигается тем, что система регулирования 94909 РФ, опубликованное в бюллетене № 16 от 10.06.2010 г. (рис. 4). манометр и трубопроводы 6, при этом система давления воздуха в шинах дополнительно дополнительно снабжена электронным блоком оснащена клапанами выпуска воздуха по управления электромагнитными клапанами с числу осей. Указанная система, кроме того датчиками падения давления, установленными содержит компрессор; пневматический балв трубопроводах подвода воздуха к шинам [5]. лон; датчик давления воздуха; блок управле4. Техническое решение «Система ре- ния давлением воздуха; электромагнитные гулирования давления воздуха в шинах», клапаны управления давлением и эжекторы разработанное авторами А.В. Келлером, по числу осей; колесные клапаны по числу С.В. Ушнурцевым и др., защищенное патен- колес, связанные посредством трубопроводов том Российской Федерации на полезную мо- и шлангов; электрический блок управления, дель № 94909 РФ, опубликованное в бюлле- связанный посредством электрических цепей тене № 16 от 10.06.2010 г. (рис. 4). с блоком управления давлением воздуха и
40
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
11
3
10 1
2 9
4 5 7 6
8 Рис. 5. Система регулирования давления воздуха в шинах (Патент РФ № 126992): 1 – компрессор; 2 – пневматический баллон; 3 – датчик давления воздуха; 4 – регуляторы давления по числу осей; 5 – электромагнитные клапаны управления давлением; 6 – электромагнитные клапаны выпуска воздуха по числу осей; 7 – эжекторы; 8 – колесные клапаны; 9 – трубопроводы и шланги; 10 – электронный блок управления; 11 – электрические цепи Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Повышение эффективности достигается тем, что система регулирования давления воздуха в шинах, содержащая компрессор, пневматический баллон, датчик давления воздуха, электромагнитные клапаны управления давлением, эжекторы и клапаны выпуска воздуха, по числу осей, колесные клапаны по числу колес, связанные посредством трубопроводов и шлангов, электрический блок управления, связанный посредством электрических цепей с электромагнитными клапанами управления давлением, дополнительно оснащена регуляторами давления по числу осей, механически соединенными с подвеской транспортного средства. Оснащение системы регулирования давления воздуха в шинах регуляторами давления по числу осей позволяет повысить эффективность системы регулирования давления воздуха в шинах путем регулирования давления воздуха в шинах в зависимости от нагрузки, приходящейся на них [7]. 6. Техническое решение «Система контроля и регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства», разработанное коллективом авторов Федерального государственного казенного военного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого», защищенное патентом Российской Федерации на полезную модель № 161680 РФ, опубликованное в бюллетене № 12 от 28 июля 2015 г. (рис. 6). Система контроля и регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства позволяет обеспечить требуемое быстродействие за счет уменьшения времени снижения давления в шине колеса, отсчитываемого от момента начала срабатывания управляемых электромагнитных клапанов управления давлением. Система контроля и регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства включает кран управления давления с клапаном-ограничителем, краны запора воздуха, пневмопроводы, головки подвода воздуха и компрессор. Колесо соединено пневмопроводом с компрессором через устройство контроля давления воздуха в шине; электропневмоклапан подачи воздуха от компрессора;
выключения из работы эжектора, за счет соединения колесных клапанов непосредственно с атмосферой [6]. 5. Техническое решение «Система регулирования давления воздуха в шинах», разработанное авторами А.В. Келлером, В.Ю. Усиковым и др., защищенное патентом Российской Федерации на полезную модель № 126992 РФ, опубликовано в бюллетене № 11 от 20 апреля 2013 г. (рис. 5).
Рис. 5. Система регулирования давления воздуха в шинах (Патент РФ № 126992): 1 – компрессор; 2 – пневматический баллон; 3 – датчик давления воздуха; 4 –
электромагнитными клапанами управления давлением. Оснащение системы регулирования давления воздуха в шинах клапанами выпуска воздуха по числу осей позволяет повысить быстродействие системы регулирования давления воздуха в шинах при снижении давления воздуха от номинального значения до среднего путем выключения из работы эжектора, за счет соединения колесных клапанов непосредственно с атмосферой [6]. 5. Техническое решение «Система регулирования давления воздуха в шинах», разработанное авторами А.В. Келлером, В.Ю. Усиковым и др., защищенное патентом Российской Федерации на полезную модель № 126992 РФ, опубликовано в бюллетене № 11 от 20 апреля 2013 г. (рис. 5).
41
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
управляющее устройство, установленное на раме автомобиля, имеющее электрические связи с устройством контроля давления воздуха в шине, панелью контроля и управления; электропневмоклапаном подачи воздуха от компрессора; электромагнитные клапаны и эжекторы по числу колес. При этом высоконапорные линии эжекторов соединены посредством электромагнитных клапанов с панелью контроля и управления 5, а низконапорные – с шинами колес через устройства контроля давления воздуха в шинах [8].
2 3
4
7 5 6 Рис. 6. Система контроля и регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства (Патент РФ № 161680): 1 – колесо; 2 – устройство контроля давления воздуха в шине; 3 – электромагнитные клапаны; 4 – управляющее устройство; 5 – панель контроля и управления; 6 – пневмопровод с компрессором; 7 – электропневмоклапан подачи воздуха от компрессора; 8 – эжекторы
42
давления воздуха в шинах в зависимости от нагрузки, приходящейся на них [7]. 6. Техническое решение «Система контроля и регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства», разработанное коллективом авторов Федерального государственного казенного военного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого», защищенное патентом Российской Федерации на полезную модель № 161680 РФ, опубликованное в бюллетене № 12 от 28 июля 2015 г. (рис. 6).
Рис. 6. Система контроля и регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства (Патент РФ № 161680): 1 – колесо; 2 – устройство контроля давления воздуха в шине; 3 – электромагнитные клапаны; 4 – управляющее устройство; 5 – панель контроля и управления; 6 – пневмопровод с компрессором; 7 – электропневмоклапан подачи
1
Заключение Анализ существующих предлагаемых конструкций систем регулирования давления воздуха в шинах показывает, что технические решения направлены на решение следующих задач: 1) возможность автоматизированного и даже автоматического поддержания и изменения заданного давления воздуха в зависимости от условий движения машины и при повреждении шины; 2) максимальное использование демпфирующих свойств шины для гашения колебаний и использования энергии колебаний для совершения полезной работы; 3) снижение времени приведения системы в рабочее состояние; 4) повышение быстродействия системы регулирования давления воздуха в шинах при снижении давления воздуха от номинального значения до среднего; 5) повышение эффективности путем регулирования давления воздуха в шинах в зависимости от нагрузки, приходящейся на них; 6) обеспечение требуемого быстродействия за счет уменьшения времени снижения давления в шине колеса. Вместе с тем регулирование давления воздуха в шинах ведущих колес осуществляется недостаточно эффективно по целому ряду причин: 1) субъективное мнение водителя о моменте включения в работу системы регулирования давления воздуха в шинах; 2) давление воздуха в шинах одинаково в колесах всех осей автомобиля; 3) присутствует рассеянный диапазон изменения давления воздуха в шинах; 4) недостаточная эффективность вследствие невозможности регулирования давления воздуха в шинах в зависимости от крена машины при движении по косогору и на уклоне; 5) отсутствие возможности регулирования давления с учетом рекомендуемых диапазонов давления для определенных типов деформируемых грунтов. Исходя из вышесказанного можно сделать вывод о необходимости дальнейшего совершенствования конструкции системы регулирования давления воздуха в шинах и Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
автоматизации ее работы с учетом внешних факторов, оказывающих воздействие на процесс движения ВКМ. При этом процесс регу-
лирования должен контролироваться электронной системой управления или бортовой информационно-управляющей системой.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Вольская, Н.С. Разработка методов расчета опорно-тяговых характеристик колесных машин по заданным дорожно-грунтовым условиям в районах эксплуатации : дис. ... д-ра техн. наук : 05.05.03 / Н.С. Вольская. – Москва, 2008. – 370 с. 2. Усиков, В.Ю. Решение задачи повышения опорной проходимости автомобилей многоцелевого назначения путем децентрализации регулирования давления воздуха в шинах / В.Ю. Усиков, Е.А. Каширин // Национальные приоритеты России. Серия 1. Наука и военная безопасность. – 2016. – № 2 (5). – С. 68–78. 3. Автоматическая система регулирования давления воздуха в шине : пат. 2457118 РФ : МПК B60C 23/02. / Бугаев С.В., Васильченков В.Ф. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.П. Дубынина» – № 2009116910/11 ; заявл. 04.05.2009 ; опубл. 27.07.2012, Бюл. № 21. 4. Система автоматического регулирования давления воздуха в шинах по заданным параметрам : пат. 2421345 РФ : МПК B60C 23/00. / Титков А.Г., Бабинцев А.А. [и др.] – № 2010124262/11 ; заявл. 16.06.2010 ; опубл. 20.06.2011, Бюл. № 17. 5. Система регулирования давления воздуха в шинах : пат. 85858 РФ : МПК B60C 23/00. / Демихов С.В., Клиншов А.М. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.П. Дубынина» – № 2009117098/22 ; заявл. 04.05.2009 ; опубл. 20.09.2009, Бюл. № 23. 6. Система регулирования давления воздуха в шинах : пат. 94909 РФ, МПК B60C 23/00. / Келлер А.В., Ушнурцев С.В. [и др.] – № 2010104662/22 ; заявл. 10.02.2010 ; опубл. 10.06.2010, Бюл. № 16. 7. Система регулирования давления воздуха в шинах : пат. 126992 РФ, МПК В60С 23/00. / Келлер А.В., Усиков В.Ю. : заявитель и патентообладатель Усиков В.Ю. – № 2012139408/11 ; заявл. 13.09.2012 ; опубл. 20.04.2013, Бюл. № 11. 8. Система контроля и регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства : пат. 161680 РФ, МПК B60C 23/00. / Савочкин А.А., Караваев Г.Е. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ФГКВОУ ВПО «Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого» – № 2015131449/11 ; заявл. 28.07.2015 ; опубл. 27.04.2016, Бюл. № 12.
REFERENCES 1. Vol'skaya, N.S. Razrabotka metodov rascheta oporno-tyagovyh harakteristik kolesnyh mashin po zadannym dorozhno-gruntovym usloviyam v rayonah ekspluatatsii: dis. ... d-ra tehn. nauk : 05.05.03 / N.S. Vol'skaya. – Moskva, 2008. – 370 s. 2. Usikov, V.Yu. Reshenie zadachi povysheniya opornoy prohodimosti avtomobiley mnogotselevogo naznacheniya putem detsentralizatsii regulirovaniya davleniya vozduha v shinah / V.Yu. Usikov, E.A. Kashirin // Natsional'nye prioritety Rossii. Seriya 1. Nauka i voennaya bezopasnost'. – 2016. – № 2 (5). – S. 68–78. 3. Avtomaticheskaya sistema regulirovaniya davleniya vozduha v shine: pat. 2457118 RF: MPK B60C 23/02. / Bugaev S.V., Vasil'chenkov V.F. [i dr.]; zayavitel' i patentoobladatel' GOU VPO «Ryazanskiy voennyy avtomobil'nyy institut imeni generala armii V.P. Dubynina» – № 2009116910/11 ; zayavl. 04.05.2009; opubl. 27.07.2012, Byul. № 21. 4. Sistema avtomaticheskogo regulirovaniya davleniya vozduha v shinah po zadannym parametram: pat. 2421345 RF: MPK B60C 23/00. / Titkov A.G., Babintsev A.A. [i dr.] – № 2010124262/11 ; zayavl. 16.06.2010; opubl. 20.06.2011, Byul. № 17. 5. Sistema regulirovaniya davleniya vozduha v shinah: pat. 85858 RF: MPK B60C 23/00. / Demihov S.V., Klinshov A.M. [i dr.]; zayavitel' i patentoobladatel' GOU VPO «Ryazanskiy voennyy avtomobil'nyy institut imeni generala armii V.P. Dubynina» – № 2009117098/22 ; zayavl. 04.05.2009; opubl. 20.09.2009, Byul. № 23. 6. Sistema regulirovaniya davleniya vozduha v shinah: pat. 94909 RF, MPK B60C 23/00. / Keller A.V., Ushnurtsev S.V. [i dr.] – № 2010104662/22 ; zayavl. 10.02.2010; opubl. 10.06.2010, Byul. № 16. 7. Sistema regulirovaniya davleniya vozduha v shinah: pat. 126992 RF, MPK V60S 23/00. / Keller A.V., Usikov V.Yu.: zayavitel' i patentoobladatel' Usikov V.Yu. – № 2012139408/11; zayavl. 13.09.2012; opubl. 20.04.2013, Byul. № 11. 8. Sistema kontrolya i regulirovaniya davleniya vozduha v shinah transportnogo sredstva: pat. 161680 RF, MPK B60C 23/00. / Savochkin A.A., Karavaev G.E. [i dr.]; zayavitel' i patentoobladatel' FGKVOU VPO «Voennaya akademiya raketnyh voysk strategicheskogo naznacheniya imeni Petra Velikogo» – № 2015131449/11 ; zayavl. 28.07.2015; opubl. 27.04.2016, Byul. № 12.
Усиков Виталий Юрьевич – старший преподаватель кафедры (боевых гусеничных, колесных машин и военных автомобилей) Омского автобронетанкового инженерного института, кандидат технических наук, 05.05.03 «Колесные и гусеничные машины»; Келлер Андрей Владимирович – директор центра компьютерного инжиниринга ЮУрГУ (НИУ), доктор технических наук, профессор. Центр компьютерного инжиниринга ЮУрГУ (НИУ).
Usikov Vitaliy Yur'evich – Senior Lecturer at the Combat Tracked, Wheeled and Military Vehicles Department; Keller Andrey Vladimirovich – Head of Computer Engineering Center, YuUrGU (NIU), Doctor of Engineering, Professor. Computer Engineering Center, YuUrGU (NIU).
Статья поступила в редакцию 28.02.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
43
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
УДК 623.1/7 ГРНТИ 78.25.10
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ТАНКОВОГО ДИЗЕЛЯ В-92С2 ОПТИМИЗАЦИЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАРЯДА ВОЗДУХА Д.В. Шабалин, Р.В. Якимушкин, И.В. Чепижко, С.С. Зиновьев Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок, omsktii@mail.ru Применение систем охлаждения заряда воздуха является необходимым и весьма эффективным средством улучшения показателей современных дизелей. Вместе с тем отсутствие данных об оптимальных значениях температуры заряда воздуха для танковых силовых установок обуславливает необходимость проведения ряда исследований по определению рациональных значений температуры заряда воздуха, обеспечивающих улучшение характера протекания и показателей рабочего цикла двигателя, при допустимом уровне его динамической нагруженности. Ключевые слова: скоростные и нагрузочные режимы, топливная экономичность, плотность воздушного заряда, температура свежего заряда воздуха.
EFFICIENCY IMPROVEMENT OF THE WORKING CYCLE FOR THE TANK DIESEL V-92С2 BY OPTIMIZATION OF THE AIR CHARGE TEMPERATURE D.V. Shabalin, R.V. Yakimushkin, I.V. Chepizhko, S. S. Zinoviev Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, omsktii@mail.ru The application of cooling systems for the air charge is a necessary and very effective means for performance improvement of modern diesel engines. However, the absence of data about the optimal temperature values of the air charge for tank power plants determines the necessity of studies to define rational values of the air charge temperature. These values provide the improvement of the processing history and the indicators of the engine working cycle with the acceptable level of its dynamic load. Keywords: speed and load modes, fuel efficiency, the density of the air charge, the temperature of the air incoming charge.
Реальные условия эксплуатации, характерные для бронетанкового вооружения и техники (БТВТ), обусловленные широким диапазоном скоростных и нагрузочных режимов, оказывают непосредственное влияние на формирование эксплуатационных режимов их силовых установок (СУ). Известно, что в условиях реальной эксплуатации танковые двигатели преимущественно
работают на частичных нагрузках, на которых топливная экономичность значительно снижается. Значительное влияние на топливную экономичность дизеля оказывает температура поступающего в двигатель заряда воздуха tk. Анализ работ по исследованию влияния температуры заряда воздуха на параметры
© Шабалин Д.В., Якимушкин Р.В., Чепижко И.В., Зиновьев С.С., 2018
44
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
расхода топлива (на 13,9 % – часового, на 10,3 % – удельного
но, что в условиях реальной эксплуатации танковые двигатели 12,6 % – удельного индикаторного). ущественно работают на частичных эффективного нагрузках, наи на которых На графике хорошо видно уменьшение максимальной температуры ная экономичность значительно снижается. (практически на 10 %), что, естественно, ведет к тела Tzдизеля начительное влияние на топливнуюрабочего экономичность Вооружение и военная Комплексы и системы военного назначения соответствующему температуры ОГ. ает температура поступающего в техника. двигатель заряда воздуха tk снижению Анализ работ по исследованию влияния температуры заряда воздуха Однако приводит не дизелей с газотурбинным наддувом свиде- увеличение Отмечаемое плотности при этом навоздушного индикаторныхзаряда диаметры дизелей с газотурбинным наддувом свидетельствует о том, только благоприятным протекании рабочего процесса и тельствует о том, что повышение этойктемпеаграммах изменениям увеличение впериода задержки овышение ратуры этой на температуры каждые 10 ˚С приводит к каждые 10 ˚Снаприводит к уменьшевоспламенения приводит к увеличению тепловом балансе двигателя. Отмечаемое при этом кона индикаторных ниювоздушного массы воздушного на 3,0…3,5 % удельного личества топлива, выгорающего в начальшению массы заряда назаряда 3,0…3,5 % и росту диаграммах увеличение периода задержки воспламенения приводит к и росту удельного эффективного расхода то- ный период сгорания (период «взрывного» %. тивного расхода топлива ge на 0,8–1,2 плива ge на 0,8–1,2 %.
увеличению количества выгорающего в начальный период в два раза) [6]. сгорания) топлива, Xн (практически результате возрастают 42,8 % – мак-в два раза) [6]. В сгорания (периодВ«взрывного» сгорания) на Xн (практически симальная скорость давления результате возрастают на 42,8 % –нарастания максимальная скорость нарастания (Wp.max), на 8,4 % – максимальное давление давления (Wp.max),рабочего на 8,4 %тела – максимальное давление увелирабочего тела (Pz), что (Pz), что существенно существенно увеличивает ударные механические нагрузки на детали чивает ударные механические нагрузки на детали механизма, кривошипно-шатунного механизма, кривошипно-шатунного снижая его надежность. снижая его надежность. Не менее заметно, чем на параметры рабочего процесса, tk влияет на Не менее заметно, чем на параметры ратемпературу основных (рис. 2) [2]. на температуру осбочего деталей процесса,дизеля tk влияет новных деталей дизеля (рис. 2) [2].
Рис. 1. Влияние температуры заряда воздуха на
1. Влияние температуры заряда воздухадизеля на параметры параметры рабочего процесса 1ЧН15/18 рабочего (Pк = 0,18 МПа idem) процесса дизеля 1ЧН15/18 (pк ==0,18 МПа = idem) Из рис. 1 отчетливо видно, что снижение
приводит к Рис. такому Из рис. 1 tk отчетливо что увеличению снижение tkплотности 2. Влияние температуры свежего воздуха заряда воз-на температуру Рис. 2. Влияние температуры свежего заряда приводитвидно, к такому духа на температуру основных деталей дизеля ению плотности воздуха, поступающего в цилиндр, что воздуха, поступающего в цилиндр, что коэф(Рк = 0,18 МПа = idem) основных деталей дизеля ициент избытка воздуха α повышается с 1,64 до 2,03 (23,8 %). фициент избытка воздуха α повышается с 1,64 (Рк = 0,18 МПа=idem) до 2,03 (23,8 %).более Результатом татом этого является полноеэтого и является быстрое сгорание Как видно из рисунка, рост tk весьма суКак видно из рисунка, рост tk весьма существенно более полное и быстрое сгорание (коэффицищественно отражается на тепловом состоя- отражается на фициент полезного тепловыделения ξ увеличился на 4,1 %; скорость полезного тепловыделения ξ увеличился тепловом двигателя. этом наиболее заметно При При этом наиболее ыделения вент начальный период сгорания тоже возросласостоянии почтинии на 4деталей %;деталейдвигателя. на 4,1 %; скорость тепловыделения в началь- заметно увеличивается температура межклаувеличивается межклапанной перемычки tпер. лжительность сгорания по углу поворота коленчатоготемпература вала Ψz ный период сгорания тоже возросла почти на панной перемычки tпер. Изменение температуры свежего заряда воздуха от 313 до 373 К шилась на 4 22,5 %), что приводитсгорания к существенному %; продолжительность по углу по- снижению Изменение температуры свежего заряда
вызвало ее повышение Несколько меньше (на 22,0 %) в 27 мм от на воздуханаот29,9 ворота коленчатого вала Ψz уменьшилась 313 %. до 373 К вызвало ее повыше22,5 %), что приводит к существенному сни- увеличилась ние на 29,9 %.средняя Несколько меньше (на цилиндра 22,0 %) газового стыка температура tц, на 17,6 % жению расхода топлива (на 13,9 % – часовов 27 мм от газового стыка увеличилась средповысилась температура в зоне верхнего поршневого кольца tпк и на 9,6 % го, на 10,3 % – удельного эффективного и на няя температура цилиндра tц, на 17,6 % – средняя температура поршня tп. 12,6 % – удельного индикаторного). повысилась температура в зоне верхнего Кроме значений температуры основных деталей дизеля при На графике хорошо видно уменьшение поршневого кольца tпк и на 9,6 % – средняя максимальной температуры различных рабочего тела температура поршнязаряда tп. температурах свежего воздуха tk на рис. 2 приведено Tz (практически на 10 %), что, естественно, Кроме значений температуры основных изменение критерия тепловой нагруженности КТ [3]. Как видно, Кт ведет к соответствующему снижению темпе- деталей дизеля при различных температурах ратуры ОГ. свежего заряда воздуха tk на рис. 2 приведеОднако увеличение плотности воздуш- но изменение критерия тепловой нагруженного заряда приводит не только к благопри- ности КТ [3]. Как видно, КТ существенно (на ятным изменениям в протекании рабочего 24,7 %) повышается при росте температуры tk процесса и тепловом балансе двигателя. в пределах от 313 до 373 К. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
45
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения
максимальное давление Pz в цилиндре и «жесткость» Wp.max, повышаются ударные механические нагрузки на детали КШМ [1, 2, 4]. Анализ научных работ показал отсутствие данных об оптимальных значениях температуры заряда воздуха для танковых силовых установок. В этой связи автором проведен ряд дополнительных расчетных исследований. В соответствии с разработанной методикой расчетного исследования для определения рациональных значений температуры заряда воздуха проведена оценка влияния изменения температуры начала сжатия на показатели эффективности рабочего цикла дизеля 12ЧН15/18 (В-92С2) и его тепловую нагруженность. План расчетного эксперимента представлен в табл. 1.
Представленные выше данные позволяют сделать заключение о том, что на работе двигателя отрицательно сказывается и высокая и низкая температура свежего заряда. В первом случае снижается коэффициент избытка воздуха α, увеличивается продолжительность сгорания, увеличивается температура отработавших газов tОГ (а значит, увеличиваются потери энергии с выбрасываемыми в атмосферу отработавшими газами), что ведет к снижению коэффициента эффективного тепловыделения ξ, соответственно, увеличивается расход топлива и снижается индикаторный КПД Ƞi. Растет максимальная температура цикла Tz, а значит, и тепловая нагруженность основных деталей двигателя. При относительно низкой температуре свежего заряда воздуха tk увеличиваются
Таблица 1
План расчетного эксперимента № п/п
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Частота вращения КВ, мин–1
2000 (режим номинальной мощности) 1300 (режим максимального крутящего момента)
600 (режим минимально устойчивой частоты вращения холостого хода)
Нагрузка, %
313
333
–
*
*
100 75 50 100 75 50 25 10
Выбор расчетных режимов был обусловлен компромиссом между необходимостью охвата всего поля возможных эксплуатационных режимов ТСУ и разумного количества экспериментальных исследований. Для оценки влияния изменения температуры заряда воздуха на рабочий процесс двигателя в широком диапазоне изменения скоростных и нагрузочных режимов использовалось свободно распространяемое программное обеспечение Open FOAM. При определении влияния температуры заряда воздуха (начала сжатия) на показатели танкового дизеля оценивали изменение показателей эффективности цикла. К этим показателям относятся индикаторный КПД Ƞi, индикаторная мощность Ni, индикаторная работа Li, удельный индикаторный расход топлива gi. Так как нет общепринятой методики и даже систематизированных принципов определения ограничительных характеристик, то
46
* * * * * * * *
* * * * * * * *
Температура заряда воздуха, К 353 373 393 413 433
* * * * * * * *
* * * * * * * *
* * * * * * * *
* * * * * * * *
* * * * * * * *
*
*
*
*
*
453
473
*
*
* * * * * * * *
* * * * * * * *
в качестве ограничений чаще всего используют показатель динамичности цикла, который оценивается по значениям максимальной скорости нарастания давления Wp.max и максимального давления рабочего тела Pz. Для данной категории двигателей, к которой и относится рассматриваемый дизель семейства В-2, допустимая максимальная скорость нарастания давления в процессе сгорания устанавливается в пределах Wp.max = 0,8…1,2 МПа/град ПКВ [1]. Для максимального давления цикла Pz в работах А.С. Орлина, М.Г. Круглова и ряда других авторов для дизелей с неразделёнными камерами сгорания и объёмным смесеобразованием устанавливаются предельно допустимые значения в диапазоне 13…14 Мпа [4, 5]. На рисунке 3 показаны полученные зависимости для режимов максимальной мощности и максимального крутящего момента. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Для максимального давления цикла Pz в работах А.С. Орлина, М.Г. Круглова и ряда других авторов для дизелей с неразделёнными камерами сгорания и объёмным смесеобразованием устанавливаются предельно допустимые значения в диапазоне 13…14 Мпа [4, 5]. На рисунке 3 показаны полученные зависимости для режимов Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения максимальной мощности и максимального крутящего момента.
а) б) Рис. 3. Изменение показателей эффективности рабочего цикла дизеля В-92С2 в зависимости от температуры свежего заряда воздуха: tожconst = 383 К: а) n = 1300 мин–1; цикловая подача топлива – полная; б) n = 2000 мин–1; цикловая подача топлива – полная
Рассмотрим вначале особенности процессов в условиях высоких температур заряда воздуха на входе в цилиндры двигателя. В связи с более высокой температурой заряда в нем быстро появлялись пары топлива, которые столь же быстро разрывались на активные радикалы, что обеспечивало малую продолжительность процессов испарения и последующего воспламенения. В результате при температуре заряда 473 К продолжительность периода задержки воспламенения составила всего шесть градусов ПКВ (на рисунке не показана). За столь короткий период в цилиндр не успевало поступить много топлива, и дальнейшее сгорание протекало относительно (для исследуемого дизеля) плавно: максимальная скорость нарастания давления составила 11,16 МПа/ град ПКВ. Поскольку топливо воспламенялось и горело практически по мере его поступления в цилиндр, максимальное давление Pz было достигнуто только через 22 град ПКВ после ВМТ, и величина его была относительно небольшой – 8,6 МПа. Следует иметь в виду, что при изменении температуры заряда воздуха tk оставались неизменными частота вращения КВ, цикловая подача, давление и установочный угол начала впрыскивания топлива, а также его физические свойства. Поэтому с ростом tk уменьшалась плотность рабочего тела. Это способствовало увеличению среднего диаметра капель, который находится в обратной зависимости от плотности в степени 0,266. В результате при tk = 473 К впрыснутое тоНаука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
пливо испарялось относительно долго [6]. Существенным дополнением к этим потерям составляют увеличивающиеся потери теплоты с отработавшими газами, выходящими из цилиндра. Все сказанное обусловило низкие значения индикаторной работы цикла Li = 2,8 кДж и показатели экономичности. Индикаторный КПД составил Ƞi = 0,325, а удельный индикаторный расход топлива gi = 225,6 г/(кВт•ч). Индикаторная мощность составила 825 кВт. По мере снижения температуры заряда воздуха плотность свежего заряда tk увеличилась. В результате уменьшились размеры капель топлива и, соответственно, время его испарения, увеличился коэффициент избытка воздуха α. Поэтому процесс сгорания протекал относительно быстро, значительно снизились потери теплоты в стенки КС. В результате абсолютные значения индикаторной работы цикла значительно повысились и на рассматриваемом режиме составили Li = 3,7 кДж. Следовательно, улучшилась экономичность цикла, индикаторный КПД составил Ƞi = 0,436, а удельный индикаторный расход топлива gi = 205 г/(кВт•ч). Индикаторная мощность составила 1050 кВт. Вместе с тем заметим, что по мере снижения температуры заряда tk период задержки воспламенения увеличивался и на режиме tk = 313 К, равнялся 15 град ПКВ. За более продолжительный период времени, чем при tk = 473 К, в цилиндр успевало поступить относительно много топлива, увеличивался фактор динамичности и дальнейшее сгора-
47
Вместе с тем заметим, что по мере снижения температуры заряда tk период задержки воспламенения увеличивался и на режиме tk = 313 К, равнялся 15 град ПКВ. За более продолжительный период времени, чем при tk = 473 К, в цилиндр успевало поступить относительно много топлива, Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения увеличивался фактор динамичности и дальнейшее сгорание протекало протекало весьма быстро (максимальная ратуры заряда весьма быстроние(максимальная скорость нарастания давления Wp.max воздуха при частоте вращения скорость нарастания давления Wp.max превы- коленчатого вала n = 1300 мин–1 и полной напревысила допустимые (для данной конструкции дизеля) значения и сила допустимые (для данной конструкции грузке показано на рисунке 3 (б). составила 2,01дизеля) МПа/град ПКВ). Поскольку после воспламенения в полученных зависимостей значения и составила 2,01 МПа/град Рассмотрение ПКВ). Поскольку после воспламенения свидетельствует цилиндре находилось относительно много топлива,в ципериод быстрого о том, что качественно халиндре находилось относительно много то- рактер изменения мощностных, экономичесгорания значительно уменьшился максимальное давление z было плива, период быстрогои сгорания значительских P показателей и особенностей протекания но уменьшился максимальное рабочего процесса рассматриваемого дизеля достигнуто через 9 град ПКВи после ВМТ, а давление величина его достигла Pz было достигнуто через 9 град ПКВ после при n = 1300 мин–1 не изменился. Однако аб15,2 МПа. ВМТ, а величина его достигла 15,2 МПа. солютные значения всех показателей ниже, Подтверждением сказанномусказанному могут служить Подтверждением могут слу- характеристики чем при n = 2000 мин–1. Это связано со следующими факторами. характеристики тепловыделения, предтепловыделения,жить представленные на рис. 4. Скоростной режим работы дизеля определяет параметры физического состояния воздушного заряда в момент начала впрыскивания топлива в цилиндр, однородность смеси и ее турбулентность. Чем ниже частота вращения КВ, тем ниже давление и температура в момент начала впрыскивания топлива, выше коэффициент наполнения цилиндра свежим зарядом (поскольку гидравлические потери на впуске пропорциональны квадрату скорости движения этого свежего заряда) и меньше коэффициент остаточных газов (поскольку скорость их выхода из цилиндра также уменьшается). Снижение частоты вращения коленчатого вала с 2000 до 1300 мин–1 сопровождалось заметным уменьшением циклового расхода Рис. 4. Характеристика тепловыделения в дизелеВ-92С2 топлива, Рис. 4. Характеристика тепловыделения в дизеле при в результате существенно возрос коВ-92С2 при n = 2000 мин–1 и полной цикловой -1 эффициент избытка воздуха α. подаче 1) при температуре воздуха и полной цикловойзаряда подаче топлива: Увеличение n = 2000 минтоплива: 323 К; 2) при температуре заряда воздуха 473 К α улучшило условия досту1) при температуре заряда воздуха 323 К; 2) при температуре заряда в зоны реакции и способствовапа кислорода Снижение воздуха температуры 473 К заряда возду- ло более быстрому воспламенению топлива ха до 323 К привело к растягиванию первой (и, соответственно, снижению жесткости и фазы сгорания, то есть увеличению времени величины максимального давления), более частичного испарения и смешения протеканию процесса Снижениепрогрева, температуры заряда воздуха до 323 Кполному привелои быстрому к топливных паров с воздухом, а также време- сгорания. растягиванию первой фазы сгорания. то есть увеличению Однако времениснижение температуры заряда ни самостоятельного разгона химических репрогрева, частичного смешенияобусловило топливныхсмепаровпривело с воздухом, акций.испарения Это, в своюи очередь, к увеличению периода задержки щение периода задержки воспламенения в воспламенения. а также временисторону самостоятельного разгона химических реакций. Это, в Это обусловило повышение увеличения. скорости нарастания давления Wp.max и максвою очередь, обусловило периода задержки в Вместе с смещение тем увеличение плотности заря-воспламенения симального давления сгорания Pz, сверх дода привело к уменьшению среднего диаметра пустимых по динамической нагруженности сторону увеличения. капель распыленного топлива. В результате значений. Вместе счем теммельче увеличение плотности зарядаохватывапривело к уменьшению распыляются и быстрее Превышение допустимых по показатеют объем первые порции впрыскивацикла значений при расреднего диаметра капельзаряда распыленного топлива. В результателям чемдинамичности мельче топлива, тем интенсивнее тепловыде- боте ТСУ на эксплуатационных режимах распыляются иемого быстрее охватывают объем заряда первые порции ление и нарастание давления во второй фазе максимальной мощности и максимального впрыскиваемогосгорания. топлива, тем интенсивнее тепловыделение крутящего и нарастание момента предопределяет необхоИзменение показателей эффективности димость ограничения глубины охлаждения давления во второй фазе сгорания. цикла дизеля В-92С2 в зависимости от темпе- заряда воздуха на уровне 353…373 К. ставленные на рис. 4.
48
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Вооружение и военная техника. Комплексы и системы военного назначения БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Берестнев Г.А. Обеспечение стабилизации температуры наддувочного воздуха в комбинированных двигателях путем применения теплового аккумулятора : дис… канд. техн. наук : 23.05.2007 : защищена 24.10.2006 : утв. 17.01.2007 / Г.А. Берестнев. – Челябинск : ЧВВАКИУ, 2006. – 142 с. 2. Шабалин, Д.В. Научные основы повышения приспособленности силовых установок БТВТ к условиям эксплуатации / Д.В. Шабалин, О.Н. Брилев. – М. : ВУНЦ СВ «ОВА ВС РФ», 2016. – 204 с. 3. Костин, А.К. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания / А.К. Костин, В.В. Ларионов, Л.И. Михайлов. – Ленинград : Машиностроение, 1979. – 221 с. 4. Орлин, А.С. Комбинированные двухтактные двигатели / А.С. Орлин, М.Г. Круглов. – М. : Машиностроение, 1968. – 576 с. 5. Орлин, А.С. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей / А.С. Орлин и др. – М. : Машиностроение, 1983. – 372 с. 6. Давыдков Б.Н. Системы и агрегаты наддува транспортных двигателей : учеб. пособие / Б.Н. Давыдков, В.Н. Каминский. – Москва : МАМИ, 2011. – С. 70–72.
REFERENCES 1. Berestnev G.A. Obespechenie stabilizatsii temperatury nadduvochnogo vozduha v kombinirovannyh dvigatelyah putem primeneniya teplovogo akkumulyatora : dis… kand. tehn. nauk : 23.05.2007 : zaschischena 24.10.2006 : utv. 17.01.2007 / G.A. Berestnev. – Chelyabinsk : ChVVAKIU, 2006. – 142 s. 2. Shabalin, D.V. Nauchnye osnovy povysheniya prisposoblennosti silovyh ustanovok BTVT k usloviyam ekspluatatsii / D.V. Shabalin, O.N. Brilev. – M. : VUNTs SV «OVA VS RF», 2016 – 204 s. 3. Kostin, A.K. Teplonapryazhennost' dvigateley vnutrennego sgoraniya / A.K. Kostin, V.V. Larionov, L.I. Mihaylov. - Leningrad : Mashinostroenie, 1979. – 221 s. 4. Orlin, A.S. Kombinirovannye dvuhtaktnye dvigateli / A.S. Orlin, M.G. Kruglov. – M. : Mashinostroenie, 1968. – 576 s. 5. Orlin, A.S. Dvigateli vnutrennego sgoraniya. Teoriya rabochih protsessov porshnevyh i kombinirovannyh dvigateley / A.S. Orlin i dr. – M. : Mashinostroenie, 1983. – 372 s. 6. Davydkov B.N. Sistemy i agregaty nadduva transportnyh dvigateley : ucheb. posobie / B.N. Davydkov, V.N. Kaminskiy. – Moskva : MAMI, 2011. – S. 70–72.
Шабалин Денис Викторович – кандидат технических наук, профессор кафедры боевых гусеничных, колесных машин и военных автомобилей; Якимушкин Роман Васильевич – адъюнкт кафедры боевых гусеничных, колесных машин и военных автомобилей; Зиновьев Сергей Сергеевич – адъюнкт кафедры боевых гусеничных, колесных машин и военных автомобилей; Чепижко Илья Владимирович – преподаватель кафедры боевых гусеничных, колесных машин и военных автомобилей. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Shabalin Denis Viktorovich – Cand. Sc. {Engineering}, Professor at the Combat Tracked, Wheeled and Military Vehicles Department; Yakimushkin Roman Vasil'evich – Postgraduate at the Combat Tracked, Wheeled and Military Vehicles Department; Zinov'ev Sergey Sergeevich – Postgraduate at the Combat Tracked, Wheeled and Military Vehicles Department; Chepizhko Il'ya Vladimirovich – Lecturer at the Combat Tracked, Wheeled and Military Vehicles Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 28.12.2017
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
49
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВООРУЖЕНИЯ И ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УДК 621.891 ГРНТИ 55.00.00
ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ В СМАЗКЕ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ О.А. Кургузова, А.А. Дегтяренко, С.В. Клименко Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14-й военный городок, ОАБИИ, omsktii@mail.ru В работе приведено исследование характера изнашивания пары трения «диск-шар», смазываемых минеральным маслом и этим же маслом, модифицированным высокодисперсными частицами цинка. Элементы пары трения изготовлены из высокоуглеродистой стали. Смазочное действие металлической добавки объясняется взаимодействием частиц цинка с кислородом смазки и механическим деформированием этих же частиц, попадающих на участки фактического касания. Ключевые слова: трение, износ, смазка, твердость, ультрадисперсный порошок.
INFLUENCE OF DISPERSED PARTICLES IN THE LUBRICANT ON THE WEAR RESISTANCE OF HIGH-CARBON STEEL О.A. Kurguzova, A.A. Degtyarenko, S.V. Klimenko Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14-voenny gorodok, OABII, omsktii@mail.ru The paper presents the wear analysis of the friction pair “Ball-on-Disk” lubricated with mineral oil and with the same oil modified by zinc ultrafine particles. Friction pair elements are made from high-carbon steel. Lubricating action of oil with zinc particles can be explained by the interaction of zinc particles and the oxygen in oil and by the interaction of mechanical particles and friction surfaces. Keywords: friction; wear; lubrication; hardness; ultra-disperse powder.
Одним из способов повышения долговечности деталей машин и оборудования является улучшение качества смазочных материалов путем введения в них добавок, изготовленных на основе высоко-(нано)дисперсных частиц металлов, сплавов или химических соединений [1, 2, 3]. В пластичных смазках или маслах дисперсные частицы используются как противоизносный или антифрикционный агент. В работе описано влияние ультрадисперсных частиц цинка в минеральном масле на величину коэффициента трения высокоугле-
родистой стали с определенным соотношением величин твердости рабочих поверхностей пар трения с точечным кинематическим контактом. Для выяснения механизма смазочного действия добавки, а именно ультрадисперсных частиц цинка, было изучено структурное состояние поверхностей трения и поверхностных слоев материала образцов. Методика проведения экспериментов Исследования проводились при комнатной температуре с использованием трибометра CSM Instruments по схеме «шар по
© Кургузова О.А., Дегтяренко А.А., Клименко С.В., 2018
50
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
микрорентгеноспектрального анализа (смаслом испол Смазывание модифицированным «CamebaxMicrobeam») [1,приводит 2, 3, 10]. к уменьшению зн незакаленного контртела трения по сравнению с тем случаем, когда использо микрорентгеноспектрального анализа (с использованием приставки Результаты и их обсуждение (рис. 1а). «CamebaxMicrobeam») [1, 2, 3, 10]. Влияние наночастиц на значения коэфф Когда стальные образцы с Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники,использовались техническое обеспечение использовании ранее пар трения показано тенденция к названных уменьшению значения коэффи и их обсуждение диску». Результаты Диски были изготовлены из стали нию значения коэффициента трения не проСмазывание модифицированным маслом прослеживалась при использовании какой-либо смаз марки У8 (C – 0,8 %, Siнаночастиц – 0,25 %, Mn – 0,25 слеживалась при использовании какой-либо Влияние на%, значения коэффициента трения при незакаленного контртела приводит к уменьшению з добавление частиц цинка к частиц маслу S – 0,01 %, P – 0,01 %). В термически необра(рис. 2). При этом добавление микрорентгеноспектрального анализа (с показано использованием приставки использовании названных ранее парсмазки трения на рисунках 1 и 2. привело к ботанном состоянии они использовались для цинка привело к с частому появлению трения пок маслу сравнению тем случаем, использ «пиковых» значений, подобных тем, когда которые име «CamebaxMicrobeam») [1, 2, 3, 10]. Смазывание модифицированным маслом при использовании обратной пары трения. Для другой пары тре«пиковых» значений, подобных тем, кото(рис.к1а). зависимостях (рис.2а). Максимальное значение к незакаленного контртела приводит значения коэффициента ния диски были термически обработаны до рыеуменьшению имеются на предыдущих зависимостях Когда использовались стальные образцы с достигало 0,117 значение [1, 2, 10]. Результаты и ихHRC. трения потвердости сравнению собсуждение темДиаметр случаем, когда использовалось базовое масло получения 63-65 (рис. 2а).около Максимальное коэффициккоэффициента уменьшению значения образцов «шар» был наночастиц равен 3,0 мм. Материента трения достигало около 0,117 [1,трения 2, 10]. Влияние натенденция значения при коэффи (рис. 1а). ал сферических – сталь ШХ-15 (%) прослеживалась присна использовании сма использовании названных ранеестальные пар тренияобразцы показано рисунках 1 и какой-либо 2. Когда образцов использовались равной твердостью, с твердостью 64 HRC. Шероховатость всех радобавление частиц цинка использовании к трения маслу привело к тенденция к (Ra)уменьшению коэффициента не Смазывание модифицированным при бочих поверхностей была равна 0,1 мкм. значения маслом «пиковых» значений, подобных тем, этом которые име прослеживалась при использовании какой-либо смазки (рис. 2). При незакаленного контртела приводит к уменьшению значения коэффициента Все эксперименты проводились при скорости (рис.2а). Максимальное значение скольжения м/с и нормальной добавление частиц к зависимостях маслу привело к частому появлению трения по 0,22 сравнению сцинка темнагрузке случаем, когда использовалось базовое масло равной 10Н в течение 30 минут. [1, 2, 3]. достигало около 0,117 [1, 2,на 10].предыдущих «пиковых» значений, подобных тем, которые имеются (рис. 1а). Минеральное масло И-20 (ГОСТ 20799-88) зависимостях (рис.2а). Максимальное значение с коэффициента трения Когда как использовались образцы равной твердостью, использовалось эталонная смазка. стальные Надостигало около [1, высокодис2, 10]. значения коэффициента трения не ноструктурированные частицы тенденция к 0,117 уменьшению а) персного порошка цинка были получены а)(рис. 2). При этом прослеживалась при использовании какой-либо смазки методом электрического взрыва проводниРис.1 Зависимость коэффициента трения от пути добавление частиц цинка к маслу привело к частому появлению ка-проволочки в среде аргона. Средний раз-использования модифицированного (а) и минерального «пиковых» значений, мер частиц составлял 80–120подобных нм. Концен- тем, которые имеются на предыдущих необработанными дисками трированная масляная суспензия частиц зависимостях (рис.2а). Максимальное значение коэффициента трения порошка как около функциональная добавка была достигало 0,117 [1, 2, 10].
получена в магнитно-турбулентном аппарате HPMSTK22. Метод смазывания пары трения а) заключался в погружении фрикционного контакта на незначительную глубину (около Рис.1 Зависимость коэффициента трения от пут б) а) б) 1 мм) от уровня зеркала масла [1, 2, 3]. Рис. 1. Зависимость коэффициента трения (а) и минерального использования модифицированного от пути трения случаев использования Рис.1 Зависимость коэффициента трения отдля пути трения, для случаев дисками Износ образцов-дисков оценивался по модифицированного необработанными (а) и минерального (б) масла использования модифицированного минерального (б) масла с термически ширине дорожки износа с использованием (а) ис термически необработанными дисками дисками оптического микроскопа «Axiovert необработанными 200 MAT», а также по глубине дорожки с использоваа) нием бесконтактного профилографа-профиРис.2 Зависимости коэффициента трения от пути лометра «Stil3D Micromeasure». Измерение а) не произ-использования модифицированного б) (а) и минерального величины износа образцов «шар» водилось. До и после эксперимента образцы Рис.1 Зависимость коэффициента трения от пути трения, для случаев дисками обработанными очищались в ультразвуковой ванне CT-420C. (а) и минерального (б) масла с термически использования модифицированного Поверхности трения анализировали методанеобработанными дисками ми оптической микроскопии и микрорентгеа) носпектрального анализа (с использованием а) приставки «CamebaxMicrobeam») [1, 2, 3, 10]. Рис.2 Зависимости б) коэффициента трения от пут а) Результаты и их обсуждение модифицированного (а) и минерального Зависимости трения от пути трения для случаев ВлияниеРис.2 наночастиц на значениякоэффициента коэффи-использования обработанными дисками циента трения при использовании названных (а) и минерального (б) масла с термически использования модифицированного ранее пар трения показано на рисунках 1 и 2. обработанными дисками Смазывание модифицированным маслом при использовании незакаленного контртела приводит к уменьшению значения коэффициента трения по сравнению с тем случаем, б) б) а) (рис. 1а). Рис. 2. Зависимости коэффициента трения когда использовалось базовое масло от пути трения для случаев использования Рис.2 Зависимости коэффициента трения от пути трения для случаев Когда использовались стальные образцы модифицированного (а) и минерального (б) масла использования модифицированного (а) и минерального (б) масла с термически с равной твердостью, тенденция к уменьшес термически обработанными дисками
обработанными дисками
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
51
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
В таблице 1 показаны темпы изнашивания образцов дисков с различной твердостью после испытаний с использованием и без использования наноструктурированных частиц. Когда пара трения с закаленным диском смазывалась модифицированным маслом, было установлено, что ширина дорожки трения увеличилась примерно на 20 % по сравнению с тем случаем, когда использовалось минеральное масло. Обратная ситуация имела место, когда использовались пары трения с необработанными подвижными образцами. В последнем случае модифицирование смазки привело к снижению ширины дорожки износа на 10 % [1, 2, 10]. Таблица 1 Результаты измерения износа линейным методом (*данные величины соответствуют термически обработанным образцам) Смазка
Средняя величина ширины дорожки износа, μm
Стандартное 147 минеральное масло 195* Минеральное масло 132 (–10 %) с частицами цинка 235* (+20,5 %)
Средняя величина площади поперечного сечения дорожки износа, μm2
99,0 18,3* 80,1 (–19,1 %) 20,6* (+12,6 %)
Изучение поверхностей трения в направлении поперечном к скольжению, также подтвердило, что добавление металлических частиц при смазывании пары трения с неравной твердостью сопряженных поверхностей способствовало уменьшению значения износа. Глубина и ширина профиля дорожки изнашивания значительно уменьшились. Износ контртел в парах трения с равной твердостью сопряженных поверхностей стало возможно оценить только за счет измерения значения ширины дорожки износа. Это было связано с обнаруженным отсутствием проникновения тела верхнего образца в поверхность нижнего образца (диска). Следовательно, в процессе трения изнашивание образцов «шар» в этом случае становится преобладающим относительно образцов «диск» [1, 2, 10]. Таким образом, введение высокодисперсных частиц порошка цинка в масло определенным образом влияет на значения трения и износа стальной пары трения, в том числе и при изменении сочетания твердости сопряженных поверхностей [1, 2, 10]. Это может быть связано с методом подачи смазки в зону трения. Фрикционный контакт
52
поверхностей производился при неглубоком погружении относительно уровня смазки в смазочной ванне. Согласно литературе, существующей по данному вопросу, при таком методе смазывания, процесс каталитического окисления смазочного масла не имеет выраженного влияния на масштаб диффузии кислорода в сталь (вследствие значительного насыщения смазки воздухом в тонком смазочном слое) [1, 2, 4, 5, 10]. Следует отметить, что диффузия кислорода в приповерхностные объемы стали увеличилась при контакте поверхностей трения равной твердости. Это произошло из-за интенсивного фрикционного тепловыделения при контакте термически обработанных сталей, обладающих высокими механическими свойствами. В термически обработанном материале масштаб пластической деформации в поверхностных слоях уменьшается (из-за наличия в структуре стали мартенсита), в то время как насыщение кислородом увеличивается в локальных объемах материала, близких к поверхности. Следовательно, в данном случае существует большая вероятность окисления частиц цинка при трении, нежели при другом сочетании величин твердости сопряженных поверхностей. [5, 6, 7, 9]. В то же время, использование пары трения с термически необработанным контртелом, указывает на положительное влияние добавки. Проникновение кислорода в сталь наблюдается на гораздо большем глубинном уровне, однако концентрация данного элемента уже не столь значительна на сопоставимых расстояниях вблизи поверхности. Следовательно, положительное смазочное влияние частиц добавки связано с проявлением механического эффекта их воздействия, чему должно способствовать нанокристаллическое состояние структуры цинка [1, 2, 8, 10]. Выводы: 1. При работе пары трения «сталь-сталь» с термически необработанным контртелом введение ультрадисперсных частиц цинка в смазочное масло привело к повышению ее износостойкости. Износостойкость пары трения с закаленным контртелом в среде модифицированной смазки заметно понизилась. Для первого же случая контактирования поведеНаука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
ние коэффициента трения изменилось – наблюдается общая тенденция к постоянному снижению его величин в ходе всего времени испытаний. Однако, при использовании термически обработанного контртела характер поведения диаграммы трения оказался аналогичен тому случаю, когда использовалось базовое смазочное масло для пары трения
с равными величинами твердости контактирующих поверхностей [1, 2, 10]. 2. Смазочное действие добавленных к маслу частиц связано с химическим взаимодействием частиц с кислородом смазки (окислением частиц) и механическим деформированием частиц, попадающих в пятна фактического контакта [1, 2].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Беляев, С.А. Влияние ультрадисперсных частиц в смазке на поведение пар трения с различными значениями твердости стальных контртел / С.А. Беляев, О.А. Кургузова, О.Ю. Соловьева, Ю.Н. Дорошенко // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2016. – № 1 (54). – С. 190–198. 2. Беляев, С.А. Особенности трибологического поведения высокодисперсных металлосодержащих смазочных суспензий / С.А. Беляев, О.А. Кургузова, М.Ю. Байбарацкая, Н.Г. Макаренко // Национальные приоритеты России. Серия 1. Наука и военная безопасность. – 2016 – № 2 (5). – С. 118–121. 3. Hernandez Battez, A., et al. The tribological behaviour of ZnO nanoparticles as an additive to PAO6 / A. Hernandez Battez. – Wear, 2006. – 261. – P.256–263. 4. Гаркунов, Д.Н. Износ и безызносность / Д.Н. Гаркунов. – М. : МСХА, 2004. – 616 с. 5. Voitov, V.A. Coupling of friction pairs according to the hardness and designing methods to increase the wear resistance / V.A. Voitov. – Friction and Wear. – 1994 – 15. – P.4 52–460. (in Russian). 6. Himanshu, Patel C. Characteristics of lubrication at nanoscale on the performance of transversely rough slider bearing / Patel C. Himanshu, G.M. Deheri. – Mechanika – 2009 – 80. – P. 64–71. 7. Фролов, К.В. Современная трибология: итоги и перспективы / К.В. Фролов. – Москва : Издательство ЛКИ, 2008 – 480 с. 8. Влияние УДП присадки меди в смазке на процессы трения и изнашивания // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета / Колубаев, А.В. и др., 2000. – 2. – C. 232–238. 9. Lubricious zinc oxide films: synthesis, characterization and tribological behavior // Journal of Materials Science / Zabinski, J.S., et al. – 1997 – 32 – P. 5313–5319. 10. Tarasov, S.Yu. Alloying contact zones by metallic nanopowders in sliding wear / S.Yu. Tarasov , S.A. Belyaev // Wear. – 2004. – 257. – P. 523–530. 11. Lee, G.-J. Facile synthesis of surface oxide free copper nanoparticles by in-situ coating with oleic acid // Powder Technology et al. – 2014. – 261. – P. 143–146.
REFERENCES 1. Belyaev, S.A. Vliyanie ul'tradispersnyh chastits v smazke na povedenie par treniya s razlichnymi znacheniyami tverdosti stal'nyh kontrtel / S.A. Belyaev, O.A. Kurguzova, O.Yu. Solov'eva, Yu.N. Doroshenko // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arhitekturnostroitel'nogo universiteta. – 2016. – №1 (54). – S.190–198. 2. Belyaev, S.A. Osobennosti tribologicheskogo povedeniya vysokodispersnyh metallosoderzhaschih smazochnyh suspenziy / S.A. Belyaev, O.A. Kurguzova, M.Yu. Baybaratskaya, N.G. Makarenko // Natsional'nye prioritety Rossii. Seriya 1. Nauka i voennaya bezopasnost'. – 2016 – № 2 (5). – S. 118–121. 3. Hernandez Battez, A., et al. The tribological behaviour of ZnO nanoparticles as an additive to PAO6 / A. Hernandez Battez. – Wear, 2006. – 261. – P. 256–263. 4. Garkunov, D.N. Iznos i bezyznosnost' / D.N. Garkunov. – M. : MSHA, 2004. – 616 s. 5. Voitov, V.A. Coupling of friction pairs according to the hardness and designing methods to increase the wear resistance / V.A. Voitov. – Friction and Wear. – 1994 – 15. – P.452–460. (in Russian). 6. Himanshu, Patel C. Characteristics of lubrication at nanoscale on the performance of transversely rough slider bearing / Patel C. Himanshu, G.M. Deheri. – Mechanika – 2009 – 80. – P. 64–71. 7. Frolov, K.V. Sovremennaya tribologiya: itogi i perspektivy / K.V. Frolov. – Moskva : Izdatel'stvo LKI, 2008 – 480 s. 8. Vliyanie UDP prisadki medi v smazke na protsessy treniya i iznashivaniya // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta / Kolubaev, A.V. i dr., 2000. – 2. – C. 232–238. 9. Lubricious zinc oxide films: synthesis, characterization and tribological behavior // Journal of Materials Science / Zabinski, J.S., et al. – 1997 – 32 – P. 5313–5319. 10. Tarasov, S.Yu. Alloying contact zones by metallic nanopowders in sliding wear / S.Yu. Tarasov , S.A. Belyaev // Wear. – 2004. – 257. – P. 523–530. 11. Lee, G.-J. Facile synthesis of surface oxide free copper nanoparticles by in-situ coating with oleic acid // Powder Technology et al. – 2014. – 261. – P. 143–146.
Кургузова Олеся Александровна – кандидат технических наук, доцент 8 кафедры (технологии производства); Дегтяренко Александр Александрович – курсант; Клименко Сергей Валерьевич – курсант. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Kurguzova Olesya Aleksandrovna – Cand. Sc. {Engineering}, Associate Professor at the Manufacturing Technique Department; Degtyarenko Aleksandr Aleksandrovich – Cadet; Klimenko Sergey Valer'evich – Cadet. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 30.01.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
53
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
УДК 623:002 ГРНТИ 78.25.09
УПРАВЛЕНИЕ АВТОТЕХНИЧЕСКИМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Б.И. Попов, С.В. Рослов Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14-й военный городок, otiu@mil.ru В статье анализируются основные факторы, способные оказать влияние на систему управления автотехническим обеспечением в вероятных войнах будущего; предлагаются перспективные способы повышения эффективности системы управления автотехническим обеспечением. Ключевые слова: автотехническое обеспечение, система управления.
CONTROL OF AUTOMOTIVE EQUIPMENT MAINTENANCE UNDER CURRENT CONDITIONS B.I. Popov, S.V. Roslov Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, otiu@mil.ru The article analyzes major factors, which influence the control system of automotive equipment maintenance in possible wars of the future. The authors propose promising ways to improve the efficiency of the control system for automotive equipment maintenance. Keywords: automotive equipment maintenance, the control system.
Под автотехническим обеспечением понимается комплекс мероприятий, включающий обеспечение войск автомобильной техникой, ее эксплуатацию и восстановление, обеспечение автомобильным имуществом, а также техническую, тактическую, тактико-специальную и специальную подготовку личного состава. Для организации автотехнического обеспечения создаётся система управления (далее – СУ). Она включает органы управления, пункты управления, техническую основу управления (подсистемы связи, автоматизированные средства управления войсками, а также другие специальные системы). Органы управления автотехническим обеспечением представляют собой совокупность должностных лиц, осуществляющих руководство автотехническим обеспечением в соответствии со своими функциональными обязанностями [1].
Опыт организации автотехнического обеспечения во внутренних вооружённых конфликтах, учениях различного масштаба, проводимых в последние годы, а также проведения операции по ликвидации террористических организаций в Сирийской Арабской Республике указывает на значительные изменения условий функционирования системы управления автотехническим обеспечением (далее – СУ АТО). В соответствии с математической логикой под условием понимается совокупность факторов, воздействующих на объект исследования и создающих среду, в которой пребывают и без которых не могут существовать предметы и явления. Исходя из этого, анализ задач и условий функционирования СУ АТО должен включать изучение влияния на неё как внешних, так и внутренних факторов и
© Попов Б.И., Рослов С.В., 2018
54
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
основываться на требованиях, предъявляемых к автотехническому обеспечению в современных условиях возникновения и ведения возможной войны. Анализ материалов военной печати показывает, что в основе военно-политического курса НАТО остаётся неизменным силовой подход с опорой на мощный экономический и военный потенциал, а Россия по-прежнему рассматривается в качестве источника угрозы для безопасности стран-участниц Североатлантического союза. Североатлантический союз главное внимание уделяет упрочению своих позиций в системе международной безопасности, расширению деятельности за пределами традиционной зоны ответственности и трансформации альянса из евроатлантической оборонной структуры в глобальный механизм «поддержания мира и стабильности». Достижение этих целей предусматривает реализацию курса на военную трансформацию альянса, наращивание коалиционного военного потенциала, а также перенос основных усилий в ходе партнёрской деятельности с военно-политических аспектов сотрудничества на практическое взаимодействие в военной области. В связи с этим возрастает вероятность вовлечения России в военные конфликты – формы разрешения межгосударственных или внутригосударственных противоречий с применением военной силы, охватывающие все виды вооружённого противоборства [2]. Российская Федерация в сложившихся условиях проводит политику реализации стратегических национальных приоритетов и эффективной защиты национальных интересов, повышения своей роли в формирующемся полицентричном мире. Возрастает значение России в решении важнейших международных проблем, урегулировании военных конфликтов, обеспечении стратегической стабильности и верховенства международного права в межгосударственных отношениях. Стратегия национальной безопасности Российской Федерации предполагает поддержание ядерного потенциала на достаточном уровне, а вооруженных сил, других войск, воинских формирований и органов в заданной степени готовности к боевому применению с целью стратегического сдерживания и предотвращения военных конфликтов [3]. В то же время в российской Военной доктрине прописано, что Российская Федерация считает правомерным применение вооруженных Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
сил, других войск и органов для отражения агрессии против неё и (или) её союзников, а также для защиты своих граждан, находящихся за пределами страны [4]. Вопрос о том, какова должна быть СУ АТО в стратегической операции, непосредственно связан с вопросами о способах развязывания войны, характере действий противника и его воздействия по системе управления; составе оперативно-стратегического объединения; масштабах, формах и способах действий войск; объёмах, сроках и условиях выполнения задач АТО. Вполне объективные выводы о характере изменения способов развязывания войны и ведения современных операций можно сделать на основе анализа материалов о войне в зоне Персидского залива, проведении операции по ликвидации террористических организаций в Сирийской Арабской Республике и других локальных и региональных военных конфликтах. Прежде всего это касается вопросов масштаба боевых действий. Анализ материалов военно-научных конференций и ряда работ, посвящённых тенденциям развития современной вооружённой борьбы, свидетельствует о том, что, несмотря на снижение возможности крупномасштабной войны, её вероятность существует. Во многом это определяется возрастающей вероятностью возникновения военных конфликтов, локальных и региональных войн, которые могут перерасти в крупномасштабную войну [5, 6]. Из этого следует, что СУ АТО военного округа должна быть приспособлена к выполнению задач при развёртывании дополнительного состава соединений и частей в ходе крупномасштабной региональной войны. Помимо масштаба предполагаемого конфликта не меньшее влияние на СУ АТО будут оказывать особенности новых оперативных задач войск. К ним следует, прежде всего, отнести завоевание информационного превосходства; срыв или отражение воздушного нападения противника; поражение сухопутных, морских группировок войск и сил; прикрытие и оборону объектов (районов боевых действий) стратегических ядерных сил; борьбу с диверсионно-разведывательными формированиями, силами специальных операций и незаконными вооружёнными формированиями; нарушение системы материально-технического обеспечения.
55
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
За последние годы существенно изменились взгляды многих государств на применение ядерного оружия в военных конфликтах. По принятой в 2010 году в Лиссабоне Стратегической концепции НАТО основная задача ядерных сил состоит в ядерном сдерживании, основанном на «сбалансированном сочетании ядерного и обычного вооружений». Европейские страны – члены НАТО выступают против применения ядерного оружия на ранних стадиях конфликта, категорически возражают против обсуждения сценариев «гибкого» обмена ядерными ударами. И только в исключительных случаях ими допускается применение ядерного оружия первыми. В связи с этим большое влияние на приоритеты задач СУ АТО оказывает такая перспективная форма применения сил и средств, как первый массированный удар высокоточным оружием (ВТО). Наряду с поражением ракетно-ядерных сил, подавлением системы противовоздушной обороны (ПВО), его целью является дезорганизация управления войсками и оружием [8, 9]. Применение высокоточного, зажигательного, термобарического и других высокоэффективных видов оружия, в том числе основанного на новых физических принципах, диверсионно-разведывательных формирований и сил специальных операций, а также появление опасных факторов техногенного и природного характера по-новому ставят проблему обеспечения управления АТО. Следующей специфической особенностью современных операций является усиление влияния на функционирование СУ АТО применения противником диверсионно-разведывательных формирований и сил специальных операций, а также действия незаконных вооружённых формирований [7, 8]. Необходимость рассмотрения данного фактора определяется основными тенденциями во взглядах противника на применение диверсионно-разведывательных формирований и сил специальных операций: создание всё большего количества районов активной обороны во всей обороняемой полосе; применение новых, нестандартных форм и способов действий; расширение системы сил специальных операций и последующий переход к их массовому применению во взаимодействии с незаконными вооружёнными формированиями и наступающими войсками. Возможная реализация этих концепций может изменить содержание
56
операции, сделать невозможным проведение совместных операций традиционными способами ввиду превращения зоны боевых действий в равнозначное боевое пространство. В последнее время вооруженные силы ведущих зарубежных стран (в первую очередь, ВС США) продолжают наращивать усилия по развитию геоинформационных систем, реализующих концепцию геопространственной разведки. Главным отличием таких систем является обеспечение непрерывности добывания, обобщения, анализа и доведения до потребителей информации как в мирное время, так и при подготовке и в ходе военных действий. Соответственно значительно возросли возможности противника по вскрытию и выведению из строя элементов системы управления (пунктов управления, узлов связи, станций ретрансляции, линий связи и коммутации и др.) современными средствами поражения; увеличилось число источников первичной информации (космические и воздушные средства разведки, беспилотные летательные аппараты, робототехника, разведывательно-сигнализационная аппаратура и др.) на всех уровнях, что приводит к повышению вероятности вскрытия и поражения СУ АТО. На функционирование системы управления существенное влияние оказывают также стремительные темпы внедрения в процесс управления информационных технологий, компьютеризации и информатизации органов управления, что, с одной стороны, неизбежно приведёт к созданию единого информационного пространства, в котором будут органически аккумулированы средства сбора, накопления, обработки, обмена и хранения информации всех уровней управления, а с другой стороны, повысит уязвимость элементов СУ АТО от электронного (огневого) воздействия противника. Это прежде всего связано с развитием нового компонента в составе средств радиоэлектронной борьбы – техники функционального поражения специальными программными средствами (ФП СПС). Типовые объекты, являющиеся целевыми для ФП СПС противника, классифицируются по территориальному признаку, соответственно элементы СУ АТО, имеющие информационно-управляющие системы и комплексы связи, могут являться объектами ФП СПС. Несомненно, спрогнозировать ситуации, в которых будет функционировать система управления для таких условий, рассчитать Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
возможные объёмы работ и определить их структуру накануне войны достоверно невозможно ввиду отсутствия необходимой для этого информации и значительной неопределённости существующих данных. Поэтому при функционировании существующих структур СУ АТО будут неизбежно возникать ошибки, для исправления которых потребуется приспособление системы управления к новым условиям функционирования в ходе войны. Таким образом, выполнение задач управления АТО в современных операциях определяется существенными изменениями условий возникновения и осуществления возможной войны. Это обусловлено, с одной стороны, изменившейся геополитической обстановкой вокруг и внутри РФ и осуществляемым в связи
с этим реформированием Вооруженных сил Российской Федерации, и с другой – реальным применением в развитых государствах новых концепций развития материальной и теоретической базы военных действий. Приведённые обстоятельства свидетельствуют о необходимости перехода от детерминистских (ориентированных на текущие задачи и условия функционирования) способов формирования и функционирования СУ АТО к методам их создания с учётом неопределённости условий действий. Переход к более надёжным в отношении достижения целей методам позволит избежать лишних организационных перестроек в ходе войны. В этом случае удастся повысить эффективность использования имеющихся сил и средств.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Наставление по обеспечению боевых действий (техническое обеспечение соединений и воинских частей). Кн.1. – М. : ВИ, 2014. – 268 с. 2. Попов, Б.И. Совершенствование управления дорожным обеспечением / Б.И. Попов// Национальные приоритеты России. Серия 1. Наука и военная безопасность. – 2016. – № 3 (6). – С. 66–69. 3. Стратегия национальной безопасности Российской Федерации : Указ Президента Рос. Федерации от 31 дек. 2015 г. № 683 . – Режим доступа: Официальный интернет-портал правовой информации www.pravo.gov. ru. – (Дата обращения: 01.03.2018). 4. Военная доктрина Российской Федерации : Указ Президента Рос. Федерации от 25 дек. 2014 г. № 2976. – Режим доступа: Официальный интернет-портал правовой информации www.pravo.gov.ru. – (Дата обращения: 01.03.2018). 5. Киселев, В.А. Гибридные операции как новый вид военного противоборства / В.А. Киселев, И.Н. Воробьев // Военная мысль. – 2015. – № 5. – С. 41–48. 6. Хряпин, А.Л., Калинкин, Д.А., Матвичук, В.В. Стратегическое сдерживание в условиях создания США глобальной системы ПРО и средств глобального удара / А.Л. Хряпин, Д.А. Калинкин, В.В. Матвичук // Военная мысль. – 2015. – № 1. – С. 18–22. 7. Рослов, С.В. Система материально-технического обеспечения военной организации государства: особенности функционирования и перспективы развития в современных экономических условиях / С.В. Рослов, Я.В. Алтухов // Суворовские чтения. Материалы межвузовской военно-научной конференции. – Омск : ОАБИИ. – 2017. – 274 с. 8. Попов, Б.И. Транспортное обеспечение в армии от Древнего мира до наших дней / Б.И. Попов, С.В. Рослов // Суворовские чтения. Материалы межвузовской военно-научной конференции. – Омск : ОАБИИ. – 2017. – 274 с. 9. Попов, Б.И. Техническое обеспечение. Опыт локальных войн. / Б.И. Попов, С.В. Рослов // Суворовские чтения. Материалы межвузовской военно-научной конференции. – Омск : ОАБИИ. – 2017. – 274 с.
REFERENCES 1. Nastavlenie po obespecheniyu boevyh deystviy (tehnicheskoe obespechenie soedineniy i voinskih chastey). Kn.1. – M.: VI, 2014. – 268 s. 2. Popov B.I. Sovershenstvovanie upravleniya dorozhnym obespecheniem. // Natsional'nye prioritety Rossii. Seriya 1. Nauka i voennaya bezopasnost'. – 2016, № 3 (6). – S. 66–69. 3. Strategiya natsional'noy bezopasnosti Rossiyskoy Federatsii. / Ukaz Prezidenta Rossiyskoy Federatsii ot 31 dekabrya 2015 g. № 683 // Ofitsial'nyy internet-portal pravovoy informatsii www.pravo.gov.ru. ot 31 dekabrya 2015 g. 4. Voennaya doktrina Rossiyskoy Federatsii. / Ukaz Prezidenta Rossiyskoy Federatsii ot 25 dekabrya 2014 g. № Pr-2976 // Rossiyskaya gazeta. Federal'nyy vypusk № 6570 (298) ot 30 dekabrya 2014 g. 5. Kiselev, V.A., Vorob'ev, I.N. Gibridnye operatsii kak novyy vid voennogo protivoborstva. // Voennaya mysl'. – 2015, № 5. – S. 41–48. 6. Hryapin, A.L., Kalinkin, D.A., Matvichuk, V.V. Strategicheskoe sderzhivanie v usloviyah sozdaniya SShA global'noy sistemy PRO i sredstv global'nogo udara. // Voennaya mysl'. – 2015. № 1. – S. 18–22. 7. Roslov, S.V., Altuhov, Ya.V. Sistema material'notehnicheskogo obespecheniya voennoy organizatsii gosudarstva: osobennosti funktsionirovaniya i perspektivy razvitiya v sovremennyh ekonomicheskih usloviyah. // Suvorovskie chteniya. Materialy mezhvuzovskoy voenno-nauchnoy konferentsii. Omsk: OABII, 2017, – 274 s. 8. Popov, B.I., Roslov, S.V. Transportnoe obespechenie v armii ot Drevnego mira do nashih dney. // Suvorovskie chteniya. Materialy mezhvuzovskoy voenno-nauchnoy konferentsii. Omsk: OABII, 2017. – 274 s. 9. Popov, B.I., Roslov, S.V. Tehnicheskoe obespechenie. Opyt lokal'nyh voyn. // Suvorovskie chteniya. Materialy mezhvuzovskoy voenno-nauchnoy konferentsii. Omsk: OABII, 2017. – 274 s.
Попов Борис Иванович – кандидат военных наук, профессор кафедры технического обеспечения (и тактики), Рослов Сергей Валерьевич – кандидат технических наук, преподаватель кафедры технического обеспечения (и тактики). Омский автобронетанковый инженерный институт.
Popov Boris Ivanovich – Cand. Sc. {Military}, Professor at the Maintenance and Tactics Department, Roslov Sergey Valer'evich – Cand. Sc. {Engineering}, Lecturer at the Maintenance and Tactics Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 12.03.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
57
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
УДК 621.9.048 ГРНТИ 55.20.17
ФОРМИРОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЯХ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ УЗЛОВ ТРЕНИЯ МАШИН Ю.К. Машков, Б.Ш. Алимбаева1, М.Ю. Байбарацкая1 Омский государственный технический университет Россия, 644050, Омск, Мира, 11, info.@omgtu.ru; 1 Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, Омск, 14-й военный городок, otiu@mil.ru Исследовано влияние электроискровой обработки поверхностей стальных деталей на износостойкость металлополимерных узлов трения машин. Установлено значительное, до двух раз, снижение скорости изнашивания полимерных контробразцов при трении по конструкционной стали, модифицированной на различных технологических режимах. Ключевые слова: электроискровая обработка, легирующий электрод, износостойкость, скорость изнашивания.
FORMATION OF WEAR-RESISTANT COATINGS ON STEEL PARTS OF METAL-POLYMERIC FRICTION UNITS OF VEHICLES Y.K. Mashkov, B.Sh. Alimbaeva1, M.Yu. Baybaratskaya1 Omsk State Technical University Russia, 644050, Omsk, Mira, 11, info.@omgtu.ru; 1 Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, otiu@mil.ru The article investigates the influence of electro-spark machining of steel parts surfaces on wear resistance of metal-polymeric friction units of vehicles. The authors determine a significant decrease (up to 2 times) in the wear rate of polymeric control samples in the process of friction upon structural steel, modified under various process conditions. Keywords: electro-spark machining, an alloying electrode, wear resistance, wear rate.
Введение Надежность военной техники в значительной степени зависит от износостойкости и долговечности деталей узлов трения. В зависимости от условий эксплуатации изделий применяются различные технологии поверхностного модифицирования и упрочнения сталей и сплавов [1–4]. Все известные в настоящее время методы имеют свои достоинства и недостатки, ограничивающие область их применения. Поэтому разработка эффективного и экономичного метода повы-
шения износостойкости остается актуальной задачей современного машиностроения. На сегодняшний день наибольшую актуальность приобретают технологии поверхностного модифицирования с применением высококонцентрированных потоков энергии, к которым относится электроискровая обработка (ЭИО), позволяющая повышать эксплуатационные свойства деталей машин [4–6]. Формирование износостойкого покрытия при ЭИО происходит в результате сложных плазмохимических и теплофизических про-
© Машков Ю.К., Алимбаева Б.Ш., Байбарацкая М.Ю., 2018
58
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение структуру В таком режиме цессов, происходящих на локальных участ-неустойчивую широко модифицированную применяющейся при(НМС). изготовлении работы системы «анод – катод» на поверхности катода вследствие ках поверхности обрабатываемой детали поддиссипативных деталей ВГ и КМ.формируется Обработка осуществлялась процессов слой покрытия устойчивой структуры (УМС). ЛЭ: электрод марки воздействием энергии искрового разряда [4]. модифицированной различными по составу Целью настоящей работы является изучение влияния состава Процесс образования концентрирован-электродных Т15К6; материалов электроди ИМХ2 (WC-Co, наNi-Cr-B-Si); режимов обработки триботехнические покрытий, формируемых на поверхности стальных ного потока электронов при электрическомсвойства электрод Ш2 (TiC-Ni-Cr-Al-ШЛК) [7]. деталей. Оборудование и методика эксперимента разряде и его взаимодействия со стальной ос- Исследования Обработку образцовнавыполняли на устапроводились образцах конструкционной стали 15ХГН2ТА, широко применяющейся новой можно представить в виде структурнойлегированной новке электроискровой обработки (далее – при изготовлении деталей ВГ и КМ. Обработка осуществлялась различными по схемы термодинамических процессов в систе-составу ЭИО) технолоЛЭ: модели электрод ИМЭИ-1001-IMES марки Т15К6; электрод с ИМХ2 (WC-Co, электрод Ш2 (TiC-Ni-Cr-Al-ШЛК) [7]. ме «легирующий электрод (анод) – обрабаты-Ni-Cr-B-Si); гическими режимами: разрядная емкость Обработку образцов выполняли на установке электроискровой ваемая деталь (катод)» (рис. 1). конденсаторов С = 34–240 мкФ; санодно-каобработки (далее – ЭИО) модели ИМЭИ-1001-IMES технологическими режимами: разрядная емкость конденсаторов С = В. 34–240 мкФ; аноднотодное напряжение U = 80–160 Удельная катодное напряжение ЭА ЭА продолжительность обработки стальных обВС (анод) U = 80–160 В. Удельная продолжительность обработки стальных образцов составляла t = 2–4 мин/см разцов составляла t =2 (рис. 2–42).мин/см2 (рис. 2). ИР ПЭ ПЧ
ГИ
НМС
ЭК (катод)
ЭКВС
УМС
UДП
Рис. 1. Структурная схема термодинамических процессов при ЭИО: ГИ – генератор импульсов; ИР – искровой разряд; ПЭ – поток электронов; ПЧ – поток частиц; ЭАВС/ЭКВС – анод/катод в возбужденном состоянии; НМС – неустойчивая модифицированная структура; УМС – устойчивая модифицированная структура
При сближении легирующего электрода (далее – ЛЭ) с поверхностью обрабатываемой Рис. 2. Общий вид механизированной установки Рис. 2. Общий вид механизированной установки ИМЭИ-1001-IMES на базе токарного станка детали напряженность электрического поля ИМЭИ-1001-IMES на базе токарного станка возрастает, между ними возникает искровой Характеристики триботехнических свойств исследовали Характеристики триботехнических свойств на электрический разряд (ИР). Поток электро-специальной установке при схеме трения «палец–диск», контактном исследовали специальной установке при Р = 2,66 МПа ина скорости скольжения V = 1,20 м/с (рис. 3). нов (ПЭ) устремляется к поверхности катодадавлении схеме трения «палец–диск», контактном дав(ЭК). Кинетическая энергия заторможенных электронов аккумулируется в поверхностных лении Р = 2,66 МПа и скорости скольжения слоях анода, переводя его в возбужденное V = 1,20 м/с (рис. 3). состояние (ЭАВС), при котором металл анода плавится, из него выделяется поток мелких частиц (ПЧ), направляющийся к поверхности катода. Частицы нагреваются, закипают и, попадая на поверхность катода, образуют сильные адгезионные связи, частично диффундируют на незначительную глубину, формируя неустойчивую модифицированную Рис. 3. Рабочий узел установки Рис. 3. Рабочий узел установки для триботехнических испытаний: структуру (НМС). В таком режиме работы си1 –для корпус держателя контробразцов; 2 испытаний: – втулка; 3 – образец; триботехнических 4 – опора; 5 – втулка-изолятор; 6 – держатель контробразцов; 1 –7корпус держателя контробразцов; 2 – втулка; стемы «анод – катод» на поверхности катода – плита; 8 – кожух; 9 – шпиндель станка; 10 – опора шаровая 3 – образец; 4 – опора; 5 – втулка-изолятор; вследствие диссипативных процессов форми6 – держатель контробразцов; 7 – плита;цилиндрические 8 – кожух; В качестве контробразцов были использованы пальцы полимерного композиционного (ПКМ) на основе руется слой покрытия устойчивой модифици9 –изшпиндель станка; 10 –материала опора шаровая политетрафторэтилена (ПТФЭ). После каждого испытания контробразцы протирались, сушились, взвешивались на микроаналитических весах рованной структуры (УМС). ВЛР-200 с погрешностью не более 0,25 мг. С целью оптимизации режимов ЭИО разработан и контробразцов реализован план факторногобыли эксперимента типа Целью настоящей работы является изВ был качестве испольN = 2 = 8. В качестве параметра оптимизации была принята скорость изнашивания покрытия (J). В качестве независимых факторов воздействия учение влияния состава электродных мате- зованы цилиндрические пальцы из полимербыли выбраны анодно-катодное напряжение (Х , разрядная емкость риалов и режимов обработки на триботехни- ного композиционного (ПКМ) на конденсаторов (Х , продолжительностьматериала ЭИО (Х . Результаты исследований и их обсуждение ческие свойства покрытий, формируемых на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ). После Триботехнические свойства структур, формирующихся на стальной основе при искровой обработке, оценивали по скорости изнашивания поверхности стальных деталей. каждого испытания протираконтробразцов из ПКМ при тренииконтробразцы скольжения по поверхности стальных образцов, обработанных электродом ИМХ2, выбранным по результатам Оборудование и методика эксперимента лись, сушились, взвешивались на микроанапредварительных исследований [5, 6]. По результатам триботехнических испытаний были построены Исследования проводились на образцах кон- литических весах ВЛР-200 с погрешностью не зависимости скорости изнашивания от энергии импульса J = f(E), представленные на рисунке 3. Полученные зависимости позволяют сделать струкционной легированной стали 15ХГН2ТА, более 0,25 мг. С целью оптимизации режимов вывод, что увеличение энергии импульса при ЭИО стальных образцов 3
1)
2)
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
3)
скорость изнашивания полимерного контробразца снижается в 1,2–1,3 раза. Увеличение продолжительности искровой обработки стали 15ХГН2ТА электродом ИМХ2 оказывает незначительное влияние на
59
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
ЭИО был разработан и реализован план факторного эксперимента типа N = 23 = 8. В качестве параметра оптимизации была принята скорость изнашивания покрытия (J). В качестве независимых факторов воздействия были выбраны анодно-катодное напряжение (Х1), разрядная емкость конденсаторов (Х2), продолжительность ЭИО (Х3). Результаты исследований и их обсуждение Триботехнические свойства структур, формирующихся на стальной основе при искровой обработке, оценивали по скорости изнашивания контробразцов из ПКМ при трении скольжения по поверхности стальных образцов, обработанных электродом ИМХ2, выбранным по результатам предварительных исследований [5, 6]. По результатам триботехнических испытаний были построены зависимости скорости изнашивания от энергии импульса J = f(E), представленные на рисунке 3. Полученные зависимости позволяют сделать вывод, что увеличение энергии импульса при ЭИО стальных образцов скорость изнашивания полимерного контробразца снижается в 1,2–1,3 раза. Увеличение продолжительности искровой обработки стали 15ХГН2ТА электродом ИМХ2 оказывает незначительное влияние на скорость изнашивания полимерных контробразцов на основе политетрафторэтилена (снижается примерно на 3 %). Также было показано, что скорость изнашивания металлополимерной пары контробразцов трения с образцаскорость изнашивания полимерных на основе политетрафторэтилена (снижается примерно на меньше, 3 %). Такжечем было ми, модифицированными ЭИО, показано, что скорость изнашивания металлополимерной пары трения с этот параметр у пары с этот закаленным образцами, модифицированными ЭИО,трения меньше, чем параметр у пары трения с закаленным образцом, приблизительно в 1,6–2 раза. образцом, приблизительно в 1,6–2 раза.
На рисунке 5 показано изображение поверхностей после триботехнических испытаний, полученных методом растровой электронной микроскопии. Как видно из рисунка, участки поверхности образцов на дорожке трения заметно отличаются от участков поверхности вне дорожки. На участке дорожки трения хорошо видна полимерная пленка фрикционного переноса, структурированная в направлении скольжения. На участке рядом с дорожкой трения присутствует островковое покрытие без пленки фрикционного переноса.
дорожка трения дорожка трения
Рис. 5. Поверхность образца из стали 15Х электродом ИМХ2 (U = 120 B; C = 15 и триботехнических исп
Оптимизационное исследование метод позволило установить область оптимальны обработки: напряжение U ≈ 145–150 В, емк 230 мкФ, обеспечивающих максимал изнашивания. Следовательно, вышеуказанн дорожки трения дорожка трения вне вне дорожки трения целесообразно рекомендовать для ЭИ Рис. 5. Поверхность образца из стали 15ХГН2ТА металлополимерных пар трения в качестве оп после обработки электродом ИМХ2 (U = 120 B; Рис. 5. Поверхность образца из стали после обработки C =15ХГН2ТА 150 мкФ; t = 4 мин/см ) и триботехнических обработк электродом ИМХ2 (U = 120 B; C = Заключение. 150 мкФ; испытаний t = 4Электроискровая мин/см2) Таким образом, установлено, что при фрикк значительному снижению (до двух и триботехнических испытаний ционном взаимодействии стальных образцов, сопряженных полимерных контробразцов из обработанных методом ЭИО, с полимерными трении их по стальному образцу, модифицир контробразцами на поверхности трения стальОптимизационное исследование наибольшее методом «крутого восхождения» изнашивания ных образцов снижение формируетсяскорости тонкая пленка Рис. 4.4. Зависимость скоростискорости изнашивания контробразцов изконПКМ Рис. Зависимость изнашивания позволило установить область оптимальных режимов электроискровой оттробразцов энергии импульса ЭИОот образцов из стали 15ХГН2ТА: Uфрикционного = 145–150переноса, В, емкости конденсаторов приводящая к измене- С = 22 изпри ПКМ энергии импульса 1 – образцы с продолжительностью ЭИО 4 мин/см ; при ЭИО образцов из сталиU 15ХГН2ТА: обработки: напряжение ≈ 145–150 В, емкость конденсаторов С ≈ 225– нию топографии поверхностей с увеличением 2 – образцы с продолжительностью ЭИО 5 мин/см ; 1 – образцы с –продолжительностью ЭИО 4 мин/см ; 3 образец закаленный (без ЭИО) высоты микронеровностей и структурированием 2302 – образцы мкФ, обеспечивающих снижениеБиблиографический скорости с продолжительностью ЭИО 5 мин/см ; максимальное с пленки переноса в направлении скольжения. 3 – образец закаленный (без ЭИО) На рисунке 5 показано изображение поверхностей после изнашивания. Следовательно, вышеуказанный технологический режим 1. Аскинази, Б.М. Упрочнение и вос триботехнических испытаний, полученных методом растровой электронной микроскопии. Как видно из рисунка, участки поверхности целесообразно рекомендовать для ЭИО металлических деталей Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12) обработкой / Б. 60 на дорожке трения заметно отличаются от участков поверхности электромеханической образцов металлополимерных пархорошо трения в качестве оптимального. вне дорожки. На участке дорожки трения видна полимерная Машиностроение, 1989. – 200 с. пленка фрикционного переноса, структурированная в направлении Заключение. Электроискровая обработка стали 15ХГН2ТА приводит скольжения. На участке рядом с дорожкой трения присутствует 2. Бондарь, А.В. Криогенно-эрозионно островковое покрытие без пленки фрикционного переноса. к Таким значительному снижению (до двух раз) скорости изнашивания образом, установлено, что при фрикционном взаимодействии изделий / А.В. Бондарь, Е.В. Смоленцев // 2
2 2
2 2
стальных образцов, обработанных методом ЭИО, с полимерными
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
Оптимизационное исследование методом «крутого восхождения» позволило установить область оптимальных режимов электроискровой обработки: напряжение U ≈ 145–150 В, емкость конденсаторов С ≈ 225–230 мкФ, обеспечивающих максимальное снижение скорости изнашивания. Следовательно, вышеуказанный технологический режим целесообразно рекомендовать для ЭИО металлических деталей металлополимерных пар трения в качестве оптимального.
Заключение Электроискровая обработка стали 15ХГН2ТА приводит к значительному снижению (до двух раз) скорости изнашивания сопряженных полимерных контробразцов из ПКМ на основе ПТФЭ при трении их по стальному образцу, модифицированному электродом ИМХ2; наибольшее снижение скорости изнашивания достигается при напряжении U = 145–150 В, емкости конденсаторов С = 225–230 мкФ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Аскинази, Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази. – М. : Машиностроение, 1989. – 200 с. 2. Бондарь, А.В. Криогенно-эрозионное упрочнение металлических изделий / А.В. Бондарь, Е.В. Смоленцев // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2006. – № 4. – С. 24–28. 3. Машков, Ю.К. Трибофизика и структурная модификация материалов трибосистем: монография / Ю.К. Машков, О.В. Кропотин. – Омск: ОмГТУ, 2009. – 324 с. 4. Коротаев, Д.Н. Технологические возможности формирования износостойких наноструктур электроискровым легированием: монография / Д.Н. Коротаев. – Омск: СибАДИ, 2009. – 256 с. 5. Mashkov, Y.K. Enhancement of mechanical and tribotechnical properties of structural steel by electrical discharge machining / Y.K. Mashkov, B.S. Alimbaeva, M.Y. Baybaratskaya // Inorganic materials: Applied research. – 2016. – Т. 7. – № 1. – P. 115–118. 6. Машков, Ю.К. Влияние электроискровой обработки на структуру и свойства модифицированных поверхностей трения / Ю.К. Машков, Д.Н. Коротаев, Б.Ш. Алимбаева, М.Ю. Байбарацкая, О.В. Малий // Трение и износ. – 2016. – Т. 37. – № 1. – С. 83–88. 7. Николенко, С.В. Электродные материалы для электроискрового легирования с минеральными и самофлюсующимися добавками: монография / С.В. Николенко, Ри Хосен. – Хабаровск: Тихоокеан. гос. ун-т, 2015. – 206 с.
REFERENCES 1. Askinazi, B.M. Uprochnenie i vosstanovlenie detaley mashin elektromehanicheskoy obrabotkoy / B.M. Askinazi. – M. : Mashinostroenie, 1989. – 200 s. 2. Bondar', A.V. Kriogenno-erozionnoe uprochnenie metallicheskih izdeliy / A.V. Bondar', E.V. Smolentsev // Uprochnyayuschie tehnologii i pokrytiya. – 2006. – № 4. – S. 24–28. 3. Mashkov, Yu.K. Tribofizika i strukturnaya modifi katsiya materialov tribosistem: monografiya / Yu.K. Mashkov, O.V. Kropotin. – Omsk: OmGTU, 2009. – 324 s. 4. Korotaev, D.N. Tehnologicheskie vozmozhnosti formirovaniya iznosostoykih nanostruktur elektroisk rovym legirovaniem: monografiya / D.N. Korotaev. – Omsk: SibADI, 2009. – 256 s. 5. Mashkov, Y.K. Enhancement of mechanical and tribotechnical properties of structural steel by electrical discharge machining / Y.K. Mashkov, B.S. Alimbaeva, M.Y. Baybaratskaya // Inorganic materials: Applied research. – 2016. – Т. 7. – № 1. – P. 115–118. 6. Mashkov, Yu.K. Vliyanie elektroiskrovoy obrabotki na strukturu i svoystva modifitsirovannyh poverhnostey treniya / Yu.K. Mashkov, D.N. Korotaev, B.Sh. Alimbaeva, M.Yu. Baybaratskaya, O.V. Maliy // Trenie i iznos. – 2016. – T. 37. – № 1. – S. 83–88. 7. Nikolenko, S.V. Elektrodnye materialy dlya elektroiskrovogo legirovaniya s mineral'nymi i samoflyusuyuschimisya dobavkami: monografiya / S.V. Nikolenko, Ri Hosen. – Habarovsk: Tihookean. gos. un-t, 2015. – 206 s.
Машков Юрий Константинович – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры физики, Омский государственный технический университет; Алимбаева Ботагоз Шайдуловна – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии производства; Байбарацкая Марина Юрьевна – кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии производства. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Mashkov Yuriy Konstantinovich – Doctor of Engineering, Professor, Professor of the Physics Department, Omsk State Technical University; Alimbaeva Botagoz Shaydulovna – Cand. Sc. {Engineering}, Associate Professor of the Production Engineering Department; Baybaratskaya Marina Yur'evna – Cand. Sc. {Engineering}, Professor, Head of the Production Engineering Department.
Статья поступила в редакцию 12.03.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
61
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
УДК 629.1.02 ГРНТИ 73.31.41
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ХРАНЕНИЮ ВОЕННОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ Г.П. Новиков, Л.А. Прысь, А.А. Бабичев*, С.Э. Дадаян* НИИЦ АТ 3 ЦНИИ Минобороны России Россия, 140170, Московская обл., г. Бронницы, ул. Красная, 85; 3cnii_niicat@mil.ru *Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14-й военный городок, ОАБИИ, omsktii@mail.ru В статье рассмотрены методы оценки выполнения требований к хранению, приведены расчетные соотношения по определению оцениваемых показателей и оценке достоверности результатов испытаний ВАТ. Ключевые слова: сохраняемость, хранение, подготовка к хранению, содержание на хранении, снятие с хранения, требования к хранению.
SOME ASPECTS OF EVALUATING THE IMPLEMENTATION FOR STORAGE REQUIREMENTS OF TACTICAL VEHICLES UNDER OPERATION G.P. Novikov, L.A. Prys’, A.A. Babichev*, S.E. Dadayan* NIITs AT of the 3rd Central Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation Russia, 140170, Moscow Region., Bronnitsy, ul. Krasnaya,, 85; 3cnii_niicat@mil.ru *Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, OABII, omsktii@mail.ru The article considers methods for evaluating the implementation of storage requirements. The authors provide design ratios in terms of the estimated factors, and certainty value of test data for tactical vehicles. Keywords: conservability, storage, preparation for storage, care maintenance, removal from storage, storage requirements.
Введение Военная автомобильная техника (далее – ВАТ) является основным средством, обеспечивающим тактическую и оперативную подвижность наземных объектов вооружения, военной и специальной техники (далее – ВВСТ) Вооруженных сил Российской Федерации. В настоящее время более 90 % изделий ВВСТ монтируется на автомобильных базовых шасси, и от уровня технического состояния автомобильной техники (далее – АТ) во многом зависит степень готовности воинских частей и подразделений к
выполнению боевой задачи. В мирное время использование ВВСТ является, как правило, неинтенсивным, и поэтому значительная часть ВВСТ Вооруженных сил Российской Федерации находится на хранении [1]. Хранение военной техники (далее – ВТ) при эксплуатации – это этап эксплуатации, в течение которого неиспользуемое по назначению изделие ВТ размещается в специально отведенном месте для обеспечения его сохраняемости в заданном состоянии в течение установленного срока [2].
© Новиков Г.П., Прысь Л.А., Бабичев А.А., Дадаян С.Э., 2018
62
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
– по периодичности проведения контроля При создании нового автомобиля или при модернизации серийного образца АТ в такти- технического состояния (КТС) и технического ко-техническом задании (далее – ТТЗ) или в обслуживания при хранении (ТОх); – по потребным затратам материалов и техническом задании (далее – ТЗ) на опытно-конструкторскую работу (ОКР) устанавли- средств труда при хранении образца. Оценка выполнения требований к храваются требования к хранению [3, 4]. Оценка выполнения требований к хранению осущест- нению поВыполнение трудоемкости и продолжительнотребований к хранению оценивается основны вляется в ходе проведения испытаний, виды сти технических воздействий осуществляется 1) и дополнительными показателями (таблица 2). Основные которых установлены ГОСТ 16504 [5]. С це- методом хронометрирования характеризуют наиболее фактических важные требования к трудо показателей итехнических проверки воздействий их соотлью обеспечения испытаний нормативными значений продолжительности при хранении обра и методическими документами (далее – НД) ветствия значениям показателей, заданным группой научных сотрудников НИИЦ АТ 3 в ТТЗ (ТЗ) на испытываемый образец. ОценОсновные показателипо оценки выполнения ЦНИИ Минобороны России был разработан ка выполнения требований условиям хра- требований к хранению автомобильной проект ГОСТа РВ «Военная автомобильная нения, по периодичности проведения КТСтехники техника. Методы оценки выполнения требо- и ТОх, по потребным затратамОбозначение, материалов Наименование показателя единица Определе и средств труда при хранении образца ваний к хранению» [6] и методическое посоВыполнение требований к хранению оценивается основными (таблица измеренияосуавтомобильная техника. Оцен- 2). ществляется методом сравнения требований, 1)бие и «Военная дополнительными показателями (таблица Основные показатели Разовая трудоемкость оперативная установленных в эксплуатационной докумен-Средняя ка выполнения требований к хранению» [7]. характеризуют наиболее важные требования к специальных трудоемкостиработ и по Sна выполнения операций п ПХ , чел.-ч Методика оценки выполнения треботации (ЭД) и заданных в ТТЗ (ТЗ) испытыконсервации при подготовке продолжительности технических воздействий при хранении образца. одного образца ВАТ образца ВАТ к хранению ваний к хранению военной автомобиль- ваемый образец. Выполнение требований к хранениюОтношение ной техники при эксплуатации средней Таблица 1 Средняя годовая трудоемкость Основные показатели оценки выполнения требований к хранению военной оценивается основными (таблица и допол-оперативной трудоемкост Испытываемые образцы АТ оцениваются хранения образца ВАТ за срок S X 1) ,чел.-ч/год КТС и ТОх за цикл хранен автомобильной техники на соответствие техническим требованиям к нительными хранения показателями (таблица 2). Оск продолжительности цикл Обозначение, хранению: новные показатели характеризуют наиболее средней Наименование показателя единица Определение – по трудоемкости и продолжительности важные требования к трудоемкости и продол-Отношение Время подготовки образца ВАТ оперативной трудоемкости измерения технических воздействий при хранении; жительности технических воздействий к использованию по ТСХ , ч приВАТ с хранения Разовая трудоемкость – по условиям хранения; хранении образца. Средняя оперативная трудоемкость назначению после хранения исполнителей, участвующи специальных работ по
SПХ , чел.-ч выполнения операций по консервации операций консервации при подготовке Таблица 1 одного образца ВАТ Примечания: Основные показатели оценки выполнения требований к хранению военной автомобильной техники образца ВАТ к хранению 1. Основные показатели оценки выполнения требований к х Обозначение, Отношение средней суммарной показателя Определение использоваться для количественной характеристики эксплуатационной т единица измерения Средняя Наименование годовая трудоемкость оперативной трудоемкости всех видов конструкции образца ВАТ. Средняя оперативная трудоемкость выполнения опеРазоваяобразца трудоемкость хранения ВАТ за специальных срок S X ,чел.-ч/год и ТОх за раций цикл хранения образца ВАТобразца , чел.-ч по2.консервации одного образца ВАТ– наименьший повторяющийся инте работ по консервации при подготовке SПХКТС Цикл хранения ВАТ хранения к продолжительности циклакоторого выполняются в определенной последовательности в образца ВАТ к хранению течение оперативной Средняя годовая трудоемкость хранеОтношение Отношение средней средней суммарной требованиями ЭДсуммарной все установленные видытрудоКТС и ТОх при содержании ния образца ВАТ за срок хранения емкости всех видов КТС и ТОх за цикл хранения об, чел.-ч/год S Х оперативной трудоемкости снятия образца Время подготовки образца ВАТ хранении. разца ВАТ к продолжительности цикла ВАТ с хранения количеству к Время использованию СХ , ч Отношение ксредней суммарной оперативной трудоподготовки образцапо ВАТ к Т исисполнителей, участвующих в выполнении назначению послепо хранения пользованию назначению после ТСХ, ч емкости снятия образца ВАТ с хранения специальных к количеству Разовая трудоемкость работ по консе хранения исполнителей, участвующих в выполнении операций операций , чел.-ч, вычисляется по подготовке образца ВАТ к хранению S ПХ Примечания: Примечания: т 1. Основные показатели оценки выполнения требований к хранению могут использоваться для количественK 1. Основные показатели оценки выполнения требований к хранению могут ной характеристики эксплуатационной технологичности конструкции образца ВАТ. S ПХ = ∑ Si , i =1 использоваться для количественной эксплуатационной технологичности 2. Цикл хранения образца ВАТхарактеристики – наименьший повторяющийся интервал времени, в течение которого выполконструкции образца ВАТ. где n – количество операций по иконсервации образца при няются в определенной последовательности в соответствии с требованиями ЭД все установленные виды КТС ТОх Цикл хранения образца ВАТ – наименьший повторяющийся интервал времени, в при2.содержании образца ВАТ на хранении. хранению; течение которого выполняются в определенной последовательности вS Kсоответствии с – средняя оперативная трудоемкость выполнения i-й требованиями ЭД все установленные виды КТС и ТОх при содержании iобразца ВАТ на Средняя годовая трудоемкость хранения Разовая трудоемкость специальных раконсервации образца при подготовке к хранению, чел.-ч. хранении.
за срок хранения SX , чел.-ч/год, бот по консервации при подготовке образца образца ВАТ Средняя годовая трудоемкость хранения образца ВАТ за ср ВАТРазовая к хранению SПХ, чел.-ч, вычисляется работ по вычисляется по формуле: , чел.-ч/год, вычисляется по формуле: трудоемкость специальных по Sконсервации при X k r формуле: образца ВАТ к хранению SПХ, чел.-ч, вычисляется по формуле: подготовке КТС + S S ТО ∑ ∑ l j т K l =1 j =1 (2) (1) S ПХ = ∑ Si , SX = , (1) Х
TЦ
i =1
– количество операций консервации образца подготовке к где k – количество плановых КТС за цикл хранения; где где n – nколичество операций попо консервации где k –при количество плановых видов видов КТС за хранению; образца при подготовке к хранению; цикл хранения; 3 SiK K– средняя оперативная трудоемкость выполненияKTCi-й операции по Si – средняя оперативная трудоемкость – средняя суммарная оперативная Sl консервации при подготовке к хранению, выполненияобразца i-й операции по консервации об- чел.-ч. трудоемкость плановых видов КТС за цикл Средняя годовая трудоемкость хранения образца ВАТ за срок хранения разца при подготовке к хранению, чел.-ч. хранения, чел.-ч; S X , чел.-ч/год, вычисляется по формуле: k
r
l =1
j =1
Х Наука и военная 2018. № 1 (12) + ∑ S ТО ∑ SlКТСбезопасность. j
SX =
TЦ
,
где k – количество плановых видов КТС за цикл хранения; 3
(2)
63
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
r – количество плановых видов ТОх за m – количество операций по подготовке образца к использованию по назначению при цикл хранения; SjTO – средняя суммарная оперативная снятии с хранения; КТС – средняявидов суммарная трудоемкость видовтрудоемкость SqД – средняяплановых оперативная трудоемкостьSl плановых ТОх заоперативная цикл q-й операции по подготовке образца к испольКТС за цикл хранения, чел.-ч; хранения, чел.-ч; зованию по назначению при снятии с хранеr – количество плановых видов ТОх за цикл хранения; цикла хранеТЦ – продолжительность ТО ния, чел.-ч; трудоемкость плановых видов S j – средняя суммарная оперативная ния, год. N – количество исполнителей, выполняТОх за цикл хранения, чел.-ч; Время подготовки образца ВАТ к испольИ ющих работы по снятию образца с хранения с Т – продолжительность цикла хранения, год. зованию послеЦ хранения ТСХ, ч, вычисляется учетом степени их участия, Время подготовки образца ВАТ к использованию после хранения Тчел. СХ , ч, по формуле: Степень участия исполнителей устанаввычисляется по формуле: Z m ливается при хронометрировании оперативS gРК + ∑ S qД ∑ ного времени, затрачиваемого ими на выполq =1 (3) Т СХ = g =1 , (3) нение, соответственно,коэффициентов, z-й и m-й операций. NИ Произведение Дополнительные показатели (таблица 2) характеризующих удобство позы и где z – количество операций по расконсервации образца при снятии с Коэффициенты удобства действий исполнителя при выполнении где z – количество операций по расконсервапредназначены для оценки конструкции обхранения; образца при выполнении операций, соответственно, при Ку РК ции образца снятии с хранения; разца и используются для дифференцировантехнических мероприятий при – средняя оперативная трудоемкость g-й операции по Sпри g подготовке образца к хранению (КуПХ), образца ВАТ – средняя оперативная трудоемкость SgPК хранении ного анализа показателей при содержании на хранении (КуХ) и при с целью расконсервации образца при снятии с хранения, чел.-ч; основных выявления путей и способов обеспечения заg-й операцииmпо– расконсервации образца при снятии с хранения (КуСХ) [7] количество операций по подготовке образца к использованию по Суммарное число марок данных значений. снятии сназначению хранения, чел.-ч; при снятии с хранения; консервационных (рабочеS qД – средняя оперативная трудоемкость q-й операции по подготовке консервационных) топливосмазочных Таблица 2 Количество марок применяемых Дополнительные оценки по выполнения требований к хранению военной автомобильной техники образца показатели к использованию назначению приматериалов снятии с ихранения, чел.-ч; технических жидкостей (без консервационных (рабочеМПХ Наименование показателя ОбознаОпределение учета заменителей и вспомогательных N И – количество исполнителей, выполняющих работы по снятию чение консервационных) материалов материалов), рекомендуемых ЭД к сумме особразца с хранения степени ихосновной участия, чел. Коэффициенты доступности об-с учетом Отношение трудоемкости выполнения операций предприятия-изготовителя к применению разца при выполнении техниновной и вспомогательной трудоемкостей. Вычисляется для всех видов Степень участия исполнителей устанавливается при хронометрировании при подготовке образца кпри хранению технических мероприятий, проводимых подготовке к хранению ческих мероприятий при хранеКд оперативного времени, затрачиваемого имиСуммарное на выполнение, соответственно, (КдПХ), при содержании нии образца ВАТ на хранении (К ) и при снятии образца с храчисло мест дХ (точек) нанесения нения (КдСХ) [7] средств временной защиты от коррозии, z-й и m-й операций. Произведение коэффициентов, характеризующих удобство КоэффициентыДополнительные удобства образстарения и биоповреждений, (точек) позы и дейпоказатели (таблица 2) предназначены для мест оценки ца при выполнении техничествий исполнителя при выполнении операций, соответственно, при заправки агрегатов и систем К конструкции образца и используются для дифференцированного анализа у подготовке образца к хранению (КуПХ), при содержании ских мероприятий хране- (точек) на хранении Количествопри мест консервационными (рабочеN ПХ снятии с хранения (К (КуХ) ивыявления нии образца ВАТ при ) [7] основных показателей с целью путей и способов обеспечения консервации уСХ консервационными) маслами, смазками и Суммарное число марок консервационных (рабоче-консервационных) тоКоличество марок применяемых заданных значений. специальными техническими X
Х
консервационных (рабоче-консервационных) материалов
пливосмазочных материалов и технических жидкостей (без учета заменителей и вспомогательных материалов), рекомендуемых ЭД предприяжидкостями, мест (точек) герметизации тия-изготовителя кпри применению подготовке образца2к хранению Таблица подготовкепри образца к хранению Суммарное оценки число Отношение мест (точек) нанесения средств временной Количество мест (точек) консерколичества инструмента и защиты от Дополнительные показатели выполнения требований к и биоповреждений, мест (точек) заправки агрегавации Коэффициент обеспеченности коррозии, старения приспособлений в составе комплектов хранению автомобильной техники NПХ военной консервационными (рабоче-консервационными) маслами, образца инструментом и тов и систем ЗИП-О итехническими ЗИП-Г, предназначенных для (точек) герсмазками и специальными жидкостями, мест приспособлениями для К И Наименование показателя Обозначение Определение выполнения работ хранении образца метизации при подготовке образца к при хранению выполнения работ при хранении ВАТ, кинструмента требуемому выполнения этих Отношение количества идля приспособлений в составе комКоэффициент обеспеченности Отношение основной трудоемкости образца ВАТ и приспообразца инструментом плектов ЗИП-О и работ ЗИП-Г, предназначенных для выполнения работ при К выполнения операций к сумме основной И хранении образцаСоответствие ВАТ, к требуемому для выполнения этих работ соблениями для выполнения ратребований по условиям Коэффициенты доступности и вспомогательной трудоемкостей. бот при хранении образца ВАТ Условия хранения образца хранения установленным в ЭД и УХ при выполнении Соответствие Вычисляется для всеххранения видов технических Условияобразца хранения образца требований по условиям установленным в ЭД и Кд УХ заданным в ТТЗ (ТЗ) заданным в ТТЗмероприятий, (ТЗ) технических мероприятий при проводимых при Периодичность Периодичность контроля Соответствие требований по видам и периодичности проведения КТС и ), при и хранении образца техниВАТ контроля подготовке к хранению (К дПХвидам Соответствие требований по технического состояния LKTC при ТОх установленным LKTC в ЭД и заданным в ТТЗ (К (ТЗ) ческого состояния при хранении содержании на хранении дХ) ии при периодичности проведения КТС ТОх хранении Периодичность технического об- L снятии образца с хранения (КдСХ) [7] в ТТЗ установленным в ЭД и заданным TOx служивания при хранении технического Периодичность (ТЗ) L TOx Примечание. Дополнительные показатели оценки выполнения требований к хранению могут использоваться обслуживания при хранении для качественной характеристики эксплуатационной технологичности ВАТ. Примечание. Дополнительные показатели оценки выполненияконструкции требований кобразца хранению могут использоваться для качественной характеристики эксплуатационной технологичности конструкции образца ВАТ. Коэффициент доступности образца ВАТ4 раций, соответственно, при подготовке образМПХ
по формуле: ца к хранению, при содержании на хранении Кд вычисляется Коэффициент доступности образца ВАТ Кд вычисляется по формуле: и при снятии с хранения, чел.-ч. K (S ) K Д = K осн K , (4) Коэффициент удобства вычисляется по (4) ( S осн ) + ( S в ) формуле: K K K ( S осн ), ( S вK ) – соответственно, суммарные основная и вспомогательная 6 где (Sосн), (Sв ) где – соответственно, суммарные осK у = ∏ K yi , (5) операций, соответственно, при подготовке i=1образца к новная итрудоемкости вспомогательная трудоемкости опехранению, при содержании на хранении и при снятии с хранения, чел.-ч. где Ку1 – коэффициент, характериз Коэффициент удобства вычисляется по Наука формуле: исполнителя; и военная безопасность. 2018. № 1 (12) 64 Ку2 – коэффициент, характеризующи относительно изделия; 5 Ку3 – коэффициент, оценивающий необ выполнении работ; Ку4 – коэффициент, учитывающий соче
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
где Ку1 – коэффициент, характеризующий положение корпуса исполнителя; Ку2 – коэффициент, характеризующий положение исполнителя относительно изделия; Ку3 – коэффициент, оценивающий необходимость перемещения при выполнении работ; Ку4 – коэффициент, учитывающий сочетание движения исполнителя при выполнении работ; Ку5 – коэффициент, учитывающий степень удобства визуального контроля над объектом при проведении работ; Ку6 – коэффициент, характеризующий плотность соединяемых деталей или детали и инструмента при выполнении работ. Количество марок консервационных (рабоче-консервационных) материалов, применяемых при подготовке образца ВАТ к хранению, МПХ вычисляется по формуле:
МПХ = m1 + m2 +m3,
(6)
где m1, m2, m3 – соответственно, суммарное число применяемых консервационных присадок, рабоче-консервационных масел (смазок, технических жидкостей), герметизирующих материалов. В общее количество применяемых консервационных (рабоче-консервационных) топливосмазочных материалов, технических жидкостей и герметизирующих материалов не включаются заменители, зимние сорта, неосновное (добавочное) топливо для многотопливных двигателей. Количество мест (точек) консервации при подготовке образца ВАТ к хранению NПХ вычисляется по формуле:
NПХ = n1 + n2 + n3,
(7)
где n1, n2, n3 – соответственно, суммарное число мест (точек) нанесения средств временной защиты от коррозии, старения и биоповреждений, мест (точек) заправки агрегатов и систем образца консервационными (рабоче-консервационными) маслами, смазками и специальными техническими жидкостями, мест (точек) герметизации. Коэффициент обеспеченности образца ВАТ инструментом и приспособлениями для выполнения работ при хранении ВАТ КИ вычисляется по формуле:
КИ = ИЗИП / Итреб,
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
(8)
где ИЗИП, Итреб – соответственно, количество инструмента и приспособлений в составе комплектов ЗИП-О и ЗИП-Г, предназначенных для выполнения работ при хранении образца и для выполнения операций технологических процессов по подготовке к хранению, при содержании на хранении и при снятии образца ВАТ с хранения. Условия хранения образцов ВАТ (УХ), периодичность КТС (LКТС) и ТОх (LТОх) при содержании образца ВАТ на хранении, установленные в руководстве по эксплуатации, сравниваются с условиями хранения и периодичностью, заданными в ТТЗ (ТЗ), и оцениваются на соответствие. Расчетные соотношения, установленные для вычисления основных и дополнительных показателей, имеют равную силу, как для длительного, так и кратковременного хранения испытываемого образца. Продолжительность испытаний оцениваемых образцов устанавливается: – при определении разовой трудоемкости специальных работ по консервации при подготовке образца ВАТ к хранению – необходимым числом хронометражных наблюдений; – при определении средней годовой трудоемкости хранения образца ВАТ за срок хранения – сроком хранения образца до истечения времени выполнения последнего планового вида ТОх в цикле хранения; – при определении времени подготовки образца ВАТ к использованию после хранения – интервалом времени от начала работ по снятию образца с хранения первым исполнителем до их завершения последним исполнителем. В процессе обработки результатов испытаний проводится оценка полученных результатов на достоверность с учетом заданных характеристик для определения фактических значений оперативного времени и оперативной трудоемкости [6]: – нормальный закон распределения случайной величины; – доверительная вероятность Р = 0,9; – коэффициент вариации υ = 0,15; – условная относительная ошибка δ = 10 %; – количество наблюдений на одну машину р = 5. Исходные данные для обработки наблюдений формируются для кратковременного и
65
операцию Определить среднее В процессе обработки результатов проводится оценка квадратичн хранения – интервалом времени от начала работ по испытаний снятию5. образца с полученных результатов достоверность с учетом заданных характеристик хранения первым исполнителем до их на завершения последним исполнителем. операцию p оценка для определения оперативного иKоперативной В процессе обработки фактических результатов значений испытаний проводится 1 времени 2 овр σ ( t S = − ∑ 1 i ) . трудоемкости полученных результатов на[6]: достоверность с учетом заданных характеристик p − 1 1 ∑ i 1 p овр σ1 = (t i − S iK ) 2 . ∑ –Эксплуатация нормальный распределения случайной величины; для определения фактических значений оперативного и оперативной изакон восстановление вооружения ивремени военной техники, техническое p − 1 1 ∑ обеспечение доверительная вероятность Р = 0,9; трудоемкости– [6]: Примечание. Величины S1K иσ 1 имеют размер длительного с использованием 6. Проверить выполнение условия соот– коэффициент вариации υ = 0,15;ре– нормальный законхранения распределения случайной величины; S1K исоответст σ 1 имеют Примечание. Величины 6. Проверить выполнение условия зультатов хронометража, зафиксированных ветствия опытного коэффициента вариации – условная относительная – доверительная вероятность Р = 0,9; ошибка δ = 10 %; заданному υ = 0,15с вариации операцию Проверить выполнение заданному υ =υ10,15 и условнойусловия при постановке образца на хранение, за операцию – количество на при однусо-машину р = 5. Kзаυ1 6. – коэффициент вариации υнаблюдений = 0,15; K 3 К заданному Кυ 3 : : ошибки = 10 % δ υ вариации за операцию υ υ ≤ , δ < δ держании на хранении иданные при снятии с хране%: υ1 ≤ υ, опт относительной ошибкиформируются 1 <: опт 1 = 10 Исходные для обработки наблюдений для – условная относительная ошибка δ = 10 %; K 3 K ния в соответствующих [7]. р = 5. хранения с ошибки δ = 10% : υ1 ≤ υ , δ опт < δ : σ1 кратковременного и машину длительного – количество наблюдений наПротоколах одну . υ1 = σ1 / S1K. результатов (14) υ1 =использованием K Последовательность расчетов по оценке S1 образцаσ 1надля хронометража, при постановке хранение, при Исходные данные длязафиксированных обработки наблюдений формируются υ1 = K . достоверности результатов испытаний повыполнено при при υ1 ≤ 0,15. содержании на хранении и прис использованием снятииУсловие с хранения вS1 соответствующих кратковременного и длительного хранения результатов Условие выполнено υ1 ≤ 0,15. казана на примере определения значений K Протоколах [7]. хронометража, зафиксированных при постановке образца на хранение, при δ 1УсловиеK выполнено δ при υ1 ≤ 0,15. K оперативного времени и оперативной трудоδ опт ⋅100;δ 1 K= t ( Pрезультатов , k ) ⋅ 1 . (15) 1 = K Последовательность расчетов по оценке достоверности содержании на хранении и при снятии с хранения в соответствующих δ δ S1 K емкости операций по консервации при подгоδ опт1 = 1K ⋅100 ;δ 1K =pt ( P, k ) ⋅ 1 . испытаний образца показана примере определения значений оперативного Протоколах K товке [7]. единичного ВАТ на к хранению, Sпри p 1 Условие выполнено при Копт < δ10 Условие выполнено опт%. 1 < 10% . времени и оперативной операций по консервации при K Последовательность расчетов по трудоемкости оценке результатов которая осуществляется по следующему алго- достоверности выполнено при %. Здесь распределения tкоторая (оперативного PУсловие , k– ) значение – значение распределения Стью Здесьt(P,k) подготовкена единичного ВАТ к хранению, осуществляется по δ опт1 < 10 испытаний примере образца определения значений ритму:показана Стьюдента. t ( Pпри , k ) – значение Здесьпо алгоритму: времени и1. следующему оперативной трудоемкости операций по 7. консервации Расчеты пунктам 1–6 распределен повторить Определить сумму продолжительно7. Расчеты по пунктам 1–6 повторить для 1. Определить сумму продолжительностей i-й операции по индексам стей единичного i-й операции по индексам подготовке образца ВАТ к элементов хранению, которая осуществляется по консервации образца. пообразца. пунктам 1–6 пов всех n операций7. поРасчеты консервации операции (о – основная, в – вспомогательная) элементов операции (о – основная, в – вспомогательная) с учетом исполнителей следующему алгоритму: 8. Определить разовую трудоемкость консервации образца. 8. Определить разовую трудоемкость конК: учетом f f исполнителей 1. сОпределить сумму продолжительностей i-й операции по индексам подготовке его хранению S егоразовую 8. кпри Определить трудоем сервации образца подготовке к хранеp n исполнителей К: элементов операцииt of(о=– pосновная, в – с учетом К of Вf Вfвспомогательная) подготовке его к хранению S (9) tip , t i = ∑ tip , (9) нию S :S K = ∑ S iK . ∑i ∑ ∑ n f 1 1 K K 1 p p . S = i∑ S i операции -той по(16) t of ti Вft Вf, i – соответственно 9. Определить среднее квадратичное t ofгде= t of , t Вfгде –= соответственно продолжитель- продолжительности 1 (9) ∑ ∑ ∑i
∑
ip
∑i
∑
ip
1 при подготовке образца к хранению 9. Определить среднее квадра индексам элементов; i-той операции по индексам элементов; консервации 9. Определить среднее квадратичное гдености t of i t Вf i – соответственно продолжительности i-той операции по консервации при подготовке образца кх ∑ р∑ р – количество наблюдений; – количество наблюдений; отклонение трудоемкости консервации при f –исполнителя. номер исполнителя. индексам элементов; f – номер 2. Определить среднюю суммарную оперативную подготовке образца к хранению 2. Определить среднюю суммарную опер – количество наблюдений; выполнения i-й операции по индексам элементов 8 2. 2. Определить среднюю суммарную оперативную трудоемкость n трудоемкость Определить среднюю суммарную оперативную трудоемкость p p 2. Определить среднюю суммарную оперативную трудоемкость выполнения i-й опе2. Определить среднюю суммарную оперативную трудоемкость 8 f –ративную номер исполнителя. 2 1 1 δ K Bf = −0 of −B выполнения i-й операции по индексам элементов δ , , , t = t t = t n ∑ общ i выполнения i-й операции по индексам элементов (17) ∑ ∑ i элементов ip рации по индексам элементов выполнения i-й по индексам ip i 7 выполнения i-й операции индексам элементов ∑ p операции pпо K p 1 1 = 1 p of p − B 1p p Bf p δpобщ −0 ∑1 δ 1i2 , 1t ip−,Btofi = 1tip , Bf (10) 1t1−0p ∑ 1 − B ∑ K − 0 1 −0t−i 0 = of Bf of − B Bf (10) =t1 t ∑∑ =t1ipt ,∑ tip ,где и (10) перевести 10. Величины SК (10) δ общ средняя суммарная оперативная трудоемко ti – 10. , ti, tti∑=ip=, ti∑ ti ti = = i∑ p∑ p К К , (10) ip ∑ ip Величины S и перевести K в разК p p−10 1 ∑p∑ ip1 p p1 1 p 71 общ и перевести в 10. Величины S δ общ значения на 60). выполнения где где –−0 средняя суммарная оперативная трудоемкость основной i-й операции; мерность «чел.-ч» (разделить значения на 60). −0t−i 0 – средняя суммарная оперативная трудоемкость выполнения t –0где – средняя суммарная оперативная трудоемкость выполнения t i –суммарная средняяоперативная суммарная трудоемкость выполнения − B оперативная где ti –где средняя i ti значения 60). 11.наОпределить коэффициент вариац 11. Определить коэффициент вариации – средняя суммарная оперативная трудоемко tтруосновной i-й операции; i основной i-й операции; доемкость выполнения основной i-й операции; основной операции; основной i-й операции; − B i-й и за все операции по консервации образца υ 11. Определить коэффициент вариации υ k и сравнить k с заданным значен образца средняя суммарная оперативная трудоемкость выполнения вспомогательной i-й операции. B −– оперативная ti–Bt −tB–t−i B средняя – суммарная средняя суммарная оперативная трудоемкость выполнения –ti– средняя суммарная оперативная трудоемкость выполнения = 0,15 . сравнить с заданным значением υ средняя суммарная оперативная трудоемкость выполнения i i υ i с заданным значение образца 3. Определить суммарную продолжительность выполне k и сравнить условие выполнено при вспомогательной i-й операции. трудоемкость выполнения вспомогательной Заданное Заданное условиеKвыполнено при вспомогательной i-й операции. овр вспомогательной i-й операции. вспомогательной i-й операции. -й t i операции Заданное выполнено при i-й операции. δ условие 3. Определить суммарную продолжительность выполнения элементов -йi-й i-й ∑ 3. Определить суммарную продолжительность элементов =K общ <элементов υ k выполнения υэлементов 3. Определить суммарную продолжительность выполнения i 3. Определить суммарную продолжительность выполнения i овр суммарную i = 0,15 . K 3. Определить продолжительδ p p tоврi овр операции общS (18) операции ∑ t i < υi = 0,15 . t овр операции k = K операции ность выполнения i-й операции t оврi = ∑ tipof + ∑ tipBf . υ12. i i элементов ∑ ∑t∑ S Установить доверительные ∑ p p 1 1 p p овр p p p t Bf . Bf (11) tовр = ∑of tofipof +p ∑ of 12. Установить доверительные трудоемкости консервации при подготовк ip овр Bf+Bf i t овр . t t = ∑ (11) 12. Установить доверительные границы 4. Определить общую среднюю оперативную (11) t ti = = t1iiptip+∑ ipt1ipt .∑ ip (11)(11)трудоемк + ∑ ∑ ∑ ∑ ip . ∑∑ i ∑ трудоемкости консервации при подготовке 11 1 Исходятрудоемкости из определения коэффициено 1 1 средней суммарной консерва1 i-й операции S iK 4. Определить общую среднюю оперативную трудоемкость выполнения 4. Определить общую среднюю оперативную трудоемкость выполнения 4. Определить общую среднюю оперативИсходя из определения коэффициента среднего значения случайной общую трудоемкость выполнения цииBпри подготовке к хранению. величины, Определить общуюсреднюю среднююоперативную оперативную трудоемкость выполнения p образца K -й 4.4.Определить o 1 операции Sвыполнения K KK -й K овр i K -йi-йтрудоемкость ную i-й операции S i операции среднего значения случайной величины, до S i i = t i + t i Исходя или S i из= определения коэффициента трудоемкости при по i i операции S iS iK S i ∑1 t∑ i . консервации операции p pмеры o B 1 p K K овр p вариации, как рассеивания среднего трудоемкости при подго B определяются консервации по формуле: p 1 S =o toKi +B tBio или (12)(12) tоврi . овр 1S1K ∑ i = KSK + t i Sили . ∑.∑. t 5. i или (12) среднее квадратичное отклонение σi н S iKS iKi= = t iSt+ii t+=i ttiили (12) t1овр K K K ip = значения случайной величины, доверитель(12) t i Определить iS i = = ∑ i ∑ определяются по формуле: ∑ . S ( 1 − υ ) < S < S ( 1 + υ ) k k p p1 1 ∑p∑ i1 -ю K K K операцию ные отклонение границы кон--ю 5. Определить среднее квадратичное наблюдения iза Sотклонение (1 −13. υсуммарной ) <σiS Проверить Sтрудоемкости (1 + υ k ) .за kσ выполнение у 5. Определить среднее квадратичное σi< образца наблюдения i 5.Определить Определить среднее квадратичное отклонение за i-юi-ю iσiнаблюдения 5. Определить среднее квадратичное отклонение наблюдения за 5. среднее квадратичное отсервации при подготовке к хранению операцию з опт 13. Проверить выполнение усл операцию δ = относительной ошибки заданной δ операцию клонение σi наблюдения за i-ю операцию k операцию определяются по формуле: p 1 относительной опт овр K 2 ошибки заданной δ з = 10 δ σ ( ) t S = − . k Условие выполнено при ∑ 1 i p ∑ K i K K 1 p − < (19) 1 p оврp 1 S (1 – υk) < S ϕ S (1 + υk).при Условие 1 овр σ = 1 p∑ (tоврi −Kовр SKiK2 )22 .K 2 опт выполнено з (13) (13) = ⋅ 100 < = 10 % δ δ ( ) t S − . (13) ∑ K σ 1σ=11 = σ 1 p=1−∑ ( ) t S − . (13) 1∑ S i i ) .i (13) , 1 (t i∑−i∑ ϕK S K з условия со13. Проверить p− p 1− 11 p1 −∑1∑1i ⋅ 100 < = 10 %, δ Kопт = Sвыполнение δ и σ Примечание. Величины имеют размерность «чел. 1 ошибки отклонение от среднего знач где ϕS1–Kотносительной Примечание. Величины S1K и σK1 имеют ответствия условной Проверить выполнение опытно К размерность S иσ 1K6.имеют Примечание. Величины «чел.-мин.» Копт ≤ 3 соответствия размерность заданной =–10 % :условия –трудоемкость отклонение от среднего значени где3 ϕ размерность «чел.-мин.» иσ 1 имеют Примечание. Величины размерность «чел.-мин.» случае работ по консервац опт S1KSи11Kσи1σSимеют Примечание. Величины «чел.-мин.» 1 имеют Примечание. Величины размерность «чел.-мин.» 1 υ = 0,15 и условно вариации за операцию опытного υ1 заданному 6. Проверить выполнение условия соответствия коэффициента случаеопытного –Аналогично трудоемкость работ по консервации вычисляются и оц 6. Проверить выполнение условия соответствия опытного коэффициента K 3 Kсоответствия 6.6.Проверить выполнение условия соответствия коэффициента Проверить выполнение условия опытного коэффициента : υи1 военная ошибки δ υ= 10 % ≤иυ ,условной δ опт <безопасность. δ : относительной Наука 2018. № 1 (12) = 0,15 за операцию υ 66вариации 1 заданному Аналогично вычисляются и оцен – относительной средняя годовая трудоемко υ0,15 = показатели 0,15 и условной относительной вариации за операцию υ13 заданному υ συ= =0,15 и вариации заKзаоперацию υ1υK1заданному заданному иусловной условной относительной вариации операцию : : ошибки = 10 % δ υ ≤ υ , δ < δ K 3 K 1 опт 3 3 < δ :υ = K≤K годовая трудоемкост . показатели хранения – Sсредняя и время подготовки об ошибки := υ10 ошибки %% δ δK K= 10 ≤11 υ δ,1опт X 1 : 1υ% ошибки =δ10 ≤: ,υυ δ оптυ<,<δ опт δ: : S1K σ1 хранения и время подготовки обра S X после назначению хранения ТСХ . .σ 1 (14)(14) υ =σ (14) υ1υ=11 = υK1σS11K1.K=. K . ≤ 0,15. Условие выполнено при υ 1 (14) назначению после хранения Ттребований СХ . Оценка выполнения к S1S S1 K 1
Ч
Ч
Ч
Ч
ч
ч
Ч
Ч
Ч
Ч
Ч
Ч
Ч
1
Ч
Ч
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
Условие выполнено при
где Кусi – уровень соответствия требований испытываемого образца по значению основного Копт = ( SK )∙100 < 10 %, (20) i-го показателя; Пиi – численное (фактическое) значение где – отклонение от среднего значения слуосновного i-го показателя испытываемого изчайной величины (в данном случае – трудоделия; емкость работ по консервации образца ВАТ). Пзi – заданное значение основного i-го поАналогично вычисляются и оцениваются остальные основные показатели – средняя казателя в ТТЗ (ТЗ). Принятие решения о выполнении требогодовая трудоемкость хранения образца ВАТ ваний к хранению осуществляется для кажза срок хранения SX и время подготовки обдого вида хранения по основным показателям разца ВАТ к использованию по назначению вероятностью 0,9 фактических значений времени и трудоемкости заданным вероятностью значений времени и трудоемкости заданным в соответствии с критериями, приведенны. фактических после хранения Т0,9 СХфактических нормативам. Выход заданных значений нормативов зав пределы верхней границы вероятностью 0,9 фактических значений времени и трудоемкости заданным вероятностью 0,9 времени ипределы трудоемкости заданным ми таблице 3. Условием выполнения тренормативам. Выход заданных нормативов за верхней границы Оценка выполнения требований к хране-времени вероятностью 0,9 фактических значений времени и трудоемкости заданным вероятностью 0,9интервала фактических значений ио пределы трудоемкости заданным доверительного также свидетельствует выполнении требований нормативам. Выход заданных нормативов за верхней границы нормативам. Выход заданных нормативов за пределы верхней границы бований ТТЗ (ТЗ) является соответствие подоверительного интервала также свидетельствует о выполнении требований нию производится методом сравнения вычиснормативам. Выход заданных нормативов пределы верхней границы нормативам. Выход заданных нормативов за за пределы верхней границы ТТЗ (ТЗ). доверительного интервала также свидетельствует о выполнении требований доверительного интервала также свидетельствует о выполнении требований лученных с вероятностью 0,9 фактических ленных по результатам испытаний основных ТТЗ (ТЗ). доверительного интервала также свидетельствует о выполнении требований доверительного интервала также свидетельствует о выполнении требований Таблица 3 заданным ТТЗ (ТЗ). ТТЗ (ТЗ). показателей для испытуемого образца ВАТ значений времени и трудоемкости Таблица 3 ТТЗ (ТЗ). ТТЗ (ТЗ). нормативам. Выход заданных нормативов выполнения требований к хранению Таблица 3 за Таблица 3 с показателями,Условия заданными в ТТЗ (ТЗ), и Условия выполнения требований к хранению пределы верхней границы доверительного Таблица 3 Таблица 3 Критерии выполнения требований в зависимости от Условия выполнения требований к хранению Условия выполнения требований к хранению определяется по формуле: Критерии выполнения требований в зависимости от интервала также свидетельствует о выполнезначений уровней соответствия основных показателей Условия выполнения требований к основных хранению Условия выполнения требований к хранению Критерии выполнения требований в зависимости Критерии выполнения требований в зависимости от от значений уровней соответствия показателей (21) Наименование показателя Кусi = Пиi / Пзi, значений испытуемого образца нии требований ТТЗ (ТЗ). Критерии выполнения требований в зависимости от Критерии выполнения требований в зависимости от значений уровней соответствия основных показателей уровней соответствия основных показателей испытуемого образца Наименование показателя не соответствует значений уровней соответствия основных показателей значений уровней соответствия основных показателей испытуемого образца испытуемого образца Наименование показателя соответствует требованиям Наименование показателя не соответствует Таблица 3 требованиям испытуемого образца Наименование показателя Наименование показателя не соответствует нетребованиям соответствует Условия соответствует выполненияиспытуемого требований кобразца хранению требованиям соответствует требованиям соответствует требованиям ПХ не соответствует не соответствует Критерии выполнения требований в зависимости значений уровней требованиям требованиям Разовая трудоемкость Kтребованиям 1основных показателей испытуемого K усПХот> 1 образца соответствует требованиям соответствует ус ≤ Разовая соответствия Наименованиетрудоемкость показателя K усПХ ≤1 K усПХ >1 требованиям требованиям специальных работ по ПХ ПХ ПХ ПХ Разовая трудоемкость Разовая трудоемкость соответствует не соответствует 1 K усKKтребованиям ≤ 1≤Кч1 K усK ус> 1>требованиям специальных работ по ус Кч Кч консервации при подготовке ПХ ПХ ПХ ПХ − υ ≤ ≥ + υ S S S ( 1 ) ( 1 ) S ( 1 )1>>S1ЗK K Разовая трудоемкость Разовая трудоемкость специальных Разовая трудоемкость специальных работ по специальных работ по Кч− υ Кч K Кч k> k З k K ≤ 1 K− K ≤ 1 K консервации при подготовке ус усυ ус(1 ус − ≤ ≥ + υ υ S S S ( 1 ) ( 1 ) S ) работ поВАТ консервации при подготовке k > SЗ k З k образца кпри хранению специальных работ специальных работ по по консервации подготовке консервации подготовке S КчS(1Кч−(1υ−k )υ≤k )S≤ЗK S≥ЗKS≥КчS(1Кч+(1υ+k )υk ) S КчS(1Кч−(1υ−k )υ>k )S>ЗK S ЗK образца ВАТ кпри хранению образца ВАТ к хранению Кч Х K K Кч Кч консервации при подготовке консервации при образца ВАТ кподготовке хранению образца ВАТ к хранению S1ЗKS ≥ S S ЗK S Кч S (1Кч−(υ1k−) υ≤Kk S)усХ З≤ (1 +(υ1k+) υk ) S Кч S(1K −ус(υ1k>−)Х1υ>k S) З> Средняя годовая ≤Х≥ Средняя годовая K ус ≤ 1 K ус > 1 образца ВАТ ктрудоемкость хранению образца ВАТ к хранению трудоемкость хранения Средняя годовая храСредняя годовая Средняя годовая K усХK≤усХ1≤ 1 K усХK>усХ1> 1 трудоемкость хранения Ч Ч Ч нения образца ВАТ за срок хранения образца загодовая срок СредняяВАТ годовая Средняя S Х (1Ч− υ k ) ≤ SХ K≤усХ≥ S (1 + υ k ) S Х (1K − Хυk>)усХ1>>S1ХЗ трудоемкость трудоемкость образца ВАТ хранения захранения срок υk ) S ХЧ (1 − υKk )ус≤ХЗ S1ХЗ≤≥Х1Ч S ЧХЧ (1 + S ЧХЧ (ус1 K − υk ) > S ХЗ хранения Ч Ч трудоемкость хранения трудоемкость хранения образца ВАТ ВАТ за за срок срок образца S Х (S1Х−(1υ−k )υ≤k )S≤ХЗS≥ХЗS≥Х (S1Х+(1υ+k )υ k ) SХ S (1Х−(1υ−k )υ>k )S>ХЗS ХЗ хранения СХ образца ВАТза за срок срок образца ВАТ хранения хранения ≤ S≥ХЗS ЧХ≥(1 S ЧХ−(υ1k−) υ≤k SСХ S ЧХ+(υ1k+) υ k ) υ>1k S) ХЗ (υ1k−)> >S ) ХЗ S ЧХ (1 S ЧХ (S 1KЧХ−ус Время подготовки образца ВАТ к исK ≤ 1 K СХ > 1 ХЗ СХ ус Время подготовки образца хранения по назначению после СХ хранения СХ ус пользованию K ≤ 1 > 1> 1 K усK ус Время подготовки образца СХ СХ ус ч хранения K ус K ус ≤ 1≤ ч1 ВАТ к подготовки использованию по СХ> Т СХ ) TСХ (1K Время образца Время образца ч ч−υ k> K СХ СХ ВАТ к подготовки использованию по ус ус T ( 1 − υ ) ≤ Т ≥ Т ( 1 + υ ) υ1k > T ( 1 − ) >1СХЗТ СХЗ СХ ч k K усСХЗ k 1Т ч (1 + 1 ≤≥СХ назначению после хранения ч СХ Время подготовки образца Время T ч (1 − υk ) ≤KТ≤усСХЗ υk ) ВАТ киспользованию использованию ВАТ кподготовки по по T(СХ TСХ 1ч −(1υ−k )υ>k )Т>СХЗТ СХЗ ч ч СХ ч СХ назначению послеобразца хранения TСХT(СХ 1 −(1υ−k )υ≤k )Т≤СХЗТ СХЗ ≥ Т≥СХТ(СХ 1 +(1υ+k )υ k ) ч ч ВАТ к использованию ВАТ к использованию по по назначению после хранения назначению после хранения T > Т СХЗ TСХ (1СХ −(υ1k−) υ>k Т) СХЗ ч ч ч ч T ( 1 − υ ) ≤ Т ≥ Т ( 1 + υ ) T ( 1 − υ ) ≤ Т ≥ Т ( 1 + υ ) В случае несоответствия k СХЗ доступности СХЗ СХ СХ СХ СХ требоk k КkПХ и коэффициента удобства КУ назначению после хранениязаданным назначению после хранения ваниям по одному из основных заданным показателей, в сторону увеличения; В случае несоответствия требованиям по одному из основных В случае несоответствия заданным требованиям по одному из основныхмарок например, по показателю «Разовая трудо– по уменьшению количества показателей, например, по показателю «Разовая трудоемкость специальных В случае несоответствия заданным требованиям по одному из основных В случае несоответствия заданным требованиям по одному из основных показателей, например, показателю «Разовая трудоемкость специальных емкость специальных работпо позаданным консервации консервационных присадок и, ПХсоответственВ случае несоответствия заданным требованиям по одному из В случае несоответствия требованиям по одному из основных работ по консервации при подготовке образца ВАТ к хранению» ( Kосновных 1 ), показателей, например, по показателю «Разовая трудоемкость специальных показателей, например, по показателю «Разовая трудоемкость специальных ус > работ по консервации при подготовке образца ВАТ к хранению» ( > 1 ), K ПХ но, увеличению рабоче-консервационных при подготовке образца по ВАТ кпоказателю хранению» ПХ ПХ ус показателей, например, по «Разовая трудоемкость специальных показателей, например, показателю «Разовая трудоемкость специальных работ консервации при подготовке образца ВАТ к хранению» ( ПХ попо работ консервации при подготовке образца ВАТ к хранению» ( >),1 ), K > 1 K проводят дифференцированный анализ всех основных показателей оценки ус ус (К проводят дифференцированный масел, смазок ипоказателей технических жидкостей, ПХ оценки ус > 1), дифференцированный проводят анализ всех основных работ по консервации при подготовке образца ВАТ к хранению» ( работ по консервации при подготовке образца ВАТ к хранению» ( > 1 ), K>усПХ1 ), K ус выполнения требований к хранению испытываемых образцов ВАТ и анализ всех основных показателей оценки применяемых при подготовке образца проводят дифференцированный анализ всех основных показателей оценки проводят дифференцированный анализ всех основных показателей оценки выполнения требований к хранению испытываемых образцов ВАТ и ВАТ проводят дифференцированный анализ всех основных показателей оценки проводят дифференцированный анализ всех основных показателей оценки выполнения требований к хранению испык хранению; разрабатывают предложения по их испытываемых улучшению образцов с образцов применением выполнениятребований требований хранению ВАТи и выполнения к кхранению ВАТ разрабатывают предложения по испытываемых ихиспытываемых улучшению с количества применением тываемых образцов ВАТ ик разрабатывают – попоуменьшению мест выполнения требований кхранению хранению испытываемых образцов ВАТ и выполнения требований образцов ВАТ и (точек) дополнительных показателей, которые вычисляют формулам (4–8). разрабатывают предложения по их улучшению с применением разрабатывают предложения по их улучшению с применением дополнительных показателей, которые вычисляют по формулам (4–8). предложения по их улучшению с применеконсервации; разрабатывают предложения по их улучшению с применением разрабатывают предложения по их улучшению с применением Полученные показателей, результаты анализируют с цельюповыработки предложений дополнительных показателей, которые вычисляют по формулам (4–8). дополнительных которые вычисляют формулам (4–8). Полученные результаты анализируют с целью выработки предложений нием дополнительных показателей, которые – по увеличению номенклатуры инструдополнительных показателей, которые вычисляют по формулам (4–8). дополнительных показателей, которые вычисляют по формулам (4–8). предприятию-изготовителю образца: Полученные результаты анализируют с целью выработки предложений Полученные результаты анализируют с целью выработки предложений предприятию-изготовителю образца: мента и приспособлений комплектов ЗИП-О вычисляют по формулам (4–8). Полученные результаты анализируют с целью выработки предложений Полученные результаты анализируют с образца целью выработки предложений –предприятию-изготовителю по внесению изменений в конструкцию ВАТ и корректировки предприятию-изготовителю образца: образца: и ЗИП-Г, предназначенных для выполнения Полученные анализируют –предприятию-изготовителю по внесению результаты изменений в конструкцию образца ВАТ и корректировки предприятию-изготовителю образца: и коэффициента удобства КУкорректировки в при сторону коэффициента доступности –по повнесению внесению изменений вКпредприяконструкцию образца ВАТи икорректировки ПХ – скоэффициента изменений вКобразца: конструкцию образца ВАТ целью выработки предложений технических мероприятий подготовке обудобства К доступности ПХ и коэффициента У в сторону – по внесению изменений вПХ конструкцию образца ВАТ иКУкорректировки –увеличения; по внесению изменений в Кконструкцию образца ВАТ и корректировки и коэффициента удобства К сторону коэффициента доступности К и коэффициента удобства в сторону коэффициента доступности ПХ У в тию-изготовителю образца: разца ВАТ к хранению. увеличения; и коэффициента удобства К в сторону коэффициента доступности К и коэффициента удобства К в сторону коэффициента доступности К ПХ ПХ марок консервационных У У –увеличения; по– по уменьшению количества присадок и, увеличения; внесению изменений в конструкцию Реализация предложений, разрабаты– по уменьшению количества марок консервационных присадок и, увеличения; увеличения; соответственно, увеличению рабоче-консервационных масел, смазок идополнипо результатам анализа и, ВАТ и корректировки коэффициента –попоуменьшению уменьшению количества марокваемых консервационных присадок и, – образца количества марок консервационных присадок Ч
соответственно, увеличению рабоче-консервационных масел, смазоки, и, и –соответственно, уменьшению количества марок консервационных присадок –технических по поуменьшению количества марок консервационных присадок жидкостей, применяемых при подготовке масел, образца ВАТ ки и увеличению рабоче-консервационных масел, смазок соответственно, увеличению рабоче-консервационных смазок технических жидкостей, применяемых при подготовке образца ВАТи ки Наука и военная безопасность. 2018. №рабоче-консервационных 1 (12) соответственно, увеличению масел, смазок соответственно, увеличению рабоче-консервационных масел, смазок хранению; технических жидкостей, применяемых приподготовке подготовке образца ВАТк к 67 технических жидкостей, применяемых при образца ВАТ хранению; технических жидкостей, применяемых при подготовке образца ВАТк к технических жидкостей, применяемых при подготовке образца ВАТ –хранению; по уменьшению количества мест (точек) консервации; –хранению; по уменьшению количества мест (точек) консервации; хранению; хранению; –– по увеличению номенклатуры инструмента и приспособлений комплектов уменьшению количества мест (точек) консервации; уменьшению количества мест (точек) консервации; ––– по по увеличению номенклатуры инструмента и приспособлений комплектов по уменьшению количества мест (точек) консервации; –ЗИП-О по уменьшению количества мест (точек) консервации; и ЗИП-Г, предназначенных дляи приспособлений технических – по увеличению номенклатуры инструмента ивыполнения приспособлений комплектов – по увеличению номенклатуры инструмента комплектов ЗИП-О и ЗИП-Г, предназначенных для выполнения комплектов технических – по увеличению номенклатуры инструмента и приспособлений комплектов – по увеличению номенклатуры инструмента и приспособлений
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
тельных показателей, позволит уменьшить трудозатраты на подготовку образца ВАТ к хранению и обеспечить соответствие показателей оценки выполнения требований к хранению заданным значениям. Наряду с определением основных и дополнительных показателей учитываются все недостатки, которые были выявлены при выполнении работ по постановке, содержанию и снятию образца ВАТ с хранения: – по качеству отработки эксплуатационной документации; – по информативности формулировок операций для выполнения работ по хранению автомобиля, изложенных в эксплуатационной документации;
– по несовершенству конструкции автомобиля; – по доступности и удобству выполнения работ. Заключение Выполнение требований к хранению ВАТ, заданных в ТТЗ (ТЗ) на ОКР при создании нового автомобиля или модернизации серийных образцов АТ, позволит обеспечить их сохраняемость, повысит надежность и готовность ВВСТ к использованию по назначению. Материал статьи может использоваться при проведении испытаний ВВСТ соответствующими организациями в части оценки выполнения требований к хранению как образца ВАТ, так и изделия ВВСТ в целом.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. О нормах наработки (сроках службы до ремонта и списания автомобильной техники, автомобильного имущества в Вооруженных Силах Российской Федерации и их применение / Приказ Министра обороны Российской Федерации от 16 июня 2016 г. № 350 // Официальный интернет-портал правовой информации www.pravo.gov. ru. от 31 декабря 2015 г. 2. Эксплуатация и ремонт изделий военной техники. Термины и определения : ГОСТ РВ 0101-001-2007. – Введ. 2008-01-01. – Москва : Госстандарт; Издательство стандартов, 2007. 3. Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Тактико-техническое (техническое) задание на выполнение опытно-конструкторских работ : ГОСТ РВ 15.201-2003. – Введ. 2003-04-28. – Москва : Издательство стандартов, 2003. 4. Военная автомобильная техника. Сохраняемость. Общие требования : ГОСТ РВ 51789-2001. – Введ. 200201-01. – Москва : Госстандарт России; Издательство стандартов, 2001. 5. Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения : ГОСТ 16504-81. – Введ. 198201-01. – Москва : Издательство стандартов, 1982. 6. Военная автомобильная техника. Методы оценки выполнения требований к хранению : ГОСТ РВ 2320ХХХ (проект). 7. Военная автомобильная техника. Оценка выполнения требований к хранению. Типовая методика. – Инв. № 11604. – НИИЦ АТ 3 ЦНИИ Минобороны России, 2017.
REFERENCES 1. O normah narabotki (srokah sluzhby do remonta i spisaniya avtomobil'noy tehniki, avtomobil'nogo imuschestva v Vooruzhennyh Silah Rossiyskoy Federatsii i ih primenenie / Prikaz Ministra oborony Rossiyskoy Federatsii ot 16 iyunya 2016 g. № 350 // Ofitsial'nyy internet-portal pravovoy informatsii www.pravo.gov.ru. ot 31 dekabrya 2015 g. 2. Ekspluatatsiya i remont izdeliy voennoy tehniki. Terminy i opredeleniya : GOST RV 0101-001-2007. – Vved. 2008-01-01. – Moskva : Gosstandart; Izdatel'stvo standartov, 2007. 3. Sistema razrabotki i postanovki produktsii na proizvodstvo. Voennaya tehnika. Taktiko-tehnicheskoe (tehnicheskoe) zadanie na vypolnenie opytnokonstruktorskih rabot : GOST RV 15.201-2003. – Vved. 2003-04-28. – Moskva : Izdatel'stvo standartov, 2003. 4. Voennaya avtomobil'naya tehnika. Sohranyaemost'. Obschie trebovaniya : GOST RV 51789-2001. – Vved. 2002-01-01. – Moskva : Gosstandart Rossii; Izdatel'stvo standartov, 2001. 5. Sistema gosudarstvennyh ispytaniy produktsii. Ispytaniya i kontrol' kachestva produktsii. Osnovnye terminy i opredeleniya : GOST 16504-81. – Vved. 1982-0101. – Moskva : Izdatel'stvo standartov, 1982. 6. Voennaya avtomobil'naya tehnika. Metody otsenki vypolneniya trebovaniy k hraneniyu : GOST RV 2320HHH (proekt). 7. Voennaya avtomobil'naya tehnika. Otsenka vypolneniya trebovaniy k hraneniyu. Tipovaya metodika. – Inv. № 11604. – NIITs AT 3 TsNII Minoborony Rossii, 2017.
Новиков Георгий Павлович – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук, доцент; Прысь Леонид Алексеевич – старший научный сотрудник. Научно-исследовательский испытательный центр (исследований и перспектив развития автомобильной техники Вооруженных сил Российской Федерации) 3 Центрального научно-исследовательского института Министерства обороны Российской Федерации (г. Бронницы, Московская область). Бабичев Александр Анатольевич – старший преподаватель 4 кафедры двигателей; Дадаян Сергей Эдуардович – к.т.н., старший преподаватель 4 кафедры двигателей ОАБИИ.
Novikov Georgiy Pavlovich – Leading Researcher, Cand. Sc. {Engineering}, Associate Professor; Prys' Leonid Alekseevich – Senior Researcher. Research Test Center (of researches and development of Armored Vehicles of the Armed Forces of the Russian Federation) of the 3rd Central Scientific Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation (Bronnitsy, Moscow Region). Babichev Aleksandr Anatol'evich – Senior Lecturer at the Engines Department of OABII; Dadayan Sergey Eduardovich – Cand. Sc. {Engineering}, Senior Lecturer at the Engines Department of OABII.
Статья поступила в редакцию 12.03.2018
68
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
УДК 621.43.068 ГРНТИ 78.25.09 : 78.25.10
МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ПРИЕМИСТОСТИ КОМБИНИРОВАННОГО ДИЗЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНЕРЦИОННЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ И.И. Шелягин, Д.В. Шабалин, И.А. Шелягин Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок; omsktii@mail.ru В статье проводится анализ современных условий эксплуатации автомобильной техники. Представлены варианты наиболее эффективной эксплуатации, разработанные различными исследователями, в том числе и авторским коллективом. Проанализированы их достоинства и недостатки. Особое внимание уделено методу повышения приемистости комбинированного дизеля с использованием инерционных накопителей энергии. Ключевые слова: повышение приемистости, комбинированный дизель, эксплуатация автомобильной техники, режим разгона, режим торможения, маховик, супермаховик, рекуперационное устройство.
IMPROVEMENT OF ACCELERATION OF THE COMBINED DIESEL ENGINE BASED ON INERTIA ACCUMULATORS OF ENERGY I.I. Shelyagin, D.V. Shabalin, I.A. Shelyagin Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok; omsktii@mail.ru The article analyzes the actual operating conditions of automotive vehicles. The authors introduce the variants of the most effective operation developed by various researchers, including the composite author. They analyze their merits and demerits. The special attention is given to the method of acceleration improvement of the combined diesel engine based on inertia accumulators of energy. Keywords: acceleration improvement, a combined diesel engine, operation of automotive vehicles, an acceleration mode, a braking mode, a flywheel, a superflywheel, a recuperation device.
Современные условия эксплуатации автомобильной техники нередко сопряжены с экстремальными нагрузками на силовую установку, связанными с постоянно меняющимися режимами работы. Исследования, проводимые такими авторами, как H.H. Настенко, И.И. Кринецкий, В.М. Архангельский, А.А Грунауэр, А.К. Юлдашев, В.С. Кукис и т.д., подтверждают, что режимы разгона и торможения наиболее часты и длительны относительно других режимов работы автомобильной и гусеничной техники (см. табл.).
Таблица Усредненные условия работы автомобильной техники в городских условиях эксплуатации и доля вредных выбросов с отработавшими газами в общем Доля от общего № Режим работы Доля времени количества вредных п\п двигателя работы (%) выбросов с ОГ(%)
1 Номинальный 2 Холостой ход 3 Разгон (ускорение) 4 Торможение (замедление)
16,0 15,0
16,8 4,2
36,7
69,9
32,3
9,1
Режимы разгона имеют большую нестационарность и при своей длительности приводят к ощутимому снижению мощностных,
© Шелягин И.И., Шабалин Д.В., Шелягин И.А., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
69
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
экономических и экологических показателей современных комбинированных дизелей [1]. Таким образом, возникает необходимость в проведении дополнительных исследований с целью снижения негативных последствий неустановившихся режимов. В современном автомобилестроении для решения различных задач достаточно эффективно используются режимы торможения. Одно из направлений использования замедления (торможения) имеет название «Рекуперативное торможение». Рассмотрим данный вид торможения более подробно. Движение автомобиля сопровождается кинетической энергией. При торможении с использованием традиционной тормозной системы избыток кинетической энергии преобразуется в тепловую энергию трения тормозных колодок и тормозного диска и собственно расходуется вхолостую. Для рекуперации кинетической энергии автомобиля используются различные схемы накопителей: электрические, пневматические, механические, гидравлические. Анализ используемых схем говорит о наибольшей эффективности механических накопителей, в частности инерционных. Инерционные механические энергоаккумулирующие системы, к которым принадлежат маховичные накопители энергии (далее – МНЭ), предназначены для накопления механической энергии в маховике (системе маховиков), консервации энергии при вращении маховика и выдачи ее потребителю при требуемых режимных параметрах. Основной, наиболее характерный элемент – маховик, выполняющий функции аккумулятора энергии и источника мощности, обладает следующими потенциально положительными качествами: – высокая удельная мощность зарядно-разрядных режимов; – автоматический переход с режима аккумулирования (заряда) на режим генерирования (разряда) энергии, что обеспечивает возможность эффективной рекуперации энергии; – высокий КПД и стабильность характеристик в широком диапазоне изменения условий эксплуатации (давление, температура и д.р.); – отсутствие при работе побочных выделений, загрязняющих окружающую среду [2]. Механическую энергию, которую накапливают и выделяют маховики, сравнительно просто и с высоким КПД можно преобра-
70
зовать в другие виды энергии. Кроме того, маховик – единственный накопитель, аккумулирующий одновременно с энергией и кинетический момент, что создает ряд дополнительных возможностей при применении МНЭ в различных технических устройствах. Конструктивно-силовые схемы маховиков можно разделить на три большие группы: 1) монолитные маховики из изотропных материалов; 2) маховики из высокопрочных анизотропных материалов; 3) маховики из высокоэластичных материалов. Для целей аккумулирования энергии перспективны два типа маховиков первой группы: маховики-диски и маховики-стержни (вращающиеся вокруг поперечной оси). Обычно диски значительно превосходят стержни по объемной эффективности. Их энергоемкостные возможности определяются прочностными характеристиками материала [3]. Анализ инерционных накопителей энергии свидетельствует о необходимости дополнительных исследований с целью использования маховиков как наиболее эффективных рекуперационных устройств в современном двигателестроении. Авторским коллективом разработан метод повышения приемистости комбинированного дизеля с использованием инерционных накопителей энергии. Для энергетического заряда инерционных накопителей используются режимы торможения транспортного средства. Анализ результатов проведенных исследований позволяет сделать вывод об эффективности различных способов интенсификации режимов разгона [1]. Наиболее приемлемыми для этих целей являются подкрутка ротора турбокомпрессора (далее – ТК) с подводом дополнительной энергии, а также подача дополнительного воздуха перед впускными органами либо непосредственно в цилиндры двигателя. Современные методы, обеспечивающие подвод дополнительной энергии к ротору ТК, а также подачу дополнительного воздуха, малоэффективны и используются крайне редко в связи с затратами дополнительной энергии на питание электродвигателя в первом случае и привод компрессоров высокого давления во втором. Предлагаемые авторами способы практически полностью решают данную проблему. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
айне редко в связи с затратами дополнительной энергии на вигателя в первом случае и привод высокогообеспечение Эксплуатация и восстановление вооружениякомпрессоров и военной техники, техническое ом. способ повышения приеые авторамиМеханический способы практически полностью решают данную
мистости комбинированного дизеля (рис. 1) 16 обеспечивает подкрутку ротора ТК на комбинированного режиий способ повышения приемистости дизеля мах разгона, используя энергию маховика, ивает подкрутку ротора ТК на режимах разгона, используя 15 запасаемую на режимах торможения.
а, запасаемую на режимах торможения. 13 12
14
1
2 3 4 5
2 3
1
12
13
6
11
7
10 4 11 10
8
5 6
9
9 Рис. 2. Пневматический способ повышения 7 приемистости с системой рекуперативного Рис. 2. Пневматический способдизеля повышения приемистости дизеля с систе торможения рекуперативного торможения 1 – дизель; 2 – турбина; 3 – ресиверы; 4 – электрическая 1 – дизель; 2 – турбина; 3 – ресиверы; – электрическая муфта; 5 – маховик (инерци муфта; 5 – 4 маховик (инерционный аккумулятор); 6 и 8 – электрические муфты; – повышающий редуктор; аккумулятор); 6 и 8 – электрические муфты; 7 – 7повышающий редуктор; 9 – трансм 9 – трансмиссия автомобиля; 10 –блок педальуправления; тормоза; автомобиля; 10 – педаль тормоза; 11 – электронный 12 – педаль по 11 – электронный блок управления; 12 – педаль подачи 8 топлива; 13 – компрессор высокого давления; 14 – регулирующий орган; 15 – компр топлива; 13 – компрессор высокого давления; 16 – воздухопроводы высокого давления 14 – регулирующий орган; 15 – компрессор; ханическийРис. способ повышения приемистости дизеля с системой 1. Механический способ повышения 16 – воздухопроводы высокого давления приемистости дизеля с системой рекуперативного торможения: рекуперативного торможения: 1 – дизель; 4способ Электрический повышения комбиниров и 7 – электрические муфты; 3 – турбина; – маховик (инерционныйприемистости 1 2 и 7 – электрические муфты; 3 – турбина; 4 – маховик гонная муфта; 6 – повышающий 8 – трансмиссия автомобиля; дизеля (рис. 3) обеспечивает зарядку аккумуляторных батарей для пи (инерционный аккумулятор); 5 –редуктор; обгонная муфта; 6 – повышающий редуктор; 8 – трансмиссия автомобиля; 10 – педаль подачи топлива; 11 – электронный блок управления; 12 – ТК на 2режимах разгона электродвигателя, подкручивающего ротор 9 – педаль тормоза; 10 – воздуха педаль подачи топлива; чик давления наддувочного привода генератора используется14 энергия маховика, 3запасаемая на ре 11 – электронный блок управления; 12 – компрессор; 13 – датчик давления наддувочного воздуха торможения.
кий способ повышения приемистости комбинированного 13 Пневматический способ повышения беспечивает подачу дополнительного воздуха из ресиверов, 12 приемистости рессором, который, комбинированного в свою очередь,дизеля приводится в движение от 2) обеспечивает подачу дополнителькопителя(рис. энергии, заряжаемого на режимах торможения. 11 ногоприменен воздуха из как ресиверов, заряжаемых двигателях, 10 ожет быть на безнаддувных так и на компрессором, который, в свою очередь, дованных различными системами наддува.
4 5 6
9 приводится в движение от маховичного накопителя энергии, заряжаемого на ре7 жимах торможения. Данный способ может быть применен как на безнаддувных двигателях, так и на двигателях, оборудованных различными системами наддува. 8 Электрический способ повышения Рис. 3. Электрический способ повышения Рис. 3. Электрический способ повышения приемистости дизеля с системо приемистости комбинированного дизеля приемистости дизеля с системой рекуперативного рекуперативного торможения (рис. 3) обеспечивает зарядку аккумуляторторможения 1 – дизель; 2 – электродвигатель; 3 – турбина; 4 – маховик аккумулятор 4 – маховик ных батарей для питания электродвигате- 1 – дизель; 2 – электродвигатель; 3 – турбина;(инерционный обгонная муфта; 6 – повышающий редуктор; 7 – электрическая (инерционный аккумулятор); 5 – обгонная муфта;муфта; 8 – трансмисс ля, подкручивающего ротор ТК на9 режимах 6 – повышающий редуктор;подачи 7 – электрическая муфта; автомобиля; – педаль тормоза; 10 – педаль топлива; 11 – электронный бло разгона. Для привода генератора использу8 – трансмиссия автомобиля; 9 – педаль тормоза; 14 – компрессор управления; 12 – генератор; 13 – аккумуляторная батарея; 10 – педаль подачи топлива; 11 – электронный блок ется энергия маховика, запасаемая на реуправления; 12 – генератор; 13 – аккумуляторная жимах торможения. Перспективность батарея; 14 –маховиков компрессор использования и супермаховиков вызывают сомнений. В дальнейшем эффективность новых гибри Наука и военнаяавтомобилей безопасность. 2018. предполагается № 1 (12) повысить путем объединения двух т 71 двигателей – теплового и инерционного, используемого в кач рекуператора кинетической энергии. В результате проведенных исследований можно сделать следую выводы: оснащение автомобилей техники предложенными средст
Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
Перспективность использования маховиков и супермаховиков не вызывают сомнений. В дальнейшем эффективность новых гибридных автомобилей предполагается повысить путем объединения двух типов двигателей – теплового и инерционного, используемого в качестве рекуператора кинетической энергии. В результате проведенных исследований
можно сделать следующие выводы: оснащение автомобилей техники предложенными средствами повышения приемистости позволяет уменьшить на 60–80 % время переходного процесса, увеличить среднюю скорость движения транспортного средства на 10–15 %, а также на 6–8 % снизить расход топлива по сравнению с серийными автомобилями.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Шабалин, Д.В. Стабилизация температуры наддувочного воздуха: монография / Д.В. Шабалин, Д.Ю. Фадеев, Е.С. Терещенко. – Омск : Омское книжное издательство, 2013. – 100 с. 2. Гулиа, Н.В., Инерционные аккумуляторы энергии / Н.В. Гулиа. – Воронеж : Изд-во ВГУ, 1973 – 240 с. 3. Гулиа, Н.В. Инерция / Н.В. Гулиа. – Москва : Наука, 1982 – 152 с.
REFERENCES 1. Shabalin, D.V. Stabilizatsiya temperatury nadduvochnogo vozduha: monografiya / D.V. Shabalin, D.Yu. Fadeev, E.S. Tereschenko. – Omsk : Omskoe knizhnoe izdatel'stvo, 2013. – 100 s. 2. Gulia, N.V., Inertsionnye akkumulyatory energii / N.V. Gulia. – Voronezh : Izd-vo VGU, 1973 – 240 s. 3. Gulia, N.V. Inertsiya / N.V. Gulia. – Moskva : Nauka, 1982 – 152 s.
Шелягин Илья Игоревич – заместитель командира взвода; Шабалин Денис Викторович – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры двигателей; Шелягин Игорь Анатольевич – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры вождения. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Shelyagin Il'ya Igorevich – Deputy Platoon Commander; Shabalin Denis Viktorovich – Cand. Sc. {Engineering}, Senior Lecturer at the Engines Department; Shelyagin Igor' Anatol'evich – Cand. Sc. {Engineering}, Senior Lecturer at the Driving Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 14.03.2018
72
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
ВОЕННО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ НАУКИ ВОЕННАЯ ЭКОНОМИКА, ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ УДК 656.135.073 ГРНТИ 27.45.17
НЕТОЧНОСТЬ АЛГОРИТМА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ КОММИВОЯЖЕРА МЕТОДОМ ВЕТВЕЙ И ГРАНИЦ С.Ф. Подшивалов, К.С. Подшивалова, Л.В. Токарева, Н.В. Комолова, С.В. Дунаев Филиал военной академии материально-технического обеспечения (г. Пенза) Россия, 440005, Пенза-5, ФВАМТО (г. Пенза); paii@mil.ru Доказано на численном эксперименте, что классический метод ветвей и границ может не давать оптимального результата при решении задачи коммивояжера. Предложена методика усовершенствования метода ветвей и границ, которая заключается в дополнительной проверке полученного оптимального маршрута путем удаления ветви с оценкой на одну ступень ниже максимальной на каждом этапе ветвления. Ключевые слова: коммивояжер, метод ветвей и границ, алгоритм, гипотезы, неточность, доказательство, численный эксперимент, усовершенствование, графы.
IMPRECISION IN THE SOLUTION ALGORITHM OF THE TRAVELING SALESMAN BY THE BRANCH-AND-BOUND METHOD S.F. Podshivalov, K.S. Podshivalova, L.V. Tokareva, N.V. Komolova, C.V. Dunaev Branch of Khrulev Military Academy of Logistics (Penza) Russia, 440005, Penza-5, FVAMTO (Penza); paii@mail.ru The numerical experiment proves that the classical branch-and-bound method may not give an optimum result when solving the traveling salesman's problem. The authors propose a technique improvement of the branch-and- bound method, which consists of additional checking the obtained optimal route by removing the assessment branch one step below the maximum branching at every stage. Keywords: a traveling salesman, the branch-and-bound method, an algorithm, hypotheses, imprecision, proof, a numerical experiment, improvement, graphs.
Введение Метод ветвей и границ при количестве ячеек в матрице весов менее 20х20 применяется в научных исследованиях при решении различных задач оптимизации на графах. В настоящее время этот метод считается точным [1, 2, 3, 4, 5]. Он имеет ряд недостат-
ков. В работе С.Ф. Подшивалова доказана возможность его вырождения и предложен способ решения этой проблемы [5]. Выполненные исследования показали, что расчет по алгоритму метода ветвей и границ может также дать неоптимальное значение длины маршрута.
© Подшивалов С.Ф., Подшивалова К.С., Токарева Л.В., Комолова Н.В., Дунаев С.В., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
73
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
Доказательство неточности алгоритма В основе метода ветвей и границ лежат гипотезы приведения и оценки ветвей, предназначенных для вычеркивания из матрицы весов. Гипотеза приведения не вызывает сомнения, так как решение задачи отыскания кратчайшего маршрута не изменится, если из какой-нибудь строки или столбца матрицы вычесть произвольное положительное число. Выбор нулевого элемента при ветвлении обеспечивает удаление хорды наименьшего веса, включение ее в маршрут и поэтому не вызывает сомнения. На основании второй гипотезы считается, что для обеспечения достижения наибольшей степени вероятности оптимального результата в первую очередь необходимо исключить из рассмотрения ту нулевую хорду, у которой самая большая сумма весов у минимальной входящей и минимальной выходящей ветвей из ее узлов. Они находятся в строке и столбце таблицы весов, на пересечении которых находится нулевая ветвь. Использование минимальных величин строки и столбца из приведенной матрицы представляется целесообразным, так как определяется маршрут наименьшей длины. Сомнение вызывает справедливость утверждения, что необходимо всегда вычеркивать на каждом этапе нулевой элемент с максимальной их суммарной оценкой. Причина в том, что она, во-первых, имеет в общем случае случайный характер. Во-вторых, такая оценка не учитывает всех возможных комбинаций сочетаний ветвей, дающих оптимальную комбинацию, так как их рекурсия не проводится. На основании проведенных исследований установлено, что расчет по алгоритму метода ВиГ не всегда может дать маршрут наименьшей длины. Чтобы доказать это, рассмотрим пример матрицы весов, представленной в таблице 1. Исходная матрица весов L1 1 2 3 4 5 6 7
74
1 101 202 106 104 202
2 101 206
102
3 206 304 203
4 202 304 201 304 300
5 106 203 201 204 105
Ввиду важности получаемых результатов и последующего вывода приводим ее решение по классическому алгоритму ВиГ [1]. 1
1 2
1
0
3
2
0
304 204 202
7 202 102 300 105 202
3
0
3
4
1
6
0
7
5
5
5
5
1
5
4
5 0
98
5
0
3
100 0
7
96
101 1
3
0 5
6
0
7
1
0
100 96
104
100
102
3
99 0
1
98 97 о
В таблице 2 дана оценочная матрица L1, в которой удаляем ячейку 6–1 с максимальной о величиной 98. Получаем матрицу L2 размером 6х6 (табл. 3). В ней блокируем ячейку 1–6. Таблица 3
о
1 2
2
0
Оценочная матрица L2 4
5
6
7
5
5
∞
101
6
3
3
4
5 1
0
0
5
5
0
0
30
5
5 7
3
5
4
0
4
1
0
102
3
99 0
6
0
1
Выполняем операцию приведения в строке 2 и столбце 6. Затем вычеркиваем ветвь 2–7 с наибольшей оценкой 6. Получаем таблицу меньших размеров, в которой блокируем ячейку 7–2 (табл. 4). Выполняем операции приведения в седьмой строке. Производим оценку о элементов матрицы L3. Здесь наибольшая оценка 8 принадлежит элементу 1–2.
Таблица 1 6 104
Таблица 2
о
Оценочная матрица L1
Таблица 4
о
1 3 4
2
0
3
8
3
0 ∞
4
5
5
5
5 5
5 7
Оценочная матрица L3
5
0 5
0 101
6
3 4
0
4 0
2
0
0 2
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
Удаляем хорду 1–2. В дальнейшем алгоритм решения повторяется. В итоге получаем маршрут 6–1–2–7–5–3–4–6 длиной 1223 единиц. Покажем, что найденный маршрут не является оптимальным. Нарушим алгоритм метода ветвей и границ один раз в части выбора в качестве оптимальной ветви нулевой элемент матрицы с максимальной оценкой. Рассмотрим варианты вычеркивания в таблице 3 (вместо хорды 2–7, имеющей максимальную оценку 6, ветвей 5–3, 5–4 и 1–2 с оценкой на одну ступень ниже, равной 5). В качестве примера удалим хорду 5–3. Выполняем операцию приведения в строке 3 и о столбцах 4, 6. Оценочная матрица L4 представлена в таблице 5. В таблице 5 удаляем ветвь 2–7 с оценкой ∞. Далее сохраняется алгоритм метода ВиГ. Таблица 5
о
Оценочная матрица L4 2
1 2 3 4 7
0
3
0
0
0
0
4
5
3
5
∞ 0
100
7 101 0
3
0
6
3
6
3 0
3
∞
99
Получаем оптимальный маршрут 6–1–4– 5–3–2–7–6 длиной 1218 единиц. В общем случае расположение этой хорды носит случайный характер. Поэтому ее требуется искать на всех этапах дерева решений. Их рассмотрение не привело к изменению оптимального результата. Усовершенствованный алгоритм метода ветвей и границ представим в следующем виде. 1. Составляем исходную матрицу расстояний Li между пунктами. пр 2. Переходим к приведенной матрице Li . Для этого в каждой строке находим минимальный элемент hi и вычитаем его из всех остальных элементов lij, расположенных в рассматриваемой матрице:
1
lij = lij – hi, i = 1, 2, 3…n.
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
(1)
Аналогичные действия выполняем для всех столбцов: 2
1
lij = lij – hj, j = 1, 2, 3…m.
(2) о
3. Переходим к оценочной матрице Li . 2 Определяем для каждого элемента с lij = 0 оценку по формуле: 2
2
A = minlik + minlsj,
(3)
2
где minlik – наименьший элемент в строке i; 2 minlsj – наименьший элемент в столбце j; k ≠ j, s ≠ i, k, s = 1,2,3…n. Находим пару k–s с максимальной оценкой:
Aks = minAij, i, j = 1, 2, 3…n.
(4)
4. Создаем новую матрицу Lks. Для этого о вычеркиваем из матрицы Li строку k и столбец s с наибольшей оценкой. Принимаем меры против образования подциклов. 5. Создаем проверочную матрицу Lv. Для о этого вычеркиваем из матрицы Li строку v и столбец h с величиной оценки на ступень меньше наибольшей. Блокируем ячейку на пересечении строки v и столбца h. 6. Выполняем над полученными матрицами Lks и Lv операции приведения и оценки, описанные в пунктах 2–3. 7. Самый короткий маршрут находим из сравнения всех возможных вариантов. Заключение Метод ветвей и границ не всегда дает точное решение задачи коммивояжера в транспортной графе. Необходимо после определения рационального маршрута метода ВиГ выполнять дополнительную его проверку на оптимальность путем удаления хорды с оценкой на одну ступень ниже максимальной, на каждом шаге ветвления дерева решения. Исследования в этом направлении необходимо продолжать, чтобы набрать статистику подобных задач и установить другие типы графов, для которых метод ВиГ не дает точного решения.
75
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Литл, Дж. Алгоритм для решения задачи о коммивояжере / Дж. Литл, К. Мурти, Д. Суини, К. Карел // Экономика и математические методы. – Москва, 1965. – Т. 1. – Вып. 1. – С. 94–107. 2. Мудров, В.И. Задача о коммивояжере / В.И. Мудров. – Москва : Знание, 1969. – 61 с. 3. Кожин, А.П. Математические методы планирования и управления грузовыми автомобильными перевозками / А.П. Кожин, В.Н. Мезенцев. – Москва : Транспорт, 1994. – 304 с. 4. Костюк Ю. Л. Эффективная реализация алгоритма решения задачи коммивояжера методом ветвей и границ / Ю. Л. Костюк. // Прикладная дискретная математика. – Томск : Национальный исследовательский Томский государственный университет, 2013. – № 2 (20). – С. 78–90. 5. Подшивалов С.Ф. Особенность использования метода ветвей и границ в задаче коммивояжера при неполном транспортном графе / С.Ф. Подшивалов, К.С. Подшивалова // Экономика и математические методы. – Москва, 2014. – Т. 50. – Вып. 3. – С. 134–140.
REFERENCES 1. Litl, Dzh. Algoritm dlya resheniya zadachi o kommivoyazhere / Dzh. Litl, K. Murti, D. Suini, K. Karel // Ekonomika i matematicheskie metody. – Moskva, 1965. – T. 1. – Vyp. 1. – S. 94–107. 2. Mudrov, V.I. Zadacha o kommivoyazhere / V.I. Mudrov. – Moskva : Znanie, 1969. – 61 s. 3. Kozhin, A.P. Matematicheskie metody planirovaniya i upravleniya gruzovymi avtomobil'nymi perevozkami / A.P. Kozhin, V.N. Mezentsev. – Moskva : Transport, 1994. – 304 s. 4. Kostyuk Yu. L. Effektivnaya realizatsiya algoritma resheniya zadachi kommivoyazhera metodom vetvey i granits / Yu. L. Kostyuk. // Prikladnaya diskretnaya matematika. – Tomsk : Natsional'ny issledovatel'skiy Tomskiy gosudarstvenny universitet, 2013. – № 2 (20). – S. 78–90. 5. Podshivalov S. F. Osobennost' ispol'zovaniya metoda vetvey i granits v zadache kommivoyazhera pri nepolnom transportnom grafe / S. F. Podshivalov, K. S. Podshivalova // Ekonomika i matematicheskie metody. – Moskva, 2014. – T. 50. – Vyp. 3. – S. 134–140.
Подшивалов Сергей Федорович – кандидат технических наук, доцент; Токарева Лариса Валентиновна – доцент; Комолова Наталья Валерьевна; Дунаев Сергей Валерьевич. Филиал военной академии материально-технического обеспечения (г. Пенза); Подшивалова Кристина Сергеевна – кандидат технических наук, доцент, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.
Podshivalov Sergei Fedorovich – Cand. Sc. {Engineering}, Associate Professor; Tokareva Larisa Valentinovna – Associate Professor; Komolova Natal'ya Valer'evna; Dunaev Sergey Valerievich. Branch of Khrulev Military Academy of Logistics (Penza). Podshivalova Kristina Sergeevna – Cand. Sc. {Engineering}, Associate Professor, Penza State University of Architecture and Construction.
Статья поступила в редакцию 12.01.2018
76
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
УДК 62 ГРНТИ 78.01.82
АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В МОСТОСТРОЕНИИ ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАН А.В. Орехов, Д.Е. Жаворонок Военная академия МТО им. генерала армии А.В. Хрулева Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 8 Статья посвящена анализу применения полимерных композитных материалов в зарубежных странах. Освещены основные этапы современного развития полимерных композитных материалов в зарубежном мостостроении. Представлена информация по проектированию и строительству пешеходных, автомобильных, железнодорожных мостов с пролетными строениями из полимерных композитных материалов. Ключевые слова: мост, мостостроение, пролетное строение, конструкция, полимерный композитный материал, коррозия, опыт, конструкционные материалы.
ANALYSIS OF USING POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS IN BRIDGE ENGINEERING OF FOREIGN COUNTRIES A.V. Orekhov, D.E. Zhavoronok Khrulev Military Academy of Logistics Russia, 199034, Saint Petersburg, nab. Makarova, d. 8 The article is devoted to the application of polymeric composite materials in foreign countries. The authors cover main stages of up-to-date development of polymeric composite materials in bridge engineering abroad. They present information on design and construction of pedestrian, automobile and railway bridges with bridge superstructures from polymeric composite materials. Keywords: a bridge, bridge engineering, a bridge superstructure, a construction, a polymeric composite material, corrosion, an experiment, constructional materials.
Долгое время для строительства транспортных сооружений использовались древесина, камень, железо как конструкционные материалы. Вышеперечисленные строительные материалы обладают рядом преимуществ, но, увы, они не долговечны и подвержены быстрому старению, а также в ряде случаев из-за своих характеристик накладывают значительные ограничения на конструкцию моста. Но за последние десятилетия открытия, связанные с физикой и химией веществ, переворачивают наши представления о мире. Появляются материалы искусственного происхождения с задаваемыми свойства-
ми веществ. Это было связано с появлением «пластика». Каждый конструкционный материал, используемый для строительства мостовых переходов, уникален по своим качествам. В различных условиях требуется применение различных материалов, но с появлением и внедрением пластиков в строительство появляется возможность использования уникального материала, свойства которого не будут уступать всем материалам, применяемым ранее в комплексе. Использование свойств нескольких материалов в одном теле называют композиционным. Объединение волокна и пластика в одном композиционном материале
© Орехов А.В., Жаворонок Д.Е., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
77
первый мост с применением армированных пластиков, к построен в США в штате Вирджиния в 1978 году. О данной известно лишь то, что плита проезжей части выполнена из п композиционного материала, а длина и ширина моста составл Военная[3]. экономика, оборонно-промышленный потенциал 2,1 м соответственно В 1982 году в Китае былназванием сооружен мост под назв обозначают как «FRP Composites» – Fibreмост под Miуиппервый Bridge, полностью Reinforced Polymer Composites (волокон- изготовленный из полимерных Bridge, полностью изготовленный из композитных полимерных к но-армированный полимерный композит). материалов. материалов. Многие из них используются в производС тех пор полимерные композитные матех пори вполимерные композитные стве, которые возможноСиспользовать териалы стали чаще рассматриватьсяматериалы инженерами в качестве инновационного по своим строительстве мостов [1]. рассматриваться инженерами в качестве инновационного Работы по изучению свойств и методов характеристикам конструкционного материхарактеристикам конструкционного материала. ала. производства полимерных композитных 1990 году вбыл построен ВвВеликобритании 1990 году был по- пешех материалов начались с В 40-хВеликобритании годов XX века строен пешеходный мост Aberfeldy Golf Course в США. Исследования полимерных комAberfeldy Golf Course Bridge шириной 2,1 м, длиной 112,8 м, позитных материалов велись не только в Bridge шириной 2,1 м, длиной 112,8 м, все элементы которого из композитных материалов (р США, но и других странах, таких как Ки-выполнены несущие элементы которого выполнены из тай, Англия, Франция, а в настоящее под вре- пешеходную композитных материалов (рис. 1).интенсивностью Мост был был рассчитан нагрузку мя ведутся во всех развитых странах мира, рассчитан под пешеходную нагрузку интенИнтенсивность расчетной постоянной нагрузки составила 2 сивностью 5,6 кН/м. Интенсивность расчетвключая Россию [2]. которой непосредственно от веса балки жесткост ной постоянной нагрузки составила 2,0 кН/м, Частичная или полная нагрузка замена некоторых элементов, а1,0 иногда и возведение мостов из которой нагрузка непосредственно от веса кН/м [4].
из полимерных композитных материалов ак- балки жесткости составила 1,0 кН/м [4]. тивно входит в мировую практику. Современное развитие мостостроения свидетельствует, что Европа взяла курс на строительство мостов из полимерных композитных материалов. С каждым годом увеличивается количество мостов, которые строятся с применением конструкций из полимерных композитных материалов. Так в Голландии на данный момент сооружено уже более сорока таких мостов. В США имеется уже более трехсот мостов, в конструкцию которых включены различные композитные элементы. Рис.1. 1. Aberfeldy GolfGolf CourseCourse Bridge Bridge Рис. Aberfeldy В Нью-Йорке произвели замену у 25-футового бетонного моста, построенного в 1926 В Испании в городе Льеда в 2001 году году, плиты проезжей части (плиты покрыВ Испании в городе Льеда в 2001 дороги годубылчерез ж через железную и автомобильную тия) на плиту из полимерных композитных сконструирован балочный однопролетный автомобильную дороги был Footbridge сконструирован балочный одн материалов. Плиту изготовили из стекловопешеходный мост Lleida полностью из поли пешеходный мост Lleida Footbridge полнолоконной ткани и винилоэфирных пластмасс материалов виде арки с затяжкой (рис. 2). полимерных композитных материас особой «сэндвич» композитных структурой. Монтаж всей стьюв из лов в виде арки с затяжкой (рис. 2). Длина пролётного строения моста составляет 38 метров, в конструкции занял один день. В период широкого 6,2 м, изучения а ширинасвойств – 6 м [5]. Длина пролётного строения моста составляполимерных композитных материалов и ра- ет 38 метров, высота – 6,2 м, а ширина – 6 м [5]. циональных областей их применения было разработано большое количество экспериментальных проектов, среди которых и первый мост с применением армированных пластиков, который был построен в США в штате Вирджиния в 1978 году. О данной конструкции известно лишь то, что плита проезжей части выполнена из полимерного композиционного материала, а длина и ширина моста составляют 4,9 м и 2,1 м соответственно [3]. В 1982 году в Китае был сооружен первый Рис.2.2.Lleida Lleida Footbridge Bridge Рис. Footbridge Bridge
78
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12) В Германии в окрестностях Франкфурта в 2008 году скоростную автодорожную магистраль был сооружен автодо однопролетный балочный мост с гибридным по материалу про строением Friedberg Bridge длиной 27 метров и шириной 5 метров,
Рис. 4. Подъемный композитный мост компании FiberCore (Голлан
В Англии в 2010 году компанией Pipex РХFiberCore был построен пе Рис. 4. Подъемный композитный мост компании (Голландия) железнодорожный мост из композитных материалов. Конструкция м Рис. 2. Lleida Footbridge Bridge В Англии в 2010 году компанией РХ был первый В Германии в изготовлена окрестностях Франкфурта В Англии в 2010 годуPipex компанией Pipex с помощью технологии пултрузии и построен выполнена в в 2008 году через скоростную автодорожную РХ был построен первый железнодорожный ании в окрестностях монолитной Франкфурта в 2008 через железнодорожный мостгоду изполимерной композитных материалов. Конструкция трехслойной плиты шириной 3 метра мост и дл магистраль был сооружен автодорожный одмост из композитных материалов. Конструквтодорожную магистраль был сооружен автодорожный изготовлена с помощью технологии пултрузии и выполнена в вид 9,1 м, (рис. 5) [7]. нопролетный балочный мост с гибридным по ция моста изготовлена с помощью технологии Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
й балочный мостпролетным с гибридным по Friedberg материалу пролетным монолитной трехслойной полимерной плиты материалу строением пултрузии и выполнена в видешириной монолитной3 метра и длиной dberg Bridge метров и шириной (рис.полимерной 3) 9,1 им,шириной (рис. 5) [7]. 5 метров, Bridgeдлиной длиной 2727 метров 5 метров, трехслойной плиты шириной 3 метра и длиной 9,1 м, (рис. 5) [7]. (рис. 3) [3; 6]. О данной конструкции известнной конструкции известно то, что пролетное строение то, что пролетное представляет обой двеностальные балки строение двутаврового сечения, на которых собой две стальные балки двутаврового сепроезжей части стеклопластика. чения, на из которых уложена плита проезжей части из стеклопластика.
Рис. 5. Первый железнодорожный мост из композитных материало Рис. 5. Первый железнодорожный мост Рис. 5. Первый мост из материалов компании Pipex РХкомпозитных изжелезнодорожный композитных материалов компании Pipex РХ компании Pipex РХ
В феврале 2015 года в Голландии вышеВ феврале 2015 года в Голландии вышеупомянутой компанией Core был установленновлен легковесный разводной мост через реку V легковесный разводной разводной мост через Core был установлен легковесный мост через реку Vech Интересным (Muiden) проектом [7]. компании реку Vecht (Muiden) [7]. Особенность данного Особенность данного моста в том, что подвижная се ным проектом компании FiberCore является автодорожный [7]. Особенность данного моста всекция том,моста что соподвижная секци FiberCore является(Muiden) автодорожный подъ- моста в том, что подвижная моста состоит из балокибалок икомпозиционной композиционной плиты длино ост, установленный в 2010 году Роттердаме, подвижная емный мост, установленный в в2010 году моста состоит из встальных стальных балок стоит из стальных и композиционнойплиты длиной 12 метров метров (рис. 6). Роттердаме, подвижная часть моста полно-16 та полностью выполнена изиишириной полимерного пластика и6). длиной 12 метров и шириной 16 меметров шириной 16 плиты метров (рис.
Рис.3. 3. Friedberg Friedberg Bridge компанией вышеупомянутой Fiber Core был уста- компанией Fibe Рис. ВBridge феврале 2015 упомянутой года в Голландии
стью выполнена из полимерного пластика тров (рис. 6). обой монолитную композиционную плиту ви форме квадрата представляет собой монолитную композициров (рис.онную 4). Максимально допустимый вес транспортного плиту в форме квадрата 12,5х12,5 мерый можно по новому мосту, составляет 60 тонн. тровпропустить (рис. 4). Максимально допустимый вес транспортного средства, который значительно можно проолимерного пластика позволило снизить вес пустить по новому мосту, составляет 60 тонн. сти, уменьшить размер подъемного механизма и облегчить Применение полимерного пластика позволиания / подъема конструкции. ло значительно снизить вес подвижной части, уменьшить размер подъемного механизма и облегчить процесс опускания / подъема конструкции.
Рис. 6. Подъемный композитный мост компании Fiber Core (Голландия)
Рис. композитный 6. Подъемный композитный мост компании Рис. 6. Подъемный мост компании Fiber Core (Голланд Fiber Core (Голландия)
Таким образом, полимерные композитные материалы всё чаще и чаще используются в роли одного из основных конструкционных материалов при строительстве мостов за рубежом. Многочисленные достоинства полимерных композитных материалов способствуют созданию конструкций с возможностью минимизации затрат на стадиях изготовления, монтажа и эксплуатации. Это позволяет мостам из полимерных композитных Рис. 4. Подъемный композитный мост компанииFiberCore одъемный композитный мост компании (Голландия) FiberCore (Голландия) материалов конкурировать с мостовыми
безопасность. 2018. №РХ 1 (12)был построен первый в 2010 Наука годуи военная компанией Pipex й мост из композитных материалов. Конструкция моста омощью технологии пултрузии и выполнена в виде слойной полимерной плиты шириной 3 метра и длиной
79
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
конструкциями из традиционных строительных материалов и обусловливает необходимость расширения области применения композитных материалов в отечественном и военном мостостроении посредством разра-
ботки и внедрения новых конструктивных решений несущих конструкций, соответствующих особенностям применяемых материалов, а также разработки и совершенствования методик их расчёта.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Аварченко, Г.А. Научные исследования: от теории к практике / Г.А. Аварченко, А.В. Квитко // Статья X Международной научно-практической конференции. – СПб: ФГБОУВО ГАСУ, 2016. 2. Композиционные материалы. В 8 т. / под ред. Л. Браутмана и Р. Крока. – Т.З. Применение композиционных материалов в технике / под ред. Б. Нотона. – Mосква : Машиностроение, 1978. – 511 с. 3. Potyrala, P.B. Use of fibre-reinforced polymers in bridge construction. State of the art in hybrid and allcomposite structures. / Р.В. Potyrala. – Режим доступа: http:// upcommons.upc.edu/pfс/handlе/2099.1/12353. – (Дата обращения: 28.12.2017). 4. Shenoi, R.A. Advanced polymer composites for structural applications in construction / R.A. Shenoi, S.J. Moy, L.C. Hollaway. – Southampton: Southampton University, 2002. – Режим доступа: 10.1680/ apcfsaic.31227. – (Дата обращения: 28.12.2017). 5. The international handbook of FRP composites in civil engineering / Edited by Manoochehr Zoghi. – CRC Press, 2013. – 706 p. 6. Материалы Knippers, J. The FRP road bridge in Friedberg Germany – new approaches to a holistic and aesthetic design [Электронный ресурс] / J. Knippers, M. Gabler // Fourth Interna. 7. Иванов. Материалы сайта компании Pipex РХ (http://www.pipexpx.com/news/pipex-px-frp-bridge-deck3-years-on-and-as-good-as-new/173/)
REFERENCES 1. Avarchenko, G.A., Kvitko, A.V. Nauchnye issledovaniya: ot teorii k praktike / G.A. Avarchenko, A.V. Kvitko // Stat'ya X Mezhdunarodnoy nauchnoprakticheskoy konferentsii. – SPb: FGBOUVO GASU, 2016. 2. Kompozitsionnye materialy. V 8-mi t. / pod red. L. Brautmana i R. Kroka. – T.Z. Primenenie kompozitsionnyh materialov v tehnike / pod red. B. Notona. - Moskva : Mashinostroenie, 1978. – 511 s. 3. Potyrala, P.B. Use of fibre-reinforced polymers in bridge construction. State of the art in hybrid and allcomposite structures. / R.V. Potyrala. – Rezhim dostupa: <http:// upcommons.upc.edu/pfs/handle/2099.1/12353>. – (Data obrascheniya: 28.12.2017). 4. Shenoi, R.A. Advanced polymer composites for structural applications in construction / R.A. Shenoi, S.J. Moy, L.C. Hollaway. – Southampton: Southampton University, 2002. – Rezhim dostupa: 10.1680/ apcfsaic.31227. – (Data obrascheniya: 28.12.2017). 5. The international handbook of FRP composites in civil engineering / Edited by Manoochehr Zoghi. – CRC Press, 2013. – 706 p. 6. Materialy Knippers, J. The FRP road bridge in Friedberg Germany – new approaches to a holistic and aesthetic design [Elektronnyy resurs] / J. Knippers, M. Gabler // Fourth Interna. 7. Ivanov. Materialy sayta kompanii Pipex RH (<http:// www.pipexpx.com/news/pipex-px-frp-bridge-deck-3-yearson-and-as-good-as-new/173/>)
Орехов Алексей Викторович – подполковник, адъюнкт кафедры восстановления военных мостов и переправ; Жаворонок Денис Евгеньевич – капитан, адъюнкт кафедры восстановления военных мостов и переправ. Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва. (г. Санкт-Петербург).
Orekhov Aleksey Viktorovich – Lieutenant Colonel, Postgraduate at the Department of Military Bridges and Crossings Recovery; Zhavoronok Denis Evgen'evich – Captain, Postgraduate at the Military Bridges and Crossroads Department. Khrulev Military Academy of Logistics (Saint Petersburg).
Статья поступила в редакцию 12.01.2018
80
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
УДК 656.01 ГРНТИ 78.75.29 : 78.75.39
К ВОПРОСУ ОПТИМИЗАЦИИ ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ПУТЕВЫХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ОТДЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ БРИГАДЫ И.В. Филиппов Военная академия МТО им. генерала армии А.В. Хрулева Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, д.8 В статье предложены рекомендации по составу принципиально новой структуры подразделения, предназначенного для выполнения путевых работ, по своей сути являющегося унифицированным модулем в составе отдельной железнодорожной бригады. Ключевые слова: железнодорожные войска, организационно-штатная структура, требования к организационным структурам, восстановление железных дорог, модульный принцип, специализированное подразделение для выполнения путевых работ.
OPTIMIZATION OF THE ORGANIZATIONAL STRUCTURE FOR ITINERARY UNITS OF THE SPECIAL RAILWAY BRIGADE I.V. Filippov Khrulev Military Academy of Logistics Russia, 199034, Saint Petersburg, nab. Makarova, d. 8 The paper proposes recommendations for the composition of a fundamentally new structure unit designed to perform engineering work. This unit is in fact a unified module within the special railway brigade. Keywords: railway troops, the organizational and staff structure, the requirements for organizational structures, restoration of railways, modularity, a specialized unit to perform engineering work.
Успех операций в современных войнах, проводимых с высокой интенсивностью, в сжатые сроки, остается во многом зависим от своевременного выполнения больших объемов воинских перевозок, что возможно только на основе комплексного использования транспорта при высоком уровне его мобилизационной подготовки. Важнейшее место в транспортном обеспечении операций отводится использованию железных дорог, способных обеспечить большие объемы оперативных, снабженческих, мобилизационных и эвакуационных перевозок. Вероятный противник всеми доступными ему средствами воздействия будет пытаться разрушить барьерные объекты инфраструк-
туры железных дорог, стремясь тем самым изолировать район боевых действий от притока резервов. Ключевая роль в их восстановлении отводится железнодорожным войскам. До настоящего времени общие принципы построения и порядок применения железнодорожных войск в военное время предусматривали в качестве основной задачи восстановление железных дорог вслед за наступающими войсками в глубоких наступательных операциях, ведущихся преимущественно с применением ядерного оружия. Именно этим принципам отвечает организационная структура основного тактического соединения железнодорожных войск – отдельной железнодорожной бригады (далее ОЖДБР), организационно имеющей в
© Филиппов И.В., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
81
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
своем составе до 16 специализированных батальонов. При этом состав, оснащение специальной техникой и способы действий каждого из них отвечают варианту выполнения крупных сосредоточенных объемов работ при восстановлении отдельного железнодорожного объекта. В настоящее время вероятность применения ядерного оружия в военных конфликтах достаточно мала (не превышает 0,1–0,2 %), а в качестве основного способа разрушения объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта целесообразно рассматривать применение противником различных видов высокоточного оружия в неядерном снаряжении. При таком воздействии каждому из железнодорожных объектов будет причиняться значительно меньший ущерб, но увеличится, с высокой долей вероятности, количество одновременно выведенных из строя объектов на используемой в операции железнодорожной сети, что, в свою очередь, свидетельствует об острой необходимости рационализации организационных структур и тактики применения воинских частей железнодорожных войск. Так, отдельный путевой железнодорожный батальон (далее – ОПЖДБ) в существующей структуре не способен эффективно обеспечить выполнение поставленных задач (восстановление железнодорожного пути в зоне ответственности ОЖДБР) из-за своей «структурной неделимости», низкой эффективности использования производственного потенциала и недостаточной мобильности. Входящая в состав батальона мостовая рота может эффективно применяться лишь в случае восстановления попутных разрушений малых мостов и водопропускных труб на разрушенном участке, а при решении типичных задач батальоном по восстановлению железнодорожной станции (узла) ее коэффициент полезного действия минимален. Разделение путевых рот по видам работ (рота сборки и укладки пути и рота балластировочных работ) неприемлемо, т.к. это приводит к обязательному простою (обоснованному технологическим циклом восстановительных работ) основных подразделений, увеличению срока восстановления объекта и негативно влияет на успешное выполнение задач бригадой в целом. Новые тенденции в развитии военного искусства оказывают значительное влияние на функции и задачи железнодорожных во-
82
йск. Состав, оснащение и организационная структура воинских частей ОЖДБР должны соответствовать принципам стратегической мобильности применения Вооруженных сил Российской Федерации, предусматривающим широкое использование межтеатровых перегруппировок войск и обладать высокой мобильностью, автономностью, живучестью и экономичностью [1, с. 14]. Соответствие этим требованиям позволит избежать лишних перестроек организационных структур в ходе военных действий и, как следствие, повысить эффективность использования их производственного потенциала. Наиболее полно отвечать предъявляемым требованиям будет организационная структура отдельной железнодорожной бригады, сформированная по блочно-модульному принципу (каждый специализированный модуль (подразделение), входящий в ее состав, выполняет определенный вид восстановительных работ (путевые, мостовые, земляные)). Организационно-штатная структура специализированного путевого подразделения (рис. 1) спроектирована с использованием научно-методического аппарата, базирующегося на следующих общепринятых принципах [2, с. 44]: – любая организационная структура создается для достижения конкретных целей, и каждый ее уровень должен соответствовать среде, в которой эти цели достигаются; – организационная структура формируется «снизу вверх», то есть на первом этапе осуществляется формирование производственных команд, предназначенных для выполнения основной задачи создаваемой структуры, и на их основе проектируются подразделения, выполняющие управленческие и обеспечивающие функции; – проектируемые производственные, управленческие и обеспечивающие подразделения должны отвечать предъявляемым к ним требованиям (мобильность, автономность выполнения возложенных задач, живучесть, экономичность); – основным структурообразующим фактором считается достижение конечной цели, стоящей перед формируемой структурой, то есть выполнение поставленной перед ней задачи в заданные (допустимые) сроки. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал Специализированное путевое подразделение (8-17-106=131) командир командования (2-0-0=2)
отделение МТО (0-1-9=10)
2 техническое отделение (0-1-10=11)
4 технический взвод (1-2-8=11) 1 крановое отделение 0-1-4=5
3 путевое отделение 0-1-8=9
2 путевое отделение 0-1-8=9
3 взвод механизации, сборки, укладки и балластировки пути 1 путевое отделение 0-1-9=10
3 путевое отделение 0-1-8=9
2 путевое отделение 0-1-8=9
2 путевой взвод балластировки пути (0-1-8=9) 1 путевое отделение 0-1-9=10
3 путевое отделение 0-1-8=9
2 путевое отделение 0-1-8=9
1 путевое отделение 0-1-9=10
1 путевой взвод сборки и укладки пути (1-4-25=30)
автомобильное отделение (0-1-10=11)
подразделения обеспечения
путевая рота (6-15-87=108)
Рис. 1. Структура специализированного подразделения для выполнения путевых работ
В основу проектирования структуры данного подразделения заложены расчетные объемы работ по восстановлению верхнего строения пути на разрушенной железнодорожной станции, полученные в результате реализации разработанной математической модели прогнозирования структуры и объемов путевых работ при восстановлении железнодорожных объектов. Непосредственно для проектирования применена модель формирования организационно-штатной структуры (далее ОШС) специализированных подразделений для выполнения путевых работ ОЖДБР (рис. 2) на основе применения взаимодополняющих методов структуризации целей, аналогий и организационного моделирования [2, с. 92]. 1 ЭТАП Определение видов и количества функциональных элементов структуры 2 ЭТАП Обоснование критериев и выбор ограничений при формировании ОШС 3 ЭТАП определение близости производственных подраделений 4 ЭТАП формирование вариантов структуры с учетом типовых ОШС Рис. 2. Блок-схема алгоритма модели формирования ОШС путевого специализированного подразделения Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
В общем виде модель включает в себя этапы формирования и декомпозиции целей, для достижения которых создаются структура; определения видов и объемов работ, которые должны выполняться при восстановлении объектов; определения количества «низовых» элементов, необходимых для достижения целей низшего уровня; формирования производственных, управленческих и обеспечивающих подразделений. Проектирование основных производственных подразделений структуры осуществлено методом кластерного анализа. На первом шаге под расчетные объемы работ каждого вида рассчитано требуемое количество специализированных подразделений (численность личного состава с ведущей машиной). На втором шаге кластеризации выполнено формирование отделений, что осуществлено разбиением на отделения полученного множества специализированных команд, необходимых для выполнения каждого вида работ. На третьем и четвертом шаге произведено объединение отделений во взводы, а взводов в роты соответственно. При этом объединение команд в кластеры более высокого уровня произведено с использованием критериев, определяющих меру близости производственных подразделений [2, с.96]. Формирование управленческих и обеспечивающих подразделений осуществлено
83
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
методом аналогий. В качестве аналога использованы путевые подразделения ОЖДБР в существующей на данном этапе организационно-штатной структуре. Специализированное путевое подразделение предназначено для восстановления (укладки) верхнего строения пути и выполнения относительно небольших по объему рассредоточенных земляных работ. Кроме того, оно может выполнять работы по расчистке пути от завалов, восстановлению объектов локомотивного и вагонного хозяйств, а также других станционных устройств. Основные принципиальные отличия спроектированной структуры от путевых подразделений, включенных в штат отдельного путевого железнодорожного батальона, заключаются в следующем: 1. Специализированное путевое подразделение предназначено для выполнения всего комплекса работ по восстановлению железнодорожного пути (сборка рельсо-шпальной решетки, укладка и балластировка пути), в то время, как путевые роты ОПЖДБ имеют принципиально разное предназначение и, соответственно, техническое оснащение (первая путевая рота предназначена для производства работ по укладке пути, вторая путевая рота – для балластировочных работ). Благодаря этому появилась возможность выполнения работ по восстановлению железнодорожного пути на разрушенных объектах не поточным, а параллельным способом. В свою очередь, такое решение позволило избежать значительных перерывов в технологическом процессе восстановления верхнего строения пути разрушенных железнодорожных объек-
тов и существенно сократить сроки в перерыве движения поездов. 2. Значительно повышена мобильность структуры за счет замены основных образцов специальной техники ЖДВ на более перспективные (например, путеукладчика ПБ-3М на мобильный путеукладчик ПМП-1, комплекта машин ПРМ-РМ и ВПРМ-Г на путевую машину УПМ-750) и оптимизации автомобильного отделения, теперь способного обеспечить перевозку личного состава, средств инженерного вооружения и специальной техники за один рейс по автомобильным дорогам с любым покрытием. 3. Спроектированная организационно-штатная структура путевого специализированного подразделения способна самостоятельно с достаточно высокой надежностью обеспечить восстановление разрушенной железнодорожной станции, а в комплексе с другими модульными подразделениями обеспечить восстановление любого объекта, порученного ОЖДБР. При этом данная структура наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к организационным структурам на современном этапе (мобильность, автономность, экономичность). ОЖДБР же, полностью или частично заменяющая ОПЖДБ, включает в себя предложенные путевые подразделения, а в дальнейшем и другие специализированные модульные подразделения, будет соответствовать современным тенденциям в создании гибких организационных структур и сможет в каждый период своего существования отвечать тем условиям, в которых она функционирует без дополнительных организационных перестроений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Наставление по применению Железнодорожных войск. – Москва : Воениздат, 2013. 2. Филиппов, И.В. Методика формирования организационно-штатной структуры специализированных подразделений для выполнения путевых работ отдельной железнодорожной бригады : дис. на соискание ученой степени кандидата военных наук… / И.В. Филиппов. – Санкт-Петербург : ВАМТО, 2016.
REFERENCES 1. Nastavlenie po primeneniyu Zheleznodorozhnyh voysk – Moskva : Voenizdat, 2013. 2. Filippov, I.V. Metodika formirovaniya organizatsionno-shtatnoy struktury spetsializirovannyh podrazdeleniy dlya vypolneniya putevyh rabot otdel'noy zheleznodorozhnoy brigady : dis. na soiskanie uchenoy stepeni kandidata voennyh nauk / I.V. Filippov. – SanktPeterburg: VAMTO, 2016.
Иван Владимирович Филиппов – кандидат военных наук, преподаватель, подполковник. Военная академия МТО им. генерала армии А.В. Хрулева.
Ivan Vladimirovich Filippov – Cand. Sc. {Military}, Lecturer, Lieutenant Colonel. Khrulev Military Academy of Logistics.
Статья поступила в редакцию 31.01.2018
84
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
УДК 355.4 ГРНТИ 78.01.94
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ РОССИЙСКИМИ ВОЕННЫМИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ НА ТЕРРИТОРИИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Л.Г. Морочковская, К.И. Балаганский, Д.А. Молчанов Тюменское высшее военно-инженерное командное училище Россия, 625001, г. Тюмень, ул. Л. Толстого, д. 1 В статье приведено обоснование возможности применения солнечных батарей на военных объектах с учетом природно-климатических условий региона, обозначены последствия выбросов дизельных электрических установок на личный состав и окружающую среду, проанализирован российский и зарубежный опыт по данному направлению. Ключевые слова: природно-климатические характеристики, автономное энергоснабжение, дизельные электрические установки, блок-модуль, резервное электроснабжение.
THEORETICAL GROUND FOR APPLICATION OF SOLAR BATTERIES BY RUSSIAN MILITARY MEN IN THE FIELD ENVIRONMENT ON THE TERRITORY OF WESTERN SIBERIA L.G. Morochkovskаyа, K.I., Balaganskaya, D.А. Molchanov Tyumen Higher Military-Engineering Command School Russia, 625001, Tyumen, ul. L. Tolstogo, 1 The article considers the ground for application of solar batteries on military facilities in terms of natural climatic conditions of the region. The authors indicate emission performance of diesel electric systems on the military personnel and natural environment. They analyze the practice on the matter in Russia and abroad. Keywords: natural and climatic characteristics, self-generated power supply, diesel electric systems, a block-module, standby power supply.
Проблема взаимодействия человека с окружающей средой и рациональное использование природных ресурсов является актуальной и для такой специфической структуры государства, как вооруженные силы. Истощение мировых нефтяных запасов, а также возрастающие требования к экологическим качествам дизелей ставят перед человечеством задачи поиска альтернативных источников энергии. В качестве наиболее перспективной в настоящее время рассматривается солнечная энергетика.
В качестве автономного энергоснабжения в современных полевых условиях военные чаще всего используют дизельные энергетические установки, которые малоэффективны с экологической точки зрения. Цель исследования – обоснование возможности применения солнечных батарей на военных объектах с учетом природно-климатических условий региона. Представим природно-климатическую характеристику Тюменской области. Город Тюмень расположен в Западной Сибири на
© Морочковская Л.Г., Балаганский К.И., Молчанов Д.А., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
85
Город Тюмень расположен в Западной Сибири, на берегах р. Тура (приток Тобола), в 2144 км к востоку от Москвы. Географическая широта составляет 57°09', долгота – 65°32'. Климат – континентальный, Тюмень не защищена горами ни с севера, ни с юга. С запада часто прорываются через невысокие Уральские Военная экономика, оборонно-промышленный горы теплые, влажные ветры Атлантического океана. В итоге, погодапотенциал в Тюмени неустойчива в любой сезон года. Средняя за год температура в Тюмени берегах реки Тура (приток Тобола) в 2144 км до минус 45 ˚С и ниже. Средняя температура +0,3˚С.Географическая Самый холодный – январь. температура к составляет востоку от Москвы. широтамесяц июля – самого Среднесуточная теплого месяца в году – равна в этом месяце равна -17,8˚С. Минимальные температуры часто опускаются до составляет 57°09', долгота – 65°32'. Климат – плюс 17,2 ˚С. Устойчивые морозы наступают 45˚С и ниже. Средняя самогоноября теплого месяца в году равна континентальный, Тюмень температура не защищенаиюля, в середине и прекращаются во второй горами ни с Устойчивые севера, ни с юга. С запада часто половине марта,ноября продолжаясь более 120 дней. во +17,2˚С. морозы наступают в середине и прекращаются прорываются через невысокие Уральские Продолжительность отопительного периовторой половине марта, продолжаясь более 120 дней. Продолжительность горы теплые, влажные ветры Атлантического да – около 220 дней. Положительной чертой отопительного периода – около 220 дней. Положительной чертой климата океана. В итоге, погода в Тюмени неустойчива климата Тюмени является обилие солнечной Тюмени является обилие солнечной радиации, обусловленное длинными летними в любой сезон года. Средняя за год темпера- радиации, обусловленное длинными летними днями и малой пасмурностью. тура в Тюмени составляет +0,3 ˚С. Самый хо- днями и малой пасмурностью. солнечная радиация области показывает достаточно лодный Суммарная месяц – январь. Среднесуточная тем- Тюменской Суммарная солнечная радиация Тюменвысокую солнечную активность (рис. 1). пература в этом месяце равна минус 17,8 ˚С. ской области показывает достаточно высокую Минимальные температуры часто опускаются
солнечную активность (рис. 1).
Рис. 1. Суммарная солнечная радиация
Рис. 1. Суммарная солнечная радиация В «Географии Тюменской области» (Бакулин В.В., Козин В.В.) В «Географии Тюменской области» (Ба- чем в Сочи. Но за счет зимы». Годовая сумма продолжительность солнечного сияния в год в лесостепных районах Тюменской кулин В.В., Козин В.В.) продолжительность осадков в Тюмени составляет 457 мм. Наиобласти сияния указывается на уровне часов. осадков Правда,выпадает значительная солнечного в год в лесостепных райо- 2000–2050 меньшее количество в февповторяемость пасмурной погоды снижает солнечное сияние по отношению нах Тюменской области указывается на уров- рале (16 мм), наибольшее – в июле (76 мм). к в летние на 40–60%. Максимальная продолжительность невозможному 2000–2050 часов. Правда,месяцы значительная Устойчивое залегание снежного покрова проповторяемость пасмурной погоды снижает должается обычно 5 месяцев [3]. времени, в течение которого солнечная радиация может падать на данную солнечное сияние впо отношению к возможноКарта Российской Федерации с изображеповерхность, год в Тюмени больше чем, в некоторых южных городах. му в летние месяцы на 40–60 %. Максимальнием продолжительности солнечного сияния Например, в Курске – 1700 ч/год, Киеве – 1850 ч/год, Батуми – 1890 ч/год, ная продолжительность времени, в течение демонстрирует, что географическое положеТюмени – 2017 ч/год. Такого же мнения придерживается, и кандидат которого солнечная радиация может падать на данную поверхность, в год в Тюмени больше, чем в некоторых южных городах. Например, в Курске – 1700 ч/год, Киеве – 1850 ч/год, Батуми – 1890 ч/год, Тюмени – 2017 ч/год. Такого же мнения придерживается и кандидат географических наук Сергей Рассказов. Он уточнил: «Солнечных дней в Тюмени в течение года достаточно много, даже больше,
86
ние Тюмени позволяет достаточно эффективно использовать солнечную энергию (рис. 2). Пока традиционные ресурсы дешевы и доступны, продвигать альтернативные источники энергии достаточно проблематично в промышленных масштабах. Использование солнечной энергии локально на конкретном объекте может быть экологически и экономически весьма выгодным мероприятием. Все Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Пока традиционные ресурсы дешевы и доступны, продвигать рнативные источники энергии достаточно проблематично в промышленных табах. Использование солнечной энергии локально на конкретном объекте т быть экологически и экономически весьма выгодным мероприятием. Все Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал оворит о том, что объекты полевой учебно-материальной базы воинских это говорит о том, что объекты полевой учеб- как основной источник энергии в отсутствии ирований могут использовать солнечную энергию как основной источник но-материальной базы воинских формирова- централизованного отопления и электричений могут использовать солнечную энергию ства [1]. ии, в отсутствии централизованного отопления и электричества [1].
2. Солнечные энергоресурсы энергоресурсы РоссииРоссии Рис. 2. Рис. Солнечные
Одной из важнейших задач обеспече-
– нагрев отдельных деталей в процессе
состав и окружающую среду. К недостаткам работы электростанции можно отнести: – шум, примерно сравнимый со звуком работы движущегося автомобиля, возникающий при вращении механизмов внутри оборудования и лопастей вентилятора); – вибрация (появляется по той же причине, если техника установлена неустойчиво, может смещаться и трястись достаточно сильно);
Тем не менее Министерство обороны России продолжает испытания новых автономных полевых лагерей, которые принимаются на вооружение в 2018–2020 гг. с применением дизельных электрических установок. Одним из новых автономных полевых лагерей, предназначенных для организации выездов и обеспечения боевой подготовки в полевых условиях, является лагерь АПЛ-500. Он представляет
Одной ния из экологической важнейших задач иобеспечения экологической безопасности и безопасности охраны работы (можно обжечься при прикосновении); окружающей среды в ходе повседневной – пожароопасность (бак расположен рядом ы окружающей среды в ходе де-повседневной деятельности воинских ятельности воинских формирований являет- с двигателем, и при утечке топлива или скоирований являетсяснижения обеспечение снижения (предотвращения) негативного ся обеспечение (предотвращения) плении паров может произойти возгорание); воздействия состав – среду. выхлопы –Известно, выделяющиесячто в процессе йствия негативного на личный составнаиличный окружающую основными и окружающую среду. Известно, что основ- работы продукты сгорания топлива, углекисциональными элементами и такойавтономного ными функциональными элементами систем систем лый и резервного угарный газ (вдыхание «смеси» резервного и автономного энергоснабжения опасно для здоровья человека); оснабжения являются автономные источники энергии, в качестве которых в автономные источники энергии, – риск поражения электрическим током менныхявляются условиях чаще всего используются дизельные электрические в качестве которых в современных условиях (при неправильном подключении техники и овки [2].чаще всего используются дизельные электри- электрической разводки, касании оголенного ческие установки [2]. участка). Мини-электростанции являются хорошим решением для индивидуального Мини-электростанции являются хорошим Перечислены лишь некоторые факторы, оснабжения вдали от централизованной сети. угрозы Однако «вредные» факторы решением для индивидуального энергоснаб- создающие экологического характера, жениятехнике вдали от централизованной сети.негативное Одна- которые влияние реализуются при щие этой оказывают на эксплуатации личный дисостав и ко «вредные» факторы, присущие этой техни- зельных электростанций в полевых условиях жающуюке,среду. Кнегативное недостаткам работы оказывают влияние на личный электростанции инженерных войск [4].можно отнести:
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
87
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
собой городок закрытого цикла жизнеобеспечения, предназначен для быстрого создания необходимого уровня инфраструктуры при долгосрочном или краткосрочном развертывании воинских формирований различного назначения численностью до 500 человек в районах постоянного или временного сосредоточения на неосвоенных местах базирования. Система электроснабжения АПЛ-500 – автономная на базе дизельной электростанции суммарной мощностью 1700 кВт с собственным топливным парком и распределительным устройством. Дизель-генератор-
ные установки размещены в блок-модулях контейнерного исполнения. Наращивание мощности в случае необходимости производится по модульному принципу путем установки дополнительных блок-модулей. Каждый блок-модуль при этом может эксплуатироваться самостоятельно. Единичная мощность каждого блок-модуля – 300 и 200 кВт. На новый уровень будет поставлено энергообеспечение, когда войска получат новую дизельную электростанцию мощностью от 60 до 100 кВт на базовом шасси автомобиля КамАЗ (рис. 3).
Рис. 3 .Электростанция на базовом шасси автомобиля КамАЗ
Опыт эксплуатации действующих ди- газотурбинных и гибридных электростанций, зельных энергоустановок и тех установок, ко- ветроустановок и биогазовых станций для оргаРис. 3 .Электростанция на базовом шасси автомобиля КамАЗ торые будут приняты на вооружение в РФ в низации энергоснабжения военных объектов, ближайшем будущем, позволил выявить ряд организации систем управления распределени организационных проблем. ной генерации и энергоснабжения в изолиро-и тех Опыт технических эксплуатации действующих дизельных энергоустановок Поиском эффективного решения пробле- ванных энергетических системах и в районах установок, которые будут приняты на вооружение в РФ в ближайшем будущем, мы коренной модернизации дизельных энер- Крайнего Севера. Главная идея круглого стола позволил выявить технических и организационных проблем. гетическихряд установок систем автономного и заключалась в совершенствовании комплекса резервного обеспечения специальных объектов мероприятий по созданию и внедрению совреПоиском эффективного решения проблемы коренной модернизации Министерства обороны РФ занимались участ- менных и перспективных энергосберегающих дизельных ники энергетических установоккон- систем и резервного Всероссийской научно-технической технологий автономного в систему материально-техническо«Модернизацияобъектов и импортозамещего обеспечения жизнедеятельности Как обеспеченияференции специальных Министерства обороны РФвойск. занимались ние ДВС в составе дизельных энергетических видим, вопрос об использовании энергии солнучастники установок Всероссийской научно-технической конференции «Модернизация и для объектов МО РФ». Она была про- ца не стоял на повестке дня. импортозамещение ДВС дизельных энергетических установок для ведена 17 ноября 2015 в годасоставе Военным институВ России солнечная энергетика практитом (инженерно-техническим) Военной акаде- чески не развита. В то же время уже известны объектов МО РФ». Она была проведена 17 ноября 2015 года Военным институтом мии материально-технического обеспечения методы и средства использования альтерна(инженерно-техническим) Академии материально-технического имени генерала армии А.В.Военной Хрулева. тивных источников энергии как частичных В августе 2015 года в рамках научно-дезаменителей традиционных. Зарубежные обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева. ловой программы Международного воен- ученые предлагают свои исследования в обВ августе 2015 года в «АРМИЯ рамках– 2015» научно-деловой программы но-технического форума был ласти солнечной энергетики Международного адаптировать к организован круглый стол «АРМИЯ «Энергосберегаюполевым условиям. военно-технического форума – 2015» был организован круглый стол щие технологии – фактор эффективности обеВ июне 2015 года группа оборонных ком«Энергосберегающие технологии – фактор эффективности обеспечения спечения жизнедеятельности войск». В ходе паний на одной из баз НАТО принимала жизнедеятельности войск». были В ходе участниками высказаны обсуждения участниками высказаныобсуждения участие в проверке войск по их готовности предложения по использованию дизельных, использовать альтернативные иисточники предложения по использованию дизельных, газотурбинных гибридных
электростанций, ветроустановок и биогазовых станций для2018.организации Наука и военная безопасность. № 1 (12) 88 энергоснабжения военных объектов, организации систем управления распределенной генерации и энергоснабжения в изолированных энергетических системах и в районах Крайнего севера. Главная идея круглого стола заключается в
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
энергии в боевых и гуманитарных операциях. В эксперименте приняли участие тысяча солдат блока. В течение 12 дней в Венгрии они учились быстро разворачивать ветряные турбины, солнечные панели и прочие отдельные энергосистемы. Небольшие солнечные установки, развертывались, как цветы, за считанные минуты. Испытывались также шатровые энергонакопители и аккумуляторные батареи других форм. Все представленные образцы способны обеспечить боеспособность войск, в случае перебоев подачи электроэнергии. При проведении боевых операций, по данным НАТО, в Ираке и Афганистане около трех тысяч американских солдат было убито только при нападениях на конвои с топливом и водой. «Если вы атакуете транспортную колонну с цистернами топлива и взрывается хотя бы одна из них, то все будет гореть, пока не выгорит дотла. Солдаты гибнут или остаются калеками. Если вы стреляете в солнечную батарею, то одна ее ячейка сломается, но остальные будут работать, и в любом случае она не взорвется», – поясняет офицер-инструктор испытаний Сюзанн Мишаелис. По-прежнему актуален и вопрос транспортировки обычного топлива, сам ее процесс остается достаточно дорогим. Ученые решили использовать солнечную энергию, энергию ветра и биотопливо, «зеленое» горючее, для военных целей. Ветер и солнце – источники, которые есть в любой точке земного шара, включая и «горячие». И они не иссякнут. И что особенно привлекло военных ученых армии США – низкая стоимость альтернативной энергии, по сравнению
с «черным золотом», нефтью. Солнечные батареи могут стать во главе списка вещей первой необходимости для солдата американской армии. Зарубежные исследователи работают над адаптацией солнечных панелей к полевым условиям. В теплых странах, где много солнца, применение солнечных батарей не вызывает сомнения. С нашей точки зрения, солнечную энергию можно применить и в российских суровых условиях. В некоторых регионах России солнечных дней в году не меньше, чем в тёплых странах (см рис. 2). Мировой опыт использования альтернативных источников в вооруженных силах, а также работа по созданию и внедрению современных и перспективных энергосберегающих технологий в систему материально-технического обеспечения жизнедеятельности российских войск приводит к выводу о необходимости расширения географии использования солнечных батарей в полевых условиях российскими военными. В частности, авторы статьи рекомендуют доукомплектовать автономные полевые лагеря (АПЛ–500) солнечными батареями для резервного электроснабжения. Перспективным является направление по внедрению солнечных батарей в погодно-климатических условиях Западной Сибири. Солнечная батарея не изменяет значений параметров от воздействия дождя, инея, росы, солнечного нагрева, смены температур окружающего воздуха. За время наблюдений томскими учеными обнаружена допустимость применения материалов, из которых состоит солнечная батарея, для их использования в условиях сибирского климата.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Алехин, В.А. Области применения солнечной энергетики / В.А. Алехин. – Вып. 12. – Ч. 2. – Тюмень : изд. ТюмГУ, 2013. 2. Булат, Р.Е. Энергосберегающие технологии – фактор эффективности обеспечения жизнедеятельности войск / Р.Е. Булат, С.Н. Смолинский // Наука и военная безопасность. – 2015. – №3(3). 3. Бакулин, В.В. География тюменской области / В.В. Бакулин, В.В. Козин. – Екатеринбург : Средне-Уральское книжное издательство. 1996.
REFERENCES 1. Alehin, V.A. Oblasti primeneniya solnechnoy energetiki / V.A. Alehin. – Vyp. 12. – Ch. 2. – Tyumen' : izd. TyumGU, 2013. 2. Bulat, R.E. Energosberegayuschie tehnologii – faktor effektivnosti obespecheniya zhiznedeyatel'nosti voysk / R.E. Bulat, S.N. Smolinskiy // Nauka i voennaya bezopasnost'. – 2015. – №3(3). 3. Bakulin, V.V. Geografiya tyumenskoy oblasti / V.V. Bakulin, V.V. Kozin. – Ekaterinburg : Sredne-Ural'skoe knizhnoe izdatel'stvo. 1996.
Морочковская Лариса Геннадьевна – преподаватель дисциплины «Военная экология» кафедры тактики и управления войсками; Балаганский Кирилл Иванович – младший сержант, курсант 4 курса; Молчанов Данила Андреевич – курсант 2 курса. Тюменское высшее военно-инженерное командное училище имени маршала инженерных войск А.И. Прошлякова.
Morochkovskaya Larisa Gennad'evna – Lecturer of the discipline “Military Ecology” at the Tactics and Troop Control Department; Balaganskiy Kirill Ivanovich – Junior Sergeant; Molchanov Danila Andreevich – Cadet. Proshlyakov Tyumen Higher Military-Engineering Command School.
Статья поступила в редакцию 02.02.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
89
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
УДК 351.81 ГРНТИ 78.75.39
РОЛЬ И МЕСТО РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТРАНСПОРТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ВОИНСКИХ ЭВАКУАЦИОННЫХ ПЕРЕВОЗОК (ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ) В.В. Меньшиков, Ю.П. Елисеев Военная академия МТО им. генерала армии А.В. Хрулева Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 8 Статья посвящена проблематике использования железнодорожного транспорта при выполнении воинских эвакуационных перевозок. Освещены возможности и узкие места, возникающие при организации эвакоперевозок в современных условиях развития инфраструктуры железнодорожного транспорта. Особое внимание уделено транспортному обеспечению железнодорожных перевозок раненых и больных в условиях вероятного воздействия противника. Ключевые слова: эвакуация, воинские эвакуационные перевозки, железнодорожный транспорт, воздействие противника, военно-санитарный поезд, военно-санитарная летучка.
ROLE AND PLACE OF VARIOUS TYPES OF TRANSPORT IN THE PERFORMANCE OF MILITARY EVACUATION TRANSPORTATION (RAILWAY TRANSPORT) V.V. Men’shikov, Yu.P. Eliseev Khrulev Military Academy of Logistics Russia, 199034, Saint Petersburg, nab. Makarova, d. 8 The article considers problems of railway transport in the performance of military evacuation transportation. The authors cover possibilities and bottlenecks occurring during evacuation transportation in modern conditions of the development of railway transport infrastructure. They pay special attention to transport railway transportation of casualty in response to the probable impact of the enemy. Keywords: evacuation, military evacuation transportation, railway transport, the impact of the enemy, an ambulance train, a military and ambulance briefing.
Современная стратегия военных действий США против России носит характер постепенного втягивания в конфликты, развязанные на территории соседних стран и регионов, с целью провокации на ответные военные действия руководства нашего государства, что послужит поводом для США начать новую мировую войну. Однако нельзя исключать и вариант внезапного нападения «западного» агрессора с использованием авиации и массированных ракетных ударов
с последующим вводом крупных группировок войск на территорию нашей страны. Это приведёт к гибели огромного количества людей и уничтожению многих стратегически важных промышленных объектов. Для обеспечения защиты населения по линии гражданской обороны нашей страны проводится целый ряд мероприятий, одним из которых является эвакуация населения и производственных предприятий из крупных городов и с территорий, которым угро-
© Меньшиков В.В., Елисеев Ю.П., 2018
90
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
жает захват противником, в загородные зоны. Основной целью эвакуационных мероприятий является предотвращение массовой гибели людей и минимизация материального ущерба. В соответствии с концепцией Военной доктрины Российской Федерации в первоочередном порядке должна выполняться эвакуация воинского контингента. С этой целью организуются воинские эвакуационные перевозки военнослужащих, членов их семей, воинских грузов, а также раненых и больных военнослужащих из районов боевых действий с использованием всех имеющихся видов транспорта. К воинским эвакуационным перевозкам относится также вывоз излишествующих и подлежащих ремонту вооружения и военной техники и различного военного имущества [1]. В современных условиях массовая эвакуация может быть обеспечена только при заблаговременной подготовке транспортной инфраструктуры страны и комплексного использования различных видов транспорта – авиационного, железнодорожного, автомобильного, морского и внутреннего водного. Степень использования каждого из них будет зависеть от количества и подготовленности железнодорожных направлений, автомобильных трасс, водных путей и наличия аэродромной сети, их провозной способности, степени готовности транспортных средств к выполнению перевозок. Как показывает опыт Великой Отечественной войны, огромную роль в обеспечении эвакуационных перевозок сыграл железнодорожный транспорт. Именно он позволил эвакуировать в начальный период войны 18 млн человек и более 2,5 тыс. предприятий. Объем эвакуационных перевозок составил 30 тыс. поездов или около 1,5 млн вагонов. Железнодорожный транспорт, используемый для эвакуационных перевозок, имеет ряд важных преимуществ по сравнению с другими видами, а именно: – возможность перевозки людских и материальных ресурсов практически при любых погодных условиях; – большая провозная возможность подвижного состава и высокая пропускная способность перегрузочных и перевалочных пунктов, что позволяет перевозить большое Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
количество людей и партий грузов на значительные расстояния; – готовность к работе в любой момент времени при условии своевременного и качественного обслуживания подвижного состава; – не требуют длительного времени на мобилизационное развертывание; – минимальная продолжительность перевозки на расстояниях свыше 500 км. Необходимо подчеркнуть, что в случае возникновения срочной необходимости вывоза больших объёмов людских и материальных ресурсов возможно проведение регулировочных мероприятий по повышению вместимости и пропускной способности железнодорожного транспорта. К ним относятся такие мероприятия, как: а) увеличение зоны обращения пригородных поездов, при этом определяется максимальное количество железнодорожных станций, платформ и подъездных путей, расположенных около подлежащих эвакуации предприятий и в жилых массивах; б) использование для перевозки людских ресурсов не только пассажирских, но и крытых грузовых вагонов, а в ряде случаев и полувагонов; в) применение уплотнённых норм размещения людей и погрузки материальных средств в зависимости от дальности, времени года и других условий перевозки. Имея множественные положительные характеристики, железнодорожный транспорт имеет ряд своих недостатков и узких мест, возникающих при организации эвакуационных перевозок, а именно: а) неравномерность развитости железнодорожной сети и различный уровень транспортной обеспеченности регионов, а также привязанность к конкретному маршруту, по которому проложены железнодорожные магистрали. Такое пространственное ограничение может оказаться решающим аргументом против использования железнодорожного транспорта; б) существенный износ верхнего строения железнодорожных путей страны, который в настоящее время составляет 40–50 %; в) износ транспортных средств железной дороги, составляющий по оценке специалистов 50–60 %, из них износ грузовых вагонов – 60 %, пассажирских – 50 %, электровозов – 40 %;
91
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
г) значительная потребность в дефицитном железнодорожном подвижном составе: пассажирских, крытых вагонах, платформах и полувагонах. В настоящее время ОАО «РЖД» не способно в полном объёме обеспечить порожним подвижным составом оперативные перевозки в случае стратегического развёртывания ВС РФ, не говоря уже о всех остальных видах воинских перевозок. Необходимо также отметить, что существует программа ОАО «РЖД» о списании 4,7 тыс. плацкартных вагонов до 2020 года, что сократит их парк вдвое. Это послужит огромным дефицитом пассажирского подвижного состава в случае необходимости организации массовых перевозок; д) встречный поездопоток перевозимых группировок войск послужит серьёзному затруднению в организации движения воинских эвакуационных перевозок. Для предупреждения такого исхода необходимо тщательное планирование воинских эвакуационных перевозок с учетом маршрутов и времени перемещения оперативных группировок войск, а также их своевременной регулировки в соответствии со сложившимися условиями обстановки; е) разноколейность западноевропейских и российских железных дорог (ширина железнодорожной колеи 1435 и 1520 мм соответственно) будет препятствовать сквозной эвакуации и потребует необходимости в организации перегрузки людей и грузов. Особую трудоёмкость займёт процесс перегрузки раненых и больных из вагона в вагон. С этой целью необходима организация приграничных перегрузочных районов, а в их составе – эвакуационных пунктов для перегрузки раненых. В современных условиях ведения боевых действий наземные коммуникации подвергнутся активному воздействию противника. В результате этого сеть железных дорог окажется разобщенной на изолированные участки. Барьерные места возникнут, прежде всего, на крупных водных преградах. Сложные условия для выполнения эвакуационных перевозок возникнут при использовании противником ракетно-ядерного оружия. Как показывают расчеты, на Западном ТВД в зонах радиоактивного заражения окажутся до 70–80 % наземных коммуникаций.
92
В этих условиях необходимо постоянно уточнять и вносить соответствующие коррективы в планы эвакуационных перевозок, а также своевременно производить их регулировку. В частности, следует предусмотреть организацию эвакуационных перевозок по изолированным участкам, обеспечивая перегрузку во временных перегрузочных районах (ВПР). При пропуске железнодорожных составов по зараженным участкам местности важнейшей задачей будет являться проведение мероприятий, предупреждающих получение личным составом высоких доз радиации с последующим проведением мероприятий по обеззараживанию железнодорожного подвижного состава. Необходимо отметить, что значительный объём эвакуационных перевозок и наиболее трудоёмкий и сложный процесс по их организации составят перевозки раненых и больных. Основным средством эвакуации раненых и больных на протяжении Великой Отечественной войны были постоянные, временные военно-санитарные поезда (далее – ПВСП, ВВСП), а также военно-санитарные летучки (далее – ВСЛ). За время войны железнодорожным транспортом было перевезено 97 % всех эвакуированных раненых и больных. ВВСП предназначались для эвакуации раненых и больных на короткие расстояния, главным образом, из госпитальных баз армий в госпитальные базы фронта. В ВВСП можно было разместить до 860 раненых и больных. Они состояли из постоянной части и переменной, придаваемой лишь на время следования поезда с ранеными и больными. В дополнение к ПВСП и ВВСП в армиях и фронтах были сформированы ВСЛ. Они использовались для эвакуации раненых и больных в пределах армейского и фронтового тыловых районов. Основой ВСЛ служила постоянная часть вагонов. Переменная часть включала от 20 до 40 грузовых двухосных вагонов, которые оборудовались обычным воинским настилом. Вместимость ВСЛ составляла 500–600 раненых и больных [2]. Алгоритм проведения лечебных и эвакуационных мероприятий представлен на рис. 1. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
грузовых двухосных вагонов, которые оборудовались обычным воинским настилом. Вместимость ВСЛ составляла 500–600 раненых и больных [2]. Алгоритм
проведения
лечебных
и
эвакуационных
мероприятий
Военная экономика, потенциал представлен на оборонно-промышленный рис. 1.
Рис. 1. Этапы лечебно-эвакуационных мероприятий в ходе проведения операции
Рис. 1. Этапы лечебно-эвакуационных мероприятий в ходе
Типовой состав ВСП формируется из Мудров», «Хирург Сергей Юдин», «Академик проведения операции трех вагонов кадра (электростанция-дезкамеФедор Углов», «Доктор Войно-Ясенецкий – ра-прачечная, кухня, аптека-перевязочная) Святитель Лука». и шестнадцати вагонов, оборудуемых при Поезда «Здоровье» предназначены для отмобилизовании ВСП. Эвакуационная емоказания Типовой состав ВСП формируется медицинской из трех помощи вагоновнаселению, кадра кость ВСП при нормальной загрузке состав- проживающему в отдалённых регионах наляет 470, а при уплотненной – 524 раненых шей страны, аптека-перевязочная) и курсируют по территории (электростанция-дезкамера-прачечная, кухня, и и больных. Северной, Западно-Сибирской, Восточношестнадцати вагонов, оборудуемых при Забайкальской отмобилизовании ВСП. Типовой состав ВСЛ формируется из Сибирской, и Дальневосточтридцати грузовых крытых четырехосных ной железных дорог. Эвакуационная емкость ВСП припонормальной загрузкепоездов составляет 470,был а вагонов, в числе которых десять вагонов При создании «Здоровье» стоянной части и двадцать вагонов перемен- использован весь накопленный опыт по стропри уплотненной – 524часть раненых и больных. ной части. В постоянную ВСЛ входят ительству и эксплуатации медицинских повагоны, которые составляют «ядро» ВСЛ и по- ездов. Они состоят из десяти специальных Типовой состав ВСЛ формируется из тридцати грузовых крытых стоянно находятся в ведении ее начальника, вагонов, оборудованных новейшим диагнов переменную часть – вагоны, которые,которых как стическим оснащены компьючетырехосных вагонов, в числе десятьоборудованием, вагонов постоянной части правило, после выгрузки ВСЛ изымаются из терной сетью, связывающей все рабочие места ее состава, а при очередной погрузке выде- в единую информационную систему, которая ляются из эксплуатационного парка дороги. способна работать в автономном режиме до В кадре содержатся вагоны-кухни, а на не- семи суток. Оборудование поездов позволяет которых дорогах – вагоны-аптеки-перевязоч- осуществлять видеоконференции и консилиуные. Эксплуатационная емкость ВСЛ состав- мы, выходить на связь с ведущими клиниками ляет 884 раненых и больных. страны. Персонал каждого поезда состоит из В настоящее время на территории нашей 40 высококвалифицированных медицинских страны при участии Министерства здравоох- специалистов и 36 человек обслуживающего ранения РФ и ОАО «РЖД» созданы пять пе- персонала. Вагоны поездов экранированы для редвижных консультативно-диагностических исключения воздействия внешних факторов центра (КДЦ), так называемые поезда «Здо- на работу медицинского оборудования. ровье». Передвижные КДЦ получили назваПоезда «Здоровье» целесообразно исния в честь выдающихся учёных России: «Хи- пользовать в качестве «ядра» для ВСП или рург Николай Пирогов», «Терапевт Матвей ВСЛ. Находясь в постоянной готовности Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
93
Военная экономика, оборонно-промышленный потенциал
к применению, они способны в кратчайшие сроки прибыть в места возможных локальных конфликтов на территории нашей страны для выполнения эвакуационно-лечебных мероприятий. Для погрузки, выгрузки и перегрузки раненых и больных должны быть подготовлены специальные станции. Станции медицинской эвакуации должны находиться на удалении не менее 10 км друг от друга и от возможных объектов нападения противника, иметь достаточное путевое развитие, подъездные пути, погрузочно-выгрузочные устройства и приспособления, прирельсовые эвакоприемники, устройства для подключения ВСП (ВСЛ) к электрическим, телефонным сетям, набора воды, сброса жидких отходов в канализацию или в специальные отстойники, автомобильные подходы. Для погрузки, выгрузки и перегрузки раненых и больных целесообразно использовать существующие стационарные и временные погрузочно-выгрузочные устройства, предназначенные для погрузки, выгрузки войск и воинских грузов (за исключением погрузочно-выгрузочных устройств торцевого типа). Наиболее удобными для погрузки и выгрузки раненых являются боковые платформы длиной 100–160 метров, а для перегрузки –
островные платформы. Для погрузки и выгрузки раненых у ВСП можно установить две временные платформы из рельсов и шпал. Для погрузки раненых и больных потребуется подготовить необходимое количество станций по медицинской эвакуации в районах развёртывания госпитальных баз, медицинских бригад, временных и запасных морских перегрузочных районах. Подводя итог, можно сказать, что оценка условий и возможностей железнодорожного транспорта характеризует его как основной вид, который будет использоваться при выполнении массовых воинских эвакуационных перевозок. Только при использовании всех производственных возможностей данного вида транспорта планы воинских эвакуационных перевозок будут реализованы в полном объёме. Поэтому для осуществления четкой и бесперебойной работы по выполнению заданных объёмов перевозок необходимо проводить заблаговременную и всестороннюю подготовку объектов железнодорожного транспорта к их работе в условиях военного времени. Это потребует постоянного и тесного взаимодействия органов военного управления и должностных лиц железнодорожного транспорта по вопросам организации эвакуационных перевозок.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Словарь МО РФ. [Электронный ресурс] – Режим доступа: URL: http://encyclopedia.mil.ru/encyclopedia/ dictionary – (Дата обращения: 28.12.2017). 2. Организация эвакуации раненых и больных из госпитальных баз фронтов в тыловые госпитали министерства здравоохранения. [Электронный ресурс] – Режим доступа: URL: http://vunivere.ru/work1885 – (Дата обращения: 28.12.2017).
REFERENCES 1. Slovar' MO RF. [Elektronnyy resurs] – Rezhim dostupa: URL: http://encyclopedia.mil.ru/encyclopedia/ dictionary – (Data obrascheniya: 28.12.2017). 2. Organizatsiya evakuatsii ranenyh i bol'nyh iz gospital'nyh baz frontov v tylovye gospitali ministerstva zdravoohraneniya. [Elektronnyy resurs] – Rezhim dostupa: URL: http://vunivere.ru/work1885 – (Data obrascheniya: 28.12.2017).
Меньшиков Владимир Владимирович – слушатель 277 учебного отделения факультета (технического и транспортного обеспечения), майор; Елисеев Юрий Павлович – кандидат военных наук, доцент, полковник в/о (кафедры военных сообщений). Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва, г. Санкт-Петербург.
Men'shikov Vladimir Vladimirovich – Military Student at the 277th Educational Subfaculty (of Operating and Transport Support), Major; Eliseev Yuriy Pavlovich – Cand. Sc. {Military}, Associate Professor, Colonel (of the Military Transport Department). Khrulev Military Academy of Logistics, Saint Petersburg.
Статья поступила в редакцию 12.01.2018
94
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
ВОИНСКОЕ ОБУЧЕНИЕ И ВОСПИТАНИЕ, БОЕВАЯ ПОДГОТОВКА, ВОЕННАЯ ПЕДАГОГИКА И ПСИХОЛОГИЯ, УПРАВЛЕНИЕ ПОВСЕДНЕВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ ВОЙСК УДК 355.541.1 ГРНТИ 78.25.07
ОЦЕНКА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ОГНЕВОЙ ПОДГОТОВКИ ВОЕННОСЛУЖАЩИХ В.Н. Салмин, В.Н. Юрков Филиал военной академии материально-технического обеспечения (г. Пенза) Россия, 440005, Пенза-5, ФВАМТО (г. Пенза); paii@mil.ru В работе проанализированы условия выполнения стрелковых упражнений из индивидуального оружия, предусмотренных «Курсом стрельб из стрелкового оружия, боевых машин и танков Вооруженных сил Российской Федерации», а также методика оценки выполнения этих упражнений. Предложены изменения существующих критериев оценки. Ключевые слова: упражнения стрельб из стрелкового оружия, мишени, цели, методика оценки.
ASSESSMENT OF INDIVIDUAL WEAPONS TRAINING OF MILITARY MEN V.N. Salmin, V.N. Yurkov Branch of Khrulev Military Academy of Logistics (Penza) Russia, 440005, Penza-5, FVAMTO (Penza); paii@mail.ru The work analyzes execution conditions of shooting exercises from individual weapons specified by «Gunnery Course from Small Arms, Combat Vehicles and Tanks of the Armed Forces of the Russian Federation», as well as evaluation methods for performance of these exercises. The authors propose changes in existing evaluation criteria. Keywords: shooting exercises from individual weapons, training targets, aimpoints, evaluation methods.
Опыт локальных войн и вооруженных конфликтов последнего времени показал особую роль авиации, ракетного и стрелкового вооружения в бою. Качество вооружения и профессионализм военнослужащих, применяющих это вооружение, определяют эффективность поражения целей и возможность достижения победы над противником. Министром обороны Российской Федерации предъявляются повышенные требования к качеству подготовки военнослужащих всех
категорий. Особое внимание обращается на профессиональную подготовку будущих офицеров. Одним из руководящих документов, устанавливающих требования к качеству профессиональной подготовки курсантов, являются «Квалификационные требования к военно-профессиональной подготовке выпускников» [1]. Он определяет, какими компетенциями должен обладать выпускник военного учебного заведения. В числе
© Салмин В.Н., Юрков В.Н., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
95
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
формируемых военно-профессиональных компетенций особое место занимает готовность выпускника применять штатные образцы вооружения в различных условиях. Для реализации указанной компетенции учебными планами военного учебного заведения предусмотрена учебная дисциплина «Огневая подготовка». В войсках дисциплина «Огневая подготовка» – один из основных предметов боевой подготовки, целью которого является обучение личного состава выполнению мероприятий по поддержанию вооружения подразделения в постоянной готовности к применению и ведению эффективного огня в условиях современного боя. Основной задачей огневой подготовки курсантов является подготовка будущего офицера, глубоко знающего вооружение, основы и правила стрельбы из оружия, умеющего поражать цели с первого выстрела (очереди), управлять огнем своего, приданных и поддерживающих подразделений, методически правильно обучать подчиненных огневому мастерству. Задачи огневой подготовки: – обучение военнослужащего самостоятельному ведению огня в сложной тактической обстановке; – обучение личного состава выполнению задач в составе подразделения в условиях современного общевойскового боя; – обучение командиров организации огневого поражения противника и управлению огнем штатных, приданных и поддерживающих подразделений (огневых средств) в ходе боя. В процессе обучения огневой подготовке у личного состава должны формироваться любовь к оружию, физическая выносливость и морально-психологическая устойчивость, уверенность в своем оружии. Руководящим документом по организации занятий по учебной дисциплине «Огневая подготовка» является «Курс стрельб из стрелкового оружия, боевых машин и танков Вооруженных сил Российской Федерации» (КС СО БМ и Т – 2003). Он предназначен для обучения солдат, курсантов, сержантов и офицеров умелому и эффективному применению стрелкового оружия, гранатометов, переносных противотанковых комплексов и воо-
96
ружения боевых машин в современном бою, а также подготовки отделений (расчетов), взводов и рот к решению огневых задач в составе подразделения. Курс стрельб определяет: – общие положения по организации огневой подготовки; – оценку огневой подготовки; – упражнения стрельб из стрелкового оружия, гранатометов и переносных противотанковых ракетных комплексов; – упражнения стрельб из вооружения боевых машин и танков; – упражнения в метании ручных гранат; – упражнения в разведке целей наблюдением и целеуказании; – упражнения по управлению огнем подразделения. Упражнения для обучения одиночной (индивидуальной) огневой подготовки военнослужащих стрельбе из всех видов стрелкового оружия и гранатометов включают: – упражнения начальных стрельб (УНС); – упражнения подготовительных стрельб (УПС); – упражнения учебных стрельб (УУС); – упражнения контрольных стрельб (УКС); – упражнения квалификационных стрельб (УКВС). Индивидуальная оценка военнослужащему по огневой подготовке при проверках (инспектировании) выставляется за стрельбу, за знание основ и правил стрельбы и за выполнение норматива по огневой подготовке и определяется по следующим критериям – «отлично», если оценка за стрельбу «отлично»; – «хорошо», если оценка за стрельбу не ниже «хорошо»; – «удовлетворительно», если оценка за стрельбу не ниже «хорошо». Оценка за стрельбу выставляется по результатам выполнения упражнения контрольных стрельб. В военно-учебных заведениях, если не выполнялось УКС, оценка за стрельбу выставляется по результатам выполнения упражнения стрельб, определенного как зачетное, по окончании семестра, а если оно не выполнялось – по оценкам, полученным за выполнение всех упражнений стрельб в течение семестра в порядке, изложенном ниже. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
При выполнении обучающимися нескольких упражнений стрельб из одного или разных видов оружия оценка за стрельбу определяется: – «отлично», если не менее половины оценок, в том числе за выполнение упражнения из основного вида оружия (вооружения) – «отлично», а остальные – не ниже «хорошо»; – «хорошо», если не менее половины оценок, в том числе за выполнение упражнения из основного вида оружия (вооружения) – не ниже «хорошо», а остальные – не ниже «удовлетворительно»; – «удовлетворительно», если не более одной оценки «неудовлетворительно», но не за выполнение упражнения из основного вида оружия (вооружения), а остальные оценки – не ниже «удовлетворительно». Основные виды оружия: – для командиров мотострелковых отделений на бронетранспортерах (МТЛБ) – автомат; – для других категорий обучаемых, в том числе командиров подразделений (соединений, воинских частей), их заместителей и офицеров управлений (штабов) – оружие, из которого они выполняют упражнения стрельб согласно отпускаемым по приказу министра обороны боеприпасам, для курсантов вузов, учебных подразделений – согласно программе обучения. Результаты стрельбы из пистолетов в оценку огневой подготовки подразделений и воинских частей включаются, если этот вид стрелкового оружия является основным. Согласно «Курсу стрельб» старший руководитель стрельбы обязан «следить за строгим соблюдением требований «Курса стрельб» и не допускать случаев упрощений и послаблений при выполнении упражнений» [2]. Рассмотрим вопрос объективности оценки индивидуальной огневой подготовки военнослужащих (курсантов). Оценка индивидуальной огневой подготовки военнослужащего определяется качеством выполнения им стрелковых упражнений, то есть количеством пораженных целей. Курсом стрельб предусмотрены два основных вида целей: одиночные и групповые. Одиночные цели – цели, состоящие из одной мишени. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Групповые цели – цели, состоящие из двух и более мишеней. Методика оценки поражения одиночной цели понимается однозначно и вопросов не вызывает, а вот с методикой оценки поражения групповых целей не все так однозначно. Курсом стрельб определено, что при стрельбе по цели, состоящей из нескольких мишеней (групповой цели), цель считается пораженной при поражении хотя бы одной мишени, если это не оговорено дополнительно условиями упражнения. Условиями выполнения стрелковых упражнений поражение групповых целей предусмотрено в следующих случаях: – при выполнении упражнений учебных стрельб (2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 УУС); – при выполнении упражнений контрольных стрельб (1 и 2 УКС); – при выполнении упражнений квалификационных стрельб (1 и 2 УКВС). Однако в условиях выполнения упражнений 3 УУС, 8 УУС, 1 и 2 УКС дополнительно не оговорено, что значит «поразить групповые цели», а следовательно, должно применяться общее правило – «цель, состоящая из нескольких мишеней, считается пораженной, если поражена хотя бы одна мишень». Рассмотрим данную ситуацию на примере выполнения упражнения 1 УКС «Стрельба различными способами по появляющимся и движущимся целям» из автомата без подствольного гранатомета. Условия выполнения упражнения. Цели: группа пехоты – пулеметный расчет и стрелок; ручной противотанковый гранатомет; атакующая (отходящая) группа пехоты – две ростовые фигуры на фронте не менее 3 м, движущиеся под углом 15–250 к плоскости стрельбы со скоростью 2–3 м/с на протяжении 60 м. Оценка: «отлично» – поразить три цели, попасть гранатой в окоп; «хорошо» – поразить две цели, в том числе атакующую (отходящую) группу пехоты, попасть гранатой в окоп; «удовлетворительно» – поразить две цели или одну цель и попасть гранатой в окоп.
97
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
Исходя из общей методики оценки поражения групповых целей, приведенной выше, следует, что для получения обучающимися оценки «отлично» достаточно поразить всего три мишени: одну из группы пехоты, ручной противотанковый гранатомет и одну из атакующей (отходящей) группы пехоты. На «хорошо» и «удовлетворительно» может быть оценен военнослужащий, поразивший всего две мишени. Возникает закономерный вопрос: зачем обучающемуся поражать все мишени групповой цели, если достаточно поразить только одну из мишеней для получения положительной оценки? Рассмотрим оценку результатов выполнения 1 УКС с практической точки зрения. Групповая цель в данном упражнении состоит из пулеметного расчета и стрелка. Очевидным является то, что наибольшую опасность на поле боя для пехоты представляет пулеметный расчет, а не одиночный стрелок. Следовательно, его (расчета) поражение является наиболее значимым. Однако критерии оценки выполнения упражнения позволяют оценить результаты стрельбы на «отлично», если поражена только одна мишень, и это может быть стрелок, а не пулеметный расчет. То есть наибольшая опасность для стрелка не устранена, а результаты его стрельбы оценены на «отлично».
Таким образом, на наш взгляд, предлагаемая «Курсом стрельб» методика оценки поражения групповых целей и, как следствие, оценка умений и навыков военнослужащих по огневой подготовке, предусматривающие поражение групповых целей, недостаточно проработаны. В частности, исходя из приведенных примеров, методика допускает следующее: – возможность упрощения обучающимися условий выполнения упражнений без нарушения установленных правил их выполнения; – формирование у преподавателей кафедры и руководителей курсантских подразделений необъективного представления о степени обученности курсантов (военнослужащих) по огневой подготовке; – создание у выпускников военно-учебных заведений ложного представления о качестве сформированных у них компетенций, умений и навыков владения личным (индивидуальным) стрелковым оружием и средствами ближнего боя, их военно-профессиональной подготовленности. Представляется целесообразным применение для оценки поражения групповой цели огнем стрелкового оружия методики, учитывающей значимость целей, входящих в группу, а при их равной значимости – процент пораженных мишеней, составляющих групповую цель.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Квалификационные требования к военно-профессиональной подготовке выпускников. – Москва : Воениздат, 2010. 2. Курс стрельб из стрелкового оружия, боевых машин и танков в Вооруженных силах Российской Федерации. – Изд. 3-е., исправл. и доп. – Москва, 2011. – 288 с.
REFERENCES 1. Kvalifikatsionnye trebovaniya k voennoprofessional'noy podgotovke vypusknikov – Moskva : Vоenizdat, 2010 2. Kurs strel'b iz strelkovogo oruzhiya, boevyh mashin i tankov v Vooruzhennyh silah Rossiyskoy Federatsii. – Izd. 3-e., ispravl. i dop. – Moskva, 2011 – 288 s.
Салмин Владимир Николаевич – доцент; Юрков Вячеслав Николаевич – кандидат технических наук, профессор. Филиал военной академии материально-технического обеспечения (г. Пенза).
Salmin Vladimir Nikolaevich – Associate Professor; Yurkov Vyacheslav Nikolaevich – Cand. Sc. {Engineering}, Professor. Branch of Khrulev Military Academy of Logistics (Penza).
Статья поступила в редакцию 9.01.2018
98
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 372.881.161.1 ГРНТИ 14.35.09
КУЛЬТУРА РЕЧИ КУРСАНТОВ ВОЕННОГО ВУЗА: РЕАЛЬНОСТЬ VS ЖЕЛАЕМОЕ О.П. Фесенко, В.В. Кольб Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок, omsktii@mail.ru В статье рассматривается проблема уровня владения курсантами речевой культурой. Представлены результаты анкетирования обучающихся в сопоставлении с показателями их учебной успеваемости по дисциплине «Русский язык и культура речи». В работе делаются выводы об объективности оценки курсантами уровня владения речевой культурой. Ключевые слова: речевая культура, речевая культура современной молодежи, нормы русского литературного языка, причины нарушения норм языка.
SPEECH CULTURE OF CADETS AT A MILITARY SCHOOL: REALITY VS EXPECTATIONS O.P. Fesenko, V.V. Kol'b Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, omsktii@mail.ru The article deals with the problem of proficiency level of the cadets' speech culture. The authors present the results of the cadets’ questionnaire versus the indicators of their educational progress in the subject «Russian and Speech Culture». They consider the objectivity in cadets’ assessment of proficiency level of speech culture. Keywords: speech culture, speech culture of present-day young people, standards of the Russian literary language, causes of the language standards trouble.
Современные лингвисты бьют тревогу по поводу того, что уровень владения речевой культурой в среде современной молодежи оставляет желать лучшего. Формирование самодостаточной, креативной, способной к саморазвитию личности, владеющей языком и речевой культурой, – важнейшая задача педагогов на разных этапах обучения. Однако, чтобы поднять уровень речевой культуры, одних усилий преподавателей недостаточно. Необходимо, чтобы сами обучающиеся хотели развиваться в данном направлении, были в этом заинтересованы. Это главное условие формирования культурной языковой личности. Именно поэтому нас заинтересовало
отношение обучающихся к необходимости соблюдения норм русского литературного языка и к тому, как курсанты понимают речевую культуру. Изучение этих представлений стало целью нашего исследования. Курсанты как будущие представители военной элиты должны образцово владеть языком. Их грамотная речь может рассматриваться как часть имиджа офицера, что становится актуальным в аспекте развития общей культуры военных, о которой сегодня говорят высшие военные чины [5]. Первокурсник вуза является формирующейся языковой личностью, речевой портрет которой еще можно корректировать. Закономерно,
© Фесенко О.П., Кольб В.В., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
99
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
что с учетом названного, объектом нашего исследования стали курсанты именно первого курса Омского автобронетанкового инженерного института (100 человек). Предмет анализа – представление о речевой культуре и особенностях ее соблюдения в курсантской среде как составляющей современного молодежного социума. Основной метод исследования – анкетирование, а также анализ, синтез, обобщение как общенаучные методы. Для достижения поставленной цели курсантам была предложена анкета из пяти вопросов: 1. Что такое речевая культура человека? 2. Всегда ли вы соблюдаете нормы речевой культуры? 3. Если вы нарушаете нормы речевой культуры, то в каких ситуациях это бывает? 4. Важно ли для вас, чтобы ваш собеседник соблюдал нормы культуры речи? 5. Как вы можете определить ваш уровень речевой культуры? (высокий, средний или низкий). Важно, что дисциплина «Русский язык и культура речи» к моменту проведения исследования еще не освоена курсантами. При ответе на первый вопрос большинство участников анкетирования высказали точку зрения, соответствующую общенаучным представлениям. По их мнению, речевая культура – это «умение правильно, грамотно говорить». Таких ответов было 64 из 100. Это относительно верный ответ (без учета того, что курсанты забывают о культуре письменной речи, акцентируя внимание исключительно на устной коммуникации; тем самым из их представления уходит необходимость соблюдать нормы письменной речи: орфографические и пунктуационные). В научной литературе под культурой речи понимается «соответствие нормам современного русского литературного языка, выразительность, точность, логичность и местность, благодаря соблюдению которых можно создать в голове слушателя или читателя тот объем информации, который имеется в сознании говорящего или пишущего» [1, с. 25]. Кроме того, под речевой культурой курсанты понимают «способность человека передавать информацию» (26 человек). И этот вариант 1
100
ответа можно рассматривать как верную интерпретацию лишь частично, поскольку в нем отсутствует значимый элемент общения – получение обратной связи, обмен информацией, а не только ее передача. Среди ответов имеется мнение, свидетельствующее о том, что реципиенты заменяют понятие «культура речи» самой речью, рассматривая ее как средство общения (20 ответов), что противоречит научным позициям. Отмечено и отождествление культуры речи с речевым этикетом и красотой речи (ее образностью или использованием средств выразительности). Представим в таблице результаты анкетирования по первому вопросу (см. таблицу): Что такое, по-вашему, речевая культура человека?1
Формулировка ответа Количество курсантов, на поставленный вопрос предложивших данный ответ
Умение правильно, грамотно говорить Способность человека передавать информацию, эмоции, выражать мысли Средство общения Качество речи, которое оказывает положительное влияние на собеседника Показатель воспитанности Красота речи Речевой этикет Не могут дать определение
64 26 20 9 7 7 5 4
В целом, результаты свидетельствуют о том, что курсанты относительно неплохо ориентируются в представлении о сущности культуры речи. Однако это представление несколько неполно, фрагментарно. Целостного верного понимания не отмечено ни в одном ответе. Важно, что при этом, как курсанты полагают сами, они стараются соблюдать нормы русского литературного языка. Таковых среди опрошенных – 90 человек (11 курсантов сообщили, что всегда и во всех ситуациях соблюдают правила, 79 – часто соблюдают, и только 10 человек признались, что редко учитывают нормы языка в своем общении). Мнение курсантов об уровне владения нормами в данном аспекте следует сопоставить с результатами ответов на последний (пятый) вопрос: «Как Вы можете определить Ваш уровень речевой культуры?», поскольку речевая культура – явление многоаспектное и предполагает учет норм литературного языка и речи в коммуни-
Количество ответов не будет равно 100, поскольку многие курсанты давали несколько трактовок понятию «культура речи».
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
кации, а также качеств правильной речи и Исследователи отмечают, что любой чеумения ориентироваться в ситуации речевого ловек, вне зависимости от образования и общения. Итак, несмотря на то, что 90 % ре- уровня культуры, так или иначе нарушает ципиентов полагают, что соблюдают правила языковые правила в силу самых разных прирусского языка, 88 % опрошенных оценивают чин [1, 2, 3, 6]. Курсанты в этом смысле не уровень своей речевой культуры как средний, исключение. Большинство участников (87 %) ого языка, а88 уровень своей речевой отметили ситуации, в которых они совершают не% какопрошенных высокий, чтооценивают было бы вполне законоуры как средний, а не как высокий, что было бы вполне закономерно мерно (см. рис. 1): речевые ошибки (что в очередной раз опроис. 1): вергает мнение реципиентов о том, что они Ответы на вопрос: всегда соблюдают правила русского языка). «Как вы можете определить Ответы на вопрос:ваш уровень речевойваш культуры?» «Как вы можете определить уровень речевой культуры?»Основные причины нарушения: – эмоциональное перенапряжение низкий высокий 2% (42 чел.), 10% – различные экстремальные условия реципиентов о том, что они всегда соблюдают правила русского языка). (18 человек), Основные причины нарушения: – общение в компании друзей (16 чел.), − эмоциональное перенапряжение (42 чел.), – торопливость (14 чел.), средний − различные экстремальные условия (18 человек), – физическая боль (6 чел.), 88% − общение в компании друзей (16 чел.), –− незнание норм торопливость (14языка чел.), (6 чел.). Эти причиныболь соответствуют тем, что на− физическая (6 чел.), Рис. 1. Самоопределение уровня речевой культуры курсантов званы в научной литературе. Исключение, − незнание норм языка (6 чел.). Рис. 1. Самоопределение уровня речевой культуры курсантов составляет лишь распределение по литературе. Этипожалуй, причины соответствуют тем, что названы в научной Исключение, пожалуй, составляет лишь распределение по частотности. Это первое противоречие, выявленное частотности. Исследователи к числу ведущих Это первое противоречие, выявленное в результате анкетирования, Исследователи к числу ведущих причин относят, в первую очередь, в результате анкетирования, свидетельствует причин относят, в первую очередь, недостательствует о том, что речевая культура не всегда соотносится недостаточное знание правил русского языка и недостаток речевой нтами с необходимостью соблюдения русского литературно о том, что речевая культураправил не всегда соотноточное знание правил русского языка и непрактики [4, с. 605]. Представим результаты опроса в виде диаграммы (рис. и продуктивным обменом информацией, и кроме того, наблюдается сится курсантами с необходимостью соблюдостаток речевой практики [4, с. 605]. Пред2): орое противоречие междурусского мнением о возможностях дения правил литературно языка соблюдения и ставим результаты опроса в виде диаграммы Ответы на вопрос: л и субъективной оценкой уровня речевой культуры.иТаким «Если вы нарушаете нормы речевой культуры, то в продуктивным обменом информацией, кро- образом, (рис. 2): каких ситуациях это бывает?» ие курсантов о том, как часто они соблюдают нормы, вступает в ме того, наблюдается некоторое противоречие не нарушают орое противоречие с их точкой зрения на соблюдения собственный уровень между мнением о возможностях 11% в эмоциональном ой культуры. Можно предположить, что пятый вопрос в этом состоянии правил и субъективной оценкой уровня ренезнание норм 37% шении более показателен, чем второй. В доказательство следует 5% чевой культуры. Таким образом, мнение курсти результаты входящего интернет-экзамена по русскому языку. сантов о том, как часто они по соблюдают нормы, ий показатель выполненных заданий итогам выполнения теста вступает в некоторое противоречие с их точ- первой вил всего 62 %, что соответствует оценке «3». Итоги кой подтверждают зрения на собственный уровень речевой нормами ольной работы уровень владения курсантами расслабленность культуры. Можно предположить, что пятый атурного языка. Средний показатель по курсу составил 3,4 балла (из с (в компании друзьями) в этом отношении более показателен, риведенныевопрос данные свидетельствуют о том, что субъективное 14% тавление курсантов возможностях чем второй.о В своих доказательство следуетвладения приве- речевой урой не соответствует реальной картине, что, к сожалению, может сти результаты входящего интернет-экзамена экстремальная физическая ситуация фактором, по затрудняющим освоение нормпоказатель русского литературного русскому языку. Средний выболь 16% . торопливость 5% полненных заданий по итогам выполнения 12% Исследователи вне зависимости от тестаотмечают, составил что всеголюбой 62 %,человек, что соответствует Рис. 2. Ситуации, в которых курсанты нарушают ования и уровня культуры, такпервой или иначе нарушает языковые Рис. 2.нормы Ситуации, в которых курсанты нарушают оценке «3». Итоги контрольной работы правила русского литературного языка нормы русского литературного языка у самых разных причин [1, 2, 3, 6]. Курсанты в этом смысле не подтверждают уровень владения курсантами ючение. Большинство участников (87 %) отметили ситуации, в которых нормамиошибки литературного языка. Средний пока- Примнение При для курсантов важно, чтобы их соблюдали этом дляэтом курсантов важно, чтобы их собеседники овершают речевые (что в очередной раз опровергает затель по курсу составил 3,4 балла (из 5). языковые При- собеседники соблюдали языковые речевые и речевые нормы (таких ответов – 64). и Часть участников опроса что это (таких необходимо лишь–в64). некоторых случаях (32 чел.). Только 4 веденные данные свидетельствуют о том,отмечает, что нормы ответов Часть участников курсанта опроса полагают, что соблюдение правил русского языка субъективное представление курсантов о своих отмечает, что это необходимо лишь в вообще не принципиально в процессе коммуникации. Подобные результаты можно возможностях владения речевой культурой не некоторых случаях (32 чел.). Только 4 курсанрассматривать как весьма положительные, поскольку обучающиеся соответствует реальной картине, что, к сожатана полагают, русского настроены то, чтобычто их соблюдение собеседники правил в большинстве своем были бы лению, может стать фактором, затрудняющим языка вообще не принципиально в процессе освоение норм русского литературного языка. коммуникации. Подобные результаты можно Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
101
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
рассматривать как весьма положительные, поскольку обучающиеся настроены на то, чтобы их собеседники в большинстве своем были бы достаточно грамотны. Как известно, мы требуем от тех людей, с которыми взаимодействуем, того, на что способны сами, и это оставляет возможность надеяться на стремление курсантов осваивать нормы русского литературного языка. Вывод Как показало анкетирование, у опрошенных нет четкого представления, что такое «культура речи». Из этого явления курсантами исключаются соблюдение норм письменной речи и способность организовывать
обратную связь в коммуникации. При этом обучающиеся стремятся поддерживать общение с достаточно грамотными людьми, оправдывая нарушения норм языка различными причинами, связанными, в большей степени, с эмоциональным состоянием коммуникантов. Военный вуз как среда, формирующая языковую личность курсанта, в этом смысле может быть удачной платформой для исследователя. Совершенствование речевой культуры положительно скажется на культуре общения в военной сфере в целом и, в конечном счете, станет той базой, на основе которой может быть сформирован положительный образ российского офицерства.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Абдуллаев, А.А. Культура русской речи как актуальная лингвистическая проблема / А.А. Абдуллаев, Д.Н. Шахбанова, Д.А. Рамазанова // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Общественные и гуманитарные науки. – Т. 10. – № 3. – 2016. – С. 24–28. 2. Бельдиян, В.М. Культура русской речи: учеб. пособие / В.М. Бельдиян, Е.В. Федяева. – Москва, 2006. – 168 с. 3. Здорикова, Ю.Н. Речевая культура современного студенчества: необходимость исследования речи современной молодежи / Ю.Н. Здорикова // Известия высших учебных заведений. Серия: Гуманитарные науки. – 2013. – Т. 4. – № 2. – С. 108–111. 4. Зербалиева, Н.Ф. Анализ литературных норм в русской речи студентов технического вуза / Н.Ф. Зербалиева, Н.М. Казиева // Неделя науки – 2016 : материалы XXXVII итоговой научно-практической конференции ДГТУ. – Дагестан, 2016. – С. 605–607. 5. Информационное агентство «REGNUM.RU». – Режим доступа: https://regnum.ru/news/1988973.html. 6. Некрасова, Т.В. Лингвистическое обоснование способов и средств познания национальных особенностей родного и иностранного языков / Т.В. Некрасова, В.В. Бесценная // Современные научные исследования: теория, методология, практика. – 2017. – Т. 1, № 6. – С. 37–43.
REFERENCES 1. Abdullaev, A.A. Kul'tura russkoy rechi kak aktual'naya lingvisticheskaya problema / A.A. Abdullaev, D.N. Shahbanova, D.A. Ramazanova // Izvestiya Dagestanskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Obschestvennye i gumanitarnye nauki. – T. 10. – № 3. – 2016. – S. 24–28. 2. Bel'diyan, V.M. Kul'tura russkoy rechi: ucheb. posobie / V.M. Bel'diyan, E.V. Fedyaeva. – Moskva, 2006. – 168 s. 3. Zdorikova, Yu.N. Rechevaya kul'tura sovremennogo studenchestva: neobhodimost' issledovaniya rechi sovremennoy molodezhi / Yu.N. Zdorikova // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Seriya: Gumanitarnye nauki. – 2013. – T. 4. – № 2. – S. 108–111. 4. Zerbalieva N.F. Analiz literaturnyh norm v russkoy rechi studentov tehnicheskogo vuza / N.F. Zerbalieva, N.M. Kazieva // Nedelya nauki – 2016 : materialy XXXVII itogovoy nauchno-prakticheskoy konferentsii DGTU. – Dagestan, 2016. – S. 605–607. 5. Informatsionnoe agentstvo «REGNUM.RU». – Rezhim dostupa: https://regnum.ru/news/1988973.html. 6. Nekrasova T.V. Lingvisticheskoe obosnovanie sposobov i sredstv poznaniya natsional'nyh osobennostey rodnogo i inostrannogo yazykov / T.V. Nekrasova, V.V. Bestsennaya // Sovremennye nauchnye issledovaniya: teoriya, metodologiya, praktika. – 2017. – T. 1, № 6. – S. 37–43.
Фесенко Ольга Петровна – доктор филологических наук, доцент, профессор кафедры русского языка; Кольб Владислав Валерьевич – курсант I курса. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Fesenko Ol'ga Petrovna – Doctor of Philology, Associate Professor, Professor at the Russian Language Department; Kol'b Vladislav Valerievich – First-Year Cadet. Omsk TankAutomotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 27.12.2017
102
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 355.37 : 355.41 ГРНТИ 78.21.14 : 73.49.99
ОБОСНОВАНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И РЕАЛИЗАЦИИ ДИДАКТИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ В ОБУЧЕНИИ ВОЙСК КОМПЛЕКСНОЙ ВОДНОТРАНСПОРТНОЙ ПОДГОТОВКЕ (ГОРНОЙ) В.Н. Ширяев Рабочая группа Федерации спортивного туризма России по взаимодействию с Министерством обороны Российской Федерации Россия, 140560, Московская область, г. Озеры, ул. Забастовочная, 13. asiaraft1@xnet.uz В статье, исходя из результатов тактико-специальных занятий с военнослужащими ТуркВО, эмпирических исследований, проводимых на горных реках разных регионов России и СНГ, обосновываются педагогические условия и даются рекомендации по комплексной воднотранспортной подготовке (горной). Такая специальная подготовка обусловлена необходимостью использования динамической энергии горных рек в качестве военно-транспортных коммуникаций – путей подвоза, передвижения и эвакуации в особых природных и оперативно-тактических условиях. Ключевые слова: педагогические условия, дидактические принципы, подвоз по горным рекам, военно-транспортная классификация горных рек, боевое применение методологии спортивного туризма.
JUSTIFICATION OF PEDAGOGICAL CONDITIONS AND REALIZATION OF DIDACTIC PRINCIPLES IN TRAINING TROOPS TO INTEGRATED WATER TRANSPORT (MOUNTAIN) PREPARATION V.N. Shiryaev Working Group by Interaction between the Russian Federation of Sports Tourism and the Ministry of Defense of the Russian Federation Russia, 140560, Moscow region, Ozery, ul. Zabastovochnaya, 13. asiaraft1@xnet.uz The article regards the results of special tactical exercises for the military men of the Turkestan Military Region, the empirical research conducted on mountain rivers in different regions of Russia and the CIS. The authors substantiate pedagogical conditions and give recommendations for integrated water transport (mountain) preparation. This specific training is defined by the need to use dynamic energy of the mountain rivers as military transportation lanes for communication lines, movement and evacuation under specific environmental and tactical conditions. Keywords: pedagogical conditions, didactic principles, delivery along the mountain rivers, military transport classification of mountain rivers, combat employment of the sports tourism methodology.
Комплексная воднотранспортная подготовка (горная) – (далее – КВТП(Г)) отличается значительным разнообразием мероприятий, направленных на качественное и всестороннее обеспечение учебного процесса, его безопасности в условиях обучения военнослужащих сплаву по горным рекам. Из этого следует, что уровень их подготовки
должен соответствовать технической сложности реки, а в служебно-боевой деятельности – водным маршрутам подвоза материальных средств и передвижения в горной местности. Этот основополагающий двуединый принцип качества и безопасности, отвечающий требованиям дидактического принципа прочности овладения знаниями, навыками
© Ширяев В.Н., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
103
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
и умениями, определяет необходимое умение выполнять учебные, военно-транспортные, другие служебно-боевые задачи на всех типах грузоподъемных плавсредств, применяемых на сплавах по горным рекам. С этой целью автором разработана классификация плавсредств, их модификаций, выявлены свойства и военно-транспортные возможности, позволяющие, с учетом сложности водных потоков и запаса плавучести, проводить практические занятия с обучаемым контингентом и транспортные операции на горных реках [1, c. 135–155]. Вышеприведенный принцип предполагает наличие в соответствующих соединениях, частях и унифицированных учебных центрах КВТП(Г) плавсредств разных типов и классов, отвечающих требованиям обучения войск, а в служебно-боевой деятельности – задач подвоза и передвижения по горным рекам. При этом количество разнотипных плавсредств в учебном процессе определяется количеством обучаемых экипажей (подразделений), а выполнение транспортно-боевых задач в военное время и условиях военных конфликтов – объемом снабженческих и людских перевозок с учетом грузоподъемности, человековместимости, запаса плавучести судов и необходимого для этих целей обученного контингента. Важным условием процесса обучения является обеспечение практических занятий учебными грузами, имитирующими материальные средства (боеприпасы, ГСМ и др.). Выполнение этого условия отвечает дидактическому принципу сознательности, активности и самостоятельности, поскольку здесь проявляется стремление к экономии материальных средств без ущерба их запасов при вооружении, активность поиска необходимых (заменяющих) материалов при самостоятельном решении этих вопросов. Отсюда следует, что, например, для имитации подвоза боеприпасов возможно применение не только учебных боеприпасов, но и порожней укупорки (тары), заполненной гравием или галькой до веса, указанного на ящиках соответствующей номенклатуры боеприпасов. Нежелательно применение песка как заполнителя, поскольку он имеет разную степень увлажнения ввиду высокой проницаемости воды, что может искажать требуемый вес.
104
Сто – стодесятилитровые бочки и двадцатилитровые бидоны (канистры), перевозимые палубным способом, необходимо заполнять водой с учетом разницы удельного веса воды и соответствующих видов ГСМ. При подпалубном способе имитации перевозки ГСМ в резервуарах повышенного объема жидкий груз (вода) заливается в количестве, рассчитанном из маневренных возможностей плавсредств при соответствующей технической сложности реки: на участках без препятствий – больше, с несложными препятствиями – меньше. Такая имитация позволяет не снимать с вооружения учебные материальные средства, обеспечивая их сохранность от случайного утопления. Кроме того, она способствует отрабатыванию навыков и умений погрузки-выгрузки материальных средств, правильного распределения грузов, их креплений на плавсредствах в зависимости от видов и габаритов тары, конструктивных особенностей (ТТХ) судов, их гидродинамических свойств в условиях взаимодействия с водным потоком. Условия применения принципа сознательности, активности и самостоятельности в обучении военнослужащих и резервистов проявляются, например, при уходе за материальной частью, используемой на практических занятиях по КВТП(Г) (плавсредствами, снаряжением, инвентарем). Речь идет о своевременном ремонте, очистке плавсредств и снаряжения (от наносов после сплава), их промывке и сушке, комплектации и правильной укладке. Выполнение этих условий обеспечивает долгий срок эксплуатации, позволяет содержать плавсредства в постоянной готовности к применению на горных реках для выполнения транспортных задач. Поэтому условия следует приравнять к жестким требованиям. К принципу сознательности, активности и самостоятельности следует отнести поиск материалов для постройки плотов и катамаранов в условиях отсутствия по каким-либо причинам материально-технической базы – одного из основных компонентов при обучении войск. Так, в ТуркВО в ходе подготовки и проведения тактико-специальных занятий по боевому сплаву из-за отсутствия финансирования на приобретение сплавного снаряжения по причине отсутствия таНаука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
кого вида боевой подготовки были построены разборные плоты многоразового применения из подручных материалов. В качестве каркасов и гребей были использованы доски от тары посудомоечной машины, к гребям прикреплены круглые лопасти – крышки от стиральных баков, выброшенных из-за ненадобности, надувные элементы – автокамеры от автомобилей ГАЗ-66 (демонтированы списанные баллоны) взяты с гарнизонной станции техобслуживания по рекомендации ее начальника. В процессе практического обучения следует учитывать условия гидрологического режима горных рек, характера их питания. Выполнение этого условия требует изучения и анализа научной литературы по гидрологии, гидрометрии, климатологии, геоморфологии, других источников географического цикла, что согласуется с дидактическим принципом научности обучения [2, с. 74–77]. Необходима оценка опасности проведения практических занятий на горных реках в связи с резким повышением расходов и уровня воды, что может иметь место во время дождевых паводков и на реках с зарегулированным стоком, сбрасываемым с плотин высоконапорных ГЭС и водохранилищ в часы пиковых нагрузок. В скальных сужениях уровень воды за 10–15 минут может подниматься на 8–10 м при значительном увеличении скорости потока и высоты вала. Как это произошло, например, на ТСЗ с курсантами и офицерами СВВАКУ на реке Нарын, Киргизия. Существует необходимость согласования учебных мероприятий командованием (руководством) с администрациями гидротехнических сооружений на предмет графиков сброса значительных расходов воды. Тем самым обеспечивается безаварийный учебный процесс, что соответствует дидактическому принципу сознательности, активности и самостоятельности. В условиях высокогорья учебные занятия на реках с ледниковым питанием целесообразно проводить по переменно-временному графику. В то время, когда одна группа (отделение, взвод, рота) тренируется в первой половине дня на малой воде, поскольку пик максимальных суточных расходов приходится на 14–16 часов, то в послеобеденное время лучше проводить теоретические, семинарНаука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
ские, ремонтно-профилактические занятия и самоподготовку. Другая группа отводит целый день вышеуказанным занятиям согласно предусмотренному плану. На следующий день группы меняют друг друга. Попеременная очередность проведения учебных занятий позволяет повысить безопасность обучения, снизить скученность экипажей на возможных ограниченных участках, предоставить обучаемым группам равные условия. В целях недопущения переохлаждений от ледяной воды обучаемые должны быть обеспечены гидрокостюмами, сменной теплой одеждой и обувью. Такая организация учебного процесса в условиях высокогорья согласуется с условием необходимости оборудованных помещений (независимо от абсолютной высоты местности) в учебных центрах или палаточных лагерях при полевых выходах на горные реки. При этом стационарные или мобильные (палатки) учебные помещения (классы) и помещения обслуживающих служб учебного процесса должны быть обеспечены автономными источниками электроэнергии, создающими возможность непрерывности учебного процесса. В этой связи показательным является опыт ТуркВО, когда в полевых условиях на ТСЗ после тренировочных занятий показывались учебные кино- и видеофильмы, слайды о спортивных сплавах и прохождении перевалов, проводились беседы, занятия и самоподготовка по КВТП(Г). Специальное снаряжение для армейских сплавов и восхождений выделял Узбекский республиканский совет по туризму и экскурсиям – профсоюзная организация, не имеющая по своему предназначению отношения к боевой подготовке, в то время как это должно было делать МО СССР. Это явное противоречие, к тому же в условиях афганской войны, наносило ущерб новому направлению боевой выучки войск. При выдерживании требований дидактических принципов систематичности, последовательности, комплексности и высокого уровня трудностей в обучении целесообразно, чтобы участок реки, выбранный для практического обучения подразделений, имел различные уклоны и препятствия, определяющие скорость водного потока, топографию порогов, их разновидность (быстротоки,
105
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
прижимы, россыпи камней и уступы в русле и др.). Это позволяет проводить практическое обучение в строгой последовательности, переходя от прохождения простых препятствий к преодолению более трудных и сложных. При этом достигается высокий уровень подготовки и, несмотря на возрастающий эмоциональный фон, не угасает желание продолжать обучение, совершенствовать индивидуальное и коллективное мастерство. В условиях обучения подразделений сплавам на многоводных горных реках, включая периоды высокой воды, практические занятия следует проводить на участках, где река разбивается на протоки, уменьшаются глубины и скорости течения. Как правило, такие участки приурочены к межгорным котловинам, имеющим размеры от 2 до 100 км в длину и более (река Чаткал – 144 км). На начальном этапе обучения надо выбирать маловодные протоки с замедленным течением и отсутствием лесных завалов. Необходимая протяженность протоков определяется целями и задачами учебно-тренировочного процесса. Нужно помнить, что протоки соединяются и разъединяются, меняя условия сплава. Здесь одним из главных условий является проведение обучения подразделений в пределах прямой видимости обучающихся с обеспечением нижней страховки с воды. Другим условием является необходимость автотранспортного обеспечения учебного процесса для быстрой доставки обучаемых подразделений и снаряжения в исходный пункт сплава и на случаи нештатных ситуаций. В связи с этим одним из условий учебно-тренировочного процесса на горной реке должно быть формирование переменно-временных спасательных отрядов из числа обучаемых. В то время, когда одна группа тренируется на воде (возможно на разных участках реки), другая группа обеспечивает страховку первой с воды или берега, но в зависимости от условий природной среды не исключается одновременный комбинированный вариант. Затем группы меняются видами занятий. Эти смены могут проходить через полтора – два часа. В холодную и ненастную погоду необходимо предусмотреть простейшие пункты обогрева, где можно восстановить работоспособность, просу-
106
шить одежду и обувь. В походных условиях для этих целей служат обыкновенные костры из валежника или сухостоя. Одним из условий при выборе площадок для размещения обучаемых подразделений и организации учебно-тренировочного процесса на горных реках является необходимость исследования территории на предмет наличия следов обвалов, камнепадов, проявлений оползневой и селевой деятельности. Их признаками являются: стенки отрыва на скальных участках, светлые полосы от камней на более темном фоне массива, разбросанность обломков скал, щебнистые шлейфы камней вдоль подножий склонов (пролювий), аморфные участки оползней со стенками отрыва в грунте, плавная бугристость горных склонов, не соответствующие по виду окружающему фону, нагромождение глыб от селевых потоков. Даже старые оползни, покрытые травянистой и древесно-кустарниковой растительностью, могут напомнить о себе новыми сдвигами в случаях перенасыщения грунта влагой. Последствия от снежных лавин определяют поваленные и согнутые стволы деревьев в низ склона, массивы криволесья от тяжести сорвавшегося сверху снега и увлекающего с собой скальные обломки, которые, достигнув реки, могут создавать пороги. На местах проведения учебно-тренировочных и тактико-специальных занятий не должны находиться искусственные препятствия – торчащие в воде арматура, штыри от перфораторов, сваи старых мостов, бетонные плиты, низководные трубы и мосты, хотя на многодневных занятиях-сплавах и протяженных маршрутах такие препятствия не редкость и к встрече с ними надо быть готовым. Если учесть, что учебно-тренировочный процесс на горных реках связан с безопасностью людей и необходимостью отработки тактических приемов сплава на многодневных тактико-специальных занятиях (учебных сборах), каждому обучаемому экипажу следует соблюдать следующие условия: – знать физико-географические особенности района проведения практических занятий и основные виды естественных препятствий, которые могут встречаться на конкретном маршруте по горной реке; – располагать лоцией горной реки или ее участка, на котором проводятся ТСЗ; штабам Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
соединений и объединений целесообразно иметь технические описания и лоции горных рек, перевалов до 2Б категории трудности включительно, состояния горных троп, привлекая к сбору этой информации военнослужащих из научных рот; – иметь переносные средства связи, облегчающие прохождение препятствий (наведение страховки, готовность экипажей, их очередность сплава), проведение поисково-спасательных работ, связь с руководством занятий и соответствующим командованием; – примененять условные знаки ручного семафора – вариант зрительной сигнализации в условиях экранирующего действия горных склонов, отсутствия (порчи) радиостанций; при закрытых поворотах реки выставляются промежуточные сигнальщики в пределах видимости друг друга; – иметь инструмент, материалы и укомплектованный ремонтный набор для учебного строительства, сборки судов и их ремонта: топоры, пилы, пассатижи, капроновые веревки, гвозди (для плотов), жгуты резиновые (нарезанные из списанных автокамер для вязки каркасов катамаранов), обожженную проволоку диаметром 4 мм и др.; – располагать, помимо индивидуального пакета первой медицинской помощи, который имеется при каждом воине, групповой медицинской аптечкой с набором лекарств, в том числе не входящих в индивидуальный медицинский пакет. – выполнение этих условий предопределяет выполнение других: лоции, бумажные носители технических описаний рек, средства связи, медицинская аптечка (групповая, индивидуальные пакеты), индивидуальное (в т. ч. запасное) для сплава имущество военнослужащих, ремонтный набор должны герметизироваться в водонепроницаемых мешках так же, как продукты и некоторые материальные средства при выполнении транспортных задач по горным рекам. Обучающий командир и командиры экипажей должны обладать умением мгновенной оценки обстановки и принятия правильного решения в сложных и неожиданных ситуациях, особенно в условиях закрытых поворотов реки при высокой скорости течения. Порой время на это исчисляется считанными секундами. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Условия взаимодействия обучаемых подразделений комплексной воднотранспортной подготовки (горной) предполагается вести с двух позиций: Первая позиция – каждое подразделение по виду обучения (водное, вьючное, носильщики) взаимодействует между однородными элементами в пределах своего видового подразделения: члены экипажа – между собой; экипажи – в отделении; отделения – во взводе; взводы – в составе воднотранспортной роты. По такой же схеме проводится обучение взаимодействию во вьючных формированиях и носильщиков по принципу от отдельно взятой единицы к коллективной подготовке. Вторая позиция предполагает обучение взаимодействию между разнородными транспортными формированиями, каким может быть, например, отдельный горнотранспортный батальон (ОГТБ). Кроме того, такую форму обучения взаимодействию необходимо применять и с другими транспортными формированиями – автомобильными, армейской и военно-транспортной авиацией. Из этого следует, что эти позиции специальных транспортных формирований, соответствующие дидактическому принципу коллективизма и индивидуального подхода в обучении, целесообразно применять на тактических и командно-штабных учениях разного уровня, являющихся высшей формой обучения военнослужащих. Кроме того, нельзя исключать участия отдельных элементов такого обучения войск в Армейских международных военных играх на предмет подвоза, передвижения и медицинской эвакуации по горно-водным маршрутам, где результаты времени прохождения дистанций, показанные специальными транспортными командами, могут служить основой при расчетах в ходе боевых действий и операций. В связи с этим отметим практику проведения Открытых первенств ТуркВО по технике спортивного водного туризма, в рамках которых проводились ротные тактические учения. На одном из них воины на катамаранах выдвигались к рубежу развертывания во взводные колонны со скоростью 20 км/ч, преодолев 10,5 км каньона горной реки с порогами высшей категории сложности за 31 минуту. Техника, которая следовала параллельно по суше, отстала, так как узкая грунтовая
107
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
дорога с частыми и крутыми поворотами, осыпи и обрывы значительно влияли на скорость движения. Результаты этих соревнований и последующих учений легли в основу расчетов скорости передвижения подразделений вне дорог, в условиях сплава по горным рекам [3, с. 30–32]. При обучении войск и мобилизационных людских ресурсов сплаву по горным рекам в ночное время необходимо выдерживать условия последовательности подготовки – постепенно усложнять маршруты сплава с одной стороны, а с другой – понижать степени естественной освещенности реки и прибрежной зоны до абсолютной темноты. Этим достигается реализация дидактических принципов систематичности, последовательности и комплексности в обучении и обучения на высоком уровне трудностей, включая морально-волевую и психологическую подготовку. Некоторый опыт проведения таких педагогических технологий при проведении тактико-специальных занятий был накоплен в ТуркВО в период афганской кампании. Согласно постановлению Военного совета ТуркВО от 30 декабря 1985 г., в части развития взаимодействия армейского спортивного туризма с боевой подготовкой войск округа обучение проходило на участках разных рек [4]. В качестве учебных полигонов были выбраны Зерафшан и Ангрен – горные реки тянь-шаньского и алтайского типов питания соответственно. На первой был выбран предгорный участок с широкой долиной, протоками, перекатами и отличающийся значительной валунно-галечниковой поймой. Сплав осуществлялся на взаимной страховке экипажей в условиях полного лунного освещения. Лунная «дорожка» позволяла просматривать вперед реку на 200–250 м, при этом перекаты, в том числе крутопадающие, преодолевались с ходу. Указанного расстояния и видимости было достаточно, чтобы при необходимости на скорости течения 2–2,5 м/с причалить к берегу. Следующий этап обучения проходил на реке Ангрен, на ее горном участке. Сначала выбирался несложный участок, но с выходом скал, отдельными камнями и другими препятствиями, представляющими угрозу для плавсредств. Сплав проходил в условиях
108
поздних сумерек в новолуние. Получив соответствующие навыки и морально-психологическую подготовку, переходили к более сложному этапу обучения, где были применены бинокли ночного видения и выбран участок с порогами, сильным течением и волнением. Сплав проходил в абсолютной темноте при полном отсутствии лунного освещения. Необходимым педагогическим условием обучения войск и мобилизационных людских ресурсов является создание киностудией Министерства обороны РФ учебных разнотематических кинофильмов о боевом сплаве (строительство и подготовка плавсредств, размещение на них воинских грузов, транспортировка по горным рекам, техника управления судами разных типов, их военно-транспортные возможности и др.). Некоторые предложения по этому вопросу изложил в своей статье «Боевой опыт – на экран» в окружной газете ТуркВО «Фрунзевец» (19 мая 1987 г) подполковник В.И. Мальцев – главный редактор филиала киностудии МО СССР (приложение), [5]. Таким образом, рассмотренные педагогические условия в реализации дидактических принципов обучения комплексной воднотранспортной подготовке (горной), по своей сущности, являются педагогическими технологиями. Эти технологии обусловлены множеством факторов, среди которых определяющими являются физико-географические условия горных районов проведения практических занятий (суточные, сезонные и трансформационные гидрологические режимы горных рек); поддержание безопасности учебно-тренировочного процесса, обеспечение его квалифицированным преподавательским составом, материально-технической базой, научной и методической литературой, автотранспортом, учебными материальными средствами. Охватывая значительный круг вопросов специфического обучения и безопасности подразделений на горных реках, можно решить важную задачу подготовки военнослужащих к грамотному применению полученных знаний, навыков и умений – залога безаварийного проведения транспортных операций по подвозу, передвижению и эвакуации на горно-водных маршрутах. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Ширяев, В.Н. Сплавы по горным рекам в военной практике: сборник науч. материалов на основе дис. канд. воен. наук «Обоснование способов подвоза материальных средств по горным рекам в операции». Независимое военно-научное исследование / В.Н. Ширяев. – Ташкент: Самиздат, 2009. – 308 с. 2. Ширяев, В.Н. Спортивный туризм в свете Военной доктрины Российской Федерации и диалектики общенаучных теорий / В.Н. Ширяев // Экстремальная деятельность человека. – 2016. – № 1(38). – С. 74–77. 3. Ширяев, В.Н. Маневр по горным рекам / В.Н. Ширяев // Военный вестник. – 1989. – № 7. – С. 30–32. 4. Ширяев, В.Н. Концепция взаимодействия спортивного туризма с боевой подготовкой Вооруженных сил Российской Федерации / В.Н. Ширяев // Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. – 2011. – № 3 (22). – С. 14–17. – Режим доступа: http:// www.logoslovo.ru/texts/48/ 5. Мальцев В.И. Боевой опыт – на экран / В.И. Мальцев // «Фрунзевец»: газета ТуркВО. – 19 мая 1987. – № 114 (20304).
REFERENCES 1. Shiryaev, V.N. Splavy po gornym rekam v voennoy praktike: sbornik nauch. materialov na osnove dis. kand. voen. nauk «Obosnovanie sposobov podvoza material'nyh sredstv po gornym rekam v operatsii». Nezavisimoe voenno-nauchnoe issledovanie / V.N. Shiryaev. – Tashkent: Samizdat, 2009. – 308 s. 2. Shiryaev, V.N. Sportivnyy turizm v svete Voennoy doktriny Rossiyskoy Federatsii i dialektiki obschenauchnyh teoriy / V.N. Shiryaev // Ekstremal'naya deyatel'nost' cheloveka. – 2016. – № 1(38). – S. 74–77. 3. Shiryaev, V.N. Manevr po gornym rekam / V.N. Shiryaev // Voennyy vestnik. – 1989. – № 7. – S. 30–32. 4. Shiryaev, V.N. Kontseptsiya vzaimodeystviya sportivnogo turizma s boevoy podgotovkoy Vooruzhennyh Sil Rossiyskoy Federatsii / V.N. Shiryaev // Teoriya i praktika prikladnyh i ekstremal'nyh vidov sporta. – 2011. – № 3 (22). – S. 14–17. – Rezhim dostupa: http:// www.logoslovo.ru/texts/48/ 5. Mal'tsev V.I. Boevoy opyt – na ekran / V.I. Mal'tsev // «Frunzevets»: gazeta TurkVO. – 19 maya 1987. – № 114 (20304).
Ширяев Владимир Николаевич – мастер спорта СССР по спортивному туризму, заслуженный путешественник России, старший инструктор-методист по водному туризму. Награжден Федерацией спортивного туризма России почетным знаком I степени «За заслуги в развитии спортивного туризма в России».
Shiryaev Vladimir Nikolaevich – Master of Sports of the USSR in Sports Tourism, Honored Traveller of Russia, Senior Instructor-Supervisor in Water Touring.
Статья поступила в редакцию 07.12.2017
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
109
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 355.232.6 ГРНТИ 78.21.14 : 78.25.07
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКА ВОЕННОГО ВУЗА С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАКЕТНО-АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ВООРУЖЕНИЯ Ю.Н. Косенок Пензенский артиллерийский инженерный институт Россия, 44005, г. Пенза-5, военный городок; paii@mail.ru В статье отмечено, что эффективность эксплуатации комплексов РАВ во многом определяется обоснованностью и своевременностью планирования эксплуатационно-технических мероприятий в масштабе всей системы эксплуатации. Это предъявляет повышенные требования к уровню подготовки должностных лиц, занимающихся разработкой системы планирования технического обслуживания и ремонта, которая обеспечивала бы заданный уровень боевой готовности РАВ с минимальными материальными и трудовыми затратами. Выпускник военного вуза, занимающийся эксплуатацией и ремонтом вооружения, должен знать основы планирования и уметь применять их при решении практических задач по организации технического обслуживания и ремонта вооружения, находящегося в различных режимах и условиях эксплуатации. Ключевые слова: эксплуатация, требования к ракетно-артиллерийскому вооружению, уровень подготовки выпускников, компетенции.
BASIC REQUIREMENTS TO GRADUATES’ TRAINING LEVEL AT A MILITARY INSTITUTION IN TERMS OF SPECIFIC FEATURES OF WEAPON ORDNANCE MAINTENANCE Yu.N. Kosenok Penza Artillery Engineering Institute Russia, 440005, Penza-5, voenny gorodok; paii@mail.ru The article underlines that the efficiency of weapon ordnance complexes largely depends on the validity and timeliness of planning maintenance engineering measures in system-wide exploitation. This places high demands on the training level of the officials involved in the system development for maintenance and repair programming. The system would provide the given level of combat readiness of weapon ordnance with minimal material and labor costs. The graduate of a military higher educational institution engaged in operation and repair of weapons, should know the principles of planning and be able to apply them in solving practical tasks for maintenance engineering and repair of weapons in various modes and operating conditions. Keywords: operation, requirements for weapon ordnance, the training level of graduates, competencies.
При реализации традиционной стратегии развития системы вооружения поступательное развитие существующей системы вооружения видов (родов) войск вооруженных сил возможно в основном за счет обновления существующего парка образцами,
освоенными к настоящему времени в серийном производстве, и частично за счет создания новых образцов РАВ, основанных на традиционных принципах построения и боевого применения. Основные усилия концентрируются на полномасштабном серий-
© Косенок Ю.Н., 2018
110
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
и ремонта вооружения, находящегося в различных режимах и услови эксплуатации (рис. 1). Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
ном производстве и поставке в вооруженные силы современных образцов РАВ, обеспечении к 2020 году доли современных ВВСТ до 70 % и поддержании его в дальнейшем не ниже данного уровня. Кроме того, в рамках традиционной стратегии предполагается создание и оснащение войск системами вооружения, отдельными подсистемами вооружения и единичными образцами нетрадиционных образцов РАВ. В части наземных средств сил общего назначения планируется принятие на вооружение межвидовых самоходных артиллерийских комплексов, основного боевого танка на унифицированной боевой платформе «Армата», а также единого всепогодного саРис. 1. Действия обучаемых на практических занятиях моходного противотанкового ракетного комРис. 1. Действия обучаемых на практических занятиях плекса. Эксплуатация образцов РАВ состоит из В настоящее время эффективность эксЭксплуатация РАВэксплуатации, в войсках в первую очередь этапов под которыми по-направлена на тех плуатации все усложняющихся комплексов нимается период эксплуатации с характер- техническое обс правильное его использование, своевременное РАВ во многом определяетсячески обоснованнонымис задачами по переводу образца РАВ в в готовности к стью и своевременностью живание планирования и ремонт целью поддержания вооружения определенное состояние или по поддержаэксплуатационно-техническихпользованию мероприя- по назначению и на максимальное продление срока тий в масштабе всей системыслужбы. эксплуатации. нию в этом состоянии в течение установленЭто предъявляет повышенные требования ного времени. Эксплуатация Кобразцов состоит из этапов основнымРАВ этапам эксплуатации отно- эксплуатации, п к уровню подготовки должностных лиц, заникоторыми понимается период эксплуатации с характерными задачами мающихся разработкой системы планирова- сятся: ввод РАВ в эксплуатацию, приведение переводу образца в определенное состояние РАВРАВ в установленную степень готовностиили к по поддержанию ния технического обслуживания и ремонта, по назначению, использовакоторая обеспечивала бы заданный уровень использованию этом состоянии в течение установленного времени. ние РАВ по назначению, поддержание РАВ в боевой готовности РАВ с минимальными маК основным этапам эксплуатации относятся: ввод РАВ в эксплуа установленной степени готовности к испольтериальными и трудовыми затратами. цию, приведение РАВ в установленную степень готовности к использо В связи с этим планированию эксплуата- зованию по назначению (техническое обслунию по назначению, использование РАВ по назначению, поддержан ции и ремонта РАВ должно уделяться самое живание и ремонт РАВ, сервисное обслужиРАВ влиц установленной степени готовности к использованию по назначен хранение РАВ, сбережение РАВ серьезное внимание должностных всех вание РАВ), (техническое и ремонт снятие РАВ, сервисное при транспортировании, РАВ с экс- обслуживание РА звеньев управления эксплуатацией – от окру- обслуживание плуатации (списание). хранение РАВ, сбережение РАВ при транспортировании, снятие РАВ га до ремонтного подразделения. Исходя(рис. из указанного выше, основными Выпускник военного вуза,эксплуатации занимающий- (списание) 2). требованиями к уровню подготовки выпускся эксплуатацией и ремонтом вооружения, Исходя из указанного выше, основными требованиями к уровню п ника военного вуза с учетом особенностей должен знать основы планирования и уметь готовки выпускника военного вуза с учетом особенностей эксплуатац применять их при решении практических эксплуатации РАВ является знание: РАВ является знание: – требований руководящих документов задач по организации технического обслу– требований руководящих документов по эксплуатации РАВ; по эксплуатации РАВ; живания и ремонта вооружения, находяще– эксплуатационных требований,требований, предъявляемых – эксплуатационных предъ- к образцам воору гося в различных режимах и условиях эксявляемых к образцам вооружения (по облаплуатации [1, 2]. ния (по областям и видам); и видам); Эксплуатация РАВ в войсках –в сущности первую стям основных режимов эксплуатации РАВ; – сущности режимов эксплуаочередь направлена на технически пра– классификации изделийосновных РАВ и их состояние, факторов, влияющих вильное его использование, своевременное тации РАВ; состояние изделий;– классификации изделий РАВ и их сотехническое обслуживание и ремонт с цеправил и стояние, мер безопасности при эксплуатации РАВ; факторов, влияющих на состояние лью поддержания вооружения в– готовности к использованию по назначению и на изделий; – правил и мер безопасности при эксплумаксимальное продление срока его службы атации РАВ; (рис. 1). Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
111
тогда в процессе выполнения обязанностей на первичной должно будет способен изучить новый (модернизированный) образец РАВ том особенностей его конструкции (рис. 3). Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
– организации контроля технического состояния, технического обслуживания и ремонта РАВ; – организации хранения РАВ; – основ консервации РАВ; – организации планирования эксплуатации РАВ, планирования работы ремонтных органов, видов планирующих документов и их характеристики; – правил ведения эксплуатационной документации; – планирования и организации парково-хозяйственного дня в соединении; – организации и технического оснащеРис. 2. Изучение нового (модернизированного) ния войсковых ремонтных органов; образца РАВ с учетом особенностей его конструкции – обязанностей должностных лиц при организации эксплуатации РАВ; Рис. 3. изучение нового (модернизированного) образца РАВ При реализации плановых мероприятий – порядка приёма вооружения, ввода его том особенностей его конструкции. (сервисного) обслужив эксплуатацию, допуска личного состава к системы технического вания мероприятий и ремонта РАВ выпускник эксплуатации; При реализации плановых системывоенного техническог вуза должен быть способен к выполнению – категорирования РАВ; висного) обслуживания и ремонта РАВ выпускник военного вуза д – условий и порядка предъявления ре- мероприятий [3]: способен к выполнению мероприятий: – переработке нормативно-технической кламацийбыть и проведения доработок; обслужива– порядка обеспечения подразделений за- документации по техническому – переработке нормативно-технической документации по ТО и пасными частями, инструментом, принадлеж- нию и ремонту РАВ, формированию по каформированию по каждой номенклатуре вооружения всего компле ностями и эксплуатационными материалами; ждой номенклатуре вооружения всего комгласованных разработчиками регламентирующих документов; согласованных с разработчиками – организации надзора зассредствами изме- плекта документов; и функционир рений, технического освидетельствованиялогистического объ- регламентирующих – обоснованию обеспечения – обоснованию логистического обеспеектов государственного технического надзора; комплексных послегарантийного ТО и Р РАВ в районах, п чения и функционирования комплексных – порядка организациицентров и проведения к местам воинских частей; технического обпослегарантийного проверок женных технического состояниядислокации вооруже- центров и ремонта РАВ в районах, приния в подразделениях и на складах. – ведению электроннойслуживания базы учета технического состояния к В основе базовых знаний выпускника во- ближенных к местам дислокации воинских образца длясформированные определения потребности в мероприятиях ТО и Р, прогн частей; енного вуза должны быть – ведению электронной базы учета техкомпетенции в виде знаний вания на технических этой основе объема необходимых ресурсов на краткосроч нического состояния каждого образца для планир по основам организации эксплуатации среднесрочную перспективу, текущего и перспективного РАВ с проблемными вопросами обеспе- определения потребности в мероприятиях эксплуатации РАВ; на всех по техническому обслуживанию и ремонту, чения надёжности вооружения прогнозирования на проводимых этой основе объемавнеобэтапах эксплуатации [2]. У выпускника – контролю объема и качества работ, рамках сер должен быть сформирован комплекс знаний, ходимых ресурсов на краткосрочную и средго обслуживания и ремонта. умений и практических навыков для служеб- несрочную перспективу, текущего и перспекТаким образом, уровеньтивного подготовки выпускника военного вуза д планирования эксплуатации РАВ; ной деятельности по специальности подготов– контролю объема и качества работ, проки, что обеспечит ему выполнение должностобеспечивать решение практических задач в вопросах организации водимых в рамках сервисного обслуживания ных обязанностей. рования и проведения технического обслуживания и ремонта воору С учётом большого количества образцов и ремонта. находящегося в различных и условиях Таким образом, уровеньэксплуатации. подготовки выРАВ, находящихся в войсках, выпускник режимах в полном объеме должен знать базовые об- пускника военного вуза должен обеспечивать разцы РАВ, тогда в процессе выполнения решение практических задач в вопросах орКосенокдолжности Юрий Николаевич доктор технических и проведениянаук, тех- доцен обязанностей на первичной он ганизации–планирования начальник кафедры артиллерийского, реактивного и ракетного воор нического обслуживания и ремонта вооружебудет способен изучить новый (модернизирония, находящегося в различных режимах и ванный) образец РАВ с учетом особеннония. Филиал Военной академии материально-технического обеспече условиях эксплуатации. стей его конструкции (рис. 2).
имени генерала армии А.В. Хрулёва
112
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. О мерах по реализации отдельных положений статьи 81 Федерального закона от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» : приказ Министерства Обороны Российской Федерации от 15.09.2014 г. № 670 // СПС «Гарант». – Режим доступа: http://base.garant.ru. – (Дата обращения: 05.01.2018). 2. Квалификационные требования к военно-профессиональной подготовке выпускников по специальности «Стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное оружие» по специализации «Эксплуатация вооружения и военной техники (по областям и видам)» / утв. генералом армии Д. Булгаковым, 2013 г. 3. Руководство по содержанию ВВСТ Приказ Министерства Обороны Российской Федерации от 28.12.2013 г. № 969 // СПС «Гарант». – Режим доступа: http://base.garant.ru. – (Дата обращения: 05.01.2018).
REFERENCES 1. O merah po realizatsii otdel'nyh polozheniy stat'i 81 Federal'nogo zakona ot 29 dekabrya 2012 g. № 273-FZ «Ob obrazovanii v Rossiyskoy Federatsii» : prikaz Ministerstva Oborony Rossiyskoy Federatsii ot 15.09.2014 g. № 670 // SPS «Garant». – Rezhim dostupa: http://base.garant.ru. – (Data obrascheniya: 05.01.2018). 2. Kvalifikatsionnye trebovaniya k voennoprofessional'noy podgotovke vypusknikov po spetsial'nosti «Strelkovo-pushechnoe, artilleriyskoe i raketnoe oruzhie» po spetsializatsii «Ekspluatatsiya vooruzheniya i voennoy tehniki (po oblastyam i vidam)» / utv. generalom armii D. Bulgakovym, 2013 g. 3. Rukovodstvo po soderzhaniyu VVST Prikaz Ministerstva Oborony Rossiyskoy Federatsii ot 28.12.2013 g. № 969 // SPS «Garant». – Rezhim dostupa: http://base.garant.ru. – (Data obrascheniya: 05.01.2018).
Косенок Юрий Николаевич – доктор технических наук, доцент, начальник кафедры артиллерийского, реактивного и ракетного вооружения. Пензенский артиллерийский инженерный институт (филиал Военной академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва в Пензе).
Kosenok Yuriy Nikolaevich – Doctor of Engineering, Associate Professor, Head at the Artillery, Missile and Rocket Armament Department. Penza Artillery Engineering Institute (Branch) of Khrulev Military Academy of Logistics.
Статья поступила в редакцию 12.01.2018.
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
113
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 355.233 ГРНТИ 78.19.07 : 78.21.14
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОЦИАЛЬНОГО ВОСПИТАНИЯ ВОЕННОСЛУЖАЩИХ А.А. Гавриков, В.Л. Каштанов, В.В. Игнатович Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок, omsktii@mail.ru В данной статье раскрыты педагогические технологии, основанные на идеях социальной обусловленности воспитания и комплексности его построения. Целью применения описываемых в статье технологий служит реализация идей общественного воспитания курсантов в учебно-воспитательном процессе военного вуза. Результатом проектирования технологии является целостная система такого воспитания. Ключевые слова: социальное воспитание, технология, военнослужащий, преобразование, курсант военного вуза, профессиональные задачи, модель, моделирование процесса, планирование, прогнозирование.
REALIZATION OF TRANSFORMATIVE POSSIBILITIES FOR SOCIAL EDUCATION OF MILITARY MEN A.A. Gavrikov, V.L. Kashtanov, V.V. Ignatovich Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, omsktii@mail.ru The article deals with the pedagogical technologies based on the ideas of social conditionality of education and composite nature of its structure. The application purpose of the technologies, described in the article, is the realization of the ideas of social education in cadets in the teaching and educational process at a military institution. The integral system of social education in cadets at a military institution is the result of planning the technology. Keywords: social education, a technology, a military man, transformation, a cadet of a military institution, professional tasks, a model, process modeling, planning, prognostication.
На сегодняшний день перед высшей военной школой стоят задачи по подготовке будущих военных специалистов, руководителей военного ведомства, готовых и способных действовать в современных условиях. На современном этапе развития российского общества необходимо добиться такого уровня образования будущего офицера, который позволит охарактеризовать военного как социально развитого, социально зрелого, гуманного. Чтобы реализовать данные задачи, необходимо знание и учет возрастных особенностей курсантов, переход на позиции субъект-субъектных отношений,
совершенствование методов обучения и воспитания, а также внедрение новых педагогических технологий, основанных на идеях социальной обусловленности воспитания [1], [2]. Технологический уровень анализа процесса социального воспитания военнослужащих связан с выделением технологий познания и преобразования объекта воздействий и взаимодействий. Данный уровень исследования позволяет построить конструкцию решения проблемы таким образом, чтобы обеспечить успешность в достижении ожидаемого результата.
© Гавриков А.А., Каштанов В.Л., Игнатович В.В., 2018
114
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
С позиций методологических основ социальной педагогики (В.Д. Семенов, И.А. Липский, Г.Н. Филонов, Т.Ф. Яркина) технологии научно-преобразовательной деятельности в системе социального воспитания военнослужащих могут быть представлены следующими компонентами: диагностирование; измерение, оценивание; прогнозирование; моделирование; проектирование; программирование; планирование; технология реализации; обеспечение обратной связи; информационное обеспечение [3], [4], [5], [6]. Технология преобразовательной деятельности в пространстве социального воспитания для условий воинской среды предполагает расчленение ее на жестко связанные между собой элементы, этапы и операции, определяющие последовательность их функционирования. Внутренняя логика данной технологии не допускает произвольного построения всей ее конструкции. Рассмотрим теперь элементы технологии социального воспитания курсантов. Первый этап – диагностирование. Его основной целью является установление факта совпадения единичного с целым, его отношения к определенному классу сущностей. Необходимо подчеркнуть, что преобразовательная сущность данной технологии заключается в том, что, во-первых, в процессе диагностирования при преобразовании объекта социального воспитания осуществляется его отнесение к определенному классу объектов, что, в свою очередь, формирует систему его отношений и взаимосвязей с ними внутри этого явления. Во-вторых, в процессе диагностирования объекта он, как правило, уже подвергается преобразованию в силу практической деятельности с ним. В-третьих, уже на этапе диагностирования определяются многие пути и направления реконструкции социального воспитания, которые могут уточняться, корректироваться. Оценивание и измерение социального воспитания, его различных сторон, свойств, связей и отношений позволяет раскрыть закономерности качественных и количественных его характеристик. Вместе с тем, анализ ряда диссертационных исследований показывает, что авторы используют в качестве критериев не такие конкретные понятия, как Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
«большее – меньшее», «выше – ниже», но и опираются на некий абстрактный «средний» уровень. Технология прогнозирования в логике теории научно-преобразовательной деятельности реализуется в связи с необходимостью поиска возможных перспектив развития социального воспитания. В этом заключается его смысл. В нашем случае предметом прогнозирования выступают факты, составляющие содержание социального воспитания, его структуру и функции. Предметом прогнозирования выступают вероятность и сроки реализации прогноза. Следовательно, элементами прогнозирования выступают: цели, задачи, содержание, критерии оценки, средства и организационные формы результатов социального воспитания в будущем. Результатом же прогнозирования выступает собственно прогноз, т. е. вероятное суждение о состоянии социального воспитания, его преобразующих возможностей. Моделирование процесса социального воспитания курсантов рассматривается в качестве технологии построения и изучения моделей как реальных, уже созданных его компонентов, так и конструируемых (идеально, абстрактно) в целях улучшения их качественных характеристик. Сущность технологии моделирования заключается в том, что изучаемое нами явление проходит три этапа изменений. Первый этап – формирование модели, которая включает наиболее существенные признаки и свойства социального воспитания. Причем здесь осуществляется предопределение нашего объекта исследования в наглядно-образной (знаковой) форме-схеме. Модель (фр. – modele; лат. modulus – мера, образец, норма) – мысленно предсказанная или материально созданная система, которая способна заменить его (объект) тем, что ее изучение дает нам новую информацию об объекте. Второй этап – этап преобразования модели. Он связан с изменением выделенных свойств применительно к новым условиям (социальным ситуациям). Здесь происходит выбор наиболее оптимальных вариантов полученных результатов. На третьем этапе производится перенос результатов на объект изучения. При этом,
115
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
по вполне объективным причинам, могут возникнуть противоречия между исходным и новым (текущим) состоянием социального воспитания курсантов. Проектирование – это технология реализации преобразования возможностей социального воспитания, которая предполагает формулирование замысла, т. е. проекта текущего состояния используемого нами объекта. Как известно, под проектированием понимается процесс создания проекта (прототипа) предполагаемого (возможного) качественного состояния явления, объекта. Правда, иногда под проектированием понимают деятельность по определению условий реализации той или иной системы; деятельность по идеальному построению и практическому воплощению того, что возможно или должно быть. Технология проектирования процесса социального воспитания курсантов закладывается путем реализации, в свою очередь, ряда структурных элементов (концептов): теоретического; инфологического (т.е. содержащего указания на исходную информацию); позитивного (внедряются через принципы завершенности, конструктивности, реалистичности); содержательного (посредством описания сути проекта); технологического (описание технологии выполнения проекта); критериального (через описание критериев оценки эффективности реализации проекта); формы (предполагает характеристику конкретных форм); межпредметного (содержит описание совокупности и характера координации связей социального воспитания (как объекта изучения) с другими (родственными) объектами социальной среды). Кроме того, проектную форму может иметь профессиональная деятельность военного инженера, обеспечивающая его развитие как субъекта труда. Практика проектирования личностного и профессионального развития человека, в частности, описана в диссертационных исследованиях многих ученых [7]. Технология программирования – это совокупность последовательных операций по составлению программы (programma (греч.) – объявление, распоряжение) комплекса мероприятий по реализации одной или нескольких целей развития социального воспитания курсантов. Сущность программы заключает-
116
ся в детальном описании целей, содержания, форм организационных моментов и методики (совокупности приемов и средств, реализованных в тех или иных условиях) социальной ситуации воинской среды. Следовательно, в программе отражаются мероприятия, связанные с достижением цели социального воспитания. Технология планирования представляет собой совокупность операций по разработке плана, который предстает как определенный порядок реализации конкретной программы выполнения социально-воспитательной работы, проведения мероприятий. Заметим, что планирование является важнейшим элементом управления процессом социального воспитания в военном социуме. Таким образом, план – это описание целей преобразовательной социально-педагогической деятельности; мероприятий по достижению поставленных целей; функций управления, организации, контроля и руководства; субъектов исполнения, намеченного; используемых средств (ресурсов); сроков выполнения конкретных мероприятий; указание затрат времени педагогического труда. Технология реализации плана по достижению целей и задач социального воспитания курсантов объективно обусловлена спецификой воинской деятельности. В связи с этим целесообразно подчеркнуть, что только в процессе реализации намеченного наблюдается завершение одного этапа (и состояния) преобразования объекта воздействий и взаимодействия и переход его в новое (обновленное) состояние (качество). При этом мы можем констатировать ожидаемое (прогнозируемое) изменение свойств и характеристик, параметров личностно-средового порядка. Технология обратной связи выделяется нами в связи с тем, что существует необходимость и основание обеспечивать интегративность (т.е. воздействие результатов взаимовлияния в субъектно-объектном поле функционирования процесса социального воспитания в конкретной воинской микросреде) преобразовательного воздействия на личность курсантов и его социальное окружение. В нашем случае обратная связь выступает в качестве формы взаимодействия (информационного взаимодействия), которая призвана играть роль связывающего элемента, постоНаука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
янно указывающего на границы происходящих изменений и возникающих при этом новых проблем и трудностей. Технология информационного обеспечения, на наш взгляд, представляет собой деятельность субъектов социального воспитания курсантов, которая направлена на решение целого ряда задач: – изучение состава и основных характеристик потребителей информации (информационные потребности личного состава подразделений); – исследование качественных характеристик источников (каналов) полученной информации; – построение информационного модуля, отвечающего социальному заказу (интересам государства и гражданского общества, военного социума) в формировании социально развитой личности курсанта нового типа; – анализ социальных характеристик информации, оценка специфики соответствия ее норм, содержания информационным потребностям; – организация передачи информации к потребителю;
– получение новой информации, в том числе об отношении к ней потребителей; – обработка информации и хранение ее в созданном банке данных субъектами информационного обеспечения. Таким образом, на технологическом уровне анализа и реализации преобразовательных возможностей социального воспитания в результате применения различных, апробированных на практике технологий мы находим инварианты решения конкретных социально-педагогических задач. Военный социум разнообразен по своим функциональным полям. Вооруженные силы обладают объективной спецификой выполнения служебно-боевых задач, вместе с тем, методологический характер представленного знания способен вооружить профессорско-преподавательский и командный состав военных вузов вполне приемлемыми способами научно-преобразовательной деятельности в системе социального воспитания курсантов. Именно поэтому можно с определенной долей уверенности говорить о том, что технологии социального воспитания военнослужащих носят всеобщий характер.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Семенов, В.Д. Социальная педагогика / В.Д. Семенов. – Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 1995. – 297 с. 2. Липский, И.А. Прогнозирование развития военно-педагогических исследований : дис... д-ра пед. наук / И.А. Липский. – Москва, 1995. – 382 с. 3. Филонов, Г.Н. Социальная педагогика: сопряжение наук о человеке / Г.Н. Филонов // Педагогика. – 1996. – № 6. – С.35–40. 4. Яркина, Т.Ф. Социальная педагогика и социальная работа в контексте международного сотрудничества / Т.Ф. Яркина. – Москва : АСОПиР РФ, 1998. – 62 с. 5. Кант, И. О педагогике / И. Кант // Трактаты и письма. – Москва : Педагогика, 1980. – С. 47–51. 6. Ушинский, К.Д. О народности в общественном воспитании / К.Д. Ушинский // Педагогические сочинения : В 6 т. – М.: Педагогика, 1988. – Т. 1. – С. 194–256. 7. Гавриков, А. А. Профессиональные задачи военного инженера как предмет возможной проектной деятельности / А. А. Гавриков. – Уфа : Аэтерна, 2015.
REFERENCES 1. Semenov, V.D. Sotsial'naya pedagogika / V.D. Semenov. – Ekaterinburg : Izdatel'stvo Ural'skogo universiteta, 1995. – 297 s. 2. Lipskiy, I.A. Prognozirovanie razvitiya voennopedagogicheskih issledovaniy : dis... d-ra ped. nauk / I.A. Lipskiy. – Moskva, 1995. – 382 s. 3. Filonov, G.N. Sotsial'naya pedagogika: sopryazhenie nauk o cheloveke / G.N. Filonov // Pedagogika. – 1996. – № 6. – S.35–40. 4. Yarkina, T.F. Sotsial'naya pedagogika i sotsial'naya rabota v kontekste mezhdunarodnogo sotrudnichestva / T.F. Yarkina. – Moskva : ASOPiR RF, 1998. – 62 s. 5. Kant, I. O pedagogike / I. Kant // Traktaty i pis'ma. – Moskva : Pedagogika, 1980. – S. 47–51. 6. Ushinskiy, K.D. O narodnosti v obschestvennom vospitanii / K.D. Ushinskiy // Pedagogicheskie sochineniya : V 6 t. – M.: Pedagogika, 1988. – T. 1. – S. 194–256. 7. Gavrikov, A. A. Professional'nye zadachi voennogo inzhenera kak predmet vozmozhnoy proektnoy deyatel'nosti / A. A. Gavrikov. – Ufa : Aeterna, 2015.
Гавриков Александр Анатольевич – кандидат педагогических наук, преподаватель кафедры технического обеспечения (и тактики); Игнатович Владимир Владимирович – старший преподаватель кафедры технического обеспечения (и тактики); Каштанов Виталий Леонидович – преподаватель кафедры технического обеспечения (и тактики). Омский автобронетанковый инженерный институт.
Gavrikov Aleksandr Anatol'evich – Cand. Sc. {Education}, Lecturer at the Maintenance and Tactics Department; Ignatovich Vladimir Vladimirovich – Senior Lecturer at the Maintenance and Tactics Department; Kashtanov Vitaliy Leonidovich – Lecturer at the Maintenance and Tactics Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 20.02.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
117
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 331 ГРНТИ 06.77.01
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОДХОДОВ ПО РАЗВИТИЮ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ НАЧИНАЮЩИХ ПЕДАГОГОВ В СФЕРЕ ВЫСШЕГО И ВЫСШЕГО ВОЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ М.А. Бабичев Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14-й военный городок, ОАБИИ, omsktii@mail.ru В статье произведен обзор методов, применяемых для повышения качества труда и развития компетенций работников высшего образования. Проанализирован опыт как комплексного применения, так и отдельных методов воздействия на подготовку преподавателей. Анализ проводился на основании нормативных документов ряда вузов России, а также вузов военной направленности, с учетом особенностей позиционирования организации в сфере и степени развитости работы с кадровым потенциалом вуза. В основной части исследования описано сравнение методик по развитию преподавателей как вузов общегражданской специализации, так и вузов высшего военного образования. Сравнение производилось на основании нормативных документов вузов и законов, регламентирующих деятельность организации в сфере высшего либо высшего военного образования. В заключение сделан вывод о схожести и различиях в подходах к формированию и развитию ключевых компетенций у преподавателей, находящихся на начальном этапе карьерного становления. Ключевые слова: профессиональные компетенции, качество труда, методы стимулирования труда, профессиональная адаптация, военный вуз.
COMPARATIVE ANALYSIS OF APPROACHES TO THE DEVELOPMENT OF PROFESSIONAL COMPETENCIES OF ENTRY-LEVEL TEACHERS IN THE FIELD OF HIGHER EDUCATION AND HIGHER MILITARY EDUCATION M.A. Babichev Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, OABII, omsktii@mail.ru The article reviews the methods, which are used to improve the quality of work and the development competencies in higher education personnel. It analyzes the experience of both the integrated application and the individual methods effecting teachers’ training. The analysis is based on the regulatory documents of some Russian universities, including military ones, in terms of the features of the organization's positioning and the sophistication of work with the human resources of the institution. The main part of the research describes the comparison of methods for the development of teachers, at higher education institutions, including military ones. The author concludes that there are similarities and differences in approaches to the formation and development of key competencies in entry-level teachers. Keywords: professional competences, quality of work, stimulation methods, professional adaptation, a military institution. © Бабичев М.А., 2018
118
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
Введение Требования российского общества к качеству образования и профессиональной компетентности педагогов способствуют усилению внимания к их профессионально-личностному росту, обеспечению условий для конструктивного преодоления педагогами профессиональных затруднений и решения проблем, возникающих в педагогической практике. Проблемы организации труда и развития компетенций у педагогов на начальном этапе карьеры являются основными во многих образовательных учреждениях, в том числе и высшего образования. Способность преподавателя на начальном этапе карьеры соответствовать требованиям профессиональной среды определяется профессиональной адаптацией работника. Данный процесс напрямую влияет как на скорость овладения навыками, так и на полноту освоения профессиональных компетенций преподавателя. Наряду с проблемами развития компетенций у преподавателя вуза, находящегося в начале пути профессионального становления, существует проблема корректной оценки результатов деятельности его труда. Формирование и развитие профессиональных компетенций преподавателя, трудоустроенного с области высшего образования, достигается путем применения отдельных специальных мер и методик. В настоящий момент на практике можно рассмотреть ряд подходов, способствующих развитию данных специалистов. Автор текущего исследования считает необходимым отметить различную методологию развития в зависимости от индивидуальных особенностей учреждений. Стоит отметить применение элементов развития как в комплексе, так и частное применение отдельных исследуемых методов в различных вузах. Отдельно следует обратить внимание на специфичность применения методик развития преподавателя в сфере высшего военного образования, выраженную в комплексном применении ряда инструментов, отражающих особенность как образовательной, так и военной сферы. Сравнительный анализ подходов по развитию компетенций начинающих преподавателей вузов Предлагается рассмотреть действия с Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
начинающими преподавателями, применяемые в Высшей школе экономики (далее – ВШЭ) [1]. В данном учебном заведении сформирован кадровый резерв ВШЭ, представляющий собой систему отбора и развития сотрудников для дальнейшего ведения деятельности в структуре вуза. Целями создания группы кадрового резерва являются: – формирование корпоративной культуры; – пополнение профессорско-преподавательского состава; – формирование условий профессионального роста и развития; – стимулирование индивидуального планирования академической карьеры. Данные цели реализуются в результате постановки и решения отдельных задач: – закрепление и прием на постоянную работу лучших молодых преподавателей и научных работников в НИУ ВШЭ; – адаптация в НИУ ВШЭ новых научных работников. Внутренние положения вуза определяют кадровый резерв как совокупность трех категорий сотрудников: «Новые преподаватели», «Будущие профессора» «Новые исследователи». Структура кадрового резерва ВШЭ и требования к каждой группе сотрудников представлены на рисунке 1. Кадровый резерв Новые преподаватели молодые преподаватели, работающие в ВШЭ не более 24 месяцев
Будущие профессора
Новые исследователи
лучшие молодые молодые преподаватели работники, (с точки зрения работающие развития в научнов педагогической учебных лаи научной сферах) бораториях
Рис. 1. Структура кадрового резерва ВШЭ
Методами развития начинающего преподавателя в рамках кадрового резерва в ВШЭ является участие сотрудников из кадрового резерва в специальных семинарах. Данные семинары проводятся на ежегодной основе. Помимо отдельных нематериальных методов развития в ВШЭ для начинающих преподавателей существует система материального стимулирования. Для членов
119
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
группы «Новые преподаватели», отобранных в состав кадрового резерва, установлены стимулирующие доплаты. Данные выплаты устанавливаются приказом ректора и выплачиваются пропорционально фактически отработанному времени. Автор текущей статьи считает необходимым отметить, что представленные семинары относятся к нематериальным средствам стимулирования профессиональной адаптации и способствуют увеличению интенсивности освоения профессиональных навыков. Таким образом, можно сделать вывод о том, что внедрение в процесс профессиональной адаптации структуры, подобной кадровому резерву ВШЭ, способствует одновременному применению нескольких методов развития компетенций сотрудника. В качестве следующего примера работы по развитию качества труда начинающих преподавателей в текущем исследовании предлагается рассмотреть практику Череповецкого государственного университета [5]. В данном вузе проходит реализация программы по подготовке группы преподавателей высокого профессионального потенциала. Участниками данной программы являются научно-педагогические работники (НПР) вуза, соответствующие следующим критериям: – работа в должности НПР в университете не менее трех лет; – готовность кандидата к продолжению работы в ЧГУ; – высокий уровень качества преподавания; – возраст до 40 лет; участие в научно-исследовательской работе. Отметим, что программа Череповецкого государственного университета относится не только к начинающим преподавателям, а к более опытным сотрудникам научно-педагогической сферы, которые в то же время обладают высоким профессиональным потенциалом для развития своих профессиональных навыков. В текущей статье предлагается определить отдельные группы факторов, оказывающие влияние на формирование и развитие перспективных преподавателей. Выделяются внешние и внутренние факторы. Данные факторы автор представляет в виде таблицы 1.
120
Факторы формирования перспективных сотрудников
Внешние факторы
– доступность высшего образования – конкуренция вузов – развитие цифровых технологий – глобальная мобильность – интеграция с отраслями – изменение требований к обучению в вузе со стороны законодательства
Таблица 1
Внутренние факторы
– рост среднего возраста преподавательского состава – новые требования потребителей (студентов) – проявления профессиональной некомпетентности преподавателей – сбои в системе развития преподавателей
Стратегические и тактические цели отражены в «Стратегии ЧГУ – 2026. Среднесрочная программа развития ЧГУ на 2016–2020 гг.» [6]. Стратегия вуза состоит в позиционировании ЧГУ в качестве регионального лидера образования Вологодской области, вносящего значительный вклад в укрепление человеческого потенциала региона. В соответствии с целями кадровой политики, а также с опорой на стратегические ориентиры развития вуза сформирован ряд компетенций, необходимых для развития перспективного научно-педагогического работника из группы высокого профессионального потенциала. Каждая из компетенций имеет свой индикатор поведения, который оценивается с годовой периодичностью двумя инструментами: – метод «270º» (самооценка, оценка руководителем и коллегами); – компьютерное тестирование. В качестве компетенции, свойственной ЧГУ, стоит выделить клиентоориентированность. Данная компетенция является следствием стратегических целей вуза, а также внешних факторов формирования особых групп преподавателей, таких как конкуренция вузов и доступность высшего образования. Помимо комплексного формирования системы развития педагогических работников ряд вузов применяет в своей практике методы развития компетенций преподавателя отдельно. В качестве примера можно привести Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Московский Экономико-Правовой Институт и Новосибирский государственный университет экономики и управления НГУЭУ [7, 3, 2]. С точки зрения развития профессиональных компетенций преподавателей военных вузов предлагается к рассмотрению комплекс Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
методов, применяемых в Омском автобронетанковом инженерном институте (ОАБИИ). Ключевым элементом взаимодействия с преподавателями начального этапа карьеры является школа молодого преподавателя. Данный инструмент применяется в ОАБИИ к сотрудникам, начинающим свою работу в педагогической сфере. Продолжительность нахождения в школе молодого преподавателя составляет два года. Необходимо отметить схожесть метода привлечения начинающего сотрудника ОАБИИ с работой ВШЭ с категорией молодые преподаватели. Ключевым отличием представленных методов развития сотрудника является более детальная проработка и усиленное взаимодействие с педагогами в период профессионального становления в военном вузе. Помимо регулярных семинаров, проводимых с сотрудниками, начинающий специалист вуза получает еженедельные лекции по методике преподавания, особенностям ведения рабочей документации, психологическим основам ведения деятельности, методам и критериям оценивания обучаемых. Кроме того, работа школы молодого преподавателя ОАБИИ сопровождается ведением отчетных документов – дневника молодого специалиста. Данный дневник выступает как инструмент фиксации пройденных этапов обучения и развития на протяжении срока нахождения в статусе начинающего сотрудника. Следующим методом развития компетенций начинающих преподавателей в военном вузе является контроль готовности сотрудника к осуществлению педагогической деятельности с помощью пробных занятий. Проведение данных занятий регламентировано нормативными документами Министерства обороны Российской Федерации по работе с образовательными военными учреждениями. Пробные занятия проводятся только перед преподавательским составом в целях определения подготовленности начинающих преподавателей и допуска их к самостоятельному проведению занятий со студентами. Изучение учебно-материальной базы кафедры проводится под руководством преподавателя, назначенного наставником, сопровождается инструктажем по правилам применения объектов базы в учебно-воспитательном процессе и мерам безопасности при использовании технических средств. В сроки, установленные начальником Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
кафедры, начинающий преподаватель сдает зачеты по основам психологии и педагогики и по знанию руководящих документов, по организации и ведению учебного процесса на кафедре. После сдачи зачетов преподаватель готовит и проводит пробное занятие и при положительной оценке получает допуск на самостоятельное проведение занятий. Пробные занятия обсуждаются на заседании кафедры. По результатам занятия руководитель делает заключение о готовности преподавателя к самостоятельному проведению занятий. Пробные занятия также проводятся для рассмотрения организации и методики проведения занятий по новым учебным вопросам. [4] Заключение Анализ опыта отечественной практики показал наличие в распоряжении вузов инструментов, позволяющих оказывать влияние на развитие и формирование необходимых компетенций у начинающих преподавателей. Стоит отметить тот факт, что в ряде вузов России не в полной мере используется возможность применения комплекса методов. Также особо отмечается подход военных вузов по развитию начинающих педагогов с помощью применения специальных обучающих мероприятий инструментов оценки. Актуальным на сегодняшний день является вопрос о выработке единой методики развития педагогов вуза. В качестве примера вуза, который осуществляет максимальный охват используемых инструментов и отличается собственной методикой автор рассматривает ВШЭ. Методика данного вуза рассчитана на один-два года (в зависимости от возраста педагога). С точки зрения военного образования, автором выделяется подход ОАБИИ, в котором наряду с инструментами пробных и показных занятий используются обучающие мероприятия в виде школы молодого преподавателя. Специфика вуза накладывает определённые требования к корректировке применяемых методик и формированию итогового набора инструментов. Как следствие, текущая практика образования в разных сферах, в том числе и военных, накладывает ограничения на методы работы с преподавательским составом учебных заведений, к которым, в свою очередь, даются необходимые разъяснения.
121
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Положение о группе высокого профессионального потенциала (кадровом резерве) в Национальном исследовательском университете «Высшая школа экономики». – Москва : ВШЭ, 2016 – 9 с. 2. Положение о проведении открытых и показательных занятий (мастер-классов) профессорско-преподавательским составом. – Новосибирск : НГУЭУ, 2015 – 21 с. 3. Положение о проведении открытых, показательных и взаимных посещений занятий профессорско-преподавательским составом в негосударственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский Экономико-Правовой Институт». – Москва : НОУ ВПО «МЭПИ», 2013 – 4 с. 4. О мерах по реализации отдельных положений статьи 81 N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» : приказ Министра обороны Российской Федерации от 15 сент. 2014 г. N 670 г. // СПС «КонсультантПлюс». – (Дата обращения: 09.02.2018). 5. Программа подготовки группы высокого профессионального потенциала в Череповецком государственном университете // Конференция «Кадровые резервы университетов» НИУ ВШЭ, г.Москва, 31 октября – 1 ноября 2014 г. – Москва : НИУ ВШЭ, 2014. – С. 22. 6. Стратегия развития Череповецкого государственного университета до 2026 года среднесрочная программа развития ЧГУ на 2016 – 2020 гг. – Череповецк : ЧГУ, 2015 – 18 с. 7. Частная методика изучения курса тактико-специальной подготовки студентами Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева – Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 2014 – 16 с.
REFERENCES 1. Polozhenie o gruppe vysokogo professional'nogo potentsiala (kadrovom rezerve) v Natsional'nom issledovatel'skom universitete «Vysshaya shkola ekonomiki». – Moskva : VShE, 2016 – 9 s. 2. Polozhenie o provedenii otkrytyh i pokazatel'nyh zanyatiy (master-klassov) professorsko-prepodavatel'skim sostavom. – Novosibirsk : NGUEU, 2015 – 21 s. 3. Polozhenie o provedenii otkrytyh, pokazatel'nyh i vzaimnyh posescheniy zanyatiy professorskoprepodavatel'skim sostavom v negosudarstvennom obrazovatel'nom uchrezhdenii vysshego professional'nogo obrazovaniya «Moskovskiy Ekonomiko-Pravovoy Institut». – Moskva : NOU VPO «MEPI», 2013 – 4 s. 4. O merah po realizatsii otdel'nyh polozheniy stat'i 81 N 273-FZ «Ob obrazovanii v Rossiyskoy Federatsii» : prikaz Ministra oborony Rossiyskoy Federatsii ot 15 sent. 2014 g. N 670 g. // SPS «Konsul'tantPlyus». – (Data obrascheniya: 09.02.2018). 5. Programma podgotovki gruppy vysokogo professional'nogo potentsiala v Cherepovetskom gosudarstvennom universitete / // Konferentsiya «Kadrovye rezervy universitetov» NIU VShE, g. Moskva, 31 oktyabrya – 1 noyabrya 2014 g. – Moskva : NIU VShE, 2014. – S. 22. 6. Strategiya razvitiya cherepovetskogo gosudarstvennogo universiteta do 2026 goda srednesrochnaya programma razvitiya ChGU na 2016 – 2020 gg. / Cherepovetsk : ChGU, 2015 – 18 s. 7. Chastnaya metodika izucheniya kursa taktikospetsial'noy podgotovki studentami Rossiyskogo himikotehnologicheskogo universiteta im. D.I. Mendeleeva. – Rossiyskiy himiko-tehnologicheskiy universitet im. D.I. Mendeleeva, 2014 – 16 s.
Бабичев Михаил Александрович – преподаватель кафедры технологии производства. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Babichev Mihail Aleksandrovich – Lecturer at the Production Engineering Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 28.02.2018
122
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 614.8.084 ГРНТИ 76.01.93
ВЕДУЩИЕ ФОРМЫ ТРАВМАТИЗМА ВОЕННОСЛУЖАЩИХ В ВУЗЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ИХ ПРОФИЛАКТИКЕ В.А. Ляпин, А.П. Степанов, В.В. Климов, И.А Абрамова Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок, omsktii@mail.ru В статье рассмотрены проблемные вопросы обеспечения безопасности военной службы. Установлен характер формирования травматизма военнослужащих. Предложены пути решения проблемных вопросов. Ключевые слова: травматизм, травма, профилактика травматизма, поликлиника, военное здравоохранение, безопасность военной службы.
LEADING FORMS OF INJURIES OF THE MILITARY PERSONNEL AT A HIGHER INSTITUTION AND IMPROVEMENT OF MEASURES FOR THEIR PREVENTION V.A. Lyapin, A.P. Stepanov, V.V. Klimov, I.A. Abramova Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, omsktii@mail.ru The article deals with the problematic issues of military service security. The authors specify the nature of the formation of injuries in the military personnel. They propose the ways of solving problematic issues. Keywords: traumatism, an injury, injury prevention, an outpatient hospital, military health care, military service security.
Актуальность Травматизм является одной из важнейших проблем современного общества. В России, по данным исследований, смертность от травм за последнее десятилетие выходит на ведущие места в списке общих причин летального исхода. В возрастной группе населения до 40 лет, наиболее трудоспособной части общества, в структуре причин смерти травматизм занимает первое место. Средний возраст погибших в результате травм составляет 45 лет [5, 7, 10]. Актуальность исследования на настоящее время обусловлена необходимостью сохранения жизни и здоровья военнослужащих. Травматизм – это одна из важнейших проблем современной армии. Неоправданные потери личного состава снижают боеспо-
собность воинских частей и подразделений, влекут за собой значительные моральные и материальные затраты [1, 2, 8]. Показатели травматизма военнослужащих должны быть использованы при оценке степени безопасности военной службы, так как именно показатели травматизма зависят от эффективности мероприятий в этой сфере. С проблемой травматизма связана значительная доля причиняемого в войсках ущерба здоровью военнослужащих. Степень тяжести травм и летальность неуклонно возрастают. На сегодняшний день в среднем по вооруженным силам 2,5 % травмированных военнослужащих умирает, а 1,8 % – увольняется из вооруженных сил [4, 6]. Процесс возникновения травматического повреждения обусловлен множественным
© Ляпин В.А., Степанов А.П., Климов В.В, Абрамова И.А., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
123
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
воздействием разнонаправленных факторов, и их изучение, анализ, разработка и проведение мероприятий по предупреждению травмы в конкретных условиях деятельности военнослужащих позволит значительно снизить уровень травматизма [5, 8, 9, 10]. Всё указанное и определило цель проводимого нами исследования: на основе изучения структуры травматизма с последующим выявлением факторов, формирующих травматизм военнослужащих, и коррекции мероприятий по предупреждению травматических поражений. В соответствии с целями исследования были определены задачи исследования. 1. Изучить особенности среднемноголетней структуры травматизма военнослужащих Омского автобронетанкового инженерного института, проходящих военную службу. 2. Выявить основные группы факторов риска, являющихся основными причинами травматических поражений у военнослужащих указанного института. Материалы и методы В ходе изучения материалов текущей и архивной медицинской документации (2 МЕД) производился расчет общих (структура травматизма) и специальных показателей (структура среднемноголетнего травматизма), характеризующих особенности формирования травматизма в течение длительного периода времени (2006–2013 годы). Анализ среднемноголетних показателей травматизма предполагал выявление особенностей формирования травм в течение периода наблюдения в структуре травматизма. Показатели определялись числом первичных обращений за медицинской помощью по поводу травматизма военнослужащих в календарном году. Cреднемноголетняя структура первичного травматизма – это отношение суммарного числа всех обращений за медицинской помощью по поводу травматизма за изученный период, деленное на количество периодов наблюдения. Результаты исследования В ходе проведенного исследования был установлен характер формирования травматизма военнослужащих Омского автобронетанкового инженерного института по клинико-статистическим данным в период 2006–2013 гг. Среднемноголетняя структура ведущих форм травм военнослужащих (курсантов и
124
офицеров) указанного учебного заведения по материалам отчетных документов (Форма 2/МЕД) представлена в таблице 1. Таблица 1 Среднемноголетняя структура ведущих форм травм по классу XIX. Травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин по данным первичной обращаемости военнослужащих в период с 2006–2013 гг. (в процентах) Первичные обращения
Группа 6. Травмы локтя и предплечья Группа 7. Травмы запястья и кисти Группа 9. Травмы колена и голени Группа 10. Травмы области голеностопного сустава и стопы Прочие Итого
Курсанты Офицеры
9,62
5,88
25,66 18,22 22,59
21,85 20,17 33,61
23,91 100,00
18,49 100,00
Военнослужащие курсанты и офицеры Омского автобронетанкового инженерного института чаще всего обращались в лечебное учреждение по поводу травм запястья и кисти, а также травм в области голеностопного сустава и стопы, далее следовали травмы колена и голени, травмы локтя и предплечья. Их доля в общей среднемноголетней структуре травматизма военнослужащих составила более 80 %. Отметим некоторые особенности травматизма по отдельным ведущим травмам в указанных группах, формирующих основную долю первичных обращений в медицинское учреждение по поводу травм. Среднемноголетняя структура травм локтя и предплечья военнослужащих (курсантов и офицеров) указанного учебного заведения по материалам отчетных документов представлена в таблице 2. Таблица 2 Среднемноголетняя структура ведущих форм травм в группе 6. Травмы локтя и предплечья по данным первичной обращаемости военнослужащих (в процентах) Наименование нозологических Курсанты Офицеры форм болезней
Поверхностная травма предплечья Перелом костей предплечья Вывих, растяжение и перенапряжение капсульно-связочного аппарата локтевого сустава Прочие Итого
40,91 24,24 21,21
28,57 51,43 10,00
13,64 100,00
10,00 100,00
Наибольшее число обращений военнослужащих в группе травм локтя и предплечья приходилось на поверхностные травмы предплечья, переломы костей предплечья, вывиНаука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
хи, растяжения и перенапряжения капсульно-связочного аппарата локтевого сустава. В структуре среднемноголетнего травматизма в указанной группе травм военнослужащих данные травмы составляли более 85 %. Далее нами представлена среднемноголетняя структура травм запястья и кисти военнослужащих (курсантов и офицеров) указанного учебного заведения по материалам отчетных документов (табл. 3). Таблица 3 Среднемноголетняя структура ведущих форм травм по группе 7. Травмы запястья и кисти по данным первичной обращаемости военнослужащих (в процентах) Наименование нозологических форм Курсан- Офицеболезней ты ры
Поверхностная травма запястья и кисти Открытая рана запястья и кисти Перелом на уровне запястья и кисти Прочие Итого
35,80 30,11 22,73 11,36 100,00
38,46 34,62 23,08 3,85 100,00
Наиболее часто военнослужащие в группе травмы запястья и кисти обращались по поводу поверхностных травм запястья и кисти, открытые раны запястья и кисти, переломы на уровне запястья и кисти в общей структуре среднемноголетнего травматизма военнослужащих группы 7. Травмы запястья и кисти могут быть получены при следующих обстоятельствах: – на занятиях по инженерной подготовке; – при выполнении хозяйственных работ; – физическая подготовка; – личная неосторожность; – работа на технике. В таблице 4 представлена среднемноголетняя структура травм колена и голени военнослужащих (курсантов и офицеров) указанного учебного заведения по материалам отчетных документов. Таблица 4 Среднемноголетняя структура ведущих форм травм в группе 9. Травмы колена и голени по данным первичной обращаемости военнослужащих (в процентах) Наименование нозологических форм Курсан- Офицеболезней ты ры
Поверхностная травма голени Перелом костей голени, включая голеностопный сустав Вывих, растяжение и перенапряжение капсульно-связочного аппарата на уровне голени Прочие Итого
51,20 14,40
45,83 20,83
28,00
25,00
6,40 8,33 100,00 100,00
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Сведения, указанные в таблице 4, формировались на основе травм, полученных военнослужащими (поверхностная травма голени; перелом костей, включая голеностопный сустав; вывих; растяжение и перенапряжение капсульно-связочного аппарата на уровне голени). Травмы колена и голени могут быть получены при следующих обстоятельствах: – при занятиях физической подготовкой; – личная неосторожность; – на занятиях по тактической подготовке. Среднемноголетняя структура травм области голеностопного сустава и стопы военнослужащих (курсантов и офицеров) указанного учебного заведения по материалам отчетных документов представлена в таблице 5. Таблица 5 Среднемноголетняя структура ведущих форм травм в группе 10. Травмы области голеностопного сустава и стопы по данным первичной обращаемости военнослужащих (в процентах) Наименование нозологических форм Курсан- Офицетравм ты ры
Поверхностная травма области голеностопного сустава и стопы Перелом стопы, исключая перелом голеностопного сустава Вывих, растяжение и перенапряжение капсульно-связочного аппарата голеностопного сустава и стопы Прочие Итого
32,90
22,50
15,48
35,00
41,29
25,00
10,32 17,50 100,00 100,00
В группе травм области голеностопного сустава и стопы преобладали поверхностные травмы области голеностопного сустава и стопы, вывихи, растяжения и перенапряжения капсульно-связочного аппарата голеностопного сустава и стопы и переломы стопы, исключая перелом голеностопного сустава. Травмы голеностопного сустава и стопы могут быть получены при следующих обстоятельствах: – физическая подготовка; – личная неосторожность; – на занятиях по тактической подготовке; – низкая обученность. Таким образом, факторы риска травматизма представляют собой комплекс взаимодействующих между собой причин, которые оказывают свое влияние на процесс возникновения травмы. Они могут быть устранены или ослаблены мероприятиями по предотвращению травматизма.
125
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
Выводы 1. Травматизм военнослужащих в течение изученного периода (2006–2013 годы) не различается по качественному признаку в группах военнослужащих (курсанты, офицеры). 2. Ведущими группами травм у военнослужащих в структуре травматизма (однородными и стабильными как у курсантов, так и офицеров) были травмы локтя и предплечья, травмы запястья и кисти, травмы области голеностопного сустава и стопы, далее следовали травмы колена и голени. 3. В структуре указанных ведущих нозологических форм травм также отмечалось однородность травматических поражений как в группах курсантов, так и у офицеров.
4. Показатели травматизма военнослужащих служат базой для изучения и оценки условий безопасности военной службы. Исходя из вышеуказанного следует, что существующая система предупреждения травматизма не позволяет в полной мере решать вопросы безопасности военной службы. 5. В целях снижения показателей травматизма военнослужащих должны быть разработаны организационные принципы мероприятий, которые основаны на системном подходе к решению этой проблемы. Существенная особенность этих принципов заключается в планировании мероприятий служебной деятельности с использованием оценки факторов риска травматизма и прогнозированием возможных травмоопасных ситуаций в конкретных условиях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Боченков, А.А. Актуальные аспекты проблемы травматизма и острых отравлений в Вооруженных Силах / А.А. Боченков, А.Г. Катрушенко // Военно-медицинский журнал. – 1998. – № 12. – С. 35–39. 2. Брюсов, П.Г. Военно-полевая хирургия / П.Г. Брюсов, Э.А. Нечаев, В.К. Агапов. – Москва : ГОЭТАР, 1996. – 163с. 3. Ткаченко, С.С. Военная травматология и ортопедия / С.С. Ткаченко. – Ленинград, 1985. – 598 с. 4. Горшков, С.Н. Предупреждение травматизма военнослужащих Приволжского округа ВВ МВД России. Методические рекомендации / С.Н. Горшков, С.А. Ананьин, А.В. Дмитроченков и др. – Нижний Новгород : Стимул, 2005. – 40с. 5. Каменская, Е.В. Обеспечение безопасности военнослужащих при осуществлении образовательной деятельности в вузах МО РФ / Е.В. Каменская, А.П. Степанов // Совершенствование образовательной деятельности и качества подготовки специалиста технического обеспечения материалы IV Межвузовской научно-методической конференции. – Омск : ОАБИИ, 2016. – С. 436–439. 6. Стародубов, В.И. Здоровье населения России в социальном контексте 90-х годов: проблемы и перспективы / В.И. Стародубов, Ю.В. Михайлова, А.Е. Иванова. – Москва : Медицина, 2003. – 452с. 7. Степанов, А.П. Формирование навыков в обеспечении безопасности военной службы / А.П. Степанов, Ф.И. Разгонов // Приоритетные направления повышения качества подготовки специалиста технического обеспечения: материалы V Межвузовской научно-методической конференции (28 декабря 2017 г.). – Омск : ОАБИИ, 2017. – С. 349–356 8. Ляпин, В.А. Система мер по предотвращению травматизма военнослужащих / В.А. Ляпин, А.П. Степанов, Ю.И. Синицын // Приоритетные направления повышения качества подготовки специалиста технического обеспечения: материалы V Межвузовской научно-методической конференции (28 декабря 2017 г.). Омск : ОАБИИ, 2017. – С. 318–323 9. Яньшин, Л.А. О социально гигиенических проблемах профилактики военно-профессионального травматизма / Л.А. Яньшин // Военно-медицинский журнал. – 1997. – № 3. – С. 50–53.
REFERENCES 1. Bochenkov, A.A. Aktual'nye aspekty problemy travmatizma i ostryh otravleniy v Vooruzhennyh Silah / A.A. Bochenkov, A.G. Katrushenko // Voenno-meditsinskiy zhurnal. – 1998. – № 12. – S. 35–39. 2. Bryusov, P.G. Voenno-polevaya hirurgiya / P.G. Bryusov, E.A. Nechaev, V.K. Agapov. – Moskva : GOETAR,1996. – 163s. 3. Tkachenko, S.S. Voennaya travmatologiya i ortopediya / S.S. Tkachenko. – Leningrad, 1985. – 598 s. 4. Gorshkov, S.N. Preduprezhdenie travmatizma voennosluzhaschih Privolzhskogo okruga VV MVD Rossii. Metodicheskie rekomendatsii / S.N. Gorshkov, S.A. Anan'in, A.V. Dmitrochenkov i dr. – Nizhniy Novgorod : Stimul, 2005. – 40s. 5. Kamenskaya, E.V. Obespechenie bezopasnosti voennosluzhaschih pri osuschestvlenii obrazovatel'noy deyatel'nosti v vuzah MO RF / E.V. Kamenskaya, A.P. Stepanov // Sovershenstvovanie obrazovatel'noy deyatel'nosti i kachestva podgotovki spetsialista tehnicheskogo obespecheniya materialy IV Mezhvuzovskoy nauchno-metodicheskoy konferentsii. – Omsk : OABII, 2016. – S. 436–439. 6. Starodubov, V.I. Zdorov'e naseleniya Rossii v sotsial'nom kontekste 90-h godov: problemy i perspektivy / V.I. Starodubov, Yu.V. Mihaylova, A.E.Ivanova. – Moskva : Meditsina, 2003. – 452s. 7. Stepanov, A.P. Formirovanie navykov v obespechenii bezopasnosti voennoy sluzhby / A.P. Stepanov, F.I. Razgonov // Prioritetnye napravleniya povysheniya kachestva podgotovki spetsialista tehnicheskogo obespecheniya: materialy V Mezhvuzovskoy nauchnometodicheskoy konferentsii (28 dekabrya 2017 g.). – Omsk : OABII, 2017. – S. 349–356 8. Lyapin, V.A. Sistema mer po predotvrascheniyu travmatizma voennosluzhaschih / V.A. Lyapin, A.P. Stepanov, Yu.I. Sinitsyn // Prioritetnye napravleniya povysheniya kachestva podgotovki spetsialista tehnicheskogo obespecheniya: materialy V Mezhvuzovskoy nauchno-metodicheskoy konferentsii (28 dekabrya 2017 g.). Omsk : OABII, 2017. – S. 318–323 9. Yan'shin, L.A. O sotsial'no gigienicheskih problemah profilaktiki voenno-professional'nogo travmatizma / L.A. Yan'shin // Voenno-meditsinskiy zhurnal. – 1997. – № 3. – S. 50–53.
Ляпин Виталий Алексеевич – доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры управления войсками (подразделениями в мирное время); Степанов Алексей Петрович – кандидат военных наук, начальник кафедры управления войсками (подразделениями в мирное время); Климов Владимир Владимирович – преподаватель кафедры управления войсками (подразделениями в мирное время); Абрамова Иванна Андреевна – кандидат педагогических наук, заведующая кафедрой технической механики. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Lyapin Vitaliy Alekseevich – Doctor of Medicine, Professor, Professor at the Troop Command and Control (Unit Command and Control in peacetime) Department; Stepanov Aleksey Petrovich – Cand. Sc. {Military}, Head at the Troop Command and Control (Unit Command and Control in peacetime) Department; Klimov Vladimir Vladimirovich – Lecturer at the Troop Command and Control (Unit Command and Control in peacetime) Department; Abramova Ivanna Andreevna – Cand. Sc. {Education}, Head at the Engineering Mechanics Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 27.02.2018
126
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 372.881 ГРНТИ 78.21.14
ИНОСТРАННЫЙ ЯЗЫК КАК ЭФФЕКТИВНОЕ СРЕДСТВО ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОММУНИКАЦИИ ВОЕННОГО СПЕЦИАЛИСТА Т.В. Некрасова Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14-й военный городок, ОАБИИ, omsktii@mail.ru В статье рассмотрена современная образовательная концепция использования иностранного языка как средства коммуникации военных специалистов, которая свидетельствует о том, что особую актуальность приобретают вопросы, связанные с разработкой оптимальной образовательной модели учебно-методических и других ресурсов, направленных на эффективное формирование коммуникативной компетенции военных специалистов. Ключевые слова: профессиональная коммуникация, военная коммуникация, коммуникативные процессы, военный специалист, иностранный язык, образовательная модель, принципы построения модели, лингвистическая компетентность, речевая компетентность.
FOREIGN LANGUAGE AS AN EFFECTIVE MEANS OF PROFESSIONAL COMMUNICATION OF A MILITARY SPECIALIST T.V. Nekrasova Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, OABII, omsktii@mail.ru The article deals with the modern educational concept of using a foreign language as a means of communication of military specialists. The author shows that the issues related to the development of the optimal educational model, teaching and other resources aimed at the effective formation of the communicative competence of military specialists are of particular relevance. Keywords: professional communication, military communication, communicative processes, a military specialist, a foreign language, an educational model, modeling principles, the linguistic competence, the speech competence
В современных условиях развития международных контактов по содержанию профессиональной деятельности иностранный язык становится важнейшим средством профессиональной коммуникации специалистов разных профилей, в том числе и в сфере военного образования, поэтому в последнее время как за рубежом, так и в нашей стране обучение иностранному языку строится с учетом потребностей обучающихся. В зарубежной методике появилось целое направление
«English for Specific Purposes», внутри которого на основании общей специализации среди других групп выделяется и английский для военных – «Military English» и английский для миротворцев «Peacekeeping English», что является вполне оправданным, исходя из специфики и всё возрастающей роли иноязычного процесса коммуникации в различных сферах военной деятельности. Умение вести переговоры на иностранном языке, принимать радиосообщение, передавать
© Некрасова Т.В., 2018 Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
127
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
сведения без привлечения переводчика входит в квалификационные требования, предъявляемые к военным специалистам. Таким образом, владение иностранным языком становится непременным условием военно-профессиональной деятельности. Современная образовательная практика свидетельствует о том, что особую актуальность приобретают вопросы, связанные с разработкой оптимальной образовательной модели, учебно-методических и других ресурсов, направленных на эффективное формирование коммуникативной компетенции военных специалистов. Так, в процессе преподавания иностранных языков необходимо четко представлять конечный результат и «продукт» обучения. А именно, качественные характеристики по видам выполняемой деятельности [12]: – для адъюнктов – это готовность участвовать в работе российских и международных исследовательских коллективов по решению научных и научно-военных задач, способность применять методологию теоретических и экспериментальных исследований в области военной науки; – для переводчиков – готовность использовать современные методы и технологии речевой коммуникации на иностранных языках, формирование и совершенствование способностей к владению языком на профессионально- экспертном уровне для осуществления экзистенциальной функции языка, развития способности пребывать в иноязычной культуре и языке без заметных трудностей; – для курсантов – работа с материалами на иностранном языке с целью получения новых знаний по профессиональному предназначению и их реализация в процессе коммуникативной деятельности и др. Рассмотрим, что представляет собой коммуникация. Коммуникация (лат. «communico» – делаю общим, связываю, общаюсь) – общение, обмен мыслями, сведениями, идеями и т.д. – специфическая форма взаимодействия людей в процессе их познавательно-трудовой деятельности [9]. Формы коммуникации характеризуются главным образом функционированием языка. Коммуникация в любом случае обусловлена экстралингвистическими факторами, такими как, напри-
128
мер, ситуативная конкретность, пресуппозиция, национально-культурная традиция. Коммуникативный процесс представляет собой непрерывное взаимодействие участников коммуникации. В коммуникативном процессе участвуют коммуниканты (адресат и адресант или отправитель и получатель, или говорящий и слушающий), порождающие и интерпретирующие сообщения. Коммуникативность служит для того, чтобы обучение общению происходило в условиях общения, т.е. в адекватных условиях [3, с. 222]. Коммуникативные процессы осуществляются на основе общего базиса, который позволяет создать и развить сильную и стабильную я-идентичность [5]. Это обусловлено новыми тенденциями, происходящими в смене приоритетов первичности использования различных аспектов языка в практической деятельности вообще, в профессиональной, в частности. Акт коммуникации, как известно, представляет собой, с одной стороны, выражение каких-либо мыслей с помощью языка, а с другой стороны – понимание того, что говорят другие, т.е. понимание их мыслей, выраженных в языковой форме [1]. Общение в военно-профессиональной сфере требует специальных знаний и навыков, которые необходимы для достижения прагматического воздействия и успеха в коммуникации. Поэтому очень важно обучать свободному овладению жанрами, которые являются профессионально определяющими [13]. Это умение считается основополагающим, так как каждый жанр имеет свою специфическую форму и композиционное построение согласно цели коммуникации. Разнообразие жанровых форм определяется коммуникативными задачами и целями общения. Знание специфических характеристик каждого жанра является чрезвычайно важным для коммуникации. Специалистам в разных случаях коммуникации необходимо: – уметь употреблять термины в деловом контексте и помнить, что знание употребляемых слов в деловом контексте должно отличаться от обыденно-привычных слов; – знать этикетно-речевые формулы делового общения, которые являются неотъемлемой частью профессионального речевого общения; Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
– учитывать ряд экстралингвистических факторов, таких как особенности процесса военного общения, содержание деятельности специалиста, служащих важным параметром оценки коммуникативной ситуации и планирования коммуникативных действий; – знать статусно-ролевые характеристики, так как успех коммуникации нередко зависит от того, как выбраны форма и стиль общения («командир-подчиненный», «командир-командир» и др.). Коммуникативный подход при обучении иностранным языкам является определяющим для языкового образования как в нашей стране, так и за рубежом. В связи с этим в содержание обучения входят языковые, речевые, социокультурные знания, навыки и умения, обеспечивающие формирование коммуникативной компетенции, т.е. способности и готовности использовать иностранный язык в процессе межкультурного взаимодействия в типичных ситуациях устного и письменного общения. Все особенности коммуникативного подхода значимы с процессуальной точки зрения [11]. Определений коммуникативного процесса достаточно много. Одним из эффективных методов объяснения сущности какого-либо процесса является метод моделирования, т.е. воспроизведение характеристик одного объекта с помощью другого. Модель коммуникации воспроизводит составные элементы и функциональные характеристики коммуникационного процесса в виде схемы. Существуют множество моделей коммуникации. Содержание моделей зависит от потребностей той сферы деятельности, в которой она появилась. Так, например, в модели коммуникации Д. Лассвелла выделяются участники и элементы коммуникативного акта: коммуникатор, сообщение, канал, получатель, последствия. В результате образуется простая графическая модель «SOURCE – MESSAGE – CHANNEL – RECEIVER – EFFECT». Далее он определяет сферы исследования коммуникации в соответствии с предложенным разделением ролей участников: исследование управления, содержательной стороны коммуникации, коммуникативной среды, аудитории, коммуникативного воздействия [6]. Данный подход к коммуникации является содержательным и процессуальным, что соНаука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
ответствует требованиям военно-профессиональной направленности и отражает содержание коммуникативных компетенций военных: лингвистической, социолингвистической, дискурсивной, стратегической и социокультурной. Так, лингвистическая компетенция понимается нами как сознательное или интуитивное знание системы языка для построения грамматически и семантически правильных предложений, умение и способность демонстрировать знание системы языка посредством речи. Социолингвистическая компетенция – это умение распознавать и адекватно использовать в целях коммуникации набор лексико-грамматических конструкций иностранного языка. Социокультурным навыком называют эффективное усвоение экстралингвистической информации, необходимой для адекватного общения и взаимопонимания [7]. Стратегическая компетенция имеет отношение к различным стратегиям военно-профессиональной деятельности. Дискурсивная – это способность воспринимать и порождать речевые сообщения адекватно прагматическому контексту. Речевая компетенция входит в состав лингвистической и представляет собой функциональное использование изучаемого языка как средства общения и познавательной деятельности: умение понимать аутентичные специальные тексты (аудирование и чтение), передавать информацию в связных аргументированных высказываниях (говорение и письмо), планировать свое речевое и неречевое поведение с учетом статуса партнера по общению. Особую роль в формировании коммуникативной компетенции играют методы, средства и технологии, поэтому мы обращаемся к проблеме создания информационно-образовательного пространства (современные электронные источники информации: видеои аудиоматериалы, ссылки на виртуальные библиотеки, электронные учебные пособия, словари, энциклопедии и др.). Важно учитывать, что в каждом акте коммуникации сообщение имеет три слоя: информация, эмоции, роли [4]. Роли – это культурно-специфические социальные отношения, существующие между участниками и включающие расстояние между участниками по вертикали – в иерархии соподчинения, по
129
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
горизонтали – степень роли участника коммуникации. Для построения коммуникативной модели и понимания самого процесса коммуникации важными являются положения об адресованности, обращенности любого высказывания, о диалогичности всякого общения. Говоря о военной сфере коммуникации, представляется необходимым определить принципы построения методической модели формирования коммуникативной компетенции, составляющей концептуальную основу формирования коммуникативных умений. Принципы построения методической модели формирования коммуникативной компетенции военных обобщают и формируют основные закономерности процесса обучения; их соблюдение необходимо для успешного формирования и расширения коммуникативной компетенции. Наиболее полное определение принципов обучения необходимо, поскольку их совокупность определяет требования к учебному процессу в целом и его составляющим (целям, задачам, методам, средствам, организационным формам процесса обучения), они относятся к числу базисных категорий методики, реализация которых в учебном процессе обеспечивает его эффективность [8, 9, 12]. В этих принципах должны учитываться данные дидактики, психологии, лингвистики, а также должны быть приняты во внимание цели, задачи и условия обучения военных. Основываясь на этом положении, мы рассматриваем принципы как способы реализации целей, содержания обучения, средств и методов обучения, которые в конечном итоге определяют стратегию и тактику обучения умениям профессионально ориентированного общения военных. Нам представляется необходимым их рассмотрение в плане теоретическом и практическом для использования их в качестве руководящего методического положения в организации процесса формирования умений профессионально ориентированного иноязычного общения военных. В качестве принципов построения методической модели нам представляется необходимым определить следующее: 1) принцип профессиональной ориентированности; 2) поэтапность методической организации процесса формирования коммуникативных умений военных;
130
3) учет лингвокультурологического аспекта военной коммуникации. Принцип профессиональной ориентированности является основополагающим принципом обучения, он неразрывно связан с проблемой профессионализации обучения как процесса, так и результата овладения определёнными социально-профессиональными ролями и функциями. Данный принцип обучения предполагает создание внутренних мотивов речевой деятельности военных путём внешней мотивации их поведения; создания подлинной предметности профессионального общения и значимости всех обсуждаемых военных проблем; сознания необходимости овладения языковой формой для достижения уровня компетентности в иностранном языке; формирования и поддержания коммуникативной потребности общения между собой; использования современных педагогических технологий для обучения фоновым знаниям по специальности. Для реализации данного принципа необходимы учёт сущности прагмо-коммуникативных функций коммуникативной компетенции, использование прагмо-профессиональных ситуаций, учёт специфики военной деятельности и личности обучаемых, а также использование прагмо-профессиональных заданий с целью формирования коммуникативных умений. Принцип поэтапности методической организации процесса формирования коммуникативных умений военных характеризуется тем, что при построении методической модели формирования коммуникативной компетенции представляется необходимым конкретизировать весь комплекс задач по формированию коммуникативных умений, с одной стороны, в аспекте получения военными знаний лингвистического аспекта (языкового материала), а с другой стороны, в плане овладения ими спецификой профессиональной исследовательской деятельности (что включает в себя и коммуникативные умения). За основу данной модели взяты теория текстовой деятельности и теория контекстно-центрированного обучения, основными преимуществами которых является усиление профессиональной мотивации и творческого отношения к исследовательской профессиональной деятельности, а также формирование целостного представления Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
о деятельности военных специалистов. При обучении иностранному языку значимым является «контекстное обучение», которое оптимизирует учебный процесс и стимулирует коммуникативную деятельность. Контекстное обучение – это обучение, в котором с помощью всей системы дидактических форм, методов, приемов моделируется предметное содержание профессиональной деятельности военного специалиста [2, 10]. Когда мы говорим о текстовой деятельности, нужно акцентировать внимание на том, как обучающиеся могут осуществлять соответствующий акт военной коммуникации, и что необходимо, чтобы развитие навыков и умений речевого общения происходило на основе аутентичного текста. Так, аспект текстовой деятельности можно представить следующим образом: в аутентичном тексте как продукте профессиональной деятельности воплощено содержание данной деятельности – ее предмет, средства слогов, а также особенности говорящего как субъекта этой деятельности – его ценностные ориентации, мотивация, индивидуально-психологические характеристики, тип нервной системы, эмоциональность, особенности интеллекта и многие другие условия общения, работая с текстом, обучающийся может ставить перед собой различные цели и использовать для их достижения разнообразные стратегические и тактические действия [4]. Коммуникация актуализируется в текстовой деятельности, подразумевающей действие порождения и интерпретации текстов, связанных с рецептивными и продуктивными видами речевой деятельности [9]. Текстовая деятельность – это интегративная деятельность, связанная с преобразованием информации. Формирование коммуникативных умений, военной языковой личности или личности субъекта коммуникации и текстовая деятельность, в которой эта личность проявляется, четко выделяются в качестве приоритетов обучения иностранным языкам. Акцент делается не на систему языка и процесс передачи обучаемым содержания обучения, а на содержательные аспекты обучения (наиболее важные профессиональноориентированные темы), учитывающие интересы и потребности военных как субъектов учебного процесса. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Предлагаемая методическая модель основана на принципе поэтапности методической организации процесса формирования коммуникативной компетенции и строится в контексте текстовой деятельности по следующим этапам: 1) преддемонстрационный (подготовительный); 2) ознакомительный (рецетивно-репродуктивный); 3) продуктивно-деятельностный; 4) рефлексивно-оценочный. Лингвокультурологический аспект военной коммуникации – сложное явление, предполагающее использование аутентичных текстов с использованием военной терминологии и различными содержательными культурными вариациями в профессиональном диалоге культур. Данный принцип необходим для формирования коммуникативной компетенции военных с целью ознакомления с культурой военной коммуникации страны изучаемого языка на межкультурном уровне. Решение данных задач возможно только при соблюдении следующих педагогических условий и дидактических механизмов: – адекватное отражение проблемы формирования коммуникативной компетентности в целях, содержании, методах и организационных формах профессиональной подготовки; – четкое определение структурных компонентов модели коммуникативной компетентности военных, которая отражается в профессиональной речи. Профессиональная коммуникативная компетентность является интегральным понятием, включающим такие умения, как: – правильное использование профессиональной терминологии, этикетных речевых средств общения; – четкое знание и выполнение своей «социальной роли» в профессиональном общении; – применение основных правил и приемов при создании текста определенной профессионально востребованной сферы по специальности; – правильное использование языка как системы. Профессиональная коммуникативная компетентность должна опираться на базу,
131
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
которую составляют коммуникативная компетентность повседневного общения, включающая знание о языке, речи, стилях, сформированные умения построения определенного речевого высказывания [7 с. 3–12]. Процесс подготовки военного как субъекта коммуникативной деятельности является специфической частью его профессионального становления. Таким образом, анализ современной научной литературы и практики обучающей деятельности преподавателя иностранных языков позволяет констатировать, что коммуникативная компетенция – это, прежде всего, взаимодействие военных специалистов как субъектов профессиональной деятельности; содержанием такого взаимодействия является взаимное познание и обмен информацией с помощью различных отношений, являющихся благоприятными для всего процесса совместной профессиональной деятельности. Под действием закономерностей речевого общения успех любого взаимодействия обеспечивается стремлением участников коммуникации к контакту по содержанию профессиональной деятельности, к выяснению и урегулированию определенных вопросов,
проблем и т.д. Без знания структуры устной коммуникации, ее основных составляющих, структуры самой коммуникативной компетенции не представляется возможным описать сам процесс формирования коммуникативной компетенции. В настоящее время необходимость владения навыками и умениями иноязычного общения в личностных и профессиональных целях военного является общепризнанным фактом. Это связано с тем, что важную роль в наше время играют глобализация отношений в современном мире, расширение политических, экономических и личных межнациональных контактов, активизация диалога культур между странами. При этом, в соответствии с решением Болонской конвенции в качестве приоритетной задачи выдвигается требование обеспечить разноуровневую подготовку по иностранному языку, включающую в себя формирование у обучающихся коммуникативной компетенции, оптимизирующей эффективность контактов в конкретной профессиональной сфере и ситуациях общения по достижению определенных целей коммуникации.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Гальскова, Н.Д. Теория обучения иностранным языкам // Н.Д. Гальскова, Н.И. Гез. – Москва : ACADEMA, 2004. – 234 с. 2. Гузеев В.В. Методы и организационные формы обучения. – М.: Народное образование, 2001. – 128 с. 3. Домбровская И.И. Некоторые принципы коммуникативного подхода преподавания РКИ / И.И. Домбровская // «Проблемы модернизации высшего образования: лингвистические аспекты»: сб. науч. тр. / Материалы III Международной научно-практической конференции 26 мая 2017 г. – Омск : «Изд-во Ипполитова», ОАБИИ, 2017. – С. 221–225. 4. Зимняя, И.А. Лингвопсихология речевой деятельности / И.А. Зимняя. – Москва : Московский психолого-социальный институт, Воронеж : НПО «МОДЭК», 2001. – 432 с. 5. Карасик, В.И. Языковой круг: личность, концепты. Дискурс. / В.И. Карасик. – Москва : Гнозис, 2004. – 390 с. 6. Лассвелл, Г. Политическая лингвистика. Вып. 20. / Г. Лассвелл – Екатеринбург, 2006. – С. 264–279. 7. Лебедев, О.Е. Компетентностный подход в образовании / О.Е. Лебедев // Школьные технологии. – 2004. – № 5. – С. 3–12. 8. Мильруд, Р.П., Максимова, И.Р. Современные концептуальные принципы коммуникативного обучения иностранным языкам / Р.П. Мильруд // Лингвистика. – 1999. – № 8. – С. 9–15.
REFERENCES 1. Gal'skova, N.D. Teoriya obucheniya inostrannym yazykam // N.D. Gal'skova, N.I. Gez – Moskva : ACADEMA, 2004. – 234 s. 2. Guzeev V.V. Metody i organizatsionnye formy obucheniya. - M.: Narodnoe obrazovanie 2001. – 128 s. 3. Dombrovskaya I.I. Nekotorye printsipy kommunikativnogo podhoda prepodavaniya RKI / I.I. Dombrovskaya // «Problemy modernizatsii vysshego obrazovaniya: lingvisticheskie aspekty»: sb. nauch. tr. / Materialy III Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii 26 maya 2017 g. – Omsk: «Izd-vo Ippolitova», OABII, 2017. – S. 221–225. 4. Zimnyaya, I.A. Lingvopsihologiya rechevoy deyatel'nosti / I.A. Zimnyaya. – Moskva: Moskovskiy psihologo-sotsial'nyy institut, Voronezh: NPO «MODEK», 2001. – 432 s. 5. Karasik, V.I. Yazykovoy krug: lichnost', kontsepty. Diskurs. / V.I. Karasik – Moskva: Gnozis, 2004. – 390 s. 6. Lassvell, G. Politicheskaya lingvistika. Vyp. 20. / G. Lassvell – Ekaterinburg, 2006. – S. 264–279. 7. Lebedev, O.E. Kompetentnostnyy podhod v obrazovanii / O.E. Lebedev // Shkol'nye tehnologii. – 2004. – № 5. – S. 3–12. 8. Mil'rud, R.P., Maksimova, I.R. Sovremennye kontseptual'nye printsipy kommunikativnogo obucheniya inostrannym yazykam / R.P. Mil'rud // Lingvistika. – 1999. – № 8. – S. 9–15.
132
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология 9. Пассов, Е.И. Программа-концепция коммуникативного иноязычного образования. / Е.И. Пассов // «Развитие индивидуальности в диалоге культур». – Москва : Просвещение, 2000. – С. 62–87. 10. Рахманов, И.В. Обучение устной речи на иностранном языке / И.В. Рахманов. – Москва : Высшая школа, 1980 – 119 с. 11. Формановская, Н.И. Речевое общение: коммуникативно-прагматический подход / Формановская Н.И. – Москва : Русский язык, 2002. – 216 с. 12. Щукин, А.Н. Обучение иностранным языкам. Теория и практика: учебное пособие для преподавателей и студентов / А.Н. Щукин. – Москва : Омега Л, 2010. – 480 с. 13. Passin H. Writer and journalist in the transitional society, ch. 6. // L. W. Pye(ed.) Communication and political development. – Princeton: Princeton University Press, 1963. – 464 с.
9. Passov, E.I. Programma-kontseptsiya kommunikativnogo inoyazychnogo obrazovaniya. / E.I. Passov // «Razvitie individual'nosti v dialoge kul'tur». – Moskva: Prosveschenie, 2000. – S. 62–87. 10. Rahmanov, I.V. Obuchenie ustnoy rechi na inostrannom yazyke / I.V. Rahmanov. – Moskva: Vysshaya shkola, 1980 – 119 s. 11. Formanovskaya, N.I. Rechevoe obschenie: kommunikativno-pragmaticheskiy podhod / Formanovskaya N.I. – Moskva: Russkiy yazyk, 2002. – 216 s. 12. Schukin, A.N. Obuchenie inostrannym yazykam. Teoriya i praktika: uchebnoe posobie dlya prepodavateley i studentov / A.N. Schukin. – Moskva: Omega L, 2010. – 480 s. 13. Passin H. Writer and journalist in the transitional society, ch. 6. // L. W. Pye(ed.) Communication and political development. – Princeton: Princeton University Press, 1963. – 464 s.
Некрасова Татьяна Владимировна – кандидат педагогических наук, доцент, профессор АВН, заведующая кафедрой иностранных языков. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Nekrasova Tat'yana Vladimirovna – Cand. Sc. {Education} Associate Professor, Professor at the Academy of Military Sciences. Head of the Foreign Languages Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 01.03.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
133
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 37.01 ГРНТИ 78.15
ДИАГНОСТИКА СФОРМИРОВАННОСТИ ГРАЖДАНСКОЙ ПОЗИЦИИ МОЛОДЕЖИ, ИЗБИРАЮЩЕЙ ВОЕННУЮ ПРОФЕССИЮ И.И. Домбровская, П.Е. Кобзарь Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок, ОАБИИ, omsktii@mail.ru В статье представлена оценка показателей сформированности гражданских качеств у будущих офицеров на основе изучения содержания качества воспитательной работы в Омском автобронетанковом инженерном институте. Ключевые слова: гражданственность, гражданский долг, патриотизм, офицер-воспитатель, ценностное отношение к Отечеству, профессионально-педагогическое становление.
DIAGNOSTICS OF CITIZENSHIP FORMATION IN THE YOUTH CHOOSING A MILITARY PROFESSION I.I. Dombrovskaya, Р.E. Kobzar’ Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, OABII, omsktii@mail.ru The article introduces the performance evaluation of the formation of civil qualities in future officers based on studying the content of the quality of educational work at Omsk Tank-Automotive Engineering Institute. Keywords: citizenship, civic duty, patriotism, a homeroom officer, value attitude to the Fatherland, professional-pedagogical formation.
Человек живет в обществе, и он не может быть независимым от него. В целях удовлетворения своих повседневных потребностей каждый человек пользуется благами, созданными для него родителями, обществом. Взамен общество предъявляет к человеку определенные требования. В том числе оно обязывает его поступать, жить и действовать в соответствии с устоявшимися, проверенными веками нормами и правилами. Часть из них общество силой государственной власти возводит в законы, другие остаются в памяти народа, передаются из поколения в поколение, являются не менее действенными, не будучи обличенными в форму государственных правовых документов. Это принятые нормы морали и нравственности. Гражданин имеет обязанности перед коллективом, товарищами, обществом, госу-
дарством. Высшим выражением долга выступает гражданский долг перед Отечеством. Осознание каждым человеком общественных обязанностей как своих личных, четкое претворение их в жизнь и есть выполнение гражданского долга. Выполнение долга, отношение к нему является одной из характеристик не только личности, но и духовных сил общества, его гражданственности. Качество практического выполнения гражданского долга является одной из нравственных характеристик личности. Недаром о воине, который умело направляет свои знания, мысли, чувства и волю на выполнение приказа, боевой задачи, требований уставов, говорят, что он сознательный и нравственно зрелый военнослужащий. Великие полководцы и военачальники неизменно
© Домбровская И.И., Кобзарь П.Е., 2018
134
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
подчеркивали первостепенное значение духовно-нравственных сил среди других слагаемых боеспособности войск. Исключительно большое внимание укреплению моральных сил войск придавал А.В. Суворов, что в значительной степени способствовало его победам в крупных сражениях. Воинский долг – это выражение внутренней, идейной убежденности в необходимости самоотверженно служить Отечеству, надежно его защищать, добросовестно изучать военное дело. В сравнении с другими видами общественного долга включает в себя дополнительные нравственные обязанности, свойственные предназначению вооруженных сил как в прошлые времена, так и теперь. Состояние армии и качество решения стоящих перед нею задач во многом определяют судьбу народа и государства. Опыт истории подтверждает справедливость истины о том, что народ, не желающий содержать свою армию, неизбежно будет кормить чужую. Воин, как никто другой, нуждается в сохранении высоких нравственных идеалов, ответственности, гражданской позиции. Потеря этих идеалов лишает воина нравственной мотивации и превращает его в простого наемника. «Армия без высоких нравственных идеалов, гражданственности, – отмечает митрополит Смоленский Кирилл, – не только теряет способность защищать Отечество, но становится силой, опасной для своего собственного народа» [1, с. 112]. В последние годы в современной России происходят глубокие изменения во многих сферах жизни общества, трансформируются общественные отношения, пересматривается система ценностей и приоритетов. Сегодня очевидно, что, если мы хотим жить в правовом государстве, важно поднять уровень гражданско-правовой культуры общества, помочь людям увидеть ценность права, гражданского самосознания, научить правовыми способами разрешать споры и конфликты. Армия – это слепок общества, живой социальный организм. Поэтому всe беды, в том числе и духовные, не обошли её стороной. В сложившейся обстановке следует по иному взглянуть на проблему воспитания в армии. Ведь без постоянного духовного воздействия на личный состав, которое должно вестись на профессиональном уровне, невозможно Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
успешно выполнять поставленные задачи. Это обстоятельство было положено в основу реформирования военных структур на современном этапе. В строительстве и укреплении Вооруженных сил Российской Федерации офицеры всегда занимали исключительно важное место. Главной и определяющей успех в службе офицера является его военно-педагогическая деятельность. Офицер выступает как руководитель в выполнении служебно-боевых и учебных задач, как учитель и воспитатель, организатор культурно-досуговой работы всех подчиненных ему военнослужащих. Он отвечает за состояние воинской дисциплины, осуществляя воспитание у личного состава верности военной присяге, воинскому долгу, лучшим традициям Российской армии. Практика показывает, что успех работы офицера как руководителя и воспитателя подчиненных во многом зависит от его умения направить воспитательную работу в интересах решения поставленных задач. На современном этапе изменились и требования к самому офицеру-воспитателю. В первую очередь, он призван постоянно обучать и воспитывать подчиненных на протяжении всей своей службы независимо от занимаемой им должности. Поэтому наряду с воспитанием тех качеств личности, которые свойственны каждому человеку, в Вооруженных силах Российской Федерации первостепенное внимание уделяется формированию у военнослужащих гражданских качеств, которые в совокупности должны представлять собой взаимосвязанную и взаимообусловленную систему, которая формируется в ходе образовательного и воспитательного процессов. Наиболее актуальным аспектом методического проектирования образовательного процесса является военно-профессиональная ориентированность всего процесса обучения, включая предметную [2, с. 199]. Цели и задачи воспитания личного состава Вооруженных сил Российской Федерации конкретизированы и детализированы в приказах и директивах министра обороны, в которых отмечается, что главным в воспитательной работе со всеми категориями военнослужащих необходимо считать развитие у них качеств гражданина. Ведь без постоянного духовного воздействия на личный состав,
135
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
которое должно вестись на профессиональном уровне, невозможно успешно выполнять поставленные задачи. Анализ реальной практики деятельности и поведения военнослужащих, изучение общественного мнения позволили сделать вывод о том, что современное высшее военное образование должно обязательно предусматривать подготовку будущих офицеров к проведению воспитательной работы с личным составом. Такая подготовка предполагает формирование у будущих офицеров гражданской культуры, гражданского сознания и потребностей в гражданской деятельности, чувства гражданского долга, справедливости, патриотизма. Воспитание гражданских качеств будущих офицеров – одно из условий, способных возродить в армии гражданское самосознание. Нами была проанализирована информация, которая получена в ходе анкетирования. Учитывая возможные искажения, при составлении анкет мы использовали прямые и косвенные, основные и контрольные вопросы. В целях получения данных о фактах сознания, поведения и выявления отношений использовались закрытые варианты вопросов, которые предполагали заранее известный и единообразный перечень возможных вариантов ответов. Для оценки каждого показателя использовались следующие методики. Уровень развития гражданских качеств будущего офицера оценивался с точки зрения уровней развития у него патриотизма, ценностного отношения к Отечеству, сознательности, самооценки будущим офицером своего участия в жизни общества, дисциплинированности. Уровень развития патриотизма будущего офицера определялся нами методом анкетирования. Предложенная нами анкета позволила определить уровень развития патриотизма по полноте сформированности характерных ему качеств личности будущего офицера и определялась баллами для каждого уровня: 3 – полностью сформированы характерные качества личности; 2 – в основном сформированы характерные качества личности; 1 – сформированы отдельные характерные качества личности. Уровень самооценки своего участия в жизни общества определялся с помощью ме-
136
тодики личностной и профессиональной самооценки, разработанной Н. Шафажинской, и оценивался баллами: 3 – адекватная; 2 – заниженная; 1 – завышенная. Уровень ценностного отношения к Отечеству определялся с помощью теста на оценку самоактуализации личности (шкала ценностных ориентаций), разработанного Л. Гозман, М. Кроз, М. Латинской; анкетирования на выявление оценки ценностного отношения к Отечеству по характеру суждений и характеру проявлений в деятельности, разработанного А. Кирьяковой. Уровень ценностного отношения будущего офицера к Отечеству оценивался баллами: 3 – ярко выражено стремление созидательной деятельности во имя процветания Отечества; 2 – устойчивое предпочтение деятельности на общую пользу; 1 – предпочтение деятельности на общую пользу при одновременном отсутствии стремления к участию в общественной работе. Оценки показателей сформированности гражданственности показаны в таблице 1. Таблица 1 Оценки показателей сформированности гражданских качеств у будущих офицеров
Уровни овладения и баллы по каждому необходиПоказатель достаточный мый, но не- Недостаточ(3 балла) достаточный ный (1 балл) (2 балла)
Сознатель- полностью в основном сформированость сформирова- сформирова- ны отдельны характер- ны характер- ные качества ные качества ные качества личности личности личности 20–15 14–6 5–1 Ценностное отношение к ярко выраже- устойчивое отсутствие Отечеству но стремле- предпочтение стремления ние сози- деятельности к участию в общественна общую дательной пользу деятельности ной работе Самооценка адекватная заниженная завышенная своего участия в жизни общества Патриотизм полностью в основном сформировасформирова- сформирова- ны отдельны характер- ны характер- ные качества ные качества ные качества личности личности личности системаДисциплини- не нарушауставные рованность ются устав- требования тически ные нормы нарушаются нарушаются уставные требования
В ходе анкетирования курсанты 1-го курса (102 человека) и абитуриенты, поступающие в Омский автобронетанковый инженерный институт (78 человек), отвечали на ряд вопросов. Цель анкетирования – получение Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
информации, отражающей глубину и правильность понимания респондентами таких понятий, как «ответственность», «цель деятельности», «система ценностных предпочтений», «желания», «гражданская культура», «свобода» и др. На основе анализа ответов на вопросы нами была получена информация: 87 человек (48,4 %) ответили только на 9 вопросов; 61 человек (33,8 %) ответили на 13 вопросов; 32 человека (17,8 %) справились с ответами на 17 вопросов. На все 23 вопроса никто не ответил. Как показывает опыт, в отношении курсантов к службе большое значение имеет и то, что говорилось в школе, то есть отношение к службе, к воинскому долгу формируется и под влиянием учреждений обучения и воспитания, преобладающих там настроений. Очень важно для формирования гражданской позиции по защите Отечества то, какие мнения и взгляды разделяют по этому поводу семья, окружение, в какой степени молодой человек усвоил моральные ценности, в том числе и о необходимости выполнения своего гражданского долга. Другими словами, формирование гражданской позиции находится под непосредственным влиянием самого общества, различных существующих в нем общностей и организаций. И, наконец, от того, насколько он готов к ней психологически, то есть от его индивидуальных особенностей. Существование в сознании молодежи стереотипа по главным проявлениям человеческих отношений (отношение к Родине, отношение к труду и учебе, отношение к другим людям и самому себе) позволил предположить существование идеала в формировании личности гражданина. Для выявления этих идеалов было проведено анкетирование 90 абитуриентов, поступавших в ОАБИИ, и 120 курсантов 1-го курса. Анкета состояла из 20 вопросов, направленных на выявление идеалов в различных сферах человеческих отношений. Некоторые вопросы анкеты были открытыми и требовали прямых ответов (например, «Возникало ли у тебя, когда-нибудь желание быть похожим на людей, которые ответственно относятся к труду, службе?»); другие вопросы носили косвенный характер («Какие кинофильмы, в которых показаны люди, преданные своей Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Родине, ты смотрел? Кто особенно запомнился? В чем проявлялась эта преданность? Какие положительные качества проявляются у твоего друга в отношении к другим людям?»). Были включены контрольные вопросы, назначение которых состояло в проверке и уточнении ответов на главные вопросы. Полученный в результате анализа анкет материал позволил сделать выводы: 53,3 % абитуриентов и 25,8 % курсантов назвали в качестве идеала более 80 конкретных лиц, имен. 2 % абитуриентов и 1 % курсантов в качестве идеала назвали по два человека, 1,3 % абитуриентов и 2,1 % курсантов – по три, 0,8 % абитуриентов и 1,3 % курсантов – по четыре, двое абитуриентов и 11 курсантов – по пять, двое абитуриентов и 24 курсанта назвали по шесть человек. Собранная информация показывает возможность существования идеала во всех главных видах человеческих отношений. Следовательно, нередко каждый из образов имеет не глобальное значение для всех направлений человеческих отношений, а лишь только локальное, преимущественно в одном виде отношений. Лишь только четверо абитуриентов в качестве образца для всех сфер человеческих отношений назвали по одному человеку. У троих абитуриентов и шестерых курсантов одни и те же лица были названы эталоном для трех сфер отношений (отношение к Родине, отношение к труду, отношение к другим людям). У 11 – одни и те же лица выступали как образец для двух сфер отношений. Роль и значение этих образцов, входящих в структуру воспитания гражданственности, далеко неодинаковы. Одни из них являются доминирующими, в то время как другие имеют более ограниченное значение. Одним из важнейших качеств гражданина становится способность к самоопределению, благодаря которому человек сможет разумно существовать в условиях выбора, то есть в условиях свободы и ответственности. Проведенное нами исследование показывает: слово «Родина» для более чем половины опрошенных – лишь место рождения. Для 17 % – оно, вообще не имеет особого значения. Можно сделать вывод: среди молодежи нет понимания сути и целей политики государства в области сохранения независимости и безопасности страны, а ухудшение социально-экономического состояния населения
137
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
не способствует росту патриотического сознания, поэтому призывы патриотической направленности, не подкрепленные государственной политикой, несостоятельны. Как и всякое явление, сформированность гражданственности имеет качественную и количественную оценку. Причем ее количественные и качественные стороны находятся в единстве и взаимообусловленности. Качество сформированности гражданской позиции проявляется через свойства личности. Среди них есть основное свойство, представляющее собой целостную и обобщенную характеристику – активное отношение молодежи к обществу, Родине (стремление к ее защите). Количество как определенность процесса характеризует величину, темпы и степень развития специфического качества в процессе воспитания гражданственности. Отвечающими данным требованиям критериями могут быть признаны сознание и поведение; показателями для характеристики сознания выступают сформированность знаний, оценок, суждений; а для характеристики поведения – общественная активность. Основой динамики результативности воспитания гражданственности следует считать меру приближения эмпирической сознательности молодых людей к соответствующим признакам научного сознания и детерминируемого поведения. Поэтому в качестве специфических критериев воспитания гражданственности можно использовать следующие: степень, глубина, всесторонность усвоения понятий «гражданственность», «гражданский долг», «патриотизм»; добровольное присутствие на диспутах, беседах, встречах по военно-патриотической тематике; эмоциональное отношение к таким воспитательным мероприятиям; желание поступать в военные учебные заведения. Профессионально-педагогическое становление в высшем военно-учебном заведении характеризуется тем, что в этот период формируются военно-педагогическая направленность курсантов, мотивы их деятельности, интерес к профессии военного педагога. В данный период наиболее интенсивно осуществляется накопление необходимых знаний по всем вопросам военной жизни, методике учебно-воспитательного процесса. Будущие офицеры получают первоначаль-
138
ную педагогическую подготовку, которая осуществляется по нескольким направлениям: 1) практическое усвоение отношений, характерных для воинской жизни, различных приемов и средств педагогического воздействия, которыми пользуются преподаватели, командиры; обучение курсантов тому, как надо вести себя в той или иной служебной, учебно-воспитательной ситуации, строить свои взаимоотношения с начальниками, подчиненными и товарищами; 2) овладение в результате изучения основ военной педагогики и психологии теоретическими основами педагогического мастерства. В ходе лекций курсанты знакомятся с вопросами формирования личности военнослужащего, изучают закономерности, методы и формы обучения и воспитания личного состава. При этом очень важно, чтобы офицер-воспитатель глубоко осознавал и понимал сущность военно-педагогического процесса, его закономерности, основные положения военной педагогики и психологии; 3) включение курсантов в конкретную военно-педагогическую деятельность под руководством командиров. На этом этапе курсанты проводят отдельные занятия со своими товарищами, с солдатами; 4) самостоятельное изучение психолого-педагогической и методической литературы, ее анализ, а также анализ практической деятельности командиров способствует развитию педагогической наблюдательности курсантов. Анализ результатов диагностики (см. таблицу 2) показывает недостаточный уровень сформированности гражданских качеств у первокурсников ОАБИИ, а значит, и недостаточную подготовленность к исследуемой деятельности. Курсанты испытывают потребность в данной подготовке, которая затруднена существующей системой организации воспитательной и учебной работы в целом. Таблица 2 Уровни гражданской воспитанности курсантов 1-го курса и абитуриентов, поступающих в ОАБИИ Курсанты Абитуриенты Уровень гражданской Коли- Показа- Коли- Показатель в чество тель в воспитанности чество человек процентах человек процентах
Достаточный Необходим, но недостаточен Недостаточный
30
12,5 %
16
17,8 %
80
33,3 %
23
25,5 %
130
54,2 %
51
56,7 %
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
Для оценки эффективности подготовки мы использовали данные о результатах периодической диагностики сформированности гражданских качеств у выпускников ОАБИИ, проводившихся специалистами института. Данные исследования проводились в период с 2010 по 2014 гг. в конце последнего года обучения курсантов в рамках исследования общей профессиональной готовности выпускников. Согласно этим исследованиям было выявлено, что потребность в профессионально-творческом саморазвитии и самореализации занимает довольно высокое ранговое место, однако уровень владения необходимыми знаниями и профессионально-творческими умениями относительно низкий. Выявлено, что 38 % будущих офицеров имеют недостаточный уровень гражданственности, около 62 % затрудняются определить роль воспитания гражданственности в современном обществе, тем более в вооруженных силах. Кроме определения уровня готовности будущих офицеров к воспитанию гражданственности, мы изучали степень удовлетворенности качеством организации их подготовки к исследуемой деятельности в условиях Омского автобронетанкового инженерного института. Степень удовлетворенности качеством организации подготовки будущих офицеров к ис-
следуемой деятельности определялась нами с помощью анкетирования. На вопросы анкеты отвечали 120 курсантов 1-го курса (в конце учебного года, т.е. 2-го семестра обучения) и 160 курсантов 5-го курса (в начале 9-го семестра). Следует отметить, что курсантами 5-го курса пройдена войсковая стажировка (в 8-м семестре), в ходе которой они столкнулись с реальными трудностями. Результаты анкетирования свидетельствуют, что существующая система подготовки слабо ориентирована (практически не ориентирована) на профессионально-творческие потребности будущих офицеров в воспитательной деятельности. Учебная, методическая работа направлена на включение будущих офицеров в деятельность познавательного характера (лекции, семинары, практические занятии), в ходе которых слабо используются (а чаще всего не используются) методы, формы творческого развития личности. На основе данных сделаны выводы: без целенаправленной учебной, методической, научной и воспитательной работы в высшем учебном заведении по подготовке будущего офицера к воспитанию гражданственности у военнослужащих самостоятельное овладение опытом данного вида деятельности затруднено.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Волков, С.В. Русский офицерский корпус / С.В. Волков. – М. : Центрполиграф, 1993. – 413 с. 2. Залесский, Г.Е. Психология мироззрений и убеждений личности / Г.Е. Залесский. – М. : Изд-во МГУ, 1994. – 144с. 3. Некрасова, Т.В. Особенности образовательного процесса по иностранным языкам в военном вузе с учетом специфики его речевой направленности / Т.В. Некрасова // «Проблемы модернизации высшего образования: лингвистические аспекты. Лингвометодические проблемы и тенденции преподавания иностранных языков в неязыковом вузе», материалы III Международной научно-практической конференции, 26 мая 2017 г. : сб. науч. тр. – Омск : «Изд-во Ипполитова», ОАБИИ, 2017. – С 198–203.
REFERENCES 1. Volkov, S.V. Russkiy ofitserskiy korpus / S.V. Volkov. – M.: Tsentrpoligraf, 1993. – 413s. 2. Zalesskiy, G.E. Psihologiya mirovozzreniy i ubezhdeniy lichnosti / G.E. Zalesskiy. –M. : Izd-vo MGU, 1994. – 144s. 3. Nekrasova, T.V. Osobennosti obrazovatel'nogo protsessa po inostrannym yazykam v voennom vuze s uchetom spetsifiki ego rechevoy napravlennosti / T.V. Nekrasova // «Problemy modernizatsii vysshego obrazovaniya: lingvisticheskie aspekty. Lingvometodicheskie problemy i tendentsii prepodavaniya inostrannyh yazykov v neyazykovom vuze», materialy III Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, 26 maya 2017 g.: sb. nauch. tr. – Omsk : «Izd-vo Ippolitova», OABII, 2017. – S 198–203.
Домбровская Ирина Ивановна – кандидат педагогических наук, доцент, профессор АВН, заведующая кафедрой русского языка; Кобзарь Павел Евгеньевич – кандидат педагогических наук, профессор АВН, начальник кафедры технического обеспечения (и тактики). Омский автобронетанковый инженерный институт.
Dombrovskaya Irina Ivanovna – Cand. Sc. {Education}, Associate Professor, Professor at the Academy of Military Sciences, Head of the Russian Language Department; Kobzar' Pavel Evgen'evich – Cand. Sc. {Education}, Professor at the Academy of Military Sciences, Head of Maintenance and Tactics Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 12.03.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
139
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
УДК 662.17 ГРНТИ 61.43.37
ТЕХНОЛОГИИ ОГНЕВОЙ ПОДГОТОВКИ КАК ЭЛЕМЕНТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ВОЕННОСЛУЖАЩИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ РАЗВЕДКИ И СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ К ВЕДЕНИЮ БЛИЖНЕГО БОЯ А.Б. Ефимова, А.Д. Хомяков1, А.Б. Яблочкин2 Санкт-Петербургский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации Россия, 198206, г. Санкт-Петербург, ул. Лётчика Пилютова, д. 1; 1 Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Набережная Макарова, д. 8 2 Омский автобронетанковый инженерный институт Россия, 644098, г. Омск, 14 военный городок, ОАБИИ, omsktii@mail.ru Данная статья посвящена теме применения инновационных технологий в учебном процессе по огневой подготовке. В ней рассматривается одно из важных направлений разработки и использования технологии обучения специалистов применению стрелкового оружия со взаимосвязанным использованием информационных технологий и современных тренажерных средств. Ключевые слова: боевая подготовка, огневая подготовка, тренажерные средства, инновационные средства.
TECHNOLOGIES OF WEAPONS TRAINING AS A COMPONENT OF PROFESSIONAL DEVELOPMENT OF THE MILITARY PERSONNEL OF RECONNAISSANCE AND SPECIAL TASK UNITS FOR FIGHTING AT CLOSES A.B. Efimova, A.D. Homyakov1, A.B. Yablochkin2 St. Petersburg Military Institute of National Guards Troops of the Russian Federation Russia, 198206, St. Petersburg, ul. Letchika Pilyutova, 1; 1 Khrulev Military Academy of Logistics of the Ministry of Defense of the Russian Federation, 199034, St. Petersburg, Naberezhnaya Makarova, 8 2 Omsk Tank-Automotive Engineering Institute Russia, 644098, Omsk, 14 voenny gorodok, OABII, omsktii@mail.ru The article is devoted to the implementation of innovative technologies in the weapons training process. The authors consider an important direction of working out and applying the training technology of experts for small arms implementation using both information technologies and modern simulators. Keywords: combat training, weapons training, simulators, innovative means.
Огневая подготовка, являясь составной частью боевой подготовки, оказывает влияние на все стороны жизни и деятельности во-
йск. Она закаливает волю военнослужащих, совершенствует их умение владеть оружием, развивает внимательность, наблюдатель-
© Ефимова А.Б., Хомяков А.Д., 2018
140
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
ность, настойчивость, что способствует соблюдению воинского порядка и укреплению дисциплины. Специфика данных подразделений требует умения применять оружие в меняющейся боевой обстановке, порой в условиях высокогорья и ограниченной видимости, с учетом психологического, физического воздействия, включая в динамику элементы рукопашного боя с целью быстрого и эффективного выполнения поставленных задач. Порой из-за различных условий и причин нет возможности выполнить практическую стрельбу. С целью повышения уровня огневой подготовки отечественными специалистами были разработаны некоторые средства, не требующие значительной организации, затрат и резонанса при проведении стрельб. С использованием инновационных средств по огневой подготовке преследовались цели: – научить выбирать точку прицеливания из различных положений; – повысить уровень выполнения профессиональных упражнений; – тренировать выполнение практической стрельбы из других видов вооружения; – тренировать совокупность элементов практической стрельбы с приемами рукопашного боя, штыкового боя в различных условиях, на самых разных территориях, в любое время года и суток с учетом длительных физических и психологических нагрузок. Ближний бой – это совокупность огневого, рукопашного, штыкового боя с использованием подручных средств в динамике событий в различных условиях обстановки, включая психологическую подготовку, для эффективного и быстрого достижения цели – уничтожения противника или временного ограничения его способности оказать сопротивление. Исходя из специфики выполнения задач подразделениями специального назначения (далее – СпН) и разведки войск национальной гвардии (далее – ВНГ) Российской Федерации в мирное время в районах чрезвычайных ситуаций и чрезвычайных обстоятельств (ЧС и ЧО), места постоянной дислокации и стажа работы на занимаемых должностях, необходимо понимать, что научить бойца одиночной подготовке или тренировать ее навыки – это Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
одно, а тренировать в составе подразделения – совсем другая работа со своими затратами, особенностями, минусами и плюсами. В любом случае подготовка осуществляется в совокупности, а приоритетное направление отдается огневой подготовке. Опыт боевых действий локальных конфликтов показывает, что в среднем прицельная дальность из специального оружия составляет до двухсот метров, а готовность открыть огонь – три секунды, а значит, каждый профессионал должен знать, что за это время он способен сделать. Также необходимо помнить и специфику задач подразделений разведки и СпН, например, при боевом слаживании используется различная материальная база, которая зависит от того, к чему будут готовить подразделение (город, лес, горная, предгорная местность, досмотр жилых зданий, освобождение заложников, поиск и т.д.). И такое количество часов по огневой подготовке, которое разнится по часам между этими подразделениями, объясняется тем, что задача своевременного предоставления данных требует меньше затрат расхода боеприпасов при подготовке, чем для подготовки штурмовых подразделений. Огневая подготовка как отдельный предмет – это одно, но стоит к какому-либо упражнению добавить элемент физической подготовки, еще и групповой (преодоление огненно-штурмовой полосы (ОШП)), и с приемами рукопашного боя, в полной экипировке, на высоте, да еще и в условиях ограниченной видимости, как тут же показатель выполнения упражнения на положительную оценку ослабевает на 50 %. В случае действия на чужой территории в тылу, еще и с ограниченным запасом продовольствия, в зимних условиях, нетренированный и неприспособленный боец мало что может сделать для выполнения поставленной задачи точно и в срок с большой эффективностью, не говоря уже о подразделении в целом. Для этого в целях повышения уровня огневой подготовки, которая как элемент входит в систему подготовки ближнего боя, существуют различные средства: – приказарменный огневой городок; – пистолетный тир; – стрельбище; – интерактивный тир;
141
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
– переносное стрельбищное оборудование, макеты и цели, включая подвижные. Ярким примером основы подготовки к ведению ближнего боя является боевая армейская система (БАРС) на базе ВУНЦ СВ «ОВА» ВС РФ (Общевойсковой академии Министерства обороны). Одним из объектов является специально оборудованная комната, позволяющая тренировать действия одиночного бойца, так и группу до 6 человек на ограниченной территории в различных условиях обстановки как в светлое время, так и в условиях ограниченной видимости, в том числе и с применением противником отравляющих веществ (ОВ) и слезоточивого газа, включая светошумовой эффект (стрелять из пневматического оружия, метать боевые ножи и подручные средства в макет), и все это в динамике, с преодолением внезапно возникающих препятствий. Данная методика системы подготовки вырабатывалась десятилетиями с учетом рекомендаций и проверенных рекомендаций офицеров спецназа и разведки различных силовых структур и ведомств и позволяет в короткий срок повысить навык ближнего боя. Выпускники школы БАРС, офицеры подразделений спецназа и разведки ВНГ Российской Федерации являются лучшими методистами по подготовке личного состава к ближнему бою. Поскольку информация о методике подготовки узка, а круг подготовки ограничен (не все разрешено внедрять в войска), система носит ограниченный характер и применительна в основном для подготовки инструкторов для подразделений Главного разведывательного управления, Федеральной службы безопасности, Министерства внутренних дел, Федеральной службы охраны (ГРУ, ФСБ, МВД, ФСО). Так, например, темы по огневой подготовке «Отход с боевой стрельбой в составе 4, 6, 8 человек» вы нигде не найдете, но каждый командир спецназа и разведки понимает необходимость тренировки данного упражнения, а это упражнение состоит из отработки сразу двух предметов обучения: тактико-специальной боевой подготовки (ТСБП) ВНГ Российской Федерации и огневой подготовки (далее – ОП), а если командир грамотный, он еще включит различные вводные и другие предметы обучения, где бойцам необходимо думать и мгновенно
142
принимать решение, например медицинскую подготовку, специальную подготовку, военную топографию и др. Это комплексное занятие, вырабатывает динамику действий и преследует несколько целей. В выводе по огневой подготовке как подготовке к ведению ближнего боя возникают проблемные вопросы, требующие решения: – слабая методическая подготовка к ведению ближнего боя звена «командир взвода-группы»; – ограниченное количество специальных боеприпасов на специальное оружие; – после приведения оружия с оптикой к нормальному бою руководящие документы требуют снимать оптику с приведенного к бою оружия в местах хранения оружия; – не в каждом подразделении существует интерактивный тир; – большинство пистолетных тиров и стрельбища приспособлены для тренировки только ОП без элементов специальной и тактико-специальной подготовки (СП и ТСП); – необходимость внедрения специальных стрелковых упражнений; – подготовка к взаимозаменяемости и стрельба из различных видов вооружения. Некоторые пути решения проблем: – каждый командир разрабатывает базу по ОП (комнаты, тиры, автобусы с макетами для штурма, штурмовые стенки и т.д.), исходя из особенностей выполнения задач и местности составляет смету расходов средств. Все это позволит подготовить подразделение по назначению; – сочетание элементов ОП, физической и специальной подготовки (ФП и СпП) в динамике с различным розыгрышем действий позволит увеличить показатель в стрельбе; – разработка нестандартных, позволяющих эффективно решить внезапные задачи упражнений стрельбы (при согласовании со старшим начальником) тренирует младших командиров в быстром принятии решения; – внедрение в практику изобретательской и рациональной работы по улучшению приведения оружия к нормальному бою, эффективности стрельбы и др. (выход из различных проблемных вопросов, приведение оружия к бою, точная стрельба, эффективность выполнения задач, экономия времени); Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
Воинское обучение и воспитание, боевая подготовка, военная педагогика и психология
– обеспечение военно-учебных заведений, учебных воинских частей экранами и интерактивными тирами, специальным оборудованием для строительства комнат для стрельбы. В выводах об эффективности подготовки как отдельного бойца, так и подразделения в целом огромную роль играет материальное обеспечение и учебно-материальная база, которые позволяют качественно готовить сначала бойца, а затем и подразделения в целом, следует соизмерять возможности обеспечения, срок подготовки с задачами, особенности и условия выполнения задач, а также период. Но с полной уверенностью можно сказать, что для подготовки нужно желание, стремление, а главное – изобретательность, начиная от выпиливания мишеней и подготовки консервных банок с соляркой для их подсветки, если упражнение выполняется ночью, заканчивая выполнением боевых стрельб отделения (БСО) с запуском по течению реки движущихся мишеней в виде надувных шариков. Нестандартности действий нет предела, также как и при подготовке с использовани-
ем интерактивного тира, переносного стрельбищного оборудования и разработке комнат для действий в различных обстановках. Подготовка предполагает и стрельбу из различных положений, во время перемещения, с разворота, в прыжке с кувырком из различных видов оружия. Такая подготовка призвана выработать мышечную память и единое понимание методики. Анализ показывает, что подразделение, бойцы которого при подготовке использовали различные вводные при тренировке упражнений ОП в совокупности с перемещением и преодолением естественных препятствий, если действие происходило в ограниченном пространстве или на крыше разрушенного высотного здания, в горящем помещении или болотистой местности, несет наименьшие потери, чем то подразделение, которое не тренировало элементы ближнего боя, а это значит, что помимо сохранения жизни и здоровья преследуется цель передачи опыта и техники действий, накопленных десятилетиями исследований в ходе боевых действий.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Агафонов, М.П. О методах проведения учебно-тренировочных занятий по огневой подготовке / М.П. Агафонов, А.А. Каримов // Подготовка кадров для силовых структур: современные направления и образовательные технологии. Материалы двадцатой всероссийской научно-методической конференции. – Иркутск : Восточно-Сибирский институт МВД России, 2015. – С. 178–180. 2. Сериков, С.Н. Современные методики обучения огневой подготовке сотрудников силовых структур, необходимые для качественного выполнения оперативно-служебных задач / С.Н. Сериков // Вестник Восточно-Сибирского института МВД России, 2014. – № 3(70). – С.3–6. 3. Соколов, С.С. Процесс обеспечения транспортной безопасности как объект автоматизации / С.С. Соколов // Фундаментальные исследования, 2014 № 11–1. – С. 46–51
REFERENCES 1. Agafonov, M.P. O metodah provedeniya uchebnotrenirovochnyh zanyatiy po ognevoy podgotovke / M.P. Agafonov, A.A. Karimov // Podgotovka kadrov dlya silovyh struktur: sovremennye napravleniya i obrazovatel'nye tehnologii. Materialy dvadtsatoy vserossiyskoy nauchnometodicheskoy konferentsii. – Irkutsk : VostochnoSibirskiy institut MVD Rossii, 2015. – S. 178–180. 2. Serikov, S.N. Sovremennye metodiki obucheniya ognevoy podgotovke sotrudnikov silovyh struktur, neobhodimye dlya kachestvennogo vypolneniya operativno-sluzhebnyh zadach / S.N. Serikov // Vestnik Vostochno-Sibirskogo instituta MVD Rossii, 2014. – № 3(70). – S.3–6. 3. Sоkоlоv, S.S. Prоtsеss оbеspеchеniya trаnspорtnоy bеzоpаsnосti kаk оb’еkt аvtоmаtizаtsii / S.S. Sоkоlоv // Fundаmеntаl'nyе isslеdоvаniya, 2014 № 11–1. – S. 46–51
Ефимова Анна Борисовна – преподаватель кафедры информатики и математики. Санкт-Петербургский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации; Хомяков Александр Дмитриевич – научный сотрудник. Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева Министерства обороны Российской Федерации. Яблочкин Артём Борисович – преподаватель кафедры тактики и технического обеспечения. Омский автобронетанковый инженерный институт.
Efimova Anna Borisovna – Lecturer at the Informatics and Mathematics Department. St. Petersburg Military Institute of National Guards Troops of the Russian Federation; Homyakov Aleksandr Dmitrievich – Researcher, Khrulev Military Academy of Logistics of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Yablochkin Artem Borisovich – Lecturer at the Maintenance and Tactics Department. Omsk Tank-Automotive Engineering Institute.
Статья поступила в редакцию 20.03.2018
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
143
CONTENTS MILITARY AND SPECIALIZED SCIENCES Weapons and military equipment. Complexes and military-oriented systems Blinova N.P., Levchenko G.N., Myasnikov V.A., Yanovich K.V. Frequency regulation systems as components of automated control systems............................................................................................................5 Grankin M.G., Kozlov A.A., Akimushkin R.V., Omel’chenko А.S. Analysis of ways to increase haulage capacity of diesel engines.......................................................................................................................16 Druzhinin P.V., Sergeev V.V., Romanenko R.V. Implemented scheme of the combined power plant with electromechanical transmission of the ground robotic system performing tasks of logistics..................21 Zubar’A.V., Kirnos V.I., Pivovarov V.P. Determination of additional epipolar restrictions.....................26 Seryakov O.A., Chepizhko I.V., Zinov’yev S.S. Research of emergence of BTR-82AM on shore...............32 Usikov V.Y., Keller A.V. Overview of technical solutions for design development of air pressure regulating system in tires.....................................................................................................................................37 Shabalin D.V., Yakimushkin R.V., Chepizhko I.V., Zinoviev S.S. Efficiency improvement of the working cycle for the tank diesel V-92С2 by optimization of the air charge temperature ..............................44 Operation and recovery of weapons and military equipment, maintenance Kurguzova О.A., Degtyarenko A.A., Klimenko S.V. Influence of dispersed particles in the lubricant on the wear resistance of high-carbon steel........................................................................................................50 Popov B.I., Roslov S.V. Control of automotive equipment maintenance under current conditions.........54 Mashkov Y.K., Alimbaeva B.Sh., Baybaratskaya M.Yu. Formation of wear-resistant coatings on steel parts of metal-polymeric friction units of vehicles.....................................................................................58 Novikov G.P., Prys’ L.A., Babichev A.A., Dadayan S.E. Some aspects of evaluating the implementation for storage requirements of tactical vehicles under operation...........................................................................62 Shelyagin I.I., Shabalin D.V., Shelyagin I.A. Improvement of acceleration of the combined diesel engine based on inertia accumulators of energy.................................................................................................69 MILITARY AND THEORETICAL SCIENCES Military economy, defense-industrial potential Podshivalov S.F., Podshivalova K.S., Tokareva L.V., Komolova N.V., Dunaev C.V. Imprecision in the solution algorithm of the traveling salesman by the branch-and-bound method.......................................73 Orekhov A.V., Zhavoronok D.E. Analysis of using polymeric composite materials in bridge engineering of foreign countries...........................................................................................................................77 Filippov I.V. Optimization of the organizational structure for itinerary units of the special railway brigade...81 Morochkovskаyа L.G., Balaganskaya K.I., Molchanov D.А. Theoretical ground for application of solar batteries by Russian military men in the field environment on the territory of Western Siberia..........85 Men’shikov V.V., Eliseev Yu.P. Role and place of various types of transport in the performance of military evacuation transportation (railway transport).....................................................................................90 Military training and upbringing, combat training, military pedagogics and psychology, troops daily activity organization Salmin V.N., Yurkov V.N. Assessment of individual weapons training of military men.........................95 Fesenko O.P., Kol'b V.V. Speech culture of cadets at a military school: reality VS expectations............99 Shiryaev V.N. Justification of pedagogical conditions and realization of didactic principles in training troops to integrated water transport (mountain) preparation...........................................................103 Kosenok Yu.N. Basic requirements to graduates’ training level at a military institution in terms of specific features of weapon ordnance maintenance..........................................................................................110 Gavrikov A.A., Kashtanov V.L., Ignatovich V.V. Realization of transformative possibilities for social education of military men...................................................................................................................................114 Babichev M.A. Comparative analysis of approaches to the development of professional competencies of entry-level teachers in the field of higher education and higher military education..................................118 Lyapin V.A., Stepanov A.P., Klimov V.V., Abramova I.A. Leading forms of injuries of the military personnel at a higher institution and improvement of measures for their prevention..................................123 Nekrasova T.V. Foreign language as an effective means of professional communication of a military specialist..............................................................................................................................................................127 Dombrovskaya I.I., Kobzar’Р. Diagnostics of citizenship formation in the youth choosing a military profession.............................................................................................................................................................134 Efimova A.B., Homyakov A.D., Yablochkin A.B. Technologies of weapons training as a component of professional development of the military personnel of reconnaissance and special task units for fighting at closes.................................................................................................................................................140
144
Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12)
ISSN 2412-5326
Международная научно-практическая конференция «Терроризм как глобальная проблема современности»
18 мая III Всероссийская научно-практическая конференция «Физическая культура в системе профессионального образования: идеи, технологии перспективы»
25 мая IV Международная научно-практическая конференция «Проблемы модернизации современного высшего образования: лингвистические аспекты» Приглашаем всех заинтересованных принять участие в проведении конференции Телефон для справок коммутатор: 44-97-98, добавочный 1-26
Наука и военная безопасность
Наука и военная безопасность. № 1 (12)/2018
17 мая
Научно-практический журнал ISSN 2412-5326 Наука и военная безопасность. – 2018. – № 1 (12). – С. 1–144.
Программа конференций в Омском автобронетанковом инженерном институте на май 2018 года
№ 1 (12) 2018
16+ В номере:
• Повышение эффективности танкового дизеля • Воинские эвакуационные перевозки на железнодорожном транспорте • Мостостроение зарубежных стран • Использование солнечных батарей в полевых условиях Западной Сибири • Обучение войск комплексной водно-транспортной подготовке (горной) • Требования к выпускнику военного вуза • Силовая установка с электромеханической трансмиссией робототехнического комплекса