CC BY
14
Набоков Александр Евгеньевич, старший преподаватель, [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения
EXPERIMENTAL STUDIES OF NOISE AT THE WORKPLACES OF MACHINE WORKERS OF THREADING
AND SLOT MILLING MACHINES
A.E. Nabokov
The results of experimental studies of the regularities of the spectral composition of acoustic characteristics and the identification ofpartial ranges in which the active levels of sound pressure exceed the sanitary standards at the workplaces of thread-cutting and slot-milling machines, created by them at the sites of machinebuilding enterprises, are presented.
Key words: threading machines, slot milling machines, noise spectra, sanitary standards.
Nabokov Alexander Evgenievich, senior lecturer, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University
УДК 004
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-5-84-85
РОЛЬ СОВРЕМЕННЫХ СИММУЛЯЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ
ПРОЦЕССЕ
А.М. Лященко, Д.В. Глазунов, П.В. Губарев, А.Д. Глазунова
В статье рассмотрены тренажерные комплексы по управлению различных видов транспорта: подвижным составом, одноковшовым гидравлическим экскаватором с ковшом типа «обратная лопата», маломерным судом, авиалайнером, получившие широкое распространение, как в нашей стране, так и за рубежом. Рассмотрен медицинский тренажер для развития хирургических навыков при проведении эндоскопических операций. Приведены преимущества и недостатки тренажерных комплексов. Проведен сравнительный анализ тренажерных комплексов и компьютерных программ, в результате чего определено, что приобретение, обслуживание и ремонт тренажёров требуют выделения дополнительных помещений и вложения существенных финансовых затрат, к тому же в рамках учебного занятия каждому студенту или специалисту в группе, невозможно полноценно освоить тренажёр. Поэтому внедрение симуляционных компьютерных программ в электронный образовательный процесс транспортных университетов является важным.
Ключевые слова: симуляционная программа, тренажерный комплекс, компьютерная программа, транспорт, подвижной состав, экскаватор, маломерное судно, авиалайнер.
В соответствии с Законом об образовании №273-ФЗ от 29.12.2012 года (статья 85) сказано, что реализация образовательных программ в области подготовки специалистов железнодорожного транспорта, включает в себя теоретическую, тренажёрную и практическую подготовку по эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств [1]. А также, по мнению работодателей ОАО «РЖД», результатом обучения в вузе должно быть не усвоение выпускниками определённого набора теоретических знаний, а подготовка их к успешному выходу на рынок труда, для чего знания как таковые должны сочетаться с практическим опытом, навыками поведения в профессиональной среде и соответствующими поведенческими установками и компетенциями.
Поэтому внедрение в учебный процесс симуляционных программ и тренажеров является одним из приоритетных направлений, решающих многочисленные дефекты в теоретической и практической подготовке студентов транспортных вузов.
Тренажёрные комплексы получили широкое распространение как в нашей стране, так и за рубежом. Проведем обзор симуляционных кроссплатформенных технологий и программ, используемых в образовании. Современные симуляционные комплексы представлены на рисунке 1.
В Самарском научно-производственном центре «СПЕКТР» разработан отечественный высокотехнологичный полномасштабный универсальный тренажёрный комплекс для профессиональной подготовки машинистов поездных и маневровых локомотивов (рис. 1, а), который позволяет воспроизводить «среду», максимально приближенную к реальным условиям эксплуатации. На тренажёрном комплексе отрабатываются рациональные и энергосберегающие режимы вождения поездов, навыки поведения в нештатных ситуациях, после чего присуждается и подтверждается классность машиниста-студента или слушателей курсов повышения квалификации [2, 3].
в г
Рис. 1. Современные симуляционные комплексы: а - учебный тренажёр рабочего места машиниста высокоскоростного электропоезда с полноразмерной имитацией кабины на динамической платформе; б - полноценный тренажер одноковшового гидравлического экскаватора с ковшом типа «обратная лопата»; в - симулятор-тренажер для базовой подготовки судоводителей маломерных судов»; г - авиатренажер-симулятор TFT.aero
Для изучения принципа работы и управления экскаватором применяется полноценный тренажер одноковшового гидравлического экскаватора с ковшом типа «обратная лопата» (рис. 1, б). Учебный тренажер позволяет выработать базовые навыки практического управления экскаватором без использования моторесурса реальной техники. Тренажер выполнен из конструкционного алюминиевого профиля, обладает малым весом и высокой прочностью. Содержит все основные органы управления одноковшовым гидравлическим экскаватором, что позволяет отрабатывать различные учебные упражнения: движение, манипулирование стрелой и ковшом, заезд на трал, выемка грунта с погрузкой в самосвал и т. д. (см. ниже подробное описание). В комплект тренажера входит компьютерное оборудование, один или несколько телевизоров (в зависимости от комплектации), установленное программное обеспечение [4].
Для базовой подготовки судоводителей маломерных судов применяют симулятор-тренажер (рис. 1, в), обеспечивающий подготовку специалистов по управлению маломерными судами и лодками в условиях ВВП и ВП согласно правилам и нормам ГИМС. Тренажерный комплекс судна предназначен для обучения и отработки практических навыков управления маломерными судами, обучения и закрепления знаний правил плавания по внутренним водным путям РФ и международным правилам в целях обеспечения безопасности судоходства. Также тренажер позволяет проверить полученные знания и навыки. Органы оправления тренажера соответствуют применяемым на реальных образцах маломерных судов, а программное обеспечение тренажера близко имитирует динамику реального судна. Тренажер для подготовки судоводителей маломерных судов, предназначен для отработки и проверки практических навыков: • управления маломерными судами • управления малыми катерами и лодками. Тренажер может быть использован для подготовки: судоводителей маломерных и прогулочных судов, в соответствии с правилами и нормами ГИМС, а также примерными программами подготовки, согласованными Федеральным агентством морского речного транспорта. Перечень задач, решаемых с помощью комплекса: первичное обучение операторов принципам управления маломерным судном на примере катера или моторной лодки, трогание судна (дача хода) с места движение по прямой на малом ходу, развитие скорости, выполнение поворотов и разворотов, пересечение судового хода, выполнение плавного снижения скорости для остановки, подход к причалу для швартовки лагом, подход к причалу (берегу) носом, кормой, отход от пристани, движение при боковом ветре, действия при обнаружении человека за бортом, расход с судном по пути, управление судном при движении на заднем ходу, экстренная остановка судна с гашением инерции, управление судном при подходе к другому судну, постановка на якорь, управление судном на открытой воде, плавание вблизи берегов, в узкостях, швартовка и постановка на якорь. Общий состав комплекса: мобильная рама тренажера со встроенным расчетным блоком для воспроизведения трехмерной графики, аппаратура управления, имитирующая органы управления маломерным судном, программное обеспечение комплекса на USB носителе, инструкция по эксплуатации виртуально программного комплекса [5].
Авиатренажеры-симуляторы TFT.aero (рис. 1, г) имитируют полет на авиалайнерах. Кабины полностью воспроизводят управление самолётом, сферический экран обеспечивает абсолютное погружение в события, а подвижная платформа передает возникающие в полете ускорения и эффекты.
ТТТ.аеш предлагает два разных симулятора - аэробус и боинг. Новички пробуют свои силы на аэробусе, потому что он имеет более простое управление в виде джойстика. Боинг подойдёт профессионалам, он управляется штурвалом. Симулятор представляет собой подвижный комплексный тренажер летного состава. Настоящая кабина самолета полностью функциональна; не работают только пульты кислородной системы и климатической установки (кондиционер в кабину подведен, но регулируется снаружи). Симулятор оснащен уникальной полнокупольной системой визуализации, предоставляющей пилоту углы обзора не многим меньше, чем из кабины настоящего самолета, а профессиональная динамическая платформа передает пилоту акселерационные ощущения во всех 6-ти плоскостях. Полет проходит при поддержке пилота-инструктора, общение с которым происходит через интерком. [6]
Дистанционные и симмуляционные технологии в подготовке современного врача трудно переоценить. Рассмотрим медицинский тренажер для развития хирургических навыков при проведении эндоскопических операций (рис. 2). Практически невозможно в определенное время подготовить хирурга, владеющего современными высокотехнологическими операциями без использования специальных сим-муляционных тренажеров. Кроме того, такие разделы хирургии как эндоскопическая хирургия должны обязательно включать в себя цикл симмуляционного обучения. В связи с этим, по дисциплине топографической анатомии и оперативной хирургии профессором В.В. Гребенюком подготовлен «Медицинский тренажер для развития хирургических навыков при проведении эндоскопических операций» (рис. 1, 2).
Рис. 2. Медицинский тренажер для развития хирургических навыков при проведении эндоскопических операций: 1 - жесткий каркас с полостью; 2 - тренировочная конструкция;
3 - 2 манипулятора (зажимы для эндоскопической хирургии); 4 - видеокамера
для интракорпоральной визуализации; 5 - видеопровод, соединенный с монитором (персональным компьютером или телевизором)
Данный тренажер применяется в обучающем процессе для овладения практическими компетенциями интракорпорального эндоскопического шва и узла, а также в овладении навыков захвата и визуализации изображения в абдоминальной хирургии, акушерстве и гинекологии, торакальной хирургии и травматологии. Студенты 3 курса по дисциплине топографической анатомии и оперативной хирургии, кроме традиционных хирургических методик, осваивают хирургическую технику эндоскопических операций. Данный подход к системе обучения позволяет оптимизировать подготовку врачей к современной эндоскопической хирургии. Следует также отметить, что применение данного тренажера в обучающем процессе возможно дистанционно - в режиме on-line благодаря видеокамере, подключенной к интернету с трансляцией видео операций в смартфоны студентов. Такая интерактивная методика способствует улучшению качества восприятия сложных методик эндоскопической хирургии. Таким образом, медицинский тренажер для развития хирургических навыков при проведении эндоскопических операций, подготовленный для дисциплины топографической анатомии и оперативной хирургии, позволяет улучшить качество дистанционных и симмуляционных технологий в подготовке врачей [7].
Однако нужно учесть, что приобретение, обслуживание и ремонт тренажёров требуют выделения дополнительных помещений и вложения существенных финансовых затрат. К тому же в рамках учебного занятия (90 мин) каждому студенту или специалисту в группе, состоящей из 20-25 человек, невозможно полноценно освоить тренажёр. Аналогами механического, учебно-тренировочного устройства могут быть симуляционные тренажёры с использованием компьютерных программ.
В Лондоне (Великобритания) компанией Kuju Entartaiment была разработана компьютерная программа Microsoft Train Simulator [4].
Как правило, эти программы обладают хорошей физической моделью и весьма неплохой графикой. Примеры существующих программ: Southern Belle (1985 г.), Shortline (1992 г.), Train Simulator (1995 г.), 3D Railroad Master (1998 г.), MaSzyna (2001- 2006 гг.), Trainz (2001-2012 гг.), Rail Simulator (2007 г.) др. [2, 3].
Однако для обеспечения высокого качества практической подготовки только наличия тренажёров не достаточно. Необходимо использование определённых педагогических технологий, обеспечивающих преемственность системы формирования, отработки и совершенствования практических навыков и подготовку к выполнению профессиональной деятельности на всех этапах обучения будущего специалиста.
В работе проведен обзор современных симуляционных комплексов (технологий и программ), предназначенных для обучения студентов транспортных и медицинских университетов, в результате чего определено, что приобретение, обслуживание и ремонт тренажёров требуют выделения дополнительных помещений и вложения существенных финансовых затрат, к тому же в рамках учебного занятия (90 мин) каждому студенту или специалисту в группе, состоящей из 20-25 человек, невозможно полноценно освоить тренажёр. Поэтому внедрение симуляционных компьютерных программ в электронный образовательный процесс университетов является важным.
Список литературы
1. Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-Ф3 «Об образовании в Российской Федерации» (ред. от 02.07.2021 г.) [Электронный ресурс] URL: https://sudact.ru/law/federalnvi-zakon-ot-29122012-n-273-fz-ob/glava-11/statia-85.1 (дата обращения:13.12.2021).
2. Тимофеева М.С., Глазунов Д.В. Симуляционные технологии как составляющая процесса формирования профессиональных компетенций. В сб.: Тр. межд. науч.-практ. интернет-конференции. Сб. тр. 11-й межд. науч.-практ. интернет-конференции, 2014. С. 33-38.
3. Тимофеева М.С., Глазунов Д.В., Мизюков Г.С. Разработка и апробация кроссплатформенного железнодорожного симулятора. Автоматизация. Современные технологии. 2016. № 10. С. 43-48.
4. Интернет-ресурс: [Электронный ресурс] URL: https://gksirius.ru/index.php/trenazhiorv-spetstekhniki/16-stroitelnve (дата обращения: 02.03.2023).
5. Интернет-ресурс [Электронный ресурс] URL: https://61.mchs.gov.ru/devatelnost/gosudarstvennve-uslugi/provedenie-attestacii-sudovoditelev-na-pravo-upravleniva-malomernvmi-sudami/kursv-podgotovki-sudovoditelev-malomernvh-sudov-v-rostovskov-oblasti (дата обращения: 01.03.2023).
6. Интернет-ресурс [Электронный ресурс] URL: https://100vr.ru/tft-aero (дата обращения: 28.02.2023).
7. Патент РФ на изобретение № 147842 от 16.10.2014. Опубл. 20.11.2014. Бюл. № 32.
Лященко Алексей Михайлович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Глазунов Дмитрий Владимирович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Губарев Павел Валентинович, канд. техн. наук, доцент, pavel. gybarev@;yandex. ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Глазунова Анастасия Дмитриевна, студент, nastushka_2019 [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет
THE ROLE OF MODERN SIMMULATION TECHNOLOGIES IN THE EDUCATIONAL PROCESS A.M. Lyashchenko, D.V. Glazunov, P.V. Gubarev, A.D. Glazunova
The article considers simulator complexes for controlling various types of transport: rolling stock, a single-bucket hydraulic excavator with a bucket of the "reverse shovel" type, a small court, an airliner, which have become widespread both in our country and abroad. A medical simulator for developing surgical skills during endoscopic operations is considered. Advantages and disadvantages of simulators are given. A comparative analysis of simulator complexes and computer programs was carried out, as a result of which it was determined that the purchase, maintenance and repair of simulators require the allocation of additional premises and the investment of significant financial costs, moreover, within the framework of the training session, it is impossible for every student or specialist in the group to fully master the simulator. Therefore, the introduction of simulation computer programs into the electronic educational process of transport universities is important.
Key words: simulation program, simulator complex, computer program, transport, rolling stock, excavator, small vessel, airliner.
Lyashchenko Alexey Mikhailovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Transport,
Glazunov Dmitry Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Transport,
Gubarev Pavel Valentinovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Transport,
87
Anastasia Dmitrievna Glazunova, student, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University
УДК 620.197.3:547.233.4
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-5-88-89
ИССЛЕДОВАНИЕ УЛУЧШЕННЫХ СОСТАВОВ ИНГИБИТОРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В СИСТЕМЕ «БОРНАЯ КИСЛОТА-ИМИДАЗОЛ-ВОДА» С ВЫХОДОМ НА БОРАТИ-МИДАЗОЛ С ОЦЕНКОЙ ИХ ЭЛЕКТРОКОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ
В.Н. Гадалов, С.Н. Кутепов, И.Е. Илларионов, А.В. Филонович, А.А. Калинин
В статье представлены исследования поусовершенствованию боразотсодержащих соединений, а также приведены сведения о фазовых превращениях в системе H3BO3-C3H4N2-H2O, исходя из изотермы растворимости, состоящих из трех ветвей. На основании анализа второй ветви, обнаружено новое соединение боратимидазола. Дано полное описание его свойств. Далее в работе представлены исследования по влиянию боратимидазола и эмидазола на коррозионное электролитическое поведение и основные характеристики циклической прочности доэвтектоидной углеродистой стали в нейтральных средах. Установлено, что введение эмидазола и боратимидазола в коррозионные среды снижает скорость ионизации стали, уменьшает плотность анодного тока в области пассивного состояния и повышает основные характеристики циклической прочности металла. Эмидазол обладает меньшей ингибирующей способностью, чем боратимидазол.
Ключевые слова: ингибитор композия, борная кислота, эмидазол, боратимидазол, коррозионные свойств.
В научно-технической литературе низок уровень сведений о боразотсодержащих соединениях, известных как ингибиторы коррозий металлов [1-27]. При этом они характеризуются высоким ингиби-рующим эффектом, а также обладают широким спектром действия к различным видам коррозии и большой доступностью реагентов. Борорганические соединения используются для ингибирования коррозии в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей, синтетических закалочных средств и моющих средств, а также в качестве компонента консервационных масел [5, 9, 10].
В связи с этим получение высокоэффективных, экологически безопасных ингибиторов коррозии на основе боросодержащих соединений является важной научно-технической задачей. Для создания улучшенных композиций противокоррозионных реагентов в работе использован метод физико-химического анализа, являющегося научной основой для получений улучшенных ингибиторов коррозии
[4].
Согласно экспериментальным данным, представленным на рисунке, изотерма растворимости состоит из трёх ветвей, из которых первая ветвь на диаграмме растворимости соответствует области кристаллизации борной кислоты. Она берёт начало с оси абсцисс и простирается до точки, раствор которой отвечает содержанию 18,84 масс. % Н3ВО3 и 36,8 масс. % C3H4N2. При этом растворимость борной кислоты увеличивается при добавлении имидазола с 5,08 масс. % до 18,84 масс. %.
Вторая ветвь начинается с эвтонической точки и соответствует формированию нового соединения, содержащего 37,32 масс. % борной кислоты и 40,94 масс. % имидазола, что соответствует молекулярной формуле C3H4N2- Н3ВО3- 2Н20 (боратимидазол). Новое соединение имеет довольно большую область кристаллизации. Его поле простирается на диаграмме по содержанию имидазола с 36,86 до 55,74 масс. %. Боратимидазол растворяется в воде инконгруэнтно. Исследование системы со стороны оси ординат показывает, что растворимость имидазола в присутствии борной кислоты уменьшается. Третья ветвь изотермы начинается с точки, соответствующей растворимости имидазола в воде, которая при температуре 25 °С равна 67,32 масс. %. Данная ветвь пересекается со второй ветвью в эвтонической точке, характеризующейся в среднем следующим составом: 15,06 масс. % Н3ВО3 и 55,77 масс. % C3H4N2 и отвечает полю кристаллизации имидазола.
Новое соединение - боратимидазол, состав которого соответствует общей химической формуле C3H4N2-H3BO3-2H2O (М = 165,84 г/моль), содержит (мас. %): 40,92 - имидазола, 37,32 - борной кислоты и 21,36 - воды. На поляризационном микроскопе Полам Р-113 в иммерсионных препаратах с применением стандартного набора ИЖ-1 были проведены кристаллооптические измерения боратимидазола. Кристаллы изучаемому соединения прозрачны, бесцветны, изометрической формы, анизотропны. Оптически одноосные, положительные. Ng = l,459 ± 0,003, Np = 1,438 ± 0,003, сингония низшая. Плотность равна 1,320г/см3, молекулярный объем 240,12 см3/моль, удельный объем 0,74 см3/г. Полученные данные отличаются от таковых для исходных соединений [1], что подтверждает его индивидуальность.
