Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Безопасность в чрезвычайных ситуациях (по отраслям)

Диссертационная работа:

Аверьянов Андрей Анатольевич. Исследование и разработка противоперегрузочного костюма (ППК) нового поколения : Дис. ... канд. техн. наук : 05.26.02 Москва, 2005 186 с. РГБ ОД, 61:06-5/413

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТОК

ППК 8

  1. Краткая история создания первых ППК 8

  2. Анализ существующих ППК 10

  3. Зарубежные ППК 21

  4. Анализ патентной литературы последних десятилетий по ППК 22

  5. Анализ существующих методик расчета параметров ППК 27

Выводы по главе 1 29

2. КОНСТРУКЦИЯ ППК НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ 30

  1. Назначение, область применения и требования к ППК нового поколения 30

  2. Конструкция ГШК-6 32

  3. Материалы для силовой оболочки ППК 38

  4. Материалы для камеры ППК 45

  5. Технология соединения тканепленочных материалов для камеры ППК... 48

  6. Оценка технологичности ППК - 6 49

  7. Работа ППК-6 50

Выводы по главе 2 54

3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ПАРАМЕТРОВ ППК В РАБОЧЕМ СОСТОЯНИИ 55

  1. Исследуемые параметры ППК 55

  2. Модель геометрической формы поперечного сечения тела человека 56

  1. Основные допущения, принимаемые для расчета формы поперечного сечения надутой камеры 59

  2. Модель геометрической формы поперечного сечения ножной секции надутой камеры (бедра или голени) 61

  3. Модель геометрической формы поперечного сечения брюшной секции надутой камеры 84

  1. Модель геометрической формы продольного сечения надутой камеры.... 89

  2. Математическая модель и методика расчета погонных сил, возникающих в материале ППК после наддува камеры воздухом 95

Выводы по главе 3 107

4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ППК-6 108

4.1. Краткая характеристика алгоритма расчета 108

4.2 Учет деформации ткани силовой оболочки 109

4.3. Брюшная секция 110

4.4 Бедренная секция 123

  1. Голенная секция 133

  2. Оценка коэффициентов запаса прочности материала силовой оболочки и

швовППК~6 142

Выводы по главе 4 143

5. Экспериментальное исследование ППК-6 146

  1. Экспериментальная техника и методика проведения экспериментов 146

  2. Результаты экспериментального исследования геометрических параметров ППК-6 и их анализ 154

  3. Результаты экспериментального исследования давления на тело и их анализ 162

  4. Результаты экспериментального исследования напряжений (погонных сил) в силовой оболочке и их анализ 164

  5. Испытания ППК-6 168

Выводы по главе 5 176

Выводы по работе 178

Библиографический список 181

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Скорость и маневренность современных летательных аппаратов, особенно военных самолетов, с каждым годом возрастает. Возникающие при маневрах перегрузки достигают 10-12 единиц и оказывают отрицательное влияние на организм летчика. Защита летчика от положительных перегрузок (в направлении «голова - таз») осуществляется с помощью противоперегрузочного костюма, снабженного герметичной воздушной камерой, вложенной в чехол, пришитый к костюму в области живота, бедер и голеней. Камера через антигравитационный клапан подсоединяется к системе воздухоснабжеыия самолета. При увеличении перегрузок до 1,5...2 единиц камера автоматически наполняется воздухом под избыточным давлением, пропорциональным перегрузке, обеспечивая обжатие нижних частей тела. Это уменьшает отток крови от верхних частей тела к нижним, исключает смещение вниз органов верхних частей тела, увеличивая тем самым естественную переносимость перегрузок человеком.

В настоящее время для полетов на высотах до 20км в отечественной авиации применяются разработанные на предприятии «Звезда» хорошо зарекомендовавшие себя костюмы ППК-1 У, ППК-З с плоскими, или накладными, камерами, а также противоперегрузочные устройства (ППУ) в составе высотных компенсирующих костюмов (ВКК) типа ВКК-15. Указанные костюмы обеспечивают переносимость перегрузок летчиком до 9-11 единиц.

Однако конструкции существующих костюмов имеют и серьезные недостатки. У ППК-1У и ППК-З отсутствует внешнее давление в области коленных суставов и ягодиц, что приводит к болезненным ощущениям и жалобам со стороны летчиков. Костюмы ВКК не имеют вырезов в нижней части, однако плотная подгонка на указанных участках в них также не предусмотрена. В данных костюмах в области живота и ног имеются две камеры - ППУ и натяжного устройства (НУ) высотно-компенсирующей системы. Наличие двух камер усложняет и утяжеляет костюм. Кроме того,

большая часть полетных заданий выполняется на небольших высотах, до 12км, где применение ВКК необязательно, поэтому верхняя часть костюма является только помехой для движений летчика. Однако отдельное ношение нижней части этого костюма, т. е. брюк, невозможно.

В настоящее время отсутствуют также расчетные методики, которые
позволяли бы обоснованно выбирать конструктивные параметры ППК еще на
стадии проектирования. Указанные и другие недостатки существующих

ППК во многом ограничивают возможность более полного

использования технических возможностей современных самолетов. Поэтому создание ППК нового поколения с лучшими эксплуатационными характеристиками является актуальной задачей.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка полнопрофильного ППК из современных высокопрочных огнестойких и высокогигиеничных материалов, способного обеспечивать обжатие костюмом не менее 90 % поверхности нижней части тела, работать как: отдельно в противоперегрузочном режиме, так и в комбинации с высотным компенсирующим жилетом на высотах более 12 км в режиме высотной компенсации, а также создание экспериментально подтвержденной расчетной методики, позволяющей обосновать конструктивные, технологические, эксплуатационные параметры данного ППК, а также костюмов аналогичного принципа действия.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. С учетом современного состояния исследований и разработок, предложить новое конструктивное решение, удовлетворяющее современным требованиям, предъявляемым к индивидуальному снаряжению летчика военной авиации, в котором были бы устранены основные недостатки, имеющиеся в существующих ППК.

  1. С учетом требований к конструкции ПГОС выбрать материалы для его силовой оболочки и герметичной камеры, а также прогрессивную технологию сборки камеры.

  2. Разработать методику расчета характеристик ППК в рабочем состоянии и на основании расчетов выявить значения основных внешних параметров, определяющих эффективность и прочность ППК.

4. Произвести экспериментальные исследования параметров ППК на
экспериментальных образцах, сравнить их с результатами расчетов и при
необходимости скорректировать расчетную методику.

5. С учетом результатов проведенных исследований окончательно выбрать
конструктивные, технологические и эксплуатационные параметры ППК,
изготовить опытный образец и произвести его испытания.

Научная новизна.

1. Создана новая теоретически и экспериментально обоснованная
конструкция полнопрофильного ППК с плоской камерой, удовлетворяющая
цели настоящей работы: обжатие костюмом не менее 90 % поверхности нижней
части тела, что даст возможность повысить переносимость перегрузок летчиком
на 2,5...3 единицы, способность работать как отдельно в противоперегрузочном
режиме, так и в комбинации с компенсирующим жилетом на высотах более 12
км (до 20 км) в режиме высотной компенсации.

2. Разработаны математическая модель, методика и программа расчета
параметров ППК с плоской камерой в рабочем состоянии, позволяющие
рассчитать геометрическую форму, размеры надутой камеры, форму и площадь
поверхности тела, обжатую костюмом, распределение давления на тело, а также
напряжения, возникающие в его силовой оболочке.

3. Теоретически и экспериментально установлен характер влияния конструктивных (ширина камеры, слабина ткани) и эксплуатационных (давление в камере) параметров на противоперегрузочные характеристики ППК (степень

компенсации, распределение давления на тело, размеры некомпенсированных участков) и напряжения в материале.

4. Показано, что необходимый для обеспечения высокого противоперегрузочного эффекта положительный градиент давления на тело, направленный сверху вниз, можно обеспечить в ППК данного типа благодаря увеличению кривизны поперечного сечения тела и некоторому расчетно обоснованному уменьшению относительной ширины камеры от живота к голени.

Практическая значимость

  1. Разработан и изготовлен опытный образец ППК нового поколения -ППК-6, проведены физиологические испытания, подтвердившие его более высокие противоперегрузочные характеристики по сравнению с существующими костюмами типа ВКК-15.

  2. Созданные в работе методики расчета и экспериментального исследования ППК-6, алгоритм и программа расчета могут быть использованы при проектировании и расчете других ППК аналогичного типа.

3. Результаты работы использованы в учебном процессе - курсовом и
дипломном проектировании студентов специальности 190600 в Московском
авиационном институте.

Автор выносит на защиту

  1. Конструкцию ППК нового поколения в виде полнопрофильных брюк, способного обеспечивать обжатие не менее 90% площади поверхности нижней части тела, способного работать как в противоперегрузочном режиме, так и в комбинации с компенсирующим жилетом в режиме высотной компенсации на высотах 12... 20км.

  1. Математическую модель и методику, позволяющие рассчитать геометрические параметры, давление на тело и напряжения в силовой оболочке ППК с плоской камерой в зависимости от деформационных характеристик

силовой оболочки, формы камеры, давления газа в ней, слабины ткани и антропометрических параметров летчика.

3. Методики экспериментального исследования геометрических параметров и напряжений в силовой оболочке ППК.

Подобные работы
Карпов Евгений Васильевич
Исследование и разработка противопоточного ротационного пылеотделителя транспортных систем вентиляции и кондиционирования
Миннуллин Тимур Ильдарович
Разработка средств индивидуальной бронезащиты боевого пловца на основе клинико-морфологических особенностей огнестрельных повреждений из морского стрелкового оружия (экспериментальное исследование)
Ветров Николай Захарович
Исследование и разработка серии мощных генераторных ламп для нового поколения передатчиков с широтно-импульсной модуляцией
Рахимуллина Руза Закиевна
Исследование и разработка технологий и рецептур эмульсионных продуктов нового поколения
Скрябина Наталья Михайловна
Комплексные исследования и разработка инновационных технологий и рецептур жировых продуктов нового поколения
Нгуен Хай Нинь
Разработка и исследование мультиплексной системы управления электропакетом для автомобилей нового поколения
Сейфетдинов Руслан Рашидович
Исследование и разработка методов анализа нагрузки ОКС Z 7 в сетях мобильной связи второго и третьего поколения
Аль-Сураби Мохаммед Абдул Карим Ахмед
Исследование и разработка алгоритмов динамического назначения скорости передачи и мощности излучения в прямой линии сотовых систем связи третьего поколения с технологией WCDMA
Сопельникова Нонна Григорьевна
Исследование и разработка защитного костюма для выполнения работ методами промышленного альпинизма на основе биомеханических характеристик человека
Селезнев Дмитрий Владимирович
Исследование радиационной деградации и оценка радиационной стойкости светодиодов на основе гомо- и гетероструктур первого и второго поколения на базе трех-четырехкомпонентных твердых растворов А3В5

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net