Статья: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИНХРОННОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (2025)

Статья посвящена исследованию возможности выявления неисправности топливной аппаратуры тракторного дизеля путем анализа состава выхлопных газов. В работе рассмотрена проблема диагностики неисправностей, связанных с эффектом «льющей форсунки», который возникает в том числе при снижении давления подъема иглы форсунки. Авторы предлагают использовать стационарный газоанализатор для измерения концентрации вредных компонентов в выхлопных газах, таких как CO, CO₂ и NOx, при проведении низших видов ТО. Эксперимент проводился на тракторе МТЗ-82 с дизельным двигателем Д-240. Были измерены концентрации выхлопных газов в двух состояниях: исправном и с искусственно созданной неисправностью (снижение давления подъема иглы форсунки). Результаты показали, что концентрация NOx увеличивается в 4 раза при низкой частоте вращения вала и в 1,5 раза при высокой, что свидетельствует о значительном влиянии неисправности на экологические показатели двигателя. Концентрации CO и CO₂ остались практически неизменными. Авторы предлагают использовать полученные данные для разработки экспертных систем диагностики, а также для мониторинга состояния топливной аппаратуры во время технического обслуживания. Это позволит своевременно выявлять неисправности, снижать перерасход топлива и улучшать экологические характеристики двигателя.

Настоящее исследование посвящено актуальной проблеме повышения износостойкости рабочих органов сельскохозяйственных машин, подвергающихся интенсивному абразивному воздействию почвенной среды. В работе проведен комплексный анализ современных технологий восстановления и упрочнения, включая электроискровое легирование, лазерную наплавку и аддитивные технологии, который демонстрирует повышение износостойкости на 60…80 % по сравнению с традиционными методами. Особое внимание уделено экспериментальному изучению диффузионных процессов в системе «сталь Л-53 - сормайт» при вакуумном отжиге. Методология исследования включала проведение серии экспериментов с вакуумным отжигом образцов при 1000 °C с варьированием времени выдержки (60, 180 и 300 мин). Для анализа использовали методы сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и измерения микротвердости. Результаты показали формирование четкой зоны интердиффузии шириной 15…20 мкм при оптимальном режиме отжига (180 мин), сопровождающееся образованием хромистых карбидов типа Cr₂₃C₆ и достижением максимальной микротвердости 8,02 ГПа. Кинетический анализ выявил нелинейную зависимость коэффициента диффузии от времени отжига (от 4,34×10⁻¹⁵ до 3,16×10⁻¹¹ м²/с) и значение энергии активации диффузии 160 кДж/моль. Практическая значимость работы заключается в разработке технологических рекомендаций, включающих комбинирование сормайтовой наплавки с электроискровой обработкой и вакуумным отжигом в течение 150…180 мин, что позволяет повысить ресурс рабочих органов на 50…70 % при сокращении затрат на ремонт на 25…40 %.

Исследование посвящено анализу структуры земельного фонда сельскохозяйственного назначения, в том числе с малыми площадями, для обоснования технического обеспечения технологий производства зерна в городе Дияла (Республика Ирак). В статье рассматриваются производственные и агроландшафтные условия ведения сельскохозяйственного производства в провинции Дияла Республики Ирак. Определены долевые составляющие земель сельскохозяйственного назначения от общей площади провинции, значения энергетических средств в составе машинно-тракторного парка в общей структуре провинции Дияла. Приводится анализ структуры посевных площадей, машинно-тракторного парка, используемого для реализации механизированных технологий. Математическими методами обработки статистических данных определены коэффициенты эксплуатационной характеристики реализации механизированных работ. Установлены негативные аспекты сельскохозяйственного производства, намечены действия для повышения эффективности эксплуатационного обеспечения производства сельскохозяйственных культур.

В статье приведены результаты оценки площадей производственно-технических баз хозяйств, занятых в растениеводстве. Проведены исследования по определению размеров производственных площадей в зависимости от основных факторов. Рассчитана суммарная годовая трудоемкость обслуживания парка на количество основных сельскохозяйственных машин. Сформирован график объемов производственно-технических баз района. Проведены расчеты по определению фактического количества комбайнов в исследуемых пяти производственных организациях, а также определен коэффициент технической готовности по маркам тракторов в производственных организациях и показатели эффективности работы машин в исследуемых хозяйствах. В процессе работы были использованы теоретические методы исследования, системный анализ, а также способы сравнительной оценки ремонтно-восстановительных площадей как основных составляющих парков сельскохозяйственной техники. В результате проведенных исследований по выявлению зависимости уровня технической эксплуатации от реальных факторов был сделан вывод, что главную роль играют те из них, которые связаны с состоянием производственно-технических баз. К ним можно отнести расчеты на проведение технических обслуживаний, а также уровень проведения текущих ремонтов, качество применяемых горюче-смазочных материалов и ответственное хранение. Исходя из этого были проведены исследования по состоянию производственно-технических баз в пяти хозяйствах района за 2019-2023 годы, а также проведен анализ состояния центральных мастерских и мастерских, находящихся в отделениях хозяйств, а также производственно-технических баз, перешедших в созданные агрохолдинги и частные предприятия.

Серьезные проблемы в АПК, связанные с развитием в стране рыночных экономических отношений, в полной мере сказываются и на сельскохозяйственной отрасли. В статье приведена краткая экономическая теория и методология формирования организации, управления производственными структурами и использования машинного парка предприятий АПК в сельскохозяйственной организации. Формирование оптимального парка машин может зависеть от множества факторов, которые в конечном итоге повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Парк машин может содержать определенное количество машин с минимальным или максимальным значением типоразмеров. Часто может оказаться, что минимальное количество типоразмеров машин не в состоянии обеспечить требуемое выполнение работ, т. е. одной машиной нельзя выполнить множество разноименных операций. В то же время формирование парков машин с чрезмерным количеством тех или иных типоразмеров становится экономически нецелесообразным. Нахождение оптимального количества машин соответствующих типоразмеров в составе комплекса или парка машин возможно только при учете всех факторов, влияющих на целевую функцию. В качестве целевой функции могут быть рассмотрены: повышение урожайности, прибыль производства, рентабельность, эффективность и качественное функционирование.

Рассмотрена конструкция ветродвигателя на эффекте Магнуса с вертикальным валом. Произведена оценка эффективности ветродвигателя при совмещении продольной оси вертикального вала ветродвигателя с началом координат. Проанализированы силы Магнуса, возникающие на принудительно вращаемых цилиндрических лопастях. Определены вращающие моменты, создаваемые лопастями по отношению к вертикальному валу при их расположении в разных квадрантах координатной плоскости. Сформировано математическое выражение для определения суммарного вращающего момента, сообщаемого вертикальному валу тремя цилиндрическими лопастями, смещенными на угол 120° по отношению друг к другу. Установлено, что при любом количестве цилиндрических лопастей суммарный вращающий момент окажется равным нулю. Показано, что, помимо силы Магнуса, на цилиндрические лопасти оказывает воздействие давление ветра. Определена зависимость давления ветра от его скорости, коэффициента лобового сопротивления, плотности воздуха, площади боковой поверхности лопасти и ее скорости. Предложено выражение для расчета вращающего момента, образуемого лопастью относительно вертикального вала под действием давления ветра при различных углах ее поворота. Установлено, что вращающие моменты, создаваемые силой Магнуса и давлением ветра смещены относительно друг друга на 90°. Сделан вывод о том, что суммарный вращающий момент, создаваемый принудительно вращаемой лопастью ветродвигателя на эффекте Магнуса с вертикальным валом, определяется векторной суммой момента, образуемого силой Магнуса в направлении, перпендикулярном скорости ветра, и вращающего момента, образуемого на этой лопасти относительно вертикального вала за счет непосредственного давления ветра на ее поверхность. При этом величина вращающего момента, образуемого принудительно вращаемой лопастью ветродвигателя на эффекте Магнуса с вертикальным валом, изменяется периодически, что создает условия для появления дополнительных динамических нагрузок и акустических помех. Для обеспечения работоспособности ветродвигателя на эффекте Магнуса с вертикальным валом его необходимо дополнить элементами, обеспечивающими изменение направления результирующего момента по мере смещения лопасти относительно оси вертикального вала.

Рассмотрена актуальная задача снижения упругих колебаний в электромеханических системах с двухдвигательным электроприводом, широко применяемых в подъемно-транспортном оборудовании. Исследована динамика двухмассовой системы с упругой связью, управляемой двумя асинхронными двигателями с векторным управлением. Разработана и теоретически обоснована система коррекции, основанная на принципе отрицательной обратной связи по разности скоростей двигателей. Представлена структурная схема корректирующего устройства, обеспечивающего синхронизацию работы двигателей и демпфирование упругих колебаний в металлоконструкциях. Получены аналитические выражения для расчета коэффициента затухания колебаний в нескорректированной и скорректированной системах, позволяющие количественно оценить эффективность предложенного метода. Проведено математическое моделирование пусковых характеристик двухдвигательного электропривода с использованием программных средств имитационного моделирования. Результаты моделирования подтвердили теоретические выводы и продемонстрировали возможность увеличения коэффициента затухания колебаний более чем в три раза. Показана практическая применимость разработанной методики для мостовых и козловых кранов, конвейеров и других механизмов с распределенными массами. Предложены два варианта реализации системы коррекции: с использованием датчиков скорости и на основе наблюдателей состояния в бездатчиковых системах управления. Разработана методика синтеза корректирующих устройств для векторно-управляемых асинхронных электроприводов.

В статье рассмотрена система фильтрации с регулированием мощности индукции с новым принципом фильтрации. При проектировании обмоток выпрямительного трансформатора с нулевым сопротивлением потоки гармоник между вторичными обмотками нагрузки и обмотками дополнительного фильтра гасят друг друга, тем самым сокращая путь потока гармоник в энергосистеме. Активный инвертор выполняет функцию изоляции гармонического тока между электрической сетью и выпрямленной нагрузкой, что еще больше повышает эффективность индуктивной фильтрации. Приведены трехфазные эквивалентные схемы и математические модели системы фильтров в области гармоник. На основе полученной матрицы передачи гармоник создана система оценки эффективности подавления гармоник этой системы, а также раскрыт уникальный механизм фильтрации системы фильтрации с индуктивным регулированием. Учитывая потенциальное явление усиления гармоник, предложена усовершенствованная стратегия управления виртуальным полным сопротивлением. Обсуждается связь между фазой виртуального полного сопротивления, амплитудой и эффективностью фильтрации, а также получена фаза виртуального полного сопротивления для оптимального подавления гармоник. Для проверки правильности теоретического анализа была создана имитационная модель SIMULINK.

Работа посвящена исследованию текущего состояния и перспектив развития фотосолнечных электростанций, учитывая отечественные и иностранный опыт эксплуатации. Представлены ключевые принципы функционирования трех типов фотосолнечных электростанций. Определен основной тренд применения объектов гелиоэнергетики на изолированных территориях в виде автономных гибридных энергетических комплексов. Сущность данных комплексов заключается в комбинировании дизельных и фотосолнечных электростанций, имеющих высокую степень автоматизации технологических процессов. Представлен мировой перечень крупнейших фотосолнечных электростанций по установленной мощности до 2245 МВт. Приведен обзор отечественных предприятий по производству фотоэлектрического оборудования и строительству объектов гелиоэнергетики. Идентифицированы шесть направлений развития гелиоэнергетической отрасли: повышение энергоэффективности фотоэлектрических модулей, расширение масштабов строительства объектов гелиоэнергетики, развитие систем накопления электроэнергии, необходимость снижения стоимости элементов фотосолнечных электростанций, цифровизация технологических процессов управления и перекрестное использование технологий. Отмечено, что фотоэлектрические модули модернизируются в сторону разработки модулей с повышенным КПД в виде комбинированного применения перовскита с кремнием, технологий HJT и HIT и использованием двухсторонних модулей. Результаты работы могут быть применены в разработке или актуализации стратегий развития энергетических систем регионов и стран.

В работе приводятся причины и механизм уменьшения облачности в атмосфере Земли, описываются количественные связи между повышением температуры, долговременными выбросами парниковых газов и количеством облаков в атмосфере. Подготовленное научное предположение позволяет обосновать все особенности и климатические феномены, связанные с сокращением количества облаков во временной период образования парникового слоя, которые ранее не находили научного объяснения. Целью работы является исследование физических процессов, приводящих к уменьшению количества облаков, при повышении температуры и содержания парникового газа в атмосфере Земли. По результатам работы подготовлено научное предположение, согласно которому сокращение количества облаков происходит за счет уменьшения расхода воздуха с растворенными в нем водяными парами, поднимающегося вверх от поверхности земли, через слой искусственно образованного в настоящий временной период парникового газа с повышенным содержанием углекислого газа, полученного путем промышленного сжигания углеродосодержащего топлива. При этом постепенное формирование слоя парникового газа с повышенным содержанием углекислого газа, начиная от доиндустриального периода, обусловило повышение температуры парникового газа в настоящий период времени, в том числе и на k-й отметке стояния облаков. Повышение температуры парникового газа привело к уменьшению его плотности и, как следствие, к уменьшению перепада давления между отметками стояния облаков и поверхностью земли. Уменьшение перепада давления приводит к такому же снижению величины расхода воздуха с растворенными в нем водяными парами, поднимающегося вверх от поверхности земли, через слой искусственно образованного в настоящий временной период парникового газа с повышенным содержанием углекислого газа. При этом на отметках нижнего яруса за счет увеличения отношения перепада давлений происходит более значительное уменьшение величины расхода воздуха, с растворенными в нем водяными парами, а следовательно, и количества облаков по сравнению с отметками среднего и верхнего ярусов в настоящий временной период.