Несмотря на то, что дорожные службы практически ежегодно ремонтируют дорожное покрытие, «ямочный» ремонт не приводит к необходимым результатам. Очевидно, что транспортно-эксплуатационные характеристики автомобильных дорог зависят от особенностей природно-климатических условий каждого конкретного региона [1,2].

Дальний Восток – это очень важный и эффективный транспортно-коммуникационный узел между Россией и странами Азиатско-Тихоокеанского региона: здесь сходятся сухопутные границы трех стран (Россия, Китай и Корейская Народно-демократическая республика); незамерзающие морские порты, в сочетании с природными ресурсами и промышленным потенциалом, создают благоприятные условия для международного сотрудничества и активного включения России в интеграционные процессы стремительно развивающегося АТР.

На развитие транспортной инфраструктуры оказывает влияние специфика географического положения юга Дальнего Востока: экстремальные природно-климатические условия, отдаленность от промышленных регионов, высокие тарифы на перевозку грузов железнодорожным транспортом. Все больше товаропроизводителей и крупных транспортно-логистических компаний пользуются для выполнения задач по доставке грузов автомобилями повышенной грузоподъемности, которые, в свою очередь, повышают весовые нагрузки на дорожные одежды.

При проектировании, строительстве и эксплуатации дорог необходимо максимально учитывать местные природные условия. Целый ряд ученых отмечал, что действующее нормативное дорожно-климатическое районирование не в полной мере адекватно учитывает все факторы, необходимые для проектирования автомобильных дорог [1-4].

В дополнение к нормативному дорожно-климатическому районированию, многие авторы районируют территорию страны на основе комплексного анализа групп различных факторов: зональных, интразональных, региональных [1,3,5].

При проектировании, строительстве и эксплуатации дорог необходимо максимально учитывать местные природные условия. Согласно требованиям СНиП 2.05.02-85* юг Дальнего Востока делится на I и II дорожно-климатические зоны (рис. 1).

Рис. 1. Нормативное дорожно-климатическое районирование

На основании изученного нами исследовательского материала, возможно сделать вывод, что для юга Дальнего Востока необходимо более детальное разбиение на районы и подрайоны, чем разделение на две ДКЗ (ввиду особенностей географического положения, геологического строения почвы и природно-климатических условий).

Очевидно, что назрела необходимость внесения изменений в строительные нормы по проектированию автодорог.

За основу методики районирования можно взять разработки зарубежных ученых, которые стараются максимально детализировать дорожно-климатические факторы, учитывая все многообразие факторов: климат, грунт, водоотвод и др. [6,7] Результаты экспериментальных исследований по изучению водно-теплового режима земляного полотна в рассматриваемом регионе и анализ влияния погодно-климатических факторов на состояние грунтов позволили установить, что весеннюю влажность грунтов при глубоком залегании грунтовых вод можно характеризовать интенсивностью накопления отрицательных температур воздуха за первую половину зимы (октябрь-декабрь месяцы). Этого периода вполне достаточно, чтобы граница промерзания опустилась ниже активной зоны земляного полотна, ограничив тем самым приращение влажности за счет миграционного потока в зону фазовых переходов.

Предлагаем ориентировочное дорожно-климатическое районирование с учетом всех вышеприведенных комплексно-учитываемых факторов, которое потребует в дальнейшем уточнения на основе теоретических и экспериментальных исследований (рис. 2).

Рис. 2. Эскизно предлагаемое дорожно-климатическое районирование

Сравнивая результаты уточнения границ I-III дорожно-климатических районов, выявляем, что I зона сокращена до небольшой территории на северо-западе Еврейской автономной области. II зона располагается на побережье Японского моря, доходя до 50-70 км вглубь материка, III зона занимают большую часть континентальной территории.

Для уточненных дорожно-климатических зон на территории юга Дальнего Востока расчетные параметры грунтов, необходимые для расчета нежестких дорожных одежд по условию прочности применительно к участкам автодорог, расположенных на местности I типа по условиям увлажнения, были установлены в зависимости от величины расчетной влажности [8, 9].

Для определения расчетных значений влажности использовали зависимость проф. В.Н. Ефименко, с помощью которой можно учитывать температурно-влажностный режим отдельных дорожно-климатических зон [5]. Предварительные расчеты по указанной зависимости подтвердили адекватность ее использования для природно-климатических условий юга Дальнего Востока. При этом учитывались значения многолетних данных метеорологических станций исследуемого района (Владивосток, Агзу, Анучино, Барабаш, Глубинное, Дальнереченск, Заветное, Камень-Рыболов, Кировский, Красный Яр и др.). Метеорологические значения учитывались по состоянию за последние 20 лет. Для определения расчетной влажности, для случаев глубокого залегания грунтовых вод, был разработан метод, который не требует данных непосредственного определения влажности грунтов. При его использовании необходимы значения метеорологических параметров, влияющих на влагонакопление в грунтах.

Статистическая обработка метеорологических переменных обеспечивала получение расчетных значений влажности, прочности и деформируемости глинистых грунтов для целей проектирования нежестких дорожных одежд при уровне надежности Р=0,95 (табл. 1).

Таблица 1. Расчетные значения характеристик глинистых грунтов земляного полотна для дорожных районов, выделенных на территории юга Дальнего Востока

Согласно [2,5], точность определения Wp в значительной степени зависит от правильности определения расчетной суммы отрицательных температур воздуха (градусо-суток) за период с октября по декабрь.

Расчетная сумму отрицательных градусо-суток была установлена, на основе зависимости, взятой из [5]:

где  – среднемноголетняя сумма отрицательных градусо-суток;  – среднеквадратичное отклонение; t – коэффициент нормированного отклонения, принимаемый при заданном уровне надежности Кн.
Рекомендуемые значения характеристик грунтов обоснованы и назначены с максимальным учетом природно-климатических условий исследуемого района, что будет способствовать проектированию надежных конструкций дорожных одежд, не влекущих под собой дополнительных расходов на ремонт в процессе их эксплуатации [1,10].

Исследования эколого-экономических проблем горной отрасли подтверждают, что главной экологической проблемой влияния отвалов горных пород становятся стоки с отвалов, которые, попадая в грунт и почву, закисляют их. В связи с возможными экологическими последствиями требуется сконцентрировать внимание на охране природной среды, рациональном природопользовании и разработке специальных научно обоснованных мероприятий [1].

Рис.1. Основные источники загрязнения водного бассейна

Системы водообеспечения большинства горнопромышленных предприятий основные водопотребительные процессы базируются полностью или в значительной мере на оборотной системе водоснабжения (система водного хозяйства предприятий, промышленных узлов производственных комплексов, обеспечивающая возврат всех жидких отходов после соответствующей обработки для повторного использования или переработки на вторичное сырье), на пополнение которой чаще всего используют шахтные, дренажные и карьерные воды. Для водообеспечения предприятий применяется централизованная система водообеспечения из поверхностных или подземных источников воды.

На поверхностные воды действует: осушение и перенос поверхностных водоёмов и водотоков, значительная заселённость берегов, сброс необработанных и частично обработанных сточных и дренажных вод, водозабор (забор воды из источника) для технологических и бытовых нужд предприятий. Это вызывает ухудшение качества воды, приводит к загрязнению водного бассейна сточными и дренажными водами, к ухудшению качества вод в результате изменения гидрохимических и биологических режимов поверхностных и подземных вод. При сбросе сточных вод в поверхностные источники попадают различные ядовитые вещества, нефтепродукты, соли тяжелых металлов. Поверхностные источники воды могут быть заражены отравляющими и радиоактивными веществами и бактериальными средствами при разрушении (авариях) потенциально опасных объектов.

На подземные воды действует: осушение месторождений полезных ископаемых, сброс сточных и дренажных вод, что приводит к уменьшению подземных и поверхностных вод, нарушению гидрогеологического и гидрологического режимов водного бассейна.

Источниками подземной воды могут быть (рис.2):

- ненапорные с верхним водопроницаемым слоем (верховодки и грунтовые) воды;

- ненапорные межпластовые воды, защищенные водонапорным слоем;

- напорные межпластовые (артезианские) воды.

Ненапорные межпластовые и напорные воды защищены сверху водонепроницаемым слоем. Подземные воды отличаются высокой прозрачностью, малой мутностью и не нуждаются в осветлении. Температура их характеризуется постоянством и не превышает 7–11⁰С, качество воды зависит oт характеристик водосодержащих пород.

В результате экспериментальных исследований по изучению водно-теплового режима и анализ влияния погодно-климатических факторов на состояние грунтов позволили установить, что влажность грунтов при глубоком залегании грунтовых вод можно характеризовать интенсивностью наполнения водоносных горизонтов [2, 3].

Воздействие горного производства на водный бассейн проявляется также в изменении водного режима, загрязнении и засорении вод (накопление твердого осадочного материала), а также в осушении. Загрязнение водного бассейна обусловлено, прежде всего, изношенностью технологического оборудования предприятий, большим количеством аварийных ситуаций.

Рис. 2. Условия залегания подземных вод:

1- водоупорные породы; 2- межпластовый напорный водоносный горизонт;
3- межпластовый ненапорный водоносный горизонт; 4- грунтовые воды;
5- скважина; 6- верховодка; 7- шахтный колодец; 8- нисходящий родник;
9- самоизливающая (артезианская) скважина; 10- восходящий родник;
11- поверхностный источник воды

Осушение в горном деле
- это совокупность технических мероприятий снижающих обводненность месторождений полезных ископаемых и регулирующих режим потоков воды в горных выработках. Осушение приводит к появлению следующих негативных факторов:

- истощение водоносных горизонтов, подвергаемых дренированию, что проявляется в ухудшении условий их питания и снижения уровня поземных вод;

- нарушение режима питания небольших рек, озер и подземных водоносных, что связано с образованием депрессионных воронок;

- создание депрессионных воронок – концентрическое понижение уровня грунтовых вод при отборе воды из горной выработки под воздействием истощения водоносных горизонтов (рис. 3);

- загрязнение откачиваемых шахтных и карьерных вод различными загрязняющими веществами и вынос их в поверхностные воды;

- осушение почвы в районе воронок;

- деформация земной поверхности;

- осушение колодцев и неглубоких водозаборов;

- исчезновения источников, ручьев, ключей.

Как выше было отмечено, горная промышленность наносит особый вред водным объектам и особенно малым рекам. Помимо загрязнения сточными водами, деятельность горных предприятий зачастую приводит к изменению естественного состояния речной системы, включая нарушение рельефа, рисунка гидросети и т. п. Имеются данные о сокращении водосборных площадей, уменьшении протяженности рек, снижении их водности, а также полном их уничтожении [4].

Рис.3. Депрессионная воронка

Атмосферные осадки, при попадании внутрь массива террикона, взаимодействуя с горными породами, обогащаются растворимыми соединениями. Просачивание фильтрата в почву и грунты не дает многим представителям флоры расти на данных участках, так как почва не пригодна для роста растений, поскольку происходит процесс закисления [5].

Многочисленные источники загрязнения природных водных объектов находятся на их водосборах. Это и контролируемые источники – сбросы сточных вод промышленности и коммунального хозяйства, канализованные поверхностные стоки с технических территорий и промплощадок, и неконтролируемые, так называемые диффузные источники, которые характеризуются разнообразным генезисом, неравномерным распределением загрязняющих веществ по водосборной площади, нерегулярностью воздействия на водный объект, тесной связью с метеоусловиями, широким набором токсических элементов и их соединений и разнообразным диапазоном концентраций [6-10].

Водные ресурсы планеты – эта наше богатство, то, без чего жизнедеятельность человека и других живых организмов невозможна. Охрана водных бассейнов является важнейшей задачей, направленной на многие поколения вперед.

В начале ХХ века в инженерных войсках Российской, а затем Красной армии техническое оснащение было недостаточным, большая часть землеройных работ проводилась личным составом подразделений вручную. В то же время возросли нагрузки на инженерные войска, в плане обеспечения становления Красной Армии СССР.

Быстрый рост количества машин инженерного вооружения связан с годами первых пятилеток, периодом развития тяжелой индустрии и ее сердцевины – машиностроения, что позволило с начала 30-х годов XX века начать производство землеройных машин. На базе начавшегося серийного производства тракторов и автомобилей налаживается выпуск дорожных, землеройных, строительных и других машин. В 1931 г. появились первые экскаваторы Ковровского экскаваторного завода с ковшом вместимостью 2,5 м³, которые положили начало развитию советского экскаваторостроения [2, с. 25-29].

В 1932 г. Воткинский машиностроительный завод изготовил первый гусеничный экскаватор с паровым двигателем и ковшом вместимостью 1,5 м³. С 1930 по 1937 годы завод был в ведении Всесоюзного объединения тяжелой промышленности и выпускал высокопроизводительные паровые экскаваторы и золотодобывающие драги. За 7 лет производства была выпущена и отправлена на стройки страны 271 машина.

Развитие тяжелого машиностроения в 30-е годы позволило начать выпуск различных машин для разработки грунтов. В течение 1932—1936 гг. на вооружение армии были приняты:

- одноковшовый экскаватор М-1-ДБ «Комсомолец» на базе трактора СТЗ. Этот экскаватор имел скорость движения до 3 км/ч при мощности двигателя 22 кВт. Вместимость его ковша составляла 0,35 м³, масса экскаватора—11 т;

- прицепной грейдер с металлическими колесами, быстроходный многоковшовый экскаватор БЭ с рабочим органом роторного типа на базе быстроходного артиллерийского тягача;

- плужный траншеекопатель КВ-2 за трактором ЧТЗ-65 с гидравлическим управлением, позднее траншеекопатель изготавливался с пневмобаллонами, что позволило перевозить его автомобилем с большей скоростью;

- многоковшовый цепной экскаватор МК-4;

- скрепер СБ-1 ёмкостью ковша 0,75 м³ с гидравлическим управлением и пневматическими баллонами колес;

- бульдозер БГМ с гидравлическим управлением.

Основным недостатком этих машин была низкая транспортная скорость.

В ходе Великой Отечественной войны земляные работы (отрывка траншей, ходов сообщения) выполнялись в основном вручную. Поэтому, в послевоенные годы, учитывая опыт войны, особое внимание было обращено на развитие технических средств для отрывки траншей. Уже в 1947—1948 гг. на вооружение инженерных войск были приняты многоковшовый траншейный экскаватор КГ-65 и одноковшовый универсальный экскаватор Э-505 [2, с. 37].

Многоковшовый траншейный экскаватор КГ-65 имел роторный рабочий орган с гравитационной разгрузкой ковшей. Ротор, имевший диаметр 3,24 м, размещался в кормовой части экскаватора и уравновешивался двигателем и узлами трансмиссии. Габаритные размеры экскаватора в транспортном положении были значительными (длина 9,2 м, высота 3,85 м). Экскаватор предназначался для отрывки траншей глубиной до 1,5 м до скоростью 0,2-0,3 км/ч. Отсутствие вертикального шарнира между рамой ротора и направляющими подъемного механизма не позволяло отрывать траншеи с криволинейным начертанием. Поэтому криволинейные траншеи отрывались короткими фасами. После отрывки каждого фаса экскаватор проводил маневрирование. При таком способе отрывки траншей коэффициент использования машинного времени снижался до 0,6. В дальнейшем на основе опыта применения в войсках экскаватор был модернизирован (ЭТР-152). В процессе модернизации была упрощена кинематическая схема трансмиссии и облегчено управление машиной.

Техническое решение траншейных машин отражало общий уровень машиностроения, достигнутый в стране. На машинах устанавливался мощный для того времени дизельный двигатель КДМ-46, была применена гидравлическая система управления рабочим оборудованием.

Принятый на вооружение универсальный экскаватор Э-255 на пневмоколесном ходу, имел в качестве основного оборудования обратную лопату вместимостью 0,25 м³ и вспомогательное крановое оборудование грузоподъемностью до 5 т. Этот экскаватор, имея производительность до 40 м³/ч и скорость самоходом до 14 км/ч, а в прицепе до 40 км/ч, позволял отрывать котлованы глубиной не более 2,6 м.

В 1949 г. был создан плужный траншеекопатель ПЛТ-60, предназначенный для работы в сцепе с трактором С-80. Широкий диапазон рабочих передач трактора обеспечивал полное использование его силы тяги и отрывку траншей глубиной 0,6 м при ширине по дну 0,5 м, по верху – 0,9 м в различных грунтах. Скорость отрывки траншей составляла 2-2,5 км/ч. В дальнейшем после модернизации был принят на вооружение траншеекопатель ПЛТ-100, предназначенный для отрывки траншей глубиной до 1 м при ширине по дну 0,3 м, по верху – 0,9 м.

С появлением ядерного оружия увеличился объем земляных работ, в том числе возросла протяженность отрываемых траншей и ходов сообщения. Необходимость отрывки большого количества траншей и их перекрытия определили на этом этапе преимущественное развитие траншейных машин и совершенствование способов их применений [2, с. 102].

Траншейная машина БТМ-1 отличалась от траншейного экскаватора КГ-65 более мощной базой, улучшенной компоновкой, более высокой транспортной скоростью. Конструкция и параметры ее рабочего органа, по существу, остались без изменения. Был сохранен и режим экскавации грунта, при котором окружная скорость ротора (по зубьям ковшей) не превышала 2 м/с.

Требования к защите войск от ядерного оружия определили значительное увеличение объема и темпов земляных работ, выполняемых при отрывке котлованов под блиндажи, убежища и укрытия для боевых и транспортных машин, а также необходимость иметь землеройные машины, обеспечивающие отрывку котлованов глубиной до 3,5 м.

В 1961 г. была создана машина МДК-2, которая удовлетворяла этим требованиям. В дальнейшем она несколько раз усовершенствовалась.

Одновременно с отладкой котлованной машины специалисты совершенствовали траншейные машины, плужные траншеекопатели, бульдозеры в целях увеличения их производительности и возможности; разработки прочных грунтов.

Наиболее полное конструктивное решение получила модель траншейной машины БТМ-ТМГ. В ней по сравнению с БТМ-1 и БТМ-3 увеличена скорость ковшей ротора до 3 м/с. Для улучшения их разгрузки применены подвески из цепей, а в трансмиссию введен гидроходоуменьшитель. Эти конструктивные мероприятия повысили производительность модели при разработке прочных грунтов. Гидрообъемный привод гусеничного движителя обеспечил бесступенчатое регулирование рабочих скоростей машины без разрыва силового потока. Это позволило разрабатывать мерзлые грунты со скоростью до 200 м/ч при глубине промерзания 1 – 1,1 м.

В начале 50-х годов в практику строительства прочно внедряется комплексная механизация. Общим условием осуществления комплексно-механизированных работ было принято требование по созданию рационально подобранных комплексов машин или отдельных универсальных машин, обеспечивающих высокие показатели эффективности механизации и выполнение работ без применения ручного труда, либо с минимальным применением его на вспомогательных, нетрудоёмких, операциях [3; 4].

Первым образцом универсальной землеройной машины с рабочим органом непрерывного действия явилась машина ПЗМ (в дальнейшем она прошла несколько модернизаций). Ее рабочий орган – многоковшовый цепной с принудительной разгрузкой. При перемещении ковшей в плоскости движения машины рабочий орган производит отрывку траншей глубиной 1,1 м, а в сочетании с поперечными перемещениями – отрывку котлована. От­рывка котлованов глубиной 2,3 – 3 м осуществляется за 2 – 3 прохода.

Рабочее оборудование ПЗМ было смонтировано на базе колесного тягача и состояло из бесковшового рабочего органа (для отрывки котлованов и траншей), бульдозерного оборудования (для засыпки котлованов и сооружений) и лебедки, которая обеспечивала необходимое тяговое усилие при отрывке траншей в мерзлых грунтах и котлованов в переувлажненных грунтах [5].

Накопленный за годы Великой отечественной войны и послевоенный период большой опыт применения землеройной техники, развитие науки и техники способствовали широкому развертыванию работ по созданию более совершенных образцов землеройных машин, таких, как котлованная машина МДК-3, траншейная машина ТМК-2, экскаваторы Э-305БВ и ЭОВ-4421 и др. Новые землеройные машины отличались высокой маневренностью, производительностью и возможностью применения их в различных условиях. Такие землеройные машины, как МДК-3, ТМК-2, ПЗМ-2, могли разрабатывать прочные грунты. Их производительность и максимальная транспортная скорость возросли в два-три раза, при этом одновременно улуч­шились их технологические показатели работы.

Новое поколение инженерной техники для землеройных работ создано на новых базовых машинах, у которых значительно повышены мощность двигателей и транспортная скорость, что позволило создать машины с более высокой производительностью и транспортной скоростью. На этих образцах широко применена гидравлика для систем управления и привода рабочего оборудования, расширены возможности по разработке тяжелых талых и мерзлых грунтов. На ряде машин установлены рыхлители, оборудование для отрывки траншей в мерзлом грунте, дополнительное бульдозерное оборудование [6].

Основными направлениями дальнейшего развития машин для механизации земляных работ являются: создание универсального рабочего оборудования, способного выполнить весь комплекс задач, возникающих при фортификационном оборудовании занимаемых войсками районов (позиций); применение новых принципов разрушения сред; перевод на единую базовую машину; применение устройств для обеспечения бесступенчатого изменения рабочих скоростей в диапазоне, зависящем от показателей базового шасси и применяемого рабочего оборудования.

В решении задачи сокращения сроков фортификационного оборудования районов проведения учений Сухопутных войск, наряду с совершенствованием сборных (модульных) фортификационных сооружений, особое место занимает необходимость существенного улучшения землеройных средств. Учитывая, что доля землеройных работ в общей трудоёмкости фортификационного оборудования занимает до 50%, задача совершенствования землеройных средств является, безусловно, важной и актуальной.

Цель исследования

Установлено, что ведущим технологическим процессом при фортификационном оборудовании позиций является разработка грунтов различной категории, соответственно, цель исследования состоит в увеличении производительности оборудования для производства земляных работ. В связи с этим, представляется необходимым проведение сравнения ведущих агрегатов для разработки грунта, с целью выявления путей достижения поставленной цели [1-2].

Сравнительный анализ средств механизации земляных работ для оборудования котлованов

Все конструкции землеройных машин для механической разработки грунта и образования котлована условно можно разделить по способу их воздействия на грунт на машины активного и пассивного действия.

К машинам активного действия относятся землеройные машины, которые отделяют грунт от массива и перемещают его главным образом за счет энергии, реализуемой на рабочем органе, минуя движитель. К этой группе машин можно отнести роторные, фрезерные и цепные, а также одноковшовые экскаваторы.

К машинам пассивного действия относятся землеройные машины, разрабатывающие грунт преимущественно под действием тягового усилия, развиваемого движителем. Эту группу машин составляют машины с рабочими органами плужного, ножевого и бульдозерного типов [3].

К этой группе относится навесной бульдозер-снегоочиститель ТБС-86 (рис. 1), который является оборудованием для самоокапывания бульдозерного типа для современных основных танков Российской Армии. Это оборудование используется для отрывки окопов и укрытий для техники, очистки местности от снега, прокладывания колонных путей, оборудования спусков к водным преградам, устройства переходов через рвы, расчистки завалов и разрушений, срезания косогоров, крутых спусков и подъемов, засыпки воронок, противотанковых рвов и т.п. на направлениях движения танковых подразделений, а также для отрывки танковых окопов и укрытий для танковой роты.
Оно применяется в талых грунтах [4].

Рис. 1. ТБС-86

Танковый бульдозер-снегоочиститель ТБС-86 обладает рядом преимуществ перед бульдозером танковым универсальным БТУ-55. Отвал и толкающая рама бульдозера-снегоочистителя имеют большую прочность; отвал принимает бульдозерное и грейдерное положения; гидроцилиндры и электропривод, расположенные в отсеке толкающей рамы, защищены от пуль и осколков. Техническая производительность ТБС-86 в 1,5 раза выше, однако масса на 450 кг больше, чем у БТУ-55 (табл.1).

Таблица 1. Технические характеристики ТБС-86

ТБС-86 состоит из отвала (лопаты), закрепленной шарнирно на толкающей раме, на которой также размещен гидроотсек, двух гидроцилиндров подъема и опускания лопаты, двух гидроцилиндров перекоса рабочего органа, и электрооборудования.

В коробке гидроотсека размещены два гидронасоса, приводимых в действие двумя электромоторами, бак для гидрожидкости, гидроаппаратура управления гидроприводом.

Для монтажа бульдозера на танк используются имеющиеся на лобовой броне машины платики. Кроме того, для навешивания бульдозера на танк требуется помощь грузоподъемного средства (автокран, кран-укосина), имеющего грузоподъемность не менее 1,5 тонн.

Управление отвалом бульдозера производится при помощи электрогидравлического оборудования, которое при его необходимости монтируется на танк в течение двух часов.

В армии Великобритании аналогом ТБС-86 является саперный танк «Chieftain» AVRE (рис. 2). Он предназначен для обеспечения высокой мобильности танковых боевых групп путем расчистки для них путей движения в условиях массового применения противником заграждений, в том числе минных. Танк оснащен колейным ножевым минным тралом EMP с гидравлической системой управления, бульдозерным оборудованием UDK1, навешиваемым вместо трала за 10 мин, лебедкой с усилием 10 т, крановым оборудованием (табл.2) [5].

Рис. 2. «Chieftain» AVRE

Таблица 2. Технические характеристики саперного танка «Chieftain» AVRE

В американской Армии имеется боевая машина разграждения «Grizzly», предназначенная для выполнения задач инженерного обеспечения боевых действий танковых и пехотных подразделений на поле боя в боевых порядках пехотных подразделений первого эшелона или непосредственно за боевыми порядками танковых подразделений первого эшелона (рис. 3) [5].

Основным инженерным вооружением «Grizzly» являются бульдозерное оборудование, навешенное в передней части машины. С помощью этого оборудования машина может проделывать сплошной проход шириной 4,5 метра в минном поле из противотанковых и противопехотных мин нажимного, наклонного действия и натяжного действия со скоростью около 5 км/час.

Бульдозерное оборудование позволяет выполнять работы по прокладке колонных путей, засыпке противотанковых рвов, канав, воронок, устройству съездов в крутых склонах, разрушению эскарпов и контрэскарпов.
Разработчики «Grizzly» утверждают, что машина засыпает противотанковый ров за 5 мин и за 21 минуту проделывает проход в сложном препятствии шириной 600 метров (табл. 3).

Рис. 3. Боевая машина разграждения M1 «Grizzly»

Таблица 3. Тактико-технические характеристики БМР М1 Гризли (M1 Grizzly)

Выводы 

Танковый бульдозер-снегоочиститель ТБС-86 по сравнению с зарубежными аналогами более универсален как по видам работ, так и по количеству оснащаемых типов танков, его комплексный показатель качества на 12 % выше, чем у зарубежных аналогов. Однако время монтажа на танк отечественного танкового бульдозера-снегоочистителя ТБС-86 больше, чем у зарубежных аналогов в 12 раз (соответственно 2 ч и 10 минут). Поэтому танковый бульдозер-снегоочиститель ТБС–86 требует модернизации с целью возможности установки его на новый танк и сокращения времени монтажа (демонтажа) на танк (с танка) с 2 часов до 20…30 минут.

Магнитные компасы, характеризующиеся гироскопической стабилизацией показаний, получили название гиромагнитных компасов. Стабилизирующим элементом в этих компасах является гироскоп, с помощью которого осредняются показания магнитного компаса – тем самым колебания магнитной системы не передаются на указатели [1, С. 17-18].

Магнитное отклонение (девиация) – это ошибка показаний магнитного компаса, а именно угол в плоскости горизонта между касательной к силовой линии магнитного поля Земли и направлением, соответствующем показанию магнитного компаса, эффект вызванный изменением магнитного поля вблизи области измерения из-за причин, находящихся на борту корабля. Для увеличения точности показаний магнитного компаса, отклонение уменьшают методами компенсации, а также исключением и ослаблением ее причин [2; 4].

Основной составляющей погрешности магнитного компаса является девиация – отклонение магнитного курса от его истинного значения вследствие воздействия магнитных свойств корпуса объекта и грузов. Погрешность от трения в опорах карданова подвеса составляет незначительную величину (десятые доли градуса) [3].

Существуют определенные причины эксплуатационного характера, которые вызывают изменение девиации магнитного компаса, например  эффекты твердого и мягкого железа. Искажения от жесткого железа обусловлено постоянными магнитами и намагничиванием стальных или железных объектов, близких к датчикам. Этот тип искажения будет оставаться постоянным и в фиксированном положении относительно датчиков. Искажение твердого железа будет добавлять постоянную составляющую величины поля вдоль каждой оси выходного сигнала датчика. Искажения мягкого железа является результатом взаимодействия между магнитным полем Земли и любым «мягким» магнитным материалом, близким к датчикам. Мягкие материалы имеют высокую проницаемость, мягкий материал легко намагнитить и размагнитить, поэтому существует меняющееся магнитное поле.

Учитывая значимость курсоуказателя для обеспечения надежности мореплавания, эти причины заслуживают особого внимания. В ходе погрузки судна ферромагнитными грузами происходит изменение его магнитного поля, так как к существующему полю прибавляется влияние твердого и мягкого (в магнитном отношении) груза. В результате этого происходит изменение девиации магнитного компаса. Таблица девиации изменяется и оказывается недействительной на период предстоящего рейса с данным грузом. После выгрузки по окончании рейса девиация может вернуться к прежним значениям. Следовательно, необходимо контролировать остаточную девиацию магнитного компаса перед выходом в рейс, после возвращения из рейса и  после проведения нестандартных грузовых или ремонтных операций [5].

Девиация компаса на судне уничтожается по соответствующим методикам, а остаточная девиация учитывается по формуле 1. Точность учета магнитной девиации, в основном, определяет точность магнитного или индукционного компаса.

 δ = A + B sin K_k + C cos K_k + D sin2 K_k + E cos2K_k, (1)

где δ = K_к – K_м, K_к – компасный курс, K_м – магнитный курс; A, B, C, D, E – коэффициенты девиации.

Обычно остаточная девиация составляет не более 5° и рассчитывается для горизонтальной ориентации объекта при малых значениях дифферента и крена. Со сменой широты (а значит, и горизонтальной составляющей индукции магнитного поля) меняется креновая, полукруговая девиация и, в меньшей степени, четвертная девиация. Кроме того, погрешность в канал измерения курса вносит дистанционная передача сигнала от измерителя горизонтальной составляющей магнитного поля земли до цифрового указателя [6].

Все компасы имеют хорошую производительность в контролируемой среде, где окружающее магнитное поле состоит только из поля Земли. При выполнении процедуры уничтожения девиации магнитного компаса, необходимо установить основные источники локальных магнитных аномалий, а затем учесть их показатели при измерении. Нет необходимости, производить девиацию в чистой среде. Тем не менее, в большинстве случаев, магнитный компас не следует устанавливать  на месте, которое может содержать большие локальные магнитные источники: цветной металлический корпус, трансформаторные сердечники, электрические токи и постоянные магниты в электродвигателях.

Таким образом, для лучшей точности, следует устанавливать магнитный компас на устойчивой платформе подальше от местного магнитное поля, которое будет меняться: например, электрического оборудования, которое будет включаться и выключаться или вблизи черных металлов, которые будут производить изменение позиции. Выбирают место, которое изолировано от чрезмерного тока, колебания и вибрации, подальше от областей, которые могут быть загружены большими местными магнитными источниками.

Само электроснабжение осуществляется тремя способами: от автономных источников питания; от собственных источников питания связанных с энергосистемой; от энергосистем. Гражданские шахты часто используют последний метод, т.к. при электроснабжении шахты от энергосистемы, энергосистема превосходит в десятки и сотни раз нагрузки отдельного шахтного или рудного предприятия. Комплекс энергоснабжения состоит из двух систем: из систем внешнего электроснабжения (совокупности сооружений, обеспечивающих передачу электроэнергии от точки присоединения к энергосистеме до принимающих подстанций) к которой относится ГПП (главная понижающая подстанция), которая соединена с подстанцией энергосистемы при помощи ЛЭП или кабелей. И систем внутреннего электроснабжения, которые характерны для автономного типа питания из-за наличия на территории: трансформаторных подстанций, распределительных узлов, автономных источников питания.

Системы питания электроприемников создаются, исходя из правил по бесперебойности или надежности электроснабжения (рис. 1). По надёжности электроснабжения все электроприёмники (далее ЭП) делятся на три категории. Одни из них допускают перерыв в электроснабжении на время ремонта (не более суток), другие -  не допускают вообще или допускают на очень короткий срок, что обуславливается параметрами работы каждого отдельного электроприёмника. Для безопасной работы отдельных агрегатов необходимо обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии, для этого осуществляют резервное электроснабжение приёмников особой группы [2-4].

Электроприемники первой категории, перерыв в питании которых приводит к опасности для жизни людей, к выходу из строя криогенных установок и электрифицированного оборудования, к которому относится автоматическая оборона периметра командного пункта, а так же к длительной остановке сложного процесса проверки боеспособности ШПУ и поддержания её в боевой готовности. К таким ЭП относятся: вентиляционные системы главного проветривания, противопожарные системы, лифтовые помещения, а также технологический комплекс поверхности и другие. ЭП первой категории обязаны обеспечиваться энергией за счет двух автономных источников питания, которые подключены с помощью приводов двумя различными линиями снабжения.

Рис. 1. Организация системы питания электроприёмников.

К ЭП второй категории относятся такие, отключение электроэнергии в которых возможно на время, достаточное для включения дополнительного (резервного) питания.

ЭП третьей категории являются такие, прекращение питания, которых не вызывает значительных последствий.

ШПУ редко оборудуется ЭП II и III категории. При выходе из строя одной из линий электропередач, другая должна содержать электроэнергией все ЭП. При нормальных условиях работы автономных источников токов, происходит раздельная работа линий электропередач. В сетях и для монтажа распределительных устройств применяются провода марки РМ и РГМ. Токопроводящие жилы кабеля имеют изоляцию, состоящую из теплостойкой натуральной и синтетической резины, которая допускает длительный нагрев до 65°С и обеспечивает высокое электрическое сопротивление изоляции [5].

Эксплуатация электрических кабелей в условиях влияния окружающей среды связана с ухудшением диэлектрических свойств изоляционных материалов с течением времени. Такими факторами может быть воздействие влаги, пыль, песок, солнечное излучение, и биологические факторы. Воздействие влаги на металлы и изоляционные материалы имеет разную природу, но одинаковый конечный результат – разрушение исходной структуры материала. [6].

Для электроснабжения гражданских и военных шахт используется трехфазный  переменный ток напряжением в 220 кВ при частоте 50 Гц, однако на современных шахтах давно используется распределительное напряжение равное 6 кВ. Для подземных же потребителей применяются напряжения от 127 до 1140 В. Для распределения электроэнергии внутри периметра и между периметрами, при питании их от одной ПС, сооружаются линии распределения по радиальным, магистральным и кольцевым схемам.

Стоит отметить, что строительство шахт зависит от расположения и устройства систем внутреннего электроснабжения. Самой большой опасностью для любых шахт является отключение электроэнергии, ведь при выходе из строя ЛЭП возможен выход из строя самой ракеты, что может привести к серьезным последствиям. Однако такая ситуация возможна при коротком замыкании или при уничтожении автономных источников питания, но при нынешнем уровне развития технологий и переходе с использования кабелей на использование шинопроводов, что повысило нагрузку на линии свыше 1000 А, вероятность таких ситуаций сводится к тысячным долям процентов.