3520

Ленинский проспект пересечение с улицей Остужева.

-Различие результатов Метода 1 и Метода 2 заключается в том, что по данным Метода 1: риск стать участником ДТП максимален на участке 1, а Метод 2, учитывая издержки, уточняет, что тяжесть последствий от ДТП максимальна на участке 3.

-Результаты определения рейтинга на основе Метода 2 как по российской, так и по зарубежной методике имеют полное сходство и свидетельствуют о том, что наиболее затратным для сообщества является третий участок.

Для снижения риска ДТП на самом опасном участке рассматриваемой дороги, а именно в зоне кольцевой развязки на пересечение Ленинского проспекта и ул. Остужева, предлагаются два варианта мероприятий:

1.Устройство двухуровневой развязки с круговым движением с диаметром 20-25 м с клеверообразным пересечением в районе Остужевского кольца.

2.Канализирование движения на примыкании при помощи устройства направляющих островков.

Эффективность предложенных мер в среднем равна: уменьшение погибших 50%, раненных70%.

Развязка с круговым движением имеет существенные преимущества по сравнению с канализированием потоков транспорта на примыкании, которые объясняют ее популярность в европейских странах, а именно:

1.Снижение скоростей движения в зоне примыкания, как на главной, так и на второстепенной (примыкающей) дороге (канализирование снижает скорость движения только на примыкающей дороге, не влияя на скорость движения потока на главной дороге);

2.Саморегулирование транспортного движения на кольце (плавное вливание транспортных средств в круговое движение на медленной скорости);

3.Обеспечение высокой пропускной способности примыкания (при условии приоритета движения на кольце).

Рассмотрим еще один аварийный участок улично-дорожной сети Воронежа: Перекресток улиц Кольцовская – Плехановская, рисунок.

Для снижения риска ДТП на опасном участке рассматриваемой дороги, а именно в зоне перекрестка улиц Кольцовская – Плехановская, предлагается вариант мероприятий – устройство подземного пешеходного перехода, рисунок. Подземный пешеходный переход имеет существенные преимущества по сравнению с регулируемым пешеходным переходом, а именно:

Увеличение пропускной способности движения в зоне примыкания, как на главной, так и на второстепенной (примыкающей) дороге;

Снижение травматизма и смертности пешеходов в следствии дорожно-транспортных происшествий.

Эффективность подземного перехода составляет: погибших -75 %, раненных – 50 %.

Устройство подземного пешеходного перехода, в зоне перекрестка улиц Кольцовская – Плехановская

Выводы:

1. Проведен анализ состояния дорог и безопасности дорожного движения в России и городе Воронеже. Предложен комплекс мероприятий по снижению риска ДТП с целью повышения безопасности дорожного движения на одном из опасных участков дороги города Воронежа.

2.Рассмотрены и применены методики расчета экономических потерь связанных с ДТП на примере участков дорожной сети города Воронежа. Произведен расчет эффективности предлагаемых мер по снижению возникновения ДТП на самом опасном из рассмотренных участков - пересечение Ленинского проспекта и улицы Остужева, и в зоне перекрестка улиц Кольцовская – Плехановская.

3.Предложены меры обеспечивающие снижение риска аварий на участке «пересечение Ленинского проспекта и ул. Остужева» и перекрестка улиц Кольцовская – Плехановская.

Литература

1.Постановление правительства РФ от 20 февраля 2006 г. № 100 «О федеральной целевой программе «Повышение безопасности дорожного движения в 2006 - 2012 годах». 129 с.

2.Постановление правительства РФ от 03.10.2013 № 864 «О федеральной целевой программе «Повышение безопасности дорожного движения в 2013 - 2020 годах».

89

Автоматическое переключение скоростей велосипеда является актуальной задачей, поскольку в настоящее время велоспорт очень широко распространен. Устройство автоматического переключения позволяет оптимизировать физические усилия спортсмена, что особенно ощутимо в местах со сложным рельефом. В настоящее время в основном выпускаются механические устройства автоматического переключения скоростей велосипеда, основанных на планетарных механизмах. Недостатком таких систем является небольшое число передач и относительно большой вес (около 2 кг).

В данной работе рассмотрено электронное устройство переключения, которое состоит из системы питания, главного устройства, предназначенного для принятия решения об оптимальном переключении, блока электромеханических переключателей, состоящего из шаговых двигателей, и согласующего устройства, отвечающего за принятие сигнала переключения от главного блока и формирования управляющих сигналов для электроприводов.

Помимо функции переключения скоростей, для велосипедиста могут быть полезны другие функции и параметры, поэтому целесообразно разработать универсальное многофункциональное устройство.

На данный момент были реализованы и испытаны базовые функции:

Охарактеризуем функциональные блоки главного устройства, которые были отлажены и являются работоспособными.

Блок питания на ИМС КР1148ЕН5В обеспечивает стабилизированное напряжение +5 В при токе до 300 мА. В качестве элемента питания был выбран аккумулятор на 6 В емкостью 1.3 А∙ч.

Блок измерения температуры построен на аналоговом датчике температуры TMP36 и операционном усилителе LM2904. Диапазон измерения - от -40о до +125о с точностью до 2о.

Главный блок включает в себя микроконтроллер, устройства, необходимые для обеспечения стабильной работы микроконтроллера, устройства индикации, сигнализации и отображения числовой информации. К главному блоку подключается геркон, расположенный близко к колесу велосипеда, который срабатывает при прохождении магнита, закрепленного на спице колеса. С помощью сигнала от геркона рассчитывается скорость и расстояние. Так же главный блок отвечает за формирование сигнала переключения передачи в зависимости от скорости движения велосипеда, благодаря чему будет обеспечиваться оптимальное значение каденса (скорости вращения педалей) в пределах 80-110 оборотов в минуту.

Согласующее устройство после принятия сигнала переключения от главного устройства определяет, какой из двух двигателей необходимо

2)Одометр общего расстояния – служит для расчета расстояния, пройденного в течение всего времени использования устройства.

3)Одометр дистанции за поездку – фиксирует расстояние, пройденное от начала отсчета, задаваемого пользователем.

4)Вольтметр напряжения элемента питания

–предназначен для контроля работоспособности элемента питания (блока батареек, аккумуляторов).

5)Термометр - служит для определения температуры воздуха в реальном времени.

Для выполнения всех этих функций было решено использовать микроконтроллер ATmega 8535 фирмы Atmel. Несмотря на большое количество фирм-производителей и моделей микроконтроллеров, данному выбору поспособствовала доступность программного обеспечения, документации и русскоязычных справочников[1].

направляющую цепи, после чего формирует сигналы управления шаговыми двигателями.

Проведение реальных экспериментов, с прототипом устройства определит пути дальнейшей доработки и усовершенствования системы переключения скоростей.

Литература

1. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL, 5-е изд., стер. — М.: Издательский дом «Додэка XXI», 2008. — 560с.

90

В настоящее время перед Россией стоит ряд проблем, среди которых одна из самых острых – это необходимость модернизации экономики. Технологическое отставание от стран Запада в ряде отраслей производства вызвано определѐнными причинами. Дело в том, что после распада Советского Союза начался процесс формирования свободного рынка, отечественные товары оказались в условиях жесткой конкуренции с иностранной продукцией, к которой не были подготовлены. За последние два десятилетия ведущее место в экспорте России прочно заняли полезные ископаемые. Такая модель экономики поставила государство в состояние сырьевой зависимости. Решить эту проблему возможно путѐм модернизации производства, внедрения новых технологий и повышения качества товаров с целью поддержания их конкурентоспособности в условиях мирового рынка.

Встаѐт вопрос о том, кто конкретно должен взять в свои руки решение задач по оптимизации и внедрению технический новшеств. В странах Западной Европы и Северной Америки основную роль в вопросах модернизации производства и технологического обновления играют предприниматели. На развитие российской экономики серьѐзный отпечаток наложило советское прошлое, годы командноадминистративного управления обусловили ряд особенностей, одной из которых является то обстоятельство, что и в настоящее время во всех изменениях ведущую роль играет государство. Однако капиталистическая экономика, на рельсы которой встала Россия после распада СССР, не приемлет такого сценария. Основная работа по модернизации производства должна быть возложена на предпринимательский слой. Кроме того, бизнесмены не должны забывать и о социальном обеспечении своих сотрудников.

У России уже был опыт развития по пути рыночной экономики, поэтому небезынтересно обратиться к дореволюционной истории. Экономические успехи этого периода достаточно широко освещены в литературе, в особенности в постсоветской историографии. В то же время вопросам социальной политики коммерсантов уделяется гораздо меньше внимания. В этой связи представляет большой интерес история Отрожских вагоноремонтных мастерских. Они являлись одним

из самых крупных и экономически состоятельных заводов перед революцией 1917 года на территории Воронежской губернии. Кроме того, руководство предприятия известно своей активной социальной политикой и участием в решении проблемы обеспечения жильѐм своих сотрудников.

Прежде чем обратиться к истории этого завода, стоит отметить, что вторая половина XIX века в России – время индустриализации и бурного железнодорожного строительства. Именно тогда было построено большинство линий, которые до сих пор составляют Юго-Восточную железную дорогу. Магистраль пролегает по территории современных Воронежской, Курской, Белгородской, Липецкой, Тамбовской, Тульской, Рязанской, Волгоградской, Пензенской, Саратовской, Ростовской областей. Строительство железных дорог предполагало строительство целого комплекса сопутствующих заводов и инфраструктуры. Одним из таких предприятий и стали Отрожские вагоноремонтные мастерские, основанные в 1912 год, они являются одним из старейших Российских предприятий железнодорожного транспорта. Завод принадлежал акционерам Юго-Восточной железной дороги. Площадка под мастерские располагалась на песчаном пустыре у станции Раздольная [1, 4]. Работа предприятия была сопряжена со многими трудностями. В то время условия труда были очень тяжелые, почти все работы выполнялись вручную, мастерские были оснащены примитивным оборудованием. Практически все цеха находились в одном помещении. Ремонт вагонов, изготовление и обработка деталей производились кустарным способом [2, 117]. Стоит отметить, что все эти трудности не были характерны только для конкретного предприятия, с ними заводы эпохи XIX

– начала XX веков сталкивались повсеместно, как в России, так и за рубежом. Проблемы заключались не в неверном руководстве или технологическом отставании, а в общем уровне развития производительных сил и техники в рассматриваемую эпоху.

Отрожские вагоноремонтные мастерские к 1917 году являлись одним из самых крупных промышленных предприятий Воронежской губернии. На заводе работало около 1800 сотрудников [3, 378]. Для сравнения на предприятиях пищевой промышленности в

рассматриваемый период, как правило, было занято не более 100 рабочих.

Однако, что особенно примечательно, не смотря на трудности, руководство завода практиковало весьма значительную для своего времени социальную поддержку рабочих, которая получила отражение в документах архива предприятия. Наиболее квалифицированные и трудолюбивые рабочие могли претендовать на жильѐ по специальным условиям. Им предоставляли квартиры. Общая стоимость квартиры составляла 2000 рублей. Срок выплаты должен был составить не более 20 лет из расчѐта 6 рублей за аренду + 9 в счѐт стоимости с учѐтом процентов. Получалось, что рабочий должен был выплачивать 15 рублей ежемесячно. Если посчитать, то общая сумма выплаты, не считая аренды, за 20 лет должна составить 2160 рублей, то есть 160 рублей – это сумма, приходившаяся на проценты.

Теперь необходимо рассмотреть, как обстояли дела у рабочих, снимавших жилплощадь внаѐм. Это практиковалось наиболее часто. Стоимость комнаты составляла 5-6 рублей в месяц, однокомнатной квартиры – 6-8 рублей, двухкомнатной квартиры – 8-10 рублей. Таким образом, 6 рублей платы за квартиру, которая взималась с рабочих по специальным условиям, не была выше средней по городу.

Из списка лиц, которые подали прошение на постройку им жилых домов при Отрожских мастерских, видно, что среднемесячный доход рабочего составлял от 20 до 62 рублей. Это рабочие следующих профессий: кузнецы, слесари, маляры. На предприятии бывали случаи увольнения. Причины для этого могли быть разные. В частности в одном из документов, говорится об увольнении слесаря за неявку на работу без уважительных причин [4, 103].

Интересны документы об изменении в выдаче зарплаты рабочим и служащим, о наложении штрафов за 1913 год. Как правило, изменения связаны с повышением жалованья. В среднем зарплата повышалась на 5 рублей в месяц. Штрафы

налагались чаще всего за небрежность при выполнении работ и за опоздания. Встречаются случаи – за сон на посту, и даже за игру в шахматы на рабочем месте. Величина заработной платы была следующей (в день в копейках): слесарь – 70; кузнец

– 76; молотобоец – 53; рессорщик – 92; токарь – 70; сверлильщик – 60; котельщик – 63; кровельщик – 67; столяр – 75; маляр – 75; печник – 81; чернорабочий – 46; ученик – 23 [5, 274].

В целом положение трудящихся на Отрожских мастерских было вполне благополучным, что видно из соотношения заработных плат и цен. Если сравнивать положение рабочих на разных заводах, то очевидно, что лучше жили те, кто трудился на относительно крупных предприятиях, к которым относились, прежде всего, машиностроительные и железнодорожные заводы.

История Отрожских вагоноремонтных мастерских являет собой пример успешной деятельности предпринимателей по социальной поддержке трудящихся. Руководство завода сочетало работу по технологическому совершенствованию производства и улучшению экономических показателей с заботой о материальном благополучии рабочих. Такой исторический опыт актуален и в настоящее время.

Литература

1.Карцев П. Т. Большой путь: Воронежскому вагоноремонтному заводу им. Тельмана 50 лет / П. Т. Карцев, В. Е. Крючков, Ф. М. Грачев. Воронеж: Кн. изд-

во, 1962. – 44 с.

2.Эйтингон В.Н. Вагоноремонтный завод им. Э. Тельмана / В.Н. Эйтингон // Воронежская энциклопедия. Том 1. Воронеж: Центр духовного возрождения Черноземного края, 2008.

3.Очерки истории Воронежского края / под ред. Е. Г. Шуляковского. Том 1. Воронеж: Изд-во ВГУ , 1961. 521 с.

4.Государственный архив Воронежской области. Ф.

40.Оп. 1. Д. 35.

5.ГАВО. Ф. 40. Оп. 1. Д. 50

92

В настоящее время общепризнанными являются представления о каталитической роли жидкофазных частиц металл-полупроводник в механизме роста ННК [1–3]. В работе [4] было показано, что условие Гласа нуклеации на тройной

линии при моноцентрическом росте ННК [5] эквивалентно условию стационарного роста ННК по механизму ―пар → жидкая капля → кристалл‖ (ПЖК) Небольсина–Щетинина [1]. В соответствии с условием стационарного роста [1] изменение величины поверхностной энергии катализатора может приводить не только к изменению морфологии кристаллов и кинетических параметров их роста, но и к изменению кристаллической структуры ННК. Однако остается открытым вопрос о влиянии геометрического фактора, связанного с кривизной поверхности частиц катализатора, на рост ННК.

Цель настоящей работы – установление физических основ роста нитевидных микро- и нанокристаллов кремния, связанные с влиянием геометрического фактора.

ННК Si выращивали из газовой фазы в хлоридно-водородной проточной системе по методике, описанной в [6]. Ростовыми подложками

служили монокристаллические пластины Si ориентации {111} и {100}. В качестве металловкатализаторов использовали частицы Au, Ni, Cu, Pt

размером от 0.05 мкм до 100 мкм. Температуру процесса выращивания задавали в интервале 1300– 1400 К. Поперечные размеры выращиваемых ННК изменялись в интервале от 0.05 мкм до 100 мкм. Морфологические исследования выращенных кристаллов проводили в оптическом (Альтами МЕТ

Axio Imager) и растровом электронном (JSM_6510)

микроскопах.

Полученные зависимости скорости роста ННК Si v от обратного радиуса R–1 частиц катализатора для различных температур выращивания показаны на рис. 1 а, б. Из рис. 1 видно, что в координатах ν(R–1) экспериментальные точки укладываются на прямые линии, высота и наклон которых уменьшаются с ростом температуры. На рис. 2 проиллюстрировано характерное влияние размеров частиц катализатора на скорость роста ННК Si. Видно, что мелкодисперсные частицы обеспечивают более высокую скорость роста ННК. На рис. 3 приведена зависимость скорости образования ―отрицательных‖ ННК Si с участием частиц Cu по

схеме кристалл → жидкая капля → пар (КЖП). Как видно из рис. 3, с увеличением радиуса капли скорость образования ―отрицательных‖ ННК уменьшается, т.е. уменьшается скорость углубления капли в подложку (рис. 4).

а)

б)

Рис. 1. Зависимость скорости аксиального роста ННК Si от дисперсности (обратного радиуса R–1) для различных частиц металлов_катализаторов (а – Au, б – Ni) при температурах 1300 K (1), 1320 K (2), 1340 K (3), 1360 K (4), 1380 K (5).

При этом угол наклона ν'(R–1) также остается постоянным. Движущей силой процесса кристаллизации является разность химических потенциалов атомов Si в газообразной и твердой фазах. Для разности химических потенциалов Si в

где μG − μS = dμGS, μG − μL = dμGL, μL – μS = dμLS – разности химических потенциалов газообразной и твердой газообразной и не

искривленной жидкой и твердой фаз, соответственно.

х 1500

вещества в ННК и этого же вещества в растворе

Me–Si.

а)

Рис.3. Зависимость скорости роста ―отрицательных‖ ННК Si от дисперсности частиц Сu.

Учитывая, что изменение изобарноизотермического потенциала чистого кристаллического Si происходит только за счет температуры, а изменение потенциала кристаллизуемого вещества в растворе Me–Si происходит за счет температуры и концентрации раствора, имеем

б)

Рис. 4. Образование ―отрицательных‖ ННК кремния {111} с участием мелкодисперсных частиц Сu в КЖПпроцессе (х 500).

Учитывая, что

кристаллическом состоянии и его же в растворерасплаве металла-катализатора.

удельный объем, приходящийся на один атом Si в жидкости.

Подставляя (5) и (6) в выражение (1), получим

При равновесной температуре Т = ТЕ скорость растворения кремния в жидкости и скорость кристаллизации равны, поскольку Тогда выражение

(7) будет иметь вид

свободной энергии жидкой и твердой фаз и, следовательно, равновесие капли и кристалла могут быть достигнуты при некотором сочетании температуры и радиуса. Выражение (8) показывает, что для искривленной поверхности капли катализатора на вершине ННК величина избыточного давления dp, возникающая в капле, компенсируется отклонением температуры dp от равновесной TE.

Эффект повышения абсолютной величины температуры кристаллизации (растворения) с увеличением дисперсности частиц катализатора роста ННК, согласно принципа Ле Шателье, легко объясняется тем, что действие избыточного давления, обусловленного кривизной поверхности жидкости, благоприятствует образованию фазы с меньшим удельным объемом. При этом, необходимо учитывать аномальное поведение Si (а также Ge, GaAs, InP, GaP и др. полупроводников, легко образующих ННК) при кристаллизации: в процессе затвердевания молярный объем вещества приблизительно на 10% возрастает [7]. Поэтому повышение гидростатического давления в капле катализатора с уменьшением ее размера повышает температуру фазового перехода. При отрицательной кривизне поверхности капли избыточное давление, наоборот, понижается, что способствует образованию более плотной жидкой фазы, т.е. растворению атомов Si и образованию ―отрицательных‖ ННК. График взаимосвязи между радиусом R капли и величиной dT отклонения температуры кристаллизации от равновесной показан на рис. 5. Верхняя ветвь графика (для положительных значений dT и R) соответствует переохлажденной (пересыщенной) жидкой фазе катализатора с выпуклой поверхностью (для ПЖКроста ННК), а нижняя – жидкой фазе с отрицательной кривизной при перегреве (недосыщении) (для ―отрицательных‖ ННК в КЖПпроцессе). Из выражения (8) можно видеть, что

поверхности капли, представляющая собой сумму

В соответствии с выражением (9) можно ввести понятие геометрического коэффициента температуры (ГКТ) кристаллизации (растворения) вещества в дисперсных частицах малого размер

ГКТ характеризует зависимость температуры кристаллизации (растворения) вещества от кривизны поверхности дисперсной частицы. Он показывает, на сколько процентов изменяется начальная температура кристаллизации (растворения) вещества при изменении кривизны поверхности частицы на 1 м–1.

Информация о величинах ГКТ различных веществ может быть полезной при изучении процессов спекания в порошковой металлургии, при исследовании конденсации сложных веществ и разработке аэрозолей, при изучении фазовых переходов в наноматериалах.

Литература

1.Небольсин В.А., Щетинин А.А. Роль

2.Небольсин В.А., Дунаев А.И., Завалишин М.А. Влияние линейного натяжения границы контакта пар – жидкость-кристалл на рост нитевидных нанокристаллов кремния // Неорган. материалы. -2008.- Т. 44.- № 6.- C. 563–566.

3.Небольсин В.А., Суятин Д.Б., Зотова Е.В., Шмакова С.С. Устойчивость капли катализатора в процессе роста нитевидных кристаллов кремния // Неорган. материалы. -2012. -Т. 48.- № 8.- C. 1–6.

4.Дубровский В.Г. Физические следствия эквивалентности условий стационарного роста нитевидных нанокристаллов и нуклеации на тройной линии / Дубровский В.Г. // Письма в ЖТФ. -2011.-Т.- 37. -

Вып. 2. - С. 1–11.

5.Glas F., Harmand J.C., Patriarche G. Why Does Wurtzite form in Nanowires of Zinc Blende Semiconductors //

Phys. Rev. Lett.- 2007.- V. 99.- P. 146101.

6.Гиваргизов Е.Н. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара. -М.: Наука, 1977. -7 c.

7.Вагнер Р. Рост кристаллов по механизму пар- жидкость-кристалл // Монокристальные волокна и армированные ими материалы / Под ред. Туманова А.Т. - М.: Мир, 1973. -464 с.

95