3520

Со времен средневековья и эпохи великих географических открытий, когда заметно ускорился ход всемирной истории, ни одно столетие по раскладу глобальных сил не повторяло век предыдущий. Менялись не только очертания государственных границ. Военные и торговые схватки за региональное и мировое лидерство приводили к перераспределению зон влияния, к возвеличиванию одних держав и упадку других. Более того, видоизменялся сам тип миропорядка. И нет сомнений, что XXI век не будет в этом отношении исключением, ибо главной мировой тенденцией стал отход от идеологического противостояния, под знаком которого прошло практически все XX столетие.

Это неизбежно влечет за собой серьезные перемены в системе мировых внешнеполитических координат: геополитическая комбинация XXI века будет сильно отличаться от привычной картины противостояния двух ядерных сверхдержав.

Ясно и то, что новая модель мира вызревает из неустойчивой, пока до конца не проясненной ситуации, связанной с распадом СССР. И главный вопрос заключается в том, кто и как воспользуется новой расстановкой мировых сил.

После распада СССР Российская Федерация объявила себя государством-продолжателем Советского Союза, благодаря чему Россия унаследовала постоянное место в Совете Безопасности ООН. Американские консультанты активно участвовали в разработке экономических реформ, знаменовавших собой переход России от плановой к рыночной экономике. В переходный период США оказывали России гуманитарную помощь (операция «Provide Hope»). Отношения России и США улучшились, но ненадолго.

Согласно соцопросам "Левада-центр", в настоящее время (2013 год) 48 % населения России плохо относится к Соединенным Штатам Америки, хуже отношение было только в 2008 году, когда в сентябре того года 67 % населения РФ заявили о своем негативном отношении к США. Наилучшее отношение зафиксировано в опросах 1997 года, когда 71 % россиян испытывали весьма теплое отношение к США, и только 19 % излучали негатив.

[1]

После выборов 2011–2012 гг. в России и Соединенных Штатах великие державы вновь вступили в период отчуждения, что пагубно отразится на перспективах их сотрудничества по всему диапазону проблем международной безопасности. При администрации Барака Обамы

США и их союзники более не желают брать на себя бремя поддержания международной безопасности. Вашингтон стремится действовать через Совет Безопасности, но не готов поставить военную мощь НАТО, способную выполнять функцию миротворчества, под эгиду ООН, ее норм

иинститутов. Военные ресурсы Москвы ограничены и направлены на другие задачи. Логика российских внутриполитических процессов не соответствует идеям сотрудничества с Западом.

[3;2]

Но Запад во главе с США не единственный источник угроз безопасности Российской Федерации. На фоне демилитаризации наших восточных территорий наблюдаются активное наращивание военной мощи и изменение внешнеполитической стратегии наших соседей – Китая и Японии. В китайских СМИ появляются публикации о необходимости расширения жизненного пространства. Токио вышел из послевоенных ограничений и создает полноценные вооруженные силы, которые сегодня существенно превосходят наши войска и силы флота на дальневосточном направлении. Здесь регулярно проводятся учения по высадке морских десантов и овладению островными территориями. В регионе постоянно дислоцируется и наращивает потенциал стотысячная группировка войск США. [2]

Отметим, что и на южном стратегическом направлении военно-политическая ситуация имеет тенденцию к обострению. Уничтожается последний союзник России на Ближнем Востоке – Сирия. Висит в воздухе вероятность удара по Ирану, Азербайджан и Грузия последовательно втягиваются в НАТО. Наш союзник по ОДКБ на Южном Кавказе – Армения слаба в экономическом

ивоенном отношении, ее руководство, политическая верхушка и бизнес-элита все пристальнее поглядывают в сторону Запада. Весьма агрессивно ведет себя Турция, вооруженные силы которой превосходят имеющуюся здесь группировку российских войск.

Подъем исламского радикализма по идее должен был бы объединить Запад, Россию и Китай. Однако в отличие от конца прошлого и начала нового столетия, ознаменованного терактами в Америке и Европе, а также коалиционной антитеррористической операцией в Афганистане, обострение противоборства суннитов и шиитов в мире ислама внесло дополнительное напряжение в отношения России и Китая с Западом. Первые по политическим и экономическим причинам тяготеют

к шиитам, а Запад – к суннитам. Впрочем, эти тенденции едва ли выльются в новую биполярность.

Россия занимает в этой системе отношений уникальное положение. В отличие от всех других государств определение превалирующей внешней ориентации для Москвы – далеко не решенный вопрос, во многом связанный с внутренней борьбой вокруг политической и экономической модернизации. Термин «откат» стал универсальным в определении государственной политики и экономики России. В последнее время это понятие распространилось в определенном смысле и на внешнеполитическую сферу. Начался откат от идеи европейской идентичности России к «евразийству» с сильным националистическим и авторитарноправославным духом в качестве идеологической доктрины.

Остается претворить прекрасные, хотя и совсем не новые концепции развития в жизнь. Это будет нелегко, учитывая, что сегодня Россия очень далека от провозглашенных принципов. И в то же время совершенно ясно, что откат «на круги своя» уведет страну еще дальше от заявленных идеалов. раньше, чем позже линия отката будет пересмотрена нынешним или будущим российским руководством.

Десять с лишним лет мирной передышки, которую получила Россия после второй чеченской кампании (прерванной на пять дней конфликтом с Грузией в августе 2008 г.), заканчиваются, безопасность страны может снова оказаться под угрозой, причем вполне реальной. Уход миротворческих сил ООН и контингента НАТО из Афганистана после 2014 г., скорее всего, повлечет реванш движения «Талибан» и захват им власти с последующим наступлением на Центральную Азию на севере и Пакистан на юге. Узбекистан, Таджикистан и Киргизия, а затем и Казахстан окажутся под ударом исламистов, и России придется вступить в новую продолжительную борьбу против воинственного мусульманского фундаментализма. [3;3] Такая война, наряду с дестабилизацией Пакистана и последующим вовлечением Индии, превратит Центральную и Южную Азию в «черную дыру» насилия и терроризма. Эта зона расширится, если сомкнется с войной внутри и вокруг Ирака и конфронтацией Израиля с Ираном. Не исключен новый конфликт на Южном Кавказе, который перекинется на Северный Кавказ.

В ближне- и среднесрочной перспективе дестабилизация Южной и Центральной Азии, Ближнего и Среднего Востока и Кавказа – это самая большая реальная угроза России, в отличие от мифов, порожденных политическими, ведомственными и корпоративными интересами.

[3;7]

Конечно, желательно, чтобы в борьбе с этой угрозой Россия опиралась на сотрудничество с США, другими странами НАТО, Индией и Китаем. Однако в свете последних трений между великими державами это не выглядит очень вероятным. России нужно готовиться к опоре на собственные силы, и потому оптимальное распределение ресурсов становится вопросом национального выживания. Похоже, однако, что к названной угрозе Россия, как бывало нередко в ее истории, не готова ни в военном, ни в политическом отношениях, отдавая приоритет подготовке к войне с Америкой и Североатлантическим альянсом на суше, на море и в воздушно-комическом пространстве.

Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод: безопасность Российского государства находится на низком уровне, существующие институты государства не гарантируют безмятежного развития ни стране, ни гражданину. И встает естественный и вечный вопрос: что делать? Главное, что следует уяснить, это сам факт слабости нашей системы защиты от внутренних и внешних угроз, а также необходимость ее переформатирования. Помимо этого требуется комплексный подход к решению проблем безопасности. Усиление только военного компонента, даже во всем его многообразии, проблему не решит. Угрозы многообразны, характер и масштабы их различны, но вместе с тем они взаимосвязаны.

Литература:

1.Отношение России и США. Режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/

2.Ивашов Л.Г. Через призму угроз России / Л.Г. Ивашов // Военно-промышленный курьер. №7 (475), 20 февраля 2013 года.

3.Арбатов А.Г. Угрозы реальные и мнимые. Военная сила в мировой политике XXI века / А.Г. Арбатов // Россия в глобальной политике. № 2. 3 марта 2013 года.

20

Испытание современного ЖРД связано со значительными материальными затратами, а требования по надѐжности двигателя предполагают получение разнообразной и многочисленной информации о его характеристиках, оценивающих точность достижения основных параметров, напряжѐнность состояния элементов конструкции, качество динамических процессов в двигателе. Появление в ДУ дефектов вызывает динамические процессы различной интенсивности по всем внутридвигательным параметрам. В зависимости от типа дефекта переходные процессы в двигателе могут привести к аварийному исходу или установлению нового режима, отличного от предыдущего.

Опыт отработки и эксплуатации ЖРД показывает, что установление причин аномального изменения параметров или аварийного исхода испытания в каждом конкретном случае требует проведения специальных исследований результатов измерений, осмотра и дефектации материальной части, расчѐтных работ, проведения специальных экспериментов с целью воспроизведения характера аварийной ситуации для определения еѐ первопричин. На основании анализа результатов измерений делаются предположения о причине аномалии. Осмотр материальной части помогает сузить круг возможных причин, хотя при достаточно крупной аварии это сделать трудно. Важным звеном при выяснении причин аварийного исхода испытания является моделирование дефектов, особенно в случае значительных потерь материальной части. /1/

Моделирование дефектов жидкостного ракетного двигателя является очень сложной задачей, т.к. необходимо знание динамических характеристик ЖРД. В свою очередь динамические характеристики можно получить на основании моделирования переходных процессов.

Во многих случаях после появления дефекта нет интервала времени со стационарным или хотя бы квазистационарным изменением параметров, которые можно было бы использовать для расчетного анализа. В таких случаях моделирование переходных процессов параметров при возмущениях различных внутренних факторов и сравнение их с параметрами, измеренными при испытании, является основным методом определения причин дефектов.

Математическая модель для моделирования дефектов основывается на методике расчѐта частотных характеристик двигателя. По полученным частотным характеристикам определяется переходный процесс. /источник/ Для расчета переходных процессов используются известные соотношения, связывающие частотные характеристики и переходные процессы в линейных динамических системах.

В агрегатах двигателя могут происходить колебательные процессы, которые определяются динамическими свойствами агрегатов, такими как собственная частота колебаний. На активном участке траектории на двигатель воздействуют различные возмущения, которые имеют периодический характер. Частоты вынужденных колебаний могут совпадать с частотами собственных колебаний агрегатов, при этом возникают резонансные явления [1,2].

Таким образом, необходимо знать частотные свойства агрегатов двигателя, которые характеризуются частотными характеристиками.

Для расчѐта и анализа АФЧХ разработаны две математические модели гидравлической магистрали двигателя: 1) модель гидравлической магистрали с сосредоточенными параметрами, которая описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями; 2) модель гидравлической магистрали с распределѐнными параметрами, которая описывается дифференциальными уравнениями в частных производных.

Для решения системы уравнений использован метод Гаусса с выбором главного элемента [3]. Метод заключается в том, что при прямом ходе в алгоритме метода Гаусса на каждом шаге исключения производится выбор наибольшего по модулю элемента в качестве ведущего. Этого достигают перестановкой строк или столбцов матрицы коэффициентов.

Расчѐт АФЧХ производился в программной среда Microsoft Excel и на языке программирования

Microsoft Visual Basic [4].

Для определения АФЧХ гидравлической магистрали задавались следующие возмущения по давлению на входе в гидравлическую магистраль (амплитуда возмущения APвх 98066,5Па, фаза

Pвх 0 ). Диапазон рассматриваемых частот – от 0,1 до 150 Гц.

АЧХ распредел АЧХ сосредот n=5 АЧХ сосредот n=20 АЧХ сосредот n=50 АЧХ сосредот n=100

Сравнение результатов расчѐта

n – количество участков разбиения магистрали

3) по данным АФЧХ можно определить частоты, на которых амплитуды колебаний достигают наибольших значений, что может быть использовано для дальнейшего анализа.

Таким образом, применение для расчѐта гидравлической магистрали ЖРД модели с

сосредоточенными или распределѐнными параметрами выбирается в зависимости от исследуемого частотного диапазона. По результатам расчѐта АЧХ и ФЧХ выдаются рекомендации по выбору параметров при проектировании ЖРД.

Литература

1.Волков Е.А. Численные методы. – М.:

Наука,1987. – 254 с.

2.Гликман Б.Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей. – М.: Машиностроение. 1974. – 396 с.

3.Роман С. Использование макросов в Excel. 2-е

изд. – СПб: Питер, 2004. – 507 с.: ил.

Шеляков А.А., Калнин В.М., Науменкова Н.В., Дятлов В.Г. Теория автоматического управления ракетными двигателями. – М.: Машиностроение. 1978 – 288 с., ил.

Создание энергетических установок на основе простого и эффективного способа выделения водорода из смеси газов является важной задачей для снижения стоимости производства газообразного водорода высокой степени очистки. Таким способом может стать диффузионная фильтрация водородосодержащих газов до спектральной чистоты (99,9999%), которая обладает рядом преимуществ: простота конструкции; применение дешевых конструкционных материалов; низкая металлоемкость конструкции; невысокая трудоемкость изготовления; высокая селективность по водороду; низкие энергетические затраты по сравнению с другими способами выделения водорода из газовой смеси; возможность применения в других технологических процессах для выделения водорода как побочного продукта, например, углекислородная конверсия метана в синтез газ СО+Н2: СН4+1/2О2→СО+2Н2.

Проблема создания и исследования металлических мембранных фильтров, обладающих высокой селективностью по водороду, с целью оптимизации их параметров и повышения производительности является чрезвычайно актуальной. Целью синтеза нового фильтра является повышение эффективности процесса выделения водорода из водородосодержащей смеси и упрощение конструкции для реализации этого процесса.

В запатентованной конструкции указанная цель достигается тем, что для выделения водорода из водородосодержащей смеси, сначала нагревают мембранный элемент, путѐм пропускания через него электрического тока, а нагревание газовой смеси осуществляют посредством нагретого мембранного элемента. Благодаря нагреву мембранного элемента, содержащего катализатор, при контакте с ним газовой смеси происходит расщепление молекул водорода H2 и прохождение атомов Н сквозь кристаллическую решетку мембранного элемента с последующим образованием молекул H2. Все другие составляющие газовой смеси не в состоянии преодолеть мембранный барьер вследствие существенных размером их молекул. Таким образом, повышается чистота выделенного водорода, и эффективность мембранного фильтра в целом.

На повышение скорости диффундирования водорода через мембрану влияют следующие параметры процесса: температура мембранного

элемента; давление водорода на входе в мембрану; толщина мембраны; площадь мембранного элемента.

Рассмотрим случай стационарного потока водорода, через мембрану ДФ, разработанного в ОАО КБХА. Целью синтеза нового фильтра является повышение эффективности процесса выделения водорода из водородосодержащей смеси и упрощение конструкции для реализации этого процесса.

При создании математического описания процессов происходящих в ДФ примем следующие допущения:

-температуры мембраны и корпуса фильтра постоянны по длине;

-слой покрытия палладия не влияет на электрическое сопротивление мембраны;

-необратимых процессов при взаимодействии водорода с металлом не происходит;

-при разбиении мембраны на бесконечно малые длины, давление, газовой смеси, концентрация водорода на малом участке остаются постоянными.

-газовая смесь считаем абсолютно прозрачной, т.е. лучеиспускательная способность равно нулю;

-потерями давления по длине аппарата в результате трения пренебрегаем.

Количество тепла, отданное фильтром с

Полученная система уравнений решается методом последовательных приближений, на языке программирования Delphi 7 по разработанному алгоритму алгоритму.

Рис. 1

Компьютерное моделирование рабочего процесса проводилось при следующих начальных данных (рис. 1). На рис. 2 представлено изменение

– 873 К, *** 973 К, ■■■ 1073К

Рис. 2. Изменение производительности фильтра по длине при различных температурах мембраны

В ОАО КБХА были созданы и испытаны лабораторные образцы диффузионных фильтров двух типов:

1)цилиндрический диффузионный фильтр (ДФ), с композитной мембраной (основа титан, селективный слой палладий) (рис. 3);

2)плоскокамерный диффузионный фильтр с мембранным фильтрующим элементом, созданным на основе вакуумных конденсатов сплавов палладия.

Выводы

Анализ графиков показывает, что производительность мембраны увеличивается с повышением температуры. Так степень извлечения водорода при температуре мембраны 1073К и расходе GН2=0,0008кг, GN2=0,0008кг составит 8,4% , а при 873 К - 6,1%. Как уже отмечалось производительность мембраны можно повысить увеличивая парциальное давление водорода,

уменьшая толщину мембраны, увеличивая площадь мембраны. Однако увеличение данных параметров ограничивается прочностными характеристиками материала мембраны.

Рис. 3. Диффузионный цилиндрический фильтр в составе энергетической установки для получения водорода

Литература

1. Бакаев В.А. Математическая модель

диффузионного фильтра для выделения водорода из смеси газов / В.А. Бакаев, Г.И. Скоморохов / Вестник Воронежского государственного технического университета. - Воронеж: ВВГТУ, том 7, №1, 2011. C. 30-37.

2.Ведение в водородную энергетику /Э.Э. Шпильрайн, С.П. Малышенко, Г.Г.Кулешов; Под ред. В.А. Легасова. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 264 с.

3.Взаимодействие водорода с металлами. Агеев В.Н., Захаров А.П. и др. - М.: Наука, 1987–296 с.

4.Исаев С.И., Миронов Б.М. и др. Основы термодинамики, газовой динамики и теплопередачи.

-М.: Машиностроение, 1968, 275с.

24

Свойства монокристалла германата свинца Pb5Ge3O11 интенсивно изучались многими исследователями. Например, установлено, что при фазовом переходе в этом кристалле возникает реверсируемая оптическая активность [1]. В области фазового перехода наблюдались характерные аномалии скорости распространения продольных ультразвуковых волн, сопровождающиеся резким увеличением коэффициента поглощения [2]. Диэлектрические исследования показали, что с увеличением концентрации дефектов в кристалле германата свинца температура фазового перехода смещается в область более низких температур, происходит резкое уменьшение максимального значения диэлектрической проницаемости, также установлено, что величина поляризации и коэрцитивного поля зависит от чистоты реактивов и условий выращивания [3]. Исследованные нелинейные свойства Pb5Ge3O11 и особенности диэлектрических свойств (гистерезис пироэлектрического тока, зависимость дисперсии диэлектрической проницаемости от частоты) доказывают, что эти свойства присущи сегнетоэлектрикам, имеющим доменную структуру [4-7]. Известно, что динамика доменных границ может существенно влиять на диэлектрические потери в сегнетоэлектриках, однако механизмы потерь, особенно при больших амплитудах переменного электрического поля Е~ , недостаточно изучены. Поэтому целью данной работы было изучение механизма диэлектрических потерь в монокристалле германата свинца.

В настоящей работе приведены результаты диэлектрических исследований, которые

проводились на образцах (Pb0,992Ba0,008)5Ge3O11 , полученных методом Чохральского. Для

проведения диэлектрических измерений на образцы в форме тонких пластин размерами 2,19×4,99×1,67 мм3, вырезанных перпендикулярно полярной оси, были напылены серебряные электроды.

Измерения температурных зависимостей диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ проводились при разной величине измерительного переменного электрического поля E~ от 2 В до 80 В на частоте 3 кГц. Измерения выполнялись в режиме нагрев со скоростью 2 oС/мин в диапазоне температур 20 – 190

ºC. Измерения температуры проводились хромель– алюмелевой термопарой с погрешностью ± 1 oС.

В результате эксперимента установлено, что существует пик при температуре Т = 164 °С на зависимости (T), которая соответствует сегнетоэлектрическому фазовому переходу второго рода (рис. 1). При этом, так же наблюдается пик на зависимости tgδ(T) (рис. 2), температура которого немного смещена в область более низких температур. Отсюда вытекает предположение, что потери в исследуемом материале связаны с доменной структурой.

Рис. 1. Температурные зависимости tg δ и ε при напряженности 18 В/см.

Для проверки данного предположения были выполнены полевые измерения tgδ (рис. 2). На вставке видно, что существует некоторое пороговое поле при котором начинается резкий рост потерь. Для объяснения полученных результатов использовался подход [8], в котором полагается, что точечные дефекты закрепляют доменные границы с силой fi. Начальная стадия отрыва доменных границ от закрепляющих дефектов реализуется теми границами, которые имеют большие незакрепленные участки S. Предполагается, что после отрыва некоторого участка граница начинается его лавинообразное расширение до полного отрыва всей доменной границы от точечных дефектов.

Аналитическое выражение для полевой зависимости tgδ имеет следующий вид [9]:

границы, свободного от закрепляющих дефектов. Для проверки (1) был построен график (рис. 3),

зависимость, представленная на котором, имеет линейный вид, что согласуется с (1). Определяя из данной зависимости, по углу наклона, коэффициент g=93 В, можно оценить силу взаимодействия доменной стенки с дефектом. Оценка дает, величину fi порядка 1,1∙10-13 Н, что совпадает по порядку величины с прикидкой, сделанной с позиций электростатики fi=0,4∙10-13 Н.

Рис. 2.Температурные зависимости tg δ при разной напряженности измерительного поля E~, В/см: 1- 360; 2 – 210; 3 – 90; 4 – 18 В/см. На вставке показана полевая

зависимость tg δ при температуре 163,5 С.

Рис. 3. График зависимости ln tg (E-2) для температуры 163,5 С.

Работа выполнена при финансовой поддержке по гранту РФФИ № 13-02-97506 - р_центр_а.

В заключении благодарим инженера А. А. Камынина и профессора С.А. Гриднева за помощь при выполнении данной работы.

Литература

1.Iwasaki H., Sugii K.// Appl. Phys. Letts. -1971. –Т 19.- С. 92

2.Майщик Е.П. Физические свойства германата свинца/ Б.А . Струков, В.Г. Моня // ФТТ. - 1972. - Т 17

3.Струков Б.А. Ультразвуковая релаксация, размытие фазового перехода и некоторые физические свойства кристаллов германата свинца и твердых растворов на его основе/ Е.В. Синяков, Е.П. Майщик, К.А.Минаева // Известия Академии наук СССР. - 1977. - Т. 41. - № 4. - С. 692.

4.Важенин В.А.Нелинейные свойства

Pb5Ge3O11:Gd+3 и парамагнитный резонанс в

электрическом поле/ К.М. Стариченко, М.Ю. Артемов //ФТТ . - 1997. - Т.39, - вып.9. - С.1643-1644.

5.Шур В.Я. Особенности диэлектрических свойств монокристаллов германата свинца с исходной доменной структурой/ Ю.А. Попов, А.Л. Субботин // ФТТ. -1983. - Т. 25. - С. 564

6.Синяков Е.В. Некоторые свойства монокристаллов германата свинца/ Е.Ф. Дудник, В.П. Моня // Известия АН СССР. - Сер. физ. - 1975. - №5. - С.1025

7.Малышкина О.В. Температурный гистерезис пиротока в кристаллах германата свинца/ Н.Б. Прокофьева // Вестник ТвГУ. - Серия "Физика". - 2004. -

№4(6). - С. 118 – 120.

8.Гриднев С.А. Амплитудные зависимости диэлектрических потерь в реальных кристаллах ТГС/ Б.М. Даринский, В.М. Попов, Л.А. Шувалов // ФТТ. - 1986. - Т.28. - №7. - С. 2009-2014.

26