863

водиться из молнии и тогда быстро растет температура, дружно рушатся оболочки ионов-кластеров, рекомбинация резко усиливается — происходит взрыв.

Итак, согласно кластерной гипотезе, шаровая молния представляет собой самостоятельно существующее тело (без непрерывного подвода энергии от внешних источников), состоящее из тяжелых положительных и отрицательных ионов, рекомбинация которых сильно заторможена вследствие гидратации ионов. Надо признать, что данная гипотеза (в отличие от остальных) вполне хорошо объясняет все свойства шаровой молнии, выявленные в результате многочисленных наблюдений. И все же пока это только гипотеза, хотя и довольно правдоподобная.

Существует еще одна весьма интересная гипотеза, которая объясняет возможность возникновения кольцевого образования (кольцевой молнии), которое по внешнему виду напоминает шаровую молнию.

Теория кольцевого тока

Пути оценки возможности образования плазменных колец

Будем предполагать, что источником энергии образования кольцевых молний является линейная молния. Представим, облако площадью S = (0,5 · 0,5 км) = 0,25 км2, находящееся на высоте h = 700 м, оно имеет электрическую ѐмкость относительно земли C = ε0S / h = ·103 пФ. Индуктивность шнура тока при 0,5 мкГн/м составит около 350 мкГн, волновое сопротивление контура СLRзк 280 Ом. Сопротивление заземления Rзк в одной точке земли составит примерно 100 Ом. Т.е. процесс разряда имеет слабо колебательный характер (одно – два колебания с периодом Т = 8 мкс). По справочным данным, ток молнии составляет 50...200 кА и скорость его изменения равна 50 кА/с. При токе 100 кА потенциал облака должен составлять 100кА · 280 Ом ≈ 30 МВ.

Оценим попутно энергию разряда линейной молнии: W = CU2 / 2 = 2 МДж. Примерно такая энергия высвобождается при взрыве 500 г тринитротолуола. Такого количества энергии достаточно чтобы вскипятить около

6литров воды.

Впроцессе разряда энергия электрического поля облака переходит в два других вида: энергию магнитного поля вокруг шнура тока и в тепловую энергию разогрева почвы в месте удара молнии.

221

Вокруг шнура тока возникает магнитное поле, силовые линии которого – кольца – образуют цилиндры с центром на оси тока. Индукция поля убывает обратно пропорционально расстоянию от оси тока: B = μμ0I / 2πr. Упрощѐнно можно представить тороидальный магнитопровод надетый на шнур тока (также как измерительный трансформатор тока).

Электродвижущая сила витка тороида диаметром 10 см составит Е = dΦ / dt = 3,8 кВ, средняя напряжѐнность поля вдоль витка будет равна 12 кВ/м.

Вэтом решении не учтено неравномерное распределение электрического поля в зависимости от расстояния от оси тока. Автору[3] удалось найти строгое решение дифференциальной формы записи уравнений электрического поля для линейного тока.

Выражение ротора произвольного вектора а в цилиндрических координатах имеет вид:

Вполе длинного провода ввиду цилиндрической симметрии производные по оси z и по углу α равны нулю и уравнения принимают вид:

С учѐтом уравнения Максвелла после замены произвольного вектора а на Е:

где r0 радиус цилиндрической поверхности, на которой напряжѐнность электрического поля равна нулю.

На рисунке дана картина силовых линий электрического поля линейного, изменяющегося во времени тока

Силовые линии электрического поля направлены вдоль оси тока и тоже образуют цилиндры с осью, совпадающей с осью тока – z. На ближних цилиндрах поле сильное, дальше оно уменьшается; кольцевых образований из силовых линий нет, хотя ротор такого поля не равен нулю.

222

Напряжѐнность электрического поля вблизи от оси тока составит 59 кВ/м. Вычисление циркуляции вектора напряжѐнности электрического поля вдоль контура 10 см даѐт несколько большее значение за счѐт учѐта зон с сильным полем вблизи оси тока – 5,3 кВ (вместо 3,8 кВ). Учитывая, что электрическая прочность сухого воздуха составляет около 500 кВ/м, то для устойчивого кольцевого разряда напряжѐнность поля должна быть в 40...10 раз больше.

Во всех вариантах напряжение в контуре, недостаточно для пробоя сухого воздуха. Если в расчѐтах взять не среднее значение тока (100 кА), а максимальное – 200 кА, учесть влияние влажности воздуха, а также подсветку ультрафиолетовым светом линейной молнии, то возможность возникновения кольцевого разряда становится реальной. Вероятно, необходимостью этих дополнительных условий объясняются редкое появление «шаровых молний». Процесс возникновения дугового разряда повторяет процесс возникновения искры между контактами любого выключателя-разъединителя. Отличие заключается в том, что прерываемый ток существует не между контактами аппарата, а в свободном пространстве.

После возникновения разряда образуется замкнутый сам на себя шнур «вольтовой дуги». При этом отсутствуют как катодная, так и анодная части шнура дугового разряда – части большого падения напряжения (большого сопротивления), области рассеивания большой мощности. Остаѐтся, лишь, средняя «холодная часть» шнура вольтовой дуги с малыми потерями мощности.

Такое представление о механизме образования шаровых молний оправдывает ряд известных еѐ качеств: молния шипит как вольтова дуга, молния свободно перемещается в воздушном пространстве ибо проводник тока состоит из того же окружающего воздуха. Сомнительна возможность проникновения молнии сквозь препятствия, хотя большинство строительных материалов не оказывают препятствий для проникновения магнитного поля – носителя энергии «шаровой молнии». Разрушения, производимые «шаровой молнией» (например, на коре деревьев) сопоставимы с действиями пуль из огнестрельного оружия.

Исходя из вышеизложенного, опыты для лабораторного исследования «шаровых» молний должны производиться на мощных испытательных установках, чтобы организовать дуговой газовый разряд достаточной силы. Особенно важно изучение газового разряда в индукционном электрическом (безэлектродном) поле при нормальном атмосферном давлении.

Литература

1.Л.В. Тарасов. Физика в природе. - М: «Просвещение», 1988.

2.Д.Л. Франк-Каменецкий. Плазма - четвертое состояние вещества. - М: Атомиз-

дат, 1968.

3.Ю. Черкашин Шаровая молния создана кольцевым током «Наука и техника»,

2011 №11

223

У.А. Мальцева, Е.А Максимова - студенты 1 курса Ф.М. Кузнецов - научный руководитель, к.т.н., доцент ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

РАЗРАБОТКА СОСТАВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАУСТИЧЕСКОГО МАГНЕЗИТА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ И СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ТЕСТА

Магнезиальные вяжущие – тонкомолотые порошки, содержащие окись магния и твердеющие при затворении водными растворами хлористого и сернокислого магния.

В качестве магнезиального вяжущего в исследованиях был использован каустический магнезит марки ПМК, производства комбината ―Магнезит‖. Затворителями служили водные растворы шестиводного хлористого магния (бишофита, MgCl2 6H2O) и карналлита (KCl MgCl2 6H2O) различной концентрации .

Карналлит – кристаллический продукт белого цвета с сероватым и розовым оттенком. Содержание хлористого магния (MgCl2) в обогащенном карналлите не менее 21,8% , сульфатов в пересчете на сернокислый кальций (CaSO4) не более 0,06% , свободной влаги не более 3%.

Обогащенный карналлит получают в результате переработки калийно – магниевых руд и используют в качестве исходного сырья для производства металлического магния и для других целей. Обогащенный карналлит транспортируют в железнодорожных вагонах навалом, а также конвейерным способом и хранят в крытых специальных помещениях, защищенных от попадания влаги.

Предварительными опытами было установлено, что целесообразно для работы использовать растворы следующей концентрации: бишофита – 25%-й в пересчете на MgCl2; карналлита – 20%-й также в пересчете на MgCl2. Опыты проводили при комнатной температуре.

В таблице приведена зависимость плотности водных растворов, указанных материалов от их концентрации. На прочность образцов из магнезиального цемента оказывает влияние соотношение магнезиального вяжущего и затворителя, а также вылеживание до испытания. Поэтому прежде всего, было обращено внимание на эти параметры.

Таблица

Зависимость плотности водных растворов исходных материалов (кг/м3) от их концентрации, %

Определение нормальной густоты цементного теста

Нормальную густоту магнезиального цементного теста определяли на приборе Вика, предварительно заменив иглу прибора на металлический пестик диаметром 10 мм. и длиной 50 мм. (масса подвижного стержня прибора вместе с пестиком составляет 300 ± 2 г.) [2].

Для приготовления магнезиального цементного теста брали 400 г. каустического магнезита, высыпали его в металлическую чашку. Затем в цементе делали углубление, в которое в один прием заливали расчетное количество водного раствора бишофита или искусственного карналлита, необходимое для получения цементного теста нормальной густоты. Массовая доля воды в растворе затворителя для первого пробного затворения ориентировочно принимали 23-28% массы вяжущего (с учетом химически связанной воды). Продолжительность перемешивания с момента затворения составляла 5 мин.

После окончания перемешивания цементное тесто укладывали в один прием в кольцо, которой 5-6 раз встряхивали. Избыток цементного теста срезали ножом. Кольцо на стеклянной пластинке ставили под стержень прибора Вика, пестик приводили в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляли его в таком положении зажимным винтом. Затем быстро отвинчивали зажимной винт и стержень вместе с пестиком свободно погружался в цементное тесто. Через 30 с. с момента освобождения стержня фиксировали глубину погружения пестика по шкале прибора.

Густота цементного теста считается нормальной, если глубина погружения пестика составляет 33-35 мм. Если пестик, погружаясь в цементное тесто, останавливается выше, то опыт повторяли с большим количеством воды , а если ниже – с меньшим, добиваясь погружения пестика на глубину, соответствующую нормальной густоте теста. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяли с точностью до 0.25% по массе цемента.

Определение сроков схватывания магнезиального теста.

Испытания проводили при помощи прибора Вика [2], в котором вместо пестика на нижней части подвижного стержня закрепляли стальную иглу сечением 1 мм2 и длиной 50 мм. Общая масса подвижной части прибора вместе с иглой должна составлять 300 г.

Нормальной густоты магнезиальное тесто помещали в кольцо прибора Вике, которое устанавливали на столик прибора, опускали стержень до соприкосновения иглы с поверхностью теста и закрепляли стержень винтом. Затем быстро отвинчивали зажимной винт, чтобы игла могла свободно погрузиться в тесто. Иглу погружали в тесто через каждые 5 мин. до начала схватывания и через каждые 15 мин. в последующее время до конца схватывания.

За начало схватывания принимали время с момента затворения каустического магнезита раствором карналлита до момента, когда игла не дойдет до стеклянной пластинки 1-2 мм. За конец схватывания принимали время от начала затворения цементного теста до момента, когда игла будет опускаться в тесто не более чем на 1 мм. Начало схватывания должно наступать не ранее чем через 45 мин., а конец схватывания не позднее 10 часов с момента затворения цементного теста.

225

Определение прочности образцов из магнезиального цемента.

Для исследования прочностных свойств образцов использовали методику, сущность которой заключается в следующем. Нормальной густоты цементное тесто, приготовленное из каустического магнезита, затворенное водным раствором солей содержащих MgCl2 , закладывали в цилиндрические формы, изготовленные из металла, слегка встряхивали 5-6 раз для удаления воздуха, затем образцы в формах сушили при температуре 85-90ºС в течение 8±0,5 час. Полученные брикеты испытывали на прочность методом раздавливания по образующей[3]. Показатель прочности на растяжение образцов вычисляли по формуле:

,МПа

где, F – разрушающее усиление, МН; D и h – диаметр и высота образца, м.

За результат испытания принимали среднее арифметическое из трех независимых измерений. Ошибка измерений не превышала 10%.

Параллельно находили прочность образцов на одноосное сжатие. Сопоставление результатов, полученных двумя методами (рис.)показало, что между ними существует тесная взаимосвязь. Наличие корреляции между результатами определения δр (прочность на разрыв) и δсж (прочность на сжатие) дает основание для использования первого метода с целью оценки прочности образцов, поскольку δр является наиболее чувствительной и выразительной характеристикой прочностных свойств материала.

Рис. Корфеляция между прочностью на разрыв и прочностью на сжатие

Литература

1.ГОСТ 16109-70. Карналлит обогащенный.

2.Попов Л.Н. Лабораторный контроль строительных материалов и изделий: Спра- вочник.-М.:Стройиздат, 1986.-349с.

3.Кузнецов Ф.М. Разработка способа производства высококачественного гранулированного хлористого калия: Дис.канд.тех.наук.-Л.,1984.-234с.

226

ФИЛОСОФИЯ

Я.Н. Гладких – аспирант В.Н. Кукьян – научный руководитель, д. филос. н., профессор ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЛОСОФИИ ЭКОНОМИКИ В СОВРЕМЕННОМ ПОСТИНДУСТРИАЛЬНОМ ОБЩЕСТВЕ

Стремительное развитие и распространение новых информационнотелекоммуникационных технологий приобретает на современном этапе развития общества характер глобальной информационной революции, которая оказывает возрастающее влияние практически на все сферы жизнедеятельности человека, как в рамках национальных границ, так и в мире в целом. Интенсивное внедрение, распространение и переплетение современных компьютерных технологий создает принципиально новое качество информационного обмена и способа воздействия на массовое сознание. Информационно-технологическая революция, которая происходит на наших глазах, определяет движение к совершенно новому типу общества - информационному, или, как его еще называют, обществу знания.

Введение термина «информационное общество», связывают с публикацией работы американского исследователя Ф. Махлупа в начале 60-х гг. XX века, которая была посвящена анализу наукоемких производств. Стоит отметить, что данный термин занимает одно из ключевых мест в понятийном аппарате современных социально-политических теорий и концепций развития постиндустриального общества, в которых рассматриваются особенности перехода на новый этап исторического развития, приходящему на смену цивилизации индустриального типа. Основным производственным ресурсом постиндустриального общества являются информация и знания. При этом научно-исследовательские разработки становятся главной движущей силой экономики, поэтому наиболее ценные качества специалистов - уровень образования, профессионализм, обучаемость и креативность. Люди, обладающие такими навыками, формируют общество с развитой креативной экономикой, в которой главную роль играют новые идеи и инновации.

Установить точную дату перехода человечества в новую постиндустриальную эпоху затруднительно. Некоторые авторы называют 1956 год, когда в США численность служащих превысила численность рабочих, другие – 1974 год, когда правительство США ввело так называемый «плавающий курс доллара», повлекший за собой огромные экономические, а вслед за этим и политические последствия, третьи – распад в 1991 году СССР и т.д. Но это несущественно. Важно лишь то, что в мире произошли коренные изменения. В том числе в экономической сфере.

Коренным образом изменилась идеология человечества. Теперь все больше осознается та истина, что основой прогрессивного развития каждой страны и

227

всего человечества в целом является сам Человек, его нравственная позиция, многоплановая природосообразная деятельность, его культура, образованность, профессиональная компетентность.

Впоследние десятилетия произошла и стремительная переоценка роли науки в развитии общества. Не то, что роль науки уменьшилась. Даже скорее наоборот, но наука переключилась на другие функции. Обратимся к истории.

Исторически известны два основных подхода к научным исследованиям. Автором первого является Г. Галилей. Целью науки, с его точки зрения, является установление порядка, лежащего в основе явлений, чтобы представлять возможности объектов, порожденных этим порядком, и, соответственно, открывать новые явления. Это так называемая «чистая наука», теоретическое познание.

Автором второго подхода был Френсис Бэкон. О нем вспоминают гораздо реже, хотя сейчас возобладала именно его точка зрения: «я работаю, чтобы заложить основы будущего процветания и мощи человечества. Для достижения этой цели я предлагаю науку, искусную не в схоластических спорах, а в изобретении новых ремесел…». Наука сегодня идет именно по этому пути – пути технологического совершенствования практики.

Новое общество, в котором знания становятся капиталом и главным ресурсом экономики предъявляет новые требования как к общеобразовательной, так и к профессиональной школе. Общество, в котором преобладают интеллектуальные работники, предъявляет новые и еще более жесткие требования к социальной деятельности и социальной ответственности людей. Сегодня необходимо заново осмысливать, что такое образованный человек. Так как постиндустриальное общество требует, соответственно, постиндустриального типа школы.

Рассмотрим как развивается в последние десятилетия система образования

вРоссии.

Всередине 1990-х Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша и Ярославский университет имени П.Г. Демидова по поручению Министерства образования РФ занимались системным анализом, математическим моделированием и прогнозом развития высшей школы при различных вариантах управляющих воздействий. Эти работы, которые широко обсуждались, показывали, что сохранение потенциала высшей школы и работа на будущее потребуют радикальных мер и увеличения финансирования в разы. Иначе деградация по различным траекториям. К сожалению, прогноз оправдался.

Ответ очевиден — и среднее, и высшее образование ухудшилось в нашей стране в среднем многократно. Провал в области гуманитарных наук — студен- ты-естественники не знают элементарных фактов из отечественной и мировой истории, не представляют классических произведений родной литературы, упал и уровень грамотности — у большинства одна надежда на компьютер, разыскивающий орфографические ошибки. Кроме этого - общее падение культурного уровня.

228

Исходя из данных исследований следует, что естественный выбор России — высокие технологии, умение делать то, что не умеют другие. И, конечно, лечить, защищать, кормить, обогревать, учить и обустраивать страну мы должны сами. Поэтому, если считать, что Россия — «наша страна», а не «эта страна», и рассчитывать, что нам и нашим детям придется жить здесь, работать и учиться придется по-настоящему. И тогда обществу и стране предстоит изменить траекторию — пойти вверх, а не вниз.

С нашей точки зрения, в целом дальнейшие механизмы развития российской экономики должны быть основаны на взаимодействии науки и бизнеса, так как суть креативной экономики состоит в том, что не рынок, а знание, информация становятся главным ресурсом бизнеса. В центре внимания государства и предприятий должен находиться научно-технический прогресс, разработка и внедрение новейших технологий. При этом в первую очередь, необходимо сделать упор на технологиях, в разработке которых Россия сохраняет значительный потенциал – космических, информационных, биотехнологии и др., а также в сферах, которые наиболее присущи креативной экономике: НИОКР, реклама, искусство, дизайн, кино-, видео -, фотоиндустрии и др. Поэтому магистральный путь взаимовыгодного соединения науки и бизнеса предполагает следующие направления. Во-первых, стимулирование взаимовыгодного интереса бизнесменов к науке, деятельности ученых и ученых к бизнесу. Во-вторых, более активная разработка и апробация эффективных механизмов взаимодействия ВУЗов с малым

исредним бизнесом в сфере проведения совместных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Необходимо укрепление главного связующего звена между наукой и бизнесом - наукоемкого производства. Данные направления возможно реализовать с помощью системы законов, фиксирующих базовые принципы инновационной экономики, устанавливающих налоговые, кредитные

ипрочие льготы для инновационного бизнеса, наукоемкого производства, инвестиций в науку, что широко используется во всех развитых странах.

Литература

1 Кетько Н.В., Зарафутдинов Р.Р. Проблемы и перспективы развития современного малого бизнеса в России // Российский предприниматель. – 2011. - № 8. – С. 23 – 28

2.Комиссаров А.Г. Инновационное развитие: роль малого бизнеса и государства // Российский предприниматель. – 2011. - №2. – С. 43 – 47

3.Малинецкий Г. Кризис и судьба российского образования // Знание-сила. – 2009. – №10. – С. 51 – 55

4.Миролюбова Т.В. Инновационная экономика и культурная политика: региональный подход // ИнВестРегион. – 2011. – № 1. – С. 64 – 69.

5.Новиков А.М. Постиндустриальное образование. – М.: Издательство «Эгвес», 2008. –

136 с.

229

УДК: 502:001.8

С.Н. Жакова – аспирант В.Н. Кукьян – научный руководитель, д. филос. н., профессор

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ

Современная экология – это междисциплинарная область знаний об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи, теоретическая основа деятельности человека индустриального общества в природе[2].

Методология экологии – своего рода философия науки. Ее фундамент составляют основные положения, принципы и подходы, положенные в основу развития экологических знаний. Изучение истории и методологии науки дает нам возможность понять, каким образом ученым удалось выявить определенные, весьма важные, закономерности устройства изучаемых структур (популяций, сообществ, экосистем), а также проанализировать причины неудач и обстоятельства, тормозящие развитие экологической мысли.

Цель данной работы – рассмотреть основные методологические подходы в экологии.

Большое внимание вопросам методологии экологии в современной литературе уделяют Г.С. Розенберг и А.М. Гиляров. В познании экологического мира Г.С. Розенберг и соавторы [4, 5] выделяют смену основных парадигм – «классической» экологии, в основе которой лежатдетерминистские представления о структуре и динамике экологических объектов и «современной» экологии, основанной на превалировании стохастических представлений.Главные тенденции изменения экологического мира следующие: от объективно существующего - к возникающему в процессе наблюдения; от детерминистического, упорядоченного, понимаемого посредством здравого смысла - к хаотическому; от дискретности - к континууму; от стабильности неподвижной гармонии - к потоку нескончаемых изменений (от бытия - к становлению).Аналогичные тенденции, отмечают авторы, прослеживаются и в философии: интерес к пограничным и необычным состояниям сознания, введение в философию бессознательного (фрейдизм и все мистически ориентированные направления), возросший интерес к религиозно-философским системам Востока и серьезные попытки синтеза их с западной философией. Отсюда, изменение образа экологического мира скоррелировано с неким гораздо более общим процессом изменения миров европейского сознания.

Одним из важнейших методологических подходов в познании экологических явлений и систем являлся редукционизм - подход, исходящий извозможностианалитическогопознанияобъектачерезизучениеегоотдельныхсоставляющих.

Редукционизм – основа физического (содержательного) метода в построении теории экологии, основным отличием которого является непосредственная

230