Согласно Транспортной стратегии Российской Федерации запланированы беспрецедентные объемы перевозок по БАМу и Транссибу за счет повышения весовых норм составов, участковых скоростей движения, эффективности тяговых возможностей тепловозов. Подобные задачи уже ставились в 70-е годы прошлого столетия. Их решение осложнялось недостаточным опытом (по современным представлениям) создания и применения опорно-рамных и комбинированных тяговых приводов на грузовых тепловозах и отсутствием объективного представления об эксплуатационных условиях, в которых предстоит работать проектируемым тепловозам. В этой связи, проектирование колесно-моторных блоков (КМБ) тележечных экипажей тепловозов с опорно-осевым подвешиванием тяговых приводов выполнялось на основе обобщенных результатов эмпирических исследований динамики различных типов и серий локомотивов. Целью работы является разработка модели математического анализа и алгоритма расчета категорий динамических сил и скорости взаимодействия колес грузового тепловоза в контактах с рельсами, на стадии проектирования тяговых приводов, для обеспечения высоких технико-экономических показателей их работы в условиях эксплуатации. Многолетний мониторинг надежности работы тепловозов на Восточном участке БАМа определил системные отказы оборудования экипажной части, которыми подтверждается необъективность расчетных конструкторских решений тяговых приводов тепловозов современных серий ТЭ25А, 2ТЭ25КМ и 3ТЭ25К2М, созданных в XXI веке. Системные отказы оборудования КМБ современных серий (ТЭ25КМ) являются следствием непосредственного «механистического» заимствования неудачных конструкторских решений универсальных экипажей тепловозов (ТЭ10 и ТЭ116). В исследовании предложено уточнение теоретических положений моделирования качественных критериев динамики в контактах колес с рельсами тяговых приводов тепловозов на стадии проектирования. Механизм взаимодействия «колесо - рельс» обоснован математической теорией движения круга - циклоидой. Алгоритм оценки сил в контактах колес с рельсами построен на теоремах классической теоретической механики несвободного движения колесной пары и законах динамики как неизменяемой голономной системы. Получено уточнение характеристик кинематики (угловая скорость, угловое ускорение), реальных центров скоростей и ускорений колес, моментов инерции вращающихся неподрессоренных масс колесно-моторных блоков с опорно-осевым подвешиванием тяговых приводов. Новый подход позволяет количественно оценивать критерии динамики в контактах колес с рельсами на стадии проектирования, которые раньше не поддавались расчету. Полный текст статьи в переводе на английский язык публикуется во второй части данного выпуска.
На основании анализа зарубежного опыта разработки автономных локомотивов с гибридной энергетической установкой обоснована возможность повышения эффективности работы тепловозов за счет использования электрических накопителей энергии. Предложена принципиальная схема энергетической системы тепловоза, источником энергии в которой наряду с дизелем является тяговая аккумуляторная батарея с импульсным прерывателем постоянного напряжения. Разработан алгоритм управления тяговым приводом тепловоза с гибридной энергетической установкой, обеспечивающий повышение тяговой силы локомотива на тяжелых участках профиля. Модернизация энергетической системы тепловоза путем применения гибридной энергетической установки рассмотрена применительно к тепловозу 2ТЭ116. С использованием уравнений энергетического баланса тягового электродвигателя разработана математическая модель работы тягового привода тепловоза с питанием от гибридного источника энергии через управляемый прерыватель напряжения. Методами численного моделирования в программных средах MatLab и LabView выполнен расчет тяговой характеристики тепловоза 2ТЭ116 со штатной энергетической установкой и гибридной энергетической установкой. Показано, что во всем диапазоне рабочих скоростей движения тепловоз с гибридной энергетической установкой позволяет получить силу тяги на 15 % выше, чем тепловоз со штатной энергетической системой. Расчеты обосновали, что повышение тяговых свойств модернизированного тепловоза 2ТЭ116 дает возможность на 15 % повысить расчетный вес состава, а соответственно и эффективность использования локомотива как тяговой единицы на сети железных дорог. Полный текст статьи в переводе на английский язык публикуется во второй части данного выпуска.
На воздушных линиях электропередачи напряжением 6-10 кВ, предназначенных для проводов питания устройств сигнализации, централизации и блокировки и линий продольного электроснабжения, в качестве поддерживающих конструкций используются металлические траверсы с фарфоровыми или стеклянными изоляторами. По имеющимся данным, дефекты, вызванные механическими напряжениями, составляют более половины от общего числа нарушений нормальной работы воздушных линий. Из этого числа стоит выделить дефекты, которые являются наиболее частыми: скол изолятора, изгиб штыря, излом штыря, разрушение изолятора, срыв изолятора со штыря, перекос траверсы, разрушение траверсы, изгиб траверсы, загнивание или коррозия траверсы. С целью повышения надежности воздушных линий и сокращения данных повреждений предлагается изготавливать траверсы из полимерного композитного электроизоляционного материала. Такие траверсы не имеют изоляторов и используются как электромеханическая конструкция, обладающая требуемой механической и электрической прочностью. Целью данной работы является оценка механической прочности траверс, выполненных из полимерных композитных электроизоляционных материалов. Для реализации поставленных задач в работе рассмотрена трехмерная модель траверсы. Определение ее механической прочности осуществлено с использованием прикладного программного обеспечения, реализующего метод конечных элементов (МКЭ). К траверсе прикладываются нагрузки в горизонтальной и вертикальной плоскостях, определяется наиболее нагруженное напряженно-деформированное состояние стержней траверсы и штыревой накладки. Кроме того, в статье выполняется сравнение результатов расчета аналитическим методом, выполненного в предыдущей работе, с расчетом МКЭ. Также осуществлена верификация принятых физико-геометрических параметров, свойств материала и допущений в расчетах. Полный текст статьи в переводе на английский язык публикуется во второй части данного выпуска.
Расположение инфраструктуры железных дорог на основании из многолетнемерзлых грунтов повышает риски возникновения дефектов и деформации земляного полотна. В России многолетнемерзлые грунты занимают примерно 65 % площади страны. Как следствие, дефектность земляного полотна, расположенного в таких районах Восточного полигона железных дорог России, превышает средний показатель по сети. Целью исследования является повышение эффективности стабилизации основания земляного полотна железнодорожного пути инъекционным способом при деградации многолетнемерзлых грунтов. Для эксплуатируемого земляного полотна железных дорог в условиях деградации многолетнемерзлых грунтов и формирования слабых грунтов основания предложен усовершенствованный алгоритм проектирования напорного инъектирования цементо-грунтовых растворов, реализующий комплексный подход. Поставлен и выполнен лабораторный эксперимент по определению объемов тепловыделения инъекционных растворов различных рецептур за счет экзотермии цемента. Установлена линейная зависимость удельного тепловыделения инъекционных растворов от содержания цемента. Предложена новая расчетная схема с эквивалентным слоем раствора в зоне стабилизации для прогнозирования величины растепления многолетнемерзлых грунтов основания при инъектировании материалов с цементным вяжущим. Предложено аналитическое решение рассматриваемой задачи для предварительных расчетов. Благодарности: данная работа выполнена при финансовой поддержке гранта ОАО «РЖД» по Договору № 5106471 от 28.12.2022 года на развитие научно-педагогических школ в области железнодорожного транспорта. Полный текст статьи в переводе на английский язык публикуется во второй части данного выпуска.
Представлены переводы рефератов избранных статей, опубликованных в периодических изданиях: Journal of Forensic Sciences [www. wileyonlinelibrary. com/journal/jfo], Forensic Science International [www. elsevier. com/locate/forsciint], Forensic Science International: Digital Investigation [www. elsevier. com/locate/j. fsidi], Forensic Science International: Reports [www. elsevier. com/locate/j. fsir], Science & Justice [www. elsevier. com/locate/j. scijus].
В статье приводятся обоснование возможности и примеры использования общедоступных геопорталов и данных геоинформационных систем (ГИС) для установления обстоятельств дорожно-транспортных происшествий (ДТП) при проведении автотехнической и видеотехнической экспертиз. Автор описывает особенности исследования видео- и фотоизображений с места ДТП, знакомит с терминами и определениями, необходимыми для изложения процедуры и результатов исследования в экспертном заключении.
В статье проанализированы современные экспертные технологии выявления и исследования следов преступлений в сложных следственных ситуациях. Целесообразность разработки темы определяется тем, что указанные многими авторами современные экспертные технологии распространены недостаточно, и не внедрен системный подход к выявлению и исследованию следов. Необходимо ознакомить научных работников и практиков с широким спектром возможностей современного подхода к работе со следами с использованием инноваций и технологий мирового уровня.
Научная новизна исследования обусловлена тем, что на основе эмпирического подхода выявлены новейшие технические и теоретические разработки в области экспертных технологий, которые пока не используются широко ни в теоретических рекомендациях, ни в практической деятельности следователей. Методология и методика исследования базируются на дедуктивной модели научного метода и состоят в наблюдении, синтезе, анализе, систематизации и дедукции с последующей формализацией в рамках практической деятельности.
В статье рассмотрены вопросы трасологического экспертного исследования следов обуви, образуемых при надевании бахил на обувь с помощью специальных аппаратов термического действия и последующей ходьбе в обуви. На бахиле возникает поверхностный след за счет перенесения наслоения пыли, маслянистых и иных веществ дорожных покрытий с подошвы обуви. Особенность механизма образования этих следов определяет разогрев поливинилхлоридной пленки бахилы в момент образования следа на ней, а также факт ношения обуви в бахиле. В условиях ношения обуви с бахилой после образования следа на ней происходит многократный контакт подошвы с бахилой и, соответственно, с уже находящимся на ней следом. Кратность контакта определяется временем хождения и числом сделанных в обуви шагов. Отмечено, что многократное контактное взаимодействие подошвы обуви и поверхностного следа на бахиле приводит к истиранию и растаптыванию следа, ухудшению его качества. Это выражается в снижении резкости (смазывании) границ элементов рисунка следа, изменении формы их контура, уходе в следах большей части особенностей микрорельефа поверхности подошвы. При решении вопроса о тождестве образовавшей след обуви в бахиле предлагается уделить особое внимание признакам износа подошвы, отображающимся в следах в виде зон потертости. Именно они доступны для выделения в размытой множественным контактом подошвы с бахилой итоговой картине следа обуви. Для повышения эффективности сравнения следов на бахиле с экспериментальными следами обуви рекомендуется использовать прием построения шаблонов – геометрических лекал, учитывающих признаки локализации, формы, размеров зон износа и взаимное расположение отображений этих зон в следе.
В статье рассматривается одна из наиболее технологичных групп элементов защиты документов и денежных билетов – дифракционные устройства с оптически переменными изображениями – DOVID. За последние десятилетия они активно развивались как в технологическом плане, так и с точки зрения повышения привлекательности защищенной полиграфической продукции. Согласно исследованиям, DOVIDы (голограммы) наряду с водяными знаками являются наиболее запоминающимися и узнаваемыми средствами защиты документов и банкнот для потребителей.
Причина популярности DOVIDов заключается в долговечности и универсальности. Производители стремятся обеспечить возможность их проверки как на обывательском уровне (за счет разнообразия оптически переменных эффектов), так и на экспертном – специалистами в области защиты документов с использованием специального оборудования, позволяющего оценить оптическую вариабельность элемента в целом, а также физические параметры дифракционной решетки (ее период и ориентацию) в частности. В статье проанализирован процесс развития данных элементов защиты, отмечены основные производители и их разработки, внедряемые при изготовлении защищенной полиграфической продукции, кратко изложен общий принцип их действия, приведены иллюстрации отдельных рассматриваемых защитных элементов, выделены основные причины возросшей популярности DOVID. Кроме того, представлены технические средства, позволяющие провести проверку подлинности защитных элементов.
В статье представлены результаты исследований высушенной и измельченной марихуаны с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области и спорово-пыльцевого анализа для решения экспертной задачи, связанной с установлением принадлежности к ранее разделенным растительным массам. Проведена запись БИК-спектров экспертных образцов. Показана возможность интерпретации спектральных данных с применением дискриминантного анализа проекций на латентные структуры. Определены таксономический состав 8 435 пыльцевых зерен и спор, а также количественное содержание каждого таксона.
По результатам проведенного исследования сделан вывод, что применение комплекса независимых и взаимодополняющих методов позволяет получить необходимое и достаточное количество совпадающих признаков, которые могут быть признаны неповторимыми (уникальными), для проведения идентификации. Предложенная схема исследования может быть применена и для других наркотиков растительного происхождения.