Том 104, № 4 (2015)

В статье предложен новый подход к решению задачи снижения силы трения при взаимодействии поверхностей скольжения спортивных снарядов со льдом. Проведен качественный анализ основных факторов, влияющих на сопротивление скольжению лезвий и полозьев, и предложен алгоритм последовательной минимизации деформационной и молекулярной составляющих силы трения. Приведены технические характеристики поверхностей реальных спортивных снарядов и предложены методы их дополнительной обработки, основанные на аналогии с природными поверхностями с минимальной адгезией с водой. Обосновано влияние физикохимических свойств жидкостной пленки в зоне контакта конька со льдом как фактора снижения адгезионной составляющей трения. Описаны возможности современных лазерных технологий в области формирования на скользящих поверхностях лезвий искусственной структуры «двойной шероховатости», идентичной структуре листа лотоса. Представлены результаты экспериментальных исследований скользящих свойств лезвий с различными видами дополнительной обработки, подтверждающие преимущество структуры «двойной шероховатости» для снижения суммарной силы сопротивления скольжению.

В прикладных областях применения искусственного холода имеется высокая потребность в околокриогенных температурах на уровне -150...-100 оС. Эти температуры необходимы для самых разных процессов, начиная с шокового замораживания продуктов и кончая имитационными установками для испытаний в условиях экстремальных температур. Получение температур в указанном диапазоне имеет ряд особенностей, связанных с работой компрессора, поведением масла в аппаратах (в случае парокомпрессионной каскадной холодильной машины), подбором низкотемпературного хладагента и конструкционных материалов, способных работать при таких температурах. Приведено описание наиболее приемлемых способов получения температур на уровне -130 оС с целью выявления недостатков и преимуществ каждого из них. В качестве вариантов рассмотрены парокомпрессионная каскадная холодильная установка; турбовоздушная холодильная машина; газовая холодильная машина, работающая по обратному циклу Стирлинга и вакуумноиспарительная холодильная установка. Даны схемы всех названных установок. Подробно теоретически исследована динамика понижения температуры в случае вакуумирования твердого диоксида углерода в качестве рабочего вещества. Приведены зависимости температур, получаемых в процессе откачки паров, от времени откачки для разных начальных масс твердого диоксида углерода. Намечена методика сопоставления сравниваемых холодильных установок.