Опубликован февральский выпуск научного журнала «Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси» (Т. 10, № 1).
В номере представлены результаты исследований ученых, касающиеся обеспечения пожарной и промышленной безопасности, безопасности в ЧС, вопросов подготовки специалистов в сфере предупреждения и ликвидации ЧС.
На страницах журнала можно ознакомиться с научными статьями, подготовленными работниками и обучающимися Университета гражданской защиты (УГЗ) самостоятельно, а также в соавторстве с исследователями из государственных научных учреждений «Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси» (ИТМО) и «Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа» (ИПМ).
В номере также опубликованы работы белорусских исследователей из Академии управления при Президенте Республики Беларусь (АУП) и российских ученых из Сибирской пожарно-спасательной академия ГПС МЧС России (СибПСА, Железногорск).
Предлагаем Вашему вниманию краткий обзор представленных в номере результатов научных исследований, распределенных по рубрикам журнала.
Пожаробезопасность и взрывозащита. Огнестойкость строительных материалов
Полевода И.И., Тетерюков А.В. (УГЗ) совместно с Чорным А.Д. (ИТМО) в работе «Моделирование пожара при горении скатных крыш» представили пространственно-временные распределения температурных полей, интенсивности тепловых потоков при горении скатных крыш. По результатам численного моделирования в программной среде Ansys Fluent авторами установлено, что при горении крыши на расстоянии 1 м по горизонтали и 1 м по вертикали от фронтона и ската крыши значения температур лежат в интервале от 530 до 590 К, а плотность теплового потока составляет от 4,5 до 8,0 кВт/м2. Полученные данные согласуются с результатами экспериментальных исследований, подтверждая достоверность модели. Комплексно исследованы процессы пиролиза, турбулентного горения, лучистого теплообмена и сажеобразования при моделировании горения скатных крыш. Полученные данные могут быть использованы при совершенствовании инженерных методик и нормативных правовых актов по пожарной безопасности, а также представляют практический интерес для проектных институтов, сотрудников МЧС и научно-образовательных учреждений.
Неханем Д.С. и Левданским А.А. (УГЗ) в статье «Инженерная методика расчета температурного поля в поперечном сечении многопустотных железобетонных плит при стандартном пожаре» установлены закономерности влияния геометрических параметров многопустотных железобетонных плит (толщина, объем замкнутых полостей круглого сечения) на динамику температурного поля в поперечном сечении (на глубине до 0,3 толщины конструкции) при одностороннем воздействии стандартного пожара длительностью от 30 до 180 мин. Получено уравнение регрессии для определения коэффициента khol, учитывающего приращение температуры на заданном расстоянии от нагреваемой поверхности в многопустотных плитах по сравнению с полнотелыми аналогами при одностороннем воздействии стандартного температурного режима. Разработана инженерная методика оценки температурного поля в многопустотных железобетонных плитах (толщиной 150–250 мм при объеме замкнутых полостей круглого сечения 40–60%) при стандартном огневом воздействии. Результаты исследований могут быть использованы специалистами проектных, экспертных и научных организаций при решении упрощенными методами теплотехнической задачи огнестойкости для многопустотных железобетонных плит, а также при совершенствовании действующих нормативных правовых актов.
Аварийно-спасательная техника, оборудование и экипировка. Тренажерная техника
Лахвичем В.В., Морозовым А.А., Козловым Е.А., Шатиловым Ю.С. и Аниськовым В.И. (УГЗ) в работе «Влияние различных условий эксплуатации дыхательного аппарата со сжатым воздухом на стабильность работы легочного автомата» на основании проведенных эксплуатационных испытаний установлено, что снижение температуры окружающей среды (до -3 °C) в условиях повышенной влажности и имитации воздействия водяного аэрозоля (тушение) приводит к возникновению усилия на вдох. При повышении интенсивности работы процесс дыхания становится более сложным ввиду повышения количества потребляемого воздуха, а в отдельных случаях – невозможным. Основной причиной отказа является обледенение седла и тарелки клапана вдоха, приводящее к их механическому залипанию и полной блокировке подачи воздуха в подмасочное пространство, а также к нарушению непрерывности подачи воздуха в подмасочное пространство. Результаты исследований могут быть использованы Министерством по чрезвычайным ситуациям при разработке рекомендаций по безопасной эксплуатации дыхательных аппаратов в условиях низких температур: контроль и профилактика обледенения, действия при первых признаках увеличения сопротивления дыханию.
Материалы и вещества, применяемые в сфере предупреждения и ликвидации ЧС, производстве техники. Технологии их применения
Камлюк А.Н., Лихоманов А.О., Гараев Ю.В. и Вашкевич Д.А. (УГЗ) в статье «Математическая модель для прогнозирования кратности огнетушащей пены, получаемой в устройствах с сетками» представили экспериментальные данные зависимости кратности пены от ряда параметров процесса пенообразования на сетках пеногенерирующих устройств (размера ячейки сетки, расстояния от выходного отверстия насадка до сетки, диаметра выходного отверстия насадка, скорости подачи пенообразующего раствора и его свойств). В частности, для учета размера ячейки сетки использован обобщенный параметр Km, отражающий долю заполненной проволокой части от всей площади поверхности сетки. Скорость пенообразующего раствора и его свойства учтены с помощью числа капиллярности Ca. На основе анализа и обобщения полученных данных разработана математическая модель для прогнозирования кратности огнетушащей пены, отражающая перечисленные параметры пенообразования на сетках. Прогнозные значения по разработанной модели хорошо согласуются с экспериментальными значениями (анализ остатков подтвердил адекватность модели). Средняя погрешность расчета кратности пены составляет менее 10 %. Предложенная модель позволяет подбирать необходимую конфигурацию параметров пеногенерирующего устройства с учетом применяемого пенообразователя и условий подачи пенообразующего раствора для получения наиболее эффективной с точки зрения пожаротушения пены.
Ревой О.В., Кривалем Д.В. (УГЗ) совместно с Дечко М.М. (ИУНПП «САМСОЛЮШНС») и Дьячковой Л.Н. (ИПМ) в работе «Многофакторная модель оптимизации состава комплексного замедлителя горения для полиамида-6» на основе экспериментальных исследований и статистического анализа полученных данных методами регрессионного и дискриминантного анализа построена многоуровневая математическая модель, описывающая зависимости параметров огнестойкости и механических свойств огнезащищенного полимерного композита от суммарной концентрации комплексного замедлителя горения в полиамидной матрице и относительного содержания в нем 5 компонентов, определены коэффициенты в уравнении регрессии. Представленная математическая модель позволяет определить оптимальный состав комплексного замедлителя горения для тугоплавких полимеров и его концентрации в полимерном композите в соответствии с требованиями к его важнейшим эксплуатационным параметрам: огнестойкости категории ПВ-0 при минимальном снижении физико-механических свойств.
Технологии и программное обеспечение в сфере предупреждения и ликвидации ЧС, промышленной и пожарной безопасности
Камлюк А.Н. (УГЗ) в статье «Комплексная методика оценки эффективности тушения пожаров пеной по коэффициентам качества тушения и экономической целесообразности» представил комплексную методику оценки эффективности тушения пожаров воздушно-механической пеной низкой кратности. Для определения эффективности тушения проведены сравнительные испытания: для генераторов пены – стволы СВП и СВП-2, водопенный насадок НВП-11/0,6 У1 для пожарного ствола СРК-50 и воздушно-пенный насадок для пожарного ствола СПРУК 50/0,7; для установок генерирования компрессионной пены – пожарные стволы СПРУ 50/0,7 и Elkhart Brass ST–185A с подачей компрессионной пены; для автоматических установок пожаротушения – оросители V2, TY 3251, ДПУ-15, ДВН-11. Оценка экономической эффективности свидетельствует о целесообразности применения воздушно-механической пены низкой кратности при тушении пожаров и позволяет выбрать оптимальное средство для ликвидации ЧС как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения экономии денежных средств. Представленная методика оценки эффективности тушения пожаров воздушно-механической пеной низкой кратности может быть применена при разработке и внесении изменений в отечественные ТНПА в данной области, а также для исследования устройств (в том числе вновь разработанных) для формирования воздушно-механической пены в условиях, приближенных к реальному пожару. Кроме того, с использованием комплексной методики можно выбрать наиболее эффективное средство для ликвидации ЧС с точки зрения безопасности и экономии.
Шамсудинов Г.Ю., Морозов В.В., Широков Г.С., Яровой В.Ю. и Михайлова А.К. (СибПСА, Железногорск) в работе «Нейросетевой помощник для автоматизированной диагностики и поддержки оказания первой помощи при повреждении глаз и кожи в чрезвычайных ситуациях» представили разработанную глубокую нейронную сеть, демонстрирующую высокую точность классификации патологий глаз и кожи, включая последствия укусов животных и насекомых, на расширенном наборе данных. Разработка позволяет сократить время диагностики и повысить точность в различных условиях, включая деятельность МЧС по ликвидации биолого-социальных рисков в зонах бедствий. Представленная модель машинного обучения может быть использована для внедрения в системы первой помощи при ЧС, мобильные приложения и устройства для спасателей, а также для решения других задач в области безопасности жизнедеятельности.
Промышленная безопасность. Надежность техники и оборудования. Охрана труда
Смиловенко О.О., Мартыненко Т.М., Лосиком С.А., Полуяном А.И. и Казутиным Е.Г. (УГЗ) в работе «Работоспособность болтовых соединений в крепежных узлах опорно-поворотного устройства подъемных кранов» выявлены основные причины выхода из строя болтовых узлов подъемных кранов в виде нециклической динамики функциональных нагрузок, сочетанного воздействия различных типов нагружения, которое не учитывается при проектном расчете диаметра резьбы, а также прямого влияния субъективных факторов. Сформулированы рекомендации по контролю болтовых соединений (в соответствии с Правилами по обеспечению промышленной безопасности грузоподъемных кранов), в которых обоснованы и детализированы операции по проверке: момента затяжки, наличия дефектов (трещин) в теле болта, участков поверхности, пораженных коррозией. Результаты исследований могут использоваться при установке и эксплуатации подъемных кранов, оборудованных опорно-поворотным устройством фланцевого типа с болтовым креплением.
Психологические аспекты предупреждения и ликвидации ЧС
Тарасевич Т.Н. (АУП) в статье «Эмоциональное выгорание спасателей-пожарных» проведен анализ теоретико-методологических подходов к исследованию проблемы профессионального здоровья личности. Дано определение профессионального здоровья личности как интегративный показатель состояния физического и психического здоровья личности, характеризующий ее способность сохранять защитные механизмы организма на протяжении профессиональной жизни в целях достижения высоких результатов труда в условиях определенной трудовой деятельности. Исследован уровень эмоционального выгорания, как составляющей профессионального здоровья работников органов и подразделений по чрезвычайным ситуациям. Фазы эмоционального выгорания «напряжение», «резистенция», «истощение» не сформированы у 80, 67 и 87 % работников соответственно. Низкие показатели уровня эмоционального выгорания либо их отсутствие свидетельствуют об удовлетворенности работниками условиями труда, о хороших взаимоотношениях с коллегами, подчиненными, руководством. Работники органов и подразделений по чрезвычайным ситуациям обладают устойчивыми навыками саморегуляции и механизмами психологической защиты, что указывает на высокую профессиональную надежность и профессиональное здоровье специалистов. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения методики А.В. Бойко в целях своевременного выявления повышения уровня эмоционального выгорания и последующей коррекции психологического состояния, развития эмоциональной устойчивости работников органов и подразделений по чрезвычайным ситуациям для поддержания их профессионального здоровья на высоком уровне.
Подготовка специалистов в сфере предупреждения и ликвидации ЧС. Обучение населения по вопросам безопасности жизнедеятельности
Суриковым А.В., Зайнудиновой Н.В., Довнар Т.А. и Жолнерчик В.В. (УГЗ) в статье «Педагогическая концепция создания системы интерактивных имитационных тренажеров по осуществлению надзорно-профилактической деятельности в области пожарной безопасности» проведен обзор и анализ научных и литературных источников, рассматривающих принципы контекстного обучения, проблемно ориентированного обучения, теории когнитивной нагрузки, андрагогики и геймификации как основы для педагогической концепции создания системы интерактивных имитационных тренажеров по осуществлению надзорно-профилактической деятельности в области пожарной безопасности. Представлены ключевые принципы концепции системы и определены основные подходы к ее реализации, включая архитектуру. Сформулированы ожидаемые образовательные результаты реализации концепции в образовательном процессе. Полученные результаты исследований могут быть применены при разработке научно-методического обеспечения, направленного на формирование надзорно-правовой компетенции специалистов органов государственного пожарного надзора.
Научный журнал «Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси» – ежеквартальное издание, включенное в Перечень научных изданий Республики Беларусь для публикаций результатов диссертационных исследований по психологическим, техническим (безопасность в чрезвычайных ситуациях; пожарная и промышленная безопасность; гражданская оборона) и военным (гражданская оборона) наукам. Журнал также включен в российский Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук, по 5 научным специальностям отрасли технических наук: 1.3.17. Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества, 2.10.1. Пожарная безопасность, 2.10.2. Экологическая безопасность, 2.10.3. Безопасность труда, 3.2.6. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
