Наукові основи створення підземнорухомих біонічно-синтезованих пристроїв підвищеної ефективності

Размещено на http://allbest.ru

Київський національний університет

будівництва і архітектури

05.05.04 - Машини для земляних, дорожніх і лісотехнічних робіт

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Наукові основи створення підземнорухомих біонічно-синтезованих пристроїв підвищеної ефективності

Кованько Володимир Володимирович

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в

Національному університеті водного господарства та природокористування (НУВГП, м.Рівне)

Міністерства освіти і науки України.

Науковий консультант

доктор технічних наук, професор,

Кравець Святослав Володимирович,

Національний університет водного господарства та природокористування Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри будівельних, дорожніх, меліоративних машин і обладнання

Офіційні опоненти

доктор технічних наук, професор,

Сукач Михайло Кузьмич,

Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, професор кафедри будівельних машин

доктор технічних наук, професор,

Ковбаса Володимир Петрович,

Національний аграрний університет України Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри сільськогосподарського машинобудування і обладнання лісового комплексу

Захист відбудеться "7" листопада 2007р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.08 при Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 03037, м. Київ, Повітрофлоцький просп., 31.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 03037, м. Київ, Повітрофлоцький просп., 31.

Автореферат розісланий "4" жовтня 2007.

В.О. вченого секретаря спеціалізованої вченої ради,

д.т.н., професор

спеціалізованої вченої ради, д.т.н., профессор В.Б. Яковенко

Загальна характеристика роботи

Сутність і стан наукової проблеми. У зв'язку з подальшим проникненням людини у підземний простір, розширенням сфер інтересів та діяльності в освоєнні і захисті його сировинного й енергетичного потенціалу, розвитку геотехнологій, а також зростаючою потребою у розміщенні під землею різних виробництв, сьогодні надзвичайно гостро стоїть питання удосконалення технічних засобів безтраншейного способу укладання лінійно-протяжних об'єктів (ЛПО) для транспортування від виробника до споживача води, газу, нафти, корисних копалин, переведених у рідкий або газоподібний стан, тепла надр Землі, передачі енергії або інформації.

В даній роботі вирішено наступну наукову і технічну проблеми.

Наукова проблема полягає у розробленні наукових основ, виявленого в процесі біонічного аналізу, поступального розпірно-дискретного руху у грунтовому середовищі для розв'язання суперечностей між зростаючою енерговитратністю і глибиною укладання ЛПО.

Технічна проблема полягає у створенні нових енергозберігаючих засобів, в яких реалізовано даний рух.

Актуальність теми зумовлена потребою народного господарства України у виконанні робіт з укладання у підземний простір ЛПО при будівництві газо- і водопроводів низького тиску, термо- і гідромеліоративних систем, кабельних ліній та інших підземних інженерних комунікацій і грунтових порожнин спеціального призначення як у звичайних умовах, так і умовах підвищеної складності: під дном водотоків і водойм, проїжджою частиною шляхів сполучення, фундаментами будівель і споруд особливо таких, що знаходяться в аварійному стані, на глибинах, які перевищують можливості традиційного траншейного і безтраншейного способів укладання, а також робіт з доставки у задану точку грунтового простору різних матеріально-технічних засобів, наприклад, засобів підземного контролю об'єкта “Укриття” на Чорнобильській АЕС.

Аналіз сучасної техніки для безтраншейного укладання ЛПО як із зовнішніми силовими пристроями, так і саморухомої у грунті, показав, що поряд із беззаперечними досягненнями їй притаманні значний опір руйнуванню грунту, який зростає із збільшенням глибини, великі маса та енерговитратність. Тому дослідження і розроблення наукових основ і методу створення нових енергозберігаючих багатофункціональних підземенорухових пристроїв (ПРП), у тому числі для їхнього застосування в якості робочих органів нового типу безтраншейних укладачів ЛПО й встановлення механізму процесу їх взаємодії з грунтом є актуальним для багатьох галузей народного господарства і дозволяє підвищити ефективність використання таких пристроїв шляхом забезпечення відповідності параметрів реальним грунтовим умовам.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано впродовж 1989-2006 рр. відповідно до тематичних планів науково-дослідних робіт УІІВГ (нині НУВГП) за пріоритетними напрямками розвитку науки і техніки в Україні, зокрема за напрямком “Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі”, а також Державної науково-технічної програми “Ресурсозберігаючі та енергоефективні технології машинобудування” (Звіти про НДР на замовлення Держводгоспу та Міносвіти і науки України №№ держреєстрації 01890066001, 1990р; 0199U001922, 2001р. та 0102U001909, 2004р.).

Мета і завдання досліджень. Метою дослідження є розкриття механізму процесу взаємодії еволюційно-оптимізованої біологічної підземнорухомої системи з грунтом, прийнятої за прототип, та розроблення наукових основ і методу створення на цьому підгрунті енергозберігаючих ПРП багатоцільового призначення, у тому числі для застосування їх в якості робочих органів нового типу безтраншейних укладачів ЛПО.

Для досягнення вказаної мети вирішувались завдання:

розробити метод формування нових технічних рішень ПРП підвищеної ефективності на біонічній основі;

розробити і дослідити математичну модель робочого процесу взаємодії біологічного прототипу з грунтом, встановити фізичну суть й аналітично представити поступальний розпірно-дискретний рух;

підтвердити енергетичну доцільність і технічну можливість створення ПРП підвищеної ефективності на основі біологічного прототипу;

розробити класифікацію нових ПРП підвищеної ефективності як основи їхнього подальшого розвитку й удосконалення;

розробити вимірювальні засоби, стенди, методологію досліджень й дослідні зразки та провести відповідні дослідження й випробовування;

встановити фізичну суть і закономірності взаємодії з грунтом ПРП підвищеної ефективності, створених на біонічній основі;

на підгрунті встановлених закономірностей, розробити методику інженерного розрахунку ПРП підвищеної ефективності, сформованих на біонічній основі;

обгрунтувати конструктивно-технологічну схему нового типу укладальних машин з ПРП підвищеної ефективності в якості робочого органу та розпірно-дискретний спосіб влаштовування підземних інженерних комунікацій. підземнорухомий пристрій біологічний конструктивний

Об'єктом досліджень є процеси взаємодії біологічних та технічних підземнорухомих систем з грунтом.

Предметом досліджень є закономірності, що зумовлюють підвищення ефективності ПРП при взаємодії з грунтом та методики їхнього розрахунку.

Методи досліджень грунтуються на застосуванні теоретичних основ системного підходу та моделювання при розробленні біонічних принципів створення ПРП підвищеної ефективності, класичних методів розв'язування диференціальних рівнянь, варіаційного числення, основних положень механіки суцільних середовищ, теорії гранично-напруженого стану та загальноприйнятих методів математичної статистики.

Достовірність результатів підтверджена задовільним рівнем збіжності між теоретичними й експериментальними дослідженнями та результатами практичної реалізації.

Наукова новизна одержаних результатів:

вперше розкрито механізм процесу переміщення у грунтовому середовищі тіл при статичному розпірно-дискретному проколі, якій обумовлений відсутністю бокового опору від сил тертя, суміщеного у часі з лобовим опором, що забезпечує його енергозберігаючий характер;

вперше побудовано математичну модель процесу взаємодії біологічного прототипу з грунтом та аналітично представлено фізичну суть поступального розпірно-дискретного руху;

вперше розроблено метод формування нових технічних рішень ПРП шляхом синтезу механічних аналогів елементів цієї моделі у раціональну конструкцію, що забезпечує наближення її властивостей до властивостей еволюційно-оптимізованої конструкції біологічного прототипу;

вперше теоретично встановлено й експериментально підтверджено основні закономірності взаємодії біонічно-синтезованих ПРП з грунтом, а саме: залежність оптимальної геометрії носової частини та мінімальної сили опору грунту, як пружно - в`язко - пластичного середовища, від швидкості руху, його фізико-механічних властивостей та інших чинників; розмір утворюваної зони пружно-пластичних деформацій та величину контактного тиску грунту на еластичні оболонки фіксуючих камер; залежність їхніх лінійних параметрів від сили опору грунту носовій частині, його фізико-механічних властивостей та швидкості переміщення; залежність сили дії носової частини на грунт від тиску робочого тіла й кількості ступінів, що дозволяє підвищити ефективність застосування таких пристроїв за рахунок забезпечення необхідних параметрів;

удосконалено розрахунки і обгрунтовано доцільність і технічну можливість створення ПРП підвищеної ефективності за принципом біологічного прототипу;

набули подальшого розвитку принципи, покладені в основу класифікації нових ПРП підвищеної ефективності, яка є підгрунтям їхнього розвитку і вдосконалення.

Практичне значення одержаних результатів полягає у розробленні: конструктивно-технологічної схеми нового типу укладальних машин на основі підземнорухомих біонічно-синтезованих пристроїв та пересувних пуско-приймальних установок; технічних рішень, визнаних винаходами, таких підземнорухомих пристроїв, конструкторської документації й дослідних зразків, а також вимірювальних засобів і методологій дослідження та методики інженерного розрахунку зазначених пристроїв.

Наукові і практичні результати роботи використано організаціями та установами Держводгоспу України при вирішенні питань щодо зменшення енергомісткості й матеріаломісткості технологічних процесів в галузі меліоративного і гідротехнічного будівництва, а також у навчальному процесі Національного університету водного господарства та природокористування при підготовці фахівців за напрямком “Інженерна механіка” та “Автоматизоване управління технологічними процесами”.

Особистий внесок здобувача. На підставі узагальнення результатів теоретичних та експериментальних досліджень автором особисто розроблено і сформульовано всі основні положення дисертаційної роботи щодо наукових гіпотез, принципів, методів і моделей при створенні ПРП на біонічній основі та їхнього розрахунку і проектування.

Апробація результатів дисертації. Основні положення, наукові та практичні результати дисертаційного дослідження доповідались, обговорювались й отримали позитивну оцінку на науково-практичних та науково-технічних, міжнародних, республіканських і вузівських конференціях і семінарах, серед яких: міжнародна українсько-польська науково-технічна конференція “Сучасні проблеми водопостачання і знешкодження стічних вод” (Львів, 1996 р.); наукова конференція “Проблеми гідромеліорації в Україні” (Дніпропетровськ, 1996 р.); технічні та науково-технічні ради Державного конструкторського бюро “ПІВДЕННЕ” ім. М.К.Янгеля (Дніпропетровськ, 1997 р.), Державного комітету нафтової, газової та нафтопереробної промисловості України “ДЕРЖНАФТОГАЗПРОМ” (Київ, 1997 р.), Державного підприємства “УКРБУРШТИН” (Рівне, 1997 р.), Науково-дослідного центру аерокосмічної інформації і екологічного моніторингу НАН України - НКА України (Львів, 1997-2002 рр.), Науково-інженерного центру радіогідрогеоекологічних полігонних досліджень НАН України (Київ, 1999 р), Бюро Відділення наук про Землю НАН України (Київ, 1999 р.), міжнародна науково-практична конференція “Проблемы мелиорации и водного хозяйства на современном этапе” (Білорусь, м.Горки, 1999 р.); науково-методичний семінар кафедри машин і обладнання АПК ТАНГ (Тернопіль, 2004 р.); міжнародна науково-технічна конференція “Наукові основи створення високоефективних землерийно-транспортних машин” (Харків, 2004р.); науково-методичний семінар кафедри будівельних та дорожніх машин ПДАБА (Дніпропетровськ, 2005 р.); науково-методичний семінар кафедри ПТБДМО ХНАДУ (Харків, 2005р.); спільне засідання кафедр будівельних, дорожніх, меліоративних машин і обладнання та електротехніки і автоматики НУВГП (Рівне, 07.07.2006р., протокол № 1); засідання кафедри будівельних машин та обладнання ПНТУ ім. Ю.Кондратюка (Полтава, 12.10.2006р., протокол № 2); наукові семінари спеціалізованої вченої ради Д 26.056.08 (Київ, 06.12.2006р., протокол №4 та 07.06.2007р., протокол №7).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані у 41 наукових роботах у виданнях, що входять до переліку ВАК України, у тому числі 27 статтях в наукових журналах і збірниках праць, 4 тезах доповідей наукових конференцій, 8 авторських свідоцтвах і патентах України і Російської федерації на винаходи

(з них 2 деклараційні патенти на корисну модель), 1 інформаційному листку та 1 інформаційному каталозі завершених наукових розробок навчальних закладів та наукових установ Міносвіти України.

Структура та об'єм дисертації. Дисертація складається із вступу, шести розділів, висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Робота викладена на 355 сторінках машинописного тексту, в тому числі вміщує 128 рисунків і 5 таблиць на 117 сторінках в основному змісті, 10 рисунків і 1 таблицю на 11 сторінках десяти додатків та список використаних літературних джерел вітчизняних і зарубіжних авторів з 242 найменувань на 20 сторінках.

Зміст роботи

У першому розділі “Стан проблеми, напрямки розвитку техніки і технологій для влаштовування підземних інженерних комунікацій” обгрунтовано доцільність створення нових високоефективних засобів влаштовування підземних інженерних комунікацій на біонічній основі.

Сучасні траншейні і безтраншейні технології укладання ЛПО засновані на двох відповідних їм способах - траншейному та безтраншейному (різаннч, прокол, продавлювання, комбінований спосіб, горизонтальне буріння), причому останній є більш продуктивним.

Розвитку й удосконаленню безтраншейного способу і підземного руйнування присвячені наукові праці вітчизняних і зарубіжних вчених, зокрема В.Л.Баладінського, В.І.Баловнєва, А.С. Вазетдінова, С.Г. Васільєва, Ю.О.Вєтрова, А.М.Зєлєніна, В.П. Ковбаси, В.С.Козакова, А.К.Костріцина, С.В.Кравця, В.В.Нічке, В.К.Руднєва, Д.А. Сточкуса, М.К. Сукача, Є.Д.Томіна, Р.Л.Турецького, В.К.Тимошенка, В.І.Уродова, Л.А.Хмари, Д.І. Шора та ін.

Цими працями доведено рівень безтраншейної техніки і технологій до високого ступеня досконалості.

Проте, поряд із значними досягненнями, їм притаманні і серйозні, стримуючі подальший розвиток, чинники. До них слід віднести відчутність техногенного впливу на грунтове середовище, його переущільнення під дією ходових систем машин на 20...45%, зниження водопроникності, порушення гідравлічного зв'язку між горизонтами, погіршення водно-повітряного режиму орного шару грунту, великий (до 400 кН) опір переміщенню безтраншейних укладачів тощо. Використання додаткових тягачів або збільшення їхньої потужності й маси неминуче призводить до зростання матеріало- та енергомісткості технологічного процесу і збільшення капіталовитрат. Крім зазначеного, проколу і продавлюванню (статичному, вібраційному, віброударному), комбінованому способу й горизонтальному бурінню притаманні невелика довжина укладання ЛПО (20-40 м), суттєвий об'єм і капіталомісткість підготовчих робіт, значні матеріало- й енергомісткість, які визначаються великим опором руйнування грунту та необхідністю застосування, у зв'язку з цим, потужних зовнішніх натискуючих пристроїв (домкратів, лебідок, тракторів), велика витрата води (гідропрокол, гідромеханічне горизонтальне буріння), а також необхідність відведення пульпи.

В цьому аспекті, для реалізації ударного проколу, надзвичайно перспективно виглядають високоефективні саморухомі в грунті машини - гідро- та пневмопробійники. Проте і їм притаманні стримуючі чинники: великий опір грунту (400 кН і більше), який з однієї сторони є результатом необхідності одночасного долання лобового і бокового опору від сил тертя, а з другої - результатом динамічної дії, що зумовлює перевищення опору при статичній дії у 2,5..5 разів; складність конструкції; великий тиск робочого тіла (7 МПа і більше); значна енергія одиничного удару бойка по наковальні корпуса (1...6 кДж при частоті 140..200 ударів на хв.), що вимагає застосування відповідних матеріалів і призводить до здороження конструкції тощо.

Зрозуміло, що більш прогресивним, порівняно з траншейним і безтраншейним способами, міг би бути деякий ідеальний гіпотетичний спосіб, який дозволяв би укладати глибинні ЛПО великої протяжності у грунтовий простір без присутності в його технологічному процесі операції копання траншеї, нарізання щілини або якогось іншого виду механічної розробки грунту.

До такого ідеального гіпотетичного способу можна частково наблизитись, на основі сучасного рівня техніки, якщо вилучити із технологічного процесу безтраншейного способу операцію нарізання щілини ножовим робочим органом під дією рухомого тягача і, залишивши операцію затягування (заглиблення) ЛПО у грунтову порожнину, поєднати її з операціями способу проколу, за умови вилучення зовнішніх напірних пристроїв і спрямування, у зв'язку з цим, реактивних сил опору безпосередньо у стінку утворюваної грунтової порожнини у радіальних напрямках з можливістю регулювання сили фіксації корпуса і мінімізації бокового опору від сил тертя.

Це дозволило б отримати сукупність операцій технологічного процесу нового способу укладання ЛПО без застосування зовнішніх силових пристроїв і обгрунтувати конструктивно-технологічну схему нового типу укладачів, основними елементами яких є підземнорухомий пристрій спеціальної конструкції та пересувна пуско-приймальна установка для забезпечення його енергопостачання за допомогою гнучкого зв'язку, а також введення у грунтовий простір, супроводження у ньому і прийому на борт після виходу на денну поверхню. Тому зазначені підземнорухомі пристрої конструктивно повинні бути такими, що дозволяло б їм пересуватись як у стволі пуско-приймальної установки й грунті, так і долати перехід “ствол-грунт”.

Виходячи із цього, в пошуках раціонального вирішення “підземнорухомої проблеми” шляхом створення нових ПРП підвищеної ефективності, доцільно звернутись до живих еволюційно-оптимізованих підземнорухомих систем, як систем з мінімізованою енерговитратністю (основоположний принцип оптимальної конструкції в біології), обгрунтувавши і вибравши серед них біологічний прототип. Такий спосіб досліджень, постановки і розв'язання задач, який полягає у безпосередньому моделюванні у вигляді технічних рішень принципів, що лежать в основі відповідних біологічних організмів, застосовується в передових галузях науки і техніки.

Тому необхідно було обгрунтувати енергетичну доцільність і технічну можливість такого створення, розробити метод формування нових технічних рішень ПРП на біонічному підгрунті та теоретичні основи взаємодії цих пристроїв з грунтом, а також методику їхнього інженерного розрахунку і проектування.

У другому розділі “Метод формування нових технічних рішень підземнорухомих пристроїв (ПРП) на біонічній основі” для досягнення сформульованої у дисертації мети розроблено метод створення нових енергозберігаючих ПРП на принципах біологічного прототипу. Даний метод полягає в декомпозиції математичної моделі процесу взаємодії біологічного прототипу з грунтом з наступним синтезом їх у нову раціональну механічну систему.

Запропонований метод включає в себе такі складові:

аналіз сформульованої задачі відповідно до поставленої проблеми;

обгрунтування і вибір біологічного прототипу;

побудову математичної моделі процесу його взаємодії з грунтом;

декомпозицію даної моделі на складові і створення відповідних механічних аналогів;

отримання нового технічного рішення шляхом раціональної комбінації даних механічних аналогів;

побудову математичної моделі процесу взаємодії біонічно-синтезованих ПРП з грунтом та порівняльний аналіз з моделлю біологічного прототипу;

оцінку ефективності нового технічного рішення в порівнянні з базовим об'єктом.

Таким чином, в основу дисертаційної роботи покладено дві робочі гіпотези:

а) доцільним є обгрунтований вибір біологічного прототипу, як еволюційно-оптимізованої системи, з метою синтезу ПРП підвищеної ефективності на основі механічних аналогів елементів математичної моделі процесу його взаємодії з грунтом;

б) біонічно-синтезовані ПРП за своїми властивостями наближаються до біологічного прототипу і є раціональними конструкціями щодо влаштовування лінійно-протяжних об'єктів.

За біологічний прототип обрано живі організми типу Кільчасті черви або Кільчаки класу Олігохети сімейства Справжні дощові черви або Лумбрициди. Зазначений тип має ряд суттєвих конструктивно-технологічних переваг перед іншими біологічними підземнорухомими організмами. По-перше, Кільчаки здатні прокладати порожнини з ущільненою стінкою без відведення виробленого грунту на поверхню, що дає їм змогу рухатись під різними кутами до горизонту, навіть вертикально. По-друге, їх правомірно прийняти за біологічну гідравлічну підземнорухому “машину”, з усіма перевагами гідроприводів: мала маса та об'єм в перерахунку на одиницю потужності, що передається; високі ККД й надійність; простота автоматизації керування тощо. По-третє, їм притаманна відносна простота біологічної конструкції і технологічність її технічного відтворення.

Результати досліджень показали, що Кільчаки, в першому наближені, конструктивно можна розглядати як деяке пружне тонкостінне циліндричне тіло в середині заповнене рідиною яка, під дією м'язів, періодично перистальтично перекачується від хвостового кінця до головного, а потім у зворотному напрямку, що зумовлює його рух у грунті.

На основі цього було обгрунтовано і побудовано математичну модель взаємодії біологічного прототипу ПРП з грунтом в процесі руху

Запропонована модель, описує дію елементів тіла кільчаків в межах кожного робочого циклу, за допомогою шести лінійних диференціальних рівнянь другого порядку (

На підставі аналізу проведених досліджень зроблено висновок, що біологічний прототип ПРП, як підземнорухома система, має суттєві переваги перед сучасними високоефективними підземнорухомими машинами - пневмо- та гідропробійниками, а саме:

в процесі руху (поступальний дискретний рух) машині необхідно долати одночасно силу опору грунту носовій частині та боковий опір від ил тертя, тоді як кільчакам (поступальний розпірно-дискретний рух) - лише опір носовій частині;

більша енергетична доцільність біологічного прототипу ПРП визначається меншою силою опору грунту носовій частині за рахунок її статичної дії та меншою енерговитратністю способу його деформування за рахунок зменшення втрат на тертя;

у біологічного прототипу ПРП із зміною тиску робочого тіла змінюються сила проколу і фіксації корпусу, яка гасить реактивні сили опору грунту, тоді як в машинах ударної дії сила фіксації корпусу постійна для конкретних умов і нерегульована.

Шляхом синтезу механічних аналогів елементів математичної моделі взаємодії біологічного прототипу з грунтом було отримано різні варіанти ПРП. На підставі порівняльного аналізу з них обрано найбільш раціональний варіант для подальшого дослідження й порівняння з базовим об`єктом.

У третьому розділі “Теоретичні основи взаємодії з грунтом

біонічно-синтезованих газорідинних ПРП” обгрунтовано ідентичність математичних моделей біологічного прототипу та обраного ПРП, що вказує на їхню конструктивну, параметричну і динамічну наближеність.

Для виявлення впливу швидкості переміщення на форму носової частини ПРП і силу опору руйнуванню грунту було побудовано модель їхньої взаємодії і проведено відповідні аналітичні дослідження

Нехай на елементарну поверхню, площею рухомої носової частини ПРП (рис.3 а) довжиною і шириною () діють активні складові і , що зумовлюють елементарну нормальну силу реакції грунту , а також силу тертя (- коефіцієнт тертя металу об грунт), яка направлена по дотичній під кутом до осі симетрії.

Із принципу дії ПРП випливає, що умовою реалізації поступального розпірно-дискретного руху є необхідність періодичної фіксації зсунутих у часі і просторі його хвостової і носової частин. Це вимагає дослідження і аналітичного представлення залежності між відповідними параметрами системи грунт-фіксуюча камера.

Процес переміщення ПРП необхідно розглядати, виходячи із того, що сила фіксації хвостової частини відносно попередньо утворюваного фрагменту грунтової порожнини не повинна бути меншою за силу опору грунту носовій частині.

Для визначення контактного тиску грунту, який зумовлює фіксацію задньої камери, виділимо на границі пружно-пластичної зони елементарний об'єм, товщиною (рис.4 г). Ця зона характерна тим, що в ній наступає гранична рівновага напружень між лінійно-деформованою, але не зруйнованою пружною і пластичною (зруйнованою) складовими.

Отримані результати дозволяють оптимізувати основні параметри біонічно-синтезованих ПРП..

Методику проведення експериментальних досліджень наведено у розд.4.

У четвертому розділі “Засоби та методика експериментальних досліджень” описано засоби та методику проведення експериментальних досліджень.

Метою експериментальних досліджень було:

вивчення фізичної суті робочих процесів біологічного прототипу й дослідних зразків сформованих ПРП;

отримання додаткових даних для проведення аналітичних досліджень;

перевірка достовірності основних теоретичних положень, покладених в основу створення та дії дослідних зразків ПРП.

Програмою експериментальних досліджень, яка включала лабораторні та польові дослідження, передбачалось:

вивчити в процесі лабораторних досліджень особливості конструкції біологічного прототипу ПРП, його механічні й енергетичні характеристики, принцип деформування грунту та руху з проведенням порівняльного аналізу “робочого органу” зазначеного прототипа з конічним робочим органом;

вивчити в лабораторних умовах особливості взаємодії з грунтом двох основних типів дослідних зразків ПРП - прямоточних з пружинним акумулятором енергії та штокопоршневих одно- і багатоступінчастих, їхні механічні й енергетичні характеристики;

в ході лабораторно-польових випробовувань перевірити дієздатність і ефективність дослідних зразків ПРП - однокамерного прямоточного з пружинним акумулятором енергії та штокопоршневих одно- і багатоступінчастих, їхні основні конструктивні елементи і вузли, зокрема газорідинні двигуни та фіксуючі пристрої.

Дослідження синтезованих ПРП та їхнього біологічного прототипу проводились з допомогою спеціально розроблених і виготовлених стендів й вимірювальних засобів з застосуванням у них високоточних вимірювальних приладів і різних давачів: тензорезисторних, ємністних та Холла.

Електричні вимірювальні схеми розроблено на сучасному рівні з використанням мікросхем та виводом результатів вимірювань на сегментні індикатори.

Методика проведення експериментальних досліджень включає наступне: дослідження біологічної конструкції, механізму процесу деформування грунту, руху та енергетичних характеристик біологічного прототипу; порівняльний аналіз конічного робочого органу з робочим органом біологічного прототипу; дослідження енергетичних характеристик й руху дослідних зразків ПРП, їхніх часових характеристик та проведення лабораторно-польових випробовувань.

Опрацювання результатів експериментальних досліджень виконано із застосуванням загальноприйнятих методів математичної статистики.

У п'ятому розділі “Експериментальні дослідження” представлено результати лабораторних і польових досліджень.

Експериментальні дослідження біологічного прототипу ПРП, проведені згідно методик, наведених у розділі 4, підтвердили гідравлічний принцип дії і справедливість математичної моделі (рис.1) його взаємодії з грунтом в процесі поступального розпірно-дискретного руху.

У вихідному положенні (рис.1а) біологічний прототип ПРП наближено можна прийняти за циліндричне тіло середньої довжини 90 мм і діаметром 3 мм. Конструктивною особливістю прототипу є те, що замкнену порожнину тіла, заповнену рідиною, охоплюють два шари м'язів: верхній - кільцеві та нижній - поздовжні, які є взаємно антагоністичними. Суть зазначеного полягає у тому, що скорочення одних м'язів обов'язково викликає розтягування інших м'язів і навпаки. Таким чином, періодичне переміщення внутрішньопорожнинної рідини супроводжується наступним процесом. Спочатку збільшується в об'ємі ділянка (перший розпір) впродовж 1,6...2.0 с до впирання у стінку попередньо сформованої грунтової порожнини з силою = 0,30...0,50 Н. При цьому утворюється циліндрична поверхня діаметром 5 мм і висотою 10..20 мм, що зумовлює фіксацію тіла. Одразу просувається вперед на довжину =4...16 мм за 1,5...2,6 с головний кінець з силою =0,20...0,25 Н, який одночасно потоншується й загострюється,. При цьому утворюється поверхня з кутом загострення 120...180 близька до конічної, яка впродовж 1,3...1,8 с плавно трансформується у поверхню близьку до циліндричної (діаметр 5 мм, висота відповідно 4...16 мм). Сила фіксації останньої становить =0,40...0,60 Н (другий розпір). Це супроводжується одночасним зменшенням в об'ємі і зникненням (на 0,2 с раніше за утворення циліндра) ділянки , підтягуванням хвостового кінця з силою =0,20...0,25 Н впродовж 0,7...1,5 с до фіксованого головного кінця. При цьому тіло переміщається на довжину 4...16 мм. Цикл повторюватиметься спочатку, а зазначений прототип дискретно пересувається.

Отримані результати дозволяють, в першому наближенні, визначити максимальні параметри, що характеризують біологічний прототип як підземнорухому систему, а саме: потужність (Вт), середню швидкість руху (0,11...0,13 мм/с), максимальну кількість робочих циклів (“кроків”) за хвилину (7...8 “кроків”/хв.), силу лобового опору (0,25 Н), силу фіксації при першому розпорі (0,50 Н), силу радіальної дії і фіксації при другому розпорі (0,60 Н) та силу тертя при підтягуванні хвостового кінця до фіксованого носового (0,25 Н). В процесі безпосереднього деформування грунту під час поступального розпірно-дискретного руху прототипу задіяне лише 4,4...17,8 % його поверхні, а лінійні параметри фіксуючих ділянок можуть змінюватися у 2...4 рази.

Порівняльний аналіз за системою показників докторів технічних наук, професорів В.І. Баловнєва та Л.А. Хмари показав, що енергомісткість та матеріаломісткість біологічного прототипу відповідно дорівнюють: 7,8 кВт/м3 та 1666,7 кг/м3, тоді як у сучасного гідропробійника, наприклад, ГПС-100, вони становлять 679,3 кВт/м3 та 3442,0 кг/м3.

Отримані результати, незважаючи на наближений характер, дають можливість стверджувати, що біологічний прототип є більш ефективною підземно-рухомою системою.

Більшість перерахованих чинників біологічного прототипу притаманні і сформованому ПРП. До них слід віднести ідентичність закону руху, можливість одночасної зміни як поверхні контакту і сили притискання фіксуючих елементів до стінки грунтової порожнини, так і сили дії носової частини на грунт (це призводить до збільшення прохідної здатності), а також відсутність бокового опору сил тертя в процесі деформування грунту. В даній конструкції силу , безпосередньої дії носової частини на грунт, можна регулювати як за рахунок зміни тиску робочого тіла і кількості ступінів , так і одночасної їхньої зміни.

За допомогою цих же чинників можна регулювати як енергію дискретної дії на грунт носової частини дослідного зразка ПРП, так і швидкість його переміщення у грунтовому середовищі.

Отримані результати підтвердили раціональність сформованого ПРП.

У шостому розділі “Практична реалізація результатів досліджень

біонічно-синтезованих ПРП” наведено практичну реалізацію отриманих результатів у тому числі методику інженерного розрахунку ПРП та його порівняльний аналіз з базовим об`єктом.

В процесі аналітичних і експериментальних досліджень ПРП отримані розрахункові залежності, що характеризують його основні параметри і показники. Методика інженерного розрахунку узагальнює отримані результати і систематизує їх, визначаючи послідовність виконання розрахункових робіт, яка описана аналітичними виразами

Діаметр утворюваної грунтової порожнини приймається рівновеликим діаметру циліндричної складової носової частини і при прийнятому значенні визначається рівністю

Порівняльний аналіз біонічно-синтезованого ПРП з базовим об'єктом, представником саморухомих у грунті машин ударної дії гідропробійником ГПС-100, на основі показників ефективності докторів технічних наук, професорів В.І. Баловнєва й Л.А. Хмари, показав, що енергомісткість та матиеріаломісткість першого з них менша відповідно на 4,7...39,8% та 2,4...38,3%. Це є підтвердженням його підвищеної ефективності.

Висновки

1. Дисертація є науково-дослідною роботою, в якій здійснено теоретичне узагальнення і практичне вирішення науково-технічної проблеми встановлення енергозберігаючого механізму процесу переміщення тіл у грунтовому середовищі і створення, на цій основі, нових технічних засобів підвищеної ефективності, що дозволить зменшити зростаючу з глибиною енерговитратність технологічного процесу прокладання підземних інженерних комунікацій.

2. Започатковано новий напрямок створення ПРП підвищеної ефективності на біонічній основі, який полягає у розробленні і декомпозиції математичної моделі процесу взаємодії з грунтом біологічного прототипу з подальшим синтезом механічних аналогів елементів цієї моделі у раціональну механічну конструкцію, яка за своїми властивостями є наближеною до еволюційно-оптимізованої конструкції біологічного аналога.

3. Вперше розроблено математичну модель робочого процесу взаємодії біологічного прототипу ПРП з грунтом та аналітично представлена фізична суть поступального розпірно-дискретного руху, що дозволяє створити конструктивну й розрахункову схеми ПРП, як його механічного аналога.

4. Теоретично обгрунтовано і експериментально підтверджено енергетичну доцільність і технічну можливість створення ПРП підвищеної ефективності на основі біологічного прототипу, який порівняно із сучасними підземнорухомими машинами ударної дії, має суттєву перевагу, а саме: відсутність контакту бічної поверхні з грунтом, який зумовлює виникнення бокового опору від сил тертя під час руху.

5. Вперше теоретично встановлені й експериментально підтверджені закономірності взаємодії з грунтом біонічно-синтезованих ПРП, а саме: залежність оптимальної геометрії носової частини та мінімальної сили опору грунту, як пружно-в'язко-пластичного середовища, від швидкості руху, його фізико-механічних властивостей та інших чинників; розмір утворюваної зони пружно-пластичних деформацій й величини контактного тиску грунту на еластичні оболонки фіксуючих камер; залежність їхніх лінійних параметрів від сили опору грунту носовій частині, швидкості переміщення та його фізико-механічних властивостей; залежність сили дії носової частини на грунт від тиску робочого тіла й кількості ступінів, що дозволяє підвищити ефективність використання таких пристроїв шляхом забезпечення відповідності їхніх параметрів фізичним умовам середовища.

6. На основі отриманих результатів розроблено класифікацію біонічно-синтезованих підземнорухомих пристроїв, згідно якої, за степенем наближення до біологічного прототипу, виділено два основні типи: прямоточні з пружинним акумулятором енергії (менш наближені); штокопоршневі, одно- і багатоступінчасті (більш наближені), що дозволяє прогнозувати шляхи їхнього подальшого розвитку й удосконалення.

7. Розроблено методику інженерного розрахунку ПРП і на її підгрунті конструкторську документацію та дослідні зразки, які в процесі експериментальних досліджень, підтвердили справедливість теоретичних положень, покладених в основу їхнього створення та принципу дії.

8. Проведений порівняльний аналіз біонічно-синтезованого ПРП з гідропробійником ГПС-100 (базовий об'єкт) на основі показників ефективності, розроблених докторами технічних наук, професорами В.І. Баловнєвим та Л.А. Хмарою, показав, що енергомісткість та матеріаломісткість першого з них менша на 4,7...39,8% й 2,4...38,3%, що підтверджує раціональність його конструкції та підвищену ефективність.

9. Розроблено конструктивно-технологічну схему нового типу укладальних машин на основі біонічно-синтезованих ПРП та пересувних пуско-приймальних установок, що дозволить зменшити матеріало- й енергомісткість безтраншейних технологій влаштовування лінійно-протяжних об'єктів як у звичайних, так і у нетрадиційних умовах.

10. Результати і висновки роботи можуть бути використані в багатьох галузях народного господарства, у тому числі при прокладанні термогідромеліоративних систем діаметром 50...63 мм, підземних розподільних трубопроводів низького тиску (до 1,0 МПа), діаметром до 300 мм, підземних кабелів зв'язку та електро-силових кабелів, діаметром до 90 мм, а також для створення підземних транспортних засобів різного призначення.

Список основних опублікованих праць за темою дисертації

Статті у наукових виданнях

Кованько В.В., Хайлис Г.А. Давление грунта на перемещающийся в нём снаряд // Известия вузов. Строительство и архитектура. - Новосибирск, 1989. - № 10. - С. 102-104. (Автором розроблено електричну вимірювальну схему та проведено дослідження з визначення закономірності розподілу тиску грунту по поверхні рухомого в ньому циліндричного снаряда з конічним вістрям).

Баховець Б.О., Кованько В.В. Пристрій для прокладання свердловин з обсадними трубами // Водне господарство України. - Київ, 1997. - Спецвипуск. - С.48-50. (Автором обгрунтовано і обрано біологічний прототип підземнорухомих пристроїв, досліджено процес його взаємодії з грунтом, розроблено механічні аналоги складових біологічної конструкції, що зумовлюють її переміщення, синтезовано підземнорухомий пристрій для прокладання свердловин з обсадними трубами).

Баховець Б.О., Кованько В.В. Про новий пристрій для прокладання свердловин //Зб. статей за матеріалами III науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу, аспірантів та студентів академії.- Рівне, 1997.- Ч.4- Механізація і автоматизація.- С.84-88. (Автором розроблено наукові підходи до створення нових підземнорухомих пристроїв на основі біологічного аналога).

Баховець Б.О., Кованько В.В. Про керованість підземнорушних пристроїв // Вісник Української державної академії водного господарства: Зб.наук. праць. - Рівне, 1998. - Вип.1. - С.102-106. (Автором досліджено чинники впливу на траєкторію руху підземнорухомих пристроїв в неоднорідному грунтовому середовищі та розроблено принципову схему автоматичної системи її стабілізації).

Кованько В.В. Теоретичні основи удосконалення робочих органів механічної дії підземнорухомих пристроїв// Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво: Наук.-техн. зб. - Рівне, 1998.- Вип.23.- С.115-122.

Кованько В.В. Одноступінчастий газорідинний підземнорухомий пристрій з пружинним акумулятором // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.- Рівне, 1999. -Вип.2(3). - С.152-156.

Кованько В.В. Багатоступінчастий газорідинний штокопоршневий підземнорухомий пристрій з двома гальмівними камерами // Вісник Рівненського державного технічного університету. Гідромелірація та гідротехнічне будівництво: Зб. наук. праць, спец. випуск. - Рівне, 1999. - С.315-321.

Кованько В.В. Результати дослідження експериментального зразка чотириступінчастого газорідинного штокопоршневого підземнорухомого пристрою // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.- Рівне, 2000.- Вип. 1(3).- С.166-171.

Кованько В.В. Біомеханічні підходи до створення підземнорухомих пристроїв для влаштування інженерних комунікацій // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб.наук.праць.-Рівне,2000.-Вип.2(4).- С.150-156.

Кованько В.В. Результати експериментальних досліджень біологічного прототипу підземнорухомих пристроїв// Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб.наук.праць. - Рівне, 2000. - Вип.3(5), Ч.2. - С.3-11.

Кованько В.В. Про нові безтраншейні технології укладання лінійно-протяжних об'єктів в підземний простір // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.- Рівне, 2000.- Вип. 4(6).- С.140-144.

Кованько В.В. Про комплекси на основі підземнорухомих пристроїв для безтраншейного влаштування інженерних комунікацій // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.- Рівне, 2000.- Вип.5 (7).- С.205-210.

Кравець С.В., Кованько В.В, Демчик І.І. До питання про визначення оптимальної форми робочого органу підземнорухомих пристроїв для влаштування інженерних комунікацій // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво: Зб. наук. праць.- Рівне, 2000.- Вип.25.- С.135-141. (Автором отримано аналітичний вираз для визначення сили опору грунту носовій частині підземнорухомого пристрою підвищеної ефективності без урахування швидкості руху).

Хайлис Г.А., Кованько В.В. Теоретические основы действия самодвижущегося устройства для проходки скважин в грунте //Сільськогосподарські машини: Збірник наукових статей.-Луцьк, 2000. - Вип.6. - С.175-180. (Автором розроблено фізичні основи взаємодії прямоточних підземнорухомих пристроїв з пружинним акумулятором з грунтом в процесі руху).

Кованько В.В. Підземнорухомі пристрої як продукт біомеханічного синтезу / Проблемы создания новых машин и технологий: Научн. труды Кременчугского государственного политехнического института.- Кременчуг, 2000.- Вып.1/ 2000 (8).- С.609-612.

Кованько В.В. Підземнорухомі пристрої підвищеної прохідності // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.- Рівне, 2001.- Вип. 1(8).- С.144-149.

Кованько В.В. Основи біонічного синтезу підземнорухомих пристроїв //Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.- Рівне, 2001.- Вип.3 (10)- С.185-191.

Кованько В.В. Біологічний прототип підземнорухомих пристроїв як грунтопрохідна гідравлічна машина // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.- Рівне, 2001.- Вип. 4 (11).- С.111-117.

Кованько В.В. Створення на біонічній основі елементної бази підземнорухомих пристроїв // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб.наук.праць. - Рівне.- 2001. - Вип.5 (12). - С.205-211.

Кованько В.В. Фізичні основи руху підземнорухомих пристроїв по прямолінійних траєкторіях за заданим курсом // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво: Збірник наукових праць. - Рівне, 2001. - Вип.26. - С.322-331.

Кованько В.В. Підземнорухомі пристрої: створення, класифікація та застосування // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. пр.- Рівне, 2002.- Вип. 5(18).- С.14-21.

Кованько В.В. Результати експериментальних досліджень газорідинного прямоточного підземнорухомого пристрою з пружинним акумулятором енергії //Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук. праць.- Рівне, 2002.- Вип. 4(17).- С.295-304.

Кованько В.В. Засоби та методика дослідження енергетичних характеристик біологічного прототипу підземнорухомих пристроїв // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво. Зб. наук.праць. - Рівне, 2003. - Вип. 28. - С.132-137.

Кованько В.В. Порівняльний аналіз дії робочого органу біологічного прототипу підземнорухомих пристроїв з конічним робочим органом // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць. - Рівне, 2004. - Вип. 1(25). - С.150-156.

Кованько В.В. Грунтові порожнини для укладання лінійно-протяжних об'єктів // Сільськогосподарські машини: Зб.наук. статей. - Луцьк, 2003. - Вип.11. - С.45-54

Кованько В.В., Харів М.О., Кованько О.В. Засіб та методика дослідження часових характеристик підземнорухомих пристроїв // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво: Зб.наук.праць. - Рівне, 2005. - Вип.30.- С.241-247. (Автором розроблено стенд й методику проведення досліджень часових характеристик підземнорухомих пристроїв, створених на біонічній основі та отримано результати експериментів).

Кованько В.В. Метод формування нових технічних рішень підземнорухомих пристроїв підвищеної ефективності на біонічній основі // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: Зб.наук.праць. - Рівне, 2006. - Вип.2(34). - С.209-216.

Авторські свідоцтва і патенти на винаходи

Устройство для проходки скважин в грунте: А.с. 1607465 СССР, МКИ Е02F5/18. / Баховец Б.А., Кованько В.В., Хайлис Г.А. - № 4679212; Заявл. 18.04.99; Зарег. в Гос. реестре СССР 15.07.1990. - ДСП. - 5с:ил. (Автором проведено дослідження впливу неоднорідності грунту на характер переміщення підземнорухомих пристроїв, на основі чого розроблено бортову автоматичну систему стабілізації їхньої траєкторії руху за заданим курсом та оригінальну конструкцію керма).

Устройство для бестраншейной проходки выроботок в грунте: А.с. 1610958 СССР. / Гироль А.П., Кованько В.В., Шпартак О.И. и др. - № 4616185; Заявл. 05.11.88; Зарег. в Гос. реестре СССР 01.08.90. - ДСП. - 3с:ил. (Автором розроблено автоматичну систему електроосмотичного зменшення сили тертя пристрою об грунт та її технічне рішення).

Патент № 1809995 СССР, МКИ Е02F 5/18. Устройство для образования скважин в грунте. / Кованько В.В., Бовчалюк Ф.И., Касиян Г.В. и др. - № 4889910; Заявл. 10.12.90; Зарег. в Гос.реестре СССР. - 10.10.92. - ДСП. - 4с:ил. (Автором розроблено пристрій для термічного закріплення стінок грунтових порожнин шляхом їхнього опромінювання потоком електромагнітних хвиль надвисокої частоти та конструкцію двоблочного механізму стабілізації траєкторії руху у вертикальній площині).

Патент 1804531 СССР, МКИ E02F 5/18. Устройство для образования скважин в грунте. /Бовчалюк Ф.И., Кованько В.В., Касиян Г.В. и др. - №490417; Завл. 22.01.91; Опубл. 23.03.93, Бюл. №11. - 4с:ил. (Автором розроблено носову частину пристрою, яка в залежності від сили опору грунту автоматично змінює товщину газоповітряного змащення, чим зменшує енерговитратність технологічного процесу влаштовування ним підземних інженерних комунікацій).

Патент 2026478 Российской Федерации, МКИ E02F 5/18. Устройство для проходки скважин в грунте. / Баховец Б.А., Кованько В.В., Лелявский В.В. и др.- №4820255; Завл. 28.04.90; Опубл. 10.01.95, Бюл.№1. - 6с:ил. Пат. 6195 України, МКІ Е02F 5/18. Пристрій для проходки свердловин в грунті. / Баховець Б.О., Кованько В.В., Лелявський В.В. та інш. - № 94270947; Заявл. 28.04.90; Опубл. 29.12.94, Бюл. № 8-1. - 6с: іл. (Автором розроблено еластині розпірні камери пристрою та багатосекційну штокопоршневу конструкцію силового модуля, яка дозволяє змінювати силу дії носової частини на грунт при його деформуваннії як за рахунок величини тиску енергоносія й кількості секцій, так і одночасної їхньої зміни).

Патент 2039168 Российской Федерации, МКИ E02F 5/18. Устройство для проходки скважин в грунте./ Кованько В.В., Баховец Б.А. - №5060519; Завл. 28.09.92;-Опубл.09.07.95,Бюл. №19. - 7с: ил. (Автором розроблено багатосекційну штокопоршневу конструкцію носової частини пристрою та конструкцію вузла затримки енергоносія).

Деклараційний патент 5725 України на корисну модель, E02F5/18. Пристрій для переміщення у підземному просторі / Куцин М.М., Древецький В.В., Кованько В.В. - 20040806637, Заявл. 09.08.04; Опубл. 15.03.05, Бюл. № 3.-2с: іл. (Автором обгрунтовано і розроблено рушій підземнорухомого пристрою).

Деклараційний патент 10111 України на корисну модель, E02F5/18. Пристрій для утворення порожнин у грунті / Куцин М.М., Древецький В.В., Кованько В.В. - 20041210843, Заявл. 27.12.04; Опубл. 15.11.05, Бюл. № 11. - 2с: іл. (Автором обгрунтовано і розроблено конструкцію фіксуючих елементів пристрою та схему його енергопостачання).

Матеріали і тези доповідей науково-технічних конференцій та інформаційні повідомлення

Баховець Б.О., Кованько В.В. Саморушний в грунті пристрій із зовнішнім джерелом живлення // Матеріали наук.-техн. конф. - Рівне: УІІВГ, 1992 . - С.3. (Автору належить розроблення технічного рішення підземнорухомого пристрою з зовнішнім енергоблоком).

Баховець Б.О., Кованько В.В. Новий спосіб прокладання свердловин з обсадними трубами та пристрій для його реалізації // Матеріали Українсько-Польської наук. техн. конф. - Львів: Державний університет “Львівська політехніка” - Політехніка Познанська. - 1996. - С.345-346. (Автору належить обгрунтування розпірно-дискретного способу влаштовування грунтових порожнин з обсадними трубами).

Кованько В.В. Современные технологии в мелиоративном строительстве // Материалы международной науч.-практич.конф. - Горки (Беларусь): БСГА, 1999. - С.202-206.

Баховець Б.О., Кованько В.В. Новий спосіб прокладання свердловин на воду з обсадними трубами та пристрій для реалізації способу // Інформац. каталог завершених наук. розробок, виконан. у вищих навчальних закладах та наукових установах системи Міносвіти України. - Дніпропетровськ: ДДУ,1996.-С.369-31. (Автору належить розроблення підземнорухомого пристрою для прокладання водопроводів новим способом).

Кованько В.В., Куцин М.Н., Древецкий В.В. Исследование процесса перемещения в грунте подземнодвижущегося устройства, созданного на бионической основе // AFE2006 DAVOS FORUM/ - Davos Congress Center, Switzerland,

Jule 4-10, 2006. - P.132-136. (Автору належить розроблення і дослідження моделі взаємодії з грунтом в процесі руху багатоступінчастого штокопоршневого підземнорухомого пристрою).

Кованько В.В. Підземнорухомі пристрої багатоцільового призначення //

Інформац. листок № 3, Рівненський ЦНТІ. - 2000. - 2 с.

Анотація

Кованько В.В. Наукові основи створення підземнорухомих біонічно-синтезованих пристроїв підвищеної ефективності. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.04 - машини для земляних, дорожніх і лісотехнічних робіт. -

Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2007.

Дисертацію присвячено важливій науковій та технічній проблемі підвищення ефективності і зменшення матеріало- й енергомісткості безтраншейного способу влаштовування лінійно-протяжних об'єктів, а саме - створенню більш досконалих ПРП багатоцільового призначення, зокрема для застосування в якості робочого органу нових укладачів лінійно-протяжних об'єктів за конструктивно-технологічною схемою “підземнорухомий пристрій - пересувна пуско-приймальна установка”.

Для цього розроблено метод формування нових технічних рішень ПРП на біонічній основі, математичну модель робочого процесу взаємодії біологічного прототипу з грунтом в процесі поступального розпірно-дискретного руху, теоретично обгрунтовано і експериментально підтверджено енергетичну доцільність і технічну можливість створення ПРП за принципом біологічного прототипа та встановлено основні закономірності взаємодії таких пристроїв з гурнтом. Порівняльний аналіз із сучасними технічними засобами безтраншейних технологій показав ефективність нового технічного рішення.

...