автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка метода проектирования одежды специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства

На правах рукописи

ЖУРАВЛЕВА Надежда Леонидовна

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ ПОДОДЕЖНОГО ПРОСТРАНСТВА

Специальность 05.19.04 «Технология швейных изделий»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

з 1 ИЮЛ 2014

Москва-2014

005551417

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет дизайна и технологии» на кафедре «Художественное моделирование, конструирование и технология

швейных изделий»

тт „ доктор технических наук, доцент

Научный руководитель ^ р „

Лунина Екатерина Васильевна

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор,

профессор кафедры «Технология и материаловедение швейного производства» ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет» Смирнова Надежда Анатольевна

кандидат технических наук, доцент кафедры «Конструирование и дизайн одежды» ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» (Первый казачий университет) Дубоносова Елена Александровна

Ведущая организация Институт сферы обслуживания и

предпринимательства (филиал) ФГБОУ ВПО «Донской государственный технический университет»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета дизайна и технологии и на сайте www.mgudt.ru

Защита состоится «24» сентября 2014 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.144.01 при Московском государственном университете дизайна и технологии по адресу: 117997, г. Москва, ул. Садовническая 33, стр. 1.

Автореферат разослан «24» июля 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.144.01

Кирсанова Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Существует большое количество видов деятельности, успешное выполнение которых невозможно без использования одежды специального назначения. Спецодежда, выполняя защитную функцию, должна обеспечивать нормальное функционирование человеческого организма, одной из важных составляющих которого является тепловой баланс тела человека. Большинство видов герметичной спецодежды, таких как скафандр космонавта, компрессионный костюм летчика, одежда для химзащиты, защитный костюм для ликвидаторов радиационных заражений и т.д., предохраняют человека от опасных и вредных внешних воздействий, но не создают комфортных условий для его деятельности. Это происходит из-за того, что в пододежном пространстве из-за отсутствия естественной вентиляции, вследствие герметичности костюма происходит изменение температурных режимов и повышение влажности. Тепловое состояние человека напрямую влияет на его умственную деятельность, работоспособность и сенсомоторные реакции. По этой причине, при недостаточной естественной вентиляции пододежного пространства или при её полном отсутствии в герметичных костюмах необходимо вводить искусственную принудительную вентиляцию.

Герметичные костюмы, как правило, являются верхним слоем комплекта спецодежды и выполняют функции защиты от вредных воздействий экстремальной рабочей среды. Комфортные условия пододежного пространства в современных герметичных костюмах обеспечивают за счет надевания комплекта нижнего белья с высокими гигиеническими показателями, использования под костюмом портативных вентиляционных систем или системы вентиляционных трубок с принудительной подачей воздуха. Однако такой подход имеет недостатки: невозможность одновременного обеспечения комфорта и эргономично-сти, вероятность пережатия трубок вентиляции вследствие их месторасположения, неравномерное вентилирование. Разработка нового типа вентиляционного костюма (ВК), состоящего из швейной оболочки и системы принудительной вентиляции воздуха, объединенных в единое изделие, позволит улучшить условия труда в экстремальных условиях, повысить гигиенические показатели костюма, работоспособность человека и качество выполняемой работы.

Цель работы состоит в разработке метода проектирования и способа изготовления одежды специального назначения для обеспечения комфортного теплового состояния человека при работе в экстремальных условиях.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- выполнен анализ ассортимента одежды специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства;

- определено влияние среды на конструкцию спецодежды для летчиков и космонавтов;

- разработаны требования к вентиляционному костюму и его составляющим, в зависимости от условий эксплуатации;

- разработан метод проектирования конструкций специальных изделий с учетом параметров системы принудительной вентиляции;

- разработан и апробирован бельевой комбинезон с принудительной вентиляцией для авиакосмической отрасли.

Объектом исследования являлся процесс проектирования белья и защитной одежды специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства.

Предмет исследования — одежда специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- составлена классификация швейных изделий, предназначенных для создания комфортного пододежного микроклимата;

- построена размерная типология для проектирования вентиляционных костюмов для летчиков и космонавтов;

- разработан метод проектирования спецодежды с принудительной вентиляцией, отвечающей повышенным гигиеническим и эргономическим требованиям и обеспечивающей стабильный тепловой баланс тела человека;

- разработана система принудительной вентиляции для специального бельевого костюма, обеспечивающая равномерную вентиляцию всей поверхности тела человека для поддержания комфортного теплового состояния и теплообмена;

- разработана методика конструирования бельевого комбинезона вентиляционного костюма, в которой растяжимость трикотажного полотна используется для формообразования и получения изделия плотного прилегания, а динамические прибавки - для обеспечения подвижности и эргономичное™ изделия при расположении летчика или космонавта в амортизационном кресле.

Практическая значимость работы:

- определены особенности теплообмена летчиков и космонавтов в защитном снаряжении при расположении на рабочем месте;

- определены оптимальные параметры пододежного микроклимата герметичной спецодежды, показатели системы вентиляции для их обеспечения, обос-

нована процентная схема оптимального распределения воздушного потока внутри скафандра;

- предложено три варианта крепления съемной системы вентиляции на бельевом костюме;

- разработана методика конструирования бельевого комбинезона из функционального трикотажного полотна;

- составлена нормативно-техническая документация для изготовления бельевого комбинезона с системой принудительной вентиляции пододежного пространства;

- разработан, изготовлен и апробирован образец вентиляционного костюма для комплектации космических скафандров.

Методы исследования: в работе использованы методы теоретического анализа, экспериментального моделирования, расчетно-графические методы построения конструкций одежды, прикладное программное обеспечение, современные методы и технические средства исследования свойств материалов и одежды. Апробация системы вентиляции и вентиляционного костюма проводилась в лабораторных условиях исследовательского комплекса НГТП «Звезда», специализирующегося на исследованиях надежности космического снаряжения.

На защиту выносится:

- классификация спецодежды для создания комфортного пододежного микроклимата;

- метод проектирования спецодежды с принудительной вентиляцией, обеспечивающей стабильный тепловой баланс тела человека;

- размерная типология для проектирования вентиляционного комбинезона;

- методика конструирования бельевого комбинезона вентиляционного костюма для летчиков и космонавтов;

- технология изготовления бельевого комбинезона вентиляционного костюма космонавта.

Достоверность научных положений, выводов и результатов, сформулированных в диссертационной работе, подтверждается применением современных информационных технологий, согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, корректным использованием методов статистического анализа, апробацией основных положений диссертации в научной периодической печати, на конференциях различного уровня, а также актами апробации и внедрения на предприятии авиакосмической отрасли.

Апробация и внедрение результатов работы. Основные положения диссертационной работы доложены на следующих конференциях: Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодая наука», VII Международной научно-технической конференции «Инновации и перспективы сервиса», 65-ой научной конференции студентов и аспирантов «Молодые ученые - XXI веку», Международной Корейско-Китайской конференции, 11-ой Международной конференции «Авиация и космонавтика-2012», Московском Фестивале Науки.

Результаты работы использованы при выполнении хоздоговорной темы №1.1.12 «Развитие научных основ проектирования предметов одежды и обуви специального назначения с повышенными защитными свойствами». Основные результаты диссертационной работы внедрены на ОАО «НЛП «Звезда» им. академика Г.И. Северина», используются в учебном процессе на кафедре «Художественное моделирование, конструирование и технология швейных изделий» ФГБОУ ВПО «МГУДТ» при подготовке бакалавров и магистров, обучающихся по направлениям 262200 «Конструирование изделий легкой промышленности» и 262000 «Технология изделий легкой промышленности».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, общий объем которых составляет 2,51 п.л. (личного вклада 1,85 п.л.), из них 3 статьи опубликованы в научных журналах, включённых в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций.

Личный вклад соискателя состоит в общей постановке задачи, постановке и разработке основных проблем теоретических и экспериментальных исследований, выборе методов проведения экспериментальных исследований и обработке результатов. При непосредственном участии автора разработаны: метод проектирования спецодежды с принудительной вентиляцией, система принудительной вентиляции для специального бельевого костюма, образец вентиляционного костюма для комплектации космических скафандров.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по каждой главе, общих выводов по работе, библиографии, 11 приложений на 60 страницах. Работа изложена на 237 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка, 20 таблиц. Библиография включает 100 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, отмечена научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе изложен анализ спецодежды для работы в сложных условиях. Выявлено, что оптимальной системой защиты тела человека от перегрева в герметичной спецодежде является принудительная вентиляция, поскольку снятие тепла охлаждающими элементами - это не регулируемый процесс, а водяное охлаждение при повреждении приводит к намоканию одежды и выходу из строя сопутствующего электрооборудования. По результатам выполненного анализа ассортимента специзделий, оснащенных устройствами для создания комфортного пододежного микроклимата, и одежды специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства составлена классификация данных предметов спецодежды (рис.1), которую следует учитывать при дальнейшем проектировании ассортимента специзделий.

Выявлено, что для создания комфортного микроклимата в пододежном пространстве плотно прилегающих защитных изделий, таких как скафандр космонавта и костюм летчика, необходимо использовать дополнительную систему принудительной вентиляции, установленную на специальный вентиляционный костюм. Обоснована необходимость разработки нового типа вентиляционного костюма с повышенными гигиеническими свойствами, в виде комбинезона, представляющего собой белье из современных материалов с зафиксированной на нем системой вентиляции.

Вторая глава посвящена всестороннему изучению системы "человек -спецодежда - окружающая среда" и разработке системы принудительной вентиляции для герметичной спецодежды с целью создания швейных изделий с требуемыми эксплуатационными свойствами для заданных сложных рабочих условий.

Вентиляционный костюм следует рассматривать как сложное изделие, состоящее из двух равнозначных частей: системы вентиляции и швейной оболочки (бельевого комбинезона). Конструкция ВК должна учитывать особенности фиксации и месторасположения элементов упругой системы вентиляции, поэтому предложено разрабатывать устройство системы вентиляции ранее, чем конструкцию самого костюма.

Для обоснования принципов устройства системы вентиляции в работе проведен ряд аналитических исследований. На основе анализа теплообмена

Офисная одежда К

^ Я § 1 о -i а

и S о Жилеты

гг а

о Костюмы о

р

о о S

-е-

S т: си В Я sa

п J3 S ы b п>

а s

КС й ё

to р

X S а я о 2 >е-

о 43

Ё о

я о ы о to

о

*

X

0

1 о

2

S

г

й

в

Регенерационные По способу образования дыхательной смеси: | Скафандры

Вентиляционные

На гермооболочке скафандра По способу размещения вент, системы:

На вент.костюме

Шланговые По подаче воздуха Изолирующие костюмы ИК |

Автономные

Через конструкторские неплотности По выпуску воздуха

Через клапана и фильтры

Через клапана, фильтры и трубки

По шлангу

/

S

3

5

6 Е п> а

w 5я

Жилеты

ГО

а тз о

Костюмы

скрытая теплота плавления льда;

предварительно охлажденная, не циркулирующая водой

охлаждающие элементы, сделанные из РСМ (материалов, изменяющих фазовое состояние)

¡3 Е 3 х a S о S

" 5

О

й

й

й

а »

Е

п

а а

е

о В

О а «г С а

£

Универсальная

спецодежда (можно использовать как для охлаждения, так и для обогрева)

а ■е-

Одежда, оснащенная обогревательными устройствами

человека при нормальных условиях, анализа основных факторов, влияющих на тепловое состояние оператора в кабине, и особенностей теплообмена оператора в защитном снаряжении дана характеристика особенностей теплообмена летчика (космонавта) в защитном снаряжении при расположении его на рабочем месте. Определены оптимальные параметры пододежного микроклимата и показатели системы вентиляции для их обеспечения, а именно скорость и объем вентиляционного потока = 200 нл/мин. Составлена процентная схема оптимального распределения воздушного потока внутри скафандра, что является необходимой информацией для проектирования устройства вентилирования.

Система принудительной вентиляции состоит из нескольких элементов, каждый из которых детально проработан с целью минимизации веса для облегчения крепления на швейной оболочке ВК и обеспечения эргономичности снаряжением в целом:

- разработаны два варианта центрального подающего коллектора для различных условий эксплуатации ВК (рис.2);

- разработаны конструкции и технология крепления на швейной оболочке рассеивающих коллекторов для головы, ладоней и стоп, и определены наиболее эргономичные и эффективные места их расположения по отношению к телу человека (рис.3);

- предложено размещать разводящие воздуховоды на ВК по отношению к телу человека в соответствии с картой линий неизменной длины А. Ибералла (рис.4).

Третья глава посвящена разработке метода проектирования одежды специального назначения с принудительной системой вентиляции. В разработанном методе проектируемое изделие рассматривается как швейная оболочка с закрепленной на ней упругой системой вентиляции. Учет параметров теплообмена человека, характера его деятельности и воздействие рабочей среды при проектировании спецодежды с принудительной вентиляцией обеспечивают эргономич-ность ее конструкции и стабильный тепловой баланс тела человека при работе в ВК.

Разработка метода проектирования спецодежды с принудительной вентиляцией базировалась на полученных данных об элементах системы принудительной вентиляции и перечне требований, предъявляемых к ВК. Для нахождения правильной последовательности проектирования вентиляционного бельевого костюма составлена схема взаимодействия этапов проектирования (рис.5).

Рассеивающий коллектор стопы «Стремы»

Цельнокроеная ш/лрипуо

Рассеивающий коллектор головы

ЦетнокрсенуО хормон дня подхода бен/пшяиии

Чо^хеггю

Воудухо&йды

Переходник

Вентиляция рук

РоссеиЬоющиО корректор

Рассеивающий коллектор головы

Рисунок 3 - Элементы системы вентиляции, рассеивающие коллекторы

Рисунок 4 — Схема размещения воздуховодов (синие) по линиям неизменной длины (красные)

Поскольку в вентиляционном костюме система вентиляции является техническим устройством, параметры функционирования которого строго соответствуют техническому заданию, то при проектировании ВК проще «подстраивать» конструкцию швейной оболочки под устройство и параметры системы вентиляции, что отражено в составленной последовательности проектирования вентиляционного костюма (рис. 6).

Устройство системы вентиляции влияет на:

- наличие, форму и расположение функциональных деталей в конструкции ВК, предназначенных для крепления воздуховодов и коллектора;

- технологию фиксации элементов системы вентиляции на швейной оболочке;

- перечень гигиенических и эргономических требований, предъявляемых к изделию, т.к. наличие вентиляционной системы относит вентиляционный костюм в раздел специзделий, к которым предъявляются особые требования.

Требования эргономики и гигиены определяют выбор основного и вспомогательных материалов, как для швейной оболочки, так и для элементов самой системы вентиляции. Выбранный материал - его физико-механические свойства - оказывают влияние не только на базовую и модельную конструкции и технологию сборки швейной оболочки, но и на способ соединения элементов системы вентиляции (в том числе и жестких) со швейным изделием. После выбора материалов следующими этапами проектирования ВК являются:

- составление размерной типологии для проектирования ВК;

- разработка базовой конструкции швейной оболочки;

- построение модельной конструкции изделия.

Устройство системы вентиляции оказывает непосредственное влияние на все перечисленные этапы проектирования, что подробно рассмотрено в диссертационной работе.

К материалу швейной оболочки ВК предъявляется комплекс требований, связанный с функциональным назначением костюма и условиями его эксплуатации. Проанализировав эти требования, обосновано использование функционального трикотажа, обладающего высокой паропроницаемостью и обеспечивающего ощущение сухости за счет низкой гигроскопичности.

Исследовано пять функциональных трикотажных материалов ведущих производителей, в качестве наилучшего материала для проектирования ВК выбран материал Соо1шах ТегтоШе.

г <

Определение исходных параметров систсмы вентиляции: - условии эксплуатации, парциальное давление кислорода в

эоис дыха н на, влажность н температ) рв иодапае-

мемх) вотума, •скорость и объем воаауш потока

\

Составление процентной схемы распределения югяушного потока по телу

/ Выборсхеыы поличи вентиля- \ ции в снаряжение

Подана вентиляции через шлем

I Юдача вентиляции • район ту-ловнща

Разработка бельевого комбинезона

Ратриботка центрального коллектора в занисиыостм от )СЛопий эксплуатации Обрат деятельности?

Составление перечня гагнеиичсскнх к эргономических требований к из-дел ню

Рисунок 5 - Взаимосвязь этапов проектирования вентиляционного костюма

Устройство системы вентиляции

Перечень гигиенических и эргономических требований к ВК

Наличие, форма и месторасположение функциональных деталей в костюме

Технология соединения эле-ментов вентиляционной с-мы со швейной оболочкоП

Подбор материала и определение его свойств

Размерная типология для проектирования вентиляционного костюма

Особенности расчета и построения БК вентиляционного костю-

Модельная конструкция вентиляционного костюма

Комплект лекал / конструкторская документация

Технология изготовления вентиляционного костюма

Рисунок 6 - Последовательность проектирования ВК с учетом параметров системы вентиляции

Выявлено, что существующие размерные типологии не в полном объеме отвечают предъявляемым требованиям к проектируемым ВК. Основываясь на действующих размерных стандартах для военнослужащих и военных летчиков с учетом данных по обмерам космонавтов за последние 20 лет, в работе построена новая типология, для этого:

- определена потребительская группа — это ограниченная по численности и возрасту группа мужчин, с определенной конституцией тела;

- выделены ведущие размерные признаки обхват груди третий (Т16) и рост (Т1), для которых составлен вариационный ряд, вычислено оптимальное количество классов (размеров), определен классовый интервал (интервал размерного безразличия) и составлены модели плотности распределения (встречаемости) основных размеров;

- введены дополнительные РП: дуга туловища вертикальная (Т207);-длина ноги по внутренней поверхности (Т27) для учета пропорций тела; длина руки до линии обхвата запястья (Т68) для проектирования длины воздуховодов;

- для определения значений дополнительных размерных признаков (с учетом их тесной связи с ведущими) рассчитаны коэффициенты корреляции и составлены уравнения простой и множественной регрессии, а также построены модели плотности распределения.

Бельевой комбинезон вентиляционного костюма должен отвечать комплексу требований, которые в совокупности определяют следующие особенности его конструкции:

- конструктивные прибавки должны быть минимально необходимыми, учитывать степень растяжимости трикотажного полотна;

- в конструкции должны быть учтены дополнительные динамические прибавки, связанные с особенностью расположения летчика/космонавта на рабочем месте;

- число конструктивных членений в конструкции должно быть минимальным, поскольку имеются накладные детали, предназначенные для крепления элементов системы вентиляции, а учитывая склонность трикотажа к прорубанию иглой, лучше избегать накладывания нескольких швов друг на друга. С целью минимизации числа конструктивных членений формообразование следует осуществлять за счет растяжимости трикотажного полотна.

В соответствии с перечисленными требованиями в работе разработана методика конструирования бельевого комбинезона ВК, в которой растяжимость

трикотажного полотна используется для формообразования и получения изделия плотного прилегания, а динамические прибавки — для обеспечения подвижности и эргономики изделия при расположении летчика или космонавта в амортизационном кресле. При разработке методики конструирования в качестве основы использована ЕМКО СЭВ. Отличительной особенностью разработанной методики является то, что все этапы конструирования выполняются с учетом степени растяжения трикотажного полотна, для чего при расчете конструктивных отрезков введены коэффициенты сужения Кх и относительного удлинения Ку с учетом которых пересчитывается не только размерный признак, но и используемая прибавка, т.е. вся расчетная величина отрезка.

При построении БК бельевого комбинезона из трикотажного полотна по разработанной методике используется 26 размерных признаков, и предложенная система прибавок, в которой минимизированы конструктивные прибавки и введены дополнительные динамические прибавки. Методика построения ИМК бельевого комбинезона состоит из поэтапного построения БК стана комбинезона, одношовного втачного рукава и брюк (рис.7) с последующим моделированием конструкции графическим методом (рис.8). Предложенная методика апробирована и получила положительное заключение по результатам испытаний в условиях ОАО «НПП «Звезда» им. академика Г.И. Северина».

Рисунок 3 — Преобразование БК в ИМК

Четвертая глава посвящена проектированию и изготовлению вентиляционного костюма для авиакосмической отрасли, а именно для снаряжения космонавтов. Такие изделия имеют свою специфику, т.к. в них применяются не только текстильные материалы и швейные методы обработки, а так же различные резиновые, полимерные и металлические детали, необходимые для системы вентиляции, и соответствующие машиностроительные методы обработки.

По результатам проведенных исследований условий эксплуатации и действующего снаряжения космонавтов дана характеристика особенностей конструкция ВК для космонавтов, на основе которой разработан технический эскиз вентиляционного комбинезона (рис.9) и построена его конструкция.

Рисунок 9 - Технический эскиз и внешний вид разработанного вентиляционного

костюма

Преобразование БКстана

ЦБК бельевого комбинезона

Преобразование БКбрюк

Для серийного производства разработана схема градации ИМК вентиляционного костюма, учитывающая приращение по дуге туловища вертикальной, которое распределено между станом комбинезона и брюками, что соответствует особенностям построенной типологии фигур летчиков и космонавтов (рис.10). Разработанная схема градации является универсальной и может использоваться для других изделий аналогичного назначения, как для комбинезонов, так и для отдельных изделий плечевой и поясной группы.

Разработана технология изготовления вентиляционного костюма как комбинированного швейного изделия, состоящая из трех этапов: заготовка бельевого комбинезона, заготовка системы вентиляции и монтаж системы вентиляции на бельевой комбинезон (рис.11). На основе проделанной работы выделены особенности изготовления вентиляционного костюма и составлен технологический паспорт на изделие.

Для надежной установки упругой (жесткой) системы вентиляции на тонкий трикотажный комбинезон рассмотрены несъемный и съемные методы крепления. Для съемной системы вентиляции предложено три варианта крепления на бельевом комбинезоне: на застежку-молнию, на текстильную застежку, пришну-ровка на петлевую ленту. Дано обоснование выбора метода крепления в зависимости от вида коллектора и условий эксплуатации.

Проведен комплекс испытаний разработанного бельевого комбинезона и системы вентиляции (отдельно), который показал:

- конструкция бельевого комбинезона и выбранные материалы полностью удовлетворяют предъявляемым требованиям и подходят для эксплуатации в составе скафандра космонавта;

1 ь^

ч

Ьг

й.

Заготовка бельевого

комбинезона (швейные технолога!)

Заготовка системы вентиляции (машиностроительные технологии)

Монтаж системы вентнля-ини на швейное изделие (комб1шированные технологии)

Неразъемное Соединение на Соединение на Соединение на соединение застежку-мслнию петлевую ленту текспиьную застежку

Рисунок 11 - Технология изготовления вентиляционного костюма

- разработанная система вентиляции отвечает всем предъявленным к ней требованиям, имеет малое сопротивление, распределяет вентиляционный поток согласно заданной схеме и подходит для установки на бельевой комбинезон.

В результате проделанной работы изготовлен вентиляционный костюм со съемной системой вентиляции (см. рис.9), по результатам апробации которого в условиях исследовательских лабораторий ОАО «НПП «Звезда» им. академика Г.И. Северина» получено положительное заключение, которое подтверждает достоверность и завершенность работы по разработке метода проектирования одежды специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства.

Основные результаты и выводы

1. Проведен анализ ассортимента изделий специального назначения, оснащенных устройствами для создания комфортного пододежного микроклимата, и одежды специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства, на основе которого:

- составлена классификация специзделий для создания комфортного пододежного микроклимата;

- доказано, что оптимальной системой защиты тела человека от перегрева в герметичной спецодежде является принудительная система вентиляции;

- обоснована необходимость разработки нового типа вентиляционного костюма в виде комбинезона из современных материалов с повышенными гигиеническими показателями, представляющего собой белье с системой принудительной вентиляции.

2. На основе проведенного анализа теплообмена человека при нормальных условиях, анализа основных факторов, влияющих на тепловое состояние оператора в кабине, и особенностей теплообмена оператора в защитном снаряжении дана характеристика особенностей теплообмена летчика (космонавта) в защитном снаряжении при расположении его на рабочем месте. Выявлены оптимальные параметры пододежного микроклимата, показатели системы вентиляции для их обеспечения, а именно скорость и объем вентиляционного потока = 200 нл/мин. Составлена процентная схема оптимального распределения воздушного потока внутри скафандра, что является необходимой информацией для проектирования устройства вентилирования подкостюмного пространства.

3. Разработана система вентиляции для вентиляционного бельевого костюма, состоящая из центрального (входного) коллектора, разводящей систе-

мы воздуховодов и рассеивающих (выходных) коллекторов, что обеспечивает равномерную вентиляцию всей поверхности тела для поддержания комфортного теплового состояния и теплообмена. Для обеспечения эргономичности бельевого костюма разработано два варианта центрального коллектора для различных условий эксплуатации, а также предложено размещать разводящие воздуховоды на ВК по отношению к телу человека в соответствии с картой линий неизменной длины А. Ибералла. Разработаны конструкции и технология крепления на швейной оболочке рассеивающих коллекторов для головы, ладоней и стоп, а так же определены наиболее эргономичные и эффективные места их расположения по отношению к телу человека.

4. Разработан метод проектирования одежды специального назначения с принудительной системой вентиляции, отличающийся тем, что проектируемое изделие состоит из швейной оболочки и упругой системы вентиляции, закрепленной на ней, при этом обеспечивается эргономичность конструкции и гарантируется стабильный тепловой баланс тела человека, поскольку учитываются параметры теплообмена человека, характер деятельности и воздействие рабочей среды.

5. Обоснована целесообразность применения функционального трикотажного полотна, для создания бельевого комбинезона нового типа для летчиков и космонавтов, отвечающего предъявляемым физико-гигиеническим требованиям, и, в сочетании с правильным распределением потока искусственной вентиляции снаряжения, обеспечивающего оптимальный микроклимат пододежного пространства.

6. Построена размерная типология для проектирования вентиляционного комбинезона и определены значения дополнительных размерных признаков для типовых фигур на основании выведенных уравнений регрессии. По данным типологии разработана схема градации для вентиляционного костюма, учитывающая приращение по дуге туловища вертикальной, которое распределено между станом комбинезона и брюками.

7. Разработана методика конструирования бельевого комбинезона вентиляционного костюма, в которой растяжимость трикотажного полотна используется для формообразования и получения изделия плотного прилегания, а динамические прибавки — для обеспечения подвижности и эргономики изделия при расположении летчика или космонавта в амортизационном кресле. Разработанная методика конструирования успешно апробирована при разработке ВК для космонавтов; проведен комплекс испытаний экспериментального образца ком-

бинезона в составе скафандров и полетной формы, получена положительная оценка, подтвержденная актом апробации.

8. Разработана технология изготовления вентиляционного костюма как комбинированного швейного изделия, состоящая из трех этапов: заготовка бельевого комбинезона, заготовка системы вентиляции и монтаж системы вентиляции на бельевой комбинезон. Составлен технологический паспорт на изделие. Для съемной системы вентиляции предложено три варианта крепления на бельевом комбинезоне: на застежку- молнию, на текстильную застежку, пришнуровка на петлевую ленту. Дано обоснование выбора метода крепления в зависимости от вида коллектора и условий эксплуатации ВК.

9. Разработан и изготовлен вентиляционный бельевой комбинезон со съемной системой вентиляции, по результатам апробации которого в лабораторных условиях исследовательского комплекса ОАО «НЛП «Звезда» им. академика Г.И. Северина» получено положительное заключение, которое подтверждает достоверность и завершенность работы по разработке метода проектирования одежды специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства.

Публикации по теме диссертации

Статьи в реиензируемых журналах, входящих в «Перечень ВАК РФ»:

1. Журавлева, Н. Л. Анализ функционального трикотажа для разработки нового вида бельевого костюма комплекта снаряжения летчиков и космонавтов / Н. Л. Журавлева // Дизайн. Материалы. Технология. - 2013. - т. 2 № 27- С. 57-61.(0,48 п.л.).

2. Журавлева, Н. Л. Бельё для комплекта снаряжения лётчиков и космонавтов / Н. Л. Журавлева, Е. В. Лунина // Дизайн и технологии. - 2013. - № 33 (75). - С. 32-40. (0,56 п.л., личного вклада 0,28 п.л.).

3. Журавлева, Н. Л. Влияние внутреннего слоя одежды на тепловое состояние космонавта / Н. Л. Журавлева, Е. В. Лунина // Дизайн и технологии. - 2014. -№ 37 (79). - С. 52-60. (0,56 п.л., личного вклада 0,28 п.л.).

Другие публикации:

4. Журавлева, Н. Л. Пути совершенствования конструкции одежды специального назначения с принудительной вентиляцией пододежного пространства / Н. Л. Журавлева // Сборник тезисов Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых «Молодая наука». — 2010.- С.64-65. (0,06 п.л.).

5. Журавлева, Н. Л. Создание комфортного микроклимата пододежного пространства в герметичных изделиях специального назначения / Н. Л. Журавлева //

Инновации и перспективы сервиса. Сборник научных статей VIII Международная научно-техническая конференция. — часть 5. - Уфа : УГАЭС, 2011. - С.166-167 (0,12 п.л.).

6. Zhuravleva, N. L. Improving underwear suit for the space suit / N. L. Zhuravleva, N. M. Matyuhina, E. V. Lunina // Abstracts of the International Korean-Chinese conference. Сборник докладов международной Корейско-Китайской конференции «Fashion connecting»- Июнь 2012. - М.: KF&CDA. - С. 120 - 122. (0,16 п.л., личного вклада 0,05 п.л.).

7. Журавлева, Н. Л. Совершенствование бельевого комбинезона для космического скафандра / Н. Л. Журавлева // Тезисы докладов 65 научной конференции студентов и аспирантов «Молодые ученые - XXI веку. - 2012.- С.81. (0,06 п.л.).

8. Журавлева, Н. Л. Модернизация индивидуального снаряжения космонавта / Н. Л. Журавлева// 11-я Международная конференция «Авиация и космонавтика - 2012». Тезисы докладов. - М.: МАИ, 2012. - С.93-94. (0,06 п.л.).

9. Журавлева, Н. Л. Разработка белья для снаряжения космонавта / Н.Л. Журавлева // Сборник научных трудов аспирантов. Вып.19. - М.: ФГБОУ ВПО «МГУДТ», 2013. - С. 15-21. (0,46 п.л.).

ЖУРАВЛЕВА Надежда Леонидовна

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ ПОДОДЕЖНОГО ПРОСТРАНСТВА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бумага офсетная. Печать цифровая Усл.-печ. 1,0 пл. Тираж _80 экз. Заказ № 92-НЦ

Редакционно-издательский центр МГУДТ 117997, г. Москва, ул. Садовническая, 33, стр. 1 Тел/факс (495) 506 72 71 e-mail: rfrost@yandex.ru Отпечатано в РИО МГУДТ