Информационное письмо
Образец оформления статьи
Анкета автора
28.08.2016

Перспективные виды тканей для защиты человека в условиях низких температур

Саттаров Роберт Радилович
факультет Авионики, Энергетики и Инфокоммуникаций Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет г. Уфа, Россия
Галиакберова Эмилия Фиргатовна
факультет Авионики, Энергетики и Инфокоммуникаций Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет г. Уфа, Россия
Аннотация: в работе приведен анализ существующих и вновь разрабатываемых видов тканей с электромагнитным нагревом для защиты человека в условиях низких температур, выявлены их достоинства и недостатки. Определены перспективные виды тканей для дальнейшего исследования и практического применения.
Ключевые слова: арктический шельф, защита от низких температур, ткань с электромагнитным нагревом, электроизоляционные нити
Электронная версия
Скачать (1.15 Mb)

На сегодняшний день учеными разных стран проводятся множество исследований, которые дают основание предполагать, что шельф арктических морей и его склон — место залегания богатейших месторождений — как энергоносителей (нефть, газ, конденсат, битум), так и множества других полезных ископаемых (от драгоценных и редкоземельных металлов до строительных материалов). Побережья России простираются на тысячи километров, однако они расположены преимущественно в северной, арктической зоне, а освоение арктических шельфов связано с большими трудностями и затратами. Одна из наибольших трудностей – проблема негативного воздействия пониженных температур на организм человека, результатом которого являются обморожения, а также другие заболевания, в том числе хронические. Разработка нагревательных методов и средств, которые не только бы защищали от холода, но и согревали, является актуальной научно- технической задачей.

Целью работы является анализ переспективных видов электронагревательной ткани и на основе данного анализа выявление наиболее оптимального метода защиты человеческого организма от влияния низких температур.

Авторами произведен анализ следующих видов ткани с электронагревом:

1. Ткань, содержащая нагревательные элементы, которые представляют из себя мягкие и гибкие карбоновые нагревательные пластины, или стержни, которые обеспечивают равномерный, устойчивый и безопасный обогрев. В основе процесса лежит технология излучения инфракрасных волн. Нагревательные элементы обладают высокой теплопередачей, низким энергопотреблением и не излучают электромагнитных волн, также они абсолютно электробезопасны, так как напряжение питания таких устройств составляет от 3 до 12 Вольт.

2. Ткань, состоящая из переплетений основных и уточных нитей. Проводящие области ткани содержат более 50% электропроводных нитей, которые имеют переплетения с непроводящими нитями в направлении основы и утка. В качестве электропроводных нитей используют металлические, угольные волокна или волокна с металлизированным покрытием.

Основным недостатком такой ткани является то, что она предполагает использование металлических проводников и поэтому может быть изготовлена только под конкретное изделие с известной геометрией, что ограничивает возможности ее использования [1].

3. Ткань, содержащая переплетение электроизоляционных основных и уточных нитей и электропроводных углеродных нитей. При этом группы параллельных электропроводных нитей из 2-3 нитей основы, смежных или вплетенных через электроизоляционную нить, переплетены по утку с массивом электропроводных нитей из материала с высокой удельной электропроводностью, образующих токоподводящую ленту.

Фрагмент ткани пункта (3) изображен на Рис.1:

1 - фоновая часть ткани из полиэфирной нити;

2 - группы смежных электропроводных греющих углеродных нитей;

3 - токоподводящая полоса из мишурной нити на основе латуни с оловянным покрытием, ширина полос 0,7-1,5 см;

4 - источник постоянного или переменного тока, который может быть подсоединен к токоподводящей полосе в любой ее точке;

Рис.1 Электронагревательная ткань

Рис.1 Электронагревательная ткань

Основным достоинством данного вида ткани является то, что она имеет более высокий, чем у описанных ранее тканей, обогревательный эффект. Объясняется это тем, что по месту расположения двойной нити количество выделяемого тепла также удваивается и уменьшается время нагрева (быстрее создается ощущение тепла).

Недостатком такой ткани является сложность структуры ткани и сложность ее производства. Основной же недостаток такой ткани — необходимость в источнике электрического тока для обеспечения электрического нагрева [2].

Электронагревательная ткань, представляющая собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные не нагревательные нити, имеющие первое направление, и нагревательные нити с электромагнитным нагревом, имеющие второе направление, перпендикулярное первому. Такая ткань работает автономно, без источников электрического напряжения [3].

Преимуществом такой ткани является то, что она позволяет улучшить как эксплуатационные качества, так и то, что у нее отсутствует необходимость в обеспечении надежности электрических контактов, а также зарядке аккумуляторных батарей или замене элементов питания и т.п. Еще одним достоинством является то, что она обладает большей надежностью, так как величина и равномерность нагрева практически не меняется при локальных повреждениях отдельных нитей, в отличии от описанных ранее тканей с электромагнитным нагревом.

На основе проведенного анализа различных видов тканей с электромагнитным нагревом можно сделать вывод, что ткань, выполненная переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные нити, а также нагревательные нити, способные к обогреву и защите от холода без источников питания, является наиболее перспективной для дальнейших исследований и практического применения. 

Список литературы:

1. Казаков М.Е., Трушников А.М., Благодаров А.Н., Новичков Д.Н. Углеродный тканый материал // Патент России № 2114942. 1998.

2. Глухов Б.Н., Лукъянов С.В. Электронагревательная ткань // Патент России № 55782.2006.

3. Саттаров Р.Р., Хайруллин И.Х., Крымов Б.С., Галиакберова Э.Ф. Ткань с электромагнитным нагревом // Положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2015127585, 2016.

4. Освоение Арктического шельфа [Электронный ресурс] // Экспертный совет при правительстве РФ. Рабочая группа «Развитие Арктики и Северного морского пути»: сайт. - URL: http://www.будущее-арктики.рф (дата обращения: 16.08.2016).