chief editor- endrew adams, doctor of technical sciences ... · usa nelson flores - doctor of...

American Scientific Journal

№ (20) / 2018

Vol.1

Chief Editor- Endrew Adams, Doctor of Technical Sciences, Massachusetts Institute of

Technology, Boston, USA

Assistant Editor - Samanta Brown, Doctor of Physical Sciences, American Institute of

Physics, Maryland, USA

Alfred Merphi - Doctor of Economics, University of Chicago, Chicago, United States

Yen Lee - MD, wellness center «You Kang», Sanya, China

Avital Gurvic - Doctor of Education, University of Haifa, Haifa, Israel

George Perry - Doctor of Chemistry, Columbia College, New York, USA

Isa Wright - Doctor of Sociology, Moraine Valley Community College, Chicago, USA

Jessie Simmons - Doctor of Engineering Sciences, San Diego State University, San Diego,

USA

Nelson Flores - Doctor of Philology, Wheelock College, Boston, USA

Andrey Chigrintsev - Doctor of Geographical Sciences, University of South Carolina, Colum-

bia, United States

Oleg Krivtsov - Doctor of History, National Museum of Natural History, Washington, USA

Angelina Pavlovna Alushteva - Candidate of Technical Sciences, Institute of Computer Sys-

tems and Information Security (ICSiIS), Krasnodar, Russian Federation

Elena Dmitrevna Lapenko - Candidate of Law, Institute of Law, Volgograd,

Russian Federation

Aleksandr Ole - Doctor of Biological Chemistry, University of Stavanger, Stavanger,

Norway

Emily Wells - Doctor of Psychological Sciences, Coventry University, Coventry, England

Leon Mendes - Doctor of Pharmaceutical Sciences, Universitat de Barcelona, Spain

Martin Lenc - Doctor of Economics, Uni Köln, Germany

Adel Barkova - Doctor of Political Sciences, Univerzita Karlova v Praze, Prague,

Czech Republic

Vidya Bhatt - Candidate of Medical Science, University of Delhi, New Delhi, India

Agachi Lundzhil - Doctor of Law, The North-West University, Potchefstroom, South Africa

Chief Editor- Endrew Adams, Doctor of Technical Sciences, Massachusetts Institute of

Technology, Boston, USA








Jessie Simmons - Doctor of Engineering Sciences, San Diego State University, San Diego, USA


Andrey Chigrintsev - Doctor of Geographical Sciences, University of South Carolina, Colum-

bia, United States


Angelina Pavlovna Alushteva - Candidate of Technical Sciences, Institute of Computer Sys-

tems and Information Security (ICSiIS), Krasnodar, Russian Federation

Elena Dmitrevna Lapenko - Candidate of Law, Institute of Law, Volgograd, Russian Federation

Aleksandr Ole - Doctor of Biological Chemistry, University of Stavanger, Stavanger, Norway




Adel Barkova - Doctor of Political Sciences, Univerzita Karlova v Praze, Prague, Czech Re-

public



Layout man: Mark O'Donovan

Layout: Catherine Johnson

Address: 90 st. – Elmhurst AV, Queens, NY, United States

Web-site: http://american-science.com

Е-mail: [email protected]

Copies: 1000 copies.

Printed in 90 st. – Elmhurst AV, Queens, NY, United States

http://american-science.com/

mailto:[email protected]

CONTENTS

ИСКУССТВОВЕДЧЕСКИЕ И ГУМАНИТАРНЫЕ НАУКИ

Kryukov V. VALUES AS CULTURAL PHENOMENA AND

THEIR TYPOLOGY .................................................. 4

Надараиа З.Г. ГЛОБАЛЬНЫЙ ТЕРРОРИЗМ ИЛИ ТИМИДИЗМ?

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ

ПРОФИЛАКТИКИ ТИМИДИЗМА В РАМКАХ

КРИМИНОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

РЕЛИГИОЗНОЙ ГИГИЕНЫ НАСЕЛЕНИЯ .......... 7

МАТЕМАТИКА

Рустанов А.Р. C10-МНОГООБРАЗИЯ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ

ТЕНЗОРОМ РИЧЧИ ............................................... 10

НАУКИ О ЗЕМЛЕ И ПЛАНЕТЫ

Костренко О.В. ПРИРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ГОРОДА

КРАСНОЯРСКА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ

ОБСТАНОВКА ....................................................... 13

НАУКИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Burenina T., Fedotova E. DYNAMICS OF RIVERS FLOW UNDER THE

IMPACT OF FOREST HARVESTING IN

CHANGING CLIMATE ........................................... 16

ЭНЕРГЕТИКА

Половинка Э.М., Яковенко А.Ю. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОНИТОРИНГА

ДИЗЕЛЕЙ ................................................................ 22

4 American Scientific Journal № (20) / 2018

ИСКУССТВОВЕДЧЕСКИЕ И ГУМАНИТАРНЫЕ НАУКИ

VALUES AS CULTURAL PHENOMENA AND THEIR TYPOLOGY Victor Kryukov

D-r of Sc (Philos), Prof., Chief of the Department of Philosophy,

Novosibirsk state Technical University,

Russia, Novosibirsk, Karl Marx av., 20.

Abstract: This article offers a version of understanding values as elements of culture. As a fundamental idea,

Adam Smith accepted the classical theory of labor value, but with a significant generalization of this idea from the

economic context as a special case to the general theoretical level of social philosophy, in which values are

understood as products of any, both practical and intellectual activity. The principle of social egocentrism and

interpretation of the main categories of values are also proposed.

Keywords: Value, product of labor, person, thing, sign, institution.

1. PROLEGOMENA

The body of philosophical knowledge called axi-

ology (from Greek ἀξία – value, and λόγος – word, the-

ory) deals with the issue of values. Everything created

by people, that is the product of their work, is valuable

because people can not remain indifferent to the fruits

of their labor. If I spent part of myself, my time, my

energy, my talent to create some thing or some idea,

then in them, as in the mirror, I see myself. I am biased

towards the fruits of my labor as to incarnation of my-

self, embodiment into flesh, objectifying of my ideas,

to the fruits of my labor, I admire them, or turn away

from them, I love them or hate them, I see something

mine or someone else's in them, i.e. created by other

people and not for me, and thus alien and strange, and

perhaps hostile. [1, p.56-60]

In existential (from Lat. existentia) aspect, the

value consciousness has an emotional nature, and there-

fore it is binary, dual: "yes – no", "good – bad", "bonum

– evil". However, values are not personal, but social in

nature and they are components of social psychology,

and therefore in social ontology they are social emo-

tions, i.e. experiences that have acquired a social char-

acter.

In the essential (from the Latin essentia) aspect of

values, it is permissible to formulate the principle of so-

cial egocentrism: I value something else because in this

other I see myself, I can not remain indifferent to my-

self. Everything else in society is myself in the trans-

formed form of the product of my activity, the result of

my efforts, and, consequently, I myself am in the exter-

nal – an objectified, embodied form. Of course, the pro-

noun "I" is used here more figuratively: I am a man. But

in the everyday sense this principle is fully applicable

to each of us, including me personally.

2. VALUES AS ELEMENTS OF CULTURE.

In regard to the values, it is acceptable to formu-

late the principle of social egocentricism: I appreciate

anything else, because there I see myself, and I can not

remain indifferent to myself. Everything else in society

is myself in a converted form of the product of my

work, the result of my efforts, and, therefore, it is me in

the outer , i.e. objectified, materialized form. Of course

the pronoun "I" is used here in a more figurative way: I

is a human. But in the everyday sense, this principle is

fully applicable to each of us, including me personally.

To define the value we can formulate the follow-

ing proposition: the value is a measure of the cost of

physical or spiritual efforts of human to the creation or

development of elements of the natural or social envi-

ronment. [2, p.75-81]

Firstly, it's not about how many calories a person

spends in the process of creating a product. Take a

sculptor: he works very hard physically, but the result

of his work is the artistic image. On the other hand, a

person can spend some minutes, so it seems. For exam-

ple, Byron or Shakespeare could write an impromptu

ballad or sonnet. But to write a valuable line, it took

them years and years of the formation of the poet's per-

sonality, improving poetic skill and blossoming of the

talent.

Secondly, it should be noted that the mastering of

whatsoever – natural or cultural – is also a very time

consuming job. Think of yourself when you were be-

come comfortable with the new shoes bought in the

store; or wearing a "too tight" new dress or pants that

do not perfectly fit; the "disturbance" with the fingers

when you just started to learn how to use the computer

keyboard. To master a thing to means stop to notice it,

to achieve such a position that it does not interfere, to

make the thing became a part of yourself. I remember

being in the first form when we were taught to hold

pens for writing. The wooden sticks with steel feathers

seemed to be the logs to us; fingers went numb, and we

stuck out our tongues and panted with the effort to write

hooks and ovals. But month and years passed by and

here I do not notice a pen in my fingers: the movement

became automatic, the stereotypes work, the fingers do

not need to be controlled – literacy became mine: it

went into the shadows, and I stopped to notice it. It is

akin to me and became a continuation of the hand.

Thirdly, mastering occurs equally in respect of the

natural objects as well as the artificial culture products.

If nature initially appears as something external and al-

ien, the alien and external to society is something that

has been created by other people, but it may become

mine, if I spend time, effort and will to master it. I learn

from other people to repair anything in the house; I read

books written by other unfamiliar to me people; I ad-

mire the images created by strangers; finally, I suffer or

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D1%81

American Scientific Journal № (20) / 2018 5

become happy, depending on how a work of art influ-

ences me, whether social environment helps me to

achieve something in life or creates obstacles.

The values are binary in their modality, i.e. they

can have both positive and negative sides for the peo-

ple, that is why that all values appear in pairs: good and

evil, beauty and ugliness, glory and shame, honor and

dishonor, fairness and self-will, justice and volunta-

rism, etc. However, negative values are values too, be-

cause humans create them too, so the term "anti-val-

ues", which can be found in different contexts, is no

more than a figure of speech. The antivalues are like

antimatter in physics: it is the same substance, but dif-

fers only in the electric charge of the microparticles.

However, like matter and antimatter, values of positive

and negative charges annihilate, destroy each other in a

collision.

Karl Marx introduced a great formula: human

works together with others even when apparently he's

doing it alone. Take as an example the hero of the novel

by Daniel Defoe's Robinson Crusoe. Once on a desert

island, Robinson built a house there, shepherded a herd

of goats, cultivated the field and made boats. Moreover,

with him the storm cast ashore a toolbox, but he had to

be able to use these instruments of labor! Therefore, it

can be argued behind working Robinson had been a

huge crowd of people who had invented ax and saw,

had thought of a way of building houses and had se-

lected varieties of cereals, which eventually were

grown, had brought up Robinson and, more im-

portantly, had taught him to hew and saw, to build and

to plow, to shepherd and to shoot, to boil and to fry: in

short, to live actively! Hence the principle of Marx is

that labor as a specifically human activity has a public

character.

3. THE TYPES OF VALUES.

Typology of the social values unfolds in the social

square: four components of the structure of the social

system. Their are people, things, signs, and institutions

[3, p. 523-527].

People are reasonable human beings, who become

like this due to mastering things as a result of practice.

Man refers to things objectively, i.e. he identifies the

vital, essential content in them, makes the object of ac-

tivity an item of production. People are themselves

products of labor of their parents, grandparents, nannies

and caregivers, teachers and educators, masters and tu-

tors, lecturers and professors. And because education of

the human person requires a lot of time and effort of

many people, the man is the most labor-intensive prod-

uct, and therefore the greatest value, which type is

called personalized (from Lat. persona).

Things are artificial objects, created by people as

a result of processing of natural materials, made from

this materials to meet the vital needs of people. These

are values, bearing the imprint of human attachments

and means to achieve human goals. People acquire hu-

man quality solely by virtue of the mastering of things,

and things become artificial solely by virtue of the cre-

ation and mastering of them by a human. Because man

does not do anything "for no special reason", and all his

actions have a very definite meaning, i.e. the purpose

as the idea of the future as the product of labor, the ar-

tificial things unlike fragments of nature are informa-

tive, because in them invisibly (Implicitly! Virtually!),

there is a human himself. Due to the fact that things are

designed to meet our material needs, i.e. needs in matter

and energy, they form a special type of values: utilitar-

ian (from Lat. utilita – use) values.

People and things are the primary elements of so-

ciety. However, on the basis of primary cells arise sec-

ondary elements of society, or modified form of people

and things. Institutions and signs act as such.

Institutions (from Lat. institutum – establishment)

are the organizational forms of social life, the aggregate

social roles as matrices of human behavior, where these

roles are represented as transformed, i.e. people modi-

fied into secondary product. Assume that there is a cer-

tain social role: for example, a post of a Dean of the

Faculty. So, there are service instructions prescribing

all actions to the dean, defining his rights and responsi-

bilities, and it is a form. Who will do it all – John Smith

– is important, but under the indispensable condition of

performance of these official functions. There is a hu-

man as a "natural person" like any of us; and there is a

human as a "legal person", i.e. an official in the office,

a defendant in court, a deputy in Congress, etc. And a

human as a legal person behaves not as he would like

to, but as he is prescribed to. This is a social role. [4,

p.84-87]

We all play a variety of social roles on a daily ba-

sis. Having come to the university, you are a student or

professor. Out into the street you are a pedestrian. Hav-

ing got on the bus, you are a passenger. Having come

home, you are a son or a father, a husband or a son in

law, and in each case there are its own rules of conduct:

one can be rude to one's mother-in-law, but not to one's

wife; one needs to command a son, but not a mother,

etc. Social roles and social status define the person as

they are usually recorded in the documents. The fact

that the person is a citizen of the state is certified with

a passport; a diploma confirms the completion of higher

education; special certificate proves that a person is a

professor. Thus, the document is a form of objectifica-

tion of social roles.

Similarly, public institutions themselves are ob-

jectified and reified for the most part. A university has

not only legal, but also the actual address, academic

buildings, sports center, cultural center, campus and so

much more. All of this is not just a property, but the

"body" of this organization. On the pediment of the en-

trance to the main building the large letters make up the

name of the organization, in all buildings, there are

plates with the name of the University, on the doors of

classrooms and offices, there are pointers of what is lo-

cated there, or what kind of officer works there. So the

space of university is organized.

Everywhere are the indicator boards showing the

start and end of services, office hours of the officials or

there is also a timetable of lectures and seminars at the

dean's office. So the work of the university is orga-

nized. All institutions are functioning likewise: shops

and cafes, administrative bodies and cultural institu-

tions, and so on. We can never confuse a function of

two adjacent buildings in the city center: the City Hall


and the theatre. Architecture structures clearly tell us:

here is the theater!

Signs are the representants of things. If the word

"presentation" means "submission", the demonstration,

the prefix "re" means "again", "once more". When we

show someone not the thing itself, but what replaces it,

we use the sign. In the science of signs semiotics (from

Greek, sema – sign pointer), there is the basic definition

of sign: it is a thing that stands for another thing. It is

in this sense we say that the sign is a transformed, i.e.

the secondary form of things. What are the signs for?

[5, p. 36-40]

In Gulliver's Travels by Jonathan Swift, there is a

wonderful episode when Lemuel Gulliver finds himself

on the flying island of Laputa. Where he, among other

things, meets a group of philosophers, skeptics, who are

struggling with the ambiguity and even polysemanti-

cism in language. For example, when we say the word

"hand", then what actually do we mean? What is it: a

part of the body at the end of the arm, consisting of a

thumb, four fingers, and a palm? The cards dealt to one

or all players in one round of a card game? A pointer

on a dial, indicator, or gauge, especially on a clock? Or

we come in the hours of attendance and ask if is it pos-

sible to see Mr. Whatshisname? And his secretary an-

swers: it is not here and will not be! What does it mean?

Who, then, is the head of the department? The meaning

of words and expressions are detected in the contexts,

but Laputa skeptics started to solve the problem radi-

cally. They suggested to opt out of words and point the

finger at the right thing or show it to the interlocutor, so

to speak, "live".

It turned out that skeptical philosophers at first

filled their pockets with all sorts of gizmos, then began

to drag behind the knapsacks and sacks with various

objects, but then took the hand carts and finally cart-

loads of different stuff. And what if the thing we want

to speak about is very heavy and non-transportable, is

far away or left in the past and now it has disappeared?

What to bring? Of course, as a satirist, Swift caricatured

the situation, but philosophers-skeptics really existed in

ancient Greece, for example, Pyrrho, but the Greeks did

not reach such extremes as in Laputa.

Meanwhile, some skeptics were right somewhere.

If any sign of things figuratively "stands on its behalf

and on its behalf," it is quite possible to argue that the

original in the origin of signs is the autosemiotic rela-

tion, namely: every thing is a sign of itself. Indeed, if in

a shop window we see the hat, we understand that this

store sells hats and in it you can buy a hat and a cap,

and a panama. If we see on the road at the side of the

pedestal a battered car, then we are likely slow down on

a dangerous part of road. If we see the installed sculpted

statues of buffalo and bear in front of a building, it is

clear that this a stock exchange, and not a hotel or a

swimming pool. Signsare invented when autosemiotic

relation is difficult or even impossible to implement.

Then people create new things, the only purpose of

which is to represent the first kind things that we can

not have, as such, but of which we can know, that is to

have an idea about them, their image. Correlating with

the latter, we will be able to understand what is meant.

You can use anything you like as signs: sounds,

images, smells, gestures, but symbols (from Greek σήμα

– semion, and from Lat. symbolon – sign, contrast ) are

the most commonly used as specifically designed and

well adapted to meet the challenges of communication,

exchange of signs. Symbol is not a part of the subject,

as indication signs, say, traces on the ground or finger-

prints on the surface of things, even though such signs

are particularly interest criminalists. Symbol is not a

"portrait" of things like image signs: drawings, paint-

ings, photos, pantomimes. A symbol is something en-

tirely relative, which relation to the subject, to the pri-

mary set thing is purely conventional (from Lat. con-

ventia – agreement). We just had agreed – and all

agreed with this – that the $ sign is a dollar sign, & re-

places the word "and", and % expresses the percentage

or hundredth of a certain value.

4. TOTALS

From the foregoing, we can constatate that values

are social phenomena, which are determined by the

active nature of man. A person loves or hates something

in which he embodies himself, whether it be children,

things, signs or social roles. In the products of activity,

the existence of man himself continues as an exercise,

as an objectification of himself - his forces, energy,

talents, genius.

5. CONCLUSION

The proposed concept of values allows us to

understand the source of values and the essence of the

value relationship as the emotional experience of any

human achievement - as the success or failure of the

result of efforts and therefore as a matter of pride or

regret and disappointment.

6. REFERENCES

[1] Kryukov V.V. (2015) Philosophy : tutorial for

students and for sientists [Text] / Saarbruchen,

Deutschland/Germany : Academic Publishing.

[2] Kryukov V.V. (2018) Axiology Sum: mono-

graph [Text] / Novosibirsk: NSTU Publisher. – (NSTU

Monographs series).

[3] Kryukov V. (2014) The ranks of values [Text]

/ Canadian Journal of Science, Education and Culture.

– Vol. 2, №1 (5).

[4] Kryukov V. (2016) The modes of political val-

ues [Text] / Science, technology and higher education :

materials of the 11 intern. research and practice conf.,

Canada, Westwood, 19–20 Okt. – Westwood : Accent

Graphics Communications.

[5] Kryukov V. (2016) Language as a sing system

and a value of communication [Text] / The USA Jour-

nal of Applied Sciences. – № 3.


CONCORDIA VICTORIAM GIGNIT1

ГЛОБАЛЬНЫЙ ТЕРРОРИЗМ ИЛИ ТИМИДИЗМ? АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ

ВАРИАНТЫ ПРОФИЛАКТИКИ ТИМИДИЗМА В РАМКАХ

КРИМИНОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РЕЛИГИОЗНОЙ ГИГИЕНЫ НАСЕЛЕНИЯ

Надараиа Заза Георгиевич,

старший преподаватель кафедры

уголовного права и криминологии

Юридического института

ФГБОУ ВО «Красноярский ГАУ»

г. Красноярск, РФ

GLOBAL TERRORISM OR THYMIDISM?

ALTERNATIVE OPTIONS OF PREVENTION OF THYMIDISM

IN THE FRAMEWORK OF THE CRIMINOLOGICAL THEORY

OF RELIGIOUS HYGIENE OF THE POPULATION

Zaza Nadaraia.

Senior Teacher

Department of Criminal Law and

Criminology Law Institute

Krasnoyarsk State Agrarian

University Russian Federation.

Krasnoyarsk city, RF

АННОТАЦИЯ

В данной работе автор предлагает переосмыслить происходящую в современном мире массовую же-

стокость, а именно трансформацию глобального терроризма в нечто иное, значительно более катастро-

фичное явление, дает собственное определение и термин, обозначающий это явление. А также, некоторые

возможные варианты ее профилактики.

Ключевые слова: мир, безопасность, религия, политика, духовность, терроризм, тимидизм, профи-

лактика, лига, лечебное оружие.

ABSTRACT

In this paper, the author proposes to rethink the mass violence that is taking place in the modern world, as

well as the transformation of global terrorism into something else, a much more catastrophic phenomenon. Gives

its own definition and the term denoting this phenomenon. And also, some options for its prevention.

Key words: Peace; Security; Religion; Politicians; Spirituality; Terrorism; Thymidism; Prevention; League;

Healing weapons.

Как показывает время, современная мировая

политика не в состоянии разрешить проблемные

вопросы, возникшие перед нашей цивилизацией.

Мировые политики пытаются разрешить эко-

номические вопросы, признавая их основными для

благополучия человечества. При этом они упус-

кают духовную сферу, ограничившись только куль-

турной, и декларациями о равенстве. Не учитывают

разность фундаментальных взглядов представите-

лей нашей цивилизации по данным вопросам.

Как и всегда, мировая политика пытается ис-

пользовать силовой метод для разрешения нако-

пившихся духовных проблем человечества. Дан-

ный метод заводит нас в тупик, откуда не может

быть мирного выхода без глобальной войны. Про-

должение силового вмешательства провоцирует от-

ветную реакцию по принципу пирамиды, пока вся

система не рухнет и весь мир не окажется под ее

обломками.

1 С лат., «Согласие порождает победу». Примечание автора.

Политики не способны, и не должны быть спо-

собны, разрешать мирным путем, столь деликат-

ную сферу, как духовная, религиозная жизнь чело-

века. Однако они исчерпали свою возможность,

предложив абсолютную свободу совести, что, несо-

мненно, было правильным и необходимым шагом.

Проблема в том, что не все люди хотят, причем

добровольно, иметь этот выбор. Этот выбор их пу-

гает, настораживает, принцип свободы совести вос-

принимается как вторжение в интимную духовную

сферу, попытку отнять веру в Бога, их идентич-

ность. Они думают, что, данный принцип растворит

их в обществе потребления материальных ценно-

стей. Это все вызывает колоссальную мобилизацию

протестных настроений, направленных в неверное

русло. Грубое вмешательство приводит к кристал-

лизации всех крайних чувств, включая неосознан-

ную агрессию, и это нормально, это простой (или

сложный) инстинкт самосохранения.


Разного рода псевдолидеры прекрасно знают

об этом, и начинают под разными мотивами эксплу-

атировать чувства растерянных людей, людей с тя-

желым бытом, людей находящихся в плену соб-

ственных заблуждений. В таком состоянии удобно

и легко найти лидера, переложить всю ответствен-

ность на него и коллективно рафинировать экстре-

миста-предводителя, беспощадного ко всему для

них чужому и непонятному.

Современные политики исходят из опыта Вто-

рой мировой войны, проекцируют себя и события,

происходящее в настоящее время, с историей.

Этого не достаточно, мир другой, он лучше и хуже

одновременно со времен окончания Второй миро-

вой войны. Постепенное нивелирование взглядов в

политико-экономических идеологиях, отсутствие

масштабного противостояния в этой сфере привели

нас к определенной иллюзии, иллюзии безопасного

мира. Вакуум был заполнен быстро и безжалостно

более древними формами идеологий, а именно ре-

лигиозной и имперской.

Последняя в современных условиях переросла

в массовую и циничную жестокость. Это явление

охватывает целые регионы, поглощает территории

государств, разрушает инфраструктуру, процессы

производства, распределения и потребления, вслед-

ствие чего гибнут люди, теряют самобытность.

Все выше перечисленные проблемы обязы-

вают нас применять иные, более радикальные меры

для спасения человечества, и прежде всего осмыс-

ление происходящего вокруг нас.

На мой взгляд, идет процесс (если уже не за-

вершен) трансформации глобального терроризма в

нечто иное, значительно более катастрофичное и

страшное явление в тимидизм (с лат. timidis -

страшный).

Тимидизм–гибридная война с целью уничто-

жения современной цивилизации.

Как я уже отмечал, создается впечатление, что

современная мировая политика и национальные

правоохранительные органы исчерпали свою воз-

можность по борьбе с глобальным терроризмом.

Однако, это не так, мы боремся с новым явлением,

схожими симптомами с терроризмом, старыми ме-

тодами. Глобальный терроризм всего лишь состав-

ная часть тимидизма. Необходимо кроме силового

метода, разработка еще других альтернативных ме-

тодов по борьбе с новым явлением.

Им могут быть:

- Создание Мировой лиги религий по духовной

безопасности человечества;

- Разработка и использование лечебного ору-

жия.

Создание Мировой лиги религий (далее МЛР)

по духовной безопасности человечества на посто-

янно действующей основе. Цель - достижение ре-

лигиозного мира и безопасности, путем ранней

профилактики тимидизма.

В МЛР должны войти представители всех офи-

циально зарегистрированных в государствах, вхо-

дящих в ООН, религиозных объединений пропор-

ционально к религиозным предпочтениям населе-

ния в своих государствах. Механизм

функционирования и принятия обязательных реше-

ний можно позаимствовать у ООН с определен-

ными изменениями.

Основными задачами МЛР могут быть:

- Обсуждение крайних и спорных вопросов

сложного межрелигиозного сосуществования

только на площадке МЛР;

- Не поддерживать политиков крайних взгля-

дов в своих государствах. Не оправдывать их дей-

ствия миссионерством. Изобличать всех носителей

опасных для мира и безопасности человечества

взглядов и убеждений;

- Запрещать все формы принуждения по рели-

гиозным мотивам с целью подрыва духовной без-

опасности человечества на своей религиозной и

конфессиональной территории среди своих после-

дователей;

- Запрещать незаконное нарушение чужих ре-

лигиозных и конфессиональных территорий;

- Уважать на своей религиозной и конфессио-

нальной территории представителей других рели-

гиозных анклавов;

- Постоянно напоминать своим последовате-

лям о мире и уважении в отношении носителей дру-

гих религиозных взглядов, о недопустимости ис-

пользования религиозных убеждений для достиже-

ния политических целей, о недопустимости

применения агрессивных методов при распростра-

нении своих религиозных убеждений;

Основным мировым и национально-государ-

ственным религиям желательно открыть взаимные

представительства на своих территориях.

Список может быть расширен по необходимо-

сти.

Это может привести к дерелигизации между-

народных конфликтов, отсутствию религиозной со-

ставляющей в противостоянии между государ-

ствами (ни в ком случае не предлагаю создание не-

кой новой квазирелигии).

Местом для постоянной штаб-квартиры можно

выбрать любой город на нашей планете, но жела-

тельно в: Иерусалиме, Риме, Оттаве, Токио, Пе-

кине, Канберре, Москве, Дели, Каире, Эр-Рияде,

Стамбуле, Лондоне, Тбилиси, и т. д.

Именно результатом задач мировых и нацио-

нально-государственных религий я вижу дальней-

шую стабильность и безопасность в мире. Религия

единственная сила способная повлиять на обще-

ственное мнение, оторвать своих последователей от

пропасти бессмысленной войны. Пора уже религии

перестать быть для общества носителем только

определенных традиций, ей необходимо показать

свое предназначение, не как сообществу великого

прошлого, а как носителю идеалов будущего и

единственной истины.

Для нейтрализации их антисоциальной дея-

тельности желательно использовать и медицин-

скую профилактику. Например, лечебное оружие

(далее по тексту ЛЕО), аналог всех типов имею-

щихся механических орудий, стреляющее взамен

летального вещества лекарством, в разных дозах и


от разных симптомов противника. Например, успо-

коительными, витаминами в сочетании успокои-

тельными и т.п.

Целью, во всех случаях применения леталь-

ного оружия, является нейтрализация противника,

лишения его способности защититься. Для этого

наша цивилизация применяет примитивные спо-

собы физического уничтожения.

ЛЕО позволит сохранить самое главное - чело-

веческие жизни и со временем даст нам возмож-

ность избавиться от всех видов летального оружия,

даже массового поражения. В место последнего

можно будет использовать ЛЕО массового харак-

тера. На первоначальном этапе ЛЕО можно будет

выдавать полицейским для апробации.

Внедрение предлагаемых мной мер способно

приостановить, а в последующем и значительно со-

кратить антисоциальное влияние на общество со

стороны радикальных культовых элементов во

всем цивилизованном мире.

С уважением, Надараиа З. Г.


МАТЕМАТИКА

𝑪𝟏𝟎-МНОГООБРАЗИЯ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ТЕНЗОРОМ РИЧЧИ

Рустанов Алигаджи Рабаданович

кандидат физико-математических наук, Московский педагогический государственный универси-

тет, Институт социально-гуманитарного образования, доцент кафедры теоретической и специальной

социологии, г. Москва

𝑪𝟏𝟎-MANIFOLDS WITH PARALLEL TENSOR RICCI

Rustanov Aligadzhi Rabadanovich

Candidate of Physics and Mathematics, Moscow Pedagogical State University, Institute of Social and Hu-

manitarian Education, Associate Professor of the Department of Theoretical and Special Sociology, Moscow

АННОТАЦИЯ.

В работе рассматриваются 𝐶10-многообразия с параллельным тензором Риччи, приводятся некоторые

тождества на тензор Риччи, доказано что тензор Риччи 𝐶10-многообразия является Ф-инвариантным. По-

лучена локальная характеризация 𝐶10-многообразия с параллельным тензором Риччи.

ABSTRACT.

We consider 𝐶10-manifolds with parallel Ricci tensor, give some identities to the Ricci tensor, prove that the

Ricci tensor of the 𝐶10-manifold is Φ-invariant. A local characterization of a 𝐶10-manifold with a parallel Ricci

tensor is obtained.

Ключевые слова: тензор Риччи, косимплектическая структура, 𝐶10-многообразие, параллельный тен-

зор Риччи.

Keywords: Ricci tensor, cosymplectic structure, 𝐶10-manifold, parallel Ricci tensor.

0. Введение

Одним из наиболее содержательных примеров

дифференциально-геометрических структур со-

ставляют почти контактные метрические струк-

туры. Интерес к теории этих структур обоснован

богатством внутреннего содержания самой теории,

а также ее взаимосвязями с другими разделами

дифференциальной геометрии. Особенно с почти

эрмитовой геометрией. Чинья и Гонзалез [1] провел

классификацию почти контактных метрически

структур, аналогичную классификации Грея-

Хервеллы почти эрмитовых структур. Кириченко

В.Ф. в [2] получил из других соображений подоб-

ную классификацию почти контактных метриче-

ских структур. Классификация почти контактных

метрических структур в отличие от классификации

почти эрмитовых структур является практически

необозримой. Более того, внутри этих классов есте-

ственно выделяются ряд других подклассов. В

настоящее время по тем или иным соображениям

изучается лишь небольшое число этих классов.

Наиболее изученным является класс косимплекти-

ческих многообразий. Представляет интерес изуче-

ние наиболее интересных и естественных обобще-

ний этого класса многообразий. Одним из таких

обобщений являются 𝐶10-многообразия в класси-

фикации Чинья и Гонзалеза [1]. В данной работе мы

изучаем геометрию тензора Риччи 𝐶10-многообра-

зий.

Работа организована следующим образом. В

первом параграфе мы приводим необходимые для

дальнейшего исследования сведения о почти кон-

тактных метрических многообразиях класса 𝐶10.

Доказаны несколько тождеств, которым удовлетво-

ряет тензор Риччи 𝐶10-многообразия. В параграфе 2

мы доказываем, что тензор Риччи 𝐶10-многообра-

зия является Ф-инвариантным. Основным резуль-

татом данного параграфа, как и всей статьи явля-

ется Теорема 2.3, дающая локальную характериза-

цию 𝐶10-многообразий с параллельным тензором

Риччи.

1. Определение и основные свойства 𝑪𝟏𝟎-

многообразий

Все многообразия, рассматриваемые в данной

работе, предполагаются гладкими класса 𝐶∞ и связ-

ными.

Определение 1.1 [2]. Почти контактной мет-

рической структурой на многообразии М называ-

ется тройка (Φ, 𝜉, 𝜂) тензорных полей на этом мно-

гообразии, где Ф – эндоморфизм модуля 𝒳(𝑀),

называемый структурным эндоморфизмом, ξ –

векторное поле, называемое характеристическим,

– дифференциальная 1-форма, называемая кон-

тактной формой структуры. При этом

1) 𝜂(𝜉) = 1; 2) 𝜂 ∘ Φ = 0; 3) Φ(𝜉) = 0; 4) Φ2 = −𝑖𝑑 + 𝜂⨂𝜉. (1.1)

Если, кроме того, на М фиксирована риманова структура 𝑔 = ⟨⋅,⋅⟩, такая, что

⟨Φ𝑋, Φ𝑌⟩ = ⟨𝑋, 𝑌⟩ − 𝜂(𝑋)𝜂(𝑌); 𝑋, 𝑌 ∈ 𝒳(𝑀),(1.2)

четверка (Φ, 𝜉, 𝜂, 𝑔) называется почти контактной метрической (короче, AC-) структурой. Много-

образие, на котором фиксирована (почти) контактная [метрическая] структура, называется, соответ-

ственно, (почти) контактным [метрическим] многообразием.

Определение 1.2 [3]. Почти контактная метрическая структура, характеризуемая тождеством


∇𝑋(Φ)𝑌 + ∇𝑌(Φ)𝑋 = 𝜉∇𝑌(𝜂)Φ𝑋 + 𝜂(𝑌)∇Φ𝑋𝜉; ∀𝑋, 𝑌 ∈ 𝑋(𝑀). (1.3)

называется 𝑪10-структурой. Почти контактное метрическое многообразие, снабженное 𝐶10-структу-

рой называется 𝑪10-многообразием.

Теорема 1.1 [3]. Полная группа структурных уравнений 𝐶10-структуры на пространстве присоединен-

ной G-структуры имеет вид:

1) 𝑑𝜔 = 𝐹𝑎𝑏𝜔𝑎 ∧ 𝜔𝑏 + 𝐹𝑎𝑏𝜔𝑎 ∧ 𝜔𝑏; 2) 𝑑𝜔𝑎 = −𝜃𝑏𝑎 ∧ 𝜔𝑏 + 𝐹𝑎𝑏𝜔𝑏 ∧ 𝜔; 3) 𝑑𝜔𝑎 = 𝜃𝑎

𝑏 ∧ 𝜔𝑏 + 𝐶𝑎𝑏𝑐𝜔𝑏 ∧

𝜔𝑐 + 𝐹𝑎𝑏𝜔𝑏 ∧ 𝜔; 4) 𝑑𝜃𝑏𝑎 + 𝜃𝑐

𝑎 ∧ 𝜃𝑏𝑐 = (𝐴𝑏𝑐

𝑎𝑑 − 𝐹𝑎𝑑𝐹𝑏𝑐)𝜔𝑐 ∧ 𝜔𝑑; 5) 𝑑𝐹𝑎𝑏 − 𝐹𝑐𝑏𝜃𝑎𝑐 − 𝐹𝑎𝑐𝜃𝑏

𝑐 = 0; 6) 𝑑𝐹𝑎𝑏 +

𝐹𝑐𝑏𝜃𝑐𝑎 + 𝐹𝑎𝑐𝜃𝑐

𝑏 = 0; 7) 𝑑𝐴𝑏𝑐𝑎𝑑 + 𝐴𝑏𝑐

ℎ𝑑𝜃ℎ𝑎 + 𝐴𝑏𝑐

𝑎ℎ𝜃ℎ𝑑 − 𝐴ℎ𝑐

𝑎𝑑𝜃𝑏ℎ − 𝐴𝑏ℎ

𝑎𝑑𝜃𝑐ℎ = 𝐴𝑏𝑐ℎ

𝑎𝑑 𝜔ℎ + 𝐴𝑏𝑐𝑎𝑑ℎ𝜔ℎ, (1.4)

где

𝐹𝑎𝑏 + 𝐹𝑏𝑎 = 0, 𝐹𝑎𝑏 + 𝐹𝑏𝑎 = 0, 𝐹𝑎𝑏̅̅ ̅̅ ̅ = 𝐹𝑎𝑏 , 𝐴[𝑏𝑐]𝑎𝑑 = 𝐴𝑏𝑐

[𝑎𝑑]= 0, 𝐹𝑎[𝑏𝐹𝑐𝑑] = 𝐹𝑎[𝑏𝐹𝑐𝑑] = 0, 𝐴𝑏[𝑐ℎ]

𝑎𝑑 =

0, 𝐴𝑏𝑐𝑎[𝑑ℎ]

= 0, 𝐴𝑏[𝑐𝑎𝑑 𝐹|𝑑|𝑔] = 𝐹𝑎𝑑𝐹𝑏[𝑐𝐹|𝑑|𝑔], 𝐴𝑏𝑐

𝑎[𝑑𝐹|𝑐|𝑔] = 𝐹𝑎[𝑑𝐹𝑏𝑐𝐹|𝑐|𝑔]. (1.5)

Тождество 𝐴𝑏[𝑐𝑎𝑑 𝐹|𝑑|𝑔] = 𝐹𝑎𝑑𝐹𝑏[𝑐𝐹|𝑑|𝑔] называется первым фундаментальным тождеством, тожде-

ство 𝐹𝑎[𝑏𝐹𝑐𝑑] = 0 называется вторым фундаментальным тождеством.

Предложение 1.2 [3]. 𝐶10-многообразие является косимплектической тогда и только тогда, когда

𝐹𝑎𝑏 = 𝐹𝑎𝑏 = 0, т.е. 𝐹(𝑋) = 0.

Для тензорных компонент формы римановой связности на пространстве присоединенной G-

структуры имеют место следующие соотношения [3]:

1) 𝜃�̂�𝑎 = 0; 2) 𝜃𝑏

�̂� = 0; 3) 𝜃�̂�0 = −𝜃0

𝑎 = 𝐹𝑎𝑏𝜔𝑏; 4) 𝜃𝑎0 = −𝜃0

�̂� = 𝐹𝑎𝑏𝜔𝑏. (1.6)

Напомним, что существенные ненулевые компоненты тензора римановой кривизны имеют вид [3]:

1) 𝑅𝑎�̂�00 = 𝐹𝑏𝑐𝐹𝑐𝑎; 2) 𝑅𝑏𝑐�̂�

𝑎 = 𝐴𝑏𝑐𝑎𝑑; 3) 𝑅�̂�𝑐̂�̂�

𝑎 = −𝐹𝑎𝑏𝐹𝑐𝑑; 4) 𝑅𝑏𝑐𝑑�̂� = −𝐹𝑎𝑏𝐹𝑐𝑑, (1.7)

плюс соотношения, полученные с учетом классических свойств симметрии тензора римановой кри-

визны. Остальные компоненты этого тензора нулевые.

Ковариантные компоненты тензора Риччи на пространстве присоединенной G-структуры имеют вид

[3]:

1) 𝑆00 = −2𝐹𝑎𝑏𝐹𝑏𝑎; 2) 𝑆𝑎�̂� = 𝑆�̂�𝑎 = 𝐴𝑎𝑐𝑏𝑐 − 𝐹𝑏𝑐𝐹𝑐𝑎, (1.8)

остальные компоненты нулевые.

Скалярная кривизна [3]

𝜒 = 2𝐴𝑎𝑏𝑎𝑏 − 4𝐹𝑎𝑏𝐹𝑏𝑎. (1.9)

Длину тензорного поля Т, определенного на М, обозначается через ‖𝑇‖ и определяется формулой

‖𝑇‖2 = 𝑔(𝑇, 𝑇). Вычислим длину структурного тензора 𝐶10-структуры. ‖𝐹(𝑋)‖2 = 𝑔(𝐹(𝑋), 𝐹(𝑋)) =

𝑔𝑖𝑗𝐹𝑖(𝑋)𝐹𝑗(𝑋) = 𝑔𝑎�̂�𝐹𝑎(𝑋)𝐹𝑏(𝑋) + 𝑔�̂�𝑏𝐹𝑎(𝑋)𝐹𝑏(𝑋) = 2𝐹𝑎𝑐𝐹𝑐𝑏𝑋𝑏𝑋𝑎 = −2𝐹𝑎𝑐𝐹𝑏𝑐𝑋𝑏𝑋𝑐.

Теорема 1.3. Пусть М – 𝐶10-многообразие. Тогда тензор Риччи удовлетворяет следующим тожде-

ствам:

1) 𝑆(𝜉, 𝜉) = 2𝐹𝑎𝑏𝐹𝑎𝑏 = 2 ∑ |𝐹𝑎𝑏|2𝑎,𝑏 ;

2) 𝑆(𝜉, 𝑋) = −2𝜂(𝑋) ∑ |𝐹𝑎𝑏|2𝑎,𝑏 ;

3) 𝑆(𝜉, Φ𝑋) = 0;

4) 𝑆(Φ𝑋, 𝑌) + 𝑆(𝑋, Φ𝑌) = 0; 𝑋, 𝑌 ∈ 𝒳(𝑀).

Доказательство: Применяя процедуру восстановления тождества к равенствам 𝑆00 = −2𝐹𝑎𝑏𝐹𝑏𝑎,

𝑆0𝑎 = 0, получим равенства 1) и 2). сделав замену 𝑋 → Φ𝑋 в тождестве 2), получим тождество 3). Приме-

няя процедуру восстановления тождества к соотношениям 𝑆𝑎𝑏 = 0, получим 𝑆(Φ2𝑋, Φ2𝑌) − 𝑆(Φ𝑋, Φ𝑌) =0. Если в полученном тождестве сделать замену 𝑋 → Φ𝑋, то с учетом тождества 3), получим тождество 4).

§2. 𝑪𝟏𝟎-многообразие с -параллельным тензором Риччи

Пусть 𝑀2𝑛+1 – почти контактное метрическое (короче, AC-) многообразие, снабженное AC-

структурой (𝜉, 𝜂, Φ, 𝑔 = ⟨∙,∙⟩).

Определение 2.1. Скажем, что AC-многообразие имеет Ф-инвариантный тензор Риччи, если

Φ𝑄 = 𝑄Φ. (2.1)

Расписывая равенство (2.1) на пространстве присоединенной G-структуры, получим, что если AC-

многообразие имеет Ф-инвариантный тензор Риччи, то имеют место следующие соотношения:

1) 𝑆0𝑎 = 𝑆0�̂� = 𝑆𝑎0 = 𝑆�̂�0 = 0; 2) 𝑆𝑎𝑏 = 𝑆�̂��̂� = 0. (2.2)

Верно и обратное, т.е. если на пространстве присоединенной G-структуры верны соотношения (2.2).

То AC-многообразие имеет Ф-инвариантный тензор Риччи.

Т.е. имеет место следующая теорема.

Теорема 2.1. AC-многообразие имеет Ф-инвариантный тензор Риччи тогда и только тогда, когда на

пространстве присоединенной G-структуры справедливы равенства 1) 𝑆0𝑎 = 𝑆0�̂� = 𝑆𝑎0 = 𝑆�̂�0 =0; 2) 𝑆𝑎𝑏 = 𝑆�̂��̂� = 0.

Пусть 𝑀2𝑛+1 – AC-многообразие, снабженное 𝐶10-структурой (𝜉, 𝜂, Φ, 𝑔 = ⟨∙,∙⟩). Поскольку компо-

ненты тензора Риччи удовлетворяют условиям теоремы 1, т.е. имеют место равенства 1) 𝑆0𝑎 = 𝑆𝑎0 = 𝑆0�̂� =𝑆�̂�0 = 0; 2) 𝑆𝑎𝑏 = 𝑆�̂��̂� = 0, то тензор Риччи 𝐶10-многообразия является Ф-инвариантным. Т.е. имеет место

следующая теорема.

Теорема 2.2. Тензор Риччи 𝐶10-многообразия является Ф-инвариантным.


Введем обозначения 𝐴𝑏𝑎 = 𝐴𝑏𝑐

𝑎𝑐, 𝐹𝑏𝑎 = 𝐹𝑎𝑐𝐹𝑐𝑏. С учетом (1.4:7) имеем 𝑑𝐴𝑏𝑐

𝑎𝑐 + 𝐴𝑏𝑐ℎ𝑐𝜃ℎ

𝑎 + 𝐴𝑏𝑐𝑎ℎ𝜃ℎ

𝑐 − 𝐴ℎ𝑐𝑎𝑐𝜃𝑏

ℎ −

𝐴𝑏ℎ𝑎𝑐 𝜃𝑐

ℎ = 𝐴𝑏𝑐ℎ𝑎𝑐 𝜔ℎ + 𝐴𝑏𝑐

𝑎𝑐ℎ𝜔ℎ, т.е. 𝑑𝐴𝑏𝑎 + 𝐴𝑏

ℎ𝜃ℎ𝑎 − 𝐴ℎ

𝑎𝜃𝑏ℎ = 𝐴𝑏ℎ

𝑎 𝜔ℎ + 𝐴𝑏𝑎ℎ𝜔ℎ. И согласно (1.4:5) и (1.4:6), имеем

𝑑𝐹𝑏𝑎 = (𝑑𝐹𝑎𝑐)𝐹𝑐𝑏 + 𝐹𝑎𝑐(𝑑𝐹𝑐𝑏) = −(𝐹𝑑𝑐𝜃𝑑

𝑎 + 𝐹𝑎𝑑𝜃𝑑𝑐)𝐹𝑐𝑏 + 𝐹𝑎𝑐(𝐹𝑑𝑏𝜃𝑐

𝑑 + 𝐹𝑐𝑑𝜃𝑏𝑑) = −𝐹𝑑𝑐𝐹𝑐𝑏𝜃𝑑

𝑎 −

𝐹𝑎𝑑𝐹𝑐𝑏𝜃𝑑𝑐 + 𝐹𝑎𝑐𝐹𝑑𝑏𝜃𝑐

𝑑 + 𝐹𝑎𝑐𝐹𝑐𝑑𝜃𝑏𝑑, т.е. 𝑑𝐹𝑏

𝑎 + 𝐹𝑏𝑐𝜃𝑐

𝑎 − 𝐹𝑐𝑎𝜃𝑏

𝑐 = 0.

Таким образом,

1) 𝑑𝐴𝑏𝑎 + 𝐴𝑏

ℎ𝜃ℎ𝑎 − 𝐴ℎ

𝑎𝜃𝑏ℎ = 𝐴𝑏ℎ

𝑎 𝜔ℎ + 𝐴𝑏𝑎ℎ𝜔ℎ; 2) 𝑑𝐹𝑏

𝑎 + 𝐹𝑏𝑐𝜃𝑐

𝑎 − 𝐹𝑐𝑎𝜃𝑏

𝑐 = 0. (2.3)

Определение 2.2. Скажем, что тензор Риччи S AC-многообразия является: параллельным [5], если

∇𝑆 = 0; -параллельным [5], если ∇𝑋(𝑆)(Φ𝑌, Φ𝑍) = 0, ∀𝑋, 𝑌, 𝑍 ∈ 𝒳(𝑀).

Поскольку тензор Риччи является тензором типа (2,0), то по Основной теореме тензорного анализа

его компоненты на пространстве главного расслоения реперов над М удовлетворяют соотношениям [2]:

𝑑𝑆𝑖𝑗 − 𝑆𝑘𝑗𝜃𝑖𝑘 − 𝑆𝑖𝑘𝜃𝑗

𝑘 = 𝑆𝑖𝑗,𝑘𝜔𝑘, (2.4)

где {𝑆𝑖𝑗,𝑘} – система гладких функций, служащая компонентами тензора ∇𝑆.

Расписывая (2.4) на пространстве присоединенной G-структуры, с учетом (1.4), (1.6), (1.8) и (2.3), по-

лучим:

1) 𝑆0𝑎,𝑏 = 𝐴𝑎𝑑𝐹𝑑𝑏 − 2𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑏𝐹𝑐𝑑 − 𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑐𝐹𝑑𝑏; 2) 𝑆0�̂�,�̂� = 𝐴𝑑

𝑎𝐹𝑑𝑏 + 2𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑏𝐹𝑑𝑐 + 𝐹𝑑𝑐𝐹𝑎𝑐𝐹𝑑𝑏; 3) 𝑆𝑎0,𝑏 =

𝐴𝑎𝑑𝐹𝑑𝑏 − 2𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑏𝐹𝑐𝑑 − 𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑐𝐹𝑑𝑏; 4) 𝑆𝑎�̂�,𝑑 = 𝐴𝑎𝑑

𝑏 ; 5) 𝑆𝑎�̂�,�̂� = 𝐴𝑎𝑏𝑑; 6) 𝑆�̂�0,�̂� = 𝐴𝑑

𝑎𝐹𝑑𝑏 − 2𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑏𝐹𝑐𝑑 −

𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑐𝐹𝑑𝑏; 7) 𝑆�̂�𝑏,𝑐 = 𝐴𝑎𝑐𝑏 ; 5) 𝑆�̂�𝑏,𝑐̂ = 𝐴𝑎

𝑏𝑐, (2.5)

а остальные компоненты нулевые.

Пусть М является 𝐶10-многообразием с параллельным тензором Риччи, т.е. имеет место равенство

∇𝑆 = 0. На пространстве присоединенной G-структуры это равенство равносильно соотношениям 𝑆𝑖𝑗,𝑘 =

0. В частности, 𝑆0𝑎,𝑏 = 𝐴𝑎𝑑𝐹𝑑𝑏 − 2𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑏𝐹𝑐𝑑 − 𝐹𝑐𝑑𝐹𝑎𝑐𝐹𝑑𝑏 = 0, т.е.

𝐴𝑎𝑐 𝐹𝑐𝑏 = 𝐹𝑎

𝑐𝐹𝑐𝑏 − 2𝐹𝑐𝑐𝐹𝑎𝑏. (2.6)

Рассмотрим первое фундаментальное тождество, т.е. 𝐴𝑏[𝑐𝑎𝑑 𝐹|𝑑|𝑔] = 𝐹𝑎𝑑𝐹𝑏[𝑐𝐹|𝑑|𝑔], т.е.

𝐴𝑏𝑐𝑎ℎ𝐹ℎ𝑑 − 𝐴𝑏𝑑

𝑎ℎ𝐹ℎ𝑐 = 𝐹𝑑𝑎𝐹𝑏𝑐 − 𝐹𝑐

𝑎𝐹𝑏𝑑. (2.7)

Свернем тождество (2.7) по индексам a и b, тогда

𝐴𝑐ℎ𝐹ℎ𝑑 − 𝐴𝑑

ℎ𝐹ℎ𝑐 = 𝐹𝑑ℎ𝐹ℎ𝑐 − 𝐹𝑐

ℎ𝐹ℎ𝑑. (2.8)

Подставим (2.6) в (2.8), тогда 𝐴𝑏𝑐 𝐹𝑐𝑎 = 2𝐹𝑎

𝑐𝐹𝑐𝑏 − 2𝐹𝑐𝑐𝐹𝑎𝑏 − 𝐹𝑏

𝑐𝐹𝑐𝑎. В полученном тождестве переобозна-

чим a и b, тогда

𝐴𝑎𝑐 𝐹𝑐𝑏 = 2𝐹𝑏

𝑐𝐹𝑐𝑎 − 2𝐹𝑐𝑐𝐹𝑏𝑎 − 𝐹𝑎

𝑐𝐹𝑐𝑏. (2.9)

Из (2.6) и (2.9) получим:

2𝐹𝑐𝑐𝐹𝑏𝑎 = 𝐹𝑎

𝑐𝐹𝑐𝑏 − 2𝐹𝑏𝑐𝐹𝑐𝑎. (2.10)

Рассмотрим теперь второе фундаментальное тождество, т.е. 𝐹𝑎[𝑏𝐹𝑐𝑑] = 0. Свернем это тождество с

объектом 𝐹𝑑ℎ, тогда 𝐹𝑎𝑏𝐹𝑐𝑑𝐹𝑑ℎ + 𝐹𝑎𝑐𝐹𝑑𝑏𝐹𝑑ℎ + 𝐹𝑎𝑑𝐹𝑏𝑐𝐹𝑑ℎ = 0, т.е. 𝐹𝑐ℎ𝐹𝑎𝑏 − 𝐹𝑏

ℎ𝐹𝑎𝑐 + 𝐹𝑎ℎ𝐹𝑏𝑐 = 0. Полученное

тождество свернем по индексам c и h, тогда

𝐹𝑐𝑐𝐹𝑎𝑏 = 𝐹𝑎

𝑐𝐹𝑐𝑏 − 𝐹𝑏𝑐𝐹𝑐𝑎. (2.11)

Из (2.10) и (2.11) следует, что 𝐹𝑎𝑐𝐹𝑐𝑏 = 0, а, зна-

чит, 𝐹𝑐𝑐𝐹𝑎𝑏 = 0, т.е. 𝐹𝑎𝑏 = 0.

Таким образом, согласно Предложения 1.2,

𝐶10-многообразие с параллельным тензором Риччи

является косимплектическим многообразием. И

учитывая локальное строение косимплектических

многообразий [2] доказана следующая теорема.

Теорема 2.3. 𝐶10-многообразие с параллель-

ным тензором Риччи является косимплектическим

многообразием, а значит локально эквивалентно

произведению келерова многообразия на веще-

ственную прямую. Если многообразие односвязно,

то указанные локальные эквивалентности можно

выбрать глобальными.

Список использованной литературы

1. D. Chinea, C. Gonzalez. Classification of al-

most contact metric structures // Annali di Matematica

pura ed applicata (IV). - 1990. – V, CLVI. - P. 15-36.

2. Кириченко В.Ф. Дифференциально-геомет-

рические структуры на многообразиях. Издание

второе дополненное. Одесса, «Печатный дом»,

2013.

3. А.Р. Рустанов. Тождества кривизны почти

контактных метрических многообразий класса 𝐶10

// Преподаватель XXI век. – 2010. - № 4. - С. 199-

207.

4. В.Ф. Кириченко, А.Р. Рустанов. Дифферен-

циальная геометрия квази-сасакиевых многообра-

зий // Математический сборник, т. 193, № 8, 2002,

71-100.

5. C. Calin. Kenmotsu manifolds with -parallel

Ricci tensor. // Bull. Soc. Math. Banja Luka, 10 (2003),

10-15.


НАУКИ О ЗЕМЛЕ И ПЛАНЕТЫ

ПРИРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ГОРОДА КРАСНОЯРСКА И

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА

О.В. Костренко

Аспирант, Факультет Геоморфология и Эволюционная география

Красноярский государственный педагогический университет

им. В.П. Астафьева,

г. Красноярск,

THE NATURAL POTENTIAL OF THE CITY OF KRASNOYARSK AND ENVIRONMENTAL

CONDITIONS

O.V. Kostrenko

Postgraduate student, Faculty of Geomorphology and Evolutionary Geography

Krasnoyarsk State Pedagogical University

them. V.P. Astafieva,

city of Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ :

В настоящее время пригородные леса г. Красноярска испытывают значительные техногенные и ре-

креационные нагрузки и особенно пылевые. В связи с особенностями рельефа градостроительная за-

стройка ведется вдоль русла реки Енисей, и равнинных участках левого берега. Красноярск построен в

долине реки Енисей, то есть в самой низкой форме рельефа, где скапливается в воздухе тяжелые металлы

и другие вредные вещества. Большое количество заводов и предприятий на территории города, города с

производством опасных и вредных предприятий находятся рядом: Железногорск, Ачинск, Назарово. Все

это ухудшает обстановку в городе Красноярск.

ABSTRACT:

Currently, the suburban forests of Krasnoyarsk are experiencing significant man-caused and recreational

loads and especially dust. In connection with the peculiarities of the relief, urban development is conducted along

the Yenisei River, and the flat sections of the left bank. Krasnoyarsk is built in the valley of the Yenisei River, that

is, in the lowest form of relief, where heavy metals and other harmful substances accumulate in the air. A large

number of factories and enterprises in the city, cities with the production of hazardous and harmful enterprises are

nearby: Zheleznogorsk, Achinsk, Nazarovo. All this worsens the situation in the city of Krasnoyarsk.

Ключевые слова : Красноярск; деревья; лес; эрозия; рельеф; экология; загрязнение.

Key words: Krasnoyarsk; trees; forest; erosion; relief; ecology; pollution.

Огромное влияние на размещение строитель-

ных площадок оказывает рельеф г. Краснояр-

ска. Красноярск расположен в долине р. Енисей.

Территория в геологическом отношении является

стыком трёх геоморфологических районов: долины

Енисея и прилегающих к долине Енисея плато,

предгорий Восточного Саяна. Здесь выделяется

пойма и девять надпойменных террас, объединяе-

мых в три комплекса: верхний (террасы I, II, III и

IV), средний (террасы V и VI) и нижний (террасы

VII и VIII). Поверхность всех террас в результате

длительного и сильного размыва денудирована и не

всегда имеет чётко выраженный уступ.

В рельефе наблюдается несколько генетиче-

ских типов: эндогенный - развит в долине реки Бе-

рёзовка, горы Чёрная Сопка, в районе Дивногорска

и представлен крутыми горными склонами; струк-

турно-денудационный рельеф наиболее ярко выра-

жен в долине реки Кача, его основной формой яв-

ляются куэсты; денудационный рельеф выражен

поверхностями выравнивания с высотами от 250 до

750 метров в окрестностях Красноярска;

1. Хорошо развит эрозионно-денудационный

рельеф, что объясняется активной деятельностью

рек.

2. Эрозионный рельеф связан преимуще-

ственно с долинами малых рек, речек, ручьёв.

3 Водно-аккумулятивный рельеф представлен

надпойменными террасами Енисея.

4 Карстовый рельеф развит в пределах Торга-

шинского хребта и обусловлен распространением

здесь известняков и доломитов. Здесь много пещер,

наиболее известные - Торгашинская, Ледяная, Мок-

рая.

Сейсмически Красноярск считается безопас-

ным городом. Эпицентры землетрясений в Сибир-

ском округе – Республика Тыва, расположенная

южнее Красноярского края, и Иркутская область,

район озера Байкал. Два Землетрясения в Тыве,

произошедшие зимой 2011-2012 гг. в Тыве, не оста-

вили в покое и Красноярск. В городе произошло 2

землетрясения мощностью 4-5 баллов. Крупный

промышленный центр г. Красноярск расположен на

обоих берегах р. Енисей. Особенности орографии и

http://nesiditsa.ru/region/tiva

http://nesiditsa.ru/region/irkutskaya


рельефа города существенно влияют на формирова-

ние его экологической среды. Климатические осо-

бенности приводят к нарушению циркуляции воз-

душных масс и снижению рассеивающей способно-

сти атмосферы, последнее обстоятельство

способствует накоплению загрязнителей в городе и

пригородной зоне.

Красноярск расположился в умеренном клима-

тическом поясе, в самом сердце Евразийского кон-

тинента, потому климат в городе сухой и резко-кон-

тинентальный со значительными изменениями тем-

пературы дня и ночи, зимы и лета.

Гидрографическая сеть г. Красноярска тяго-

теет к р. Енисей, общей длиной от истоков Малого

Енисея - 4287 км. В черте города Енисей имеет про-

тяженность около 30 км. Ширина реки в окрестно-

стях Красноярска колеблется от 720 м. до 3 км (в

местах, где русло реки разветвляется островами на

протоки). Глубина реки в отдельных местах дости-

гает 6 м. и местами регулируется искусственно.

Загрязнение воздуха в настоящее время – су-

щественная проблема для города, большая часть

районов располагается в низменности, и в жаркие

солнечные дни можно увидеть, как над городом

оседает тяжелый смог. Это вредные выбросы ме-

таллургических предприятий. В настоящее время

экологические законы ужесточают ответственность

за вредные выбросы.

Если в южной части города ГЭС влияет на кли-

мат, то ниже по Енисею на севере, в 50 километрах

от города существует еще одна вредная угроза для

экологии. Там расположен небольшой город Же-

лезногорск, который долгое время имел статус за-

крытого, ведь город был построен специально для

работников Горно-Химического Комбината.

Радиация в Красноярске превышает допусти-

мый уровень. Город расположен в низменности, в

жаркую погоду можно увидеть, как над ним обра-

зуется шапка серого смога – это тяжелые взвеси вы-

хлопных газов. Впрочем, такая проблема сегодня

знакома всей стране, ведь огромное количество ав-

томобилей, появившихся на дорогах городов, за-

грязняют окружающую среду.

Грязная атмосфера считается в районах Желез-

нодорожном и Центральном. Советский район хоть

и считается областью повышенной опасности, он

расположен на Розе ветров, поэтому смог здесь

надолго не задерживается. Лишь в новых районах

достаточно мало деревьев, это связанно с тем, что

дома молодые. Озеленение – гордость города, а на

центральных улицах каждое лето высаживают

пальмы, которые всю зиму содержатся в ботаниче-

ском саду. Такой гордостью может похвастаться

лишь один Сибирский город.

В настоящее время пригородные леса г. Крас-

ноярска испытывают значительные техногенные и

рекреационные нагрузки и особенно пылевые. Ма-

териалы ежегодных отчетов свидетельствуют, что

Красноярск по уровню загрязнения лидирует среди

городов края. Ореол загрязнения имеет зональную

структуру. Интенсивно пылят ТЭЦ и ГРЭС города,

цементный завод. Пыль в виде аэрозолей поступает

с целлюлозно-бумажного комбината, алюминие-

вого и химического заводов. В состав промышлен-

ной пыли входят различные микроэлементы, среди

них наиболее биологически активными и токсич-

ными для человека и растений являются соедине-

ния свинца, цинка, ванадия молибдена, фтора,

хрома. В 2012-2013 гг. в пригородных сосновых и

березовых насаждениях разнотравной группы ти-

пов леса проводилась их комплексная экологиче-

ская оценка. Одна из задач исследований состояла

в выявлении уровней техногенных (техногенная

пыль, тяжелые металлы, фтор) и рекреационных

нагрузок на пригородные леса и моделировании

влияния этих нагрузок на компоненты фитоцено-

зов. Исследования проводились на мониторинго-

вых пробных площадях, заложенных по розе ветров

на различном расстоянии от города в Есаульском,

Березовском сосновых массивах, в березняках Ба-

зайской лесной дачи. Березовский и Есаульский

боры, по данным дешифрирования спутниковых

снимков снегового покрова, находятся в зоне хро-

нического загрязнения за счет газообразных и пы-

левых выбросов г. Красноярска.

Определено, что максимальное загрязнение

испытывают березняки, продуцирующие под влия-

нием известняковых карьеров, ТЭЦ-2 и цементного

завода города. В летний период фитомассой древо-

стоя аккумулируется до 75% пыли от количества,

выпадающего на опушках. Березняки, произраста-

ющие непосредственно в зоне влияния тепловых

станций города и КрАЗа накапливают техногенной

пыли до 20 г/кг. сух. массы. Содержание фтора в

листьях варьирует от 15 до 48 мг/кг сух. массы.

Сосновые насаждения, произрастающие в зоне вли-

яния ТЭЦ-1, алюминиевого и целлюлозно-бумаж-

ного заводов, завода “Химволокно” осаждают и ак-

кумулируют пыль до 71% от количества, выпадаю-

щего на открытом месте. Под пологом насаждений

седиментируется до 50% пыли. Установлено, что

химический состав соединений на поверхности сос-

новых насаждений в зоне влияния г. Красноярска

отражает состав газообразных и пылевидных про-

мышленных выбросов города. Выявлено, что на по-

верхности хвои в загрязненных древостоях осажда-

ется в 3-4 раза больше микроэлементов (Pb, Cu, Zn,

Co, V, Cr, Mn, Ni, Sr, F), чем в условно чистом

насаждении. При этом свинца, цинка и фтора

накапливается в подветренной части насаждения на

подросте больше, по сравнению с хвоей древостоя.

Рассчитанная потенциально возможная аккумуля-

ция микроэлементов поверхностью хвои показала,

что за вегетационный период поверхность 1 га хвои

может перехватывать от 80 до 366 г микроэлемен-

тов в загрязненных массивах и 35 г в условно чи-

стом контроле. В хвое как опушечных, так и от-

дельно стоящих сосен в массивах Березовском и

Есаульском накапливается фтора от 7,7 до 21,3

мг/кг сух. массы. В среднем в хвое содержится в 5-

11 раз больше фтора техногенного происхождения

по сравнению с чистыми насаждениями Юксеев-

ского бора.

Выявлено, что содержания фтора в лесных

почвах в Березовском бору составляет 2,5 ПДК, в


Есаульском бору – 2,1 ПДК, что значительно

больше в сравнении с фоновой территорией - Пого-

рельский бор – 0,2 ПДК, (1,6 мг/кг) и чистым фоном

- Юксеевский бор – 0,1 ПДК. Как правило, в зоне

влияния крупных промышленных центров интен-

сивная техногенная нагрузка в пригородных лесах

сочетается с рекреационной. Такое сочетание при-

водит к двойному негативному воздействию и неиз-

бежно подавляет жизнедеятельность лесных экоси-

стем, что нередко приводит к появлению различ-

ных стадий дигрессии

В связи особенностями рельефа градострои-

тельная застройка ведется вдоль русла реки Енисей,

и равнинных участках левого берега. Возвышен-

ный рельеф г. Красноярска ограничивает выбор

строительных площадок, поэтому левый равнин-

ный берег Енисея более подходит для строитель-

ства. Рельеф оказывает влияние на расположение

зданий. На размещение зданий непосредственно

связано с величиной уклона территории. Уклон до

1 % не влияет на размещение длинных (100 м) зда-

ний, а при 2-2,5 % - на размещение коротких (50 м).

При уклоне 3-4 % протяженные здания размещают

преимущественно параллельно горизонталям или с

отклонением от них в пределах 20-30°. Поперек го-

ризонталей (вдоль уклона) в этих случаях ставят

только короткие (односекционные) здания. При

уклонах 5-15 % здания располагают вдоль горизон-

талей с отклонением не более 2-3°.

Список литературы:

1. Герасимова А.С., Красилова П.С. Инже-

нерно-геологическая карта г.Красноярска мас-

штаба 1:50 000, листы О-46-138-Г, 139-В, -46-7-А, -

6-Б (отчёт) / А.С. Герасимова, П.С. Красилова. –

Красноярск: МИНГЕО РСФСР, 1968. – 191 с.

2. Горюнов А.А. Экзогенные геологические

процессы и явления Чулымо-Енисейского между-

речья и их значения для строительства //Влияние

геодинамических процессов на формирование ре-

льефа Сибири. Новосибирск, Наука, 1974, с.90-96

3. Гречищева С.Е.. Методика изучения и про-

гноза экзогенных геологических процессов / под

ред. А.И. Шеко, - М.: Недра, 1988. – 216 с.

4. Градостроительство Сибири [Текст] / Рос.

акад. архитектуры и строит. наук, НИИ теории и ис-

тории архитектуры и градостроит.; коллектив авто-

ров. - СПб. : Коло, 2011. - 781 с.

5. Данилин И.М., Иванов С.С. Рекреационное

использование земельных участков под город-

скими лесами в Красноярске // Землеустройство,

кадастр и мониторинг земель, 2011, № 12. – С. 62-

68.

6. Кожепенько К.Г., ЯН. Ярославцева, М.В.

Колесник, СВ. Морозов,

Г.И. Сухова, В.Г. Бахвалов ГОУ ВПО «Сибир-

ский государственный технологический универси-

тет», Исследование свойств снежного покрова в

Красноярске и его окресностях

7. Крушлинский В.И. Лицо сибирского города

/ - Красноярск: Кларетианум, 2004. - 198 с.

8. Крушлинский В.И. Красноярск. История и

развитие градостроительства /, В.И. Царёв. - Крас-

ноярск: Кларетианум, 2001. - 248 с.

9. Мокринец К.С. Овражные системы долин-

ного комплекса р. Енисей (в районе г. Красноярска

и его окресностей) КГПУ им.В.П.Астафьева,

г.Красноярск, email: [email protected].

10. Прогноз и проблемы массовой застройки в

Сибири // Архитектура и строительная индустрия в

совершенствовании массовой застройки городов

Сибири: Материалы научно-практической конфе-

ренции, Новосибирск, 8 февр. 2000 г. / Под ред. В.

М. Пивкина; СО РААСН и др. - Новосибирск, 2000.

- С. 19-21;

11. Петрова, Н.Н., Бондарев Г.Е. и др. Сводный

отчёт Красноярской гидрогеологической и инже-

нерно-геологической партии по изучению режима,

баланса подземных вод, геодинамических процес-

сов и контролю за охраной подземных вод от исто-

щения и загрязнения за 1975-1981 гг. / Н.Н. Пет-

рова, Г.Е. Бондарев [и др.]. – Красноярск: Красно-

ярскгеология, 1982. – 520 с., граф. Прил. 39/54 л.

12. Скрипальщикова Л.Н Грешилова

Н.В. (СФУ, г. Красноярск, РФ)

Экология города Красноярска

Уровни техногенных и рекреационных нагру-

зок на лесные фитоценозы пригородной зоны г.

Красноярска. (ИЛИД СО РАН, г. Красноярск, РФ)

13. Спасите Сибирь: (эколого-ноосферные

проблемы Красноярска) // Архитектура и строи-

тельство России. - 1992. - № 4. - С. 22-23;

1Сибирь: экология градостроительства // Ар-

хитектура и строительство России. - 1989. - № 5. -

С. 22-25;


НАУКИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

DYNAMICS OF RIVERS FLOW UNDER THE IMPACT OF FOREST

HARVESTING IN CHANGING CLIMATE

Burenina Tamara,

Candidate of Biological Sciences, docent

Fedotova Elena,

Candidate of Biological Sciences

Sukachev Institute of Forest SB RAS, Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS»

Akademgorodok 50/28, Krasnoyarsk, 660036, Russia

ABSTRACT This paper is devoted to the study of the dynamics of river flow under the influence of large-scale forest

felling in a changing climate. Region of study is Sayan Mountains in South Siberia. Forests of Sayan Mountains

have been logging extensively over the past seventy years. As a result, forest area has been reduced and forest age

structure and composition have changed. These changes are reflected in the water balance structure and hydrolog-

ical regimes of region. The dynamics of river runoff of the region studied was analyzed spatially and temporally,

the flow trends were analyzed taking into account Climate Change and forestry activities at the catchment areas.

The obtained results showed that at the regional level the influence of climatic changes on runoff of medium and

small rivers is less pronounced than forest harvesting and the trajectory of subsequent reforestation.

Keywords: hydrology regime, Sayan Mountains, Siberia, dynamics of river flow, climate change, forest

felling

Introduction

Forest ecosystems are a major control of moisture

circulation in watersheds. Boreal forests have been long

recognized to influence global moisture circulation

considerably. Therefore, it is logical to expect that fur-

ther large-scale forest cover disturbances, such as cata-

strophic fires, large-scale insect outbreaks and forest

logging, will affect the processes of water resource de-

velopment and hydrological regime in any river basin.

Of all human activities, forest logging and post-

logging regeneration have the greatest influence on wa-

ter budget and total runoff at watersheds [2, 8, 12, 13].

Reported first-year increases in water yield following

forest clearance in the humid tropics, for instance,

range from 110 to 825 mm, depending on local rainfall

[7]. A dated, but still valid review of almost 100 paired

catchment experiments throughout the world [2] indi-

cated that all of those involving removal of forest cover

resulted in higher stream flow totals. A number of stud-

ies [22, 25, 26] showed that logging-caused conversion

of forestlands to grasslands only leads to local flood in-

creases and is not among the key controls of large-scale

high water. The authors of present paper were tasked to

assess the impact the large-scale forest felling on river

runoff under Climate Change.

Methods and study areas

To identify regional hydrological regime charac-

teristics, we analyzed spatial and temporal dynamics of

water yield for thirty river basins found in Sayan Moun-

tains (Fig.1). To do this analysis, we used runoff data

available for rivers of West and East Sayan and The

Minusinsk hollow, as well as precipitation and air tem-

perature measurements from the weather stations

within the areas of interest [9, 14, 15, 27, 28]. The du-

ration of water yield observation was based upon when

selecting rivers. For the rivers chosen, the observation

period ranged twenty to sixty years and covered a wide

variety of hydro-climatic situations.

Numerical methods were used for hydrological

calculations [11, 23]. The statistical parameters neces-

sary for the analysis were obtained after smoothing

time series by the method of moving average. To build

linear trend and to analyze variability of hydro-climatic

parameters, we used the methodology by Shelutko’s

[19]. The least-squares method was used to identify and

analyze the trends.


Figure 1. Location of hydrological stations

We analyzed the changes of the forest area in the

river basins with the help of forest inventory data [29].

For each 5-year period, we summed the area of river

catchment subject to clearcutting.

To extrapolate the hydrological observation re-

sults obtained on the river catchments, we use Landsat

images obtained for different years since 1974 and a

digital elevation model (DEM). Assessment of the dy-

namics of the logging sites in the study area involved

the use of the 1974, 1976, 1989, 1991, 1999, 2001, and

2010 Landsat images. As the study area is a mountain

area, the images were topographically normalized us-

ing C-factor method [16].

To classify the 1974, 1976, 1989, and 1991 im-

ages, learning samples were created for logging sites of

various ages. The classification was done. The classifi-

cation accuracy was evaluated using an error matrix

[17]. The classification appeared to be av. 91% accurate

for all images.

The results

Assuming that the end of the 1990s was a turning

point in the trend of climate change in the region, we

analyzed the temperature and precipitation data sepa-

rately for the observation period up to 2000 and to the

first decade of the third millennium (Table 1). The re-

sults of the analysis of air temperature dynamics at rep-

resentative weather stations showed that in the region

study air temperature increases from the 30s of the last

century to 2000 and the maximum values of linear trend

coefficients are typical for the cold period of the year.

Since 2001, for all representative weather stations, the

average annual air temperature has been decreasing.

The coefficients of linear air temperature trends

for periods up to 2000 and after differ not only in sign,

but have significant differences quantitatively. This is


due to the fact that the average values of air tempera-

tures and precipitation for different averaging periods

vary considerably depending on the choice of the length

of the time interval and its beginning [24]. Neverthe-

less, even for a short series of observations, it is possi-

ble to identify emerging trends in climate change.

Table 1. Coefficients of linear trends in air temperature and precipitation according to the data of repre-

sentative weather stations

Weather stations Coefficients of linear trends

annual XI-IV V-X annual XI-IV V-X

Air temperature, C°

1940-2000 2001-2012

Krasnoyarsk 0.039 0.058 0.020 -0.007 0.042 -0.055

Solyanka 0.023 0.046 0.001 -0.142 -0.198 -0.085

Minusinsk 0.036 0.069 0.005 -0.152 -0.243 -0.062

Olenya Rechka 0.026 0.049 0.005 -0.085 -0.106 -0.064

Sum of precipitation, mm

1966-2000 2001-2012

Krasnoyarsk -0.801 0.083 -0.884 -0.395 2.738 -3.133

Solyanka 1.624 0.699 0.925 1.449 0.746 0.703

Minusinsk 0.185 0.263 -0.077 -11.906 -3.122 -8.784

Ermakovskoe -1.721 -0.837 -1.089 - - -

Grigor'evka -0.913 0.430 -1.343 - - -

1947-2000 2001-2012

Ermakovskoe -0.760 -0.482 -0.276 - - -

Grigor'evka -1.728 -0.744 -0.984 - - -

Olenya Rechka -3.644 -1.900 -1.744 0.398 -1.880 2.278

Comparison of precipitation trends for different

periods at the weather stations Ermakovskoe,

Grigor'evka and Olenya Rechka, which are representa-

tive for the Western Sayan ridge and its foothills, shows

that the trends are characterized by a single direction of

the process - precipitation reduction, but the indicators

for 1966-2000 and the years 1947-2000 are different

(Table 1). As we mentioned above the value of the trend

of climatic parameters depends on the duration of a se-

ries of observations. The rate of decrease in precipita-

tion over the period 1966-2000 twice as high as in

1947-2000 the annual precipitation trends for the Mi-

nusinsk depression and offshoots of the East Sayan

have a positive sign, but there has been no significant

increase in precipitation from 1966 to 2000.

In order to determine the closeness of correlation

between climatic and river flow trends at the regional

level, we analyzed the runoff trends of the rivers under

study for different observation periods (Table 2).

Table 2. Indicators of river flow trends

River- hydrological station Years of ob-

servations Basin area, km²

Average long

term runoff, mm

Coefficients of

linear flow trends

Western Sayan

Amyl - Verkhny Amyl 1958-2002 537 557,3 -1,56

Aradanka - Aradan 1965-2002 217 700,5 -3,55

Zolotaya - Ust-Zolotaya 1968-1994 382 149,2 -0,12

Kebezh- Grigorjevka 1948-2002 1000 554,7 1,23

Kop - Cherepanovka 1950-2002 959 501 -2,78

Migna - Migna 1965-1994 190 177,5 -1,35

Oya - Ermakovskoe 1946-2002 2540 414,4 -0,67

Us - Ust-Zolotaya 1951-2002 6110 333,9 -0,05

Us- Aradan 1968-2002 1260 780,5 -4,44

Shadat - Ust-Shadat 1958-2002 1680 856,7 1,96

Eastern Sayan

Kazyr - Tajaty 1963-1994 11900 794 -1,91

Mana - Koy 1961-2002 3520 502,7 1,48

Mana-Manskiy 1936-2002 9260 344,9 0,42

Mimia (Mina) - Mina 1959-2002 841 436,8 2,81

Shush - Idzha 1946-2002 531 230,1 0,09

Sisim - Berezovka 1962-2002 2810 388,7 -2,09

Syda-Beloyarsk 1927-1986 3260 258,6 -1,48

Rybnaya - Vershino- Rybnoye 1945-1994 110 156,6 0,51


Slizneva-Sliznevo 1975-2002 104 221,2 -1,24

Minusinsk depression

Birya - Lebyazhye 1956-1994 238 23,1 0, 00

Coma - Black Coma 1965-2002 504 92,2 -0,27

Minusa - Minusinsk 1954-2002 221 35,8 -0,53

Orlovka - Novopokrovka 1946-1994 107 62,4 0,43

Analysis of river flow dynamics has shown that

for most of rivers the trend of annual runoff changes

coincides with the precipitation trends: the coefficients

of linear trends of flow at these rivers vary from -0.05

to -4.44. For the seven rivers, the positive river flow

trend is marked. The highest values of positive coeffi-

cients of linear trends are characteristic for river basins,

in wich large-scale logging were conducted in the mid-

dle of the twentieth century. These are river basins,

Rybnaya, Mana, Mimia in the Eastern Sayan and the

basins of the rivers Kebezh and Shadat in the Western

Sayan.

For the Mana River, a positive trend of runoff was

recorded for the entire observation period, beginning in

the mid-thirties of the 20th century, but it was most pro-

nounced from the mid-sixties to the early nineties (Fig.

2). The average decade runoff for 1986-1995 increased

by 40 mm compared with the average runoff in 1967-

1976. Based on the analysis of forest inventory data and

space images [5] in the central part of basin of Mana at

the territory of the Maganskiy leshoz by 1950 up to 30

thousand hectares of forests were cut down, by 1977 the

area of felling was 25 thousand hectares and the sec-

ondary forests occupied 15 thousand ha. By 1989, the

area of felling was markedly reduced (up to 10 thou-

sand hectares), but in total with the secondary forests

this area reached 40 thousand hectares. This indicates

that for almost 40 years the formation of runoff in this

part of the basin of Mana was associated with logging

and subsequent after cutting reforestation.

Similar trends in runoff dynamics appear on the

rivers Kebezh and Shadat, but a more significant in-

crease in the coefficients of linear trends occurs from

the 60s of the last century to the mid-1990s. For thirty

years, the runoff on the Shadat River has increased by

almost 100 mm.

The analysis of the forest inventory data at the

river basins of Western Sayan show that in this region

the forests were cut down at great areas since the mid-

1950s until the end of the 60s of the 20th century. By

1975, the main massifs of

Figure 2. The trend of the Mana River flow by moving 10-year averages

accessible forests had been harvested. According

to remote sensing data the total area of felled areas at

the Kebezh and Taigish river basins increases from

1989 to 1999 due to forest harvesting in the high moun-

tain taiga zone. This is also confirmed by the analysis

of the age structure of secondary forests. The youngest

forest stands are characteristic of the high mountain

taiga zone, 40-50 years old stands predominate in the

chern taiga - middle mountain zone [3].

Discussion

The impact on water resources is a manifestation

of climate change. However, the forecast of this impact

is the most difficult, one can only judge in general terms

how managed water systems and natural watercourses

can respond to a particular climate warming scenario.

This is due to the fact that the impact on water resources

is determined by many differently directed processes,

and their complex impact is difficult to predict. In many

countries, the impact of global climate change on hy-

drological situations was assessed, but the findings are

contradictory due to the differences in the forecasting

methods, the different scenarios of climate change, and

the different directions of the processes affecting water

resources [1, 6, 21]. Given the important role of cli-

matic factors in the formation of river runoff in the re-

gion under study, we`d like to identify the effect of

global climate change on regional and local features of


the hydrological regime of the area. The authors of

some studies [4, 18] maintain the idea of climatic

changes in the Altai-Sayan mountain region based a

general tendency for Global Warming

There are few publications on the dynamics of the

modern climate for the Sayan Mountains. According to

studies of the dynamics of climatic parameters, during

the period from 1950 to 2000 [10] in West Sayan there

is a positive trend of air temperatures in all seasons, but

the most intense in winter and during transitional peri-

ods. A comparative analysis of the radiation tempera-

ture trends in the mountain taiga of the Sayan Moun-

tains and the dynamics of the monthly average temper-

atures of the Ermakovskoe weather station for the

period 1999-2010 [20] showed that this period was

characterized by a decrease in the average annual air

temperature.

The results of our studies on the dynamics of the

temperature regime folly agree with the data given in

the above studies. According our data the warming of

the climate in the Sayan Mountains was mainly mani-

fested in the temperature regime during the winter pe-

riod. We did not reveal correlation between the temper-

ature trends and the change in river flow. A compara-

tive analysis of precipitation trends and river runoff has

shown that in the whole region, the decrease in precip-

itation is reflected in the runoff, especially in the high-

lands. For several rivers, as noted above, the runoff in-

creased, despite the general trend of decreasing precip-

itation.

In order to trace the impact of forest harvesting on

the runoff and to exclude the influence of precipitation,

we carried out a comparative analysis of the runoff co-

efficient dynamics (the ratio of runoff to precipitation)

with the dynamics of logging areas for every the five-

year period. According to the results, the maximum val-

ues of the runoff coefficient on the river Kebezh during

the periods 1954-59 and 1969-1973 coincide with the

increase of cut down areas. A similar situation can be

traced for the period from 1984 to 1993 (Fig. 3).

Thus, based on the results of our investigation, we

can state that the trends of the hydrological regime of

the study region depends not only on climatic changes,

but also largely determined by forest management at

river

Figure 3. The change in the flow coefficient and the area

of felling of 1-5-year-old age in the basin of the

river Kebezh

watersheds. Felling of forests and the nature of

subsequent reforestation successions affect the change

in the structure of the water balance. Comparison of the

dynamics of the area at watersheds Mana, Kebezh and

Shadat rivers affected by the felling of mature forests

with the flow trends of these rivers shows that the forest

harvesting leads to reduce of evaporation in the catch-

ment area and increase runoff.

Despite the considerable variability of the runoff

from year to year, the trends of the run-off coefficients

of these rivers vary insignificantly, indicating a relative

stability of the water reserves of these rivers. This, in

our opinion, is associated with the cumulative effect of

anthropogenic transformation of forest vegetation in

the catchment areas, i.e. new felling, forestation of old

felling, and the creation of forest plantations.

Conclusions

Studies have shown that the revealed trends in the

annual runoff of the studied rivers differ in sign and in

magnitude. At whole, the general of the area’s humidi-

fication determines hydrological regime, it is con-

firmed by the negative trend of annual runoff of the

most of rivers studied. While the positive trend of flow

under the general trend of decreasing precipitation is

caused by a decrease of evaporation in the catchment

area, which depends on anthropogenic transformation

of forest vegetation after cutting. For the mountain

taiga of the Western and Eastern Sayan, the forest har-

vesting leads to a change in the water balance of the

territories with a redistribution of its expenditure side

in the direction of reducing the total evaporation and

increasing the runoff. Under anthropogenic press the

role of global climate change in the change in river run-

off is less pronounced for medium and small rivers, the

effect of felling and subsequent reforestation dynamics

is more significant. Therefore, with large-scale felling

and large forest fires, the disturbance of forest vegeta-

tion can become the main factor determining the condi-

tions for the formation of the runoff.


Reference

1. Arnell, N. W. and Lloyd-Hughes, B. (2014).

The global-scale impacts of climate change on water

resources and flooding under new climate and socio-

economic scenarios. Climate Change. 122 (1-2): 127-

140. DOI: 10.1007/s10584-013-0948-4.

2. Bosch, J.M. and Hewlett, J.D. (1982). A re-

view of catchment experiments to determine the effect

of vegetation changes on water yield and evapotranspi-

ration. Journal of Hydrology 55: 3-23.

3. Burenina, T.A., Fedotova, E.V. and Ovchinni-

kiva, N.F. (2012). Change in the Structure of the Hy-

drological Cycle in Connection with the Age and Re-

covery Dynamics of Forest Ecosystems, J. Contempo-

rary Problems of Ecology, 5(3): 323-331.

4. Climate change and its impact on ecosystems,

population and economy of the Russian part of the Al-

tai-Sayan ecoregion: an evaluation report. (2011). Ko-

korina AO (ed). Moscow: World Wildlife Fund (WWF-

Russia), 168 p.

5. Fedotova, E.V. and Stabrova, E.A. (2014).

The use of DZ data in the analysis of the dynamics of

forest regeneration in the area of intensive logging. In:

Regional problems of remote sensing of the Earth: ma-

terials of the international. Sci. Conf. E. Vaganov EA

(ed). Krasnoyarsk: SFU, pp. 80-84.

6. Georgievsky V. Yu. and Shalygin, A.L.

(2012). Hydrological regime and water resources. In:

Methods for assessing the effects of climate change on

physical and biological systems. Moscow: Rosgi-

dromet, pp. 53-86.

7. Grip, H., Fritsch, J.-M. and Bruijnzeel, L.A.

(2005). Soil and water impacts during forest conversion

and stabilization to new land use. In: The Forests, water

and people in the humid tropics UNESCO International

Hydrology Series. Bonell, M, Bruijnzeel L.A. (eds),

Cambridge University Press., Cambridge, UK, pp. 561-

589.

8. Hamilton, L.S. and Pearce, A.J. (1987). What

are the soil and water benefits of planting trees in 486

developing country watersheds? In: The Sustainable re-

source development in the third world. Southgate DD,

Disinger JF (eds). Westview Press, Colorado, USA, pp.

39-58.

9. Hydrology Guide (1986). Gidrometeoizdat,

Leningrad, USSR

10. Im, S.T., Kharuk, V.I. and Dvinskaya, M.L.

(2007). Forest-tundra in the mountains of West Sayan

and climatic trends. In: GEO-Siberia-2007. V. 2. Eco-

nomic development of Siberia. Nature management,

land management, forest management, property man-

agement. Part 2: collection. Materials III Intern. Sci.

congress. "GEO-Siberia-2007", April 25-27. Novosi-

birsk.

11. Komlev, A.M. (2002). Regularities of for-

mation and methods of river flow calculations. Publish-

ing house of the Perm University, Perm, Russia.

12. Krestovsky, O.I. (1984). Logging and foresta-

tion affect water-yield in southern and middle taiga of

ETU. Journal of Water Resources 5: 125-135.

13. Nisbet, T.R. and McKay, H. (2002). Sustaina-

ble forestry and the protection of water in Great Britain.

In: Proceedings, International Expert Meeting on For-

ests and Water. International Forestry Cooperation Of-

fice, Forestry Agency. Shiga, Tokyo, Japan, pp. 101-

112.

14. Reference-book on the USSR climate: data for

single years. (1969). 21, 2-3, Gidrometeoizdat, Krasno-

yarsk, USSR.

15. Resources of surface waters of the USSR.

(1973). 16, 1-3, Gidrometeoizdat, Leningrad, USSR.

16. Riano, D. (2003). IEEE Transactions on Geo-

sciences and Remote Sensing, 41: 5, 1056-1061.

17. Richards, J. A. (1993). Remote Sensing Digi-

tal Image Analyst. Springer − Verlag, 340 p.

18. Sevastyanov, V.V. (1998). The climate of Al-

tai and Sayan high-altitude regions. Tomsk: Publishing

house Tomsky State University. 201 p.

19. Shelutko, V.A. (1991). Numerical methods in

hydrology. Gidrometeoizdat, Leningrad, Russia.

20. Shevyrnogov, A.P., Chernetsky, M. Yu. and

Vysotskaya. G. S. (2012). Long-term trends of NDVI

and temperature in the south of the Krasnoyarsk Terri-

tory. Research Earth from space, 6: 77-87.

21. Shiklomanov, I. A., and Georgievsky, V. Yu.

(2007). The impact of climate change on hydrology and

water resources of rivers in Russia. In: Hydrological

impacts of climate change. Publishing house Nauka,

Novosibirsk, pp 192-204.

22. Sun, G.; Zhou, G., Zhang, Z., Wei, X.,

McNulty, S. G., and Vose, J. M. (2006). Potential water

yield reduction due to reforestation across China, J. Hy-

drology, 328: 548-558.

23. Vladimirov, A.M. (1990). Hydrological calcu-

lations, Gidrometeoizdat, Leningrad, Russia.

24. Vysotskaya, G.S., Dmitriev, A.I., Nozhen-

kova, L.F., Shishov, V.V. (2002). Spatial distribution

of trends in climatic parameters (XX century). The

main regularities of global and regional changes in cli-

mate and the natural environment in the late Cenozoic

of Siberia. - Issue 1. - Novosibirsk: Publishing house of

the Institute of Archeology and Ethnography of the SB

RAS, pp. 83-86.

25. Wang, Y. (2008). Water-yield reduction after

afforestation and related processes in the semiarid

Liupan Mountains, northwest China. Journal of the

American Water Resources Association, 44 (5): 1086-

1097.

26. Wei, X., Zhou, X.F., Wang, C.K. (2003). Im-

pacts of the temperate forests on hydrology, Northeast

of China. Forest Chronicle, 79: 297-300.

27. http://Meteo. hm2/dh_spravochniki.htm

28. htpp://meteo.krasnoyarsk.ru/

29. http://lesproektgroup


ЭНЕРГЕТИКА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОНИТОРИНГА ДИЗЕЛЕЙ

Половинка Эдуард Михайлович

профессор, доктор технических наук, национальный университет

«Одесская морская академия», Одесса

Яковенко Анатолий Юрьевич

технический директор ДП «Интреско ЛТД», Одесса

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрено перспективное направление развития измерительной техники в двига-

телях внутреннего сгорания и, в частности, в дизелях, а именно, разработка встроенных или совмещённых

с функциональными элементами двигателя измерительных преобразователей для контроля рабочих про-

цессов. Выполнены экспериментальные и теоретические исследования в области использования комбини-

рованных первичных измерительных преобразователей для мониторинга процессов топливоподачи на

базе топливной аппаратуры среднеоборотного судового дизеля.

Ключевые слова: дизели, топливоподача, датчик, измерение, гармонический анализ, амплитудно-

частотные характеристики.

Важным направлением в развития измеритель-

ной техники в двигателях внутреннего сгорания

(ДВС) является разработка встроенных или совме-

щённых с функциональными элементами двигателя

датчиков для контроля рабочих процессов.

В работах [1, с. 4; 2, с. 2], представляющих ма-

териалы фирмы Оптранд, обосновывается выбор

давления газов в цилиндре, как наиболее информа-

тивного параметра для контроля и управления дви-

гателем.

Фирмой разработаны различные стратегии

применения этой информации для двигателей с ис-

кровым воспламенением. В дизелях с газотурбин-

ным наддувом определяется начало и продолжи-

тельность сгорания при решении вопросов сокра-

щения выбросов вредных веществ, регулирования

соотношения воздух/топливо.

Контроль давления в цилиндре, в частности,

обеспечивает широкое применение обслуживания

по текущему состоянию двигателя. Измеряя давле-

ние газов в цилиндре, различные диагностические

и прогностические системы выявляют на ранней

стадии такие неисправности, как задиры поршней,

перегрев деталей цилиндро-поршневой группы,

трещины цилиндровых крышек, неисправности си-

стем впрыскивания топлива и выход из строя под-

шипников.

В высокооборотных дизелях датчик давления

совмещают со свечами накаливания, что не требует

модернизации крышки цилиндров. В последние

годы для решения этой задачи были разработаны

ряд конструкций, использующих в качестве базо-

вого элемента пьезоэлектрические вставки в свечи

накаливания, или комбинированные нагреватели,

совмещённые с пьезоэлектрическими преобразова-

телями. Однако, эти устройства являются неста-

бильными и недостаточно долговечными из-за вли-

яния таких факторов, как работа клапанов и форсу-

нок, вибрация двигателя, момент затяжки свечей,

изменение температурного режима двигателя, из-

нос и повреждение деталей двигателя, работа све-

чей.

От этих недостатков свободна оптоволоконная

технология Fiber-Optic Pressure Sensors [1, 2], разра-

ботанная фирмой Оптранд, при которой измери-

тельная диафрагма не контактирует с оптоволок-

ном. Кроме того, поскольку чувствительный эле-

мент, заваренный в подогреватель, не имеет

подвижных частей и предварительного нагруже-

ния, на него не действуют отрицательные факторы,

связанные с работой двигателя. В результате полу-

чается высокая точность на всех углах поворота ко-

ленчатого вала при всех условиях работы двигателя

и малых давлениях, что обеспечивает наиболее со-

вершенную стратегию управления двигателем.

Примером реализации такой технологии явля-

ется свеча накаливания с датчиком давления (The

Pressure Sense Glow - PlugTM (PSGP)), объединяю-

щая малогабаритный высокотемпературный датчик

давления и свечу накаливания для дизелей.

Свеча накаливания с датчиком давления вы-

полняются на базе керамических и металлических

нагревателей.


Рисунок 1. Схема оптоэлектронного датчика: 1 – чувствительный элемент; 2 – оптоволоконный

кабель; 3 – оптоволоконный блок

Оптоэлектронный датчик состоит из трёх ос-

новных частей (рис.1): чувствительного элемента 1,

воспринимающего давление газов; соединитель-

ного оптоволоконного кабеля 2 и оптоволоконного

блока 3, в котором расположены все оптические и

электронные компоненты.

Измерительным преобразователем чувстви-

тельного элемента (рис. 2) является диафрагма 1,

приваренная к жёсткому металлическому корпусу

2.

Рисунок 2. Чувствительный элемент: 1 – диафрагма; 2 – металлический корпус; 3 – оптоволоконный

кабель

При деформации диафрагмы под действием

давления изменяется сигнал, поступающий на при-

ёмное волокно. Настройка датчика может осу-

ществляться подбором диаметра приёмного во-

локна, его положением относительно диафрагмы и

параметрами цифрового преобразователя. Основ-

ные характеристики датчика следующие: диапазон

измеряемых давлений 0–22 МПа; рабочие частоты

от 0,5–1,0 Гц до 10–20 кГц; диаметр датчика 1,7–1,0

мм; температура корпуса датчика длительная (от 40

ºC до 400 ºC).

В работе [3, с. 8] представлены результаты ис-

пытаний прототипа устройства на одноцилиндро-

вом двигателе. Для сравнения в качестве базового

использован датчик Kistler 6061 пьезоэлектриче-

ского типа с водяным охлаждением. Согласно при-

веденным данным, испытываемый датчик имеет

хорошую линейность, отсутствует гистерезис, вли-

яние теплового удара минимальное. Наблюдается

небольшой колебательный процесс, вызванный

влиянием соединительного канала. Этот эффект

может быть легко устранён, так как частоты про-

цессов в дизеле ниже отмеченных колебаний.

В последнее время датчики на основе данной

технологии получили распространение на двигате-

лях различного назначения. Наибольшее время ра-

боты имели датчики на газовых двигателях боль-

шой размерности (18 тысяч часов за 3 года) [3, с.

10].

Возможно размещение двух оптоволоконных

датчиков (давления газов и давления топлива в фор-

сунке). Наличие датчика давления топлива повы-

шает качество контроля и управления двигателем.

Такая конструкция не требует индивидуальной

настройки, что необходимо в других типах топлив-

ной аппаратуры. Изменение характеристик в ре-

зультате производственных отклонений, старения,

колебаний давления топлива и изменения его

свойств может быть компенсировано за счёт за-

мкнутой системы управления началом и продолжи-

тельностью впрыскивания топлива, а также давле-

нием впрыскивания.

Одним из конструктивных решений может

быть размещение малогабаритного датчика давле-

ния газов в уплотняющей прокладке между блоком

цилиндров и цилиндровой крышкой [4].

В работе [5] для регистрации давления топлива

и момента начала впрыскивания использована де-

формация рычага привода насос-форсунки. На ры-

чаге размещался полумост из тензометрических

датчиков розеточного типа, расположенных под уг-

лом 90о друг относительно друга. При этом была

обеспечена температурная компенсация. Замерен-

ные значения усилия корректировались с учётом


сопротивления пружины. Расчёт давления топлива

осуществлялся по известному диаметру плунжера.

Полученные результаты свидетельствуют о

перспективности данного направления в развитии

измерительной техники для ДВС и, в частности,

для дизелей.

Повышению эффективности эксплуатации су-

довых дизелей путём обеспечения спецификацион-

ных показателей в течение жизненного цикла за

счёт контроля и управления процессами впрыски-

вания топлива с применением метода регистрации

впрыскивания комбинированными измеритель-

ными преобразователями и идентификации каче-

ства процесса с использованием математических

моделей посвящено данное исследование.

Эта задача решается путём применения систем

диагностики на базе комбинированных преобразо-

вателей, использующих для измерения конструк-

тивные элементы топливной аппаратуры.

Идея использования в качестве первичных

преобразователей конструктивных элементов топ-

ливной аппаратуры призвана обеспечить оптималь-

ную реализацию методов контроля процессов топ-

ливоподачи.

На кафедре Судовых энергетических устано-

вок Национального университета «Одесская Мор-

ская Академия» были выполнены исследования в

области использования комбинированных первич-

ных измерительных преобразователей (датчиков)

для мониторинга процессов топливоподачи на базе

топливной аппаратуры среднеоборотного судового

дизеля ЧН25/34.

Для контроля процесса впрыскивания выбрано

давление топлива в топливном насосе высокого

давления (ТНВД), как один из наиболее информа-

тивных параметров топливоподачи. Среди деталей,

приемлемых к использованию в качестве комбини-

рованного датчика, предпочтение отдано шпильке

крепления привода ТНВД к полке распределитель-

ного вала двигателя [6, с. 42-43]. Её размещение по-

казано на чертеже ТНВД (рис. 3, позиция 8).

Рисунок 3. Топливный насос высокого давления с приводом: 1 – ролик;

2 – ползун; 3 – толкатель; 4 – корпус топливного насоса; 5 – пружина плунжера; 6 – втулка плунжера;

7 – плунжер; 8 – шпилька; 9 – топливная рейка

Была выполнена предварительная проработка

комплектации измерительной системы с комбини-

рованным датчиком на базе шпильки («Ш–Д»),

представленной на рис. 4. Там же показан монтаж

«Ш–Д» на ТНВД, установленном на безмоторном

стенде.

Проведена оценка метрологических парамет-

ров измерительного комплекса, включающего де-

формируемый элемент, тензометрический преобра-

зователь (проволочный тензодатчик), тензометри-

ческий усилитель и регистрирующий блок


(гальванометры в составе светолучевого осцилло-

графа). Все элементы системы соответствуют усло-

виям регистрации давления топлива в ТНВД.

Рисунок 4. Комбинированный датчик «Ш–Д» давления топлива (а) и его расположение (б) на топливном

насосе высокого давления безмоторного стенда: 1 – активные датчики; 2 – компенсационные датчики;

3 – электрический разъем; 4 – датчик-шпилька «Ш–Д»; 5 – топливный насос высокого давления

После комплектации измерительной системы

и настройки стенда проведено осциллографирова-

ние давления топлива в системе двумя датчиками:

обычным тензометрическим, установленным на

штуцере ТНВД и измеряющим давление топлива в

ТНВД рн , и комбинированным датчиком «Ш–Д»,

измеряющим деформацию шпильки рш. Режимы, на

которых проводились испытания, соответствуют

полному диапазону рабочих частот nр и нагрузок

(выход рейки) m двигателя.

На рис. 5 представлены осциллограммы, сня-

тые на номинальной и минимальной частотах вра-

щения распределительного вала nр при постоянном

положении топливной рейки m.

Сопоставляя кривые pн и pш, примем в качестве

базовой запись с помощью тензометрического дат-


чика давления pн. На номинальной частоте враще-

ния (рис. 5,а) наблюдался стабильный режим топ-

ливоподачи. При этом отмечена реакция датчика

«Ш–Д» на появление дополнительной нагрузки в

начале дви-

а б

Рисунок 5. Осциллограмма топливоподачи: а – при nр = 248 мин-1; m= 32;

б – при nр = 33 мин-1; m = 32

жения плунжера ТНВД. Этому отрезку на ос-

циллограмме соответствует незначительный

подъём кривой pш. Быстрый рост давления фикси-

руется обоими датчиками синхронно. По оконча-

нии топливоподачи, как и следовало ожидать, у

кривой, записанной датчиком «Ш–Д», виден уча-

сток разгрузки, приходящийся на период обратного

хода плунжера.

Что касается дробной работы системы впрыс-

кивания (рис. 5,б), то различие в кривых более су-

щественно. Естественно полагать, что система, эле-

ментом которой является датчик «Ш–Д», оказывает

демпфирующее действие, сглаживая реакцию на

изменение давления топлива в системе. При этом,

однако, частота процесса сохраняется. Форма ли-

ний pн и pш отличается существенно.

При анализе условий работы датчика «Ш–Д»

логично предположить, что комбинированный дат-

чик воспринимает деформацию корпусных деталей

стенда. Для проверки данного положения обоими

датчиками записана вибрация стенда (рис. 6) после

ударного нагружения плиты, на которой смонтиро-

ваны подшипники распределительного вала. При-

ложенная нагрузка значительно превышает дина-

мическую составляющую рабочих усилий.

Рисунок 6. Осциллограмма вибрации стенда


Эта осциллограмма (см. рис. 6) подтверждает

предварительную оценку метрологических особен-

ностей датчика «Ш–Д». Действительно, если линия

pн никак не отражает колебания стенда после удара,

то на кривой pш записана интенсивная затухающая

вибрация. Следовательно, датчик «Ш–Д» реагирует

на деформацию деталей стенда, в том числе, и на

деформацию шпильки. В то же время, для оценки

влияния этого факта на конечный результат записи

необходим более подробный анализ соотношения

«сигнал-шум» при рабочих параметрах. Такой ана-

лиз проведен далее.

Таким образом, существенных отличий в за-

писи процесса топливоподачи на режимах стабиль-

ного впрыскивания обоими типами датчиков не

наблюдается, то есть датчик давления топлива и

датчик деформаций имеют близкие метрологиче-

ские характеристики. При дробном впрыскивании

топлива запись с помощью датчика «Ш–Д» суще-

ственно отличается от процесса, фиксируемого в

ТНВД, из-за демпфирующего действия деталей,

связанных с передачей усилий от давления топлива

на шпильку.

В качестве дополнительного результата можно

рассматривать использование датчика «Ш–Д» для

записи вибрации двигателя в месте установки ком-

бинированного датчика, при отключении топливо-

подачи либо в периоды между впрыскиванием топ-

лива.

Более детальное исследование метрологиче-

ских характеристик измерительной системы на базе

датчика «Ш–Д» потребовало создания программ-

ного комплекса, обеспечивающего амплитудно-ча-

стотный анализ данных измерений [7, с. 128- 132].

С целью проведения такого анализа для рас-

сматриваемой системы подготовлена методика,

разработаны алгоритм и программа гармониче-

ского анализа по методу Фурье. Значительное вни-

мание уделено созданию интерфейса с пакетом,

обеспечивающего оптимальный режим его исполь-

зования.

Программой производится дискретное преоб-

разование Фурье с выводом результата в виде гра-

фика амплитуд спектральных составляющих на

экран, а затем обратное преобразование Фурье

также с выводом графика функции на экран.

Блок-схема пакета приведена на рис. 7.

Графический интерфейс с обработанными дан-

ными метрологических характеристик системы на

базе датчика «Ш–Д» показан на рис. 8.

Программа позволяет оперативно менять

число вычисляемых гармоник, вид графика отобра-

жения спектра, представление спектра в виде зави-

симости от частоты либо по номерам гармоник,

отображать или нет постоянную составляющую, а

также выводить на печать или сохранять в виде

электронной копии (рисунок формата .bmp) с воз-

можностью редактирования любого графика.

Графическое представление данных гармони-

ческого анализа, выполненного с использованием

описанных выше средств, показано на рис. 9,10.

Рис. 9 содержит информацию по режиму с ча-

стотой вращения распределительного вала n = 46

мин-1 и положением рейки m = 27. Запись давления

топлива проведена синхронно двумя датчиками:

обычным pн (рис. 9,а) и комбинированным на базе

шпильки крепления ТНВД pш (рис. 9,б). Графики

гармоник представлены в форме огибающей дис-

кретного ряда. Этот подход определен необходимо-

стью дополнительного построения совмещенных

характеристик.


Амплитудно-частотные параметры в записи pн

(рис. 9,а) и pш (рис. 9,б) имеют некоторые различия.

Низкочастотная полоса у pш ограничена миниму-

мом номеров гармоник, соответствующих порядку

28, а pн - 34.

Графики на рис. 10 соответствуют номиналь-

ной частоте вращения

n = 248 мин-1 и т = 32. Более плавный характер ис-

ходной кривой pн отражается и на амплитудно-ча-

стотной характеристике этой записи. Область дей-

ствующих гармоник ограничена 34 порядком, в то

время как для pш соответствующий диапазон го-

раздо шире – до 80 порядка. Естественно при этом,

что максимум амплитуд выше у pн.

Разработанные программные средства гармо-

нического анализа позволили провести сравнение

частотных характеристик в графической форме. Та-

кое представление информации приведено на

рис.11 (режим номинальной частоты вращения n =

248 мин-1) и рис.12 (режим минимальной частоты

вращения

n = 33 мин-1).

На каждом графике показаны три кривые. Две

относятся к огибающим амплитуд частот для раз-

личных датчиков (pн и pш), а третья соответствует

их разности – (pн–pш). Наиболее существенным яв-

ляется различие в параметрах на частоте вращения

n = 33 мин-1. Максимальное расхождение относится

к 2 Гц, что соответствует гармонике четвертого по-

рядка. Начиная с частоты f = 10 Гц, амплитудные

значения гармоник обоих датчиков отличаются не-

значительно.

Рисунок 7. Блок-схема программы

гармонического анализа


С повышением частоты вращения вала частот-

ные параметры датчиков сближаются и существен-

ного различия между ними нет. Что касается ча-

стотного диапазона рассматриваемых гармоник, то

он расширяется с ростом частоты вращения.

Качественно эта тенденция справедлива и на

номинальном режиме

n = 248 мин-1. Кривые pн и pш отличаются незначи-

тельно, изменяется лишь знак разности. Диапазон

существенных частот продолжает расширяться и

составляет 70 Гц.

1 - экран монитора; 2 - кнопка ‘Просмотр’; 3 - кнопка ‘Ред - Печать’;

4 - переключатель вида отображения для шкалы абсцисс гармоник;

5 - переключатель выбора отображения постоянной составляющей;

6 - переключатель вида отображения графика гармоник; 7 - окно ввода числа рассчитываемых

гармоник (по умолчанию 100); 8 - окно ввода постоянной составляющей; 9 - кнопка ‘Сохранить’,

позволяет сохранить выбранный график в электронном виде как файл рисунка

формата *.bmp.

Рисунок 8. Графический интерфейс метрологических характеристик системы на базе

датчика «Ш-Д»


Рисунок 10. Гармонический анализ записи pн (а) и pш (б) при

n=248 мин-1, m=32


Рисунок 12. Сравнение частотных характеристик pн и pш при n=33 мин-1

Рисунок 11. Сравнение частотных характеристик pн и pш при n=248 мин-1


Результаты проведенных опытных исследова-

ний и анализ полученных данных позволяют сде-

лать следующие выводы.

В качестве базовой детали для создания ком-

бинированного датчика давления топлива в ТНВД

может быть использована шпилька крепления его

привода к двигателю.

На режимах стабильного впрыскивания датчик

давления и датчик деформаций «Ш–Д» имеют

близкие метрологические характеристики. На этих

режимах можно использовать датчик «Ш–Д» для

эксплуатационного контроля.

При испытаниях системы топливоподачи с по-

мощью датчика «Ш–Д» можно, кроме того, реги-

стрировать нагрузки в приводе ТНВД и вибрацию

двигателя в месте установки датчика «Ш–Д».

При дробном впрыскивании топлива запись с

помощью датчика «Ш–Д» существенно отличается

от процесса, фиксируемого в ТНВД, из-за демпфи-

рующего действия деталей, связанных с передачей

усилий от давления топлива на шпильку.

Разработанная и реализованная в опытном об-

разце система регистрации процесса впрыскивания

на базе комбинированного преобразователя обеспе-

чивает непрерывный контроль работы топливной

аппаратуры и создаёт возможность постоянного ав-

томатизированного анализа её состояния. Деталь-

ное исследование показало, что метрологические

характеристики системы на основных эксплуатаци-

онных режимах равноценны традиционным

устройствам с прямым измерением давления. По-

следние, однако, не находят широкого применения

в эксплуатации.

Список литературы:

1. Marek T. Wlodarczyk .High Accuracy Glow

Plug-Integrated Cylinder Pressure Sensor for Closed

Loop Engine Control .-5 pgs.- SAE 2006-01-0184.-

http://www.le-mark.cn/E-pages/ Appliance/

SAE%20paper%202006-01-0184%20Final.pdf

2. M. T. Wlodarczyk, T. Poorman, L. Xia, J. Ar-

nold, and T. Cole-man. Embedded Fiber-Optic Com-

bustion-Pressure Sensors for Automotiveengines .- 6

pgs.- http://www.optrand.com/ Papers/ fisita98/

fisita98. htm

3. Dennis N. Assanis, Zoran S. Filipi, Scott B.

Fiveland and Michalis Syrimis A Predictive Ignition

Delay Correlation Under Steady-State and Transient

Operation of a Direct Injection Diesel Engine .-W. E.

Lay Automotive Laboratory University of Michigan

1231 Beal Avenue Ann Arbor, MI 48109-2121, 11 pgs

.-http://me.engin.umich.edu/autolab/Publications/

Adobe/ P1999_ 01.PDF

4. David Toth, Bhavani Tripathy, Marek T.

Wlodarczyk. Cylinder Head Gasket with Integrated

Combustion Pressure Sencors. David Toth, Bhavani

Tripathy Federal Mogul Corporation, Marek T.

Wlodarczyk Optrand Incorpo-rated. DEER2010 De-

troit, Michigan Sept. 27-30, 2010

5.Tom Poorman, Jacob Arnold, Terry Coleman,

and Marek T. Wlodarczyk. Long-life fiber-optic pres-

sure sensors for reciprocating machinery monitoring

.Optrand, Inc.46155 Five Mile Rd., Plymouth, MI

48170, USA.

6. Половинка Э.М., Яковенко А.Ю. Разработка

и исследование комбинированного датчика давле-

ния топлива // Судовые энергетические установки:

науч.-техн. сб. – 2013. – № 32. – Одесса: ОНМА. –

С. 41-49.

7. Половинка Э.М., Яковенко А.Ю. Программ-

ный комплекс для гармонического анализа метро-

логических характеристик комбинированного дат-

чика давления топлив // Судовые энергетические

установки: науч.-техн. сб. – 2013. – № 33. – Одесса:

ОНМА. – С. 122-135.

American Scientific Journal

№ (20) / 2018

Vol.1

Chief Editor- Endrew Adams, Doctor of Technical Sciences, Massachusetts Institute

of Technology, Boston, USA








Jessie Simmons - Doctor of Engineering Sciences, San Diego State University, San Diego,

USA


Andrey Chigrintsev - Doctor of Geographical Sciences, University of South Carolina,

Columbia, United States


Angelina Pavlovna Alushteva - Candidate of Technical Sciences, Institute of Computer

Systems and Information Security (ICSiIS), Krasnodar, Russian Federation

Elena Dmitrevna Lapenko - Candidate of Law, Institute of Law, Volgograd,

Russian Federation

Aleksandr Ole - Doctor of Biological Chemistry, University of Stavanger, Stavanger,

Norway




Adel Barkova - Doctor of Political Sciences, Univerzita Karlova v Praze, Prague,

Czech Republic



Layout man: Mark O'Donovan

Layout: Catherine Johnson

Address: 90 st. – Elmhurst AV, Queens, NY, United States

Web-site: http://american-science.com

Е-mail: [email protected]

Copies: 1000 copies.

Printed in 90 st. – Elmhurst AV, Queens, NY, United States

http://american-science.com/

mailto:[email protected]

chief editor- endrew adams, doctor of technical sciences ... · usa nelson flores - doctor of...

Documents