IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

ВВЕДЕНИЕ

Сейчас все больше внимания в мире уделяется развитию спорта и активного образа жизни.  С начала 30-х годов открылась новая эра в развитии горных лыж. Они становятся популярным видом массового отдыха и туризма. «Горнолыжный бум» был вызван появлением канатных дорог - подъёмников. Где только не катаются сегодня на горных лыжах! В Австрии и Франции, в США и Японии, в Новой Зеландии и на Филиппинах. Катаются на всех материках: даже в экваториальной Африке. Наши горнолыжники отдыхают на Кавказе и в Хибинах, на Урале и в Карпатах, на Камчатке и в Крыму, на Алтае и в Сибири, Средней Азии, не перечислишь все места! А в последние годы российские любители горных лыж стали пробовать свои силы на самых известных горнолыжных курортах Франции, Австрии, Италии, Словакии, Болгарии, и др. стран. Стремительное развитие туризма, организация массового отдыха горнолыжников, обеспечение необходимого при этом комфорта привели к созданию в ряде развитых стран целой индустрии зимнего отдыха, занявшей ведущие позиции в национальной экономике.

На долю России к 2020 году будет приходиться 3% доли от общего мирового туристического потока, что в пересчете составляет 47,1 млн. человек [1]. Россияне, успевшие побывать на отдыхе за границей, все чаще выбирают отдых в России.

При этом большинство этих людей - непрофессионалы, не всегда защищенные от опасностей, особенно в горных видах отдыха.  В случае опасных ситуаций, среди которых существенное значение имеют исчезновения людей из зоны видимости, к поискам их приступают профессиональные спасатели, для которых важнейший критерий - время поиска людей. Повышению данного показателя и облегчению поисково-спасательных работ  может содействовать одежда, изготовленная из материалов эффективной видимости.

Другая, не менее актуальная проблема поиска людей в условиях смешанных изображения фона, света и цвета наблюдается на промышленных объектах, где существуют различные комбинации зрительных условий, в рамках которых так же сложно выявлять человека в спецодежде, если ее параметры видимости недостаточно эффективны и имеют тенденцию сливаться с фоном. Регламентирование уровня видимости защитной одежды представлено в ГОСТ Р 12.4.219-99 «Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная сигнальная повышенной видимости. Технические требования» [2]. Однако требования этого ГОСТа распространяются в основном на условия сниженного уровня освещенности, что приводит к необходимости размещать на одежде специально световозвращающие полосы. А для условий дневной жизнедеятельности на производстве, даже сами ленты, несущие функцию отражения, могут приводит к слиянию восприятия поверхностей такой одежды с участками металлоконструкций в промышленном оборудовании, как, например, участок на рис.2.

Исследованию современных материалов для спортивной и защитной одежды и разработке новых технических рекомендаций для инженерного проектирования одежды и посвящена данная работа.

Структура материалов верха утепленной одежды широкого назначения часто включает различные пропитки, внутренние слои и  отделки.

Проектирование такой одежды требует к себе очень серьезного внимания [4].

Основные требования к наружной ткани: ткань должна быть стойкой к истиранию и сохранять эластичность на морозе. Кроме того, немаловажно, чтобы ткань не была «скользкой» - это поможет удержаться на уклоне при падении. Стойкость к истиранию особенно важна для  фрирайда, катания по лесу или работы зимой на открытых промышленных участках с зонами повышенного скольжения. А если говорить о спортивном ассортименте одежды, то наиболее известные торговые марки мембранных тканей других производителей: Dermizax (Spyder, Descente), AWT (Killy), DIAPLEX (Phenix), Venture (Schoffel), Helly Tex (Helly Hansen), Sensor Tex (Volkl), ATX (EVF) представляют свои самые популярные ткани (Табл.1).

 

Таблица 1. Популярные мембранные ткани европейских производителей

Марка	Водонепроницаемостьмм.в.ст.	Паропроницаемость, мм в.ст.	Материал	Конструкция
Dermizax-MP	10000	10000	N/A	Двухслойная беспоровая полимерная мембрана
Dermizax-EV	40000	15000	N/A	Двухслойная беспоровая полимерная мембрана
Dermizax-EV3	20000	16000	N/A	Трехслойная беспоровая полимерная мембрана
Dermizax-DX	20000	10000	N/A	Двухслойная беспоровая полимерная эластичная мембрана
Dermizax-DX3	20000	8000	N/A N/A	Трехслойная беспоровая полимерная эластичная мембрана
Entrant-HB	20000	20000	N/A	Трехслойная беспоровая полимерная  мембран+микропористая пропитка
AWT Osmo Ceramic	10000	8000	Нейлон	Двухслойная мембрана
DIAPLEX	20000	N/A	Нейлон-стрейч	Двухслойная мембрана
Venture	10000	N/A	ПА	N/A
XT.L	10000	10000	N/A	Ультратонкая двухслойная мембрана
Gelanot	5000	6000	Нейлон	Ламинированная ткань
Helly Tex 3	3000	N/A	Нейлон	Ламинированная ткань
ATX 5000	5000	N/A	Нейлон	Ламинированная ткань

Для изучения были отобраны часто применяемые в производстве спортивной одежды и одежды широкого назначения (для верхней одежды) современные ткани, ассортимент которых представлен на рис.3. Материалы отличаются широкой цветовой гаммой [5].

Представленные ткани становятся основой для исследования их оптических свойств и определения практических приемов формирования рационального пакета материалов на основе тканей верха для повышения безопасности человека в условиях затрудненной видимости.

Эффективную видимость тканей можно оценить одним из многофакторных показателей - их коэффициентом отражения.

Цвет различных предметов, освещенных одним и тем же источником света (например, солнцем), бывает весьма разнообразен, несмотря на то, что все эти предметы освещены светом одного состава. Основную роль в таких эффектах играют явления отражения и пропускания света. Световой поток, падающий на тело, частично отражается (рассеивается), частично пропускается и частично поглощается телом. Доля светового потока, участвующего в каждом из этих процессов, определяется с помощью соответствующих коэффициентов: отражения, пропускания и поглощения [6].

Каждый из указанных коэффициентов может зависеть от длины волны (цвета), благодаря чему и возникают разнообразные эффекты при освещении тел. Для красного света коэффициент пропускания велик, а коэффициент отражения мал, а для зеленого, наоборот, будет казаться красным в проходящем свете и зеленым в отраженном. Тела, у которых для всех лучей поглощение велико, а отражение и пропускание очень малы, будут черными непрозрачными телами. Различие в значениях коэффициентов и их зависимость от цвета (длины волны) обусловливают чрезвычайное разнообразие в цветах и оттенках различных тел.

Поэтому за основу был применен принцип отражения и преломления световой волны от плоской поверхности, схема которого представлена на рис.4.

Экспериментальные исследования отражательных свойств тканей выполнялись на специальном устройстве «фотон», фотография которого представлена на рис.5.

При проведении исследований, связанных с планированием эксперимента, до начала обработки экспериментальных данных все грубые и систематические ошибки выявлены и устранены, и в дальнейшем рассматриваются только случайные ошибки в допустимых пределах погрешностей.

В результате обработки экспериментальных данных с учетом правил планирования эксперимента [7], используя полученные результаты экспериментов, были рассчитаны коэффициенты отражения [8] для всего отобранного ассортимента тканей по следующим формулам:

В работе экспериментально были получены оптические и дополнительные  технические характеристики тканей, такие как толщина и поверхностная плотность. Результаты экспериментальных измерений и расчетов представлены в табл.2.

Таблица2. Технические характеристики тканей

№1	Наименование ткани	Цвет/ Panton	Плотность,P, г/м.кв.	Толщина, d, м	Коэффициент отражения
1	Dewspo-milki	178	92	0.2	0.81
2	Havana	148	132	0.3	0.73
3	Dewspo-milki	194	94	0.2	0.89
4	Taslon	119	172	0.3	0.87
5	Taffeta	144	205	0.3	0.76
6	Курточная мембранная	20	170	0,3	0,58
7	Taslon 330	133	128	0,3	0,74
8	Hipora	48	134	0.3	0.57
9	Dewspoo	10	90	0.2	0.37
10	Taslon 330	179	131	0.3	0.75
11	Taslon 210	52	131	0.3	0.25
12	Bonding	40	218	0.5	0.84
13	Bonding	53	170	0.5	0.64
14	Taslon 330	166	133	0.3	0.39

На рис.6  показано полученное распределение уровня видимости широкого ряда изученных тканей, среди которых явно выделяются лидеры.

           
На рис.7 представлены варианты преимущественных решений среди группы тканей для верхней одежды и их сочетаний.

Рассчитав частоту повторяемости отобранных эффективных тканей в полученных цветовых сочетаниях, были рассчитаны весовые доли каждого материала и установлено, что самый большой вес в улучшении уровня видимости одежды имеет ткань Таффета (144) Для группы наиболее актуальных современных материалов для зимней спортивной одежды в широком диапазоне цветов определены соответствующие им коэффициенты отражения.

Выводы и результаты:

• Выявлены самые эффективные ткани и их сочетания с точки зрения повышенной видимости; Наибольший вес полученного эффекта имеет Taffeta (144).
• Для использования при проектировании и изготовлении зимней спортивной одежды повышенной видимости рекомендуется применять следующие ткани: Dewspo-milki(194 и 178), Taslon 330 (119), Bonding (40), Taffeta (144), Havana.
• При разработке модельных решений горнолыжной одежды повышенной видимости целесообразно использовать следующие сопрягаемые сочетания цветов материалов: Bonding(53)+Taslon(133), Taslon 330(133)+Taslon 330(178), Dewspo-milki(194)+Taffeta(144), Taslon(119)+Taffeta(144), Dewspo-milki(178)/Курточная мембранная(20)

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• 1. Новости туризма [Электронный ресурс] // Информационный портал о туризме. - 2008. - Режим доступа http://www.russiatourism.ru/news/282.smx
• 2. ГОСТ Р 12.4.219-99 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная сигнальная повышенной видимости. Технические требования / Введ в действие 28.12.1999 - М.: Издательство стандартов. - 2000. - 12с.
• 3. А.Медведев: Проекты ´Северный поток´ и ´Ямал-Западная Европа´ не является альтернативами друг другу... [Электронный ресурс] // ИнФОРМАЦИОННЫЙ РЕСУРС Ямал-Инфо. - 2012. - Режим доступа http://yamal-info.yanao.ru/4/2008/12/19/
• 4. Старкова,Г.П. Проектирование спортивной одежды из высокоэластичных материалов [Текст] : монография / Г.П. Старкова. - Владивосток: Дальнаука, 2004. - 187 с.: ил. - Библиогр.: с. 174-185
• 5. Ассортимент материалов для одежды [Электронный ресурс] // Информационный портал компании Юн-Сен. - 2008. - Режим доступа http://www.unsen.ru/.
• 6.  Леденёв А.Н. Физика. Колебания и волны. Оптика [Текст]/ А.Н.Леденев. - М.: Физматлит, 2005. - 256 с.
• 7. Коханенко В.Н. Планирование экспериментов и инженерных наблюдений: Пособие / В.Н.Коханенко, В.З. Русаков, Б.Ю. Калмыков. - Шахты: Издательство ЮРГУЭС, 2002. - 56с.
• 8. Коблякова, Е.Б. Конструирование одежды с элементами САПР [Текст]: учебник для вузов / Е.Б. Коблякова, Г.С. Ивлева, В.Е. Романов, А.И. Мартынова и др.; отв. ред. Е.Б. Коблякова. - М.: Легпромбытиздат, 1988. - 464 с.: ил.

Код для цитирования: Скопировать