Таблица 5.9 - Эксплуатационные расходы (Сэ)

№	Наименование затрат	Проектируемый вариант, руб
1	Издержки по оплате труда	805,5
2	Амортизационные отчисления	728,0
3	Затраты на ТОиР	136,5
4	Прочие расходы	91,0
	Итого:	1761,0

5.6 Потоки денежных поступлений СF (t)

Результат реализации проекта - поток денежных поступлений на основе которого вычисляются показатели экономической оценки эффективности инвестиций.

В дипломном проекте источником денежных поступлений служит дополнительная прибыль, возникающая вследствие экономии лётного времени на маршруте и расходов, относимых на себестоимость летного часа.

Эг = Нг*Слч,

где Нг - экономия лётного времени на маршруте, ч.;

Слч - себестоимость летного часа.

По данным АК “Аэрофлот-Дон” себестоимость летного часа для самолета ТУ-154 составит 46000 руб.

L1 = АВ + ВС + СD = 5,8+0,9+1,8=8,6см.

В реальном масштабе L1 = 430 км.

L2 = 7,2 см.

В реальном масштабе L2 = 360 км.

По траектории AD движется ВС, оснащенное разработанным устройством. Тогда экономия расстояния на маршруте составит:

L = L1 - L2 = 430-360 = 70 км.

Рассчитаем экономию лётного времени:

Н = = 0,08ч.

По статистическим данным в зоне аэропорта г. Ростова-на-Дону самолёт попадает в подобную ситуацию в среднем 5 раз в год. При этом годовая экономия лётного времени на 1 ВС составит:

Нг=Н*5=0,08*5=0,4ч.

Годовая экономия по эксплуатационным расходам, относимых на себестоимость лётного часа будет равна:

Э=0,4*46000=18400 руб.

Тогда окончательная величина ежегодного потока денежных поступлений должна быть уменьшена на сумму годовых эксплуатационных расходов по внедряемой МНРЛС:

CF(t) = 18400-1761.0=16639.0 руб,

Ежегодные денежные поступления, равные 16639,0 руб. в последующие годы будут менять свою ценность из-за инфляции, повышения тарифов и окладов, колебаний процентных ставок, котировок ценных бумаг, курсов валют и т.п. факторов. Чтобы соизмерить разновременные денежные поступления их приводят к ценности того года, в котором началось осуществление проекта, т.е. дисконтируют.

Для приведения CF(t) к году инвестирования капитала в проект используем формулу:

DCF(t) = CF(t) /(1+E)t

где: Е - норма (ставка) дисконта;

t - t-ый год из жизненного цикла проекта (t=1….5 лет).

Для собственника капитала ставка дисконтирования идентифицируется с нормой дохода, ожидаемой от вложений капитала, поэтому, чем больше шансы потерять, тем выше ставка дисконтирования. Поэтому ставка дисконта учитывает риск деловых операций (m,%). Для обычных проектов с низким уровнем риска примем m=2%.

В потоках денежных поступлений должна также учитываться инфляция. Примем ежегодный рост цен за пятилетний рассматриваемый период в размере 12%.

Жизненный цикл проекта составит пять лет, потому что это- время износа активной части основных производственных фондов в ГА, следовательно, через пять лет можно ожидать морального устаревания предложенной модернизации МНРЛС. Прогнозные значения DCF(t) за последующие 5 лет при различных значениях Е приводятся в таблице 5.10.

Таблица 5.10 - Потоки дисконтированных денежных поступлений

t	CFc(t)	DCF(t)
		Е = 0,0	Е = 0,14	Е = 0,28	Е = 0,42	Е = 0,56
1	16639	18640	16350	14560	13120	11950
2	16639	20870	16060	12740	10350	8577
3	16639	22380	15780	11150	8164	6158
4	16639	26180	15500	9753	6439	4421
5	16639	29320	15230	8534	5079	3174

5.7 Расчет показателей оценки эффективности инвестиций

На основе дисконтированных потоков денежных поступлений вычисляем следующие показатели:

Срок окупаемости (tok).

Чистый дисконтированный доход (ЧДД.

Индекс доходности (ИД).

Внутренняя норма рентабельности (IRR&).

Расчеты этих показателей проведены на Matchad.PLUS.6.0.

5.7.1 Чистый дисконтированный доход (ЧДД)

Величина ЧДД определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенная к начальному шагу. Если ЧДД>0, проект является эффективным при заданной норме Е и продолжительности получения дохода. Чем > ЧДД, тем эффективнее проект.

Результаты расчета ЧДД при различных значениях Е и Invest = 14560 руб. приведены в таблице 12.

5.7.2 Срок окупаемости инвестиций (tok)

Срок окупаемости инвестиций (tok) - это время, необходимое для возмещения первоначальных инвестиций. Оно определяется делением суммы инвестиций на сумму поступлений денежных средств, получаемых в результате реализации проекта за счет увеличения доходов или за счет экономии на расходах.

Предпочтение отдается проекту с наименьшим tok. Такой проект является менее рискованным и имеет большую ликвидность.

Дисконтированный срок окупаемости рассчитывается исходя из равенства:

где Invest - сумма первоначальных инвестиций;

DCF(t) - ежегодные дисконтированные денежные поступления.

Срок окупаемости для Invest = 14560 руб. и различных значениях Е = 0,140,56 приведён в таблице 5.11.

Таблица 5.11 - Дисконтированные сроки окупаемости инвестиций

	T =1	T =2	T =3	T = 4	T = 5	Tок, лет
Исходный (Е=0,0)	18640	20870	23380	26180	29320	0,929
Дисконтирванный (Е=0,14)	16350	16060	15780	15500	15230	0,890
Дисконтирванный (Е=0,28)	14560	12740	11150	9753	8534	1,0
Дисконтирванный (Е=0,42)	13120	10350	8164	6439	5079	1,139
Дисконтирванный (Е=0,56)	11950	8577	6158	4421	3174	1,304

5.7.3 Индекс доходности (ИД)

Индекс доходности является одним из показателей, на основании которых принимается решение о целесообразности инвестиций. Он показывает величину чистого дисконтированного дохода на каждый рубль инвестиций. Чем выше показатель доходности, тем предпочтительнее проект. Если индекс равен 1 и ниже, то проект едва отвечает или не отвечает минимальной ставке доходности.

ИД = (t) (1-E)-t / Invest

В табл.5.12 приведены результаты расчетов ИД при Е=0,140,56

5.7.4 Внутренняя норма рентабельности проекта IRR&

Внутренняя норма рентабельности проекта IRR&, называемая коэффициентом рентабельности инвестиций, в случае, когда инвестиции осуществляются единовременно, в начале первого года, равна ставке дисконтирования IRR&=Е, при которой сумма будущих дисконтированных поступлений равна инвестициям. Если инвестиции осуществляются из собственных средств, то доход окупает инвестиции при ставке доходности, равной ожидаемой инвестором доходности на свой капитал.

Таблица 5.13 - Технико -экономическое обоснование проекта

Наименование показателя	Ед. изм	Базовый вариант	Проектируемый вариант
Технические показатели 1. Наработка на отказ	Час	60000	102040
Экономические показатели 1. Цена проекта 2. Инвестиции	Руб. Руб.	- -	9100 14560
Показатели экономической эффективности Срок окупаемости Чистый дисконтированный доход в tok Индекс доходности в tok Внутренняя норма рентабельности	Год Руб - %	- - -	0,89 1787 1,123 28,02

Срок окупаемости инвестиций в проект при минимальной доходности 14% составит 0,89 года; чистый дисконтированный доход в tok равен 1787 руб., что >0; индекс доходности при Е=0,14 >1 и равен1,123; внутренняя норма рентабельности проекта составила 28,02%, это больше требуемой минимальной доходности и говорит об устойчивости проекта. Таким образом, можно с уверенностью говорить об эффективности инвестиций в данный проект.

6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

6.1 Биологическое действие СВЧ - излучения на организм человека

Воздействие мощных электромагнитных полей на человека приводит к определенным сдвигам в нервно-психической и физиологической деятельности, однако как предполагают, «многоступенчатая» система защиты организма от вредных сигналов, осуществляемая на всех уровнях от молекулярного до системного, в значительной степени снижает вредность действия «случайных» для организма потоков информации [20]. Поэтому, видимо, если и наблюдается определенная реакция на эти поля, то здесь нужно говорить скорее о физиологическом, в общем смысле, чем о патологическом аспекте воздействия электромагнитной энергии. Несмотря на то, что нетепловые, или специфические эффекты воздействия радиоволн открыты относительно давно, определяющим для нормирования опасности работы в условиях воздействия ЭМП во многих странах пока принята степень их теплового воздействия.

Для выяснения биофизики теплового действия СВЧ на живые организмы рассмотрим кратко факторы, определяющие нагрев тканей при облучении их ЭМП.

Существование потерь на токи проводимости и смещения в тканях организма приводит к образованию тепла при облучении. Количество тепла выделяемое в единицу времени веществом со среднем удельным сопротивлением (Ом/см) при воздействии на него раздельно электрической (Е) и магнитной (Н) составляющих на частоте f (Гц) определяются следующими зависимостями:

Qe = 8,410fE (Дж/мин);

Qп = 8,410fH (Дж/мин).

Доля потерь в общей величине поглощенной теплом энергии возрастает с частотой.

Наличие отражения на границе «воздух-ткань» приводит к уменьшению теплового эффекта на всех частотах приблизительно одинаково.

Коэффициент отражения Ко от границ между тканями при различных частотах представлен в таблица6.1.

Таблица 6.1 - Коэффициент отражения Ко от границ между тканями при различных частотах

	Частота, МГц
Границы раздела	100	200	400	1000	3000	10000	24500
воздух -кожа	0,758	0,684	0,623	0,57	0,55	0,53	0,47
кожа -жир	0,340	0,227	-	0,231	0,190	0,230	0,22
жир - мышцы	0,355	0,351	0,33	0,26	-	-	-

С учетом Ко плотность мощности, поглощаемая телом, будет равна:

Ппогл = П(1- Ко),

где П - плотность потока мощности.

Глубина проникновения энергии СВЧ вглубь тканей зависит от резисторных и диэлектрических свойств ткани и от частоты.

Глубина проникновения энергии СВЧ в различные ткани при изменении поля в е раз в долях длины волн представлена в таблица 6.2.

Соизмеримость размеров тела с длинной волны приводит к появлению существенной частотной зависимости взаимодействия поля с телом. Эффект облучения тела человека сильно зависит от поляризации и ракурса освещения его радиоволн CВЧ.

Существование между различными слоями тела слоев с малой диэлектрической проницаемостью приводит к возникновению резонансов - стоячих волн большой амплитуды, которые приводят к так называемым микро-нагревам.

Перераспределение тепловой энергии между соседними тканями через кровь наряду с конвенционной отдачей энергии теплоиспусканием в окружающее пространство во многом определяет температуру нагреваемых участков тела. Именно из-за ухудшенной системы отвода тепла от некоторых сред (глаза и ткани семенников - в них очень мало кровеносных сосудов). Эти органы тела наиболее уязвимы для облучения. Критическим для глаз считается повышение температуры на 100 С. Высокая чувствительность семенников к облучению связана с известным фактом, что при нагревании их всего на 10 С. Возникает частичная или полная временная стерилизация.

Таблица 6.2 - Глубина проникновения энергии СВЧ в различные ткани

	, см.
Ткань	300	150	75	30	10	3	1,25	0,86
Головной мозг	0,012	0,028	0,028	0,064	0,048	0,053	0,059	0,043
Хрусталик глаза	0,029	0,030	0,056	0,098	0,050	0,057	0,055	0,043
Стекловидное тело	0,007	0,011	0,019	0,042	0,054	0,063	0,036	0,036
Жир	0,068	0,083	0,120	0,210	0,240	0,370	0,270	-
Мышцы	0,011	0,015	0,025	0,050	-	0,100	-	-
Кожа	0,012	0,018	0,029	0,056	0,066	0,063	0,058	-

Кроме теплового действия радиоволн СВЧ на живой организм, оказывает влияние и специфическое их действие.

Наиболее общим эффектом действия радиоволн на организм человека (электромагнитных излучений малых уровней) является дезадонтация - нарушение функций механизма, регулирующих приспособительные реакции организма к изменениям условий внешней среды (к теплу, холоду, шуму, психологических травм т. п.) т. е. СВЧ поле является типичным стрессом.

К специфическим эффектам воздействия поля также относятся:

- кумуляция - приводит к тому, что при воздействии прерывистого облучения суммарных эффект накапливается и зависит от величины эффекта с самого начала воздействия;

- сенсибилизация - заключается в повышении чувствительности организма после слабого радиооблучения к последующим воздействиям;

- стимуляция - улучшение под влиянием поля общего состояния организма или чувствительности его органов.

В России проводятся широкие исследования, направленные на выяснения профессиональной вредности СВЧ радиоволн. Исследования позволили выявить у лиц, подвергающихся хроническому СВЧ воздействию, определенные изменения со стороны нервной и сердечно-сосудистой систем, эндокринных желез, крови и лимфы, хотя в подавляющем большинстве случаев эти изменения носят обратимый характер. При хроническом действии СВЧ поля были обнаружены также случаи помутнения хрусталика и снижения обонятельной чувствительности человека.

При плотности мощности СВЧ поглощаемой телом ( П ) больше 5-10 мВт/cм, и хроническом действии полей меньшей интенсивности, наблюдается, как правило, отрицательное влияние облучения, появляется повышенная утомляемость, слабость, вялость, разбитость, раздражительность, головокружение. Иногда наблюдается приливы к голове, чувство жара, половая слабость, приступы тошноты, потемнения в глазах. Изучаются генетические последствия воздействия радиоволн.

Электромагнитное поле вокруг любого источника излучения волн условно разделяют на три зоны:

ближнюю - зону индукции;

промежуточную - зону интерференции;

дальнюю - волновую зону или зону излучения.

Электромагнитные поля по мере удаления от источника быстро затухают. Напряженность электрической составляющей поля в зоне индукции (ближней зоне) обратно пропорционально расстоянию в третьей степени, а напряженность магнитной составляющей - расстоянию во второй степени. При остронаправленных источниках излучения (антеннах) с размерами, значительно большими длины волны, граница дальней зоны может быть рассчитана по формуле:

, (6.4)

где SA - наибольший геометрический размер раскрыва излучающей антенны, равный 2,6 м.

.

В волновой зоне (дальней зоне), в которой практически находятся работающие с СВЧ аппаратурой, интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии (ППЭ), т. е. количеством энергии, падающей на единицу поверхности. В этом случае ППЭ выражается в ваттах на один квадратный метр или в милливаттах и микроваттах на один квадратный сантиметр.

Согласно максимальное значение ППЭПД не должно превышать значения 1000 мкВт/см2.

Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитного поля в диапазоне частот 300 МГц…300 ГГц следует определять исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия по формуле:

, (6.5)

где ППЭПД - предельно допустимое значение ППЭ,

- предельно допустимая величина электрической нагрузки, равная 200 мкВт·ч/см2,

К - коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 10 для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн,

Т - время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, равное 8 ч.

.

С учетом вышеприведенных расчетов можно сделать вывод о том, что удаление обслуживающего персонала РЛС (в частности дежурного оператора) на расстояние более 500 м от антенны является необходимым и достаточным условием для защиты от вредного воздействия СВЧ излучения.

6.2 Классификация и общие характеристики чрезвычайных ситуаций

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - внешне неожиданная, внезапно возникающая обстановка, которая характеризуется резким нарушением установившегося процесса, оказывающая значительное отрицательное влияние на жизнедеятельность людей, функционирование экономики, социальную сферу и окружающую среду.

Классификация ЧС:

- по принципам возникновения (стихийные бедствия, техногенные катастрофы, антропогенные катастрофы, социально-политические конфликты);

- по масштабу распространения с учетом последствий - местные (локальные), объектные, региональные, национальные, глобальные;

- по скорости распространения событий - внезапные, умеренные, плавные (ползучие), быстро распространяющиеся.

Последствия чрезвычайных ситуаций разнообразны: затопления, разрушения, радиоактивное заражения, и т.д.

Условия возникновения ЧС подразумевают наличие потенциальных опасных и вредных производственных факторов при развитии тех или иных процессов. Действие факторов риска высвобождение энергии в тех или иных процессах, наличие токсичных, биологически активных компонентов в процессах и т.д.

В условиях рассматриваемой работы наиболее вероятна ЧС, связана с возникновением пожара. Рассмотрим вопрос возникновения ЧС связанных пожаром в результате короткого замыкания в электропроводке.

Режим короткого замыкания появляется в результате резкого возрастания силы тока, электрической искры, пробоя изоляции в процессе старения или перетирания из-за вибрации и как далее.

При возникновении короткого замыкания происходит резкий нагрев токоведущих частей, что приводит к воспламенению изоляции. Это приводит к пожару в электрооборудовании с выделением большого количества дыма.

В данной ситуации необходимо персоналу применять меры индивидуальной защиты - одеть изолирующие противогазы и термокостюмы, отключить от питания электроустановку и приступить к тушению пожара порошковым огнетушителем.

В некоторых случаях применяются системы автоматического пожаротушения, это порошковые и газовые системы. Они действуют по принципу прекращения доступа к источнику возгорания кислорода при повышении температуры или появления дыма.

Для предотвращения возникновения ЧС связанного с возгоранием в следствии короткого замыкания применяют следующие профилактические меры:

- установка предохранителей на питании электроустановок;

- периодический контроль сопротивления изоляции;

- установка приборов контролирующих ток в наиболее опасных по короткому замыканию местах;

- установка датчиков контролирующих наличие дыма в местах возможного возгорания электропроводки;

- установка в близи электроустановок средств пожаротушения и индивидуальной защиты.

6.3 Экологические мероприятия по защите от СВЧ

Передающая антенна включает в себя мощные СВЧ устройства, в которых генераторы высокочастотной энергии имеют мощность около сотен киловатт в импульсном режиме. Даже если небольшая часть этой мощности просачивается в окружающее установку пространство, это может представлять опасность для окружающих: воздействие достаточно мощного СВЧ излучения на зрение, нервную систему и другие органы человека может вызвать серьезные болезненные явления. Поэтому при работе с мощными источниками СВЧ энергии необходимо неукоснительно соблюдать требования техники безопасности.

В нашей стране установлена безопасная норма СВЧ излучения, т.е. так называемая санитарная норма - 10 мкВт/см. Она означает, что в месте нахождения обслуживающего персонала мощность потока СВЧ энергии не должна превышать 10 мкВт на каждый квадратный сантиметр поверхности. Эта норма взята с многократным запасом. Так, например, в США в 60-е годы была норма в 1000 раз большая - 10 мВт/см.

Следует отметить, что по мере удаления от мест излучения СВЧ мощности - от резонаторных камер или волноводных систем, где производится обработка с помощью СВЧ энергии, - поток излученной энергии быстро ослабевает (обратно пропорционально квадрату расстояния). Поэтому можно установить безопасную границу, где уровень излучения ниже нормы, и выполнить её в виде ограждения, за которое нельзя заходить во время выполнения технологического процесса. При этом защитные устройства получаются достаточно простыми и недорогими.

В настоящее время существует несколько видов как твердых, так и мягких (типа резины) поглощающих материалов, которые уже при толщине в несколько миллиметров обеспечивают практически полное поглощение просачивающейся СВЧ энергии.

Поглощающий материал закладывается в щели между теми металлическими деталями резонаторных камер или волноводных структур, которые не могут быть соединены сваркой или пайкой.

Предотвращение излучения через отверстие для наблюдения или подачи воздуха осуществляется применением металлических трубок достаточно малого внутреннего диаметра и необходимой длины. Такие трубки являются запредельными волноводами и практически не пропускают СВЧ энергию. Необходимо, чтобы внутренний радиус R был в 10...15 раз меньше рабочей длины волны. В этом случае погонное затухание (в децибелах на сантиметр) на низшем типе волны H11 может быть приблизительно определено по формуле:

L=16/R. (6.6).

Общее затухание при длине трубки N становится равным:

16N/R дБ. (6.7).

Рассмотрим численный пример. Пусть рабочая длина волны =3 см. Возьмем трубку с внутренним радиусом R=1 см. Пользуясь формулой (6.6) для L, определим, что на каждом сантиметре длины трубки погонное затухание:

L=16/1=16 дБ/см.

Если мощность СВЧ колебаний резонатора составляет 10,76 кВт, а вне трубки будем считать допустимой мощность 1 мкВт, то на длине трубки N должно быть ослабление:

10,67 кВт/1мкВт=10,67103/10-6=10,67109 раз,

где 10,67109 раз примерно равно 100 дБ.

Подставив полученные значения в формулу (6.2) получим длину трубки равной:

N=100/L=108/16=6,2676 см.

Окончательно длину трубки с внутренним диаметром 10 мм можно принять равной 6 см. Как видим, безопасный уровень излучения может быть получен при не очень длинных трубках и при достаточно больших диаметрах.

Для установок СВЧ характерна необходимость многоразового открывания и закрывания люков загрузки, и т.д. От этих операций защитные устройства, в особенности контактные, постепенно изнашиваются. Кроме того, с течением времени контактные поверхности окисляются. В результате излучение может возрасти в несколько раз и даже на один-два порядка. Поэтому необходимы систематическое наблюдение за состоянием защитных устройств, проведение периодических замеров уровня излучения. Отсюда и жесткие требования к надежности защитных устройств. Чтобы в эксплуатации нормы облучения не были превышены, заводские сдаточные нормы на излучение делают более жесткими. Так, в Японии допускается увеличение излучения от заводских норм до эксплуатационных при количестве открываний более 100 тыс. раз. Собственно, при таких условиях и проводятся периодические заводские испытания защитных устройств.

В результате анализа работы получили, что передающая антенна - это объект повышенной опасности по СВЧ, поэтому особое внимание уделяется защите от просачивания СВЧ в места нахождения людей. При соблюдении надлежащих мер безопасности можно добиться уменьшения влияния излучения на организм человека, тем самым уменьшить риск заболевания от воздействия СВЧ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Воскресенский Д.И., Максимов В.М. Развитие антенных систем. //Изв. Вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. - 1987. №2. - с. 4-15.

2. Даджон Д.Э. Основы цифровой обработки сигналов в решетках. // ТИИЭР. 1977. - Т.65, №6. - с. 99-106.

3. Бахтиров Г.Д. Тищенко А.Ю. Реализация устройств цифровой обработки на основе алгоритма БПФ. // Зарубежная радиоэлектроника.- 1975.

4. Журавлев А.К., Лукошкин А.П., Поддубный С.С. Обработка сигналов в адаптивных антенных решетках. -Л.: Изд. ЛГУ, 1983. - 239 с.

5. Царьков М.Н. Многоканальные радиолокационные измерители. - М.: Сов. Радио, 1980. - 185с.

6. Джонсон Д.Х. Применение методов спектрального оценивания к задачам определения угловых координат источников излучения. // ТИИЭР. - 1982. - Т. 70, №9. - с. 126-139.

7. Диналевский Л.Н., Доманов Ю.А., Зеленко В.Н., Изох В.В., Коробко О.В. Оптимизация антенных решеток с аналоговым-цифровым преобразованием входных сигналов. // Вестник Белорусского гос. ун-та. - 1980. - №2. - с. 19-22.

8. Антенны и устройства СВЧ (проектирование фазированных антенных решеток) / Под ред. Д.И. Воскресенского: - М.: Радио и связь, 1981. - 430 с.