Kinetostatics of Wheel Vehicle in the Category of Spiral-Screw Routes

International audienceDeterministic mathematical model of kinetostatics of wheel vehicle in terms of different modes of spatial motion in the context of curved route is proposed. Earth-based coordinate system is introduced which pole and axial orientation are determined by the convenience of route description as well as vehicle-related coordinates which pole axial orientation are determined within inertial space with the help of natural trihedral. Turn of the natural trihedral within inertial coordinates is described by means of quaternion matrices in the context of Rodrigues-Hamilton parameters. Rodrigues-Hamilton parameters are in matrix form in direct accordance with specified hodograph. Kinetostatics of wheel vehicle is considered in terms of spatial motion with an allowance for three-dimensional aerodynamic forces, gravity, and tangential and centrifugal inertial forces. In the context of spiral-screw lines deterministic mathematical model of wheel vehicle kinetostatics is proposed in the form of hodograph in terms of uniform motion, accelerated motion, and decelerated motion within following route sections: straight and horizontal; in terms of vertical grade; in terms of horizontal plane. Analytical approach to determine animated contact drive-control forces of wheel vehicle for structural diagrams having one and two support points involving of a driving-driven wheel characteristic is proposed based on kinetostatics equations. Mathematical model of wheel vehicle kinetostatics in terms of spatial motion is constructed on the basis of nonlinear differential Euler-Lagrange equations; it is proposed to consider physically implemented motion trajectories of wheel vehicles in the context of spiral-screw lines; hodograph determines spatial displacement; Rodrigues-Hamilton parameters determines spatial turn; Varignon theorem is applied to identify components of drive (control) force. The obtained results make it possible to solve a wide range of problems connected with dynamic design of wheel vehicles involving controllability, and estimation of dynamic load of both system and support surface

Обгрунтування вибору типу радіаторного профілю для нової конструкції системи охолодження електронного модуля

The reliable operation of complex electronic systems with increased heat generation is ensured by the use of efficient cooling systems, the cost of which is sometimes up to 45% of the cost of electronic modules that are cooled. In this regard, the development of new design solutions aimed at reducing the cost of electronic module cooling systems is an urgent task. In this work, a new design solution to reduce the cost of the basic version of the air cooling system of the transmit/receive (T/R) module is proposed. Instead of the heatsink case of the T/R module made by the method of milling from a solid aluminum plate 53 mm thick, a design is proposed, which consists of two parts: an improved case part, made by the method of milling from an aluminium plate with half the thickness, and a convective heat exchanger attached to it, made from a serial heatsink profile. Active electronic components are in contact with the surface of the heat exchanger through the windows in the case. The main part of this work is devoted to rationale for choosing the most advantageous from a thermal point of view heat sink profile from the existing serial profiles for use in the new cooling system. Using computer simulation, the thermal performance of the proposed cooling system was determined and compared in two versions: based on a serial heatsink profile of type 1 and based on a serial heatsink profile of type 2. Types 1 and 2 of the heatsink profile are similar, but have different geometric characteristics, different number of fins, different fin heights, different base thicknesses and different weights. The purpose of the simulation is to determine the most effective of them for use in the new T/R module cooling system. As a result of simulation, it is shown that the most effective for use in the design of the T/R module air cooling system is a serial type 1 heatsink profile, made of aluminum-magnesium alloy AD 31Т. It has a base thickness of 4 mm, a fin height of 21 mm, a fin pitch of 7 mm, a fin thickness at the base of 2.5 mm, and a fin thickness at the top of 1 mm. The maximum temperature at the installation sites of the hottest transistors on a heat exchanger from a type 1 heatsink profile is 8.7–4.9 °С (or 10.0–8.2%) less than on a type 2 heatsink profile heat exchanger (at air velocity from 1 m/s to 5 m/s). The total thermal resistance of the cooling system using a type 1 heatsink profile is 13.5–11.9% less than using a type 2 heatsink profile. Moreover, the mass of the convective heat exchanger based on the type 1 heatsink profile is 367 g (or 8.5%) less.Надійна робота складних електронних систем з підвищеним тепловиділенням забезпечується застосуванням ефективних систем охолодження, вартість яких іноді становить до 45% від вартості електронних модулів, які охолоджуються. У зв’язку з цим, розробка нових конструктивних рішень, спрямованих на здешевлення систем охолодження електронних модулів, є актуальною задачею. В даній роботі запропоновано нове конструктивне рішення здешевлення базового варіанта повітряної системи охолодження приймально-передавального модуля (ППМ). Замість корпуса-радіатора приймально-передавального модуля, виконаного методом фрезерування з суцільної алюмінієвої плити завтовшки 53 мм, запропонована конструкція, яка складається з двох частин: удосконаленої корпусної частини, виготовленої методом фрезерування з алюмінієвої плити з удвічі меншою товщиною, та приєднаного до неї конвективного теплообмінника, виготовленого з серійного радіаторного профілю. Активні електронні компоненти крізь вікна в корпусній частині контактують з поверхнею теплообмінника. Обгрунтуванню вибора найбільш вигідного з теплової точки зору радіаторного профілю з існуючих серійних профілів для використання в новій системі охолодження присвячена більша частина даної роботи. Методом комп’ютерного моделювання визначено та порівняно теплові характеристики запропонованої системи охолодження з конвективним теплообмінником в двох варіантах виконання: на основі серійного радіаторного профілю типу 1 та на основі серійного радіаторного профілю типу 2. Типи 1 і 2 радіаторного профілю мають близькі, але різні геометричні характеристики, різну кількість ребер, різну висоту ребер, різну товщину основи і різну масу. Метою моделювання є визначення найбільш ефективного з них для використання в новій системі охолодження ППМ. В результаті моделювання показано, що найбільш ефективним для застосування в конструкції повітряної системи охолодження ППМ є серійний радіаторний профіль типу 1, виготовлений з алюмінієво-магнієвого сплаву АД 31Т, який має: товщину основи 4 мм, висоту ребер 21 мм, крок ребер 7 мм, товщину ребра біля основи 2,5 мм, товщину ребра біля вершини 1 мм. Максимальна температура в місцях встановлення найбільш нагрітих транзисторів на теплообміннику з радіаторного профілю типу 1 на 8,7–4,9 °С (або на 10,0–8,2%) менша, ніж на теплообміннику з радіаторного профілю типу 2 (при швидкості повітря від 1 м/с до 5 м/с). Загальний тепловий опір системи охолодження з використанням радіаторного профілю типу 1 на 13,5–11,9% менший, ніж з використанням радіаторного профілю типу 2. Крім того, маса конвективного теплообмінника на основі радіаторного профілю типу 1 менша на 367 г (або на 8,5%)

Современные подходы к оценке размеров щитовидной железы у новорожденных детей в Томске и Томской области

The thyroid was ultrasonographically studied in 236 a newly born child aged 7-28 days of life in Tomsk and Tomsk Region. The sizes of thyroid lobes and its echogenicity were defermined. The infants were born by apparently healthy mothers and females, who took different dozes of iodine. A procedure for neonatal ultrasound study was developed. While data statistical processing individual dizes of ultrasonographical standard of a thyroid volume, which allows some patological conditions of the thyroid to be established at early stages of life were defesmined.Исследована щитовидная железа у 236 новорожденных в возрасте 7-28 дней жизни ультразвуковым методом. Определялись размеры долей щитовидной железы и ее эхогенность. Дети рождены от практически здоровых матерей, которые во время беременности получали препараты йода в разной дозировке. Разработана методика проведения ультразвукового исследования у новорожденных. В результате статистической обработки материала удалось выявить индивидуальные параметры сонографической нормы тиреоидного объема, позволяющие на ранних этапах жизни установить наличие патологических изменений со стороны щитовидной железы

Biological and Molecular-Genetic Properties of <i>Bacillus anthracis</i> strains Isolated in Siberia and Far East Regions (1959–2013)

Objective – study of biological and molecular-genetic properties of Bacillus anthraciscultures isolated in the supervised Siberian and Far Eastern territory between 1959 and 2013. Materials and methods. 39 B. anthracisstrains isolated from different specimens in 11 Siberian and Far Eastern constituent entities during epizootic and epidemic complications in terms of anthrax and monitoring of the soil foci were studied. The strains were examined using 16 culturalmorphological and 23 biochemical tests, for virulence, plasmid content, 15 VNTR- and 13 SNP-loci. Results and conclusions. Phenotypic and considerable genotypic heterogeneity of B. anthracisstrains found in the supervised territory was demonstrated. It was determined that 87,2 % of the isolates possessed typical cultural-morphological and biochemical properties. Twenty VNTR-profiles and three canonical SNP-clusters belonging to two global genetic branches A and B were revealed by means of molecular-genetic typing. The data can serve as a genetic marker in the investigation of anthrax cases, potential bioterrorist acts and evaluation of epizootic activity of stationary hazardous as regards anthrax areas in the specified administrative territory. The database «Biological properties of Bacillus anthracisstrains isolated in Siberia and Far East» was generated on the basis of systematization and analysis of the data concerning the origin, biological, molecular-genetic properties of the isolates. The Certificate of State Registration was also received. The database structure is replenishable and can be expanded if new technologies and methods are applied

Comparative Analysis of Blood and Marrow Cellular Structure of White Mice Infected With Bacillus Anthracis Different Genotypes

Background. Detection of the pathogenicity factors is one of the actual directions in studying of the anthrax causative agent. First of all, it includes the presence of tripartite toxin, capsule and the related structural and regulatory genes. Their presence or absence is defined by structural changes in cellular structure of blood and immunocomplex organs of a macroorganism.Objective: To conduct a comparative analysis of subpopulational structure of marrow and peripheral blood cells at anthrax infection in experimental animals and to trace dynamics of the infectious process caused by Bacillus anthracis of different genotypes.Methods. Comparative examination of subpopulational structure of red marrow and peripheral blood cells of white mice in dynamics of the infectious process caused by B. anthracis of different genotypes was conducted. Also, neutrophil maturing index and leucoerythrocytic correlation were calculated in red marrow. Degree of manifestation of neutrophil pathological granularity was revealed in peripheral blood smears stained by the Freifeld’s method. Statistical processing of the received data was conducted using the computer program “Statistics”, version 6 (Novosibirsk). Authentic results were considered if the error probability was less than 0.05 (р &lt; 0.05) in relation to the control.Results. It is revealed that alterations in white mice infected by B. anthracis strains with the same set of plasmids are significantly various.Conclusion. The resulted data permit to assume that the distinction of pathological alterations in peripheral blood and red marrow is probably connected with the other factors of the pathogen invasiveness like enzymatic activity, ability to adhesion and many others

Pathoanatomical Pattern of Brain Damage of White Mice Infected with Experimental Anthrax

Background. Bacillus anthracis is a microorganism that causes anthrax. Because of irrational therapy, this particularly dangerous infectious disease leads to a systemic spread of bacteria in the body through histohematological barriers. Bacilli entering the brain subsequently lead to hemorrhagic meningitis. Despite intensive antibiotic therapy, that kind of meningitis is difficult to cure and therefore highly lethal. Studying characteristics of anthrax’s isolates of different origin and genotype is an actual area of research.The aim of the study is searching for pathomorphological and histological changes in the brain regions of experimental animals with anthrax infection, caused by B. anthracis with different plasmid spectrum.Materials and methods: The study was conducted on 200 certified white mice, three B. anthracis strains were used as research objects: B. anthracis I-323 (рХО1– /рХО2– ), B. anthracis I-275 (рХО1- /рХО2- ), and B. anthracis I-217 (рХО1+ / рХО2– ). The material for histological examination was the brain of mice, embedded in paraffin, and then sections were prepared using a microtome and stained with hematoxylin-eosin and Nissl toluidine blue. The degree of neuronal damage was assessed by calculating the semi-quantitative factor and determining the average size of the neuron nuclei, and the numerical density of cells in 1mm2 was studied. Microphotography and quantitative analysis was performed using the Motic Images Plus 2.0 application package. Statistical processing of the results was performed using the program “Statistica 6.0”.The results of the study showed that the brain of infected mice shows signs of hemorrhagic leptomeningitis, the manifestations of which are more pronounced in mice infected with weakly virulent plasmid strains of B. anthracis and fallen mice.Conclusion. Multicomponent exotoxin and specialized proteins, encoded in the pathogenicity plasmid of microorganisms, allow B. anthracis to easily overcome histohematological barriers and cause severe septic anthrax. The results obtained during the study supplement the available information on the pathogenesis of anthrax and indicate the need for further research in this direction

ВАРІАБЕЛЬНІСТЬ ІМУНОЛОГІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ У ХВОРИХ НА ГОСТРУ ДИЗЕНТЕРІЮ

In the structure of infectious morbidity intestinal infections occupy the second place after respiratory diseases. For several reasons, shigellosis (dysentery) occupies a leading position among them. According to various sources, among etiologically verified diarrhea, it ranges from 28 to 75 %. One of the effective and reliable indicators of confirmation of diagnosis in dysentery is an immunological examination to detect changes in the cellular level of immunity and specific antibodies. The aim of our research was to study and analyze the changes in cellular and humoral immunity that occur in patients with dysentery. Material and Methods. Thirty patients with acute shigellosis who were in the infectious ward of City Public Hospital No. 1 were examined. The total number of T-lymphocytes, B-lymphocytes by the reaction of spontaneous rosette formation (EAS-RUL, TE-RUL) was determined. The functional activity of T-lymphocytes was evaluated by the reaction of blast transformation of T-lymphocytes with phytohemagglutinin. The IgM, IgA and IgG levels were determined by the Mancini method. Results and Discussion. In terms of age, the surveyed contingent consisted of patients aged 23–59 years – 21 people (70.0 %), 60 years and older – 9 (30.0 %). Among the examined 30 patients with acute shigellosis, 10 had a mild course, 13 had a moderate severity, and 7 had a severe one. The immunoregulatory index for mild disease caused by S. sonnei varied from 2.12 to 3.18, with moderate – 2.45–4.82, and severe – 1.80–5.25. Indicators of immunoregulatory index in patients with isolated S. fexneri was at a slight degree – 2.03–2.81; at an average of 3.32–3.96; in severe – 2.02–4.07. Conclusions. Studies of immunological parameters in the acute period of the disease found changes only with moderate and severe dysentery. There were no significant differences in humoral immunity in patients with dysentery depending on age.В структуре инфекционной заболеваемости кишечные инфекции занимают второе место после респираторных болезней. По нескольким причинам шигеллез (дизентерия) занимает среди них ведущее место. По данным различных источников, среди этиологически верифицированных диарей она составляет от 28 до 75 %. Одним из эффективных и достоверных показателей подтверждения диагноза при дизентерии является иммунологическое исследование для выявления изменений клеточного звена иммунитета и специфических антител. Цель – изучить и проанализировать изменения клеточного и гуморального звеньев иммунитета, возникающие у больных дизентерией. Материал и методы. Было обследовано 30 пациентов с острым шигеллезом, находившихся на лечении в инфекционном отделении Городской коммунальной больницы №1. Общее количество Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов определяли с помощью реакции спонтанного розеткообразования (ТО-рул, ЕАС-рул). Функциональную активность Т-лимфоцитов оценивали с помощью реакции бластной трансформации Т-лимфоцитов с фитогемаглютинином. Уровень IgM, IgА и IgG определяли за методом Манчини. Результаты. В возрастном аспекте обследованный контингент состоял из больных в возрасте 23–59 лет – 21 (70,0%) больной, 60 лет и старше – 9 (30,0%) пациентов. Среди обследованных 30 пациентов с острым шигеллезом 10 имели легкое течение, 13 – средней степени тяжести, 7 – тяжелое течение. Иммунорегуляторный индекс при легкой степени болезни, вызванной S. sonnei, варьировал от 2,12 до 3,18, при среднетяжелом – 2,45–4,82, при тяжелом – 1,80–5,25. Показатели иммунорегуляторного индекса у пациентов с выделенной S. fexneri при легкой степени составляли 2,03–2,81; при средней – 3,32–3,96; при тяжелой – 2,02–4,07. Выводы. Исследования иммунологических показателей в остром периоде болезни обнаружили изменения только при средней и тяжелой степени дизентерии. Со стороны гуморального иммунитета существенных различий в реакции больных дизентерией в зависимости от возраста не было.У структурі інфекційної захворюваності кишкові інфекції займають друге місце після респіраторних хвороб. З декількох причин шигельоз (дизентерія) займає серед них провідне місце. За даними різних джерел, серед етіологічно верифікованих діарей вона складає від 28 до 75 %. Одним із ефективних та достовірних показників підтвердження діагнозу при дизентерії є імунологічне дослідження для виявлення змін клітинної ланки імунітету та специфічних антитіл. Мета – вивчити та проаналізувати зміни клітинної та гуморальної ланок імунітету, що виникають у хворих на дизентерію. Матеріал і методи. Було обстежено 30 пацієнтів із гострим шигельозом, які перебували на лікуванні в інфекційному відділені Міської комунальної лікарні № 1. Загальну кількість Т-лімфоцитів, В-лімфоцитів визначали за допомогою реакції спонтанного розеткоутворення (ЕАС-РУЛ, ТЕ-РУЛ). Функціональну активність Т-лімфоцитів оцінювали за реакцією бластної трансформації Т-лімфоцитів з фітогемаглютиніном. Рівні IgM, IgА та IgG визначали за методом Манчіні. Результати. У віковому аспекті обстежений контингент складався із хворих у віці 23–59 років – 21 (70,0 %) особа, 60 років і старше – 9 (30,0 %) осіб. Серед обстежених 30 пацієнтів з гострим шигельозом 10 мали легкий перебіг, 13 – середнього ступеня тяжкості, 7 – тяжкий перебіг. Імунорегуляторний індекс при легкому ступені хвороби, викликаної S. Sonnei, варіював від 2,12 до 3,18, при середньотяжкому – 2,45–4,82, при тяжкому – 1,80–5,25. Показники імунорегуляторного індексу у пацієнтів з виділеною S. fexneri при легкому ступені складали 2,03–2,81; при середньому – 3,32–3,96; при тяжкому – 2,02–4,07. Висновки. Дослідження імунологічних показників у гострому періоді хвороби виявили зміни лише при середньому та тяжкому ступенях дизентерії. З боку гуморального імунітету суттєвих відмінностей у реакції хворих на дизентерію залежно від віку не було

Changes in the Organs of Experimental Animals in the Dynamics of the Infectious Process Caused by <i>Bacillus Anthracis</i> with Different Plasmid Profiles

Background. The current direction is the study of anatomical and histological changes caused by the causative agent of anthrax with a different plasmid profile. It was found that Bacillus anthracis strains with the same set of plasmids and the same morphological, serological and cultural properties sometimes have different pathogenicity.Aim of the study. Comparative analysis of anatomical and histological changes in the organs of experimental animals in the dynamics of the infectious process caused by the pathogen B. anthracis with different genotypes.Methods. Four strains were used as the study object: B. anthracis I-275 (pCO1–/ pCO2–), B. anthracis I-323 (pCO1–/ pCO2–), B. anthracis I-217 (pCO1+/pCO2– and B. anthracis 34F Stern pCO1+/pCO2–). The study was conducted on 260 certified white mice. Histological material was embedded in paraffin, semi-thin sections were stained with hematoxylin-eosin, thionine, and according to Brachet. The severity of pathological changes, the presence of the pathogen, and the proliferation of plasma cells were evaluated. The changes detected during the autopsy of the animal and the results obtained during the histological examination of the anatomical material were analyzed and generalized. Microphotography and quantitative analysis of plasma cells were performed using the “Motic Images Plus 2.0” application software package. Statistical processing of the obtained data was performed using the computer program “Statistics”, version 6 (Novosibirsk). The results were considered reliable if the probability of error was less than 0.05 (p &lt; 0.05) in relation to the control.Results. Differences in anatomical and histological changes in organs and tissues of white mice infected with B. anthracis with the same set of plasmids were revealed. It was found that in animals infected with non-plasmid strains of B. anthracis, the proliferation of plasma cells is significantly reduced compared to animals infected with singleplasmid strains of the anthrax pathogen.Conclusion. The obtained data suggest that the revealed differences are related to the plasmid profile of the studied strains, but also to the peculiarities of their enzymatic activity, adhesion ability, and other factors. Thus, anthrax strains that have the same morphological, serological and cultural properties sometimes have different virulence. And also, anthrax strains that have lost virulence lose their immunogenicity, as evidenced by the ratio of plasma cells