Максимальная скорость ил 76: Самолет Ил-76: летно-технические характеристики — РИА Новости, 02.03.2020

Самолет Ил-76: летно-технические характеристики — РИА Новости, 02.03.2020

Ил-76 предназначается для десантирования личного состава и транспортировки грузов и техники разного назначения. Является первым в истории Советского Союза транспортным военным самолетом с турбореактивными двигателями. Самолет способен поставлять грузы наибольшей массой 28-60 т на дистанции 3600-4200 км с крейсерской скоростью 770-800 км/ч (наибольший вес транспортируемого груза и дальность полета связаны с модификацией).

Самолет сконструирован по традиционной для транспортных тяжелых самолетов схеме однофюзеляжного высокоплана, имеющего стреловидное крыло и однокилевое Т-образное оперение. Имеет обыкновенные стреловидные крылья и однокилевое оперение в виде Т-образной формы. Крыло самолета является трапециевидным с переломом по задней кромке.

Фюзеляж самолета имеет круглую форму и разделен на несколько герметичных отсеков. Кабина Ил-76 для пилотов находится в верхней части, а кабина штурмана располагается под кабиной пилотов. Также присутствует грузовая герметичная кабина. В военных моделях предусмотрена кабина стрелка, оборудованная кормовой пушечной установкой.

В самолете расположены три люка — два в передней части и один в хвостовой части. Задний люк является грузовым и имеет трехстворчатое строение.

Самолет оборудован сразу четырьмя турбореактивными двигателями, каждый из которых подвешен на своем пилоне под крылом самолета. Кроме того, присутствует пятиопорное шасси, которое при взлете убирается в фюзеляж.

Технические характеристики самолета Ил-76:

Длина: 46,6 метра

Размах крыла: 50,5 метра

Площадь крыла: 300 квадратных метров.

Наибольший взлетный вес: 210 тонн

Вес пустого: 88 500 килограмм

Грузоподъемность: до 60 тонн

Объем топлива: 109 000 литров

Скорость на эшелоне: 780-850 км/ч

Дальность полета:

с грузом 60 тонн: менее 4000 километров

с грузом 48 тонн: 5500 километров

с грузом 40 тонн: 6500 километров

Объем грузовой кабины: 321 квадратных метров.

Экипаж: 5 человек.

Число десантников на борту: 126

Ресурс самолета: 30 000 часов/10 000 посадок/30 лет.

Самолет имеет несколько модификаций: Ил-76Т — модификация с усиленной конструкцией и дополнительным топливным баком; Ил-76ТД — модификация Ил-76Т; Ил-76М — специализированная военная версия Ил-76Т с пушечным вооружением, и системой с дипольными отражателями и установкой помех; Ил-76П (ТП, ТДП) — пожарный самолет; Ил-76ПС — модификация для поисково-спасательных операций на море; Ил-76МД Скальпель — «летающий госпиталь»; Ил-76К/МДК — модификация для имитации состояния невесомости при тренировки космонавтов и др.

Самая известная модификация Ил-76МД — с повышенной грузоподъемностью и дальностью полета.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Самолет Ил-76. Аэродинамика и динамика полета. Взлет самолета

Самолет Ил-76. Аэродинамика и динамика полета. Взлет самолета

Глава 8
ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

8.2. Взлет самолета

    Взлет выполняется на взлетном режиме работы силовой установки. При массе самолета менее 160000 кг разрешается выполнять взлет на номинальном режиме.
    Командир корабля командой “Режим взлетный” сообщает экипажу о начале выполнения взлета. На заторможенном самолете борт-инженер плавно и синхронно выводит на взлетный режим сначала внешние двигатели, а затем внутренние. В том случае, если ВПП увлажнена или имеет заснеженную поверхность, то самолет не удерживается на ВПП при работе силовой установки на режиме более 80%. В этом случае двигатели выводятся на взлетный режим в процессе разбега.
    После успешного контроля работоспособности силовой установки и систем самолета командир дает команду “Экипаж взлетаем” и плавно отпускает тормоза, обеспечивая прямолинейность движения. Для обеспечения лучшей управляемости самолета при разбеге поворотом передней стойки шасси штурвал при разбеге отклоняется “от себя”. Разбег осуществляется на угле атаки 3º. При этом, в зависимости от угла отклонения механизации крыла, коэффициент подъемной силы принимает значение 0.9 или 1.7 (рис. 5.3).

    При данных значениях угла атаки и коэффициента подъемной силы осуществляется разбег до момента достижения скорости отрыва передней стойки шасси V_R. Направление, при этом, удерживается педалями путем поворота передней стойки и руля направления. Штурман в процессе разбега докладывает величину приборной скорости, выделяя скорость принятия решения V₁ “Рубеж”, скорость V_R “Подъем” и безопасную скорость взлета V₂=1.2V_СВ (V_СВ – скорость сваливания в полетной конфигурации)
    После достижения VR выключается управление поворотом передней стойки, плавным и непрерывным перемещением штурвала “на себя” самолет выводится на взлетный угол атаки 9..10º и производится отрыв на скорости, на 10..15 км/ч большей V _R. Коэффициент подъемной силы при отрыве самолета , в зависимости от угла отклонения органов механизации крыла, принимает значения 1.5..1.58 и 2.15..2.3. Скорость подъема передней стойки шасси должна удовлетворять следующим условиям:

Рис. 5.3. Аэродинамические характеристики самолета при взлете

    — она должна на 5% превышать минимальную эволютивную скорость разбега V_МЭР, при которой обеспечивается балансировка аэродинамическими органами управления при наличии бокового ветра в 5 м/с путевой момент, образованный отказавшим крайним двигателем;
    — она должна превышать на 5% минимальную эволютивную скорость взлета V_МЭВ, которая определяется как скорость полета с отказавшим крайним двигателем и креном не более 5º для обеспечения прямолинейности траектории;

    — она должна превышать на 5% скорость сваливания V_св в во взлетной конфигурации.
    После отрыва осуществляется разгон с набором высоты. На высоте Н=10.7 м скорость должна быть не менее V₂=1.2V_св. Кроме того, она должна на 10% превышать скорость VМЭВ. На высоте не менее 5 м выполняется уборка шасси.
    При дальнейшем наборе высоты необходимо поддерживать скорость не менее V₂+20 км/ч по прибору. При достижении высоты не менее 120 м и скорости V₂+50 км/ч выполняется уборка механизации. По окончании уборки механизации скорость не должна быть меньше V₄=1.25V_св. Кроме того, необходимо контролировать максимальные значения скоростей при взлете с целью недопущения выхода за ограничения по прочности. В процессе уборки механизации продольные усилия на штурвале необходимо балансировать перестановкой стабилизатора, а нагрузки на штурвале в поперечном канале и педалях в путевом снимать механизмами триммерного эффекта.

    После уборки механизации на высоте круга и приборной скорости 370..400 км/ч двигатели плавно и синхронно переводятся на номинальный режим. Первоначально внутренние, а затем, убедившись в отсутствии разворота, внешние. Одновременное уменьшение тяги всех четырех двигателей опасно, так как при отказе одного из них сложно определить, какой именно отказал.
    Рекомендуемые приборные скорости при взлете для различных углов отклонения механизации в зависимости от массы самолета представлены в таблицах 5.1 и 5.2.

    Рекомендуемые скорости при взлете (d_з=30°, d_пр=14°).  Таблица 5.1.

Масса самолета, т	90	100	110	120	130	140	150	160	170
VR, км/ч	210			220	230	235	245	250	260
V2, км/ч	230			240	250	260	265	275	285
Скорость начала уборки закрылков, км/ч	290				320			340
Скорость начала уборки предкрылков, км/ч	350							370
V4, км/ч	265	280	290	305	315	330	340	350	360

    Рекомендуемые скорости при взлете (d_з=43°, d_пр=25°). Таблица 5.2

Масса самолета, т	120	130	140	152
VR, км/ч	205	205	210	210
V2, км/ч	215	220	225	230
Максимальная скорость с выпущ.мех.	265	280	280	280
V4, км/ч	305	315	330	340

Самолет Ил-76. Аэродинамика и динамика полета. Посадка самолета

Самолет Ил-76. Аэродинамика и динамика полета. Посадка самолета

Глава 8
ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

8.3. Посадка самолета

    Посадка самолета включает два этапа: предпосадочное снижение и собственно посадку. Заход на посадку представляет собой движение самолета с целью снижения самолета с высоты эшелона до высоты прохода торца ВПП – 15 м и соответствующей этому моменту скорости.
    Заход на посадку выполняется по “коробочке” или иной установленной для данного аэродрома схеме захода. В процессе захода самолет уменьшает приборную скорость до 370 км/ч и при проходе траверза дальнего приводного радиомаяка выпускает шасси. После выпуска шасси выполняется третий разворот. Между третьим и четвертым разворотами последовательно выпускаются предкрылки (d

пр=25°) и закрылки (d_з=30° ). Развороты выполняются с углами крена 15..20º. Приборная скорость при этом должна находится в пределах 330..360 км/ч в зависимости от массы самолета. Эта скорость определяется выражением

V = 1,3V_S + 120,

где V_S – скорость сваливания в посадочной конфигурации. Четвертый разворот выполняется на приборной скорости 300 км/ч. на высоте 400-450 м. Перед входом в глиссаду на приборной скорости 250..280 км/ч закрылки выпускаются полностью (d_з=43°). Скорость полного выпуска закрылков определяется выражением . Выпуск механизации вызывает пикирующий момент. Этот момент компенсируется дополнительным балансировочным отклонением стабилизатора на “кабрирование” таким образом, чтобы потребное балансировочное отклонение руля высоты не превышало 2º. В случае, если механизация выпускается не синхронно, то процесс ее выпуска прекращается и посадка выполняется при том ее положении, при котором было зафиксировано кренение самолета.

V = 1,3V_S + 40.

    Выпуск шасси и механизации крыла вызывает рост лобового сопротивления. Необходимые значения скоростей поддерживаются увеличением тяги силовой установки.
    Важным является завершение выпуска шасси и механизации на полный угол до момента входа в глиссаду с целью недопущения перебалансировки самолета вблизи земли.
    Скорость движения самолета по глиссаде является постоянной и имеет запас на 30% превышает скорость сваливания. Запас скорости необходим для обеспечения маневрирования при движении по глиссаде. Кроме того, минимальная приборная скорость движения самолета по глиссаде 210 км/ч обеспечивает 10% запас от минимальной эволютивной скорости ухода на второй круг с одним отказавшим двигателем (190 км/ч). Скорость движения самолета по глиссаде поддерживается постоянной путем синхронного изменения тяги внутренних двигателей.
    Угол атаки, при котором самолет движется по глиссаде составляет около 4º. При этом, в случает стандартного угла наклона глиссады 2.7º угол тангажа самолета будет равен,

J » -2,7º + 4º — 3º » -1,7º

где 3º — угол установки крыла.

Рис. 5.4. Аэродинамические характеристики самолета при посадке

    При полете по стандартной глиссаде с максимальной массой двигатели для обеспечения постоянной скорости должны работать на режиме около 0.6 номинального. Вертикальная скорость при этом составляет –3.4 м/c. Дальний приводной радиомаяк самолет пролетает на высоте 200 м, а ближний – 60 м.
    Максимальная приборная скорость снижения с выпущенной механизацией при массе самолета 130 т ограничивается тряской конструкции, которая наступает на углах атаки, близких к нулю. При массе свыше 130 т скорость ограничивается прочностью закрылков.
    Собственно посадка начинается с момента прохода торца ВПП (на высоте 15 м, но не более 10 м) до полной остановки самолета после пробега.
    После прохода торца ВПП на высоте 10..12 м с целью уменьшения вертикальной скорости до 1.5 м/c выполняется выравнивание. В процессе выравнивания двигатели дросселируются до малого газа. Темп взятия штурвала “на себя” при выравнивании должен с одной стороны, быть достаточным для обеспечения гашения вертикальной скорости до момента касания ВПП, и с другой стороны, не быть слишком энергичным. В противном случае гашение вертикальной скорости произойдет слишком рано и будет иметь место участок выдерживания, который значительно увеличивает длину воздушного участка посадочной дистанции.
    Касание ВПП происходит на углах атаки 7..9º, что обеспечивает значительный по величине коэффициент подъемной силы (рис. 5.4) и запас до соударения кормовой части самолета с ВПП.
    В процессе пробега торможение самолета осуществляется за счет использования реверса тяги, спойлеров и торможения колес. Реверс тяги включается сразу после опускания передней стойки. Включение реверса до момента касания ВПП не допускается вследствие резкой потери высоты при интенсивном торможении. Во избежание попадания горячих газов на вход двигателей используется реверсирование тяги только внешних двигателей. Реверс используется до скорости 50 км/ч.
    Использование спойлеров приводит к значительному снижению подъемной силы самолета, а, значит, улучшению сцепления колес с ВПП. Прирост сопротивления самолета за счет выпуска спойлеров невелико.
    После касания самолета с ВПП и опускания передней стойки шасси штурвалы отклоняются полностью “от себя”. Уменьшение угла атаки с посадочного до стояночного приводит к дополнительному снижению подъемной силы и увеличению эффективности тормозов основных стоек шасси.
    До скорости 170 км/ч для путевого управления используется отклонение руля направления. При меньших скоростях включается управление поворотом передней стойки шасси от педалей и далее направление движения выдерживается поворотом передней стойки и рулем направления.
    Рекомендуемые значения приборных скоростей при выполнении посадки представлены в таблице 5.3.

Рекомендуемые приборные скорости при посадке, км/ч                Таблица 5.3

Масса самолета, т	90	100	110	120	130	140	150	160
Скорость выпуска шасси	370
Скорость выпуска предкрылков на 25º и предкрылков на 30º	330		340		350	360
Скорость на четвертом развороте	300
Скорость довыпуска закрылков до 43º	250		260		270	280
Максимальная скорость при выпущенной механизации	230	240	250	265	280
Скорость снижения по глиссаде	210			220	230	240	250	260
Минимальная скорость приземления	190				200	210	215	220

 

Ил-76 МД | АвиаПорт.Ru

МОДИФИКАЦИИ Всего создано 17 модификаций самолета Ил-76:

в грузовом отсеке могут размещаться бомбы сверхбольшой мощности (калибром до 10000 кг), сбрасываемые парашютным способом.

СОСТОЯНИЕ ПРОГРАММЫ. Находится на вооружении ВВС стран СНГ, Ливии, Сирии, Индии и Ирака (который кроме Ил-76 в ВВС, по состоянию на сентябрь 2000 года располагает только одним гражданским самолетом — транспортным Ил-76ТД, переоборудованным под пассажирские перевозки).

В эксплуатации в России находится примерно 200 самолетов в гражданском секторе.

По состоянию на середину октября 1999 года из 270 Ил-76, принадлежащих ВВС России, в боеготовности две трети. По прогнозам экспертов, ресурс этих самолетов будет полностью выработан к 2005 году.

Строится серийно на Ташкентском АПО. По состоянию на октябрь 1999 года выпущено около 1000 самолетов и свыше 100 из них экспортированы.

Ремонтируются Ил-76 на Быковском авиаремзаводе (БАРЗ, Подмосковье) и ташкентском ТАПОиЧ.

По состоянию на начало декабря 1999 года на Ташкентском АПО находится примерно 10-20 готовых планеров самолетов Ил-76. С каждого проданного Ил-76 АК им. Илюшина, как разработчик самолета, получает определенный процент отчислений.

В конце 1999 года был подписан протокол между Китаем и Узбекистаном по продаже Китаю 10 транспортных самолетов Ил-76ТД и опциона на еще 10 таких самолетов. Однако как сообщалось в июне 2000 года, в Ташкентском АПО им. Чкалова работают над контрактом о поставке двадцати модифицированных Ил-76 в Китай, но информации о поставке самолетов не было.

Военно-воздушные силы России параллельно с проектом создания самолета Ил-76МФ ведут работу с фирмой Ильюшина по модернизации имеющегося парка самолетов Ил-76МД. На эти машины предлагается установить двигатели ПС-90А, спутниковую навигацию, новые высотомеры и радиостанции.

В конце мая 2000 года национальная авиакомпания «Узбекистон хаво йуллари» и израильская El-Al подписали документ, согласно которому El-Al возьмет в аренду узбекистанские грузовые самолеты Ил-76 и Ан-12 с экипажами для полетов по своим авиалиниям.

По данным на июнь 2000 года Ливия рассматривает варианты либо модернизации своего флота военно-транспортной авиации, который состоит из 18 самолетов Ил-76, либо приобретения новых самолетов, вероятнее всего, С-235 испанской фирмы CASA.

СТОИМОСТЬ. Стоимость самолета Ил-76 — 25-35 млн. долл.

В России эксплуатируется около 200 Ил-76 остаточной стоимостью около 2 млрд долл. До 2005 г. может быть продано до 100 новых самолетов стоимостью на мировом рынке 25-35 млн долл.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ.

Самолет предназначен для десантирования личного состава и техники парашютным и посадочным способом, а также для перевозки военных и народнохозяйственных грузов.

Разработка самолета начата в конце 1960-х годов. Полет первого опытного самолета состоялся 25 марта 1971 г., серийное производство начато в 1975 г. На начало 1992 г. построено около 700 самолетов.

На базе самолета Ил-76 созданы самолеты-ВКП и летающие лаборатории различного назначения. Прорабатывались варианты использования самолета в качестве носителя ракет для запуска ИСЗ.

На основе самолета Ил-76 в Ираке в 1988 г. создан самолет ДРЛО «Адан» 1 с РЛС Томпсон-СЗР «Тайгер» (французского производства, дальность обнаружения целей класса истребитель 350 км), а также самолет-заправщик (способен одновременно заправлять один самолет по методу шланг-конус).

Несколько самолетов Ил-76 ВВС Индии переоборудованы в самолеты радиотехнической разведки.

В марте 1999 года летно-методический совет эксплуатантов Ил-76 принял рекомендацию о замене Д-30КП на франко-американский двигатель CFM-56 или двигатель ПС-90А, который производится в Перми. Новые модели Ил-76МФ и ТФ изначально спроектированы в расчете на установку одного из этих двух двигателей.

CFM-56 выпускается компанией CFMI — совместным предприятием американской компании General Electric и французской Snecma. Как сообщил президент CFMI Жерар Лавье, в декабре 1999 года его фирма подписала с ОКБ им. Ильюшина и Ташкентским авиационным производственным объединением протокол о намерениях, касающийся оснащения этих самолетов двигателями CFM-56.

Стоимость CFM-56 в печати оценивается примерно в 5,5 млн долл.

К середине ноября 1999 года авиакомпания «Волга-Днепр» впервые в российской гражданской авиации провела комплексную модернизацию радионавигационного оборудования своего грузового самолета Ил-76ТД. Специалистами научно-производственного предприятия «Авитекс» (Москва) на самолете (бортовой номер RA-76758) установлены система предупреждения столкновений в воздухе TCAS-2000 фирмы Honeywell (США), УКВ-радиостанция «Орлан» с новой сеткой частот, а также система спутниковой навигации GPS «Appolo-50» с картой движущейся местности.

Отдельные из названных систем имеются на борту других российских Ил-76, однако их комплексная установка произведена впервые. Осуществленная модернизация обеспечивает полное соответствие самолета новым навигационным требованиям ИКАО, предъявляемым к авиационной технике, и дает возможность существенно расширить географию международных полетов. Теперь для Ил-76ТД авиакомпании «Волга-Днепр» открыто небо Индии, куда запрещены полеты воздушных судов, не оборудованных TCAS-2000, а также те районы Европы, для полетов в которые необходимо наличие на борту УКВ-радиостанции с разносом каналов 8,33 кГц.

В декабре 1999 года сообщалось, что программа модернизации авиационной техники до 2005 г. будет доработана с учетом опыта антитеррористической операции на Северном Кавказе. На самолетах Ил-76М (МД) будет установлена новая навигационная система и аппаратура предупреждения столкновения с землей.

В связи с широким использованием самолета Ил-76 мелкими фирмами, занимающимися чертерными перевозками и неспособными обеспечить должное техническое обслуживание и соблюдение норм эксплуатации, участились случаи перегруза самолетов. За 1999 год только в аэропорту Иркутска четыре самолета Ил-76 при взлете с перегрузом (от 12 до 23 тонн) повреждали светотехническое оборудование аэропорта, а в 1998 году из-за перегруза в Иркутске разбился при взлете самолет Ил-76, экипаж которого, к счастью, смог спастись.

7 мая 2000 года на Смоленском аэродроме «Северный» состоялась церемония присвоения почетного наименования «город-герой Смоленск» самолету Ил-76М из состава 103 гвардейского Красносельского Краснознаменного военно-транспортного авиационного полка имени В.С. Гризодубовой. Право летать на именном самолете получил лучший экипаж полка, возглавляемый гвардии майором Станиславом Прозоровым, летчиком 1 класса.

В конце мая 2000 года постановлением Новгородской мэрии одному из самолетов Кречевицкого полка решено присвоить почетное наименование «Великий Новгород». Эта надпись украсит борт Ил-76, который за 14 лет полетов успел побывать практически во всех точках земного шара, не успев долететь лишь до Южного полюса.

1 июня 2000 года военно-транспортному Ил-76МД из Ивановского центра боевой подготовки и переучивания летного состава ВТА с бортовым номером «01» было присвоено имя первого командующего ВТА «Маршал авиации Скрипко».

Самолеты Ил-76 активно используются по всему миру, в том числе и в миротворческих операциях ООН. Примером этого может быть акция, когда 1 июля 2000 года самолет Ил-76 авиакомпании «Волга-Днепр» вылетел из международного аэропорта «Ульяновск-Восточный» и взял курс на город Дакку, что в юго-восточной Азии. Как сообщили в управлении авиакомпании, Ил-76 выполнил серию рейсов по маршруту Бангладеш — Сьерра-Леоне с оборудованием для миротворческого контингента Организации объединенных наций.

Среди других уникальных операций, проведенных самолетом Ил-76 — перевоз на борту самолета моногруза длиной 10,5 м и весом 37 тонн. Огромный корабельный вал авиалайнер в августе 1999 года доставил из Эдинбурга (Шотландия) в Хельсинки (Финляндия).

Ранее доставки подобных моногрузов осуществлялись лишь на самолете Ан-124-100 «Руслан» грузоподъемностью 120 тонн. На этот раз, решив сэкономить, авиакомпания «Волга-Днепр» воспользовалась Ил-76. В грузовом отсеке машины разместили специальное оборудование, разработанное для «Русланов». Оно позволило осуществлять погрузку и выгрузку 37-тонного вала автономно, без использования дополнительного аэропортового оборудования.

РАЗРАБОТЧИК ОКБ им. С. В. Ильюшина.

Мониторинг:

19.08.2016 Ил-76 может стать летающим космодромом

Утро.Ру, статья: После долгой паузы в России возобновляется разработка воздушных стартов космичес…

10.08.2016 Российские Ил-76 оснастят новейшей защитой от ракет

Известия, статья: Российские авиастроители наверстали отставание в работах по модернизации парка т…

19.07.2016 СОГАЗ произвел первые выплаты родственникам экипажа разбившегося Ил-76

РИА «Новости»: Страховая компания СОГАЗ произвела первые страховые выплаты на общую сумму в 12,…

15.07.2016 МАК: Составление выписки радиопереговоров экипажа Ил-76 подходит к концу

Российская газета, статья: Специалисты Межгосударственного авиационного комитета завершают работы по состав…

06.07.2016 Специалисты МАК завершили комплекс работ по считыванию и предварительному анализу информации, зарегистрированной бортовыми самописцами самолета Ил-76

Межгосударственный авиационный комитет, пресс-релиз: Специалисты Межгосударственного авиационного комитета завершили комплекс работ п…

Характеристики самолёта Ил 76 мд

Военно-транспортный самолёт Ил 76 пришедший на смену Ан 12 и Ан 8, он воплотил смелые идеи конструктора в жизнь и положил начало использованию реактивной авиации для быстрой доставки боевой техники и личного состава, а также десантирования личного состава ВДВ и вооружения.

История создания самолёта Ил 76

После утверждения Генеральным конструктором ОКБ С.В. Ильюшиным предложения по разработке проекта Ил 76 в 1967 году к работе над его созданием приступил заместитель генерального – Г.В. Новожилов. Эскизный проект машины выполнил Д.В. Лещинер, а комиссия от ВТА во главе с генерал-лейтенантом Г.Н. Пакилевым проверила на макете самолёта, способы размещения в нём техники, вооружения и десанта.

Первый опытный образец собрали на заводе в Москве и 27 марта 1971 года экипаж под управлением Героя Советского Союза Э.И. Кузнецова перегнал машину с Центрального аэродрома на аэродром Раменское. Весной 1971 года в мае самолёт демонстрировали на международном авиационном салоне во Франции.

Ил 76

Войсковые испытания машина проходила на аэродроме Кричевицы под Нижним Новгородом и уже 5 мая 1973 года лётчик-испытатель А. Тюрюмин поднял в воздух первый серийный экземпляр.

Это произошло в Ташкенте на авиационном заводе где и продолжилось изготовление Ил 76, на этом производственном предприятии было выпущено около 1000 машин и более сотни пошли на экспорт.

Особенности конструкции Ил 76

Аэродинамическая компоновка выполнена по обычной схеме – это корпус с высоким расположением крыла и хвостовым Т-образным оперением. Крыло самолёта оснащено мощной механизацией, переставной стабилизатор размещён на верхней части киля, сам киль имеет руль направления с триммером-флетнером и сервокомпенсатором.

Ил 76

Четыре двигателя силовой установки ПС-90А-76 размещены на подкрыльевых  пилонах. Самолёт имеет возможность доставлять грузы до 60 тонн на расстояние до 4200 км, а в десантном варианте в своих герметичных кабинах и двухпалубной компоновке перевозить 245 солдат или 126 полностью экипированных десантников.

Шасси самолёта убирающееся, имеет пять точек опор и предназначено для полётов с грунтовых и бетонированных полос. Вспомогательная силовая установка обеспечивает сжатый воздух для запуска основных двигателей и питает электроэнергией системы самолёта в полевых условиях.

Характеристики Ил 76

• Площадь крыла – 300 м²
• Длина самолёта – 46,6 м
• Размах крыла – 50,5 м
• Вес пустого самолёта – 88,5 т
• Максимальный взлётный вес – 210 т
• Максимальный вес груза – 60 т
• Запас топлива – 109 тыс.л
• Минимальная скорость – 220 км/ч
• Скорость крейсерского режима – 780-850 км/ч
• Дальность с 60 т. груза – 4 тыс. км
• Дальность с 48 т. груза – 5,5 тыс. км
• Дальность с 40 т. груза – 6,5 тыс. км
• Габариты грузовой кабины – 24, 54 м х 3,45 м х 3,4 м
• Максимальное количество полностью экипированных десантников – 126 чел
• Вооружение – две 23-мм пушки ГШ-23
• Балочные держатели — 4 шт. для различных свободнопадающих бомб
• Экипаж – 5 чел

Ил 76 компоновочная схема

Прыжки с парашютом с Ил 76

Без прыжков с парашютом невозможно выполнение основной задачи ВДВ – десантирования в точках потенциальных локальных конфликтов на особо важных направлениях.

В ВДВ серьёзно относятся к подготовке молодых десантников, никто без прохождения тщательной предпрыжковой подготовки не допускается к выполнению тренировочных прыжков. Все молодые воины проходят специальную подготовку на современном уровне.

В Ил 76 предусмотрены все меры для безопасного десантирования, имеются на краях рампы светофоры с надписями: жёлтый – «приготовиться», зелёный – «пошёл», красный – «отбой». При жёлтом светофоре включается сирена, звук которой десантник не забудет никогда и звучит она до тех пор, когда последний десантник не покинет борт.

Ил 76 кабина стрелка и рампа

Высота покидания выбирается в пределах от 800 до 1000 метров, за время раскрытия десантник теряет около 200 метров высоты, под куполом парашютисту остаётся пролететь не более 600 метров. Сегодня на вооружении десантников пришли новые десантные парашюты Д-10 и начинают поступать в войска Д-12, напоминающие по форме листик (самая безопасная система, не имеющая мировых аналогов).

Полёты в невесомости на Ил 76

Почувствовать себя космонавтом, паря в невесомости, воплощая свою мечту в жизнь, возможно на летающей лаборатории Ил 76МДК. В течение 25-30 секунд на самолёте-лаборатории воспроизводится состояние невесомости, условия наиболее близкие к реалиям полёта в космосе.

Полёт происходит по «параболе Кеплера» — машина набирает высоту с перегрузкой 2g и в верхней точке параболы, как только величины силы инерции и силы тяготения, противоположные по знаку сравняются, пилот отдаёт штурвал от себя, убирает тягу двигателей и переходит на снижение. Состояние невесомости продолжается до 28 секунд. После этого РУДы переводятся во взлётный режим и самолёт выводится в горизонтальный полёт. Ощущения вы получите невероятные.

Ил 76

Интересные случаи и факты

В августе 1995 года Ил 76 авиационной компании из Казани выполнял перелёт из Албании в Северный Афганистан. Экипаж из семи человек с командиром В. Шарпатовым доставлял боеприпасы к стрелковому оружию, разрешённые к перевозке. В воздушном пространстве «Талибана» в эфире раздалась команда на русском языке с приказом произвести посадку на аэродроме Кандагар с целью досмотра груза. Команду подкрепили появившимся истребителем, подающим знаки для вынужденной посадки.

Под угрозой огня с истребителя МиГ 21, экипаж был вынужден произвести посадку в Кандагаре. При досмотре были обнаружены снаряды крупного калибра, как позже выяснилось, подброшенные агентами «Талибана» в Албании. Экипаж был задержан и посажен под арест. Находясь в плену 378 дней, лётчики всё время мучились от нехватки воды, скверная пища и постоянная жажда делали условия невыносимыми. Удалось добиться переписки с родственниками и отдельных встреч, на которых получилось составить план побега.

Экипажу разрешали проводить техобслуживание самолёта раз в месяц. Очередное обслуживание пришлось на пятницу, выходной день для мусульман. Бдительность стражи в этот день была слабее и экипажу удалось запустить двигатели и занять полосу для взлёта, предварительно обезоружив охранников на борту Ил 76. Двигатели набрали мощность, но машину удалось оторвать от полосы буквально на последних плитах.

Пленникам повезло, что пилот единственного истребителя в Кандагаре отсутствовал в связи с выходными. Экипаж на предельно малой высоте пересёк границу территории «Талибана» и выполнил посадку в Арабских эмиратах.

Ил 76 кабина

Указом президента РФ командир и правый пилот получили звание Героя России, а остальные члены экипажа награждены орденами Мужества.

Противостояние самопровозглашённых республик Донбасса и украинских вооружённых сил собирает свою дань. Так, 14 июня 2014 года, выполняя заход на посадку в Луганске, украинский Ил 76МД, не долетев до ВПП два километра, рухнул около села Красное, сбитый из ПЗРК ополченцами ЛНР. Вместе с экипажем количество погибших составило 49 человек, что на то время было крупнейшей потерей для украинских вооружённых сил. ЛНР заявила, что воздушное судно нарушило воздушное пространство республики и в дальнейшем все такие же попытки будут пресекаться подобным образом.

Зимой 15 января 2009 года четыре Ил 76 вылетели один за одним в аэропорт «Уайташ» в Махачкале. Первый самолёт благополучно сел в аэропорту , следующий за ним второй борт тоже успешно приземлился, выгрузился и вырулил на предварительный старт, ожидая посадки третьего самолёта.

Ил 76

Третий самолёт, заходя на посадку в сложных метеоусловиях при минимуме погоды, отклонился от направления и при пробеге двигался слева от полосы примерно в 20 метрах. Второй самолёт, не сообщив диспетчеру, выдвинулся за границу предварительного старта и кабина экипажа Ил 76 была смята крылом севшего самолёта. Погибли четыре члена экипажа, оставшихся двух, удалось спасти в больнице города Каспийск.

В 2002 году Ил 76 запретили полёты в несколько стран, в том числе и в Западную Европу, так как катастрофы, преследовавшие этот самолёт, перевалили разумные пределы. Вот основные происшествия, случившиеся лишь на протяжении только 1996 года:

• 5 апреля 1996 года по ошибке штурмана произошло столкновение Ил 76 с горой на подлёте в аэропорт Елизово. Самолёт разрушился, пассажиры и экипаж погибли.
• 6 июня 1996 года при заходе на посадку в аэропорт Киншасы в Заире из-за большого износа машины и тумана произошла катастрофа Ил 76. Самолёт эксплуатировался украинской компанией «Хасеба», экипаж погиб, пассажиров на борту не было.
• 19 августа 1996 года при выполнении захода на посадку в аэропорт Сурчин города Белград случилась аварийная ситуации, на борту отказало всё электрооборудование, потерпел катастрофу российский Ил 76М. Экипаж десятеро человек и два пассажира погибли.
• 12 ноября 1996 года недалеко от столицы Индии Дели при полёте ночью произошло опасное сближение и столкновение казахского Ил 76 и Боинга 746 из Саудовии. В катастрофе никто не выжил, погибло 372 человека.
• 28 ноября 1996 года военно-транспортный Ил 76 выполняя доставку груза из Москвы в Петропавловск Камчатский, был основательно перегружен и упал в 16 км от аэропорта Абакан. Экипаж и 13 пассажиров, всего 23 человека, не удалось спасти.

Ил 76

Видео: транспортный грузовой Ил 76

Видео: взлёт Ил 76

Видео: документальный фильм Ил-76МД-90А

5 фактов о самолете Ил-76МД-90А — Российская газета

9 февраля 1977 года скончался Сергей Ильюшин — выдающийся советский авиаконструктор, генерал-полковник инженерно-технической службы, академик АН СССР. ОКБ, которое он возглавлял, сегодня считается одним из ведущих российских предприятий по разработке авиатехники. В число самолетов, сконструированных ильюшинцами, входит и Ил-76 — тяжелый транспортный самолет, составляющий основу военно-транспортной авиации России и Украины и состоящий на вооружении во многих странах СНГ и дальнего зарубежья.

Сейчас в Ульяновске заканчивают сборку первого серийного Ил-76МД-90А, модернизированной версии знаменитого военного транспортника. Мы собрали пять фактов о машине, которая уже в нынешнем году должна поступить на вооружение в воздушные силы РФ.

1. Проект «476»

Ил-76 собирали на Ташкентском авиационном производственном объединении имени В. П. Чкалова. С 70-х годов на предприятии, в общей сложности, было построено около 1000 самолетов, из которых более 100 отправили на экспорт.

Решение о переносе производства самолетов Ил-76 в Ульяновск было принято в марте 2006 года президентом РФ. Авиазавод «Авиастар-СП», созданный для производства больших самолетов (Ан-124 «Руслан»), в то время был загружен по минимуму. Решение принималось в короткие сроки. 3 апреля на «Авиастаре» прошло срочное совещание руководящего состава. А в 23.00 того же дня в Объединенную авиастроительную корпорацию отправились предложения, включающие полную информацию о производственных площадях, персонале, уровню цифровых технологий предприятия, кооперации с другими заводами, возможными темпами выпуска.

14 июля 2006 года вышло поручение правительства РФ об организации производства самолетов Ил-76 в России. Проект получил кодовое название «476».

 

 

 

2. Первая «цифра»

В общей сложности работа над глубокой модернизацией воздушного судна Ил-76 заняла пять лет. Активно работали как конструкторы, так и будущие производители. Ульяновский авиазавод в короткие сроки совершил «цифровую революцию»: ранее самолеты здесь строили по плазово-шаблонному методу (когда макет деталей вырезали, в полную величину, из металла). Ил-76МД-90А стал первым воздушным судном, который ульяновцы полностью сделали с использованием цифровых технологий.

Процесс перехода был трудоемким: пока оцифровывались чертежи, работники обучались компьютерным технологиям. Лишь небольшая часть чертежей была выпущена на бумаге (например, электрика), но после отработки на первом самолете, ее перевели в электронную модель.

3. Главные отличия от Ил-76

Несмотря на внешнее сходство, модернизированный вариант серьезно отличается от предшественника. Ил-76МД-90А имеет иную конструкцию крыла, рассчитанную на большую максимальную взлетную массу (210 тонн против 190). На крыле базовой машины был разъем посередине; сейчас же стоят цельные 24-метровые панели, что увеличило ресурс.

Модернизированный Ил оборудован пермскими двигателями ПС-90А-76, каждый из которых имеет тягу 14,5 тонны. Самолет приведен в соответствие нормам ИКАО, Евроконтроля, FAA США и построен с расчетом на будущее: соответствует и тем нормам, которые еще только должны вступить в силу. Летный ресурс модернизированной машины рассчитан на 35 лет эксплуатации; конструкторы намерены продлить его до 45 лет.

Изменения претерпела и «начинка» самолета. Он оснащен новым бортовым радиоэлектронным оборудованием, перспективным пилотажно-навигационным комплексом «Купол-3». Новый цифровой автопилот позволяет совершать посадку по второй категории ИКАО, когда самолет доводится до высоты 30 метров над взлетно-посадочной полосой в автоматическом режиме, а затем сажается уже в ручном. Предшественник летал по первой категории (в этом случае высота принятия решения — 60 метров). Это новшество позволит расширить область эксплуатации воздушного судна, в первую очередь, в Европе, где погодные условия могут быть более «тяжелыми».

Также самолет оснащен так называемой стеклянной кабиной. Вместо привычных глазу аналоговых приборов здесь установлено цифровое поле индикации самолетных систем и оборудования. В кабине самолета восемь экранов (шесть у летчиков и два — у штурмана). Такой вариант более информативен: летчикам гораздо проще воспринимать компактный кадр, где отражено пространственное положение самолета, его скорость, высота и прочие пилотажные параметры.

4. Особенности самолета

Разработчики считают, что модицифицированный самолет составит серьезную конкуренцию западным воздушным «грузовикам». Аналогов в классе рамповых судов сегодня ему нет. Ил-76МД-90А может эксплуатироваться в любых климатических условиях практически без ограничений. Российский самолет более неприхотлив, по сравнению с западными, для него не нужна особая инфраструктура, он не нуждается в постоянном серьезном обслуживании. Это — важное качество для эксплуатации труднодоступных районах.

Еще одна особенность модернизированного Ил-76 — возможность использования в самых разных сферах: в качестве военно-транспортного самолета, топливозаправщика, для тушения пожаров. Разработчики намерены создать и гражданскую версию самолета, которая наверняка будет востребована коммерческими авиакомпаниями.

 

 

 

5. Заказчики

Сейчас главный заказчик воздушного судна — Минобороны РФ. Из-за этого сборка «изделия 476» до начала 2012 года шла за закрытыми дверями. Впервые воздушное судно показали журналистам в январе, во время визита на «Авиастар» вице-премьера РФ Дмитрия Рогозина.

По госконтракту с военным ведомством ульяновцы должны собрать 39 Ил-76МД-90А; в нынешнем году ожидается подписание контракта на поставку Минобороны топливозаправщиков Ил-78, которые будут созданы на базе Ил-76МД. Также этот тип самолета востребован для спецбортов, которые изготавливают в Таганроге. Таким образом, до 2020 года ульяновцы должны будут построить до 80-83 самолетов.

В декабре 2013 года завершился первый этап государственных совместных испытаний модернизированного Ил-76. Экипаж протестировал предельные по прочности режимы и перегрузки, выполнил полеты с максимальным взлетным (210 тонн) и посадочным (170 тонн) весом, отработал методику ухода воздушного судна на второй круг при отказе одного и двух двигателей. Второй этап госиспытаний намечен на весну. До этого срока самолет нужно будет доработать под техзадание военных. Первый самолет заказчику ульяновцы должны передать в ноябре 2014 года.

Сейчас на авиазаводе, в разной стадии готовности, стоят три первых серийных модернизированных Ил-76. Еще десять заложены в цехах заготовительного производства.

Характеристики самолета Ил-76МД-90А

Размах крыльев — 50,5 метра

Площадь крыла — 300 квадратных метра

Длина 46,6 метра

Размеры грузовой кабины: длина — 24,54 метра, ширина — 3,45 метра, высота — 3,4 метра

Максимальная взлётная масса — 210 тонн

Грузоподъемность — до 60 тонн

Крейсерская скорость — 780 — 850 км/ч

Дальность полета с нагрузкой 60 тонн — 4000 км

Экипаж — 5 человек

Количество десантников на борту — 126

Д-30КП

 Турбореактивный двухконтурный двигатель с увеличенной температурой газа перед турбиной

Выпуск чертежей нового двигателя Д-30КП тягой 12 000 кгс для военно-транспортного самолета Ил-76 был завер­шен в конце 60-х годов. В 1971 году Ил-76МД с силовой установкой на базе четырех Д-30КП продемонстрирован руководству страны, в 1972 году прошел государственные испытания, а затем представлен мировой общественно­сти на очередном международном авиасалоне в Ле-Бурже (Франция). В 1974 году двигатель поступает в эксплуа­тацию для оснащения не только военно-транспортного Ил-76, но и его многочисленных модификаций: заправщика Ил-78, «воздушного госпиталя» Ил-76МД «Скальпель», самолета дальнего радиолокационного обнаружения и управления А-50, имитатора невесомости Ил-76К, летающей лаборатории для проведения испытаний «на крыле» авиационных двигателей Ил-76ЛЛ и др.

Турбореактивный двухконтурный двигатель Д-30КП был во многом унифицирован со своим предшественником Д-30КУ. В двигателе реализована высокая температура  газа перед турбиной, увеличены степень повышения дав­ления в компрессоре и степень двухконтурности.

Обладая силовой установкой на базе четырех двига­телей Д-30КП, Ил-76 развивает крейсерскую скорость 900 км/час.

Следует отметить, что пассажирские лайнеры: дальне­магистральные Ил-62, самолеты средней дальности по­лета Ту-154, имевшие изначально двигатели конструкции Николая Кузнецова, – через пять-семь лет после начала эксплуатации переоснащались более экономичными дви­гателями разработки Павла Соловьева. В отношении во­енно-транспортного Ил-76 его главный конструктор Генрих Новожилов сразу сделал ставку на соловьевский Д-30КП.

Дальнейшим развитием Д-30КП стал двигатель Д-30КП второй серии, который обеспечивал сохранение взлетной тяги при более высокой температуре окружающего воз­духа; для имитатора невесомости – самолета Ил-76 – в Перми были разработаны особые двигатели Д-30КП-Л и т.д.

Создание военно-транспортного самолета Ил-76 с двигателем Д-30КП отмечено Ленинской премией. Ла­уреатом Ленинской премии стал и главный конструктор двигателя Павел Александрович Соловьев, а коллектив пермского МКБ был награжден первой премией Совета Министров СССР.

Двигатели Д-30КП изготавливались в г. Рыбинске Ярославской области на Рыбинском моторостроительном производственном объединении (ныне «НПО «ОДК-Сатурн»). Изготовление двигателей Д-30КП продолжается до настоящего времени. Всего изготовлено более 4700 двигателей Д-30КП.

Технические данные

Взлетный режим Н=0, М=0, МСА
Тяга, кгс	12000
Максимальная температура газа перед турбиной, К	1427
Крейсерский режим Н=11 км, М=0,8, МСА
Тяга, кгс	2750
Удельный расход топлива, кг/кгс ч	0,7
Расход воздуха приведенный, кг/с	279
Степень двухконтурности	2,36
Диаметр вентилятора, мм	1455
Масса двигателя с реверсом, кг	2640

Военно-транспортные / грузовые коммерческие самолеты Ил-76МД/ТД

На сегодняшний день Россия обладает обширным парком самолетов транспортной авиации. Однако главным российским воздушным «грузовиком» уже более 40 лет является Ил-76 с двигателем Д-30КП. На долю этой уникаль­ной крылатой машины приходится 90% доставки экстренных грузов МЧС, а также ключевая роль в гуманитарных программах, включая работу в зонах стихийных бедствий и доставку грузов ООН.

Разработка этого уникального самолета, первоначально предназначенного для замены военно-транспортного Ан-12, началась в конце 60-х годов. После проведенной проектно-исследовательской проработки было сформи­ровано техническое предложение по созданию самолета Ил-76 с двухконтурными Д-30КП.

Первый полет опытного Ил-76 состоялся в марте 1971 года. Государственные испытания завершились в 1974 году. Серийно производились несколько модификаций, отличавшихся назначением и некоторыми параметрами полета – в основном дальностью. Этот показатель обе­спечивали наиболее экономичные для своего времени двигатели   Д-30КП.

В начале 70-х годов для дальней авиации Минобороны СССР на базе военно-транспортного Ил-76МД разрабо­тан летающий танкер Ил-78. Он предназначался для за­мены устаревших топливозаправщиков ЗМС-2 и ЗМН-2. Ил-78 мог одновременно обслуживать в воздухе до трех самолетов различной модификации или осуществлять оперативную переброску топлива на аэродромы маневра.

Другими модификациями Ил-76 стали самолет дальнего радиолокационного дозора, обнаружения и управления А-50, который начал поступать в воинские части с 1984 года, самолет для тушения пожаров, самолет-госпиталь, на борту которого располагались три медицинских модуля, выполняющие функции предоперационной, операционной и палаты интенсивной терапии, самолет для испытания авиационных двигателей и др.

Всего изготовлено более 950 самолетов Ил-76 всех модификаций.

25 март 1971

Первый полет военно-транпортного самолета Ил-76 с 4 пермскими ТРДД Д-30КП, экипаж Э.И.Кузнецова. Первый отечественный реактивный ВТС.

8 август 1972

Завершены госиспытания ТРДД Д-30КП разработки Пермского МКБ для Ил-76

5 май 1973

Первый полет первого серийного военно-транспортного самолета Ил-76 с 4 ТРДД Д-30КП, экипаж А.М.Тюрюмина, ТАПОиЧ

24 март 1978

Первый полет модифицированного военно-транспортного самолета Ил-76М с 4 ТРДД  Д-30КП, экипаж С.Г.Близнюка, ТАПОиЧ

6 март 1981

Первый полет модифицированного военно-транспортного самолета Ил-76МД с 4 ТРДД   Д-30КП, экипаж В.С. Белоусова, ТАПОиЧ

5 май 1982

Первый полет модифицированного военно-транспортного смолета Ил-76ТД с 4 ТРДД   Д-30КП, экипаж Н.З. Захарова, ТАПОиЧ

25 июнь 1983

Первый полет модифицированного самолета-заправщика Ил-78 с 4 ТРДД Д-30КП, экипаж В.С. Белоусова, ТАПОиЧ

28 январь 1993

Первый полет модифицированного пожарного самолета Ил-76МД с 4 ТРДД Д-30КП, экипаж И.Р.Закирова, ТАПОиЧ

11 январь 2003

Первый полет модифицированного самолета-заправщика Ил-78МКИ с 4 ТРДД Д-30КП, экипаж Д.А.Комарова, ТАПОиЧ

Испытание эффективности сальтации песка для образования ила: значение для интерпретации лёсса | Геология

Ил, слагающий многие из основных лессовых отложений Земли, связан с физическим измельчением в результате ледниковых процессов (например, Pye, 1995; Smalley, 1995; Assallay et al., 1998; Muhs, 2013). Гипотеза пустынного лёсса утверждает, что ил, образующий лёсс, происходит главным образом в результате эоловой абразии песка (например, Smalley and Vita-Finzi, 1968; Tsoar and Pye, 1987; Smith et al., 2002; Crouvi et al., 2008; Enzel et al., 2010), хотя Muhs (2013) отметил, что так называемый «пустынный лёсс» может возникать в результате дефляции илистых источников (например, плейи) или богатых илом протолитов.

Некоторые утверждают, что эоловая абразия играет большую роль в образовании ила (Smith et al., 2002; Crouvi et al., 2008; Enzel et al., 2010). Оценка возможности образования ила в результате эоловой абразии (определяемой как межкристаллитная коллизия во время сальтации) имеет фундаментальное значение для использования лёсса в качестве индикатора палеоклимата.Если процессы пустыни приводят к образованию обильного ила, то в геологической летописи лесс, возможно, полностью или частично образовался в пустынях. Если пустыни не образуют значительного количества ила в диапазоне размеров лесса из-за эоловой абразии, тогда лессовые отложения, прилегающие к пустыне, вероятно, содержат ил, образованный оледенением или другими механизмами.

Предыдущие эксперименты изучали образование ила процессами, которые, как считается, происходят в пустынях, например.g., солевое выветривание и сальтационная абразия (Kuenen, 1960; Goudie et al., 1979; Pye and Sperling, 1983; Smith and McGreevy, 1987; Whalley et al., 1987; Smith et al., 1991; Wright et al. , 1998; Wright, 2001; Bullard et al., 2004, 2007; Marshall et al., 2012; Swet et al., 2019). Эксперименты, предназначенные для проверки эффективности образования ила в результате межкристаллитных столкновений, дали разные результаты: от незначительных (Kuenen, 1960; Swet et al., 2019) до значительного количества ила (Whalley et al., 1987; Smith et al., 1991; Райт и др., 1998; Райт, 2001; Буллард и др., 2004, 2007; Bullard and White, 2005), причем последний цитируется как подтверждающее доказательство гипотезы о том, что песчаные пустыни производят ил, образующий лёсс (Smith et al., 2002; Crouvi et al., 2008; Enzel et al., 2010).

В данном случае мы сосредоточились на иле (операционно определяемом как 5–63 мкм), экспериментально образовавшемся в результате разрушения эолового песка, вызванного сальтацией, при моделировании скорости естественного ветра.Эти эксперименты поддерживали сильные штормовые ветры (~ 25 м / с) на относительно длительных интервалах (до 8 дней), что позволяло репрезентативно масштабировать геологически значимые параметры. Результаты рассматривают возможность образования трещин, вызванных сальтацией, для образования достаточного количества ила для образования лёсса, и, таким образом, имеют отношение к продолжающемуся спору о «пустынном или ледниковом» происхождении геологически значимого лёсса.

Образцы песка массой ~ 2 кг каждая были собраны с гребней дюн на подветренной окраине полей дюн Альгодонес (Калифорния, США) и Маленькая Сахара (Оклахома) для экспериментов по абразии (таблицы S1 и S2 в дополнительном материале ).Образцы просеивали методом влажного просеивания для удаления зерен размером <250 мкм. Фракцию <63 мкм измеряли с помощью лазерного анализатора размера частиц Malvern Mastersizer 3000 (LPSA). Фракция> 250 мкм была разделена, одна половина была обозначена как «немытая», а другая — как «промытая». Промытые образцы перемешивали в 5% -ном диспергаторе (NaPO ₃ ) ₆ для удаления глинистых и оксидных покрытий. Для каждого из четырех типов исходных образцов четыре аликвоты по 100 г подвергали экспериментальной абразивной обработке, и один образец весом 100 г был обозначен в качестве контроля.Экспериментальные аликвоты истирали в течение 1, 2, 4 и 8 дней. Три дополнительных 4-дневных образца, промытых в Little Sahara, были обработаны для воспроизводимости с обработкой для уменьшения потерь (меньшее количество перемещений между контейнерами) во время сбора и измерения образцов. Размер зерен измеряли для необработанных объемных образцов с использованием LPSA (таблица S2). Исходный материал был отобран для определения размера зерен и минералогического анализа (таблицы S2 и S3). Фракцию> 250 мкм, используемую при истирании, измеряли с помощью LPSA. Подсчет точек ( n = 400) по четырем типам исходного материала выявил минералогию.

В экспериментальной установке (рис. 1) использовались два вакуумных двигателя для создания потока воздуха 3–35 м / с в наклонной (60 °) поликарбонатной камере диаметром 5 см, снабженной фильтрами из стальной сетки в основании ( 120 мкм) и верхний (5 мкм). Хотя зерна <5 мкм технически могут проходить через верхний фильтр, они этого не делают; скорее, они прилипают к фильтру из-за электростатического образования агрегатов> 5 мкм.Песок, помещенный в камеру перед операцией, осел в форме клина псевдобарьеры у основания камеры (рис. 1). Антистатический спрей предотвращает прилипание частиц к стенкам камеры.

Скорость воздуха в камере была измерена с помощью анемометра с горячей проволокой в ​​присутствии песка и без него для определения диапазонов скоростей и соответствующего расстояния прыжка песка в экспериментальных условиях. Это расстояние прыжка было отмечено на камере, и двигатели были отрегулированы для поддержания этого расстояния и соответствующей скорости.Если расстояние прыжка песка уменьшалось, мощность увеличивалась. Пиковая скорость ветра 25 м / с была выбрана как репрезентативная для сильных пыльных бурь (Zhou and Wang, 2002) и, следовательно, самых экстремальных природных условий. Скорость ветра незначительно менялась от 20 до 25 м / с (измерялась на 2 см над поверхностью) во время экспериментов из-за миграции песка.

В конце каждого цикла пыль собиралась с обоих фильтров, а опустошенная камера промывалась дистиллированной водой для сбора всех частиц.Все материалы просеивали для отделения частиц песка (> 63 мкм), ила (в рабочем режиме зерна, прошедшие через сито с размером отверстий 63 мкм и оставшиеся на сите с размером ячеек 5 мкм) и глины (в рабочем режиме, зерна, прошедшие сито с размером ячеек 5 мкм). Фракции ила и глины взвешивали перед анализом LPSA. В таблице 1 перечислены массы и размеры образующегося ила.

Метод масштабирования преобразовал экспериментальные результаты в потенциальный максимум ила, ежегодно образующегося на поле дюн.Максимальная годовая продолжительность штормового ветра в пустыне была определена с использованием данных метеостанций из ветреных регионов (Оклахома, Техас и Вайоминг [США], а также Китай; Национальный центр климатических данных NOAA, 2018; Таблица S4). В самом ветреном месте в среднем 322 часа превышали 20 м / с (измерено на 10 м) в год, поэтому мы выбрали 400 часов в качестве верхнего предела продолжительности годовой скорости ветра выше 20 м / с. Выбор более высокого среднегодового значения дает консервативную оценку для (1) удаленных пустынных мест, где ветрено, но нет станций автоматизированных наземных станций наблюдения (ASOS), и (2) потенциально более бурных пустынь плейстоцена (McGee et al., 2010).

100 г песка плотностью 1,65 г / см ³ можно представить в виде блока размером 2,4 см × 2,5 см × 10 см (60 см, ³ ). Этот объем и площадь поверхности равны песчаному клину в экспериментальной камере. Если предположить, что поле дюн всегда поддерживает глубину песка> 2,4 см, площадь поверхности и годовая продолжительность истирания при штормовых скоростях являются ключевыми параметрами для масштабирования. Это дает количество ила, ежегодно производимого на 25 см ² площади поверхности при максимальных условиях.Чтобы масштабировать эти результаты, мы использовали площадь поверхности поля дюн. Система дюн Намиб была выбрана для иллюстрации метода масштабирования, потому что (1) это большое сплошное поле дюн, которое, как ожидается, будет производить абразивные мелочи, (2) у него легко определены границы, позволяющие проводить измерения площади, и (3) он имеет небольшие лессовые отложения по ветру (Brunotte, Heinz, 2000). Учитывая площадь, максимальное количество ила можно рассчитать следующим образом: где m _e — масса экспериментального ила, m _d — масса ила пустыни, A _e — площадь экспериментального песка в камера, а A _d — участок поверхности песка в пустыне.Экспериментальная масса была рассчитана с использованием массы ила, полученного образцом LS-WS-4D2 (образец с наибольшей производительностью), и исходя из линейной производительности 400 часов абразивного износа устройства. Скорость осаждения может быть рассчитана для теоретического лёсса с использованием результатов по полученной массе ила. Несколько скоростей были рассчитаны для отложений с использованием доли площади родительского поля дюн, измеренной в Google Earth ™ (рис. 2; таблица 2; таблица S5).

Масса образовавшегося ила была значительно ниже, как с точки зрения общей массы, так и процентного содержания исходного материала, по сравнению с большинством предыдущих исследований (Whalley et al., 1987; Смит и др., 1991; Райт и др., 1998; Райт, 2001; Bullard et al., 2004, 2007). Вероятные объяснения разницы включают (1) использование природного песка и удаление ранее существовавшей мелочи, (2) конструкцию камеры, которая минимизировала столкновения со стенками камеры, чтобы сосредоточиться на межкристаллитных столкновениях, вызванных сальтацией, (3) использование реалистичных и отслеживаемых скоростей ветра. и (4) использование более мягкого поликарбоната вместо стекла для экспериментальной камеры, что исключает искусственное производство мелких частиц.

В двух исследованиях, в которых было получено больше ила, в качестве исходного материала использовался измельченный бразильский жиловый кварц, имеющий угловатость, склонную к скалыванию и растрескиванию выступов (Whalley et al., 1987; Wright et al., 1998). Напротив, естественный песок дюн реалистично имитирует систему дюн. Кроме того, за исключением одного или двух образцов в Bullard et al. (2004) и Swet et al. (2019), соответственно, во всех предыдущих исследованиях с использованием природного дюнного песка использовались образцы, содержащие ранее существовавшие мелочи. Мы удалили ранее существовавшую мелочь из всех образцов, а контрольные образцы также были обработаны для измерения потенциальных мелких частиц, оставшихся после просеивания. Мы утверждаем, что значительный ил, образовавшийся в предыдущих экспериментах с использованием природного дюнного песка (Bullard et al., 2004, 2007) отражает готовый сброс ранее существовавшей мелочи в экспериментальном устройстве. Следовательно, мы считаем, что расчеты Амита и др. (2014), которые основывались на показателях образования ила Whalley et al. (1987) и Bullard et al. (2004), вероятно, переоценили способность пустынь производить ил путем сальтационного гидроразрыва.

За исключением Swet et al. (2019), никакие предыдущие исследования не контролировали и не измеряли скорость ветра в камерах истирания; скорее, они ввели сжатый воздух, вероятно, создав чрезмерно энергичную и, таким образом, нереально абразивную среду по сравнению с естественными системами дюн.Скорость ∼20–25 м / с, которую мы использовали, соответствует наиболее сильным устойчивым ветрам, наблюдаемым при средних пыльных бурях в пустынях, за исключением коротких порывов (Liu et al., 2005), и значительно превышает скорости (8,5 м / с), используемые Swet et al. (2019). Учитывая, что энергия положительно масштабируется с квадратом скорости (Krinsley, Wellendorf, 1980; Marshal et al., 2012), а поток сальтации масштабируется с кубом скорости (Bagnold, 1941), высокие скорости (20-25 м / с) вызывали много более высокий потенциал образования ила, так как больше песчинок накапливалось при более энергичных столкновениях.Это означает, что вероятность образования ила в результате сальтации намного ниже при типичных скоростях ветра, характерных для полей дюн.

Метеостанции, использованные в данном исследовании, измеряют скорость ветра на высоте 10 м. Учитывая логарифмическое снижение скорости приближения к поверхности (закон стены), значения, зарегистрированные на уровне 20 м / с или выше, будут приводить к более низким скоростям вблизи уровня земли, где зерна сталкиваются со слоем.Увеличение от высоты 2 см (измеренной в камере) до 10 м, 20 м / с в камере соответствует ∼40 м / с, зарегистрированным метеостанцией (Таблица S6). Marshall et al. (2012) поместили требуемую скорость для крупномасштабного выкрашивания и скалывания в ~ 17–19 м / с, в зависимости от формы зерна, тогда как Кринсли и Веллендорф (1980) оценили 40 м / с. В обоих предыдущих экспериментах использовался измельченный бразильский кварц и сделан вывод, что сальтация при большинстве естественных скоростей ветра не приведет к образованию ила в результате сальтационного разрушения.Это вселяет уверенность в том, что наши эксперименты обеспечивают консервативную оценку энергии, испытываемой большинством сальтирующих зерен, даже в экстремальных климатических условиях, включая плейстоцен, который мог иметь более высокую частоту порывов ветра (McGee et al., 2010).

Полученный нами экспериментально ил демонстрирует гранулометрический состав, согласующийся с другими исследованиями (Wright et al., 1998; Bullard et al., 2004, 2007). Модальный диапазон образующегося ила (23–52 мкм) попадает в диапазон лессов Пеория (Wang et al., 2006) и (более грубые формы) прибрежной пыли Западной Африки (8–42 мкм; Stuut et al., 2005), но она крупнее, чем типичный китайский лёсс (∼25 мкм), и мельче, чем ил на окраинах пустынь Северной Африки ( ~ 60 мкм; Assallay et al., 1998). Режимы экспериментально полученного ила были более мелкими, чем режимы ранее существовавших частиц, удаленных из нашего исходного материала (66,9–76,0 мкм для альгодонов, 73,5–77,8 мкм для Малой Сахары).

Наши образцы состояли из кварца, а также из потенциально подверженных истиранию фаз, таких как полевые шпаты и литические породы (Таблица S3), что соответствует типичным пескам дюн Намиба (Garzanti et al., 2012). Тем не менее, результаты показали минимальные доказательства истирания, несмотря на наличие этих относительно хрупких фаз. Это поднимает вопрос о потенциальных ограничениях нашего подхода, которые включают (обязательно) ограниченное количество точек отбора проб и испытаний на истирание, а также любые эффекты удаления мелкой фракции. Однако образцы представляют собой типичный эоловый кварцевый песок с прочностью, аналогичной среднему дюнному песку. Предыдущие эксперименты также ограничены количеством образцов.

В таблице 2 приведены скорости накопления (AR) для отдельных участков поля дюн Намиб.Эти значения предполагают отсутствие потерь от эрозии после осаждения, и они предполагают, что весь образующийся ил накапливается, что является консервативной завышенной оценкой. AR, экстраполированные на основе экспериментальных результатов, максимизируют образование ила, поскольку они: (1) предполагают истирание с одинаковой силой повсюду, тогда как — реалистично — энергия варьируется в пространстве в пустыне, а дистальное округление и оребрение песка приводят к снижению потенциала истирания с подветренной стороны в виде выступов. удаляются, и (2) используют самый высокий уровень ила, образовавшийся в экспериментах.

После масштабирования для максимального увеличения образующегося ила результаты показывают, что скорость осаждения чрезвычайно низка до тех пор, пока площадь осаждения не станет <1/85 площади материнской пустыни (Таблица 2). Используя 0,5 мм / год в качестве минимального VAR, необходимого для образования узнаваемого лёссового отложения (Pye, 1984), результаты предполагают, что лёссовое месторождение пустыни требует материнского поля дюн в ~ 85 раз больше, чем площадь скопления лёсса.Хотя минимальная скорость может варьироваться в зависимости от скорости эрозии и почвообразования, наши результаты предполагают, что образование ила за счет эоловой абразии недостаточно, чтобы опередить почвообразование и эрозию, и, таким образом, эти процессы вряд ли приведут к образованию геологически значимых лессовых отложений. Для очень больших полей дюн, где образующийся ил может эффективно концентрироваться и накапливаться, возможны небольшие прилегающие лессовые отложения; Например, считается, что северный нигерийский лесс образовался в результате дефляции штрафов из бассейна Чада (McTainsh, 1987).

Экспериментальная эоловая сальтация природных песков с использованием реалистичных скоростей ветра и консервативного масштабирования дебитов показывает, что эоловая сальтация песков вряд ли приведет к образованию геологически значимого лесса. Хотя ил в лёссе может содержать небольшую долю материала, образовавшегося в результате эолового истирания песка, большая часть ила в лёссе, вероятно, образовалась в результате других процессов. Эти результаты предполагают, что для образования лёсса, состоящего из ила, образованного эоловыми песчаными сальтациями, требуется, как минимум, активное поле дюн с площадью поверхности почти на два порядка больше, чем лёссовые отложения.Для обширных отложений лесса в геологической летописи отсутствие свидетельств такого материнского поля дюн или необходимость в поле дюн неоправданно больших размеров должно повысить вероятность того, что ил возник в результате различных процессов. Жизнеспособные процессы включают измельчение льда, дефляцию богатых илом открытых систем дельты и / или получение из богатых илом предшественников. Сложность получения объемного лёсса из песчаной сальтации предполагает, что географически обширные первичные лёссовые отложения (например,g., сравнимо с китайским лёссовым плато) может быть маловероятным или неспособным сформироваться в отсутствие оледенения.

Финансирование было предоставлено Национальным научным фондом (EAR-1338331 и OISE 1658614), кафедрой семьи Эберли, Университет Оклахомы, Обществом осадочной геологии (SEPM; студенческий грант) и Геологическим обществом Америки (студенческий грант). Мы благодарим Дж. Янга за помощь в разработке / изготовлении устройства; Leeman Geophysical, LLC, за сбор данных о скорости ветра; и Джо Мейсон, М.Суини и нескольким анонимным рецензентам за конструктивные комментарии.

¹ Дополнительные материалы. Таблица S1 (GPS-координаты мест пробы), Таблица S2 (данные о гранулометрии; https://doi.pangaea.de/10.1594/pangaea.1), Таблица S3 (данные точечного подсчета), Таблица S4 (автоматизированная поверхность станции наблюдений [ASOS], GPS и данные о ветре), Таблица S5 (методы масштабирования и подробный расчет), Таблица S6 (закон расчета стенок и график) и Таблица S7 (потеря массы контрольного образца).Посетите https://doi.org/10.1130/GEOL.S.12555545, чтобы получить доступ к дополнительным материалам, и обратитесь по адресу [email protected] с любыми вопросами.

© 2020 Авторы

Gold Open Access: эта статья опубликована в соответствии с условиями лицензии CC-BY.

% PDF-1.6 % 6048 0 объект > эндобдж xref 6048 78 0000000016 00000 н. 0000004693 00000 н. 0000004840 00000 н. 0000004970 00000 н. 0000005197 00000 н. 0000005840 00000 н. 0000006394 00000 п. 0000006530 00000 н. 0000006775 00000 н. 0000007026 00000 н. 0000007105 00000 н. 0000007392 00000 н. 0000008133 00000 п. 0000016774 00000 п. 0000017025 00000 п. 0000017240 00000 п. 0000017315 00000 п. 0000017395 00000 п. 0000017539 00000 п. 0000017689 00000 п. 0000017739 00000 п. 0000017875 00000 п. 0000018033 00000 п. 0000018139 00000 п. 0000018188 00000 п. 0000018288 00000 п. 0000018454 00000 п. 0000018561 00000 п. 0000018610 00000 п. 0000018742 00000 п. 0000018894 00000 п. 0000018997 00000 п. 0000019046 00000 н. 0000019176 00000 п. 0000019284 00000 п. 0000019333 00000 п. 0000019433 00000 п. 0000019482 00000 п. 0000019583 00000 п. 0000019631 00000 п. 0000019680 00000 п. 0000019729 00000 п. 0000019778 00000 п. 0000019908 00000 п. 0000019957 00000 п. 0000020084 00000 н. 0000020133 00000 п. 0000020258 00000 п. 0000020307 00000 п. 0000020356 00000 п. 0000020413 00000 п. 0000020549 00000 п. 0000020611 00000 п. 0000020738 00000 п. 0000020787 00000 п. 0000020836 00000 п. 0000020893 00000 п. 0000021129 00000 п. 0000021186 00000 п. 0000021448 00000 п. 0000021505 00000 п. 0000021797 00000 п. 0000021854 00000 п. 0000022120 00000 н. 0000022177 00000 п. 0000022445 00000 п. 0000022502 00000 п. 0000022656 00000 п. 0000022713 00000 п. 0000022885 00000 п. 0000022942 00000 п. 0000023240 00000 п. 0000023297 00000 п. 0000023619 00000 п. Uă ۭ W ٸ) Q’V $ L

Расходные материалы Fallout 76 | Fallout Wiki

На этой странице перечислены все расходные материалы в Fallout 76 .

Содержимое не описано подробно на этой странице. Подробности смотрите в соответствующих статьях. Информацию о расходных материалах в других играх серии Fallout см. В разделе «Расходные материалы». Для обзора содержимого Fallout 76 и , пожалуйста, обратитесь к «Portal: Fallout 76».

Многие продукты питания и напитки, найденные в Аппалачах, слегка облучаются и могут вызвать у персонажа радиационное отравление.Многие также несут в себе шанс заболеть.

Еда и напитки

Продукты питания

Некоторые продукты можно сажать в C.A.M.P. и мастерских игрока, чтобы увеличить запас еды. Помимо расфасованных продуктов и небольшого количества предметов, которые можно изготовить, несъеденные продукты со временем испортятся, и со временем они превратятся в испорченное мясо, овощи или фрукты.

В обновлениях добавлены элементы, выделенные курсивом.

* Обозначает элементы, которые являются компонентами, но не входят в рецепт расходных материалов.

Супы

Супы утоляют голод и жажду и имеют один из самых низких шансов вызвать болезнь.

Напитки

Эти расходуемые предметы могут лечить игрока, временно изменять СПЕЦИАЛЬНЫЕ характеристики игрока и добавлять различные другие уникальные эффекты. Некоторые из этих напитков можно изготовить на химических станциях в Аппалачах. При употреблении алкогольных напитков, таких как пиво и вино, есть шанс, что игрок может стать зависимым, что приведет к снижению характеристик до тех пор, пока зависимость не будет излечена.Чтобы предотвратить зависимость, перк «Профессиональный пьющий» должен быть повышен. Бродильные и винтажные варианты спиртов не включены.

Напитки подразделяются на алкоголь, соки, ликеры, ядер-колу, чай и воду.

Помощь

Chems

Каждый химикат имеет индивидуальный профиль и не может быть «сложен» — одновременно может быть активен только один. Одновременный прием нескольких препаратов одного типа не увеличивает их продолжительность. Вместо этого продолжительность химии можно увеличить с помощью перка Chem Fiend.Различные химические препараты могут восстанавливать очки жизни, временно изменять СПЕЦИАЛЬНЫЕ характеристики и множество других эффектов. Многие из этих химикатов можно создать на химических станциях, расположенных в Аппалачах, или в одном из C.A.M.P. Химические препараты можно приобрести у продавцов или в торговых автоматах с медикаментами.

Злоупотребление химическими препаратами приводит к зависимости, разновидности негативного состояния. Зависимость временно снимается употреблением психоактивных веществ, но в противном случае приводит к снижению характеристик, пока зависимость не будет излечена с помощью Addictol или вкусного яичного омлета с радскорпионом.

Изображение	Имя	Эффект	Еда	Вода	Вес	Значение	Наркомания	Рецепт	Идентификатор формы
	Addictol	Вылечить все зависимости	-1%	-5%	0,1	125	Нет	Нет	000459C5
	Антибиотики	Лечит болезни + 50% устойчивость к болезням (90 м)	-3%	-5%	0.25	40a	Нет	Да	003E08A9
	Ягодные ментаты	+5 INT (5 м) выделяет живые цели (5 м)	0%	-3%	0,25	35	Да	Да	000518BB
	Пакет крови	+10 рад +50 л.	0%	0%	0,25	20	Нет	Да	00052409
	Buffout	СИЛ +2, КОНЕЦ +2, +25 Макс.HP (5м)	-1%	-3%	0.25	30	Да	Нет	00033778
	баффтов	СИЛ +3, ПЕР +3, КОНЕЦ +3, Макс.HP +40 (5м)	-1%	-3%	0,25	8	Да	Да	00058AA5
	Calmex	AGI +3, PER +3, + 15% к скрытным атакам на 5 минут	0%	-3%	0,25	80	Да	Нет	00058AA7
	Папа-О	ИНТ +3, PER +3, CHR -2 (10м)	0%	-3%	0.25	40	Да	Нет	00156D0B
	Однодневный поезд	LCK +3, CHR +3, STR -2 (10м)	0%	-3%	0,25	30	Да	Нет	00150729
	Лекарство от болезней	Лечит болезни	-1%	-3%	0,25	0	Нет	Да	003E08A8
	Формула P	+5 CHR, +3 LCK, улучшает точность оружия на 5 минут.	0%	0%	0.25	80	Да	Да	00417A42
	Ярость	урон в ближнем бою + 30%, сопротивление урону +25, PER -5 (3 м)	-3%	-3%	0,25	40	Да	Да	000628CA
	Светящаяся кровь		0%	-3%	0,30	30	Нет	Нет	000E2F68
	Пакет светящейся крови	+75 рад сопротивление (10 м) +8 л.с. / с (5 с)	0%	0%	0.25	30	Нет	Нет	00058AB4
	Виноград Ментатс	CHR +5, лучшие бартерные ставки	0%	-3%	0,25	35	Да	Да	0010129A
	Лечебная мазь	+ 4% HP / s (5s) лечит искалеченные конечности	0%	0%	0,5	20	Нет	Да	000522F7
	Средство от насекомых	Снижает урон от насекомых на 15% в течение 30 минут.	0%	0%	0,5	20	Нет	Да	0045E3F6
	Пакет с облученной кровью	+75 рад сопротивление (10 м) +8 л.с. / с (5 с)	0%	0%	0,25	30	Нет	Нет	0037FE9B
	Med-X	Сопротивление Урону +25	-1%	-3%	0.25	40	Да	Нет	00033779
	ментатов	ИНТ +2, PER +2 (5 мес.)	0%	-3%	0,25	30	Да	Да	0003377B
	Специальная химическая смесь Nuclear Don	+ 100% урон (5 м) +100 сопротивление урону (5 м) +100 Макс.HP (5 м) + 20% HP / с (2 с) + 6% HP / с (5 м) лечит искалеченные конечности	0%	0%	0.3	30	Нет	Нет	005955A5
	Оранжевые ментаты	PER +5, точность VATS + 10% (5 м)	0%	-3%	0,25	35	Да	Да	000518C5
	Овердрайв	+ 15% урона, + 15% критического урона (3 м)	-3%	-3%	0,25	40	Да	Да	00058AAD
	Психо	Сопротивление урону +25, урон + 15% (3 мес.)	-1%	-3%	0.25	30	Да	Да	0003377D
	Психобафф	Урон + 25%, СИЛ +3, КОНЕЦ +3, Макс.HP +65 (3м)	-3%	-3%	0,25	40	Да	Да	00058AAC
	Психотаты	Сопротивление Урону +15, PER +3 (3 м)	-1%	-3%	0,25	40	Да	Нет	00058AAA
	Rad-X	Rad Resist +100 (10 м)	0%	-3%	0.25	25	Нет	Нет	00024057
	Rad-X: разбавленный	Rad Resist +50 (10 м)	0%	-3%	0,25	15	Нет	Да	0012D3F1
	RadAway	Rads -300, -50% Устойчивость к болезням, шанс вылечить мутации	-1%	-3%	0,25	25	Нет	Да	00023742
	RadAway: разбавленный	Рад -150, -50% Устойчивость к болезням, шанс вылечить мутацию	-1%	-3%	0.25	15	Нет	Да	0012D3EF
	RadShield	300 Радиационная стойкость (15 минут)	0%	-3%	0,25	80	Нет	Да	00081FDE
	коса Скито	+25 Макс.HP (10 м)	0%	-3%	0,25	35	Нет	Рецепт: плевок Скито	00058ABC
	Стимпак	+ 10% HP / s (2s) + 2% HP / s (20s) лечит искалеченные конечности	0%	0%	1	40	Нет	Да	00023736
	Диффузор стимулятора	Восстанавливает здоровье вам и вашим ближайшим товарищам по команде. + 7,5% HP / с (4с)	0%	0%	0,5	20	Нет	План: диффузор стимулятора	0041557C
	Стимпак: разбавленный	+ 5% HP / s (2s) + 1% HP / s (20s) лечит искалеченные конечности	0%	0%	0,5	15	Нет	Да	003078C2
	Стимпак: супер	+ 20% HP / s (2s) + 4% HP / s (20s) лечит поврежденные конечности	0%	0%	1.5	60	Нет	Да	00117DF9
	Супер хим Mk I	+ 30% урон в ближнем бою (5 м) +25 сопротивление урону (5 м) +2 сила (5 м)	0%	0%	0,1	0 (Ничего не продается)	Нет	Драка химик	005A5DB3
	Шприц выживания	+ 10% HP / s (2s) + 2% HP / s (20s) лечит болезни лечит искалеченные конечности	+ 100%	+ 100%	0.1	0 (Ничего не продается)	Нет	Ярлык выживания	005CBB7E
	X-ячейка	+2 STR, +2 PER, +2 END, +2 CHR, +2 INT, +2 AGI, +2 LCK	-1%	-3%	0,18	4	Да	Нет	001506F4

Разное

Это расходные материалы, которые считаются несъедобными, а не химическими. Куратор удвоит продолжительность всех болванов и журналов.В случае Stealth Boys перк Секретный агент используется для увеличения продолжительности.

Банкноты

Jet и все его комбинации в настоящее время отсутствуют в Fallout 76 .

Расходные материалы в Fallout 76

Размер фракций определен в соответствии с определенными размерами фракций в соответствии с 9

Abstract

Генетический фингерпринт показал в предыдущих исследованиях, что фракции почвенных частиц разного размера (PSF; глина, ил и песок с твердым органическим веществом (POM)) содержат микробные сообщества, которые различаются по структуре, функциональному потенциалу и чувствительности к условиям окружающей среды.Чтобы выяснить, какие таксоны бактерий или архей предпочитают определенные PSF, мы исследовали разнообразие генов 16S рРНК, амплифицированных с помощью ПЦР, с помощью высокопроизводительного секвенирования с использованием тотальной ДНК, выделенной из трех вариантов долгосрочного оплодотворения (неоплодотворенных, удобренных минералами и оплодотворенных). с навозом животных) сельскохозяйственных суглинистых песчаных почв и их ПСФ. PSF были получены мягким ультразвуковым диспергированием, влажным просеиванием и центрифугированием. Численность бактериальных таксонов, отнесенных к операционным таксономическим единицам (OTU), различалась менее чем на 2.7% между нефракционированной почвой и почвой на основе комбинированных PSF. Во всех трех вариантах почвы не было OTU архей, но было много бактериальных OTU, причем последние составляли 34–56% от всех последовательностей ампликонов, которые показали значительные предпочтения в отношении конкретных PSF. Фракция размером с песок с ПОМ была предпочтительным участком для представителей Bacteroidetes и Alphaproteobacteria , тогда как Gemmatimonadales предпочитали крупный ил, Actinobacteria и Nitrosospira мелкий ил и Planctomycetales глину. Firmicutes были обеднены фракцией размером с песок. Напротив, археи, которые представляют 0,8% всех последовательностей гена 16S рРНК, показали лишь небольшое предпочтение специфическим PSFs. Мы пришли к выводу, что частицы почвы разного размера представляют собой различные микросреды, которые поддерживают определенные бактериальные таксоны, и что эти предпочтения могут в значительной степени способствовать пространственной неоднородности и бактериальному разнообразию, обнаруживаемым в почвах.

Ключевые слова: фракции почвенных частиц, почвенная ДНК, почвенные археи, почвенные бактерии, разнообразие архей, разнообразие бактерий, секвенирование ампликона гена 16S рРНК

Введение

Первичные органо-минеральные комплексы различных размеров (глина <2 мкм; мелкий ил 2–20 мкм, крупный ил 20–63 мкм, песок 63–2000 мкм) составляют основные строительные блоки структуры и функции почвы (Christensen, 2001).Хотя большая часть органического вещества почвы связана с более мелкими частицами (мелкий ил и глина), фракции песка обычно содержат большую часть свободного органического вещества в виде твердых частиц (POM) (Christensen, 2001). Гранулометрические фракции почв (КЧП) различаются по минералогическому составу (Acosta et al., 2011), поскольку они представляют разные стадии выветривания первичных минералов (Uroz et al., 2009). Характерные минералогические составы вызывают различия в поверхностной реакционной способности и сорбционном поведении PSF, и, как следствие, органическое вещество, связанное с различными PSF, различается по концентрации, химическому составу и разлагаемости (Christensen, 1992).Вследствие этих свойств PSF представляют собой различные микросреды с точки зрения доступной воды, питательных веществ и органических субстратов. В свою очередь, микросреда может быть изменена активностью микробных сообществ, связанных с данной поверхностью частицы.

Большинство почвенных микроорганизмов живут в тесном контакте с поверхностями, а не находятся во взвешенном состоянии в почвенной воде (Mills, 2003). Учитывая характерные свойства поверхности и связанные с ними микросреды, различные PSF, скорее всего, выбирают специально адаптированные микробные образования в почве.Предыдущие исследования выявили специфическую микробную активность PSF, о чем свидетельствуют измерения ферментов почвы (Stemmer et al., 1998; Kandeler et al., 2000; Marx et al., 2005), минерализации азота, аммонификации, нитрификации и денитрификации (Lensi et al., 1995; Nacro et al., 1996; Christensen and Olesen, 1998), метаногенез (Zhang et al., 2007; Zheng et al., 2007), а также сорбция и минерализация органических загрязнителей (Botterweck et al., 2014; Hemkemeyer et al., 2015). Кроме того, количество гена, участвующего в круговороте фосфора, различается между PSF (Luo et al., 2017). Методы профилирования, основанные на анализе фосфолипидов (Poll et al., 2003; Zhang et al., 2015) и генетическом фингерпринте ПЦР-амплифицированных генов прокариотической 16S рРНК или последовательностей ITS грибов (Sessitsch et al., 2001; Zhang et al., 2007) ; Neumann et al., 2013) предоставили убедительные доказательства того, что PSFs выбирают для структурно различных микробных сообществ. Однако идентичность микробных таксонов, демонстрирующих предпочтение определенных PSF, и их вклад в общее микробное сообщество почвы еще не охарактеризованы.

Предыдущие исследования сельскохозяйственных и искусственных почв показали, что условия окружающей среды, представленные различными режимами удобрения или минеральным составом, влияют на структуру бактериального сообщества специфическим образом PSF (Neumann et al., 2013; Hemkemeyer et al., 2014) . Целью настоящего исследования было выявление таксонов прокариот, связанных с частицами почвы разного размера, независимо от условий окружающей среды. Поэтому мы проанализировали прокариотические сообщества в почве, полученной в результате долгосрочного эксперимента Аскова по навозу животных и минеральных удобрений, начатого в 1894 году на Асковской экспериментальной станции в Дании.Каждый взятый дубликат происходил из по-разному обработанной почвы, то есть один из неудобренных (UNF), второй из минеральных удобрений (NPK) и третий из полевого участка с навозом (AM) (Christensen et al., 2006). Три по-разному обработанные почвы имели одинаковый pH и одинаковое содержание глины, мелкого ила, крупного ила и частиц размером с песок, но разное количество и качество почвенного органического углерода. Мы применили бережную обработку ультразвуком, мокрый просеивание и центрифугирование, чтобы изолировать PSF с большей частью прикрепленных клеток.Этот протокол фракционирования почвы ранее оценивался на предмет его эффективности рассеивания и его применимости в анализах, основанных на генетическом фингерпринте и КПЦР (Neumann et al., 2013; Hemkemeyer et al., 2014, 2015). Высокопроизводительное секвенирование с помощью Illumina MiSeq ампликонов гена 16S рРНК использовалось для характеристики прокариотических сообществ и различения таксонов.

Материалы и методы

Отбор проб и фракционирование почвы

Почва возникла в результате долгосрочных экспериментов Аскова по навозу животных и минеральным удобрениям в Дании (55 ° 28.3′N, 09 ° 06,7′E) (Christensen et al., 2006). Участок представляет собой типичный Hapludalf и суглинистый песок, состоящий из 11% глины (<2 мкм) и 13% мелкого ила (2–20 мкм). В более крупных фракциях преобладают кварц и полевые шпаты, а основными глинистыми минералами являются иллит, смектит и каолинит. Мы отобрали пробы с полевых участков, которые не удобрялись (участок 124 UNF), получая минеральные удобрения (100 кг азота, 19 кг фосфора и 87 кг тыс. Га ^-1 в год; участок NPK 125) или получавшие навоз (37,5 т жидкого навоза крупного рогатого скота). что соответствует 143 кг общего азота, 30 кг фосфора и 134 кг тыс. га ^-1 в год; участок AM 116).Отбор проб проводился после сбора травы клевера, используемого для скашивания, и через 18 месяцев после последнего внесения удобрений. Двадцать пять кернов почвы на каждом участке с глубины 0–18 см (горизонт Ар) были отобраны, объединены и медленно высушены на воздухе в лаборатории в течение 6 часов для просеивания (размер ячеек 2 мм). Просеянные образцы хранили при водоудерживающей способности 50–55% в темноте при 4 ° C в течение 9 месяцев. Содержание органического углерода в почве составляло 15,8, 18,3 и 22,5 мг / г ^-1 сухой почвы для UNF, NPK и AM, соответственно, при pH 6.2–6.5 (Hemkemeyer et al., 2015).

Каждую из этих трех обработок оплодотворения фракционировали с помощью трех технических повторностей, как описано ранее (Hemkemeyer et al., 2015), с использованием протокола Amelung et al. (1998) в редакции Neumann et al. (2013). Для диспергирования агрегатов с минимальным отрывом микроорганизмов почву суспендировали в дистиллированной воде в соотношении 1: 5 и обрабатывали ультразвуком на гомогенизаторе Sonoplus HD 2200 (Bandelin electronic, Берлин, Германия).Наконечник сонотрода (модель VS 70T) был погружен на 20 мм в почвенную суспензию (общая мощность прибора 70 Вт) и обеспечивала низкую энергоемкость 30 Дж / мл ^-1 . Фракцию размером с песок выделяли мокрым просеиванием с размером ячеек 63 мкм. Фракцию <63 мкм центрифугировали при 25 × g дважды в течение 15, 13, 12 и 11 мин соответственно. После каждого этапа центрифугирования собирали супернатант, содержащий фракцию глины, и затем осадки повторно суспендировали. К супернатантам, содержащим глину, добавляли раствор MgCl ₂ для достижения конечной концентрации 3.3 мМ, а затем глину оставляли отстаиваться в течение ночи при 4 ° C. Поскольку добавление MgCl ₂ не приводило к полному осаждению глины, осадок и оставшуюся суспензию центрифугировали при 2450 × g в течение 10 минут при комнатной температуре и супернатант декантировали. Фракцию ила дополнительно разделяли на крупный и мелкий ил мокрым просеиванием с размером ячеек 20 мкм и гравитационным осаждением мелкой фракции ила. В целом, на основе повторений, указанных выше, фракционирование дало всего 45 образцов, в том числе для каждой повторности четыре PSF и нефракционированный образец почвы.

Экстракция ДНК и количественное определение генов 16S рРНК.

ДНК экстрагировали из 0,5 г сырой массы нефракционированной почвы и из каждой из трех повторностей вышеуказанных размерных фракций. Материал фракции 63–2000 мкм отбирали непосредственно с сита. Фракции 20–63 и 2–20 мкм суспендировали в дистиллированной воде в соотношении 1: 5, фракцию <2 мкм в соотношении 1:18. Всего 1,8 мл суспензий было перенесено в пробирки для экстракции объемом 2 мл, полученные из набора для экстракции (см. Ниже).После центрифугирования при 12700 × g в течение 5 мин супернатант удаляли пипеткой. Еще две аликвоты использовали для определения сухой массы. Материал, используемый для экстракции ДНК, соответствовал сухой массе примерно 0,5 г фракций размером с песок, 0,4 г каждой фракции ила и примерно 0,1 г глинистой фракции.

Экстракцию ДНК проводили с помощью набора FastDNA ™ SPIN для почвы с использованием прибора FastPrep®-24 (оба MP Biomedicals, Санта-Ана, США) в соответствии с инструкциями производителя с небольшими изменениями, как описано в другом месте (Hemkemeyer et al., 2015). ДНК, связанную с связывающей матрицей набора FastDNA ™ SPIN, дважды промывали 1 мл 5,5 М тиоцианата гуанидина (Carl Roth, Карлсруэ, Германия) для удаления совместно экстрагированных загрязняющих веществ.

Для оценки численности частичные гены 16S рРНК были количественно определены из экстрагированных растворов ДНК с помощью кПЦР с использованием системы ПЦР в реальном времени StepOnePlus ™ (Life Technologies / Thermo Fisher Scientific, Карлсбад, Калифорния). Амплификацию проводили с использованием смеси Maxima Probe qPCR Master Mix (2x), включая раствор ROX (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA).Общий объем 20 мкл содержал 500 нМ каждого праймера и 200 нМ зонда, то есть BAC338F, BAC805R и BAC516F для бактерий и ARC787F, ARC1059R и ARC915F для архей (Yu et al., 2005). Для всех образцов в качестве матрицы использовали 2 мкл 10-кратного разведения почвенной ДНК. Для измерения генов 16S рРНК из фракции размером с глину в качестве матрицы использовали 2 мкл 50-кратного разведения. Реакция ПЦР началась с начальной стадии денатурирования при 95 ° C в течение 10 мин, за которой следовали 45 циклов при 95 ° C в течение 15 с и 60 ° C в течение 1 мин.Для построения стандартных кривых использовали ДНК из чистых культур Bacillus subtilis и Methanobacterium oryzae соответственно. Эффективность ПЦР Eff рассчитывалась следующим образом: Eff = (-1 + 10 ^{-1 / наклон стандартной кривой} ) x 100%. Для бактерий из нефракционированной почвы Eff составил 96,9% ( R ² = 0,999) и для PSF 92,8% ( R ² = 0,999), для архей — 88,0% ( R ² = 0,999. ) и 89,2% ( R ² = 0.999) соответственно.

Генерация библиотеки Illumina

Секвенирование было выполнено в соответствии с подходом двойного индексирования Kozich et al. (2013). Чтобы избежать интерференции отростков праймеров с геномной ДНК, был использован подход вложенной ПЦР (Berry et al., 2011). Первая реакция ПЦР с амплификацией гена 16S рРНК была проведена отдельно для каждого домена с использованием праймеров F27 (Lane, 1991) и 926r (Liu et al., 1997) для бактерий и A364aF (Burggraf et al., 1997) и A934bR (Grosskopf et al. al., 1998) для архей соответственно. Условия ПЦР и последующая очистка описаны в другом месте (Hemkemeyer et al., 2015). На втором этапе область V4 была амплифицирована с использованием праймеров S-D-ARCH-0519-a-S-15 и S-D-Bact-0785-a-A-21 (Klindworth et al., 2013). Праймеры, использованные в этом исследовании, содержали адаптеры, специально предназначенные для присоединения к проточной ячейке Illumina, индекс 8 пар оснований, позволяющий мультиплексировать, прокладку 10 пар оснований для регулирования всех комбинаций праймеров примерно до одной и той же температуры плавления 65 ° C и последовательность длиной 2 п.н., которая связывает приложение с подходящим праймером и которая антикомплементарна известным областям, фланкирующим область V4.Для мультиплексирования 4 прямых и 12 обратных праймеров были объединены двойным индексированием для дифференциации 48 образцов (таблица S1). ПЦР выполняли в объемах 50 мкл, содержащих 10x FastStart High Fidelity Reaction Buffer (включая 1,8 мМ MgCl ₂ ), 200 мкМ каждого dNTP (оба Roche Diagnostics, Мангейм, Германия), 0,4 мкМ каждого праймера, 5% ( об. / об.) диметилсульфоксид, 2,5 ед. смеси FastStart High Fidelity Enzyme Blend (обе компании Roche Diagnostics) и 2 мкл матрицы, содержащей 5–250 нг ДНК. Реакция ПЦР была 95 ° C в течение 2 минут, 35 циклов: 95 ° C в течение 30 секунд, 50 ° C в течение 30 секунд, 72 ° C в течение 1 минуты и, наконец, 72 ° C в течение 5 минут.Для каждого повторного образца ДНК были проведены две отдельные ПЦР-амплификации, которые впоследствии были объединены. Продукты очищали от гелей агарозы с использованием набора для экстракции фрагментов ДНК Hi Yield® Gel / PCR (Süd-Laborbedarf GmbH, Gauting, Германия) и количественно оценивали с помощью набора для анализа дцДНК Quant-iT ™ PicoGreen® (Life Technologies / Thermo Fisher Scientific) в Mithras Флуориметр LB 940 (Berthold Technologies, Бад-Вильдбад, Германия). Три повтора фиктивного сообщества, состоящего из 10 штаммов (таблица S2), служили контролем для определения ошибки секвенирования.Из каждого бактериального образца и ложного сообщества собирали 50 нг ДНК. Чтобы восстановить соотношение архей и бактерий примерно 1: 100, образцы архей объединяли и к первой смеси добавляли 20 нг ДНК. Конечную смесь отправляли в StarSEQ GmbH (Майнц, Германия) для секвенирования парных концов 250 пар оснований на приборе Illumina MiSeq. Последовательности депонированы в Европейском нуклеотидном архиве (EMBL-EBI; номер доступа PRJEB11366).

Обработка данных

Образцы окружающей среды и фиктивные сообщества обрабатывались отдельно во избежание вмешательства.В общей сложности 7 589 991 необработанное чтение было получено из проб окружающей среды (481 704 из фиктивных сообществ). Чтения на парном конце были объединены с VSEARCH (версия 1.9.5, github.com/torognes/vsearch) с требованием минимальной длины перекрытия 50 нт и минимальной длины объединенного чтения 200 нт. Этого было достигнуто 7 575 500 чтений, то есть 99,8% (фиктивное: 480 061, 99,7%). Последовательности с суммарными ожидаемыми ошибками E> 1 отбрасывались командой fastq_filter. Последовательности короче 251 нуклеотидов были отброшены, а более длинные были обрезаны до 251 нуклеотидов с последующим удалением последовательностей с любым неоднозначным основанием или гомополимерами длиной более шести нуклеотидов с использованием скрининга.seqs команда mothur (версия 1.31.2, Schloss et al., 2009). Таким образом, было сохранено 5668815 (74,7%) последовательностей хорошего качества (фиктивные: 411 718, 85,5%). Используя VSEARCH, мы удалили синглтоны и химеры, которые были идентифицированы путем обнаружения химер de novo с использованием алгоритма UCHIME (Edgar et al., 2011). Последовательности были сгруппированы в OTU (операционные таксономические единицы) с помощью USEARCH cluster_otus (версия 8.1.1831, Edgar, 2010) с порогом идентичности последовательностей 97%, и для каждого кластера была выбрана эталонная последовательность.Контрольные последовательности снова проверяли на наличие химер по справочной базе данных RDP trainset15_092015 (Cole et al., 2014). Последовательности рибосомных РНК экстрагировали с помощью Metaxa2 (Bengtsson-Palme et al., 2015). Эти курированные последовательности были таксономически классифицированы с использованием mothur с использованием справочной базы данных RDP trainset14_032015 (Cole et al., 2014). Последовательности, не классифицированные на уровне домена и классифицированные как митохондрии или эукариоты, были удалены из набора данных. Эти курированные последовательности генов рРНК использовали в качестве эталонной базы данных для сопоставления всех последовательностей хорошего качества, включая ранее удаленные синглтоны, с порогом идентичности 97% с помощью команды usearch_global USEARCH.В общей сложности 4720785 (62,2%) последовательностей хорошего качества были сопоставлены с семенами образцов окружающей среды (фиктивные: 405 481, 84,2%). Таксоны, классифицированные как цианобактерии / хлоропласты, были проверены с помощью поиска Megablast на веб-сайте NCBI (Agarwala et al., 2016), а те, которые не были четко идентифицированы как цианобактерии, были удалены из набора данных. Частота ошибок секвенирования оценивалась в соответствии со стандартной рабочей процедурой MiSeq (версия от 18 апреля 2014 г. 16:17, Kozich et al., 2013) с использованием mothur и R (версия 3.2.3, R Core Team, 2015). Мнимые сообщества служили доверенным лицом, указывающим, что уровень ошибок секвенирования составлял 0,06%. Для следующих анализов были разделены бактериальные и архейные данные.

Анализ данных

Кривые разрежения были созданы с использованием mothur и R. Для расчета оценки охвата на основе численности (ACE; Chao and Lee, 1992) индекс Шеннона-Винера (H ‘), выраженный как N ₁ = e ^{H ‘} (MacArthur, 1965) и ровность на основе H’ (J ‘), бактериальные последовательности были разделены на подвыборку с наименьшим числом считываний (Gihring et al., 2012), то есть 46205 последовательностей на образец (самая большая библиотека — 169863). Экспоненциальная форма N ₁ была выбрана потому, что в ней используется количество видов в качестве единиц и поэтому ее легче интерпретировать (Krebs, 1999). Эти индексы и логарифмически преобразованные данные qPCR были проанализированы с использованием линейных моделей смешанных эффектов с фракцией, установленной как фиксированный эффект, и выборкой, дающей соответствующие фракции, определенные как случайный эффект, и честной значимой разницы Тьюки с использованием R с пакетом nlme (версия 3.1-131, Pinheiro et al., 2017) и пакет multcomp (Hothorn et al., 2008) соответственно. Для расчета значения p для всех трех обработок «лечение» было включено в модели линейных смешанных эффектов как случайный эффект наивысшего ранга.

Тепловые карты с дендрограммами на основе метода невзвешенных парных групп со средним арифметическим были созданы с использованием gplots R-пакета (версия 2.17.0, Warnes et al., 2015). Односторонний анализ сходства (ANOSIM), основанный на несходстве Брея-Кертиса, был выполнен с помощью PAST (версия 3.15, Hammer et al., 2001). В MEGA7 (версия 7.0.18, Кумар и др., 2016) дерево максимального правдоподобия на основе 2-параметрической модели Кимуры (Kimura, 1980) было построено с использованием 500-кратного бутстрэппинга.

Чтобы определить предпочтения для PSF, субпопуляции, полученные из разных фракций, сравнивали с использованием R-пакета edgeR (версия 3.12.0, Robinson et al., 2010). Во-первых, данные были отобраны с использованием порогового значения 100 импульсов на миллион по крайней мере в трех выборках (Chen et al., 2015) с последующей нормализацией на основе взвешенного усеченного среднего логарифмических соотношений экспрессии «TMM» -метод (Робинсон и Oshlack, 2010), анализ с использованием подхода обобщенных линейных моделей (McCarthy et al., 2012), а также контроль частоты ложных открытий с помощью алгоритма Бенджамини и Хохберга (1995). Кроме того, значения p были дополнительно скорректированы с использованием поправки Бонферрони для учета множественных парных сравнений. Чтобы рассматривать значимые, а не только статистические различия, были дополнительно выбраны значимые таксоны. Мы предложили значимую разницу, когда субпопуляция большего размера была в четыре раза больше, чем меньшая, представленная> 10 последовательностями, в два раза -> 100, 1.5 раз для> 1000 и 1,25 раза для> 10 000 последовательностей. Чтобы определить минимальную значимую разницу (Diff _мин ) между двумя субпопуляциями, нормализованными к среднему размеру библиотеки, была построена кривая, которая соответствовала нашим предлагаемым требованиям с R ² = 0,9996 (Рисунок S1):

Diff _min = 0,0104 x ⁴ — 0,2199 x ³ + 1,6701 x ² — 5,5083 x + 8,0079

(1)

, где x является десятичным логарифмом более крупной подгруппы населения. размер.Это уравнение действительно для максимального размера субпопуляции 60 635 последовательностей. Для предпочтений PSF учитывались только таксоны, существенно различающиеся по крайней мере в трех парных сравнениях, потому что это было минимальное количество, которое позволяло интерпретировать эти данные. Чтобы уменьшить количество таксонов, отображаемых на тепловой карте предпочтений, показаны только те таксоны, которые вносили по крайней мере 0,1% в сообщество по крайней мере в одной обработке или PSF. Выбранные таким образом таксоны отображаются в виде отношения к размеру более крупной субпопуляции на тепловой карте, подготовленной с помощью gplots.Чтобы обеспечить индикатор численности, была создана вторая тепловая карта, основанная на процентном соотношении таксонов, которая была объединена с тепловой картой отношения с помощью CorelDraw X8 (версия 18.0.0.448, Corel Corporation, Оттава, Канада).

Для оценки процедуры фракционирования результаты OTU были подвергнуты следующей процедуре: виртуальная почва была построена из результатов бактериальных PSF для каждой повторности, то есть UNF, NPK и AM. После усреднения размеров библиотеки количество OTU в образцах PSF умножали на количество копий бактериального гена 16S рРНК в соответствующих пропорциях, заданных распределением частиц по размеру, и суммировали.Анализ проводился на уровне OTU, как описано выше, за исключением того, что учитывались все статистические различия.

Результаты

Численность микроорганизмов в нефракционированной почве и фракции по размеру частиц

Численность бактерий в нефракционированной почве варьировалась в среднем от 2,2 × 10 ¹⁰ до 3,9 × 10 ¹⁰ копий гена 16S рРНК на г сухой почвы (рисунок) . В пересчете на сухую массу отдельных гранулометрических фракций (PSF) глина содержала 2,4–3,8 × 10 ¹¹ копий гена.Количество генов значительно снизилось с увеличением размера частиц примерно на один порядок для каждого класса размера ( p <0,001, рисунок, таблица S3), достигнув 4,9 × 10 ⁸ генов во фракции, содержащей песок и твердые частицы органического вещества (POM). . В нефракционированной почве численность архей была примерно на два порядка ниже, чем у бактерий, в диапазоне генов от 0,5 × 10 ⁹ до 1,3 × 10 ⁹ (рисунок). Археи также показали значительное уменьшение по сравнению с глиной (4.3–9,4 × 10 ⁹ ) до песка / ПОМ (0,6–3,9 × 10 ⁶ , p <0,001, рисунок, таблица S3). Для обеих областей картина снижения была одинаковой для неудобренных почв (UNF), минеральных удобрений (NPK) и почв, получающих навоз животных (AM).

Бактериальные (A) и архейные (B) численности, представленные числами копий гена 16S рРНК, полученными из трех повторов, то есть неудобренных почв (UNF), минеральных удобрений (NPK) и удобрений животных (AM) .Планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения трех технических повторений. Разные буквы указывают на существенные различия между техническими повторами между фракциями в рамках каждой обработки оплодотворением. Общие значения p между фракциями при лечении бактерий и архей были <0,001 ( F = 512,66) и <0,001 ( F = 646,22), соответственно.

Эффективность процедуры фракционирования почвы

В зависимости от обработки почвы питательными веществами из нефракционированных почв было извлечено от 3 418 до 4 045 различных бактериальных ОТЕ.Три самые крупные фракции имели сравнительно меньше OTU, более низкую равномерность и меньшее разнообразие ( p <0,001, рисунки, таблица; таблица S3). По сравнению с более крупными фракциями, глина явно показывала более высокие значения этих показателей. Анализ разреженности показал, что большинство OTU были обнаружены с глиной, похожей на нефракционированную почву, и более низкой насыщенностью с тремя самыми крупными фракциями (Рисунок S2).

Оценка бактериального разнообразия OTU с использованием оценки охвата на основе численности (ACE) (A) , ровности (J ‘) на основе индекса Шеннона-Винера (H’) (B) и выраженного разнообразия H ‘ в экспоненциальной форме (e ^{H ‘} = N ₁ ) (C) для трех обработок, т.е.е., неудобренных почв (UNF), минеральных удобрений (NPK) и удобрений животных (AM). Библиотеки были разрежены до 46 205 последовательностей. Столбики ошибок представляют собой стандартные отклонения технических повторов, а разные буквы — значимые различия между ними для каждой обработки оплодотворением. Общие значения p между фракциями при разных обработках были <0,001 каждая (F _ACE = 61,32, F _{J ‘} = 38,95, F _N1 = 80,61).

Таблица 1

Количество различных бактериальных OTU (операционных таксономических единиц) от каждой обработки (UNF, не удобренный; NPK, минеральный удобренный; AM, удобренный навозом), приведенные как средние значения и стандартные отклонения от их трех технических повторений.

	UNF	NPK	AM	Среднее
Нефракционированная почва 1358 3792			3,	, 045 ± 143	3, 749 ± 361
Песок с ПОМ a	2, 374 ± 33	1, 670 ± 535	2, 594 ± 413	2, 213 ± 538
Крупный ил	1, 953 ± 146	1, 686 ± 178	2, 560 ± 423	2, 067 ± 456
Мелкий ил	2, 464 ± 186	2, 352 ± 180	2, 832 ± 148	2, 549 ± 264
Глина	3, 060 ± 12	3, 336 ± 59	3, 425 ± 220	3, 274 ± 200
Обнаруживается только в нефракционированной почве	227 ± 64	164 ± 32	167 ± 25	44 ± 10
Обнаружены только в размерных фракциях	139 ± 28	149 ± 73	151 ± 41	46 ± 15

Между 164 и 227 бактериальные OTU, присутствующие в нефракционированной почве, не были обнаружены ни в одной из соответствующих PSF (таблица), что позволяет предположить, что они были потеряны в процессе фракционирования почвы.Однако эти OTU составляли менее 0,4% последовательностей, обнаруженных в нефракционированной почве (Таблица S4). Интересно, что PSF также выявили OTU, не обнаруженные в библиотеках нефракционированной почвы (Таблица), но эти OTU представляли менее 0,9% всех последовательностей, связанных с PSF (Таблица S4).

Относительное количество специфических бактериальных OTU, связанных с PSF, не всегда было таким же, как у соответствующей нефракционированной почвы, что продемонстрировано сравнением с использованием фактически комбинированных PSF.Значительные различия в относительной численности были обнаружены для 49–256 OTU в зависимости от происхождения репликата (Таблица S5). От 27 до 162 OTU значительно снизились в относительной численности на 24–48%, а в общей сложности от 22 до 123 OTU увеличились на 26–60%. Пораженные OTU принадлежали в основном к Actinobacteria, Alphaproteobacteria, Bacteroidetes и неклассифицированным бактериям . Учитывая все последовательности, уменьшение количества OTU после фракционирования представляет собой потерю 0.1–2,5% последовательностей, выделенных из нефракционированных почв, при этом на увеличение приходилось 0,9–2,6% последовательностей ДНК ампликона PSF. Таким образом, суммы последовательностей ДНК, полученные из PSF, количественно совпадали с теми, которые были обнаружены в нефракционированной почве, из которой были изолированы PSF.

Бактериальное разнообразие и предпочтение фракций размера частиц почвы

Тепловая карта, включающая 50 наиболее распространенных бактериальных OTU, полученных из всех PSF (32–47% всех последовательностей), показала, что размер частиц был важным фактором в структурировании бактериального сообщества (рис. ).Анализ сходства (ANOSIM), включающий все бактериальные OTU, подтвердил уникальность сообществ, полученных из PSF ( R = 0,941, p <0,001, таблица S6).

Тепловая карта 50 наиболее распространенных бактериальных ОТЕ в гранулометрических фракциях (PSF). Цветовой ключ представляет относительное содержание в процентах.

Чтобы количественно оценить предпочтение конкретных бактериальных таксонов для данного PSF, четыре PSF разного размера были проанализированы для каждой OTU и для более высоких таксономических рангов.Среди 50 наиболее распространенных OTU наибольшее предпочтение было обнаружено для Otu0057 ( Skermanella , Alphaproteobacteria, средняя численность в предпочтительных PSF 1,3 ± 0,6% от всех последовательностей на образец, дополнительный материал S1, рисунки S3, S4, таблица S7). В зависимости от повтора, этот таксон в мелком иле был в 35–364 раза больше, чем в любом другом PSF. Точно так же присутствие Otu0028 ( Kineosporia , Actinobacteria, 1,3 ± 1,0%) и Otu0046 (Actinomycetales, 1,6 ± 0,8%) было в 23–175 и 21–75 раз, соответственно, выше в песке / ПОМ.Еще более сильные предпочтения были обнаружены для менее распространенных OTU. Для 50 OTU, показывающих самые сильные различия, различия между размерами самой маленькой и самой большой субпопуляции PSF варьировались в среднем от 64–77 до 338 раз (только одна повторность, дополнительный материал S1, рисунки S3, S5, таблица S7). Наибольшее значение было обнаружено для Otu6235 ( Comamonadaceae , Betaproteobacteria, 0,1 ± 0,1%) и его предпочтение в песке / ПОМ.

В зависимости от обработки удобрениями почвы содержали 321–472 OTU со значительными предпочтениями для конкретного PSF.Эти OTU составляют 67, 61, 64 и 52% всех толщ, обнаруженных в песке / ПОМ, крупном и мелком иле и глине соответственно (таблица). Для некоторых таксонов предпочтение PSF было обнаружено только при одной обработке удобрением. Тем не менее, 223 OTU отдали предпочтение почве из всех трех вариантов обработки питательными веществами; они составляли 34–56% от всех последовательностей в зависимости от PSF (таблица). Предпочтение может отличаться между репликами, происходящими из почв с разным удобрением. Например, в повторностях UNF и AM предпочтение Mycobacterium (Actinobacteria, 1.0 ± 0,1%) уменьшалась в следующем порядке: мелкий ил> крупный ил = глина> песок / ПОМ. Разрешение было ниже для NPK, где было обнаружено только истощение песка / POM (рисунок, дополнительный материал S1, рисунки S3, S6, таблица S12). Таксоны не показали противоречивых паттернов предпочтения в репликах, происходящих по-разному (Рисунок, Рисунки S3-S8, также для OTUs, которые не показаны). Таким образом, доминирующие бактериальные таксоны явно отдавали предпочтение определенному PSF независимо от режима оплодотворения.

Таблица 2

Число ОТЕ бактерий и пропорции, демонстрирующие предпочтение для фракций определенного размера, даны как среднее значение и стандартное отклонение соответствующих технических повторений.

	Число ОТЕ	Вклад в общее количество последовательностей /%
		Песок с ПОМ	9103 Глина
UNF	406	70,4 ± 3,2	62,2 ± 0,9	65,5 ± 1,4	51,0 ± 1,2
NPK	472	71.3 ± 1,5	66,9 ± 0,5	71,4 ± 0,2	60,9 ± 0,8
AM	321	60,4 ± 1,5	53,6 ± 0,8	53,6 ± 0,6	44,4 ± 0,9
Предпочтения встречаются только в UNF	79	4,9 ± 1,2	2,6 ± 0,3	3,2 ± 0,2	3,9 ± 0,1
Предпочтения встречаются только в NPK	137	13,4 ± 4,5	7.4 ± 0,0	7,4 ± 0,2	9,1 ± 0,2
Предпочтения найдены только в AM	38	1,6 ± 0,4	1,7 ± 0,3	1,3 ± 0,0	1,2 ± 0,1
Предпочтения во всех повторностях
UNF		54,0 ± 2,4	49,3 ± 1,0	50,8 ± 1,1	34,4 ± 1,0
NPK	223	48,8 ± 2,8	47.2 ± 1,2	50,5 ± 0,2	36,8 ± 1,5
AM		55,5 ± 1,6	47,3 ± 1,1	45,9 ± 0,9	36,8 ± 0,8

Тепловые карты бактериальных таксонов значительно различающиеся фракциями размера частиц (PSF) и составляющие не менее 0,1% от общих последовательностей в любом PSF или варианте почвы. Различия между субпопуляциями выражаются в соотношении к наиболее многочисленной (красные области). Количественные вклады в сообщества показаны синим цветом в логарифмической шкале.Серые области указывают на недостающее значение. Информацию о значимости и расхождениях см. Также в разделе S1 дополнительных материалов и на рисунках S3, S6 – S8.

Таксоны, показывающие PSF-предпочтения во всех трех повторах, показаны на рисунке и рисунках S6 – S8 (см. Также таблицы S8 – S12). Песок / ПОМ был предпочтительным сайтом для Kineosporia и Pseudonocardiaceae (обе Actinobacteria, средняя численность в предпочтительных PSF вместе 2,2 ± 1,0%), Flavobacteriia и других Bacteroidetes (вместе 1.6 ± 0,4%), Caulobacteraceae, Rhizobium и другие Alphaproteobacteria (вместе 2,1 ± 1,9%). Только Gemmatimonadales (Gemmatimonadetes, 3,6 ± 1,3%) отдали предпочтение крупному илу. Actinobacteria (37,2 ± 3,0%, за исключением таксонов, упомянутых выше), GpI цианобактерий (0,1 ± 0,1%), Acetobacteraceae и Skermanella (обе Alphaproteobacteria, вместе 2,6 ± 0,7%) и Nitrosospira ( Бетапротеобактерии, 0.7 ± 0.3%) наиболее многочисленны в тонком иле. Наибольшее относительное содержание в глине было обнаружено для Planctomycetales (Planctomycetes, 2,2 ± 0,7%), Sphingomonadaceae (Alphaproteobacteria, 3,2 ± 1,1%) и Arenimonas (Gammaproteobacteria, 1,9 ± 0,4%). Несколько таксонов показали явное предпочтение более чем одному PSF, например две самые мелкие фракции (мелкий ил и глина) с Geobacter (Deltaproteobacteria, 1,3 ± 0,9%).

Фракция песок / ПОМ была значительно обеднена Mycobacterium, Nakamurella и Gaiella (все актинобактерии, средняя численность в PSF с наибольшей численностью вместе 13.7 ± 1,7%), большинство Firmicutes (2,2 ± 0,5%) и Nitrosomonadaceae (Betaproteobacteria, 0,7 ± 0,3%). Мелкий ил был низким у Acidobacteria Gp10 (0,2 ± 0,0%), Flavobacteriaceae (Bacteroidetes, 0,6 ± 0,2%) и Xanthamonadaceae (Gammaproteobacteria, 4,1 ± 0,8%). Для глины примерами истощения были Acidobacteria Gp17 (0,6 ± 0,3%), Bradyrhizobium (Alphaproteobacteria, 9,6 ± 2,5%) и Corallococcus (Deltaproteobacteria, 0.7 ± 0,4%). Интересно, что новосфингобиум (Alphaproteobacteria, 0,3 ± 0,0%) обеднен обеими фракциями ила.

Разнообразие архей и реакция на фракции размера частиц

Всего было получено 37 887 последовательностей архей (0,8% всех прокариотических последовательностей) с размерами библиотек от 319 до 1432. Кривые разрежения показали, что усилия по отбору образцов захватили большинство OTU и, таким образом, были достаточными для сравнений (рисунок S9). Последовательности могут быть назначены на 25 OTU.В каждом образце 98,3–100% последовательностей были классифицированы как Nitrososphaera , за исключением одного образца песка / ПОМ из NPK, который авторы сочли выбросом (рисунок). Однако среди этих ОТЕ, присвоенных Nitrososphaera в дереве максимального правдоподобия, Otu0276 сгруппировался вместе с Candidatus Nitrosocosmicus franklandus C13, а Otu4703 сгруппировался вместе с двумя членами Candidatus Nitrosotalea (Рисунок S10). Поиск Megablast на сайте NCBI (Agarwala et al., 2016) показали для Euryarchaeotes (до 1,7% последовательностей) равное или менее 82% сходства гена 16S рРНК с генами 16S рРНК известных метаногенов.

Тепловая карта всех OTU архей во фракциях размера частиц почвы (PSF). Цветовой ключ представляет относительную численность.

Тепловая карта показала более сильные различия между тремя различными способами обработки почвы, чем между разными PSF (Рисунок). Однако мелкий ил, выделенный из UNF и NPK, сгруппировался вместе с PSF из AM, в то время как тонкий ил из AM сгруппировался отдельно от UNF и NPK.ANOSIM подтвердил отсутствие четких различий между сообществами PSF ( R = 0,238, p <0,001), хотя и подчеркнул незначительную важность мелкого ила (Таблица S6). Соответственно, предпочтение мелкодисперсному илу было обнаружено для Otu0276 (23,5 ± 3,9%), но только для почвы после обработок UNF и NPK и после исключения выброса из набора данных (Таблицы S13 – S14).

Обсуждение

По сравнению с традиционными методами фракционирования почвенных частиц по размеру с использованием ультразвукового диспергирования и центрифугирования (Amelung et al., 1998), в настоящей процедуре применялся более низкий уровень ультразвуковой энергии, чтобы минимизировать отделение клеток от PSF. Этой энергии было достаточно для адекватного диспергирования этой легкослойной супесчаной почвы, что подтверждается данными о текстуре почвы, полученными традиционными методами (Hemkemeyer et al., 2015). На небольшие потери бактериальных клеток во время фракционирования указывает сравнение между количеством генов 16S рРНК, полученных из ДНК в нефракционированных почвах, и суммой номеров генов 16S рРНК, связанных с отдельными PSF.Эти потери были сопоставимы с потерями Neumann et al. (2013), обнаруженные с помощью анализа содержания ДНК и количественной ПЦР воды после фракционирования суглинка. Конечно, нельзя исключать перенос отслоившихся бактериальных клеток между PSF. Взвешенные бактериальные клетки, вероятно, были собраны вместе с фракцией глины с учетом центробежной силы, приложенной к частицам осадка размером с глину (Peterson et al., 2012). Однако глинистая фракция представляет собой самую большую площадь поверхности (Neumann et al., 2013) и связана с большей частью микробной биомассы почвы (Jocteur Monrozier et al., 1991; Lensi et al., 1995; Stemmer et al., 1998). Накопление отделившихся клеток во фракции размером с глину вряд ли окажет сильное влияние на состав таксонов бактерий, доминирующих с глиной. Фактически, состав сообществ, полученных из нефракционированной почвы, и суммы сообществ из соответствующих PSFs был очень похож.

Бактериальные предпочтения различных PSF подтверждают результаты анализов жирных кислот, полученных из фосфолипидов, в рисовой почве из глинистого суглинка, где более мелкие фракции (<63 мкм) были обогащены грамположительными бактериями (особенно актиномицетами), в то время как грамотрицательные бактерии были более многочисленны в более крупных фракциях (Zhang et al., 2015). С более высоким таксономическим разрешением, примененным в настоящем исследовании, мы обнаружили, что фракция песок / ПОМ из почв UNF и NPK была обеднена членами Acidobacteria , подтверждая предпочтение частиц меньшего размера, как ранее предполагалось путем секвенирования клона, полученного из PSF. библиотеки из пахотного суглинка (Sessitsch et al., 2001).

До 70% бактериальных последовательностей представляли OTU с предпочтением конкретной PSF. Предпочтение высокой доли таксонов определенным размерам частиц можно объяснить различными свойствами поверхности и микроокружением PSF.Поверхности частиц почвы создают особые условия в отношении возможности прикрепления клеток и образования колоний, наличия питательных веществ, углерода, воды и других важных факторов роста. Большинство из этих характеристик зависит от минералогического состава и модифицируется поверхностными покрытиями из полуторных оксидов и органического вещества (Guerin, Boyd, 1992; Rogers et al., 1998; Mauck and Roberts, 2007; Hemkemeyer et al., 2015). Минеральный состав двух более крупных фракций (крупнозернистый ил и песок / ПОМ) в почве Асков похож (преобладает кварц), и основное различие между двумя PSF связано с присутствием ПОМ в фракции размером с песок (Christensen, 1992, 2001).Это может объяснить предпочтение Streptomycetaceae в UNF, которые обычно участвуют в начальных стадиях разложения (Chater et al., 2010). Предпочтительные размеры частиц были также показаны для разлагающего полиароматические углеводороды (ПАУ) Mycobacterium , который был связан с глинистой фракцией, которая, как известно, аккумулирует большую часть ПАУ в загрязненных почвах (Uyttebroek et al., 2006). Кроме того, на предпочтения субстратов, специфичных для PSF, указывают исследования активности ферментов почвы (Stemmer et al., 1998; Kandeler et al., 2000; Маркс и др., 2005).

В то время как большинство доминирующих бактериальных таксонов продемонстрировали явное предпочтение PSF в исследуемой почве, домен архей был менее специфичным. Только в единственном случае Candidatus Nitrosocosmicus наблюдалось повышенное относительное содержание в тонком иле. Интересно, что относительная численность нитрифицирующих бактерий, то есть Nitrosomonadales и Nitrospiraceae , была самой высокой в ​​тонком иле. Возможно, поверхности частиц ила представляют собой горячие точки для нитрификации.В нескольких исследованиях сообщается о корреляции между азотной минерализацией и частицами меньшего размера (Chichester, 1969, 1970; Cameron and Posner, 1979; Lowe and Hinds, 1983; Catroux and Schnitzer, 1987), но Накро и др. (1996) предположили, что большинство нитрифицирующих организмов в тропической почве обитают в более крупных фракциях. Аммонификация, обеспечивающая субстрат для нитрификации, обнаруживается в основном в более мелких фракциях (Nacro et al., 1996; Bimüller et al., 2014). Однако большинство архей в асковской почве, в которой преобладали Nitrososphaera , оказались независимыми от природы PSFs.Это контрастирует с результатами исследования искусственной почвы, где сообщества архей различались между фракциями> 20 и <20 мкм (Hemkemeyer et al., 2014).

В структурно неповрежденной почве большинство первичных частиц входит в состав агрегатов разного размера. В то время как текстура почвы (пропорции PSF) является относительно статическим свойством данного грунта, агрегаты структурно более динамичны и подвержены механическому нарушению почвы. Что касается газообмена, влажности почвы и наличия субстрата, агрегаты почвы представляют собой более высокий уровень структурной и функциональной сложности, которая в конечном итоге формирует микробиологические среды обитания для бактерий и других членов почвенного микробного сообщества.Более крупные частицы (крупный ил и песок) менее распространены в микроагрегатах (<250 мкм; Kristiansen et al., 2006), а поры почвы меньше, а газообмен в микроагрегатах ограничен в периоды, когда почвы влажные. Большая часть крупного ила и частиц размером с песок встречается в виде отдельных частиц или включается в макроагрегаты (> 250 мкм). Микроорганизмы, связанные с макроагрегатами, будут подвергаться воздействию аэробных условий в течение более длительных периодов времени, что может привести к доминированию аэробных микроорганизмов (Sessitsch et al., 2001). Поэтому предпочтение ферментативных и нитратных дышащих бактерий, таких как Opitutus , фракции песок / ПОМ в UNF кажется удивительным (Chin et al., 2001). С другой стороны, внешняя и внутренняя поверхность более крупной частицы почвы, включенной в макроагрегаты, может подвергаться воздействию различных микросредств, включая окислительно-восстановительные условия.

Интересно, что несколько таксонов, например, Otu0098 ( Sphingomonas , Alphaproteobacteria) и Novosphingobium , были обеднены мелким и крупным илом.Учитывая различный минералогический состав и градиент качества субстрата от растений к микробным источникам (Christensen, 1992; Ladd et al., 1996), можно ожидать постепенного изменения PSF от более грубых к более мелким. Следовательно, хотя истощение определенных бактериальных компонентов в конечных точках этого градиента может происходить в результате как абиотических, так и биотических ограничений, истощение фракций ила среднего размера может указывать на конкуренцию или антагонизм между таксонами микробов.

Различные режимы удобрения были выбраны в этом исследовании как повторения для определения экологически более устойчивых предпочтений.Применяемые более 110 лет обработки удобрениями вызвали различия в медленно меняющихся свойствах почвы, таких как органическое вещество почвы, но обработки также вызывают динамические изменения, опосредованные ежегодным добавлением питательных веществ для растений и свежих субстратов, то есть пожнивных остатков и навоза. Обе категории изменений должны были повлиять на структуру микробного сообщества почвы. Таким образом, предпочтения PSF, обнаруженные во всех трех повторах, указывают на устойчивость окружающей среды в почве Аскова, что имело место до 56% высококачественных последовательностей бактериального гена 16S рРНК.Хотя это исследование на основе ампликонов демонстрирует уместность применяемого метода фракционирования для определения предпочтений PSF в суглинистых песках Аскова, необходимы дополнительные анализы, включающие почвы с различной текстурой и разные типы почв, а также подходы на основе функциональных групп, чтобы улучшить понимание важность свойств поверхности первичных частиц для поддержания конкретных таксонов бактерий и, в более общем плане, пространственной неоднородности и бактериального разнообразия в почвах.

Уплотнение почвы | UMN внутренний номер

Рисунок 24: Тракторы с гусеницами (фон) и шинами.

Любое оборудование, будь то гусеницы или шины, может создавать уплотнение. Выбор оборудования, обеспечивающего наименьшее уплотнение, зависит от нескольких факторов.

Тракторы

Припаркованный гусеничный трактор оказывает давление на почву примерно от 4 до 8 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от ширины, длины и веса трактора. Этот фунт на квадратный дюйм изменяется в зависимости от расположения роликов промежуточных колес, жесткости пружины в точках крепления, жесткости гусеницы, динамической передачи веса при нагрузке на дышло и т. Д.(Рисунок 24).

Радиальные шины создают давление на 1-2 фунта выше, чем их надлежащее давление в шинах. Например, если радиальная шина накачана до 6 фунтов на квадратный дюйм, шина оказывает давление на почву от 7 до 8 фунтов на квадратный дюйм. Это давление также зависит от размера проушины, жесткости шины и нагрузки на дышло.

Шины с диагональным кордом старого образца, накачанные только до 6–8 фунтов на квадратный дюйм, не могут эффективно работать и легко изнашиваются при таком низком давлении в шинах. Следовательно, они должны быть накачаны до 20-25 фунтов на квадратный дюйм.

Как управлять уплотнением почвы

Чтобы сохранить уплотнение почвы в зоне плуга, поддерживайте радиальное давление в шинах около 10 фунтов на квадратный дюйм.В зависимости от размера шин вам, возможно, придется добавить сдвоенные шины для достижения этой цели. Проконсультируйтесь с вашим местным дилером по шинам, чтобы определить надлежащее давление в шинах.

Исследование: Тракторное уплотнение

Рисунок 25: Уплотнение почвы полноприводными и гусеничными тракторами при различных тяговых нагрузках. Исследование

Iowa показало, что небольшие тракторы, оборудованные гусеницами или радиальными шинами, создают уплотнение в верхних слоях на 5-8 дюймов. Однако ниже этой глубины эффект уплотнения был незначительным.

На рис. 25 показана корреляция между давлением в шинах и уплотнением почвы по результатам исследования, проведенного Университетом штата Огайо. Эффект уплотнения измерялся на глубине 20 дюймов на илистом суглинке (ширина шин составляла примерно 28 дюймов) для четырех различных сценариев. Они сравнили

• Трактор John Deere 8870 с сдвоенными баками 710 / 70R38, правильно накачанный до 6 и 7 фунтов на квадратный дюйм (спереди и сзади)
• Тот же трактор John Deere с шинами, накачанными до 24 фунтов на квадратный дюйм
• Cat Challenger 65 с резиновыми гусеницами 24 дюйма
• Cat Challenger 75 с резиновыми гусеницами 36 дюймов

По физическим свойствам почвы трактор с правильно накачанными шинами был признан лучшим, за ним следуют 36-дюймовые и 24-дюймовые гусеницы.Наибольшее уплотнение вызвал трактор с чрезмерно накачанными шинами. Относительный рейтинг был одинаковым для автомобилей без груза и с буксируемым грузом (40-футовый культиватор).

Комбайны

Рисунок 26: Уменьшение пористости почвы по глубине при разном давлении почвы.

Общая нагрузка на ось тяжелого полевого оборудования, такого как зерновозы или комбайны, практически одинакова независимо от того, используются ли в оборудовании гусеницы или шины. Гусеницы улучшают тягу и управляемость в поле, но зерновоз 25 тонн на ось по-прежнему создает уплотнение под поверхностью, независимо от того, есть ли у него гусеницы или шины.

Исследование: Уплотнение комбайна

Другой исследовательский проект в Огайо тестировал зерновоз на 1200 бушелей в сравнении с комбайном John Deere 9600 с другим расположением гусениц. Сдвоенные шины зернового прицепа, безусловно, вызывали наихудшее уплотнение. Результаты (Рисунок 26), от худшего до наименьшего уплотнения:

.

1. Зерновоз с двойными шинами.

2. Комбайн с одинарными шинами 30,5L32 при давлении 34 фунта на квадратный дюйм.

3. Комбайн с полугусеничной системой со средним давлением 10 фунтов на квадратный дюйм.

4. Комбайн со сдвоенными шинами 18.4R38 при давлении 26 фунтов на кв. Дюйм.

5. Комбайн с широкими шинами 68×50.0-32 с избыточным давлением 24 фунта на квадратный дюйм.

6. Комбайн с такими же широкими шинами при правильном давлении 15 фунтов на квадратный дюйм.

Обратите внимание, что среднее расчетное давление на грунт полугусеницы составляло около 10 фунтов на квадратный дюйм, но оно давало результаты, которые, по-видимому, уравнивают его с шиной с давлением от 26 до 30 фунтов на квадратный дюйм. В основном это происходит из-за направленного вниз давления со стороны направляющих колес.Исследователи предположили, что чем ниже давление накачки, тем лучше для пористости почвы.

Влияние размера зерен и концентрации наносов на структуру русел иловых рек

Реки являются одними из самых динамичных систем земной поверхности. Некоторые реки изгибаются, образуя изгибы, которые мигрируют, меняют форму и имеют внутренние изгибы. Другие реки образуют сложную плетеную сеть из рукавов, островов и перекатов в середине русла. Глубокое понимание их морфодинамики важно для эффективного и устойчивого управления реками.Хотя полевые и водоточные данные дают важное представление о поведении рек, их применимость ограничена из-за их небольшого пространственного и временного охвата или проблем с масштабом. Поэтому мы применили общие современные морфодинамические модели, основанные на физике, чтобы получить представление об автономной морфодинамике плетущихся и извилистых рек и их реакции на возмущения. Во-первых, в этом исследовании изучались формирование и эволюция перемычек и ответвлений в плетеных реках с применением упрощенных начальных и граничных условий в современной модели Delft3D, основанной на физике.Результаты показывают, что выбранный набор граничных условий и физики в численной модели был достаточным для получения многих морфологических характеристик и динамики запутанной реки, но недостаточен для долгосрочного моделирования. Кроме того, результаты были чувствительны к определяющим отношениям для переноса наносов, неровности дна и уклона дна. Во-вторых, динамика бара и рукава внутри заплетенных рек изучалась с точки зрения устойчивости бифуркаций и ее связи с динамикой бара и бифуркаций во всей сети.Асимметричная миграция и изменение формы стержней среднего канала происходили в ответ на асимметрию бифуркации. В частности, конечности с стержневыми хвостами росли в ответ на преобладающий локальный поток, закрывая рецессивные ветви и объединяя стержни в большие составные стержни. Далее, разница уровней воды между параллельными ветвями вызвала рассечение больших стержней поперечными каналами. Этот цикл роста и рассечения стержней лег в основу концептуальной модели динамики стержней и рукавов в реках с песчаным дном. В-третьих, влияние изменения притока вверх по течению на форму меандра в плане и устойчивое меандрирование, которое теория и эксперименты с лотком указали как существенные, было изучено с использованием трех моделей, основанных на физике.У каждой модели были определенные процессы, такие как строительство поймы и береговая эрозия, которые важны для извилистости и делают их взаимодополняющими. Результаты показали, что возникновение и поддержание меандрирования с высокой извилистостью сильно зависело от возмущения притока, тогда как возмущения притока в меандрировании с низкой извилистостью имели лишь небольшой локальный эффект. Кроме того, извилистое меандрирование потребовало преобразования русла в пойму во внутренних изгибах, что предотвратило срезание желоба и увеличило асимметрию потока.В-четвертых, было рассмотрено влияние антропогенных возмущений на морфодинамику больших рек с заплетенным песчаным дном, например, ослабление колебаний расхода, ограниченность русла, работы по обучению рек и добыча песка. Результаты показали, что местный морфологический ответ усиливается при распространении вниз по всему каналу, а не затухает. Кроме того, затухание вариаций разряда и ограничение канала, по-видимому, имели ограниченное влияние на общую структуру стержней и морфодинамику.Это исследование продемонстрировало взаимодействие между стержнями, ответвлениями и разветвлениями внутри плетущихся рек, а также реакцию извилистых и плетеных рек на внешние возмущения. Он также продемонстрировал, как мы можем расширить понимание общего поведения плетущихся и извилистых рек и их реакции на возмущения с помощью морфодинамических моделей, основанных на физике.

% PDF-1.3 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 31 0 объект > эндобдж 36 0 объект > эндобдж 41 0 объект > эндобдж 46 0 объект > эндобдж 51 0 объект > эндобдж 56 0 объект > эндобдж 61 0 объект > эндобдж 66 0 объект > эндобдж 71 0 объект > эндобдж 76 0 объект > эндобдж 81 0 объект > эндобдж 86 0 объект > эндобдж 91 0 объект > эндобдж 96 0 объект > эндобдж 101 0 объект > эндобдж 106 0 объект > эндобдж 111 0 объект > эндобдж 116 0 объект > эндобдж 121 0 объект > эндобдж 126 0 объект > эндобдж 131 0 объект > эндобдж 136 0 объект > эндобдж 141 0 объект > эндобдж 146 0 объект > эндобдж 151 0 объект > эндобдж 156 0 объект > эндобдж 161 0 объект > эндобдж 166 0 объект > эндобдж 167 0 объект > эндобдж 168 0 объект > эндобдж 169 0 объект > эндобдж 170 0 объект > эндобдж 171 0 объект > эндобдж 172 0 объект > эндобдж 173 0 объект > эндобдж 174 0 объект > эндобдж 175 0 объект > эндобдж 176 0 объект > эндобдж 177 0 объект > эндобдж 178 0 объект > эндобдж 179 0 объект > эндобдж 180 0 объект > эндобдж 181 0 объект > эндобдж 182 0 объект > эндобдж 183 0 объект > эндобдж 184 0 объект > эндобдж 185 0 объект > эндобдж 186 0 объект > эндобдж 187 0 объект > эндобдж 188 0 объект > эндобдж 189 0 объект > эндобдж 190 0 объект > эндобдж 191 0 объект > эндобдж 192 0 объект > эндобдж 193 0 объект > эндобдж 194 0 объект > эндобдж 195 0 объект > эндобдж 196 0 объект > эндобдж 197 0 объект > эндобдж 198 0 объект > эндобдж 199 0 объект > эндобдж 200 0 объект > эндобдж 201 0 объект > эндобдж 202 0 объект > эндобдж 203 0 объект > эндобдж 204 0 объект > эндобдж 205 0 объект > эндобдж 206 0 объект > эндобдж 207 0 объект > эндобдж 208 0 объект > эндобдж 209 0 объект > эндобдж 210 0 объект > эндобдж 211 0 объект > эндобдж 212 0 объект > эндобдж 213 0 объект > эндобдж 214 0 объект > эндобдж 215 0 объект > эндобдж 216 0 объект > эндобдж 217 0 объект > эндобдж 218 0 объект > эндобдж 219 0 объект > эндобдж 220 0 объект > эндобдж 221 0 объект > эндобдж 222 0 объект > эндобдж 223 0 объект > эндобдж 224 0 объект > эндобдж 225 0 объект > эндобдж 226 0 объект > эндобдж 227 0 объект > эндобдж 228 0 объект > эндобдж 229 0 объект > эндобдж 230 0 объект > эндобдж 231 0 объект > эндобдж 232 0 объект > эндобдж 233 0 объект > эндобдж 234 0 объект > эндобдж 306 0 объект > эндобдж 307 0 объект

.