БРИКС-консолидация, развитие международного проектного интеллекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Американский Институт аэронавтики и астронавтики

БРИКС-консолидация, развитие международного проектного интеллекта

Куркин Игорь Иванович - д.т.н., член, эксперт высшей категории в сфере научной и творческой деятельности молодежи России, лауреат конкурса «Грант Москвы» в области наук и технологий образования профессор МАИ. E-mail: kurkinii@yandex.ru

Ключевые слова: лидерство, инновационное развитие, передача опыта и знаний, проектный опыт, глобальный, аэрокосмический и конвейерный механизмы, система экстренного реагирования, глобальная оборонная инициатива, риски проектирования, сотрудничество стран БРИКС в области науки, образования и инноваций.

Введение

БРИКС-консолидация предполагает развитие действующей в России системы передачи накопленного проектного опыта и фундаментальных знаний от поколения к поколениям - развитие способностей у современной молодежи к консолидации. В России вектор проектной консолидации заложен генеральными конструкторами и действует с 1976 г.

Только консолидированное творчество продвинутых лидеров и личностей способно генерировать такие проектные решения, которые в совокупности предопределят технический прогресс общества. Продвинутые личности способны к самообразованию и взаимному образованию.

Продвинутые личности, под воздействием лидеров, формируются по стратегическим сценариям взаимодействий, в процессе изучения своих, отечественных и международных перспектив.

Лидеры, являются носителями прогрессивных знаний и идей, увлечены сами и способны увлекать других.

Лидеры и личности обеспечивают взаимное проникновение разнохарактерных знаний - фундаментальных, технических и гуманитарных, проектных аэрокосмических, экономических, медико-биологических, экологических и др.

Главная задача - на новых прорывных идеях демонстрировать и иные пути технического прогресса.

Лидеры и личности совершенствуют и развивают проектный опыт консолидированных исследований.

Проектный опыт консолидированных исследований сформировался в течение многих лет с участием и по техническим заданиям ведущих проектных организаций таких как: РНЦ «Курчатовский институт», ЦНИИМаш, НЦ им. Келдыша, КБХА, РКК «Энергия» им. Королева, Институт медико-биологических проблем, ФИАН им. Лебедева, СККБ - «Искра», СКБ - «Термоплан», ГКНПЦ им. Хруничева, НИИ ПМЭ, НИИЭМ, ЦИАМ и многих других.

С использованием этого опыта защищено более 150 дипломных проектов, в консультировании проектов принимало участие более 500 специалистов из разных организаций. Проблемные научные темы межотраслевого характера: "Поиск", "Арка", "Вселенная", "Экспериментальные и теоретические исследования по созданию ядерных ракетных двигателей", "Фонон", "Формант", "Развитие Ц" и др.

Рис. 1 Молодежная консолидация личностей

С 2000г в форме Мастер Класса на принципах преемственность знаний, действует непрерывная образовательная Школа-ВУЗ проектно-поисковая система с долгосрочной учебной консолидацией молодежи и профессионалов. В настоящее время развернута более широкая кооперация Ученый - Учитель - Ученик. Заключены договора о сотрудничестве МАИ со школами Северо-Западного, Западного и Центрального регионов Москвы «Лидеры в консолидированном образовании. Аэрокосмическая доктрина будущего».

Направления консолидации по сценариям

Исследования ведутся по сценариям, обеспечивающим эстафетный характер передачи знаний от поколений к поколениям.

Будущее нашей цивилизации во многом зависит от того, насколько успешно мировое сообщество решает глобальные проблемы, в том числе и катастрофического характера.

Успех или неуспех решения этих проблем зависит от того насколько организовано общество, как экономно оно использует свои материальные ресурсы и уже накопленный научно технический потенциал.

От прорывных идей к новым возможностям

Глобальный сценарий. Весь космос разбит на зоны стратегических интересов. В каждой зоне действует своя согласованная система взаимодействующих объектов из разных стран и континентов.

Рисунок 2. Глобальный сценарий стратегических перспектив.

Рисунок 3. Аэрокосмический механизм, атмосферная реализация глобального сценария.

Аэрокосмический механизм обеспечивает обслуживание систем и комплексов космического, атмосферного, разновысотного, наземного и морского базирования. Согласно глобальному сценарию анализируется и демонстрируется перспектива комбинированной доставки: перехват и рассредоточение крылатых и ракетных модулей и ступеней (рис.3).

Крылатая система экстренного реагирования как оперативная составляющая аэрокосмического механизма обеспечивает дистанционное лучевое и ударное предотвращение различных угроз из космоса, в атмосфере и с поверхности Земли.

Конвейерный космический механизм согласно глобальному сценарию реализует множество скоординированных и целесообразных взаимодействий космических и атмосферных объектов, обеспечивает формирование, рассредоточение, доставку, замену, реновацию спутников и спутниковых систем по зонам, высотам с разными наклонениями и с разных континентов (рис.4).

Рисунок 4. Конвейерная космическая реализация глобального сценария.

Глобальная оборонная инициатива. Космическая ядерная спутниковая система дальнего и длительного дежурства в районе Юпитера. Цель - ударное ядерное реагирование от астероидной и кометной опасности.

Земля, и как другие планеты, находится под постоянными ударными воздействиями множества космических тел - метеориты, метеоры, кометы, астероиды. Большинство из них из-за малых размеров безопасны, другие имеют траектории движения, не пересекающиеся с орбитой Земли. Но вероятность, хоть и малая, все же существует опасного столкновения Земли с крупным космическим телом. С такими объектами можно бороться только на больших расстояниях от Земли - в районе планеты Юпитера. В этом случае для защиты актуальна задача использования ядерных энергосиловых систем (рис.5).

Рисунок 5. Глобальная оборонная инициатива.

Освоение космического околосолнечного пространства.

Задачи настоящих поколений - Изучение экстремальных возможностей разрабатываемой и созданной аэрокосмической техники.

Задачи будущих поколений: Освоение материальных ресурсов астероидного пояса. Формирование искусственных спутниковых систем с использованием робототехнического и лазерного оборудования. Рассредоточение их в околосолнечном пространстве как промежуточных баз станций.

Постоянный рост потребления ресурсов промышленностью приводит к истощению их запасов на Земле, по некоторым оценкам, запасы ключевых для промышленности элементов, могут быть исчерпаны уже через 50--60 лет, и необходимость искать новые источники сырья станет особенно очевидной.

Освоение астероидного пояса будет осуществляться в несколько стадий. Управляемая транспортировка астероидных сборок будет осуществляться с использованием мощных электроракетных двигательных установок. В результате гравитационных маневров они будут доставлены в необходимый район космического пространства. Некоторые астероидные комплексы будут переведены на круговые, околосолнечные орбиты. Они станут станциями ожидания около сферы действия той или иной планеты. Другие станут станциями бумерангами, будут двигаться по эллиптическим орбитам, обеспечат операционную связь между различными планетами.

Рисунок 6 Освоение околосолнечного пространства - задачи будущих поколений.

Консолидация в образовании

Главная задача консолидированного образования - подготовить таких специалистов, которые в будущем не допустят нецелевого использования финансовых вложений на масштабную разработку.

Смысл консолидированного образования - не навязчиво сопровождать учебный процесс, создавать положительную проблемно значимую интригу целесообразного изучения фундаментальных дисциплин.

В основе консолидированного образования - путеводитель перспектив, состоящий из совокупности, постоянно редактируемых компьютерных программ, по-разному взаимно связываемых c использованием проблемно значимых образов. За счет их различного сочетания, по определенной логике, формируются различные ситуации - сценарии познания.

«Путеводитель перспектив». Методическая основа научного международного сотрудничества

Путеводитель перспектив - генератор, организатор и координатор взаимодействий Учитель - Ученик - Ученый. Путеводитель перспектив это одновременно справочник, хранитель интеллекта прошлых разработок с вариантами идей к новым разработкам, программно-логические заготовки для формирования научных сценариев изучения перспектив. Он также является учебником актуализации знаний проблемного сопровождения учебных процессов средней и высшей школы.

Рисунок 7. Логика связей между программами сценариями путеводителя перспектив.

В основе логики организации связей между программами сценариями путеводителя перспектив - теория динамического программирования (рис.7). Процесс анализа концепций проектов разбит на ряд этапов, характеризуемых установлением на каждом частного итерационно-сбалансированного состояния между программными блоками. Исходя из предполагаемых доктрин (как системы ориентирующих взглядов на перспективу) выстраиваются смысловые модельные конвейерные цепочки - доктрина - аэрокосмический сценарий - эволюционная перспектива.

Риски проектирования

В разные годы, ведущие космические державы закладывали и закладывают крупные финансовые вложения на проекты, которые, по их мнению, должны в конкурентной перспективе дать им глобальные преимущества.

Несколько примеров

* В 60-70 годах применительно к широкому кругу специальных задач (в том числе освоения Марса) разработаны и доведены до стендовых образцов как в России, так и в США, мощные ядерные двигатели. Однако огромные финансовые вложения не окупились - потерпела крах также связанная с этим программа создания ракеты носителя сверх тяжелого класса Н1. Потерпел крах мощный инженерный интеллект.

* Другой пример - эпоха 1980 - 2011 гг. Реализованные проекты «Энергия - Буран» и «Space Shuttle» в мирное время оказались коммерчески не эффективными. Также потерпел крах мощный инженерный интеллект.

* В 2010 году президентом России было дано распоряжение к концу этого десятилетия создать в нашей стране масштабный объект - космический транспортно-энергетический модуль на основе ядерной энергетической установки мегаваттного класса.

Рабочие места консолидированного принятия решений

Рабочее место 1. Учебно-научная задача - Выбор направлений модификации существующих ракетных систем.

Рабочее место 2. Учебно-научная задача - Оптимизация энергетических, ресурсных и временных затрат. Комбинаторика систем. Гибридная солнечно ядерная установка.

Рабочее место 3. Учебно-научная задача - Исследования вариантов инерционного запуска и гармоничных движений крылатых аппаратов. Варианты переходов. Земля - Опорная орбита - Сфера действия Земли - Межпланетный перелет - Сфера действия планеты - Опорная орбита - Планета.

Рабочее место 4. Учебно-научная задача - Формирование вариантов сценариев взаимодействий крылатых и ракетных аппаратов. Варианты аэрокосмических и космических задач.

Рабочее место 5. Учебно-научная задача - Оптимизация режимов работы по скорости и высоте. Полеты с различным уровнем тяги и электрической мощности.

Рабочее место 6. Учебно-научная задача. Изучение направлений совершенствования крылатых систем под условия полета в других атмосферах.

Рисунок 8. Фундаментальная научная база рабочих мест.

Рабочее место 7. Учебно-научная задача - Исследования путей преобразования солнечной, ядерной и лучевой энергии. Комплексирование составляющих форм.

Рабочее место 8. Учебно-научная задача - Радиационная безопасность ядерных и термоядерных реакторов, термодинамика тепловых преобразований, биологическая и тепловая защита. Конфигурации радиационной безопасности. Матрица вариантов защиты

Рабочее место 9. Учебно-научная задача - Электроракетные двигатели в челночных операциях. Требования к модификациям, проектирование ЭРД ТСД - ТХД - СПД - ПИД РИД. Интегральные характеристики.

Рабочее место 10. Учебно-научная задача - Ресурсная база освоения и заселения околосолнечного пространства Астероидные модули. Базы станции. Нейтронная физика и радиация.

Рабочее место 11. Учебно-научная задача - Аэрокосмический механизм. Термодинамический цикл - координирующая и организующая основа. Характеристики полета - Режимы работы - Функции авторегулирования - Итоговые характеристики.

Рабочее место 12 Учебно-научная задача - Особенности космических полетов в поле тяготения. Применение законов физики и астрономии

Варианты сотрудничества. Взаимное проникновение знаний стран БРИКС

В свое время созданная гением С.П. Королева ракета открыла советскую и международную эпоху освоения космоса.

Рисунок 9 Территориальные и географические приоритеты БРИКС.

В настоящее время как ключи в аэрокосмическое будущее БРИКС рассматриваются: в России ракета «Ангара», в Китае, Индии, Южно-Африканской Республике и Бразилии свои успешные ракетные разработки.

Аэрокосмический успех этих изделий во многом зависит от международного взаимного проникновения знаний и технологий.

В странах БРИКС существуют свои индивидуальные приоритеты, которые, во взаимодействии с приоритетами других стран откроют более широкие стимулирующие возможности для развития своих индивидуальностей.

Приоритеты могут быть как материальные, так и духовно-патриотические; как территориальные, так и географические; как ресурсно-потенциальные, так и интеллектуально-динамические. Одна из них - близость к экватору и возможности разно-широтного и морского старта

Ключевая перспектива - базовые прорывные технологии

Для осуществления дальних межконтинентальных задач рассматривается аппарат с тепловой памятью и пульсирующими двигателями.

В настоящее время несколько крупных оборонных фирм мира занимаются исследованиями в области создания высокоэффективных пульсирующих реактивных двигателей. В частности, работы ведут французская компания SNECMA и американские General Electric и Pratt & Whitney.

НТЦ им. Люльки занимается созданием перспективного пульсирующего двигателя.

Также рассматриваются плазменные двигатели не только для космического, но и аэрокосмического применения.

Базовая идея и множество возможностей.

Рисунок 10 Направление совершенствования возможностей радиотехнических средств навигации и управления.

Рассматривается биметаллическая электронная ячейка для решения разных задач - энергетических, радиационных и радиотехнических

· В двигателях для повышения эффективности ЭРД.

· В аэродинамике: для формирования ионизированных потоков, повышения аэродинамического качества ЛА.

· В радиотехнике для полезного использования шума от плазменных ЭРД, для передачи информации в космосе при непрерывной работе двигателя.

· В энергетике как система электронных ячеек в качестве компактной защиты от гамма излучения в ядерных реакторах.

Крылатые аппараты сотрудничества БРИКС

Для решения многоцелевых задач крылатые аппараты верхних ступеней ракет БРИКС оснащаются параллельными контурами с различными двигательными и энергетическими установками. В зависимости от назначения аппарата эти контуры могут быть энергетически зависимыми или независимыми.

Рисунок 11. Крылатый аэрокосмический модуль ключевых ракет носителей БРИКС.

Рассматривается двухконтурная установка для работы на дозвуковых и сверхзвуковых режимах полета. На сверхзвуковом режиме один из контуров перекрыт и работает как энергоустановка. Другой контур, как прямоточный двигатель, использует энергию сгорания горючего не только для создания тяги, но и для работы турбогенераторной установки параллельного контура.

Крылатый аппарат, по сути, является многосредным, т.к. свои операции осуществляет в разных слоях атмосферы (с различной плотностью).

Поддержание рикошетирующего режима предполагается с использования мощных ЭРД (рабочее тело литий) за счет турбинного генерирования энергии в процессе торможения в плотных слоях атмосферы.

Поддержание режима дальнего и длительного рикошета крылатых аппаратов предполагается с использованием ЭРД типа ТСД (мощность ~ 300кВт, рабочее тело - Литий) ввиду его малой потребной тяговооруженности.

Преимущества сотрудничества. БРИКС обладает очень протяженной территорией.

Над границами БРИКС могут возникать аномально мощные угрожающие ситуации, которые потребуют экстренного реагирования. Экстренное реагирование можно осуществить только с использованием объектов космического базирования. При этом объект, находясь на космической орбите, уже потенциально обладает мощными инерционными возможностями.

Рисунок 12. Возможности космического паркинга крылатых модулей.

Предусматривается космический паркинг многоцелевых двухконтурных крылатых аппаратов. По команде, исходя из программы конкретного автопилота, он сможет решать различные задачи:

- рикошетирующие полеты мониторинга протяженных границ с возвращением на космическую орбиту,

- перехват грузов от других объектов с целью экстренной переброски их на большие расстояния.

- ударные и лазерно-ударные по наземным и надземным опасным объектам. консолидированный аэрокосмический многофункциональный

Решение экстренных задач. Лазерные системы наземного, воздушного и космического базирования.

В экваториальных районах за счет вихревых восходящих потоков формируются энергетически мощные ураганные образования с мощными электрическими полями.

Деградация ураганных образований, нейтрализация электрического поля (удерживающего огромные массы воды в тропосфере) может быть осуществлена за счет организации коронного электрического разряда.

Рисунок 13. Направления использования лазеров в космосе из космоса, в атмосфере, с водным и наземным базированиями.

Многофункциональные аппараты открывают широкие возможности для решения задач разнопланового характера с наземным, корабельным и самолетным базированием.

Предусматривается использование газодинамических лазерных систем. Имеется опыт отечественных и зарубежных разработок.

Рисунок 14. Экологически значимые задачи для международного сообщества.

Рисунок 15. Снижение угроз - «Торнадо» - из экваториальных регионов Земли.

Эволюционная перспектива БРИКС

Для БРИКС, обладающей огромными территориальными и ресурсным потенциалами экономически оправдано создание многоразовых и многоцелевых крылатых аппаратов дальнего действия с различными вариантами запуска.

Эти системы смогут решать как оборонные задачи охраны протяженных границ БРИКС, так и задачи освоения космоса на основе международного сотрудничества.

Предусматриваются запуски с космодромов, а также с платформ морского базирования и подвижных до разгонных систем. Подвижные платформы также, смогут доставлять в труднодоступные районы (зоны бедствий) жизненно важные грузы и генерировать необходимую для восстановления коммуникаций энергию.

Рисунок 16. Аэрокосмическая перспектива многофункциональных модулей.

Заключение

Рисунок 17

Рисунок 18 Перспектива

Список литературы

1. Куркин И.И. Анализ подходов к формированию облика и тактико-технических требований к современным летательным аппаратам // Аэрокосмическое приборостроение. - М., 2014. - № 2. - С. 3-15.

2. Куркин И.И. Путеводитель аэрокосмических перспектив, научно-методическая основа консолидированных взаимодействий ученый - учитель- ученик в науке и образовании // Россия: тенденции и перспективы развития Ежегодник. Вып.9 Ч.1. - М.: ИНИОН РАН, 2014.

3. Мерьков А.Ю. Куркин И.И. Энергетические, радиационные и радиотехнические перспективы электронных ячеек // Труды XXXVII академических чтений по космонавтике. Актуальные проблемы Российской космонавтики. - М., 2013.

4. Куркин И.И. Проблемное сопровождение учебного процесса Школа-ВУЗ-Ученый-Учитель-Ученик по консолидированному сценарию «Охрана аэрокосмических границ России и освоение космических горизонтов» // Сборник трудов « Космическое образование детей: проблемы и перспективы» / Московский городской Дворец детского и (юношеского) творчества. - М., 2013.

5. Kurkin I.I., Merkov A. Competing evolution of engines, power installations and mobile starting complexes under scenarios of atmospheric and space prospects // 63rd International Astronautical Congress 2012, Naples, Italy.

6. Куркин И.И. Проблемное сопровождение процессов обучения по научным сценариям аэрокосмических перспектив // Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах. Материалы XV Всероссийской конференции. - СПб.: Издательство Политехнического университета, 2011.

7. Kurkin I.I., Merkov A. Innovational Stages of Development of a Space and Architecture of the Combined Hybrid Propulsion Power Installations // Space Propulsion 2008. May 5-8, ERAKLION Crete Greece.

8. Kurkin I.I. Space and aerospace conveyer and a system for design concept analysis. The Russian Academy of Sciences. Scientific council on complex problem “Methods of direct energy conversion”. March 24-25, 1999. Moscow. IVTAN.

9. Kurkin I.I. Space and aerospace prospects of hypersonic objects under the scripts of cooperation. SMi. Linking Business with Information. Towards Mach 5: Hypersonic Flight. November 3-4, 1997. Euston Plaza Hotel, London.

Размещено на Allbest.ru

...