Лидеры и инновации: сценарии аэрокосмической модернизации России

Куркин И.И.1

ЛИДЕРЫ И ИННОВАЦИИ: СЦЕНАРИИ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ РОССИИ

Ключевые слова: молодежь и наука, лидерство, инновационное развитие, прорывные технологии космическая и аэрокосмическая техника.

Главное - консолидация молодежи способной к научным фантазиям.

Девиз - От фантазий к реальностям, на базе проектного опыта поколений

Проблемы, с которыми постоянно сталкивается человечество, зачастую носят очень сложный, неоднозначный, а потому и угрожающий характер. Общество должно обладать таким практическим и разносторонним интеллектом, чтобы эффективно и коллегиально противостоять этим угрозам. В этих условиях необходимы специалисты, способные консолидировано действовать. Подготовка таких специалистов должна носить долгосрочный научно-исследовательский, а также консолидированный и коллегиальный характер. Только лидеры способны консолидировать общество.

Роль лидеров при формировании команды личностей

Консолидация предполагает взаимную заинтересованность лидеров.

Лидеры по определению обладают продвинутым интеллектом.

Лидеры знают, что только на основе взаимного проникновения передовых идей возможно прогрессивное развитие личностей, обществ и сообществ.

Лидеры сами увлечены, способны увлекать других.

Лидеры создают условия формирования продвинутой плеяды личностей.

Продвинутые личности способны к самообразованию и взаимному образованию.

Лидеры и личности формируются в процессе изучения своих, отечественных и международных перспектив.

Система передачи накопленного проектного опыта и фундаментальных знаний

от поколения к поколениям

Предыстория - эта система создана (в 70-80 годах прошлого столетия) по инициативе и поддержке генеральных конструкторов Д. Д. Севрука, С.М. Егера, В.П. Глушко, С.П. Королева. Руководитель комплексного проектирования в те годы - начальник сектора № 5 И.И. Куркин.

С 2000г действует система взаимно заинтересованного сотрудничества с рядом школ Центрального, СевероЗападного и Западного округов и научным обществом.

В МАИ студенты-лидеры со своими идеями, во взаимодействии с учеными разных факультетов ведут исследования и как лидеры сопровождают учебный процесс. Обеспечивается развитие способностей у современной молодежи к консолидации.

В Школе ученики-лидеры с учителями предметниками, ведут исследования и как лидеры сопровождают учебный процесс.

1 Куркин Игорь Иванович - д.т.н., член Американского Института аэронавтики и астронавтики, эксперт высшей категории в сфере научной и творческой деятельности молодежи России НС «Интеграция», лауреат конкурса «Грант Москвы» в области наук и технологий образования, профессор Московского авиационного института (НИУ). E-mail kurkinii@yandex.ru

В России вектор проектной консолидации заложен генеральными конструкторами и действует с 1976г.

Егер С.М. Глушко В.П. Королев С.П. Мишин В.П. Севрук Д.Д.

Рисунок 1.

Лидеры и эволюционная перспектива, авиационной и ракетно-космической техники

Рисунок 2.

Направление Всероссийской консолидации научное общество «Интеграция»

Рисунок 3.

Интеграция Ученый-Учитель-Ученик - лидеры инноваций

Рисунок 4.

2014 г. - Философский характер изучения своих перспектив

Рисунок 5.

2017 г. - Образно-фундаментальный характер изучения своих перспектив

Весь космос разбит на зоны стратегических интересов

Обслуживание систем и комплексов

Крылатая система экстренного реагирования

Оперативная составляющая аэрокосмического механизма

Конвейерный космический механизм

Множество скоординированных и целесообразных взаимодействий Глобальная оборонная инициатива

Ударное ядерное реагирование от астероидной и кометной опасности.

Освоение космического околосолнечного пространства

Изучение экстремальных возможностей..

Рисунок 6.

Глобальный характер изучения своих перспектив

Направления консолидации - по сценариям перспектив - от прорывных идей к новым возможностям, обеспечивающим эстафетный характер передачи знаний от поколений к поколениям. В основе консолидированного образования лежит масштабная идея.

Главная задача консолидированного образования.

Подготовить таких специалистов, которые в будущем позволят избежать риски не целевого использования затраченных в прошлом или настоящем финансовых вложений на масштабную разработку.

Опыт прошлых лет в условиях холодной войны

Накоплен проектный и экспериментальный задел как в России, так и в США по созданию ядерного двигателя. Работы, по созданию атомолета начались в 1955 г. Проектирование планера атомолета было поручено КБ А. Туполева и КБ В. Мясищева. Разработка самого двигателя была поручена КБ Н. Кузнецова и КБ А. Люльки. Для всего технического состава было доведено, что проводится работа чрезвычайной государственной важности, от которой напрямую зависит национальная безопасность. Люди работали сверхурочно, на энтузиазме, с чувством гордости, от поставленной интереснейшей задачи.

Ту-95 стал подниматься с реактором на Семипалатинском полигоне с 1961 г. Реактор был закреплен в хвостовой части самолета. Планер получал настолько мощное облучение, что после полета его помещали на несколько недель, в наглухо закрытый отстойник. Расчеты показали, что самолет малых высот будет иметь крейсерскую скорость 1500-1700 км/ч, рабочую высоту полета 500-1000 м, потолок - 11 000-12 000 м, посадочную скорость 330-350 км/ч.

46500

Работы, по созданию атомолета начались в 1955 г. Проектирование планера атомолета было поручено КБ Д. Туполева и КБ В. Мясищева. Разработка самого двигателя была поручена КБ Н. Кузнецова и КБ Д. Люльки

Рисунок 7.

Прорывные технологии в период холодной войны

Эти разработки актуальны и в настоящее время.

Активная зона ядерного реактора набиралась из керамических тепловыделяющих элементов, в которых имелись продольные каналы для прохода нагреваемого воздуха.

Космические и аэрокосмические объекты формируются с учетом территориальных особенностей России, должны обеспечивать дальние перелеты, способны эффективно решать не только военные, но и мирные аэрокосмические задачи.

Согласно сценарию все объекты проектируются с учетом минимального риска неэффективного использования после реализации.

Открываются широкие перспективы крылатых и многофункциональных модификаций ступеней и модулей РН «Ангара» а также широкофюзеляжных самолетов транспортного обслуживания аэрокосмических модулей.

Рисунок 8.

Преемственность знаний и проектного опыта

Рисунок 9.

Экологически безопасная трансконтинентальная авиация

Рисунок 10.

Преемственность проектного опыта поколений 1980 МАИ - 2016 ЦАГИ

Инновационная перспектива космической и аэрокосмической техники

Главная мысль - базовая идея и множество возможностей.

Одна из ключевых идей - биметаллическая электронная ячейка (идея А1ексаМег Мегкоу), которая, являясь интеллектуальной структурой накопления значимых знаний, имеет в перспективе довольно широкие приложения, позволит решать аэрокосмические задачи будущего с лучшим качеством.

Электронная ячейка является хранилищем элементарных частиц и одновременно инжектором электронов для решения энергетических, радиационных и радиотехнические задач.

• В двигателях: генераторы плазмы для повышения эффективности горения топлива ВРД и ЖРД.

• В аэродинамике: формирование ионизированных потоков, повышения аэродинамического качества ЛА.

• В космонавтике: полезное использование шума от плазменных ЭРД, для передачи информации в космосе при непрерывной работе двигателя.

• В радиотехнике: маломощная передающая антенна с изменяемой поляризацией, амплитудой, фазой, частотой, амплитудной диаграммой направленности.

• В радиолокации: высокочувствительная приемная антенна со сферической диаграммой направленности и возможностью принимать сигналы любой поляризации для дальней космической связи.

• В энергетике: системы электронных ячеек в качестве компактной защиты от гамма-излучения в ядерных реакторах, с помощью создания разности фаз колебаний электронов в системе.

Рисунок 11. Инновационная перспектива аспиранта

Электронная ячейка

Исследования альтернатив. Весь космос и околоземное атмосферное пространство разбито на зоны стратегических интересов. Анализируются и демонстрируются по сценариям перспектив проектные альтернативы (также в рамках практической составляющей образовательных процессов в вузе и Школах). По сценарию крылатые и ракетные модули РН «Ангара» и Космического паркинга обеспечат разновысотное эшелонированное оперативное обслуживание стационарных объектов.

Рисунок 12.

Изучение перспектив по аэрокосмическим сценариям

Рисунок 13. Варианты угроз - военные успехи США

Рисунок 14.

Инновационная перспектива авиационных и аэрокосмических аппаратов

Успехи России - Пульсирующие двигатели. Опытно-конструкторское бюро имени Люльки разработало, изготовило и испытало опытный образец пульсирующего резонаторного детонационного двигателя с двухстадийным сжиганием керосиновой воздушной смеси.

В перспективе на основе новых технологий могут быть созданы двигатели для ракетно-космических систем и комбинированных силовых установок самолетов, способных выполнять полеты в атмосфере и за ее пределами.

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

Прорывные технологии и многоразовые системе разновысотного реагирования

По замыслу предпочтение отдается многоразовым воздушно-космическим аппаратам. Предполагается ключевая крылатая, промежуточная ступень перехватывания, которая возьмет на себя несколько функций: как разгонная ступень в составе ВКА, как блок организации перехвата от самолета к ВКА и обратно, как транспортный контейнер.

Базовыми вариантами являются ступени РН Ангара. Каждая ступень имеет свою массу, и доставляется на соответствующую высоту.

РН Ангара в исходной комплектации доставляет полезный груз ~ 25 тонн на высоту 200 км.

Стартовая масса РН Ангара ~ 700 тонн и масса составляющих ступеней ~ 100 и 25 тонн и масса различных модулей ~ 5 тонн.

Аэрокосмические перспективы - оперативные возможности аппарата с тепловой памятью. Известны успехи управления низколетящими аппаратами.

Рисунок 15.

Эшелоны развертывания аэрокосмических систем

Эшелоны Развертывания. Предусматриваются эшелоны высот развертывания 30, 100 и 200 км, учитывается особенности зон развертывания тропосфера, стратосфера и ионосфера. Каждая зона определяет свои ограничения по плотности и свойствам среды, которые предопределяют не только режим полета, но и режим сопутствующей радиолокации и пеленгации.

В соответствии с вариантом развертывания предусматривается решение конкретной задачи. Структура соответствующего варианта модуля задается на базе существующего опыта проектирования конкретного изделия.

BKA Стрела 1 - Дальний рикошет.

Вариант оснащения - Многоразовый двухрежимный двигатель. Рикошетирует с космической орбиты 200 км с гармоническим полетом на высотах 57 - 65 км. В режиме пульсаций двигатель включается в районах минимума гармоник.

BKA Стрела 3 - Экстренное реагирование.

Вариант оснащения - Многоразовый двухрежимный двигатель ЖРД в различных условиях работы. Запускается на высоте 40км с другого летательного аппарата.

BKA Стрела 2 - Глубокое маневрирование.

Оснащение - Пульсирующий двигатель. Запускается на высоте 40км с другого летательного

аппарата.

В КС Горка - Многоразовый Горизонтальный запуск.

Оснащение -Комбинированный двухконтурный воздушно-реактивный двигатель в составе

гиперзвукового самолета разгонщика .

В КС Горка 1. - Многоразовый Вертикальный запуск.

Оснащение -Вариант - Трехкомпонентный двигатель ЖРД в составе вертикально стартующего

самолета разгонщика.

Ракетоплан ВКС Горка - Перехват и запуск крылатых ступеней.

Оснащение - Комбинированный двухконтурный воздушно-реактивный двигатель в составе

гиперзвукового самолета разгонщика

Ракетоплан ВКС Горка 1. - одна ступень. Перехват и запуск крылатых ступеней.

Оснащение - Комбинированная двигательная установка в составе вертикально стартующего

крылатого аппарата -

Ракетоплан ВКС - Горка 1 - 2ух ступенчатый.

Оснащение - Корректирующий импульсный сверхзвуковой прямоточный двигатель

Рисунок 17.

Система крылатых аппаратов разновысотного реагирования

Заключение

• В режиме «а что будет, если...» анализируются, в том числе спорные, перспективы освоения космоса.

• Компромиссные инновации молодых ученых открывают эту перспективу.

• Российские ключевые аппараты с космическим, наземным и атмосферным базированием предназначены для более широкого оперативного использования в атмосфере до высот 100-60-40-0 км и в космосе с высоты 200 км до геостационарной с возвращением.

• Каждый созданный или проектируемый крылатый аппарат оборонной техники по своим функциональным, интеллектуальным и технологическим возможностям уникален.

• Этот задел может быть использован и для создания оперативно-тактической системы более широких действий, взаимодействий и противодействий в атмосфере и в космосе.

• Эта система предназначена для решения не только оборонных узкоцелевых задач, но и для реализации множества транспортных и конвейерных аэрокосмических операций сопутствующего перехвата ракетных и реактивных систем и грузов.

• Для решения многоцелевых задач оперативно-тактическая система предполагает наличие базисных стационарных и подвижных платформ запуска оперативных комплексов в атмосфере и паркинг аппаратов космического базирования.

• В составе этой системы, помимо базисных аппаратов, предусмотрены аппараты перехвата и передислокации различных объектов и ключевые оперативные аппараты.

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 / РАН. ИНИОН. - М., 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. 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.

5. 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.: Изд-во Политехнического университета, 2011.

6. Мельников В.П., Бурдаков В.П., Куркин И.И. Анализ подходов к формированию обликов и тактико-технических требований к современным летательным аппаратам // Качинские чтения XV. Сборник статей. - М., 2011.

7. Мерьков А.Ю. Электронная ячейка ЭРД - система хранения, инжекции и генерации элементарных частиц // Московская молодежная научно практическая конференция «Инновации в авиации и космонавтике - 2012». Сборник тезисов докладов. - М.: МАИ, 2012.

8. Куркин И.И. Мерьков А.Ю. Конкурирующая эволюция двигателей, энергетических установок и мобильных стартовых комплексов по сценариям атмосферных и космических перспектив // 63 Международный астронавтический конгресс. Италия. Неаполь 15 октябрь 2012 г.

9. Мерьков А.Ю. Радиотехнические и сопутствующие перспективы электронных ячеек // Сборник тезисов докладов. 11-ая Международная конференция «Авиация и космонавтика-2012». Секция «Информационно-телекоммуникационные технологии».

10.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.