ОБ АКТУАЛЬНОСТИ НОВОГО ВИДА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СОСТОЯНИИ КОНСТРУКТОРСКИХ ПРОЕКТОВ В КАЗАХСТАНЕ

ON THE RELEVANCE OF A NEW TYPE OF VEHICLEАND THE STATE OF DESIGN PROJECTS IN KAZAKHSTAN

Umirzak Kassymov

professor of the Department of Space Technology and Technology of the Eurasian National University named after L. Gumilev,

Kazakhstan, Astana

Mahmut   Kassabekov

professor of the Department of Mechanics of the Eurasian National University named after L. Gumilev,

Kazakhstan, Astana

АННОТАЦИЯ

Целью данной статьи является  раскрытие проблемы создания новых видов транспортных средств. Объектом изучения является транспортные средства вертикального взлета и посадки. Приведены преимущества этих аппаратов и области их применения. Описаны проблемы экспертной оценки в Казахстане.

ABSTRACT

The purpose of this article is to reveal the problem of creating new types of vehicles. The object of study is vertical takeoff and landing vehicles. Advantages of these devices and their applications are presented. The problems of expert evaluation in Kazakhstan are described.

Ключевые слова: проект, конструктор, образец, транспортное средство, коптер.

Keywords: project, designer, sample, vehicle, copter.

Любая научная работа, особенно опытно-конструкторский проект (ОКП) должен быть внедрен в промышленное производства для организации выпуска серийной продукции. До серийного производства реализация любой ОКП должен пройти стадию опытно-конструкторского проектирования и опытного промышленного производства. Опытное производство имеет особую специфику.  Результатом опытного производства будет опытный образец, который после возможной успешной доработки позволит перейти к серийному производству, получению доходов и прибыли. Но на это нужно время.

Бизнес структуры очень осторожно относятся к опытному производству технических устройств, так как финансовые затраты на это производство обычно не дает быстрой прибыли, просто списывается.

В конкретном  случае представители бизнеса верят идее проекта, но ждут появления или создания качественного опытного образца, готовы финансировать серийное изготовление технического устройства, при этом совсем не хотят участвовать вместе с государственными органами в одном проекте. Они попросту  опасаются за судьбу своих вложений.

И этот период опытного производства отпугивает почти всех представителей бизнес сообщества, хотя они готовы вложить свои средства в серийное производство. Образовывается ситуационный и технологический вакуум: авторы не имеют финансовых средств для реализации идеи проекта, бизнес выжидает, государственные структуры отказывают в финансировании.

Авторы статьи предложили  идею реализации опытно-конструкторского проекта (ОКП), сверхлегкий летательный аппарат – Транспортное средство вертикального взлета и посадки (ТСВВП).

Свойства и эксплуатационные качества аппарата, по сравнению другими видами транспортных средств, просто уникальные. В настоящее время летающий автомобиль во многих странах мира проходит стадию  опытного производства. Те, кто в свое время смотрел американский фильм «Пятый элемент», хорошо знают летающий такси без колес.

Практически все инженеры считают, что пилотируемые мультикоптеры совершат техническую революцию в мировой транспортной системе.

Так, вот этот аппарат, в настоящее время стал реальностью. Китайские инженеры создали полностью автоматический аппарат E-HANG 184с грузоподъемностью 100 кг иуже организовали продажу за 300-400 тыс.долларов за единицу. Руководители турфирм Дубая купили несколько этих аппаратов для развлекательных полетов. В интернет-магазинах появились объявления о продаже  коптера E-HANG 184.Инженеры из Германии создали  Волокоптер с грузоподъемностью 200 кг для двух пассажиров. И многие зарубежные инженеры начали создавать свои конструктивные варианты: англичане, американцы,чехи, европейские страны. Австралийцы начали создание летающего троллейбуса с питанием по контакному проводу.Инженеры из США и Норвегии уже создали квадрокоптеры с грузоподъемностью более 300 кг и работают над проектами этого аппарата с грузоподъемностью около 1000 кг.

Российские молодые инженеры смогли получить финансирование 581 млн. Рублей на проект грузового квадрокоптера,  подписали дополнительные соглашения в России и в США. Они открыли магазин комплектующих узлов коптеров, намерены довести грузоподъемность аппарата до 2500 кг.

Японские инженеры разрабатывают варианты маленьких дронов для искусственного опыления сельскохозяйственных растений.

 Эти аппараты, независимо от каких угодно искусственно создаваемых препятствий, очень скоро станут заменять практически все остальные виды транспорта.

Эти аппараты будут иметь столько конструктивных вариантов, сколько у них функциональных назначений. У них  конструкторско-технологическая перспектива развития будет намного больше, чем у других видов транспорта. Так как эти аппараты вобрали в себе столько технических  и эксплуатационных качеств транспортных средств, что дает возможность веритьв их большое будущее.

Внедрение в серийное производство пилотируемых мультикоптеров позволит в будущем создание параллельного производства компактных вентильных электродвигателей большой мощности, графеновых аккумуляторных батарей увеличенной емкости,микроэлектронных систем управления и композитной технологии.

Все это в совокупности непременно приведет к обеспечению рабочими местами миллионы людей, улучшить социальную обстановку, жизнь населения и обеспечить будущее поколение стабильной перспективой получения знаний в области современных технологий в любой стране.

При их конструировании проводят аэродинамический и силовой анализ, применяют методы объемно-массовой компоновки, силовых и прочностных комплексных расчетов, компьютерного и математического моделирования, микроконтроллерной, микропроцессорной технологии, микрогироскопической системы стабилизации полета, автономной системы навигации по электронной карте местности и многое, многое другое.

Здесь присутствуют самые современные технологии, которые являются гарантом появления творческих стимулов  у  молодых конструкторов.Молодые инженеры обладают огромным творческим потенциалом; они хотят творить, научиться манипулировать самыми современными методами конструирования, хотят создавать свои конструктивные варианты этих пилотируемых аппаратов.

Да, эти коптеры прямые конкуренты малым вертолетам, самолетам, наземному пассажирскому и грузовому транспорту. Страна, которая не будет развивать технологию производства этих коптеров у себя, в будущем  будут вынуждены покупать их за рубежом за валюту втридорого. Отсутствие поддержки подавляет в зародыше современные технологии  производства и у молодежи стимул к творчеству.

Приобретение  и  переименование чужих промышленных изделий, в том числе  подобных летательных аппаратов, выдавая их как за свою продукцию, не даст реального статуса обладателя самой технологии, является элементарным самообманом, и будет подавлять в зародыше стимул к созданию, освоению сложных технологий.

В мировой космонавтике сейчас наметилась тенденция перехода от космического зондирования земной поверхности к высотныму стратосферному зондированию с помощью сверлегких беспилотных мотопланеров (СМБПЛА), изготовленных из композитных материалов. Эти аппараты на высоте полета 15-35 км могут очень успешно держать под контролем определенный, достаточно большой регион земли в зависимости от поставленных задач с помощью минигабаритных: оптических, инфракрасных и радиолокационных систем дистанционного зондирования. Для  этих аппаратов  не требуются сложные, дорогие аэродромные сооружения(достаточно небольшой взлетно-посадочной полосы длиной 50-100 м и небольшие ангары), не нужны стартовые комплексы и др. 

 Космический аппарат может находиться над определенным регионом 3-5 минут до следующего витка. А СМБПЛА может осуществлять полет-барраж, кружа в высотном полете над определенным регионом от 5 до 50 часов. Инженеры США создали высотный летательный аппарат-мотопланер с электрическим двигателем для  стратосферного мониторинга земной поверхности со сроком беспосадочного полета до пяти лет. Сравнение этих видов аппаратов по многим технико-эксплуатационным и экономическим параметрам будет далеко не в пользу космических аппаратов.

К тому же в мире отсутствует массовый спрос на результаты космических систем дистанционного зондирования земли. В них нуждаются только небольшое количество специализированных научно-исследовательских организаций и правительственных учреждений.

В мире около 3000 организаций занимаются разработкой космических аппаратов, но только единицам удается вывести их на околоземную орбиту из-за множества форс-мажорных факторов, в том числе дороговизны пусковых услуг. Получается, что многие исследователи работают вхолостую, для собственного удовольствия. А технология, тем более космическая, не стоит на месте.

Развитие технологий идет по восходящей  кривой; каждые полгода обновляется элементная база, каждый год почти наполовину изменяется спутниковая платформа и функциональные возможности полезной нагрузки. Это авторитетное мнение специалистов NASAUSA и космических фирм Европы, Англии и Японии, озвученных на международной конференции по малым космическим аппаратам в штате Юта, США, 2014 г.

С учетом выше всего недосказанного мы начали заниматься изучением, концептуальным и предэскизным проектированием  малых летательных аппаратов, где будут применяться космические технологии, в том числе пилотируемыми мультикоптерами и высотными летательными аппаратами.

Как правило, авторы большинства опытно-конструкторских проектов (ОКП)не располагают ничем, кроме опыта конструкторской работы и горячего желания сделать реальное, полезное для  экономики илюдей.

Пилотируемые коптеры скоро появятся, или уже появились, на международно рынке, и многие, очень многие, мы в этом абсолютно уверены, поменяют привычный транспорт на эти аппараты.

Организаторы грантных конкурсов,в основном в Казахстане, считают определяющими критериями заявленных проектов наличие списка публикаций с импакт-фактором, каких-угодно патентов и бизнес-партнеров для софинансирования.

Вынуждены особо подчеркнуть, что Индекс Хирша абсолютно неприемлем для оценки опытно-конструкторских проектов на научную ценность, для их оценки должны применяться критерии практической значимости и востребованности в реальном секторе экономики.

Большинство ученых не имеют производственного опыта практического конструирования, не знают специфику технологических процессов серийного выпуска продукции  современного промышленного производства, следствием чего и является практическая незавершенность многих технических идей. И, для завершения профинансированных проектов, практически все отделываются, не имеющими никакой ценности для экономики, бумажными отчетами.

Организаторами грантных конкурсов  не учитывается специфика опытно-конструкторских проектов, где очень важными составляющими являются востребованность продукции на рынке и практический опыт реального конструирования у команды проекта.

Абсолютное большинство ведущих организаций в области специального и аэрокосмического машиностроения не публикуют свои научно-технические достижения в открытой печати из соображений национальной безопасности и утечки важной информации.

Практически многие считают, что предварительное наличие патентов необязательно, поскольку в процессе реализации любых реальных опытно-конструкторских проектов непременно появятся технические решения с элементами новизны и они могут быть потом запатентованы в открытых или закрытых изданиях, информационных ресурсах.

Профессионализм авторов технических проектов должно оцениваться,при публичном прослушивании, по уровня знания основных проблемных задач, путей их решения, по конечному продукту в виде изготовленных технических устройств с качественными техническими характеристиками, а не по бумажным заявкам и отчетам.

Страна, приобретающая за валюту чужую технику, будет кормить чужую экономику, при этом не можем освоить многие современные технологии, кроме примитивных сборочно-отверточных операций производства. Многие   представители управляющих структур  твердят, что легче купить, чем самим что-либо производить.

Покупая, мы берем чужую, устаревшую, технику и технологию с их недоработками. Пока освоим, технология к этому времени уходит вперед. Опять же, вместо своей, покупаем и эту технологию.

Некоторые виды техники имеют потенциальную возможность нарушить нашу безопасность, в том числе информационную.

Например, зарубежные беспилотники имеют электронную начинку и программное обеспечение их производителей. И они контролируют информационный поток, получаемый с помощью этих аппаратов. Также  имеют возможность отключения этих аппаратов в любой момент.

Следствием такой позиции стала поголовная техническая безграмотность нашей молодежи, которые практически не умеют что-либо сделать своими руками.

Любая современная технология без базовых составляющих обречена на провал. Для успеха необходимо развивать технологии у себя..

У большинства ученых, инженеров Казахстана, в том числе и у  нас, очень критическое отношение к существующей системе экспертизы. Здесь имеется непонятная скрытность, больше превалирует субъективный, а не объективный подход. Эксперты должны публично продемонстрировать свой профессионализм, глубокий и  беспристрастныйанализ  исследуемой проблемы.

Тайное экспертное заключение не может иметь элементы объективного подхода. Здесь очень многое зависит от личности самого эксперта, от его мировозрения, позиции, честности и порядочности. Подобная, практически фатальная, зависимость от анонимных заключений экспертов является следствием некорректного подхода к системе оценки проектов.

Любая наука, в том числе фундаментальная, прежде всего должна решать прикладные задачи, приносить конкретную пользу научно-техническому прогрессу, людям и обществу. Какие-то дутые объемы публикаций без возможности их применения где-либо, виртуальные результаты без возможности их оценки в настоящем и перспективе, все это – обман себя, людей, общества, в том числе научного сообщества своей страны.

Мы знаем многих изобретателей, имеющих несколько десятков, не реализованных в реальных конструкциях, патентов. Для реализации в серийное производство нужно быть профессиональным конструктором с опытом практической работы или нанимать таких конструкторов.

Есть большая разница между изобретателем и конструктором-практиком. Изобретателя прежде всего интересует элементы любой, полезной или бесполезной, новизны, независимо от степени реализуемости, поскольку бумага все стерпит.

 А конструктор-практик, наряду с конструкцией, прежде всего смотрит на технологическую часть, оценивает технологическую возможность изготовления  и наиболее рациональные способы реализации проекта.

В процессе эскизной и рабочей разработки конструкторско-технологической документации любого изделия непременно появятся элементы новизны конструкции, которые в дальнейшем могут быть запатентованы в открытых, закрытых или специальных изданиях.

Сам комплект Конструкторско-технологической документации(КТД), как правило, является результатом  многолетнего напряженного труда большого коллективаконструкторов и технологов, по своей практической значимости и ценности превосходит любое количество цитируемых статьей с импакт-фактором. У нас эти КТД, по незнанию или специально,  не принимают в качестве научного труда.

За успешно завершенный КТД в Советское время всем основным разработчикам присваивали звание Академиков и ученые степени докторов технических наук без защиты, награждали Ленинскими и Государственными премиями СССР.

 Мы еще помним назидательные слова этих великих конструкторов: «Все знать практически невозможно и не нужно, просто необходимо научиться продуктивно работать. Любая проблема начинается с ее изучения и поисков практических путей решения поставленных задач. Чтобы стать хорошим конструктором, нужно быть отличным технологом. И чтобы стать хорошим технологом, нужно быть отличным станочником».

Отсюда следует  важный вывод: подготовка специалистов должна быть очень тесно связана с подготовкой на реальном производстве и на примерах реального конструирования изделий машиностроения. Отход от этой позиции приведет к массовой штамповке неучей, бездарных выпускников, не приспособленных решать какие-угодно технические и технологические задачи.

Реализация опытно-конструкторских проектов (ОКП) имеет обязательные этапы: разработка концепции, Техническое предложение, Инвестиционное предложение, Техническое задание, предэскизное проектирование, эскизное проектирование, рабочее проектирование с подготовкой комплекта Конструкторской документации(КД), опытное производство с проведением комплекса испытаний, доработка КД по результатам испытаний, подготовка конструкторско-технологической документации(КТД) для серийного производства,конструкторско-технологическаяподготовка производства(КТПП), серийное производство и многое другое.

Пропуск любого из этих этапов однозначно приведет к кустарному производству без намека на высокий конструкторско-технологический уровень выпускаемой продукции.

При рассмотрении и экспертной оценке проектов основным критерием должна быть корректность, справедливость, плодотворное и взаимовыгодное сотрудничество.

Наличие и укрепление кадрового потенциала – необходимое условие разработки и успешной реализации амбициозных проектов в машиностроении и экономике страны.

 Для практической реализации научно-исследовательских и опытно-конструкторских проектов в реальное промышленное производство необходимо:

1. Организовать профильный технический  университет специального и аэрокосмического машиностроения в Казахстане или создать при национальных университетах Казахстана региональные учебные научно-производственные центры, включающие в свой состав средние и высшие профессиональные учебные заведения, и отработать новые образовательные технологии с уточнением нормативно-правовых документов, определяющих взаимодействие и правовые отношения вузов с предприятиями в вопросах совместной целевой подготовки специалистов.

2. Обеспечить должное взаимодействие вузов и предприятий, осуществляющих целевую подготовку кадров, создав реально действующие филиалы кафедр на предприятиях, где преподаватели будут проводить разработку учебных планов, программ и методик выполнения лабораторных работ совместно с ведущими специалистами предприятий.

3. Привлекать к проведению научно-исследовательских и опытно-конструкторских  работ студентов старших курсов вузов, а также на период обучения предоставлять им право трудоустройства на предприятиях с графиком неполного рабочего дня (неполной рабочей недели).

Таким образом, в результате решения рассмотренных широкомасштабных задач в интересах модернизации отечественной оборонной и аэро-космической промышленности будет обеспечена технологическая, производственная и институциональная готовность к реализации амбициозных машиностроительных  проектов, планируемых на ближайшую и долгосрочную перспективы.

4. Организовать отраслевые научно-технические комитеты или советы  для рассмотрения грантных научных проектов, упразднив при этом ННС.

5. Рассмотрение и обсуждение научных проектов должно проводиться с одновременным участием экспертов и авторов проектов.

6. При рассмотрении заявок необходимо отделить опытно-конструкторские проекты(ОКП) от проектов, имеющих задачу серийного производства продукции.

7.Для оценки опытно-конструкторских проектов на научную ценность нельзя применять Индекс Хирша, и это абсолютно неприемлемо из-за особой специфики конструкторских работ. Для их оценки должны применяться критерии практической значимости и востребованности в реальном секторе экономики.

9. Для проектов, предусматривающих серийное производство продукции, объем необходимого финансирования должен учитывать специфику серийного машиностроительного производства с конструкторско-технологической подготовкой промышленного производства, с учетом дополнительного приобретения необходимого технологического оборудования, а также участие в софинансировании  других; финансовых, бизнес организаций и промышленных предприятий. 

Для рассмотрения  ОКП необходимо привлекать представителей машиностроительных предприятий, конструкторов и технологов с производственным опытом работы.

В Республике Казахстан существуют реальные предпосылки для развития отраслей машиностроения, оборонной и аэрокосмической деятельности,и космические технологии включены в число шести приоритетных направлений государственной политики РК в области развития науки и технологий, поскольку для Казахстана с её географическим положением и масштабами они имеют особо важное значение.

Список литературы:

1. Касымов У.Т. и др. «О путях развития ракетно-космической техники в Казахстане». Международная научно-практическая конференция «Индустриально-инновационное развитие транспорта, транспортной техники и машиностроения», Алматы, 27.09 2013
2. Касымов У.Т., Касабеков М.И., Пазылбек С.А. «Проблемы и перспективы развития ракетно-космической техники в Казахстане».Международная научно-практическая конференция «Через науку в космос», посвященную 25-летию полета в Космос первого казаха-космонавта, Аубакирова  Т. О., Астана, 10.2016
3. Kasymov. U.  «About some directions of development rocket - space technology in Kazakhstan». International Aerospace Forum, Berlin, 2014.