В.Н.Журавлев
НАУКОВЕДЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРИОРИТЕТНОМУ НАПРАВЛЕНИЮ «АВИАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»*
Географические, социально-экономические, исторические и политические особенности России обусловливают необходимость наличия и совершенствования авиационной отрасли. Большинство стран мира, имеющих протяженную территорию и достаточно развитую экономику, уделяют значительное внимание развитию авиации. Использование авиационных технологий обеспечивает решение целого комплекса жизненно важных проблем России: транспортной, энергетической, управления территориями и др.
Важность авиационных технологий бесспорна. Поэтому в России и развитых странах мира уровень инновационной активности в области разработки и использования авиационных технологий очень высок. Эта тенденция будет сохраняться и в будущем [4, 5].
Обзор перспектив развития критических технологий в авиационной области1
Развитие авиации определяется широким спектром современных передовых высоких технологий и лежащих в их основе фундаментальных научных исследований. Систематизацию этих технологий можно осуществлять несколькими способами:
- предметная систематизация (с учетом ориентации на соответствующие фундаментальные науки, лежащие в основе исследуемых технологий);
- объектовая систематизация (с учетом ориентации на объекты применения исследуемых технологий);
- смешанная объектово-предметная систематизация (с учетом ориентации на объекты применения исследуемых технологий, а также на соответствующие фундаментальные науки, лежащие в основе исследуемых технологий).
В авиационной отрасли сложился традиционный смешанный объектово-предметный подход к изучению направлений развития перспективных технологий. При этом необходимо отметить не только широкий спектр объектов, включаемых в набор авиационных технологий, но и большое разнообразие фундаментальных наук, лежащих в основе авиационных технологий. Именно указанный смешанный объектово-предметный подход был использован в этом исследовании.
Все рассмотренные авиационные технологии были классифицированы в первую очередь по видам авиационной техники (военная и гражданская авиационная техника). Отметим, что большинство технологий, рассмотренных в разделе, посвященном военной авиационной технике, также используется в гражданской авиационной технике, и наоборот.
Перспективные направления развития технологий создания военной авиационной техники в ведущих странах мира
В настоящее время цели развития военной авиационной техники определяются складывающейся с 90-х годов геополитической обстановкой: стала маловероятной угроза глобального военного конфликта, но возросло количество региональных и локальных конфликтов, возникла и обостряется угроза террористических действий. Это привело к изменению военных доктрин ведущих мировых держав и соответствующих программ развития военной техники. Обеспечение борьбы с терроризмом и участие в региональных конфликтах становятся одними из основных стимулов развития вооруженных сил ведущих мировых держав, в том числе военной авиации. Наибольшее внимание в последние годы страны-производители военной техники уделяют проблемам создания и развития авиации, которая становится важнейшим средством борьбы с новыми угрозами.
Вместе с тем при создании новых систем вооружения все большее значение приобретают экономические аспекты из-за неуклонного увеличения затрат на разработку и стоимости конечной продукции1 [4, 5]. Удорожание разработок и рост цен на летательные аппараты (ЛА) обусловлены главным образом повышением сложности новых образцов военной техники. Для самолетов это связано с усовершенствованием аэродинамических компоновок и двигателей, применением новых, в первую очередь композиционных материалов, резким увеличением интеллектуальных и функциональных возможностей бортового оборудования. Для оптимизации процессов разработки и производства новых образцов авиационной техники по критерию «стоимость — эффективность» потребовалось широкое внедрение информационных технологий и методов моделирования, основанных на использовании новейших компьютеров.
Значительные затраты и возрастающая сложность авиационной техники определили тенденцию к увеличению сроков и ус-
ложнению организации процессов разработки и производства новых ЛА. Этапы предварительных исследований, которые предшествуют началу полномасштабной опытно-конструкторской работы, становятся все более протяженными и достигают 30-50% от общих сроков создания. Все большее распространение получает практика постройки технологических демонстраторов и экспериментальных образцов для проведения тематических исследований и оценки новых технологий и технических решений с целью создания научно-технического задела. Как правило, новая авиационная техника создается на конкурсной основе с выбором образца для производства по результатам летных испытаний прототипов, и продолжительность полного цикла работ от начала научно-исследовательских работ (НИОКР) до освоения производства составляет 10-15 и более лет.
В связи с ростом стоимости и сроков создания новых поколений авиационной техники большое значение приобретает модернизация находящихся в эксплуатации ЛА, в ходе которой производится оснащение их новыми системами оружия, усовершенствованным и радиоэлектронным оборудованием и двигателями.
В последние годы сформировались следующие основные направления развития военной авиационной техники:
- разработка высокоточного оружия;
- оснащение стратегической и дальней авиации обычным высокоточным оружием;
- создание многофункциональных истребителей пятого поколения;
- создание авиационно-космических систем разведки и наблюдения;
- создание беспилотных разведывательных и боевых ЛА;
- развитие систем информационной борьбы;
- развитие средств обеспечения мобильности войск;
- совершенствование авиационных средств противовоздушной и противоракетной обороны.
При реализации этих направлений предусматривается широкое использование результатов фундаментальных и отраслевых научных исследований, новейших достижений в области высоких технологий. Решаются проблемы заметности в оптическом, тепловом и радиолокационном диапазонах, всепогодности и круглосу-
точности применения авиационной техники, высокой точности навигации, включая спутниковую, и повышения эффективности поражения на основе применения систем автоматического управления с высоким уровнем интеллекта, глобальных систем сбора, передачи и обработки информации, новых материалов, источников энергии и т. д.
Рассмотрим главные направления современного развития основных видов боевой авиатехники и военных авиационных технологий.
Бомбардировочная авиация
По мнению военных экспертов1, стратегическая и дальняя бомбардировочная авиация (в первую очередь бомбардировщики В-2, В-1В, В-52, Ту-160, Ту-95, Ту-22М) будет находить все большее применение в региональных конфликтах. Для этого интенсивно ведутся работы по модернизации этих самолетов с целью оснащения их крылатыми ракетами и бомбами с обычными неядерными боевыми частями. В частности, в США планируется модернизация 96 стратегических самолетов (из 208), в том числе 52 В-1В и 44 В-52, которые будут способны одновременно применить 844 крылатые ракеты высокой точности и поразить ими до 300 военных объектов (по две-три ракеты на одну цель). В дальнейшем предполагается развить основное преимущество стратегической авиации - возможность поражения целей в любой точке земного шара с мест постоянного базирования бомбардировщиков за минимальное время.
Основные направления модернизации стратегических самолетов-бомбардировщиков сводятся к следующему:
- оснащение высокоточным оружием большой дальности (2000-5000 км) с обычными боевыми частями, обеспечивающими поражение сильно защищенных целей с точностью попадания 1220 м;
- модернизация бортового оборудования с целью многоканального применения высокоточного оружия по нескольким целям в одном заходе;
- повышение эффективности систем пассивной разведки и радиоэлектронной борьбы;
- снижение уровня заметности;
- оснащение автоматизированной системой цифровой связи1.
В настоящее время за рубежом ведутся научно-исследовательские работы по формированию концепции нового поколения стратегических бомбардировщиков. Они нацелены:
- на снижение стоимости самолета (более чем в пять раз по сравнению с В-2 до 200 млн. долл.);
- на сокращение эксплуатационных расходов;
- на дальнейшее снижение заметности;
- на обеспечение радиуса боевого применения без дозаправки до 9500 км;
- на обеспечение сверхзвукового крейсерского режима полета со скоростью, соответствующей числу Маха М = 1,5;
- на повышение бомбовой нагрузки до 22 т и более.
Совершенствование фронтовой ударной авиации (например,
F-16, Б-15Е, Б/А-18, F-117, «Мираж», «Торнадо», «Харриер» и др.) направлено на обеспечение круглосуточного, всепогодного применения и оснащения ее контейнерными системами для наведения телевизионных и лазерных бомб и ракет высокой точности, системами спутниковой навигации (GPS) и системами приема информации о целеуказании от автоматизированных наземных систем в реальном режиме времени2.
Проблемными для фронтовой ударной авиации являются вопросы уменьшения радиолокационной и тепловой заметности и повышение боевой живучести самолетов. В частности, в Великобритании ведутся исследовательские работы по созданию перспективной ударной авиационной системы FOAS, которая должна заменить истребители-бомбардировщики «Торнадо» в первой четверти XXI в. и обеспечить высокоточное поражение разнообразных целей (в том числе малоразмерных и сильно укрепленных) неядерными боеприпасами. Причем рассматривается широкий спектр концепций как пилотируемых, так и беспилотных ударных ЛА.
Многофункциональные истребители
В соответствии с прогнозами1 ожидается, что в США в первой четверти XXI в. сохранится два типа фронтовых истребителей (тяжелый и легкий) при общем относительно постоянном количестве самолетов, равном примерно 4000 единиц. По прогнозу фирмы «Локхид-Мартин»2, вновь создаваемые истребители Б-22 и Б-35 заменят Б-15, Б-16, Б-14, Б-117, ЛУ-8, а также Б-15Е и А-10. В ВМФ США предполагается сохранить Б/А-18Е/Р наряду с Б-35 Л8ТОУЬ (укороченный взлет и вертикальная посадка).
Проводимые с этой целью исследования и опытные работы нацелены на обеспечение качественно новых характеристик истребителей пятого поколения. Основное внимание уделяется следующим направлениям развития:
- многофункциональность (поражение воздушных, наземных, надводных целей, разведывательные функции, одиночные и групповые действия, осуществляемые автономно и в едином информационном поле);
- всепогодность и круглосуточность боевого применения;
- многоканальность с использованием радиолокационных, оптико-электронных и инфракрасных обзорно-прицельных систем при одновременном нанесении ударов по нескольким целям (от 2 до 10);
- создание круговой системы обороны, обеспечивающей летчику получение информации о подлете ракет «воздух-воздух» и «земля-воздух» и подавление их средствами радиоэлектронного противодействия, а также поражение ракетами «воздух-воздух»;
- обеспечение малой заметности в радиолокационном, тепловом и оптическом диапазонах с целью преодоления перспективной системы противовоздушной обороны (ПВО);
- получение высоких аэродинамических характеристик, обеспечивающих крейсерский полет на сверхзвуке (1,5-2,0 М), повышение дальности боевого применения (1200-2000 км) и сверхманевренность (до углов атаки свыше 60°), в том числе за счет применения двигателей с управляемым вектором тяги;
- высокая надежность, технологичность в производстве и простота в техническом обслуживании при низкой стоимости1.
При создании многофункциональных истребителей возникает ряд сложных научно-технических проблем, требующих соответствующих решений. Среди них в первую очередь можно выделить следующие:
- обеспечение требований по боевому применению при ограниченном взлетном весе: для тяжелого истребителя - 22-25 т (максимальная взлетная масса 22,5 т при стоимости 28-38 млн. долл. для истребителя Б-35 - ^Б), для легкого - 14-17 т;
- создание семейства самолетов, варианты которого удовлетворяют требованиям различных родов войск (Военно-воздушных сил (ВВС), Военно-морского флота (ВМФ), Корпуса морской пехоты (КМП)), а также экспортным поставкам при высокой степени унификации в производстве (до 90%);
- создание интегрированного комплекса бортового оборудования в пределах ограниченного веса и габаритов, обеспечивающего многофункциональность боевого применения и обороны, автономность и групповые действия при низком уровне загрузки летчика;
- оптимизация аэродинамической, конструктивной схемы истребителя, силовой установки и количества двигателей;
- обеспечение низкого уровня заметности в радиолокационном, тепловом и оптическом диапазонах без ухудшения летно-технических и маневренных характеристик самолета;
- обеспечение круговой обороны самолета, включающей системы обнаружения, сопровождения и целеуказания средствам радиоэлектронной и огневой (ракетной) обороны;
- создание высокоточного всепогодного оружия «воздух-земля» низкой стоимости и всенаправленных ракет «воздух-воздух» с автономными системами самонаведения.
Авиация поддержки сухопутных войск
Анализ военных конфликтов последних лет и результаты прогнозов указывают на возрастание роли огневой поддержки штурмо-
виков (типа А-10, Су-25), вертолетов (АН-64, Ми-24, Ми-28, Ка-50) в условиях контактных боев подразделений сухопутных войск1. Их применение при использовании высокоточного оружия позволяет существенно снизить людские потери. По мнению военных экспертов, в перспективе можно ожидать резкого сокращения контактных сражений и использования прицельного огня дальней артиллерии и авиации для уничтожения живой силы и техники противника.
Основными проблемами развития авиации поддержки сухопутных войск являются:
- сокращение времени реакции подразделений авиации с момента получения данных от авианаводчика (находящегося в составе сухопутного подразделения) до нанесения удара по цели2;
- обеспечение обнаружения, опознавания и поражения замаскированных целей круглосуточно и в сложных погодных условиях (для этого необходимо создание интегрированной системы прицеливания и управления вооружением, включающей радиолокационную станцию (РЛС), встроенные инфракрасный и оптический каналы с лазерным дальномером и приемником целеуказания с датчиками, расположенными на гиростабилизированных платформах; перспективная система навигации наряду с инерциальны-ми системами должна обеспечивать коррекцию от спутниковой системы навигации (GPS));
- переход к системе засекреченной связи, противодействующей целенаправленным авиационным ударам противника (ложные наводки и целеуказания, направления в засады и зоны интенсивной ПВО);
- обеспечение живучести авиации непосредственной поддержки в условиях массированного применения стрелкового и носимого ракетного оружия, в том числе крупнокалиберных пулеметов, гранатометов, зенитных пушек, ракет типа «Стингер» (за счет бронирования кабины и жизненно важных отсеков, а также применения ложных тепловых целей и средств радиоэлектронного противодействия).
Одним из направлений развития авиации поддержки сухопутных войск является разработка комбинированных и преобразуемых в полете скоростных винтокрылых ЛА вертикального взлета и посадки (СВЛАВВП) на основе достижений в области аэродинамики, динамики полета, конструкционных материалов, силовых установок, систем управления. Преобразуемые СВЛАВВП сочетают в себе достоинства вертолета (вертикальные взлет и посадка) и самолета (большая скорость в горизонтальном полете, достигающая у аппаратов с поворотными несущими винтами 600-650 км/ч, а при использовании схемы с останавливаемым в полете двухлопастным несущим винтом, который в крейсерском полете выполняет роль несущей поверхности, 740 км/ч).
Беспилотные летательные аппараты
Начиная с 60-х годов во многих странах, в том числе США, Англии, Канаде и других, ведется разработка беспилотных (БПЛА) или дистанционно пилотируемых ЛА (ДПЛА)1.
Рядом аналитических центров США проведены исследования, в результате которых сформирована принципиально новая концепция глобальной разведывательной системы, основанной на ДПЛА различных типов. В соответствии с ней ДПЛА должны входить в единый комплекс глобального наблюдения, образуемый атмосферными ЛА и разведывательными спутниками. Этот комплекс оказывается значительно более дешевым и эффективным, чем пилотируемые авиационно-космические средства.
Преимущества беспилотных ЛА перед пилотируемыми заключаются в следующем:
- исключение потерь в живой силе при поражении ЛА системой противовоздушной обороны;
- возможность длительного барражирования над территорией противника при осуществлении наблюдения и разведки (до 24 и более часов);
- меньшие вес и соответственно стоимость аппарата за счет отсутствия летчика и соответствующих систем жизнеобеспечения, защиты и спасения;
- отсутствие кабины летчика и секторов визуального обзора, что обеспечивает преимущества в компоновке и снижение заметности;
- более высокие маневренные возможности ЛА по сравнению с пилотируемым (в два раза и более);
- значительно меньшие объем и вес бортового оборудования за счет исключения системы визуализации, рычагов управления и связанной с летчиком системы обработки информации на борту;
- существенно упрощенные системы обеспечения взлета ЛА;
- намного меньшие затраты на подготовку операторов ДПЛА по сравнению с подготовкой летного состава;
- значительное сокращение затрат (до пяти раз) на техническое обслуживание ЛА в течение всего жизненного цикла.
Эти преимущества характеризуют БПЛА как наиболее эффективное средство воздушной разведки, в первую очередь районов противника с развитой системой противовоздушной обороны.
БПЛА имеют также ряд преимуществ перед космическими средствами, в том числе:
- внезапность, в отличие от орбитальных космических спутников наблюдения и разведки, появление которых в заданных районах может быть заранее определено;
- непрерывность наблюдения заданных районов в течение длительного времени;
- возможность обеспечения детальной разведки с высокой степенью разрешения за счет более низкой высоты полета;
- всепогодность применения за счет тепловизионных систем высокого разрешения и возможности изменения высоты полета при наличии облачности;
- более низкая стоимость аппаратов, систем связи и обеспечения;
- возможность применения огневых средств поражения одновременно со средствами разведки на ЛА.
Благодаря этим преимуществам появляется возможность поражения подвижных целей (в том числе по схеме «камикадзе») при
передаче данных с ДПЛА на пункт управления в реальном режиме времени.
С функциональной точки зрения создаваемые комплексы ДПЛА принято делить на две категории: разведывательные (информационные) и многоцелевые.
Информационные ДПЛА предназначены для наблюдения и разведки. Важнейшим требованием для этих комплексов является размещение на борту средств получения информации о целях, передачи ее на пункт управления, приема команд траекторного управления и изменения режимов датчиков информации. Как правило, разрабатываемые комплексы включают широкополосные линии связи, обеспечивающие передачу полученной на борту аппарата видеоинформации на пункт управления для ее дешифрования и обработки в режиме времени, близком к реальному.
Многоцелевые ДПЛА, наряду с разведкой, реализуют ряд дополнительных функций, включая постановку помех РЛС и линиям связи, ретрансляцию сигналов связи, корректировку огня и целеуказание. Они могут использоваться также в качестве ложных целей и мишеней. В ряде проектов рассматриваются ДПЛА, обеспечивающие поражение наземных и надводных целей с применением управляемого и неуправляемого оружия, а также для минирования местности в противолодочных операциях. В последние годы в планах научно-исследовательских работ рассматривается возможность создания беспилотных истребителей, обеспечивающих поражение самолетов и баллистических ракет за счет высокой маневренности (с перегрузками до 20 g и более), малой заметности и применения лазерного и обычного оружия малой дальности. Проводятся также исследования по проектам военно-транспортных беспилотных самолетов. Кроме военных задач многоцелевые ДПЛА ориентированы на гражданское применение. В частности, они могут использоваться для патрулирования, обнаружения пожаров, обследования мест крупных аварий, разведки рыбы, охраны побережья от контрабандистов и т.д. При этом, естественно, возрастают функции и объемы специального оборудования на ДПЛА и соответственно габариты и вес аппаратов в целом.
По своему назначению ДПЛА делятся на стратегические, оперативные, тактические.
Стратегические ДПЛА выполняют функции наблюдения и
разведки в условиях неподавленной системы ПВО над большими территориями в течение длительного времени. При непрерывном наблюдении (до 20-30 часов) используется высотный режим полета (свыше 20 км) при малой заметности аппаратов. Их информация необходима в первую очередь при разработке планов стратегических наступательных операций с массированным применением ракет. Классическим примером такого ДПЛА являются большие ДПЛА весом более 2000 кг, например, созданный в США комплекс «Глобал Хоук» и разрабатываемый «НАЕ».
Оперативные и оперативно-тактические ДПЛА предназначены для разведки районов боевых действий глубиной в сотни километров. Информация этих ДПЛА используется для планирования операций по изоляции районов боевых действий и поражения резервов. Особую важность представляет информация о подвижных целях и местах дислокации войск и боевой техники, а также ее передача на пункты управления в реальном режиме времени. Примерами таких комплексов являются средние ДПЛА весом более 200 кг типа «НЭТ», «Предейтор» (США).
Тактические ДПЛА предназначены в первую очередь для разведки и наблюдения поля боя и обеспечения в реальном режиме времени целеуказания ударным средствам для поражения подвижных целей и бронированной техники на марше. В условиях фронтовой ПВО эти аппараты должны иметь низкую заметность, малые габариты и высокую маневренность. К таким аппаратам относятся малоразмерные (мини) ДПЛА весом до 200 кг, например, «Хантер», «Аут-райдер» (США), «Фоке» (Франция) и др.
Приоритетными направлениями работ в области разведывательных ДПЛА в настоящее время считаются:
- обеспечение ударных систем оперативной информацией о тактической обстановке и целях в реальном режиме времени;
- использование разведывательных данных для применения высокоточного оружия;
- создание разведывательно-ударных систем, синхронизация действий ударных и разведывательных средств;
- усовершенствование (обеспечение скрытности) и расширение диапазона систем передачи данных в реальном режиме времени;
- расширение и усовершенствование средств загоризонтной
В частности, в настоящее время в США по разведывательным и многоцелевым ДПЛА ведутся работы более чем по 20 программам, в том числе: микро-ДПЛА, сверхлегкий тактический, беспилотный истребитель Х-36, высотные ДПЛА длительного наблюдения сверхбольшой дальности, ДПЛА длительного наблюдения с солнечными источниками энергии и др.1.
Управление перспективных исследований при министерстве обороны США осуществляет также программу MAV (Micro Air Vehicles), предусматривающую разработку и экспериментальную отработку технологий, позволяющих создавать различные типы разведывательных микро-БПЛА. Такие ЛА должны действовать в чрезвычайно стесненных пространствах: городские кварталы, внутренние помещения зданий, джунгли и т.д. Внутрь помещений они должны проникать по вентиляционным магистралям. Микро-БПЛА, размеры которых не должны превышать размеры колибри или стрекозы, предполагается оснащать видеокамерами для передачи изображения. В 1997 г. девять фирм приступили к исследованиям по микро-БПЛА. В Министерстве обороны США были выработаны требования к таким ЛА: максимальные габариты не должны превышать 152 мм, они должны выполнять полет на расстояние 10 км с максимальной скоростью 65-75 км/ч и находиться в зоне патрулирования от 20 мин. до 2 часов. Микро-БПЛА должны запускаться с руки солдата с помощью кассетных боеприпасов или пилотом с борта ЛА. Они предназначены для ведения разведывательных операций, поиска целей, установки регистрирующих датчиков, обеспечения радиосвязи и выявления зон, опасных для людей.
В конструкции перспективных БПЛА предполагается использовать композиционные материалы, которые при повреждениях смогут самовосстанавливаться, а так же программное обеспечение, способное при отказах каких-либо систем выбирать альтернативные алгоритмы управления для продолжения полета. К 2027 г. могут быть созданы БПЛА, конфигурация которых (размах и стреловидность крыла, размеры фюзеляжа и оперения) в зависимости от режима полета будет меняться. Значительные изменения ожидаются в наземных средствах управления. Вместо больших передвижных фургонов, внутри которых размещаются операторы,
появятся индивидуальные комплекты, работа которых будет основана на сигналах от нервно-мускульной системы человека. Визуальная информация с борта БПЛА будет передаваться на нашлем-ный дисплей.
В число приоритетных задач в области создания перспективных БПЛА, которые намечено решить в последующие 25 лет, входят следующие:
- разработка и принятие на вооружение боевого беспилотного самолета (ББС), предназначенного для выполнения ударных операций и подавления системы ПВО (закупка таких ЛА предусмотрена в 2010 г.);
- демонстрация возможности использования БПЛА для ведения радиоэлектронной войны (предполагается, что эту задачу можно осуществить до 2008 г.);
- разработка для армии к 2007 г. легкого тактического БПЛА с двигателем мощностью 40-60 л.с., работающим на тяжелом топливе и имеющим удельную мощность 0,45 л.с./кг;
- демонстрация в 2005 г. возможности передачи с борта БПЛА телевизионного изображения сверхбольшого разрешения;
- создание в 2006 г. автоматической системы обмена информацией между БПЛА, что позволит быстро идентифицировать неподвижные и подвижные цели и осуществлять их поражение;
- доведение ежегодного числа летных происшествий с БПЛА до десяти на 100 тыс. летных часов к 2008 г. и до пяти к 2015 г.
Эксперты полагают1, что на будущих БПЛА будет использоваться высокоэнергетическое микроволновое оружие, с помощью которого можно будет вывести из строя электронные системы средств контроля и управления вооруженными силами. БПЛА смогут нести также небольшие усовершенствованные корректируемые авиабомбы (калибром 113 кг с точностью попадания не более 5 м), способные пробивать бетонные перекрытия толщиной 1,5 м и вызывать разрушения, сопоставимые с разрушениями от бомбы калибром 910 кг.
Ракетное оружие
Ракетному вооружению отводится ведущая роль в будущих военных конфликтах. Предполагается, что ракеты с неядерными боевыми частями смогут решить задачи поражения боевой техники, изоляции поля боя, нанесения непоправимого ущерба военно-производственному потенциалу государств при минимальных потерях в живой силе и минимальном ущербе для мирного населения стран - участников военного конфликта.
В настоящее время большое внимание страны —создатели ракетного оружия уделяют развитию крылатых ракет большой дальности воздушного и морского базирования, тактических ракет средней дальности воздушного базирования, управляемых авиационных бомб.
Крылатые ракеты
Развитие крылатых ракет (КР) большой дальности обеспечивается в основном путем модификации созданных ранее крылатых ракет с ядерными боевыми частями. При этом вносятся изменения в конструкцию планера, силовой установки и систему наведения стратегических крылатых ядерных ракет. Например, фирмой «Боинг» предполагается применить новые материалы на основе сочетания алюминиевых сплавов и композиционных материалов, усовершенствованный и экономичный турбореактивный двухконтур-ный двигатель (ТРДД), миниатюрные электронные системы, а также повысить уровень технологичности производства. Эффективная отражающая поверхность такой ракеты может быть обеспечена на уровне менее 0,05 кв. м при стоимости 600 тыс. долл.
Важнейшей проблемой создания крылатых ракет с неядерными боевыми частями (БЧ) является обеспечение высокой точности наведения. Ядерные крылатые ракеты осуществляют полет к цели с помощью инерциальной системы, корректируемой через определенные промежутки времени с помощью корреляционной системы навигации по карте рельефа местности «ТЕРКОМ», что обеспечивает точность наведения порядка 100 м. Для уменьшения ошибок наведения до десятков метров требуется применение систем самонаведения, основанных на сравнениях эталонного и опти-
ческого (тепловизионного) реального изображения местности в районе цели или образа цели. Для этого в крылатых ракетах применяется цифровой оптический коррелятор типа DSMAC (Digital Scene Matching Area Corrector), который включает преобразованное в цифровую форму изображение цели или района цели (эталон), оптическую или тепловизионную систему обзора, импульсный источник света для подсвета местности при ночном применении и цифровую систему сравнения (корреляции) реального и эталонного изображений (подобные системы используются в США на ракетах «Томагавк» и др.).
Серьезную проблему при применении крылатых ракет большой дальности представляет подготовка полетных (боевых) заданий, включающая: карту рельефа местности, над которой пролетает ракета (по ней выбираются и преобразуются в цифровую форму зоны коррекции по рельефу); фото- или тепловизионные изображения района местности с образом цели в цифровой форме; профиль полета ракеты по маршруту с учетом огибания рельефа и обхода зон ПВО; выбор скорости полета, режимы скороподъемности и пикирования, время прибытия на цель. Подготовка данных для полетных заданий занимает длительное время, причем информация обеспечивается разведывательными спутниками и воздушной разведкой. Обработка разведывательных данных, прокладка маршрутов полета, уточнение координат и образов целей обеспечивается специальными центрами вооруженных сил. Все это практически исключает применение таких ракет по оперативно обнаруживаемым и нестационарным целям. Поэтому сокращение времени и объема работ по подготовке боевых заданий и обеспечение их соответствия существующим в данный момент требованиям является одной из важных проблем применения крылатых ракет1.
Тактические ракеты
Развитие тактических ракет «воздух-земля» нацелено: на увеличение дальности полета до 300 км, обеспечивающей пуск ракеты вне объектовой зоны ПВО цели; на увеличение поражающей способности ракеты за счет повышения веса (до 400 кг, при
стартовом весе ракеты 1100 кг) и эффективности боевой части; на повышение точности наведения ракеты за счет комплексирования систем инерциальной, спутниковой навигации и тепловизионной головки самонаведения (ГСН) с целеуказанием от носителя по видеоизображению, передаваемому от ГСН на носитель.
Основными направлениями НИОКР при создании перспективных тактических ракет являются совершенствование аэродинамики, конструкции планера, повышение технологичности, улучшение экономичности двигательных установок, увеличение дальности самонаведения, обеспечение всепогодности применения ракет, уменьшение массогабаритных характеристик, а также снижение заметности с целью применения ракет с фронтовых самолетов в условиях развитой системы ПВО1.
Управляемые авиационные бомбы
В последнее время в США все большее внимание уделяется созданию новых управляемых авиационных бомб, в которых сочетаются высокая поражающая способность боевых частей обычных бомб и точность наведения на цель управляемых ракет «воздух-земля». Отсутствие двигателя и топлива позволяет обеспечить управляемой бомбе доставку к цели боевой части, составляющей 0,7-0,9 от стартовой массы бомбы, вместо 0,2-0,5 у ракеты. Использование в качестве системы управления спутниковой системы GPS позволяет обеспечить автономное всепогодное применение бомб с точностью до единиц метров (применение систем оптического и лазерного самонаведения на оперативно-тактических ракетах «земля-земля», артиллерийских снарядах и минах позволило уже в настоящее время обеспечить точность попадания в цель на уровне 1-2 м). При этом значительно (на порядок) снижается стоимость оружия (по сравнению с управляемыми ракетами).
Среди проблем, требующих решения, важнейшими являются повышение помехозащищенности системы наведения и увеличение дальности сброса бомбы2.
Бортовые средства радиоэлектронной борьбы
Перспективные средства радиоэлектронной борьбы (РЭБ) должны быть частью интегрированной информационной системы ЛА. С их помощью предполагается осуществлять оперативную обработку всей поступающей на борт информации, ускоренный анализ текущей обстановки, классификацию угроз, высокоскоростной прогноз развития ситуации. По результатам расчетов принимаются наиболее эффективные меры противодействия.
Главной тенденцией развития средств РЭБ является повышение информированности об окружающей обстановке на основе новейших информационных оптико-электронных, лазерных, радиолокационных систем (в частности, приемников предупреждения о радиолокационном облучении, инфракрасных (ИК) систем предупреждения о пуске и приближении ракет противника, систем радиолокационного обзора ближней зоны и др.)1.
В настоящее время развитие бортовых информационных систем происходит в следующих направлениях:
- расширение диапазона частот;
- повышение быстродействия в обработке принимаемой информации;
- повышение эффективности обнаружения опасных источников излучения слабой мощности в насыщенной радиолокационной обстановке;
- повышение точности измерения углового положения источника излучения методом малобазового (с одного самолета) и широкобазового (с группы самолетов) приема;
- создание информационных систем обзора ближней зоны самолета для предупреждения об атакующих ракетах на основе импульсно-допплеровских РЛС с радиусом действия до 10 км;
- разработка пассивных, полуактивных и активных информационных оптико-электронных систем повышенной точности угловых разрешений;
- дальнометрирование и скрытность работы;
- повышение защиты оптико-электронных систем от искусственных и ложных ИК-излучений с переходом в ультрафиолетовый диапазон частот;
- комплексирование тепловизоров (в диапазоне 3-12 микрон) и радиолокаторов миллиметрового диапазона, обеспечивающее существенное повышение устойчивости системы к средствам противодействия (с целью исключения воздействия на систему металлизированных ложных целей) [9].
Разработка перспективных средств радиоэлектронного подавления нацелена на обеспечение:
- подавления радиоэлектронных средств системы ПВО;
- внешнего помехового прикрытия группы самолетов;
- индивидуальной защиты самолетов;
- помех средствам коммуникаций в комплексах ПВО1.
В области бортовых средств РЭБ большое значение придается:
- комплексированию средств РЭБ и других радиоэлектронных систем;
- созданию средств защиты самолетов от ракет с ИК-головками самонаведения, буксируемых ловушек и др.
Например, буксируемые ловушки представляют собой вынесенный передатчик с миниатюрной лампой бегущей волны, на который с борта защищающегося самолета подается модулирующий сигнал по легкому оптоволоконному кабелю. Такая возвращаемая ловушка имеет сравнительно невысокую стоимость (до 30 тыс. долл.) и обладает высокой эффективностью защиты, осуществляя перенацеливание радиоуправляемых ракет.
Разведывательные системы
Военные конфликты в Ираке и Югославии показали решающую роль глобальной авиационно-космической системы разведки в обеспечении успешного применения оружия по стационарным целям. В то же время была обнаружена ее недостаточная эффективность при разведке мобильных, малоразмерных и тщательно маскируемых целей. Были выявлены также серьезные про-
блемы обеспечения всепогодности, круглосуточности и непрерывности разведки в районах боевых действий. Для устранения этих недостатков предполагается применение на разведывательных самолетах и спутниках радиолокационных систем с синтезированием апертуры (РСА)1, которые основаны на цифровой обработке радиосигналов с использованием данных навигационной системы ЛА и позволяют обеспечить разрешение, близкое к оптическим системам, вне зависимости от условий освещенности, времени суток и метеообстановки, на большой дальности и в широкой полосе обзора (в режиме съемки местности системы РСА обеспечивают получение радиолокационного изображения с разрешением менее 1 м, а в режиме автоматической селекции движущихся целей определяют параметры движения объектов, перемещающихся со скоростью свыше 4 км/ч).
РЛС с синтезированием апертуры планируется устанавливать на беспилотные ЛА и пилотируемые самолеты в сочетании с тепловизорами, системами лазерного дальнометрирования и целеуказания, что позволит обеспечить непрерывное наблюдение за полем боя и заданными районами.
При развитии воздушно-космической разведывательной системы большое внимание уделяется разработке средств пассивной радиотехнической разведки, обеспечивающих обнаружение, классификацию и определение координат радиолокационных станций, центров связи и управления. С этой целью проводятся работы по повышению уровня избирательности, точности пеленгации, определения координат излучающих объектов и передачи данных ударным средствам в реальном режиме времени.
Серьезное внимание уделяется работам по интегрированию данных различных систем разведки в единую всеобъемлющую информационную базу данных, доступную всем видам войск и недоступную противнику. Такое информационное поле (сеть) - «инфосфера» - позволит повысить достоверность разведки за счет комплексирования данных различных источников и оперативной передачи их ударным средствам. Кроме того, с ее помощью будет решена также проблема оперативной и достоверной оценки ре-
зультатов воздействия ударных средств по стационарным и подвижным целям.
Расширяющееся применение высокоточного оружия, нацеленное на точечное поражение критических элементов, ключевых компонентов и малоразмерных объектов, обеспечивающее прекращение функционирования сложных пространственно-распределенных целей (заводов, электростанций, центров управления, коммуникаций и т.д.), требует использования в разведывательных системах технологий создания трехмерных многоспектральных моделей целей. Получаемые с их помощью образы целей могут быть использованы в информационных системах высокоточного оружия для сравнения с реальной наблюдаемой картиной и самонаведения высокоточного оружия на указанные в образе цели точки.
Необходимость поражения мобильных и движущихся целей, в частности бронетехники, ставит перед разработчиками проблему обеспечения минимального запаздывания при использовании результатов разведки для применения средств огневого поражения. В связи с этим ведется разработка разведывательно-ударных комплексов в составе разведчика (самолета, вертолета, ДПЛА) и ударных средств (истребителей-бомбардировщиков, боевых вертолетов, артиллерии), непосредственно взаимодействующих в условиях боя с передачей целеуказания огневым средствам в реальном режиме времени, а также многофункциональных комплексов, обеспечивающих разведку и поражение с самого носителя, в том числе с БПЛА.
Системы противовоздушной обороны
В перспективных локальных конфликтах основными ударными средствами являются малозаметные крылатые, баллистические ракеты и скоростные тактические ракеты «воздух-РЛС». Поэтому важнейшей задачей комплексов ПВО становится поражение этих средств нападения.
На решение этой задачи направлены работы по модернизации наиболее совершенных в настоящее время комплексов зенитных ракет (ЗР) типа «Патриот» (США). Основные усилия при этом направляются на увеличение дальности обнаружения и поражения нападающих ракет, повышение точности наведения и эффективно-
сти действия боевых частей ЗР. Одновременно решаются проблемы борьбы с массированными авиационными ударами по системе ПВО путем обеспечения загоризонтного поражения комплексом ЗР самолетов стратегической бомбардировочной и ударной фронтовой авиации на дальностях до 400 км (т.е. до пуска ими ракет «воздух-РЛС»)1. Такие системы обеспечат преимущество комплексов ЗР над ударными самолетами в дуэльной ситуации.
Важнейшей проблемой обороны является борьба с разведывательной космической группировкой. При этом наряду с использованием средств радиоэлектронной борьбы и дезинформации должна решаться задача поражения разведывательных спутников. Первый опыт поражения космического аппарата был осуществлен истребителем спутников в Советском Союзе в августе 1970 г. [1]. Позднее работы по созданию комплекса противоспутниковой обороны были прекращены. Подобные работы проводились фирмой «Боинг» в США. Экспертные оценки показывают, что разведывательная космическая группировка может быть выведена из строя несколькими спутниками-истребителями. Одним из возможных направлений решения этой задачи в настоящее время считается создание пилотируемого космического самолета, являющегося второй ступенью в системе многоразового авиационно-космического комплекса.
Для решения задач противоракетной обороны планируется также применение и авиационных средств. В США на базе большегрузного гражданского самолета Боинг-747 создается система оружия, предназначенная для поражения тактических баллистических ракет над территорией противника с помощью химического лазера большой мощности (предполагается, что парк из семи самолетов может быть развернут в 2007-2009 гг.; исследуется возможность использования таких самолетов и для поражения низколетящих крылатых ракет и ракет класса «земля-воздух»)2.
Ожидается, что развитие твердотельных лазеров в направлении уменьшения размера и энергопотребления позволит применять их на самолетах меньших размеров в целях их обороны от атакующих ракет. На исследовательском уровне проводятся также работы
по созданию авиационного оружия направленной энергии других видов (например, микроволнового оружия, способного вывести из строя радиоэлектронное оборудование командных пунктов, ЛА, наземной военной техники и т.п.).
Авионика
В настоящее время передовые позиции в авионике занимают США, где в течение последних двух десятилетий ее развитие идет по специальным программам (DIAS, Pave Pillar, Pave Pace)1. В процессе реализации этих программ были разработаны основные принципы выбора архитектуры, составных элементов и методика создания бортового оборудования боевых самолетов, обеспечивающие переход к централизованной высокоинтегрированной открытой масштабируемой модульной архитектуре на супермультипроцессорах и единой унифицированной сети передачи данных, включающие:
- унифицированную бортовую сеть, обеспечивающую высокую скорость передачи информации, малую задержку в передаче, разделяемую память, масштабируемость, передачу информации на большие расстояния, вычисления в реальном времени при сравнительно невысокой стоимости;
- мультипроцессорный суперкомпьютер, обеспечивающий обработку сигналов, данных, изображений, реализацию алгоритмов искусственного интеллекта;
- интегрированную обработку информации от различных датчиков на основе общих цифровых и аналоговых модулей;
- применение передовых технологий в источниках питания и средствах охлаждения;
- передовые технологии разработки программного обеспечения и технического обслуживания;
- единый унифицированный интерфейс, обеспечивающий связи между модулями, блоками, датчиками и дисплеями, гибкость при использовании различных вычислительных систем, открытость при наращивании функциональных и приборных возможностей.
Перспективные направления развития технологий создания гражданской авиационной техники в ведущих странах мира
В связи с резким обострением конкуренции на рынке гражданской авиационной техники среди фирм ведущих авиационных держав - США, стран Европы и России - конкурентоспособность новых типов гражданских самолетов и вертолетов в долгосрочной перспективе может быть обеспечена только на основе внедрения новейших научных и технологических достижений в конструкцию, силовые установки, информационные и управляющие системы ЛА, постоянного совершенствования организации и технологии их эксплуатации и ремонта.
Анализ тенденций развития гражданской авиации показывает, что основными задачами, стоящими перед разработчиками нового поколения ЛА, являются дальнейшее улучшение их экономичности и экологических параметров, а также повышение безопасности. За рубежом, главным образом в США и Европе, сформированы взгляды на пути развития гражданской авиационной техники и определены цели, к которым следует стремиться. Еще в 1997 г. в США специалистами Американского национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration - NASA) был подготовлен концептуальный документ под названием «Авиация и космическая техника: Три столпа успеха»1. В нем не только раскрываются глобальные направления развития научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, но и приводятся количественные характеристики, которых необходимо достичь до 2020 г. Из трех разделов этого документа (они называются «столпами», на которых базируется развитие авиационно-космической промышленности США) авиации посвящены два.
Первый раздел касается перспектив развития гражданских ЛА. В нем отмечается, что если до середины 70-х годов США были лидером в мировом производстве пассажирских самолетов, то
сейчас этому лидерству угрожает Европа в лице фирмы «Эрбас», самолеты которой пользуются все большей популярностью. Поэтому американская промышленность и NASA должны использовать весь спектр перспективных технологий, чтобы сделать магистральный самолет более безопасным, экологически чистым и комфортабельным. NASA поставило целью снизить в ближайшие 10-20 лет коэффициент аварийности в пассажирской авиации в 510 раз, эмиссию двигателей в 3-5 раз, уровень шума в 2-4 раза. Рост воздушных перевозок потребует значительного увеличения мирового парка магистральных самолетов, в результате чего число вылетов и посадок резко возрастет. В NASA полагают, что необходимо разработать такие технологии, которые обеспечили бы требуемый уровень безопасности при увеличении пропускной способности системы воздушного транспорта в 3 раза.
Вторым «столпом» являются технологии, позволяющие не только осуществить революционные изменения в области авиационной техники, но и открыть новые сегменты мирового авиационного рынка. Одним из них может стать рынок сверхзвуковых перевозок. Хотя сейчас в США работы по сверхзвуковому пассажирскому самолету (СПС) нового поколения прекращены и официально не финансируются, тем не менее поиски технологий для такого ЛА продолжаются. В частности, ведутся исследования сверхзвукового административного самолета. При этом необходимо решить ряд сложных задач, которые обеспечат его общественное признание. Например, нужны малошумные и экологически чистые двигатели, дешевые материалы и конструкции, обеспечивающие экономическую эффективность самолета. Его облик и аэродинамика должны способствовать снижению звукового удара. Перспективные технологии и конструктивные решения должны отрабатываться с помощью экспериментальных ЛА серии «Х». Такие аппараты созданы и активно используются.
В бюджетах NASA на исследования в области авиационной техники ежегодно выделяются сотни миллионов долларов, в частности в бюджете на 2004 финансовый год ассигновано более 1 млрд. долл. Значительные суммы выделяют из своих средств фирмы. Например, фирма «Боинг» ежегодно тратит порядка 1 млрд. долл. на авиационные НИОКР (с учетом военных ЛА).
В январе 2001 г. руководство 15 ведущих европейских авиаци-
онно-космических фирм и научных центров опубликовало специальный доклад «Европейская авиация: Взгляд в 2020 г.»1, где было заявлено о серьезных намерениях относительно развития гражданской авиационной науки и техники, главным образом за счет объединения усилий стран ЕС в области научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Представляя доклад, председатель Европейской комиссии по науке и технике Филипп Бюскен заявил: «Европа намерена не только добиться паритета с Америкой, но и сказать собственное слово в области безопасности, экологии и комфорта воздушного транспорта». В этом докладе определена стратегия развития авиационной отрасли в странах ЕС до 2020 г. В нем подчеркивается, что если Европа хочет остаться лидером на мировом рынке гражданской авиационной техники, то она не может себе позволить распылять материальные и интеллектуальные ресурсы по национальным программам НИОКР, которые дублируют друг друга и практически не координируются. В докладе говорится, что для сохранения позиций Европе необходимо до 2020 г. ассигновать на НИОКР по гражданской авиационной технике из государственных и частных источников не менее 100 млрд. евро. Если при разработке ЛА прежних поколений конструкторы работали под девизом «выше, дальше и быстрее», то в настоящее время основным должен стать девиз «доступность, безопасность и экологичность».
Среди главных целей, которые предполагается достигнуть к 2020 г., были названы следующие:
- уменьшение в пять раз среднего коэффициента аварийности в гражданской авиации;
- значительное снижение роли человеческого фактора как причины аварийности;
- снижение на 50% уровня воспринимаемого шума;
- уменьшение на 50% уровня эмиссии углекислого газа и на 80% эмиссии окислов азота в пересчете на один пассажиро-километр;
- создание системы управления воздушным движением, которая сможет ежегодно обеспечивать 16 млн. вылетов (при круг-
лосуточной работе аэропортов) и эффективно использовать воздушное пространство Европы;
- обеспечение 99%-ной регулярности эксплуатации (с учетом задержки вылета или прилета не более чем на 15 мин.) в любых погодных условиях;
- сокращение времени пребывания пассажиров в аэропорту до 15 мин. до вылета для маршрутов малой протяженности и 30 мин. для маршрутов большой протяженности.
В докладе отмечалось, что при разработке пассажирских самолетов нового поколения необходимо использовать не только наиболее передовые научно-технические достижения, но и учитывать социальные требования. Не исключается, что в будущем будут созданы пассажирские самолеты, способные перевозить 1000 человек и более. Европейская авиационная промышленность (АП) должна быть готова к разработке сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения, а также самолетов вертикального взлета-посадки (СВВП). Особо в докладе подчеркивается возможность появления пассажирских самолетов, выполненных по схеме «летающее крыло».
Предлагается создать Европейский совет по авиационным НИОКР, состоящий из 20-30 членов, обладающих «высокой квалификацией и широтой взглядов». Совет должен разработать и принять стратегические направления работ, корректируя их каждые два года, координировать деятельность фирм, научных организаций, институтов, вырабатывать рекомендации по финансированию НИОКР и оценивать полученные результаты, разрабатывать политику в области обучения и подготовки авиационных научных и технических кадров.
Необходимо подчеркнуть, что с 1983 г. странами - членами ЕС уже осуществляются четырехлетние рамочные программы НИОКР в области авиации и космонавтики. На пятую программу (1999-2002) правительства выделили 700 млн. евро; такая же сумма ассигнована по линии ЕС. В 2002 г. была принята шестая рамочная программа НИОКР на 2003-2006 гг.
Были сформированы приоритетные направления по разработке и освоению новейших авиационных технологий в области гражданской авиации и в российской АП:
- разработка методов и средств повышения аэродинамиче-
ского качества ЛА;
- обеспечение экономичности и экологической безопасности авиационных двигателей;
- разработка информационно-цифровых технологий, включая системы CALS;
- совершенствование методов и средств повышения безопасности и регулярности полетов;
- снижение стоимости ЛА, систем, агрегатов и средств обеспечения эксплуатации в течение всего жизненного цикла;
- совершенствование средств обеспечения комфорта пассажиров;
- создание и внедрение новейших материалов, в том числе композиционных;
- совершенствование методов и средств повышения ресурса и надежности ЛА, силовых установок и бортовых систем;
- интеграция бортового радиоэлектронного и общесамолетного оборудования;
- снижение веса и уменьшение габаритов всех составных частей самолетов и вертолетов [7].
Программы развития магистральных и региональных самолетов
Магистральные реактивные самолеты охватывают диапазон пассажировместимости более 100 человек и составляют основу парка гражданской авиации. За рубежом магистральные самолеты разрабатывают и производят две компании: «Боинг» (США) и «Эрбас Индастри» (Франция, ФРГ, Великобритания, Испания), между которыми идет жесткая конкурентная борьба за рынки сбыта.
В конце 2000 г. компания «Эрбас Индастри» начала разработку самолета А380 на 555 мест (822 места в более плотной компоновке кресел в пассажирских салонах). А380 намечено ввести в строй в 2006 г., причем прогнозируется производство 1235 пассажирских и 315 грузовых самолетов такого класса в ближайшие 20 лет на сумму 343 млрд. долл. Создание самолетов большой пас-сажировместимости не только повышает рентабельность перевозок, но и способствует решению одной из основных проблем воздушного транспорта на современном этапе, связанной с перегру-
женностью крупнейших аэропортов.
Использование на самолете А380 перспективных технологий позволит обеспечить снижение эксплуатационных расходов на 1520% (в пересчете на одного пассажира) и увеличение дальности полета на 10-15% по сравнению с самолетом Боинг В747-400. Самолет спроектирован в соответствии с будущими требованиями по шуму главы 4 ИКАО, которая будет введена в действие в 2006 г. Уровень шума при взлете будет вдвое ниже, чем у самолета Боинг В747-400 при увеличенной на 35% пассажировместимости. Наличие двух палуб позволит обеспечить чрезвычайно высокий уровень комфорта для пассажиров. Кроме пассажирских салонов трех классов (первого, бизнес-класса и экономического) по желанию заказчика на самолете могут быть оборудованы помещения для отдыха, спортивный центр с тренажерами и душем, прогулочное помещение с киосками и барами, отсек для детских игр и т.п. На самолете А380 предполагается использовать новый материал GLARE, который обладает повышенными усталостными и прочностными характеристиками по сравнению с обычными алюминиевыми сплавами и высокой сопротивляемостью пожару. Расчеты показали, что применение нового материала позволит снизить массу панелей обшивки на 15-20%.
Фирма «Боинг» в свою очередь планирует увеличить вместимость самолета В-747-400 (416 мест) (в модификации Боинг 747XS) до 504-522 мест (660 мест в плотной компоновке).
Следует отметить, что разработки новых моделей магистральных самолетов становятся все более редкими, а их развитие идет в основном по пути создания большого числа модификаций с требуемой вместимостью и дальностью полета посредством увеличения или уменьшения длины фюзеляжа, увеличения запасов топлива, усиления (при необходимости) конструкции, установки двигателей оптимальной тяги и т.п. В настоящее время «Эрбас» и «Боинг» создают самолеты с дальностью беспересадочного полета порядка 16 тыс. км (А340-500, Боинг 777-200LR).
Одновременно с этим в США и Европе проводятся НИОКР, направленные на исследования облика перспективных пассажирских самолетов 2010-2020 гг. В их числе:
- исследования перспективного самолета, выполненного по концепции BWB (Blended Wing Body), которая предусматривает создание тяжелых пассажирских и транспортных самолетов по схеме
«летающее крыло» (первые исследования самолетов типа BWB начала фирма «Макдоннелл-Дуглас» в 1991 г., позднее она провела испытания летающей радиоуправляемой модели; в настоящее время работы по концепции BWB продолжает фирма «Боинг», исследования по концепции BWB направлены на создание в будущем тяжелых транспортных самолетов, например дальнемагистрального самолета на 468 мест с дальностью полета более 15 700 км; крейсерская скорость этого самолета будет соответствовать числу М = 0,85; выпуск самолетов типа BWB ожидается в 2010-х годах)1 ;
- разработка дальнемагистрального самолета Боинг 767-«Дримлайнер», который имеет низкорасположенное стреловидное крыло большого удлинения с вертикальными законцовками, силовую установку из двух ТРДД, имеющих степень двухконтурности около 12, степень повышения давления 50 и диаметр вентилятора в диапазоне 2,66-2,92 м; его основные элементы, включая крыло и фюзеляж, будут изготавливаться из усовершенствованных композиционных материалов (КМ); например для крыла предусматривается использование титаново-углеродных КМ, исследования которых показали, что они легче и долговечнее обычных КМ на основе волокон углерода; самолеты предназначены для сегмента рынка, который занимают самолеты Боинг 737-900, 757 и 767, Эрбас А300-600, А310-300, А320 и А321 по пассажировместимости, и самолеты Боинг 747 и 777, Макдоннелл-Дуглас DC-10 и Эрбас А330 и А340 - по дальности полета; исходный вариант самолета, рассчитанный на 250 мест, будет эксплуатироваться на авиалиниях протяженностью 13 300-14 800 км, в будущем могут появиться варианты на 280-300 мест для маршрутов 6500-7000 км, а также варианты с дальностью полета более 16 тыс. км, причем они должны обеспечить непосредственную связь между сотнями пар городов в соответствии с концепцией фирмы «Боинг», предусматривающей отказ от узловых аэропортов в пользу принципа «от двери к двери»; первый полет опытного самолета «Дримлайнер» намечен на 2007 г., сертификация и начало эксплуатации - на 2008 г. с перспективой в течение 20 лет поставить 2500-3000 самолетов.
Что касается производства турбореактивных и турбовинтовых региональных воздушных судов (вместимость 19-90 человек), то оно доступно многим странам. Ведущие позиции в этой области занимают Канада, Бразилия, США, Франция, Италия, Великобритания, ФРГ. В 2000 г. было поставлено 390 региональных самолетов (280 турбореактивных и 110 турбовинтовых). Канадская компания «Бомбардье» и американо-германская «Фэрчайлд Дорнье» прогнозируют производство более 9000 региональных самолетов к 2020 г. Тенденция последних лет состояла в увеличении доли производства турбореактивных самолетов. Турбореактивные региональные самолеты охватывают диапазон от 30 до 90 и более мест (в последнем случае происходит некоторое пересечение с магистральными самолетами). Развитие региональных воздушных судов также идет в основном по пути создания модификаций, но в группе турбореактивных региональных самолетов ведутся новые раз-работки1 .
Развитие авиации общего назначения и административных самолетов
За рубежом видное место занимает так называемая «авиация общего назначения» (АОН), включающая в себя в основном легкие ЛА, которые находятся в личной собственности или принадлежат каким-либо фирмам, компаниям, корпорациям и используются ими в служебных целях (административные или корпоративные ЛА). Численность мирового парка АОН составляет более 300 тыс. самолетов и вертолетов. Самолеты АОН выпускаются с поршневыми, турбовинтовыми и турбореактивными двигателями. Для деловых сообщений все более широкое применение находят турбореактивные административные самолеты (ТРАС). В этой категории ЛА наблюдается наибольший рост числа новых образцов с вместимостью от четырех-пяти до 19 человек и с дальностью полета до межконтинентальной (~12 тыс. км). В прошедшем десятилетии рынок ТРАС интенсивно развивался, на нем были представлены компании США, Канады, Франции, Израиля.
Развитию АОН особенно большое значение придают в США. НАСА осуществляет ряд исследовательских программ, направленных на повышение безопасности полетов легких самолетов, создание авиационных дизелей и недорогих малоразмерных турбореактивных двигателей и т.д. Планируется, что турбореактивные самолеты будут широко использовать большое число общественных аэропортов и частных аэродромов и это позволит разгрузить крупные узловые аэропорты.
В США и Европе проводятся также работы по сверхзвуковым административным самолетам (САС). Исследования показали, что САС будут экономически приемлемы в том случае, если смогут совершать полеты над сушей (на начальном этапе работ предполагалось, что из-за ограничений по шуму полеты будут выполняться над океанами). В связи с этим необходимо решить проблему снижения интенсивности звукового удара путем выбора соответствующей аэродинамической компоновки самолета. Без решения сложных технических и экологических проблем программа разработки САС не может получить официальное одобрение. Результаты маркетингового анализа показывают, что в ближайшие 20 лет мировому рынку потребуется 300-400 сверхзвуковых административных самолетов.
В настоящее время фирма «Гольфстрим Аэроспейс» разрабатывает проект самолета QSJ (Quiet Supersonic Jet), который должен обладать малым уровнем шума, сниженной интенсивностью звукового удара, низкой эмиссией и отвечать всем сертификационным стандартам. Самолет QSJ рассчитан на перевозку 8-14 пассажиров на маршрутах протяженностью 7400-9250 км при крейсерской скорости в диапазоне чисел М = 1,6-2; объем пассажирского салона 37 куб. м, максимальная высота салона 1,98 м, ширина прохода между креслами 0,5 м (у самолета «Конкорд» - 0,43 м), расчетная цена может составить 70-100 млн. долл. Фирма «Дассо Авиасьон» изучает проект самолета с тремя ТРДД и дальностью полета 7400 км при скорости, соответствующей числу М = 1,8. Самолет выполнен по схеме «утка» (размах крыла 17 м и площадь 130 кв. м), длина самолета 32,4 м, салон рассчитан на девять пассажиров и по размерам соответствует салону административного
самолета «Фалькон 50»; максимальная взлетная масса самолета 40 т, масса пустого снаряженного 17 т1.
Развитие авиационных двигателей
Воздушный транспорт становится объектом все более жестких экологических ограничений (шум, эмиссия углекислого газа и окислов азота, воздействие на озоновый слой). В США и странах Западной Европы расширяются масштабы исследований по совершенствованию авиационных двигателей, в том числе в направлении решения экологических проблем. Загрязнение окружающей среды может быть снижено при использовании криогенного топлива (сжиженный природный газ, жидкий водород). Вопрос об альтернативных авиационных топливах может стать особенно актуальным, по зарубежным оценкам, через 30-40 лет в связи с истощением природных запасов нефти.
В настоящее время за рубежом помимо интенсивного модифицирования новейших серийных турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) ведутся активные работы по созданию для гражданской авиации двигателей следующего поколения. В соответствии с программой работ NASA до 2020 г. эмиссия вредных веществ должна быть снижена в пять раз, а уровень шума авиационных двигателей в четыре раза.
Одновременно осуществляется полномасштабная доводка и опытная эксплуатация боевых самолетов с двигателями пятого поколения (в США истребитель F-22 с двигателями F-119, в Европе истребители «Рафаль» с двигателями М-88 и «Еврофайтер» с двигателями EJ-200). Начато производство турбовальных двигателей нового поколения Т800 (США), MTR-390 (Европа). Проводятся работы по созданию новых двигателей с широким использованием неметаллических материалов для беспилотных ЛА. В США ведется разработка унифицированного массового истребителя F-35 с силовой установкой на основе двигателя F-119, на котором впоследствии предполагают внедрить новейшие технологии шестого поколения.
По сравнению с двигателями четвертого поколения на пери-
од до 2015 г. в США намечается повышение отношения тяги к весу двигателей боевых самолетов в 2-2,5 раза. Следует отметить, что практически во всех новых разработках, проводимых в США по двигателям для военной и гражданской авиации, широко используется научно-технический задел, создаваемый в программе 1НРТЕТ, которая осуществляется с 1987 г. по заказу ВВС США с годовым бюджетом 100-150 млн. долл. (в частности, в ходе выполнения этой программы фирмой «Пратт-Уитни» испытано более десяти газогенераторов и восьми демонстрационных двигателей, на которых отрабатывались новейшие технологии, в том числе двухступенчатый вентилятор с лопатками, имеющими обратную стреловидность, пятиступенчатый компрессор высокого давления, турбина высокого давления с охлаждением рабочих лопаток, вал из керамического материала с металлической матрицей и др.)1.
Двигатели нового поколения, создание которых следует ожидать в 2010-2015 гг., должны развиваться в следующих направлениях:
- для боевой авиации - уменьшение удельного веса, удельного расхода топлива, повышение надежности, обеспечение ресурса двигателя, соответствующего ресурсу планера, снижение удельной трудоемкости технического обслуживания и, в совокупности, снижение стоимости жизненного цикла примерно в 1,5 раза;
- для магистральных самолетов - обеспечение высокой безопасности эксплуатации, увеличение назначенного ресурса для «горячей» части двигателя до 15 тыс. полетных циклов, уменьшение удельного расхода топлива на 10-15%, снижение уровня шума на 10-20 БРК дБ, уровня эмиссии окисла азота - на 40-80%, снижение в два раза трудозатрат на техническое обслуживание;
- для вертолетов - увеличение ресурса и надежности в 1,52 раза по сравнению с современным уровнем, улучшение топливной экономичности и весовых показателей на 10-15%, обеспечение надежной эксплуатации в экстремальных климатических и
1 Научно-технический отчет по МАКС (2001 г., 2003 г.). - Жуковский: ЗАО «Авиасалон»; Программа Аналит. обзор / НИЦ ГосНИИАС, 2000; Техническая информация ЦАГИ. - 2000-2004. - (Сер. «Авиационная и ракетная техника»).
метеорологических условиях, снижение трудозатрат на техническое обслуживание в 2-3 раза;
- для беспилотных ЛА - улучшение тяговых и габаритных показателей, улучшение топливной экономичности, обеспечение требуемой «абсолютной» надежности при длительном хранении и последующей эксплуатации в широком диапазоне высотно-климатических условий [8].
Критическая технология «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений».
Обоснование выбора темы исследования
В настоящей работе из рассматриваемой критической технологии выделены исследования в области создания комбинированных ЛА вертикального взлета и посадки с поворотными несуще-тянущими воздушными винтами.
Авиация играет весьма важную роль в обеспечении практически всех отраслей экономики России. Эта важная роль авиации обусловлена огромной территорией РФ и недостаточным развитием дорожной сети на большей ее части. Особую роль в транспортной системе РФ играют винтокрылые ЛА - вертолеты. Общепризнанна и неоднократно доказана на практике решающая роль вертолетов при разработке природных ресурсов на малоосвоенных территориях (Сибирь, Дальний Восток, Крайний Север). Большую роль играют вертолеты и в хорошо обжитых районах, выполняя различные виды работ (транспортные, спасательные, патрульные и т.д.). По образному выражению одного из основателей отечественной вертолетной науки и техники, «Россия создана для вертолетов». Очевидно, что в дальнейшем в нашей стране роль авиационного транспорта, способного взлетать и садиться на неподготовленные и минимально подготовленные площадки, будет возрастать. Это связано с планами дальнейшего освоения Восточной Сибири, Дальнего Востока, Крайнего Севера, российского прибрежного шельфа.
Наряду с указанными потребностями в применении вертолетной техники в России существует и хорошо развитая вертолетная промышленность, включающая в себя научные и проектные
организации, а также серийные заводы. При этом необходимо отметить, что подобная высокоразвитая вертолетная промышленность, способная создавать и серийно производить новые оригинальные типы винтокрылой техники, в настоящее время существует всего в нескольких странах мира (Россия, США, Франция, Великобритания, ФРГ, Италия).
Вертолет является ЛА с относительно небольшой скоростью и дальностью полета. Однако современный уровень техники дает вертолетной промышленности широкие перспективы для разработки новых типов винтокрылых ЛА, обладающих значительно лучшими летными, эксплуатационными и экономическими характеристиками.
В настоящее время вертолеты наиболее совершенных типов могут развивать максимальную скорость до 330-350 км/ч (крейсерскую до 270-300 км/ч). Дальнейшее значительное увеличение скорости полета и уменьшение километрового расхода топлива (а значит и существенное увеличение дальности полета) возможно только при создании новых типов винтокрылой авиационной техники - аппаратов вертикального взлета и посадки (АВВП).
За последние 50 лет учеными и конструкторами различных стран было предложено большое разнообразие концепций и типов вертикально взлетающих ЛА. Часть из них была доведена до стадии испытаний, в ходе которых была продемонстрирована техническая осуществимость некоторых из этих концепций. Но все же до недавнего времени ни одна из них не была выбрана для серийного производства и эксплуатации из-за чрезвычайно высокой степени новизны и сложности. Можно без преувеличения сказать, что в настоящее время АВВП являются самыми сложными с точки зрения механики творениями человеческих рук.
Существует несколько типов АВВП, в первую очередь, отличающихся друг от друга принципами создания подъемной силы на режимах взлета и посадки. Многочисленные исследования показали, что наиболее эффективными типами АВВП с точки зрения взлетно-посадочных характеристик и транспортных возможностей являются ЛА, имеющие поворотные несуще-тянущие воздушные винты (ПНТВ), которые создают тягу на вертикальных и горизонтальных режимах полета (рис. 1).
Рис. 1. Аппарат вертикального взлета и посадки с поворотными несуще-тянущими воздушными винтами Боинг-Белл У-22 «Оспри» [13]
За счет поворота винтов на 90° при переходе с режима вертикального полета к горизонтальному АВВП с ПНТВ избегает характерных для вертолета режимов косой обдувки несущего винта, сопровождающихся ростом сопротивления винта из-за явлений срыва и сжимаемости потока воздуха на отступающей и наступающей лопастях. Таким образом, крейсерские скорости полета АВВП с ПНТВ увеличиваются по сравнению с вертолетами в два раза и более: до 600-650 км/ч (до скоростей самолетов с турбовинтовыми двигателями). При этом АВВП с ПНТВ также могут вертикально взлетать и садиться, как вертолеты. За счет лучшего по сравнению с вертолетами аэродинамического качества в горизонтальном полете у АВВП с ПНТВ значительно снижается километровый расход топлива, что обеспечивает возрастание нормальной дальности полета до 1500-2000 км.
По своим летно-техническим характеристикам АВВП с ПНТВ (далее АВВП) занимают промежуточное положение между вертолетами и самолетами (рис. 2):
- они могут, как вертолеты, взлетать и садиться на минимально подготовленные (и даже, при определенных ограничениях, неподготовленные) площадки;
- летать с крейсерскими скоростями, близкими к скоростям полета самолетов с турбовинтовыми двигателями.
Разумеется, за такую универсальность АВВП приходится «платить» ухудшением ряда их технико-экономических характеристик, к которым относятся:
- коэффициент весовой отдачи (отношение массы суммарной полезной нагрузки (коммерческого груза и топлива) к взлетной массе ЛА);
- энерговооруженность (отношение суммарной взлетной мощности двигателей к взлетному весу ЛА).
Однако АВВП по ряду важных технико-экономических характеристик выигрывают по сравнению с самолетами и вертолетами:
- для АВВП требуется меньше топлива на перевозку единицы массы коммерческой нагрузки на единицу расстояния, по сравнению с вертолетами;
- для взлета и посадки АВВП не требуется наличия больших взлетно-посадочных полос, которые необходимы самолетам.
В последние 10-15 лет работы в области создания АВВП с ПНТВ перешли из стадии чисто поисково-исследовательских и экспериментальных в стадию разработки серийных ЛА. Начало этому было положено достаточно успешной реализацией американскими авиастроительными фирмами «Белл» и «Боинг-Вертол» программы JVX (Joint Services Advanced Vertical Lift Aircraft), которая в дальнейшем получила развитие в программе создания АВВП с ПНТВ V-22 «Оспри». Финансирование этих работ осуществляется за счет средств Министерства обороны США. Серийное производство V-22 началось в 1998 г. Таким образом, V-22 является первым в мире серийно выпускаемым АВВП с ПНТВ.
История разработок принципиально новых типов ЛА во всех странах мира демонстрирует один очень важный факт: практически все эти работы полностью или в значительной мере финансировались за счет государственных бюджетных средств (по линии министерств обороны или государственных научно-экспериментальных программ). Такая закономерность объясняется высокой стоимостью, большими сроками и высокой степенью риска таких работ.
h, км 10
Рис. 2. Сравнение летных характеристик АВВП с ПНТВ V-22, вертолета и самолета с турбовинтовым двигателем [13]
Эти данные позволяют выделить общую тенденцию в развитии науки и высоких технологий передовых стран (и не только в авиации). Исследования не могут носить чисто рыночный характер и нуждаются в государственной поддержке. Эта тенденция в будущем, по-видимому, сохранится. Действительно, ни в одной стране мира не найдутся частные предприниматели, готовые потратить десятки, сотни миллионов и даже миллиарды долларов, при условии, что прибыль удастся получить только через несколько десятилетий. В США исследования в области АВВП с ПНТВ начались в середине XX в. Однако сейчас американские фирмы-разработчики АВВП смогут выйти на рынок новых перспективных ЛА, занять на нем лидирующие позиции и получать значительные доходы и прибыли, по крайней мере, в течение нескольких десятилетий. По существующим оценкам «Teal Group Corp» [18], на долю АВВП с ПНТВ (V-22 и BB.609) придется более 20% всего объема рынка винтокрылой техники.
Ведущие авиационные фирмы Объединенной Европы также стремятся занять определенные позиции на рынке перспективных АВВП.
Положительным примером разработок в области перспективных АВВП являются работы на уровне подсистем будущего проекта европейского АВВП, проводимые в странах Объединенной Европы в рамках «Пятой программы финансирования базовых технических направлений», принятой Отделом науки и техники (Б012) Европейской комиссии (ЕК)1. В ходе выполнения этой Программы выделено 43 млн. евро на пять лет. Эти работы планируется продолжить в рамках «Шестой программы финансирования базовых технических направлений», которая началась в 2003 г. При этом будут выполняться работы по созданию демонстрационного образца перспективного АВВП.
В России работы по созданию перспективных АВВП с ПНТВ проводились в ряде ведущих авиационных научных и проектных организаций [13].
Из изложенного выше можно сделать следующий вывод: работы по созданию перспективных аппаратов вертикального взлета и посадки с поворотными несуще-тянущими воздушными винтами (АВВП с ПНТВ) весьма важны по следующим причинам:
- разрабатываемые аппараты вертикального взлета и посадки с поворотными несуще-тянущими воздушными винтами являются новыми перспективными типами ЛА, которые в значительной степени будут определять развитие мировой винтокрылой авиации в ближайшие десятилетия;
- применение таких аппаратов в России даст значительный экономический эффект в различных отраслях экономики;
- в России накоплен большой научный, конструкторский и производственный потенциал в области создания новых образцов винтокрылой техники, позволяющий решать самые сложные задачи и проблемы; этот потенциал сопоставим только с возможностями АП США и Объединенной Европы;
- в России существуют большие научные и конструкторские заделы в области разработки перспективных аппаратов вертикального взлета и посадки с поворотными несуще-тянущими воздушными винтами.
Последние две причины как раз и обосновывают целесообразность выделения данной темы из направлений отмеченной критической технологии.
Источники информации
Понятие «авиационные технологии» охватывает широкий диапазон технологий, базирующийся на различных фундаментальных и прикладных науках. Сбором и анализом научно-технической информации в области авиационных технологий у нас в стране и за рубежом занимается большое число информационно-научных центров, специализированных фирм и организаций. Они издают информационные сборники, обзоры и аналитические материалы, посвященные отдельным видам авиационных технологий. В последние годы благодаря публикациям в Интернете стали доступны прогнозы и обзоры специализированных правительственных комиссий (в первую очередь США и Объединенной Европы):
- A decisive new step towards a single European sky: The report of the High Level Group on Air Traffic Reform. - Brussels. - 2000. -18 Dec.;
- European Aeronautics: A Vision for 2020. Meeting Society's Needs and Winning Global Leadership. Report of the Group of Personalities. - Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 2001. - Jan.;
- Final Report of the Commission on the Future of the United States Aerospace Industry. Commission on the Future of the United States Aerospace Industry Commissioners. - USA, November, 2002;
- NASA Goals and Objectives for the Aerospace Technology Enterprise, 1997 (revised 2001). - NASA, USA, 1997;
- NASA's Vision for Aerospace Transportation. - NASA, USA, 2000;
- National Research and Development Plan For Aviation Safety, Security, Efficiency, and Environmental Compatibility. Committee on Technology. Subcommittee on Transportation Research and Development. The President's National Science and Technology Council. -USA, November, 1999;
- The NASA Aeronautics Blueprint - A Technology Vision for Aviation. NASA, USA, 2002; Three Pillars for Success. NASA's Response to Achieve the National Priorities in Aeronautics and Space
Transportation. Message from the NASA Administrator. Daniel S. Goldin. - USA, March, 1997;
- Vision 2050: An Integrated National Transportation System. The Federal Transportation Advisory Group. - USA, 2000;
- White Paper «European transport policy for 2010: time to decide». Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. The Commission's Legislative and Work Programme for 2003. Commission of the European Communities. - Brussels. - 30.10.2002.
Эти прогнозы и обзоры создавались наиболее авторитетными специалистами в области авиационной науки и техники в соответствии с решениями государственных органов различного уровня. В данной работе именно эти материалы были рассмотрены в качестве источников информации для выявления наиболее перспективных технологий по анализируемой теме.
Необходимо отметить, что структура практически всех указанных информационных источников имела сходный характер. В них рассматривались наиболее важные задачи, которые нужно будет решить разработчикам новой авиационной техники, а также направления исследований, обеспечивающие решение поставленных задач. Таким образом, все исследованные документы носят ярко выраженный программно-целевой характер и содержат перечень научных и опытно-конструкторских работ, которые будут иметь приоритетное финансирование в последующие два десятилетия.
Анализ выявленных информационных источников показал, что, несмотря на различный состав экспертных групп, организаций-заказчиков соответствующих документов и стран, в которых создавались эти документы, перечни наиболее важных задач, которые нужно будет решить разработчикам новой авиационной техники в течение ближайших 10-20 лет, а также направлений соответствующих исследований в значительной степени совпадают. Этот факт подтверждает достаточно объективный характер результатов, полученных различными группами экспертов.
В работе были использованы следующие источники информации:
1) база данных с поисковой системой по отечественным патентам Федерального института промышленной собственности
(ФИПС), доступная по Интернету. По ключевым словам выделены патенты за 1994-2002 гг., где приведены: авторы; дата подачи заявки; дата публикации формулы патента; название; патентообладатель; реферат; в качестве ключевых слов использовались следующие термины: «самолет вертикального взлета и посадки», «аппарат вертикального взлета и посадки», «поворотный винт», «поворотные двигатели»;
2) база данных с поисковой системой Всероссийского научно-технического информационного центра: производился поиск кандидатских и докторских диссертаций за 1992-2002 гг., а также отчетов о научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, проведенных в России и финансируемых из государственного бюджета; для диссертаций была найдена информация, содержащая: фамилию диссертанта и название работы, реферат, ключевые слова, ученую степень, номер специальности, шифр совета, дату и место защиты; похожая информация приведена и для отчетов;
3) база данных научно-технической библиотеки Московского авиационного института (государственного технического университета) - МАИ;
4) базы данных на веб-сайтах:
- Американского национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration - NASA);
- Американского вертолетного общества (American Helicopter Society - AHS);
- Европейского вертолетного общества (European Helicopter Society - EHS);
5) материалы форумов:
- Американского вертолетного общества (American Helicopter Society - AHS);
- Европейского вертолетного общества (European Helicopter Society, IHS);
- Российского вертолетного общества;
6) научные журналы:
- «Техническая информация» Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ);
- Обзорно-аналитические выпуски «Обзоры, переводы, рефераты» отдела научно-технической информации (ОНТИ) ЦАГИ;
- информационный бюллетень ВИНИТИ, серия «Авиастроение».
Развитие работ в области создания аппаратов вертикального взлета и посадки с поворотными несуще-тянущими винтами
Современный ЛА представляет собой сложную техническую систему (авиационный комплекс), управляемую человеком и состоящую из большого количества подсистем и агрегатов. В свою очередь эти подсистемы и агрегаты состоят из многих узлов и элементов.
При разработке авиационного комплекса решаются задачи комплексного проектирования (задачи комплексной технологии создания). К их числу относятся: выбор основных параметров авиационного комплекса и его подсистем; объемная и силовая компоновка; аэродинамическое и весовое проектирование; энергетический баланс; устойчивость и управляемость; эксплуатационная технологичность; целевая эффективность; экономичность; производственная технологичность и т.д. В процессе создания отдельных деталей, узлов, агрегатов, подсистем необходимо решать проблемы более частные по отношению ко всему авиационному комплексу. Эти проблемы определяются назначением и особенностями соответствующих деталей, узлов, агрегатов, подсистем и носят весьма разнообразный характер. Например, при создании АВВП с ПНТВ необходимо решать проблемы:
- создания воздушных винтов, выполняющих с высоким уровнем эффективности функции несущих и тянущих винтов (пропеллеров) (проблемы аэродинамики и прочности винтов);
- создания легких и надежных систем поворота винтомоторной установки;
- устойчивости и управляемости АВВП на всех режимах полета (это особенно важно на переходных режимах - при переходе от висения к горизонтальному полету и обратно) и т. д.
Для пассажирских АВВП важным является обеспечение низкого уровня шума, так как основным местом взлета и посадки этих аппаратов будут населенные пункты.
Далее представлен науковедческий анализ научно-исследовательских разработок в области создания АВВП с ПНТВ, проводившихся в нашей стране и за рубежом. Все материалы, посвященные проблемам создания АВВП, были систематизированы по отдельным направлениям научно-технических разработок:
- проектирование и применение;
- аэродинамика;
- динамика полета, устойчивость, управляемость;
- испытания в трубах, на стендах и летные испытания.
Предлагаемая систематизация направлений исследований
(отдельных технологий создания АВВП) соответствует укрупненной системе направлений научно-технических разработок, проводимых при создании ЛА различных типов. Этим основным тематическим направлениям обычно посвящена работа научно-технических конференций американского, европейского и российского вертолетных форумов.
Таблица 1
Соотношение между отечественными и зарубежными публикациями по направлениям исследований и в целом (в %)
Распределение Проектирование Аэродинамика Динамика, устойчивость и управляемость Испытания в трубах, на стендах и летные Все направления
Отечественные публикации 13 29 12 8 15
Зарубежные публикации 87 71 88 92 85
Всего 100 100 100 100 100
Анализ мирового информационного потока
Анализ мирового информационного потока проведен на основе 488 публикаций, охватывающих 1960-2002 гг. Свыше 90% зарубежных публикаций составляют работы, опубликованные в США. Анализ базируется на сопоставлении отечественных и зарубежных публикаций, которые разделены в соответствии с отмеченными выше направлениями научно-технических разработок. В число отечественных публикаций включены выявленные отчеты по тематике разработок АВВП с ПНТВ.
В табл. 1 и на рис. 3. приведено соотношение между отечественными и зарубежными публикациями по выделенным четырем направлениям исследований.
Распределение отечественных, зарубежных и общего числа публикаций по направлениям исследований приведено в табл. 2 и на рис. 4-6.
Таблица 2
Распределение отечественных, зарубежных и общего числа публикаций по направлениям исследований (в %)
Направления научно-технических исследований Отечественные Зарубежные Всего
Проектирование и применение 36 42 42
Аэродинамика 38 17 20
Динамика полета, устойчивость, управляемость 13 17 16
Испытания в трубах, на стендах и летные 13 24 22
По всем направлениям 100 100 100
Построены распределения числа отечественных, зарубежных и общего числа публикаций по годам по каждому направлению, причем на этих рисунках приведены как число ежегодных публикаций, так и накопленные по годам суммы.
Соотношение между отечественными и
зарубежными публикациями по направлениям исследований и в целом
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
□ Зарубежные, %
□ Отечественные, %
0
Рис. 3. Соотношение между отечественными и зарубежными публикациями по направлениям исследований (в %)
Испытания в трубах, на стендах и летные 13%
Динамика, устойчивость и управляемость, 13%
Проектирование и применение, 36%
Аэродинамика 38%
Рис. 4. Распределение отечественных публикаций по направлениям
Испытания в трубах, на стендах и летные, 24%
рование и у применение
к ) 43%
Динамика, устойчивость и управляемо сть, 17% Аэроди-^намика, 17%
Рис. 5. Распределение зарубежных публикаций по направлениям
Распределение отечественных и зарубежных публикаций по
Испытания в направлениям
трубах, на стенд •• летн ы
Дина у с то.....
2 2%
Аэродинамика, 20%
Прое кти-рование и применение 42%
вость и управляемо сть, 16%
Рис. 6. Распределение отечественных и зарубежных публикаций по направлениям
Рис. 7. Число отечественных публикаций по проектированию и применению АВВП с ПНТВ
Рис. 8. Число зарубежных публикаций по проектированию и применению АВВП с ПНТВ
Рис. 9. Число отечественных и зарубежных публикаций по проектированию и применению АВВП с ПНТВ
Отечественные публикации составляют 15% от общего числа (табл. 1), причем только 8% работ посвящено испытаниям (у нас в стране, в отличие от США, работы по АВВП с ПНТВ не были доведены до стадии постройки аппаратов). Вклад публикаций по аэродинамике (29%) характеризует значительную интенсивность отечественных работ по предварительным исследованиям АВВП с ПНТВ. По этой же причине публикации по аэродинамике и проектированию составляют наибольшую долю всех отечественных публикаций по разработке АВВП с ПНТВ (табл. 2). Среди зарубежных публикаций по разработке АВВП с ПНТВ наибольшие доли составляют публикации по проектированию и испытаниям (табл. 2), что объясняется большим объемом работ по разработке конструкций значительного количества реальных АВВП с ПНТВ и их испытаниям, проводившихся в США.
На всех графиках, отражающих динамику числа публикаций по годам (рис. 7-9), наблюдались практически одни и те же закономерности:
- сокращение числа публикаций в США в период сокращения объема работ по разработке АВВП с ПНТВ в середине 60-х -начале 70-х и в конце 70-х - начале 80-х годов;
- рост числа публикаций в периоды интенсификации работ по разработке новых проектов АВВП с ПНТВ ХУ-15, У-22 и ВВ.609 (середина 70-х годов и с конца 80-х годов по настоящее время).
Приблизительно ту же тенденцию имеет динамика отечественных публикаций по разработке АВВП с ПНТВ, что, очевидно, связано со стремлением отечественных заказчиков, и исполнителей НИР «отслеживать» работы, проводимые за рубежом.
Отметим также, что число публикаций, появившихся не в США и не у нас в стране, составляет лишь несколько процентов, что говорит о значительном отставании других стран в области исследований по разработке АВВП с ПНТВ.
Анализ отечественных информационных потоков
Приведем результаты анализа базы данных ФИПС по патентам. Было выбрано 76 патентов, содержащих информацию о АВВП различных типов. Наибольшее число (58) соответствовало
тематике самолетов вертикального взлета и посадки с турбореактивными двигателями (поворотными или с отклоняющимися реактивными струями) или винтами-вентиляторами в кольце (поворотными или используемыми только на взлете и посадке). В этой группе преобладали патенты по тематике самолетов вертикального взлета и посадки с турбореактивными двигателями. Такое значительное число патентов, очевидно, является следствием большого объема отечественных работ в области создания соответствующих самолетов Як-36, Як-38 и Як-141. Остальные 18 выявленных патентов распределились на две группы:
- 10 патентов по тематике АВВП с ПНТВ;
- 8 патентов по тематике АВВП с останавливающимися и убирающимися несущими винтами (АВВП с ОУНВ).
Именно эти две группы патентов и будут ниже проанализированы. Все патенты были опубликованы в 1994-2003 гг. Они были заявлены организациями и частными лицами России. Распределение числа патентов исследуемых групп по видам заявителей приведено в табл. 3. Необходимо отметить, что ни акционерные общества, ни производственные объединения, заявившие патенты в исследуемых группах, не относятся к числу организаций, известных в качестве разработчиков или изготовителей авиационной техники. Распределение числа патентов исследуемых групп по годам приведено в табл. 4. Максимальное суммарное число патентов в группах патентов по тематике АВВП с ПНТВ и ОУНВ приходится на 1996 г. В 1997 г. произошло сокращение числа патентов в 2,5 раза, затем - колебания числа патентов от 0 до 3, однако, в последние три года число патентов стало возрастать. Аналогичные закономерности наблюдались и для патентов по отдельным исследуемым группам (АВВП с ПНТВ и АВВП с ОУНВ).
Распределение патентов по видам заявителей (в %)
Суммарно
В группе В группе в группах
Вид заявителей патентов по тема- патентов по тема- патентов
тике АВВП с тике АВВП с по тематике
ПНТВ ОУНВ АВВП ПНТВ и ОУНВ
Вузы 10 - 5,6
Акционерные общества 40 50 44,4
Производственные объединения 10 12,5 38,9
Частные лица 40 37,5 11,1
Всего 100 100 100
Таблица 4
Распределение патентов по годам
Год Число патентов в группе патентов по тематике АВВП с ПНТВ Число патентов в группе патентов по тематике АВВП с ОУНВ Суммарное число патентов в группах патентов по тематике АВВП с ПНТВ и ОУНВ
1994 0 1 1
1995 2 1 3
1996 2 3 5
1997 1 1 2
1998 0 0 0
1999 1 0 1
2000 0 0 0
2001 1 0 1
2001 2 1 3
2003 1 1 2
Сходные тенденции изменения числа патентов в обеих исследуемых группах позволяет выдвинуть гипотезу об общих факторах, негативно влиявших на изобретательскую активность в период 1995-1998 гг.
На следующем этапе исследования проведен анализ отчетов из базы данных Всероссийского информационного научно-технического центра и других открытых источников информации. Всего было выявлено 17 отчетов, посвященных созданию АВВП различных типов, которые были распределены на две группы:
- 5 отчетов о НИР по тематике самолетов вертикального взлета и посадки с турбореактивными двигателями (поворотными или с отклоняющимися реактивными струями) или винтами-вентиляторами в кольце (поворотными или используемыми только на взлете и посадке);
- 12 отчетов о НИР по тематике АВВП с ПНТВ.
Все отчеты о НИР по тематике АВВП с ПНТВ были выполнены с 1993 по 1996 г. Их распределение по годам и тематике приведено в табл. 5. Эта информация отражает низкий уровень финансирования работ по созданию АВВП с ПНТВ в России.
Таблица 5
Распределение отчетов о НИР по тематике АВВП с ПНТВ по годам и направлениям научно-технических исследований
Направления научно-технических исследований Годы
1993 1994 1995 1996
Проектирование и применение 3 1 0 1
Аэродинамика 1 0 0 4
Динамика полета, устойчивость, управляемость 1 0 0 0
Испытания в трубах, на стендах и летные 1 0 0 0
По всем направлениям 6 1 0 5
Распределение числа руководителей работ по ученым степеням приведено в табл. 6. Анализируемая область исследований хорошо обеспечена высококвалифицированными кадрами. Все работы выполнялись под руководством докторов и кандидатов наук.
Распределение числа руководителей работ по ученым степеням
Направления научно-технических исследований Доктора наук Кандидаты наук Всего
Проектирование и применение 4 1 5
Аэродинамика 3 2 5
Динамика полета, устойчивость, управляемость 1 0 1
Испытания в трубах, на стендах и летные 0 1 1
По всем направлениям 8 4 12
Были также проанализированы диссертационные исследования. За период с 1992 по 2003 г. в России было защищено четыре диссертации по тематике создания АВВП всех типов, из них две докторские и две кандидатские диссертации. Все работы были защищены в Московском авиационном институте. Две докторские и одна кандидатская диссертация были посвящены тематике создания самолетов вертикального взлета и посадки с турбореактивными двигателями и только одна - тематике создания АВВП с ПНТВ. Все диссертации были защищены по техническим наукам:
- по специальности «Проектирование летательных аппаратов» - две докторские и одна кандидатская диссертация;
- по специальности «Проектирование двигателей летательных аппаратов» - одна кандидатская диссертация.
Резюмируя вышесказанное, можно сделать выводы.
1. Лидерство в области авиационной техники является одним из важнейших приоритетов наиболее развитых стран мира. При этом осуществляется разделение ролей государственных структур и частного сектора.
2. Выполнен науковедческий анализ технологии создания ЛА нового типа - комбинированных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки с поворотными несуще-тянущими воздушными винтами.
3. Как следует из результатов анализа мирового информационного потока по проблемам создания АВВП с ПНТВ, в России накоплен богатый опыт работ по данной тематике. Она занимает второе (после США) место в указанной области. В то же время с
начала 90-х годов произошло снижение исследовательской активности и масштаба работ в России.
Подготовка специалистов по авиационным технологиям
Многочисленные исследования различных экономических и социальных научных организаций показывают, что главным условием, определяющим уровень производительности труда в экономике и ее конкурентоспособность, является качество квалифицированных кадров (особенно подготавливаемых в системе высшего профессионального образования (ВПО)), а также их количество. Таким образом, развитая система профессионального образования создает конкурентоспособную рабочую силу, а последняя - конкурентоспособную экономику.
АП является одной из наиболее наукоемких и высокотехнологических отраслей. Она «впитывала» все новейшие достижения из многих отраслей науки и техники (аэро- и газодинамики, материаловедения, электроники, вычислительной техники и т.д.). Можно сказать, что появление АП стало возможно только на определенном этапе развития науки и технологии. В свою очередь, авиация всегда была «локомотивом» развития многих отраслей науки, техники и производства.
Из всех государств только США и Россия имеют научно-технический и производственный потенциал, необходимый для обеспечения всех стадий создания новых типов современной авиационной техники (ЛА, двигателей и оборудования). Ни одна другая страна мира не в состоянии осуществить своими силами полный цикл создания новых типов современной авиационной техники. По этой причине страны Западной Европы объединились в авиастроительную корпорацию «Эрбас» и ряд других консорциумов, канадская авиастроительная корпорация «Бомбардье» и бразильская «Эмбраэр» широко используют результаты научных разработок и комплектующие, производимые в США и Западной Европе. Аналогичную интеллектуальную и материальную «подпитку» китайские фирмы получают из России, а также Западной Европы и США.
Подобная картина существует и в области подготовки кадров для АП. В нескольких десятках стран мира успешно функцио-
нируют системы подготовки кадров для структур, эксплуатирующих авиационную технику (авиакомпаний, военно-воздушных сил и т.д.). В меньшем количестве стран готовят специалистов для серийных авиационных производств. Однако только в США и России существуют системы высших учебных заведений, которые готовят «полный комплект» кадров для фирм, создающих новую современную авиационную технику. В странах Западной Европы (Франция, Великобритания, Германия, Голландия, Италия и Испания) также существует ряд высших учебных заведений, которые готовят кадры для авиационных фирм. Однако ни в одной из них нет системы подготовки кадров для обеспечения всего процесса создания новой современной авиационной техники (ЛА, двигателей и оборудования).
Собственную полномасштабную систему подготовки кадров для АП, которая была подорвана в период «культурной революции», пытается восстановить и развить Китай. Ее основы были заложены в 50-60-е годы XX в. с помощью СССР. После «культурной революции» восстановление в Китае системы подготовки кадров велось по англо-американскому бакалавро-магистерскому пути, что создало большое количество проблем из-за недостаточной квалификации основной массы выпускников китайских вузов (бакалавров) при слабом развитии системы доучивания и переподготовки кадров на фирмах.
В ряде стран Азии существуют правительственные программы по созданию современной АП и системы подготовки кадров для нее. Но до сих пор они не дали какого-либо существенного результата.
Особо необходимо отметить положение в Бразилии. Авиастроительная бразильская корпорация «Эмбраэр» в настоящее время делит вместе с канадской авиастроительной корпорацией «Бомбардье» 3-4-е места в мире по объемам продаж гражданской авиационной техники (после корпораций «Боинг» и «Эрбас»). При этом в Бразилии последовательно развивается система подготовки кадров для АП. Однако пока ее успехи в этом направлении достаточно скромны, и основные кадры для корпорации «Эмбраэр» готовятся в европейских и американских университетах.
Подобное положение можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, разработка новых типов современной авиацион-
ной техники стала весьма дорогостоящим процессом. Поэтому происходит укрупнение программ разработки техники и соответственно фирм не только на национальном, но и межнациональном уровне. Во-вторых, те же явления наблюдаются в области подготовки кадров для АП (межгосударственная кооперация и специализация). В-третьих, эти процессы идут на фоне глобализации экономик стран всего мира. В-четвертых, они происходят в условиях чрезвычайно большой «инертности» развития наиболее сложных и высокотехнологичных отраслей промышленности и направлений образования (мировой опыт показывает, что для создания полноценного авиационного вуза, научного центра или конструкторского бюро требуется около 20-25 лет).
Наряду с указанными тенденциями есть примеры весьма бережного отношения к сложившимся структурам в области подготовки кадров в ряде западноевропейских стран. Так, в Голландии на протяжении почти всего XX в. существовала достаточно развитая, хотя и компактная АП (знаменитая фирма «Фоккер»). Значительную часть кадров для нее готовили в соответствующих учебных заведениях Голландии. В первой половине 90-х годов XX в. фирма «Фоккер» разорилась и перестала существовать как независимая самолетостроительная компания, осуществлявшая разработку и производство новых типов ЛА (но сохранилась в виде научно-инженерного центра, работающего в кооперации с другими зарубежными авиационными фирмами). Кроме того, в Голландии остался ряд предприятий по производству комплектующих для ЛА, производимых в других странах. Сохранилась в полном объеме и занимает достойное место голландская система подготовки авиационных специалистов, осуществляющая подготовку кадров как для европейских фирм, так и для стран всего остального мира. При этом правительство Голландии осуществляет поддержку (в том числе и материальную) соответствующих факультетов и кафедр голландских университетов, считая, что таким образом укрепляется накопленный высокий интеллектуальный потенциал всей голландской технической высшей школы и науки. Разумеется, эта поддержка голландской системы подготовки специалистов стимулируется в рамках интеграционных процессов, проходящих в Европе.
Для информационно-аналитического обзора по системе подготовки авиационных специалистов в ведущих авиационных стра-
нах мира был выполнен поиск информации в Интернете обо всех высших учебных заведениях, осуществляющих подготовку авиационных кадров. Была найдена информация о вузах 23 стран. Очевидно, что число стран, в которых осуществляется подготовка авиационных специалистов, гораздо больше. Однако можно с высокой степенью вероятности утверждать, что в число обследованных попали все наиболее известные вузы.
Был проведен подробный анализ американских вузов, осуществляющих подготовку авиационных специалистов. Это было сделано по той причине, что именно американская АП, гражданская авиация, военно-воздушные силы и соответствующая система образования наиболее сопоставимы по уровню развития, разнообразию и численности с российскими аналогами. Приведем некоторые результаты этого анализа.
Все американские вузы, осуществляющие подготовку авиационных специалистов, можно разделить на следующие группы:
1-я группа - вузы, преимущественно ориентированные на подготовку специалистов различного направления для авиационной отрасли (как для АП, так и для сферы ее эксплуатации);
2-я группа - многопрофильные вузы (не только чисто технические), имеющие факультеты или кафедры, на которых осуществляется подготовка специалистов для АП и гражданской авиации;
3-я группа - многопрофильные вузы, имеющие факультеты или кафедры, на которых осуществляется подготовка специалистов для АП;
4-я группа - многопрофильные вузы, имеющие факультеты или кафедры, на которых осуществляется подготовка специалистов для гражданской авиации;
5-я группа - специализированные вузы, осуществляющие подготовку специалистов для министерства обороны (в первую очередь, для военно-воздушных сил).
Необходимо отметить следующие особенности американских вузов, осуществляющих подготовку авиационных специалистов:
- достаточно равномерное распределение по всей территории США; при этом подавляющее большинство вузов (особенно самых престижных) расположено в небольших или совсем маленьких городах, находящихся на значительном удалении от крупных мегаполисов;
- расположение в регионах с развитой АП, сетью научных центров и структур гражданской авиации;
- специальности, учебные и научные лаборатории, основное оборудование, близкие к аналогичным показателям российских вузов (то же самое относится к соответствующим европейским вузам); вузы готовят специалистов по широкому спектру авиационных специальностей и специализаций, используя очень сложную и дорогостоящую лабораторную базу (аэродинамические трубы, испытательные стенды, тренажеры, учебные аэродромы, учебные ЛА, лаборатории с примерами препарированных конструкций ЛА и т.д.);
- подготовка специалистов как для сферы создания и производства авиационной техники, так и для сферы ее эксплуатации (эта особенность отличает американские вузы от российских, которые имеют жесткую специализацию: вузы, готовящие кадры для АП, и вузы, готовящие кадры для гражданской авиации или военно-воздушных сил);
- наличие элитных вузов - исследовательских университетов, готовящих специалистов для наиболее наукоемкой области -сферы создания и производства авиационной техники; эти вузы или соответствующие факультеты получают щедрое финансирование, за счет которого создаются условия дополнительной материальной поддержки студентов; например, в Эмбри-Риддл университете аэронавтики соотношение количества студентов и преподавателей равно 17:1 (в обычных многопрофильных американских вузах это соотношение находится в диапазоне от 25:1 до 30:1), и более чем 87% студентов получает финансовую помощь через университет, что позволяет им успешно обучаться сложным авиационным специальностям, не отвлекаясь на работу, которая обеспечила бы независимое материальное положение; в Массачусет-ском технологическом институте 72% студентов, обучающихся для получения степени бакалавра, имеют различные виды материальной поддержки (эта помощь осуществляется с учетом материального положения родителей студентов), при этом 25% студентов получают стипендии, 42% - зарплату за работу в научных группах института и 11% - зарплату за работу в качестве вспомогательного учебного персонала; таким образом, свыше половины студентов фактически проходят обучение в составе научно-учебных коллек-
тивов, осваивая свою будущую специальность и теоретически, и на практике;
- бакалавры, получившие подготовку в области авиации, стремятся к более высокому уровню квалификации, что отражается, например, в таком факте: 96% бакалавров-выпускников Эмбри-Риддл университета аэронавтики в течение года принимают решение о продолжении своего обучения; данное стремление объясняется высокими квалификационными требованиями со стороны авиационной отрасли;
- подготовка магистров аэронавтических наук (Aeronautical Science), магистров аэрокосмической техники (Master of Aerospace Engineering) и инженеров; выпускники указанных квалификаций (магистры аэрокосмической техники (Master of Aerospace Engineering) и инженеры) по своей подготовке приближаются к инженерам-выпускникам российских авиационных вузов.
В США соответствующая система дополнительной профессиональной подготовки и переподготовки специалистов достигла высокого уровня развития. Так, например, численность учащихся всех американских центров дополнительной профессиональной подготовки и переподготовки специалистов выше, чем численность студентов всех высших учебных заведений страны. В авиационной отрасли США все фирмы и корпорации имеют соответствующие учебные центры, в которых обучается большинство принимаемых на работу специалистов. Подобная система доучивания и переподготовки кадров существовала в СССР в виде отраслевых центров (институтов) повышения квалификации. Сейчас в России такая система в значительной степени разрушена (так как она существовала при отраслевых министерствах и финансировалась через них) и очень медленно воссоздается.
На предприятиях американской АП (особенно в научно-проектных центрах) основная масса специалистов имеет степень магистра. Все специалисты-бакалавры прошли обучение в соответствующих учебных центрах в течение 1,5-2 и более лет (фактически получая инженерную подготовку по специальностям, по которым они будут работать, как это делалось в советской инженерной высшей школе).
Доучивание бакалавра до уровня профессионального специалиста (через степень магистра или систему профессиональной под-
готовки соответствующих фирм) в АП США занимает три-четыре года. Следовательно, обучение профессиональных специалистов занимает семь-восемь лет (бакалавриат + послебакалаврское доучивание). Обучение в магистратуре занимает как минимум два года и обеспечивает подготовку, в первую очередь, научного работника с весьма узкой специализацией. Следовательно, подготовка магистра занимает как минимум шесть лет.
В настоящее время руководителей промышленности западных стран подобная ситуация с подготовкой технических специалистов не устраивает. По их требованию началась частичная реформа авиационного образования, направленная на подготовку в вузах полноценных инженеров. Это означает приближение англоамериканской двухступенчатой системы подготовки специалистов к российской одноступенчатой системе подготовки инженеров. Так, например, ведущий технический университет США - Масса-чусетский технологический институт - с 1995 г. начал подготовку инженеров-магистров. Во Франции Национальный институт прикладных наук (Г^А) и Технический университет в Компьене (УТ8) также по требованию промышленности перешли на пятилетние учебные планы подготовки инженеров.
Основными недостатками двухуровневой системы подготовки специалистов являются:
- увеличение до шести-восьми лет срока обучения полноценного профессионального специалиста для АП (вместо 5,5-6 лет подготовки по российской системе обучения инженеров);
- недостаточно высокое качество профессиональной подготовки магистра, так как за два-три года он должен изучить большое количество профессиональных дисциплин, которые невозможно выстроить в строгую последовательность (эта последовательность логически и методически строго выстраивается только в течение пяти лет), когда знания одной дисциплины последовательно используются в следующей дисциплине.
При 5,5-6-летнем сроке обучения изучение профессиональных дисциплин начинается с первого курса и продолжается до конца учебы, постепенно увеличиваясь в объеме. Таким образом, обеспечивается постепенное накопление профессиональных знаний и навыков, что гарантирует высокое качество подготовки вы-
пускника российской школы высшего технического образования и его быструю адаптацию на производстве.
Рассмотрим ряд вопросов обучения специалистов по авиационным технологиям в России [3], связанных с историей и с современным состоянием авиационной промышленности. История российской авиации и системы подготовки кадров для нее (системы подготовки авиационных кадров) началась в первых десятилетиях XX в.
Основоположником русской научно-педагогической школы в области авиационных наук был Николай Егорович Жуковский. Еще до первых полетов самолета он приступил к разработке вопросов теории «летания». В 1909 г. студенты Московского высшего технического училища (МВТУ), слушавшие лекции Н.Е.Жуковского, организовали воздухоплавательный кружок, где с 1911 г. началось систематизированное чтение лекционных курсов по основным направлениям авиационной науки и техники. В 1910 г. Н.Е.Жуковский организовал в МВТУ аэродинамическую лабораторию, а затем аэромеханический факультет, на базе которого в 1930 г. было создано Высшее аэромеханическое училище (ВАМУ), названное впоследствии Московским аэромеханическим институтом. 20 августа 1930 г. было утверждено название «Московский авиационный институт». Он стал первым в стране высшим учебным заведением, где все специальности были связаны с АП. В том же 1930 г. был создан также Харьковский авиационный институт.
Так как в 30-е годы предусматривался преимущественный рост производства тех отраслей, которым предназначалась главная роль в деле обеспечения обороны и хозяйственной устойчивости страны в военное время, АП стала быстро развиваться. Началось строительство авиационных и моторостроительных заводов, создавались конструкторские бюро, которые требовали все больше и больше кадров с высшим образованием. В 1932 г. начинают работать Казанский и Рыбинский авиационные институты. В 1940 г. был создан Московский авиационный технологический институт, в 1941 г. - Ленинградский авиационный институт, переименованный впоследствии в Ленинградский институт авиационного приборостроения. В 1942 г. страна получила еще два вуза: Куйбышевский и Уфимский авиационные институты.
Специалистов по эксплуатации для гражданской авиации в СССР готовили вузы, находившиеся в Киеве (Киевский институт ин-
женеров гражданской авиации), Риге (Рижский институт инженеров гражданской авиации) и Ленинграде (Ленинградская академия гражданской авиации). В Москве до 1971 г. работал филиал Киевского института инженеров гражданской авиации, который затем был преобразован в Московский институт инженеров гражданской авиации.
За прошедшие почти 100 лет российская авиация и система подготовки кадров для российской авиации прошли большой путь развития. В России, как и в других странах мира, система подготовки авиационных кадров создавалась и развивалась в соответствии с потребностями авиационной деятельности, что отражалось как на создании и развитии соответствующих направлений авиационного образования (подготовка кадров для сферы научных исследований, разработки и изготовления авиационной техники, ее эксплуатации (применения и обслуживания) и ремонта), так и на территориальном размещении учебных заведений, а также их ведомственной принадлежности.
Во всех вышеперечисленных городах, в которых появились авиационные вузы, были как опытные, так и серийные авиационные производства, однако сеть серийных заводов непрерывно расширялась. Поскольку в те годы осуществлялась политика рассредоточения заводов по стране, то очень скоро появилась необходимость подготовки кадров с высшим образованием в Комсомольске-на-Амуре, Иркутске, Новосибирске, Перми, Воронеже, Тбилиси, Ташкенте и Ульяновске. В политехнических вузах этих городов были созданы самолетостроительные, ракетостроительные, двигателестроительные и приборостроительные факультеты или кафедры, часть которых в последние годы преобразовалась или находится в процессе преобразования в авиационные или аэрокосмические вузы.
Подготовка специалистов по авиационным технологиям определяется состоянием АП в стране. Нынешнее состояние АП является прямым следствием ее формирования в условиях тотального государственного планирования в СССР и закрытости государства от внешнего мира, причем не предполагалось, что она когда-либо будет функционировать в иных условиях. Ранее в стране производилось не менее четверти выпускаемых в мире ЛА, в основном военного назначения (свыше 80% всей производимой в стране авиатехники) [5]. Экспорт в СССР далеко не всегда носил
коммерческий характер и часто преследовал цели сохранения и расширения «зон влияния» без учета экономической целесообразности. Когда политическая и экономическая ситуация в стране кардинально изменилась, негативные последствия стали практически неизбежны.
В 90-е годы имело место резкое снижение производства в авиастроении. При этом число производителей и разработчиков авиационной техники, несмотря на бурные, но хаотичные процессы акционирования, конверсии и изменения ведомственной принадлежности за последние двенадцать лет мало изменилось. Численность работающих уменьшилась с 1,5 млн. человек в начале 90-х годов до примерно 0,5 млн. человек в настоящее время [9]. Учитывая, что реализация ЛА сокращалась существенно более высокими темпами, неудивительно, что производительность труда упала в 2,5-3 раза [10, 12].
Еще одним негативным последствием падения производства стала близкая к критической утрата технологической культуры. Учитывая, что в силу специфики производства в авиастроении и обслуживании ЛА даже сравнительно кратковременный отрыв инженерно-технического работника от производственного процесса влечет за собой необходимость его переподготовки, нетрудно представить себе, каков уровень падения квалификации в условиях длящихся годами простоев. Существенную роль играет также уход значительной части квалифицированного персонала в другие сферы деятельности: теряется эффект «передачи опыта».
Таким образом, основными «болевыми точками» авиастроения стали:
- недозагрузка производственных мощностей;
- рост цен на комплектующие, двигатели и, как следствие, ЛА;
- снижение производительности труда, его низкая оплата;
- отсутствие возможности осуществлять НИОКР с целью разработки перспективных образцов продукции;
- отсутствие возможности в необходимые сроки осуществить доработку образцов техники, которые пока отвечают современным требованиям, но отстают от зарубежных аналогов по ряду показателей;
- отсутствие реальной возможности поставлять производимые ЛА на условиях лизинга [4, 6].
Сложившееся положение объясняется следующими причинами.
Исторические причины - нерыночный характер советской экономики (гарантированные централизованные закупки, прямое регулирование цен).
Внутриэкономические причины - падение платежеспособного спроса на продукцию производителей авиационной техники со стороны авиакомпаний и на авиаперевозки со стороны населения и грузоотправителей.
Внешнеэкономические причины - высокая конкурентность рынков, повышение требований к техническому уровню обеспечения безопасности полетов и экологическим характеристикам самолетов.
Внутриполитические причины - отсутствие достаточно четко структурированной государственной политики, слабая экономическая обоснованность и низкая реализация принимаемых решений.
Организационные причины - разрыв и потеря многих кооперационных связей между предприятиями и организациями АП.
Следует признать, что до недавнего времени совокупность проблем гражданской авиации и авиапрома, возникших в силу вышеперечисленных причин, не имела реального решения в рамках рыночной системы. Авиакомпании могли с избытком обеспечивать имеющийся платежеспособный спрос силами парка воздушных судов, оставшихся в их распоряжении с советского периода. При этом оценка рынка авиаперевозок внушала опасения. Государство, обремененное тяжелыми внешними и внутренними обязательствами, не могло выступать в качестве гаранта закупки продукции АП в течение сколько-нибудь длительного времени (закупки за счет бюджета прекратились еще в 1995 г.).
Научно-технический потенциал авиастроительных научно-исследовательских институтов (НИИ) и опытно-конструкторских бюро (ОКБ) в настоящее время все еще позволяет разрабатывать, испытывать и передавать в серийное производство ЛА, однако постепенно утрачивается способность к проведению задельных НИР и осуществлению масштабных опытно-конструкторских разработок. Это происходит, в основном, по следующим причинам:
- хроническая недостаточность финансирования (практически из всех источников не более 20-30% от необходимого); как следствие этого, с 1991 по начало 2000-х годов более чем в четыре раза сократился объем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР); это грозит серьезным отставанием отечественной авиационной науки от США и Европейского союза;
- отток научных и инженерных кадров высшей квалификации;
- разрушение уникальной экспериментальной базы [4, 6].
В результате перед Россией встала угроза отставания от мирового уровня в области разработки новых образцов авиационной техники. При этом АП была и остается самой наукоемкой и высокотехнологичной отраслью промышленности. Подсчитано, что себестоимость производства в расчете на килограмм веса авиатехники составляет от 1 до 3 тыс. долл., в том числе авионики - до 10 тыс. долл., тогда как бытовой видеоаппаратуры - от 200 до 300 долл., а автомобиля - от 10 до 30 долл. [4].
АП СССР, функционировавшая в рамках Министерства авиационной промышленности (МАП) СССР, представляла собой мощную авиационную корпорацию в современном смысле этого слова. Она имела научно-исследовательские и опытно-конструкторские организации, серийные заводы, т. е. все те структуры, которые характерны для таких ведущих авиационных корпораций, как «Боинг» и «Эрбас». В рамках МАП СССР (с привлечением других министерств) формировались финансовые потоки, успешно обеспечивавшие создание и производство новой авиационной техники, а также дополнительное финансирование системы подготовки кадров [5, 6, 10]. Однако в отечественной АП существовали предпосылки, осложнившие ее развитие. В первую очередь необходимо отметить юридическую и организационно-финансовую разрозненность ОКБ и серийных заводов в рамках МАП. Если в советское время проблемы, связанные с этой разрозненностью, компенсировались централизованным финансированием и планово-командной системой руководства, то после акционирования и приватизации 90-х годов данная разрозненность «ударила» как по ОКБ, так и по серийным заводам. Во-первых, произошло обвальное сокращение государственного финансирования научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Во-вторых, в процессе приватизации произошло раздробление Аэро-
флота и создание огромного количества авиакомпаний (свыше 400), подавляющее большинство которых нацелено только на получение краткосрочной прибыли и практически не заботится о модернизации и обновлении парка (они и не способны это делать в силу своей малости и финансовой слабости). Следовательно, финансовые потоки от покупателей гражданской авиационной техники к создателям этой техники сократились. В-третьих, произошла раздельная приватизация авиационных серийных заводов и ОКБ, проектировавших для них новую авиационную технику. Это практически перекрыло каналы финансирования разработки новой авиационной техники со стороны серийного производства.
Необходимо отметить, что в середине 80-х годов были попытки объединения серийных заводов и ОКБ АП, но они были неудачны. Это объясняется нежеланием одних руководителей переходить в подчинение другим (руководители ведущих ОКБ и серийных предприятий МАП СССР имели высокий статус в хозяйственном руководстве страны и большое влияние в политическом руководстве СССР), а также отсутствием твердой и последовательной воли со стороны руководства МАП и правительства СССР проводить такое объединение. Сейчас подобного рода объединение ОКБ и серийных предприятий сдерживается по тем же причинам. К ним прибавилось стремление руководителей отдельных организаций и заводов максимально самостоятельно осуществлять финансовую деятельность своих предприятий.
В-четвертых, после получения самостоятельности большинство серийных авиационных заводов отказалось отчислять часть доходов от продаж разработчикам авиационной техники, мотивируя эти действия тем, что в свое время (при существовании СССР) государство полностью профинансировало затраты на ее создание1. При этом наблюдается процесс организации новых ОКБ при серийных авиационных заводах. Сейчас они находятся на стадии становления и реально будут выдавать полноценные новые разработки через 10-15 лет. Ранее же сложившиеся творческие коллективы ОКБ умирают. Сочетание этих тенденций значительно сдерживает развитие АП, хотя, если удастся сформировать вполне квалифицированные ОКБ при серийных заводах, то в будущем
(лет через 10-15) их деятельность в тесной связке с серийными заводами принесет положительные результаты.
Последние 14 лет экономических и социальных преобразований в России в наибольшей степени «ударили» по высокотехнологическим отраслям промышленности, соответствующим российским научным и образовательным структурам. Пострадала и АП России. В ней идет утрата технологий создания новой авиационной техники и ее серийного производства, но наиболее тревожное явление - потеря основного кадрового потенциала практически во всех организациях и предприятиях авиационной промышленности [5, 6].
Рассмотрев современное состояние АП России, дадим краткую характеристику состояния ее кадровых ресурсов [4, 11]. Для них характерны:
1) сравнительно большой срок формирования; минимальный срок подготовки инженерно-технических работников (ИТР) с учетом обучения в вузе составляет шесть-семь лет, а «доведение» специалиста до уровня инженерной и/или научной зрелости - не менее 12 лет; при этом нижняя возрастная граница получения ученой степени кандидата наук составляет 30 лет, а доктора наук - 40 лет; для рабочих получение достаточной квалификации, определяемой соответствующим разрядом, составляет не менее пяти лет;
2) сравнительно малые сроки потери необходимого уровня квалификации (деквалификация) в случае простоев и/или перерывов в работе по специальности; утрата базовых знаний и дезактуа-лизация представлений о ситуации в проблемной области составляет не более трех лет;
3) большая продолжительность и низкая вероятность успешной квалификационной реабилитации; как правило, переобучение занимает не менее одного года и имеет вероятность благоприятного исхода менее 50%;
4) значительные затраты на обучение; хотя в настоящее время реальные затраты на подготовку авиационного специалиста с высшим образованием не превышают 5-10 тыс. долл., в случае дальнейшего выравнивания внутрироссийских и мировых цен они должны составить не менее 100-300 тыс. долл., а по наиболее ин-теллектуалоемким специальностям могут достигнуть 500 тыс. долл.;
5) низкие интенсивность и результативность целевой адаптации сотрудников с неавиационной подготовкой для работы на предприятиях АП; как правило, адаптация на авиационном производстве проходит плохо; пожалуй, единственное исключение составляют военные отставники, причем в основном служившие в ВВС, ПВО, РВСН и академиях авиационного профиля;
6) особый характер мобильности; авиационные специалисты по уровню своей подготовки конкурентоспособны на рынке рабочей силы и легко трудоустраиваются вне АП, неохотно в силу цеховых психологических ограничений осуществляют внешнюю и внутреннюю эмиграцию, а в случае трудоустройства испытывают дискомфорт и почти никогда не возвращаются в авиационную сферу; кроме того, реальная мобильность авиационных кадров легко реализуема только в крупных научно-промышленных центрах и практически недоступна занятым на градо- и регионообра-зующих предприятиях;
7) низкая профессиональная диверсифицированность; основная масса российских кадровых работников в АП не готова и не способна выйти за рамки своей достаточно узкой специализации, для получения которой они затратили большое количество времени и усилий; кроме того, играет роль снижение уровня интеллектуального труда при уходе из АП в другие отрасли и сферы деятельности (специалист неохотно идет на менее творческий вид деятельности, требующий меньшей квалификации, чем им была приобретена ранее);
8) низкая требовательность к уровню доходов и условиям труда в сочетании с ориентацией на завышенную социальную оценку своей производственной деятельности; так, например, средний уровень доходов работников АП на начало 2000 г. составлял около 60 долл. в месяц, в то время как физиологический уровень выживания оценивался на уровне не менее 110 долл. в месяц;
9) высокая латентная безработица; реальная производственная загрузка специалистов АП составляет не более 30% от потенциально возможной (иногда используется термин «располагаемой»); соответственно работа имеет низкую интенсивность, порождает низкую производительность и рассматривается большинством специалистов как формальная занятость, которая обеспечивает неосновной источник доходов и сохраняет трудовой стаж;
10) низкий уровень фактической фондовооруженности, особенно в части современного оборудования (с одной стороны, неизношенного физически, а с другой - морально устаревшего); это прежде всего относится к современной вычислительной технике;
11) высокая (с точки зрения уровня, существующего в развитых странах) изолированность от мировой авиационной науки и промышленности; подавляющее большинство российских специалистов в АП не имеют межличностных и производственных контактов с зарубежными коллегами;
12) информационная оторванность, выражающаяся в отсутствии возможности получать новейшую информацию о мировой авиационной науке и промышленности;
13) широкое распространение «династичности», при которой новые работники являются преимущественно потомками ранее работавших в АП (зачастую в тех же организациях);
14) падение числа занятых в АП; на серийных заводах численность производственных рабочих сократилась практически пропорционально сокращению объема производства, т.е. в несколько раз; при этом ушли наиболее квалифицированные кадры; практически все ОКБ и НИИ тоже потеряли ведущие кадры;
15) существование фактически непреодолимых барьеров для трудоустройства иностранных авиационных специалистов (режимный, зарплатный и языковой барьеры);
16) старение (средний возраст работающих в НИИ и ОКБ равен 55-60 годам, на серийных предприятиях немногим ниже); практически отсутствует средневозрастные инженеры и ученые, имеющие необходимый опыт и квалификацию и способные выполнять высококвалифицированную работу, быть лидерами творческих коллективов и обучать молодых специалистов;
17) преобладание среди руководителей предприятий, административно-управленческих служб и подразделений специалистов, не обладающих профессиональной менеджерской подготовкой;
18) социально-психологическая непрестижность АП и неуверенность работников в завтрашнем дне;
19) рассредоточенность серийных заводов АП по территории всей страны и одновременная концентрация значительной части НИИ и ОКБ в Москве и Московской области;
20) повышенная концентрация центров подготовки авиационных специалистов (особенно специалистов для НИИ и ОКБ) в Москве;
21) отсутствие необходимой мобильности кадров, обусловленное отсутствием жилья.
Указанные особенности кадровых ресурсов АП позволяют сделать следующие выводы:
1) кадровый потенциал АП уже находится в состоянии, препятствующем технологическому совершенствованию авиационного производства;
2) основные тенденции развития кадрового потенциала АП негативны и трудноисправимы, что требует выработки специальных мер.
Главные причины отмеченного негативного состояния кадрового потенциала АП:
1) общеэкономический кризис, приведший к значительному падению доходности отечественного авиационного производства;
2) вырождение управленческой сферы АП на всех уровнях, в том числе связанное с неквалифицированным управлением в части использования и развития кадрового потенциала [4].
Поэтому необходима реализация комплекса антикризисных мер в области кадровой политики предприятий АП, направленных на улучшение состояния кадрового потенциала и затрагивающих всех работников, особенно «молодых специалистов» (работников в возрасте до 28-33 лет). Именно они составят основную часть так называемого человеческого потенциала АП на среднесрочную и долгосрочную перспективу, так как в ближайшие 5-10 лет специалисты старшего поколения (старше 55 лет) объективно утратят работоспособность, а специалисты среднего поколения (35-55 лет) не смогут эффективно работать в дискомфортных условиях. Поэтому в обозримом будущем реальны два сценария: либо потенциал АП окажется полностью разрушен, и тогда проблема кадров для него исчезнет сама собой; либо кадровая составляющая будет в основном представлена специалистами не старше 45 лет, а управление будет наиболее действенным.
В силу инерционности процессов формирования кадрового потенциала последствия эффективного управления могут сказать-
ся лишь через несколько лет. Поэтому выработка соответствующих управленческих решений должна начаться как можно раньше.
Особую специфику имеет кадровая проблема предприятий АП в крупных городах (особенно в Москве). Например, средние доходы в Москве значительно выше, чем в целом по России. Так средняя зарплата достигла уже 16-18 тыс. рублей при средней зарплате по России 8 тыс. рублей. Предлагаемая же на московских авиационных предприятиях зарплата в пределах 10 тыс. рублей не привлекает выпускников вузов. Тем более что перспективы повышения зарплаты молодых специалистов в связи с низким уровнем средних зарплат на предприятиях нет. Московские авиационные предприятия испытывают постоянную нехватку молодых специалистов, несмотря на попытки их привлечения. Все это приводит к значительно более быстрому сокращению численности московских предприятий АП по сравнению с другими регионами России за счет интенсивного оттока кадров в те отрасли, зарплаты в которых значительно выше.
Необходимо отметить, что в связи с большой сложностью и наукоемкостью авиационной отрасли постепенно, но достаточно последовательно сложилась дифференциация подготовки авиационных кадров. Во-первых, выделились вузы, осуществляющие подготовку авиационных специалистов для АП - авиационные институты. В две самостоятельные группы выделились также вузы, осуществляющие подготовку специалистов в области эксплуатации авиационной техники (для гражданской авиации и вооруженных сил). Этот процесс шел постепенно, но достаточно последовательно, хотя так и не завершился. Например, Военно-воздушная инженерная академия им. Н.Е.Жуковского (ВВИА) вплоть до 50-х годов осуществляла подготовку специалистов в области проектирования ЛА (начиная с 50-х годов она перешла на подготовку специалистов только в области эксплуатации авиационной техники). Во-вторых, произошла специализация авиационных институтов на вузы, осуществляющие подготовку специалистов для НИИ и ОКБ (сфера разработки авиационной техники) и серийных заводов (сфера серийного производства авиационной техники). В настоящее время положение с подготовкой специалистов для АП в России по сравнению с началом 90-х годов ухудшилось из-за уменьшения набора студентов и, следовательно, выпуска инженеров.
Внедрение рыночных отношений в экономику нашей страны привело к ряду негативных последствий в области подготовки инженерных кадров высшими учебными заведениями, в том числе и по авиационным специальностям. Однако можно констатировать, что авиационные вузы России выжили и пока еще продолжают подготовку инженерных кадров и высококвалифицированных специалистов для АП практически по всей номенклатуре профильных специальностей.
В тяжелое положение попали студенты, обучающиеся по высокотехнологичным специальностям в авиационных вузах. Это вызвано следующими причинами:
1) обучение осталось сложным и трудоемким; оно требует много времени для выполнения большого количества курсовых работ, курсовых проектов и других видов самостоятельной работы студента; в среднем студент тратит 54 часа в неделю на учебу (аудиторные занятия и самостоятельная работа);
2) максимальная стипендия студента-отличника составляет в настоящее время около 1000 рублей в месяц, что в сопоставимых ценах в пять-шесть раз ниже стипендии в 80-х годах.
В целом материальное положение семей студентов, которые в основном являются детьми работников АП, невысокое. До начала 90-х годов большая часть студентов участвовала в научных исследованиях, проводившихся на выпускающих кафедрах. Они получали дополнительный заработок и приобретали навыки проведения научных и инженерных работ по избранной специальности, что повышало их творческий потенциал. В настоящее время практически все студенты технических специальностей не имеют дополнительной достойно оплачиваемой работы по специальности. Их трудовая деятельность никак не связана со специальностью, по которой они обучаются.
Отметим, что рабочая группа Совета деканов инженерных факультетов вузов США [2] в числе рекомендаций по совершенствованию процесса подготовки инженерных кадров указала на необходимость обеспечения достойного и высокого уровня финансовой поддержки студентов (в первую очередь стипендий), которая должна составлять величину, примерно равную половине зарплаты выпускника вуза. В 70-х годах в советских технических вузах стипендия студентов как раз соотносилась с зарплатой молодых специали-
стов как 1:2. В настоящий момент в московских технических вузах это соотношение в диапазоне от 1:10 (при соотнесении стипендии к минимальной зарплате молодых специалистов в московских организациях АП) до 1:30 (при соотнесении стипендии к средним зарплатам выпускников ведущих московских технических вузов, которые примерно равны средним зарплатам по Москве).
В последние 14 лет резко снизился уровень государственного финансирования образования в авиационных вузах при почти полном отсутствии финансирования со стороны АП. Около 10 лет оно осуществлялось только по статье «заработная плата» на чрезвычайно низком уровне. По этой причине авиационные вузы, имевшие мощную материально-техническую базу, оказались в тяжелом положении. Их недофинансирование привело к следующим последствиям:
- резко снизился интерес молодежи к работе преподавателя и вообще работника вуза;
- из вузов ушло подавляющее большинство молодых талантливых специалистов (преподавателей, учебно-вспомогательного и научного персонала);
- отток молодежи привел к старению профессорско-преподавательского состава (особенно на специальных кафедрах); средний возраст преподавателя на специальных кафедрах авиационных вузов равен 62 годам, а профессоров приблизился к 70 годам; низкая пенсия заставляет преподавателей вести учебную работу, несмотря на возраст; руководство вузов вынуждено с этим мириться, так как преподавателей-пенсионеров заменить некем;
- произошло разрушение педагогических школ; это вызвано тем, что молодой начинающий преподаватель должен в течение примерно пяти лет под руководством куратора-профессора кафедры осваивать методику учебного процесса, постепенно поднимая уровень своего мастерства; в настоящий момент из-за отсутствия молодых преподавателей старшему поколению передать свой педагогический опыт некому и это грозит исчезновением педагогических школ на специальных кафедрах авиационных вузов;
- низкая заработная плата преподавателей также не способствует привлечению к педагогической работе молодых ученых и высококлассных специалистов из промышленности; в настоящее время реальная заработная плата преподавателей высших учебных заведений составляет не более 25% от той, которую они имели до 1990 г.;
- возникла и прочно закрепилась социальная апатия у работников вузов, появилась необходимость в совместительстве в других организациях (при этом на учебно-методическую работу остается немного времени);
- нехватка средств сказалась на уровне материально-технического обеспечения учебного процесса (не могут эксплуатироваться и фактически вышли из строя уникальные учебно-научные стенды и установки, что неизбежно сказывается на качестве выпускаемых специалистов);
- учебно-вспомогательный персонал, который по нормативам высшей школы должен составлять 25% от численности преподавательского состава, практически отсутствует в авиационных вузах из-за очень низкой оплаты труда.
Спад в АП привел к резкому сокращению объемов НИР, выполняемых в авиационных вузах по заказам отраслей и отдельных предприятий (примерно на порядок по сравнению с концом 80-х годов). Это привело к следующим отрицательным результатам:
- в значительной степени утрачен главный источник знаний по профилю специальности, а значит, практически прекратилось обновление содержания специальных учебных дисциплин;
- из-за простоя предприятий АП вузы лишились полноценных учебно-производственных практик;
- исчезли условия для наиболее эффективных форм обучения студентов - в составе учебно-научных групп, работающих по реальной тематике;
- происходит деградация профессорско-преподавательского состава как ученых, способных решать реальные научные задачи;
- сведен до минимума источник внебюджетного финансирования вузов за счет научных исследований.
Значительно снизилась помощь предприятий АП специальным кафедрам авиационных вузов. До начала 90-х годов они оказывали (часто безвозмездно) большую материально-техническую помощь.
Специальные кафедры получали от предприятий АП новейшие образцы авиационной техники и различные исследовательские установки, что позволяло вести обучение студентов не только на уровне серийно освоенных, но и самых передовых технологий.
Реформирование образования, введение государственных образовательных стандартов (ГОС) привели к существенному со-
кращению объема учебных занятий по специальным дисциплинам и дисциплинам специализаций, что ударило по спецкафедрам, их научным школам, где сосредоточена большая часть крупных ученых и педагогов, на которых держится и которыми гордится высшая авиационная школа России.
Рассмотрим основные предлагаемые мероприятия, направленные на сохранение и совершенствование отечественной системы подготовки авиационных кадров и развитие авиационной науки в вузах. В ближайшие годы в авиационных вузах произойдет ряд очень важных и далеко идущих событий. В связи с сокращением контингента преподавателей придется осуществить вынужденное объединение авиационных специальных кафедр, что повлечет за собой сокращение и перестройку (реконфигурацию) классификатора специальностей и специализаций. Станет актуальной проблема консервации специальных знаний на достигнутом уровне «до лучших времен». Необходима реализация экстренных, чрезвычайных мер по созданию кадрового резерва на авиационных специальных кафедрах за счет целевого дополнительного выделения средств для привлечения молодых специалистов на приемлемых для них условиях (зарплата, возможности научного роста, жизнеобустройство в будущем).
Качество подготовки специалистов даже в ведущих технических (в том числе авиационных) вузах существенно снизилось как по объективным причинам, связанным с состоянием базовых отраслей промышленности и недофинансированием вузов, так и по субъективным причинам, связанным с реформированием системы образования на основе экономических критериев и недифференцированным подходом при принятии решений, не учитывающих специфику технического образования.
Задача научного обоснования оптимальной системы образования в различных областях образовательной деятельности никогда не решалась. К счастью, в области авиационного образования пока сохранилась российская система инженерного образования, хотя и в заметно «подпорченном» виде из-за государственных образовательных стандартов, которые применялись без дифференцированного подхода с грубым нарушением диалектики стандартизации.
Несмотря на необоснованные нападки и необъективную критику сторонников «радикального реформирования» россий-
ской системы инженерного образования, подавляющее большинство профессионалов-педагогов авиационных вузов и специалистов АП выступают за ее сохранение и дальнейшее совершенствование на базе современных образовательных технологий.
Нельзя допустить развала системы, прекрасно зарекомендовавшей себя на практике, создававшейся и совершенствовавшейся многие десятилетия. Это тем более нецелесообразно потому, что в авиационном образовании США, Франции и других высокоразвитых стран вместе с созданием новых подходов к организации высшего образования методично шаг за шагом воспроизводится наша российская система инженерного образования: наши конкуренты осознали ее неоспоримое преимущество и безальтернативность.
Необходимо срочно предоставить головным авиационным вузам и соответствующим учебно-методическим объединениям совместно с промышленностью исключительные права вносить изменения в классификатор авиационных специальностей и содержание образовательного процесса для оперативного реагирования на изменения возможностей вузов по реализации учебного процесса. Реконфигурация образовательных процессов по авиационным специальностям должна быть легитимной в рамках нормативно-правового поля (например, предоставление соответствующих академических свобод ряду вузов и учебно-методических объединений).
Организациям АП необходимо принять активное участие в формировании нового перечня авиационных специальностей с учетом существующего и перспективного уровней развития авиационной отрасли. Заказчикам специалистов по авиационным специальностям надо глубже вникать в суть решений по реформированию образования, в частности, разобраться в проблеме стандартизации в образовании с тем, чтобы своевременно отстаивать свои интересы в области качества подготовки специалистов.
Необходимо решить вопрос о расширении участия профессорско-преподавательского состава и студентов вузов в научных исследованиях по профилю специальности. Целесообразно объединить очень небольшие, но жизнеспособные (по возрасту персонала и тематике) педагогические и научные коллективы, а также отдельных преподавателей и научных сотрудников московских авиационных вузов в отдельный компактный авиационный элитный вуз -исследовательский университет (может быть, используя часть базы
одного из существующих вузов), который должен финансироваться из специальных фондов (федеральных, региональных и отраслевых) на таком уровне, чтобы обеспечивать учебный процесс очень небольшого контингента студентов по основным авиационным специальностям в течение ближайших 10-15 лет. При этом уровень финансирования отдельного преподавателя и студента должен быть увеличен не менее чем на порядок по сравнению с существующим уровнем, в противном случае не будет выполнена задача притока молодых талантливых перспективных преподавательских и научных кадров, а это значит, что средства, выделенные в меньших размерах, будут потрачены зря. При этом такой вуз будет готовить кадры, как для АП, так и для гражданской авиации. Их основная часть будет работать на региональных предприятиях и в организациях АП, а также региональных авиационных вузах (для передачи педагогического опыта московских вузов).
Заключение
Выполнен науковедческий анализ исследований по технологии создания ЛА нового типа - комбинированных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки с поворотными несуще-тянущими воздушными винтами. Как следует из результатов анализа мирового и отечественного информационных потоков по проблемам создания АВВП с ПНТВ, в России накоплен богатый опыт работ по данной тематике. Она занимает второе (после США) место в указанной области. В то же время с начала 90-х годов произошло снижение исследовательской активности и масштаба работ в России.
В анализируемой области исследований проявились несколько положительных и отрицательных факторов. К положительным факторам можно отнести:
- близость структур (распределений по тематике) отечественных и зарубежных информационных потоков;
- значительное преобладание докторов наук среди руководителей научно-технических исследований, финансируемых из государственного бюджета;
- приблизительную синхронность темпов изменения числа отечественных публикаций и темпов изменения числа зарубежных публикаций по отдельным направлениям исследований и в целом;
- сочетание научно-исследовательской и преподавательской деятельности значительной части научных сотрудников, работающих по данной тематике.
К факторам, тормозящим исследовательские работы по созданию АВВП с ПНТВ, относятся:
- обвальное снижение финансирования в период с начала 90-х годов по настоящее время;
- недостаточный объем работ по подготовке высококвалифицированных кадров.
Учитывая интенсификацию исследовательских работ по созданию АВВП с ПНТВ, проводимых в США и Западной Европе, необходимо на основании технико-экономических расчетов предпринять неотложные меры по увеличению объема и интенсивности подобных работ в России за счет государственного бюджета. Это в самой ближайшей перспективе может дать значительный экономический эффект с учетом высокого уровня потребности в использовании подобных транспортных средств.
В России, как и в других странах мира, система подготовки авиационных кадров создавалась и развивалась в соответствии с потребностями АП, гражданской авиации и военно-воздушных сил. Это отражалось как на создании и развитии соответствующих направлений авиационного образования (подготовка кадров для сферы научных исследований, разработки и изготовления авиационной техники, ее эксплуатации (применения и обслуживания) и ремонта), так и на территориальном размещении учебных заведений, а также их ведомственной принадлежности.
Негативным следствием падения производства в АП стала близкая к критической утрата технологической культуры. Научно-технический потенциал авиастроительных НИИ и ОКБ в настоящее время все еще позволяет разрабатывать, испытывать и передавать в серийное производство воздушные суда и авиационные комплексы любого назначения, однако постепенно утрачивается способность к проведению задельных НИР.
Кадровый потенциал российской АП находится в таком состоянии, что препятствует технологическому совершенствованию