Секретариат программы «Шаг в будущее» Почтовый адрес
| Вид материала | Документы |
- Программы «Шаг в будущее Инникигэ хардыы» Начальникам муниципальных управлений образования, 359.34kb.
- Приказ 28. 10. 2011 №164-7/о Об итогах XVIII научно-практической конференции «Шаг, 108.32kb.
- Программы «Шаг в будущее», 114.31kb.
- Российской научно-социальной программы для молодежи и школьников «Шаг в будущее» общие, 219.31kb.
- Положение о школьной конференции учебно-исследовательских работ обучающихся 1-11 классов, 140.62kb.
- Курс: Телефон (с кодом города): Факс (если есть): Почтовый адрес вуза: Почтовый адрес, 7.01kb.
- Программа для молодёжи и школьников «шаг в будущее», 263.02kb.
- Секретариат Государственного Собрания Курултая Республики Башкортостан Почтовый адрес:, 2679.85kb.
- Рекомендация на конференцию, 294.1kb.
- Доклада, 78.31kb.
| | Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана |
| | Российское молодежное политехническое общество |
| | |
| | |
| | Всероссийская научная конференция молодых исследователей «Шаг в будущее» Москва, 12-16 апреля 2010 г. |
| | Секретариат программы «Шаг в будущее» Почтовый адрес: 105005, Россия, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5 Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана, Центральный Совет программы «Шаг в будущее» Расположение: (для личных посещений) г. Москва, ст. метро «Бауманская», Госпитальный пер., д. 4/6, 3 этаж стилобатной части, левое крыло, к. 307, 309 Телефоны: (499) 263-62-82; (499) 267-55-52 Факс: (495) 632-20-95 Электронная почта: apfn@step-into-the-future.ru; apfn@mx.bmstu.ru WEB-страница в Internet: into-the-future.ru | | | |
| Ó | Доклады пленарных заседаний. Всероссийская научная конференция молодых исследователей «Шаг в будущее». М.: Научно-техническая ассоциация «Актуальные проблемы фундаментальных наук», 2010. 72 с. | |||
| Ò | Официально зарегистрированный знак научно-технической ассоциации «Актуальные проблемы фундаментальных наук». | |||
Доклады пленарных заседаний
Всероссийская научная конференция молодых исследователей
«Шаг в будущее»
Издание научно-технической ассоциации
«Актуальные проблемы фундаментальных наук»
Лицензия №006331, сер. ИД №059, 23 сентября 2001 г.
Серия «Профессионал»
УДК 001
ББК 72
М 75
УДК 001 Доклады пленарных заседаний. Всероссийская научная конференция молодых исследователей «Шаг в будущее». М.: РОО «НТА «АПФН», 2010. Серия «Профессионал». 72 c.
ISBN 978-5-900025-59-9
© РОО НТА АПФН, 2010
Симпозиум 1.
Инженерные науки
в техносфере настоящего
и будущего
Космонавтика – одна из важнейших отраслей деятельности человечества
Соловьев Владимир Алексеевич,
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Динамика и
управление полетом ракет и космических аппаратов» МГТУ им. Н.Э. Баумана,
первый заместитель генерального конструктора
РКК «Энергия» им. С.П. Королева, летчик-космонавт
Прошедший 20-й век и начало нынешнего столетия характеризуются стремительным развитием науки, современных технологий и созданием на этой основе новой совершенной техники. Благодаря этому процессу сегодня становится возможным решение целого ряда актуальных задач, ранее недоступное человечеству.
Одним из крупных достижений существующей цивилизации является становление практической космонавтики, которая к настоящему времени стала необходимой отраслью деятельности человека, охватывающей целый ряд направлений – астрофизики, природоведения Земли, связи, информационных технологий, метеорологии, материаловедения и т.д.
В докладе освещается путь развития мировой космонавтики от первого искусственного спутника Земли до её нынешнего состояния. Указаны движущие мотивы и факторы, способствовавшие высоким темпам её развития. Показана роль нашей страны в этом процессе.
Рассматриваются очередные задачи, которые необходимо решать в космосе в предстоящий период. При этом особое внимание уделяется перспективным пилотируемым программам (дальнейшие исследования в околоземном пространстве, требующие создания усовершенствованных космических кораблей и станций; создание обитаемой базы на Луне; межпланетные полёты, в первую очередь – к Марсу; создание системы спасения экипажей космических аппаратов, терпящих бедствие). Обсуждаются проблемы, которые необходимо решить при реализации этих программ, обосновывается целесообразность осуществления международного сотрудничества при их выполнении. Даётся оценка существующего хода работ по этим программам.
Указывается на роль молодых инженерных кадров, которые должны участвовать в таких работах, проводимых в России. Сообщается, по каким научно-техническим направлениям, связанным с космонавтикой, осуществляется подготовка студентов в МГТУ им. Н.Э. Баумана, являющимся одним из числа ведущих ВУЗов, в которых учебные курсы по этим направлениям проходили своё становление и развитие.
КУЗНИЦА БУДУЩИХ СОЗДАТЕЛЕЙ ОРУЖИЯ РОССИИ
Васильев Валерий Степанович,
кандидат технических наук, доцент
кафедры «Ракетные и импульсные системы»
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Многовековая история развития человечества позволяет сделать один непреложный вывод - если нация хочет иметь будущее, то она должна иметь средства для своей защиты.
На всех этапах становления и развития Государства Российского вопросам разработки и создания вооружения уделялось первостепенное внимание. Актуальность этой научно-технической проблемы не утрачена сегодня и не будет утрачена в будущем.
Процесс создания систем вооружения предусматривает этапы научных исследований, конструкторской и опытно-конструкторской разработки, изготовления и эксплуатации. На каждом из этих этапов определяющим фактором является наличие в стране высококвалифицированных, грамотных специалистов, способных вложить свои знания и умения в создание надежных и эффективных образцов вооружения.
Подготовка таких специалистов проводится на факультетах ведущего технического вуза России Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (Национального исследовательского университета), основанного в 1830 году.
Одним из таких факультетов, пожалуй, ближе всех стоящих к непосредственному решению задачи подготовки специалистов для оборонных отраслей Российской Федерации, является факультет «Специальное машиностроение», сформированный на базе оборонных кафедр МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Очевидно, что современные образцы вооружения, а тем более образцы вооружения завтрашнего дня, являются сложнейшими техническими системами, которые включают в себя самые новейшие достижения человеческой мысли практически во всех областях знаний.
Чтобы убедится в этом достаточно посмотреть (хотя бы укрупнено) перечень специальностей по которым ведется подготовка специалистов на факультете «Специальное машиностроение» МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Так, например, специальность стартовые и технические комплексы ракет и летательных аппаратов охватывает в полном объеме проблему подготовки специалистов по разработке стартовых комплексов для запуска ракет и космических аппаратов во всех средах – под землей, на земле, в воздухе, в открытом космосе и на других планетах.
По специальностям ракетостроение, космические летательные аппараты и разгонные блоки, динамика полета и управление движением летательных аппаратов готовятся специалисты по созданию ракет и летательных аппаратов, способных не только обеспечивать защиту нашей Родины, но и осваивать околоземное космическое пространство, космическое пространство других планет и дальнего космоса.
Опыт Великой Отечественной войны и весь последующий период развития общества с его многочисленными «локальными» военными конфликтами диктует необходимость подготовки инженеров по разработке качественных систем вооружения для Российской армии. На факультете «Специальное машиностроение» ведется подготовка по специальностям стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное оружие, средства поражения и боеприпасы, автомобиле- и тракторостроение, многоцелевые гусеничные и колесные машины, мехатроника, роботы и робототехнические системы, автономные информационные и управляющие системы, конструирование и производство изделий из композиционных материалов.
Выпускники этих специальностей являются создателями практически всех образцов вооружения – стрелкового оружия, противотанковых управляемых ракет, зенитных ракет, современных автоматических пушек и артиллерийских орудий, боевых машин пехоты и десанта, танков, ракет класса «Искандер», спецсредств класса антитеррор.
В процессе обучения на факультете «Специальное машиностроение» студенты проходят практику и выполняют курсовые и дипломные проекты на ведущих предприятиях оборонных отраслей и уже в процессе обучения могут попробовать применить полученные знания и умения в деле создания оружия для России будущего.
ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА ФАКТОРЫ, СОЗДАВАЕМЫЕ ТЕХНОСФЕРОЙ
Ткаченко Юрий Леонидович,
кандидат технических наук, доцент кафедры
«Экология и промышленная безопасность»
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими факторами способствовало не только выживанию человечества, как биологического вида, но и его материальному и культурному прогрессу.
Однако, созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. Появились новые опасности и негативные воздействия, присущие исключительно техносфере и неведомые в естественной среде обитания.
Негативные факторы техносферы
Негативный фактор техносферы – способность какого-либо элемента техносферы причинять ущерб здоровью человека, материальным и культурным ценностям или природной среде.
Основными негативными факторами техносферы являются:
- Неблагоприятная производственная среда, обладающая специфическими опасными и вредными факторами (работы с химическими веществами, работы с источниками шума, вибрации, электромагнитных и ионизирующих излучения, работа в горячих цехах, работы на высоте, в шахтах, перемещение грузов вручную, работы в замкнутых объемах, работа в неподвижной позе, оценка и переработка большого объема информации и т.п.);
- Загрязнение воздуха, воды, почвы и продуктов питания вредными химическими веществами, вызванное поступлением в окружающую среду отходов промышленности, энергетики, средств транспорта, сельскохозяйственного производства, сферы быта и т.п.;
- Энергетическое загрязнение (шум, вибрация, тепловое, электромагнитное и ионизирующее излучение), вызванное эксплуатацией промышленных объектов и технических систем (средства транспорта, энергоустановки, герметичные системы с повышенным давлением, движущиеся механизмы и т.п.), обладающих повышенными энергетическими характеристиками;
- Техногенные аварии и катастрофы на транспорте, на объектах энергетики, в промышленности, а также при хранении и использовании взрывчатых, легковоспламеняющихся, токсичных, радиоактивных веществ;
Неблагоприятная производственная среда. В России на сегодняшний день почти 4 млн. человек (17 % трудоспособного населения) трудятся в неблагоприятных условиях (запыленность, загазованность, шум, вибрация и т.д.). В производственной среде так же могут происходить процессы токсификации и накопления устойчивых загрязнителей. В результате наблюдается высокий уровень профессиональных заболеваний и острых отравлений, сокращение продолжительности жизни.
Загрязнение окружающей среды объектами энергетики, промышленного и сельскохозяйственного производства, средствами транспорта. Выбросы тепловых электростанций (ТЭС) наиболее губительны для биосферы. В выбросах ТЭС, работающих на твердом топливе содержатся зола, диоксид серы, монооксид углерода, оксиды азота, оксиды тяжелых металлов и еще более 100 токсичных и радиоактивных веществ.
Во второй половине ХХ в. каждые 12...15 лет удваивалось промышленное производство ведущих стран мира, обеспечивая тем самым удвоение выбросов загрязняющих веществ в биосферу. Выбросы промышленного производства наиболее разнообразны по химическому составу и так же разнообразны по токсическому воздействию, из 104 известных химических элементов, в промышленности на сегодняшний день используются 90.
Транспорт вносит свой большой вклад в загрязнение среды обитания углеводородами, монооксидом углерода, оксидами азота. В крупных городах, не имеющих ярко выраженной отраслевой специализации, например в Москве, именно транспорт является основным источником загрязнения воздушного и водного бассейна, дающим более 80% всей массы выбросов в атмосферу.
Вторая половина ХХ в. была связана с интенсификацией сельскохозяйственного производства. В целях повышения плодородия почв и борьбы с вредителями в течение многих лет использовались искусственные удобрения и различные пестициды. При избыточном применении азотных удобрений почва перенасыщается нитратами, а при внесении фосфорных удобрений - фтором, редкоземельными элементами, стронцием. При использовании нетрадиционных удобрений (отстойного ила и т.п.) почва перенасыщается соединениями тяжелых металлов. Избыточное количество удобрений приводит к перенасыщению продуктов питания токсичными веществами, нарушает способность почв к фильтрации, ведет к загрязнению водоемов, особенно в паводковый период. Пестициды, применяемые для защиты растений от вредителей, опасны и для человека. Установлено, что от прямого отравления пестицидами в мире ежегодно погибает около 10 тыс.чел., гибнут леса, птицы, насекомые. Пестициды попадают в пищевые цепи, питьевую воду. Все без исключения пестициды обнаруживают либо мутагенное, либо иное отрицательное воздействие на человека и живую природу.
Наибольший вклад в загрязнение почвы вносит именно сельское хозяйство. Причем спектр химических веществ сельскохозяйственного загрязнения чрезвычайно широк. Например, загрязнение почв тяжелыми металлами происходит при внесении минеральных удобрений, в которых тяжелые металлы содержатся в качестве балластных веществ. Сказанное иллюстрирует табл. 1.
Общее поступление тяжелых металлов при этом значительно, учитывая миллионный тоннаж применяемых удобрений.
Приведенные данные показывают, что разнообразным химическим воздействиям подвергается большая часть городского населения, из которого более половины подвержена воздействиям чрезвычайно опасных и высокоопасных веществ. Если же еще учесть и загрязнение продуктов питания, то можно считать, что все население России в той или иной степени подвержено воздействию созданных человеком химических загрязнителей.
В последние годы выявлено нарастание угрозы человеку со стороны очень опасной группы загрязняющих веществ, так называемых супертоксикантов. Супертоксикантами можно назвать такие промышленные химикаты, которые, поступая в окружающую среду в малых дозах, через атмосферу и питьевую воду, а также продукты питания могут концентрироваться и в таком виде попадают в организмы высших животных и человека. Это происходит потому, что они очень устойчивы и, поступая в более высокие звенья трофической цепи, накапливаются в организмах и вызывают серьезные нарушения систем и органов. В результате, в верхнем звене трофической цепи, например в тканях человека, эти концентрации могут возрасти в миллионы раз. Стойкость супертоксикантов обусловлена тем, что в природе, в естественных условиях они не встречаются, поэтому очень медленно разлагаются (либо выводятся из организмов в неразложенном виде). Эта же стойкость способствовала глобальному характеру их распространения, так как их переносчиками служат сами организмы.
Таблица 1. Содержание балластных веществ в ископаемых минеральных удобрениях
| Удобрение | Балластное вещество | Содержание, мг/кг удобрения |
| Известняк | Марганец | 40 – 1200 |
| Железо | 300 | |
| Свинец | 20 - 1250 | |
| Фосфориты | Железо | 8500 - 38000 |
| Марганец | 40 - 2000 | |
| Цинк | 50 - 1450 | |
| Мышьяк | 2 - 1200 | |
| Селитра | Мышьяк | 2,2 – 120 |
| Кобальт | 5,4 – 12 | |
| Никель | 7 – 34 | |
| Цинк | 1 - 42 |
К группе супертоксикантов, обладающих опасными токсичными свойствами и способностью к биоаккумуляции, относятся ДДТ и продукты его метаболизма, другие пестициды, некоторые пластификаторы пластмасс, полихлорированные бифенилы, диоксины, фураны, биологически не разлагаемые детергенты, а также кадмий, свинец, ртуть.
Итак, супертоксиканты отличаются тремя особенностями: во-первых, они бионакапливаемы и поэтому при очень малых концентрациях в окружающей среде, поднимаясь от низших звеньев трофической цепи к высшим, аккумулируются во все больших концентрациях на единицу веса организма. Накопление супертоксикантов происходит главным образом в жировых тканях.
Во-вторых, как следствие биоаккумуляции, идет глобальный разнос супертоксикантов в биосфере через трофические цепи. Хорошо известно, что, например, ДДТ (первый в мире пестицид) обнаружен как в телах белых медведей в Северной полярной области, так и в телах пингвинов в Антарктике. Прослежен путь полихлорированного бифенила от трех предприятий в США (в штатах Алабама, Массачусетс и Техас) в Саргассово море и на о. Шпицберген, где этот бифенил обнаружен у белых медведей.
В России супертоксикантам все еще уделяется недостаточно внимания. Между тем, на территории страны находится много производств, выбрасывающих в окружающую среду супертоксиканты. Так, в стране находится 134 предприятия, работающих по технологиям производства диоксинов. В России более 50 городов, на территории которых возможно локальное загрязнение окружающей среды диоксинами и диоксиноподобными веществами. Это города, в которых находятся предприятия синтеза органических химических веществ, в том числе хлорсодержащих пестицидов, производства целлюлозы и бумаги, конденсаторов, химико-металлургические производства.
В Западной Европе и США проблема супертоксикантов также еще недостаточно оценена как страшная угроза. Экология человека в России - проблема в первую очередь городского жителя, как и локальное загрязнение - в первую очередь, городское загрязнение.
Энергетическое загрязнение. Транспорт является главным источником шума и вибрации (особенно рельсовый). Например, в Москве 60 % процентов населения проживают в зонах акустического дискомфорта, вызываемого транспортными потоками.
Техногенные аварии и катастрофы. До середины ХХ в. человек не обладал способностью инициировать крупномасштабные аварии и катастрофы и тем самым вызывать необратимые экологические изменения регионального и глобального масштаба, соизмеримые со стихийными бедствиями. Появление ядерных объектов и высокая концентрация химических производств сделали человека способным оказывать разрушительное воздействие на окружающую среду. Примером тому служат трагедии в Чернобыле и Бхопале.
Аварии и катастрофы могут происходить спонтанно или вследствие несанкционированных или ошибочных действий операторов технических систем и населения, а также при воздействии стихийных явлений (землетрясение, наводнение и др.) на элементы техносферы (промышленные объекты, транспортные магистрали, селитебные зоны и др.).
Перспективы на будущее
Современные города - это среда, абсолютно отличающаяся от сельской местности, а тем более от естественных экосистем. Особенности городской среды: исключительно высокая плотность населения, сильное шумовое и информационное загрязнение, химическое и бактериальное загрязнение. К тому же урбанизированные территории - зона повышенной техногенной аварийности, а также высокой уязвимости при стихийных бедствиях.
В XX веке в мире и в России произошли разительные изменения в структуре сельского и городского населения. За это время основная масса населения переместилась из сельских районов в города. Особенно быстро этот процесс происходил после 1950 г. в России: с 1950 по 1990 г. городское население выросло от 50% до 74% всей численности населения. В XX веке основной объем валового национального продукта также стал формироваться в городах, которые превратились в центры потребления промышленного сырья, воды и энергии. В городах производилось 4/5 валового продукта экономики и, как следствие, они же стали центрами формирования химической нагрузки на население, внося 4/5 загрязнений в общий его объем.
В эту искусственную и опасную среду постепенно перетекает население планеты, а в России в ней уже проживает его большая часть. Таким образом, всего в крайне неблагоприятных условиях атмосферного загрязнения проживает более 50% населения. И эта ситуация, видимо, сохраниться и для последующих лет.
Вместе с тем достаточно полных данных об экологическом состоянии российских городов нет, так как наблюдения за состоянием окружающей среды ведутся менее чем в 10% городских поселений России, число которых составляет порядка 3200.
Помимо локального химического загрязнения в городах сосредоточены источники физического загрязнения - шумы, вибрации, электромагнитное излучение, радиоактивность, световые потоки характерны для городской среды. Эти виды загрязнения в России пока еще не включены в систему экологического мониторинга (за исключением радиационной обстановки). Поэтому пока нет возможности адекватной оценки их экологической опасности.
В конце XX века возник еще один мощный источник загрязнения - информационное загрязнение, которое воздействует на все органы чувств человека. Помимо воздействия на здоровье человека, гигантский поток информации воздействует на взгляды и представления об окружающем мире.
Городские жители все время находятся в потоке информации, распространяемой через телевидение, радиовещание, газеты, журналы (а теперь и через Интернет), к тому же она дополняется через общение между людьми.
Практически все урбанизированное население мира проживает в техносфере, испытывая на себе описанные негативные воздействия. Урбанизация непрерывно ухудшает условия жизни в регионах, неизбежно уничтожая в них природную среду, привнося в жизнь человека присущие исключительно техносфере факторы.