3. участие города шадринска в развитии космических технологий

Вид материала

3. Участие города шадринска в развитии космических технологий
3.2 Проектирование макетов в моей практической деятельности.
Положительные стороны
Отрицательные стороны
5. Список литературы

Подобный материал:

1 2 3 4

2.3 Требования конструкции и дизайна для межпланетных пилотируемых станций

ближайшего будущего

Начался XXI век. Ученые приступили к новым проектам, основы которых были заложены еще в прошлом столетии. Долгое время создатели как космических, так и других систем шли в направлении «от машины к человеку» То есть на первый план выдвигались требования конструкции и технологии, а человек должен был приспосабливаться. Не случайно одним из основных критериев для отбора в отряд космонавтов долгое время были пропорции человеческого тела. На сегодняшний день, этот принцип явно несостоятельный и при проектировании своего макета я придерживался принципа, который задает направление «от человека к машине». Таким образом, на первый план выдвигаются психофизические возможности и особенности человека, а за тем, исходя из них, разрабатывается конструкция технического объекта. Приоритет данного направления трудно переоценить, ведь на работоспособность и функциональное состояние, как космонавта, так и человека любой другой профессии влияет множество факторов. Перечисление всех этих факторов можно начать с наличия перегрузок, состояния невесомости, влияния ускорения, шума, вибрации, температуры, состава воздушно-газовой среды, барометрического давления, освещенности, влажности, цвета, формы, объема и т.д. Так, начиная еще с 1960-х годов, учеными было выдвинуто конструктивное предложение о создании космических имитаторов земной среды. Почему бы данные технологии не применить в космосе в достаточно широком масштабе. Ведь в институте медико-биологических проблем в земных условиях достаточно легко с помощью света, цвета, звуков моделируется смена дня и ночи, пейзажа «за окном», а для имитации земного окружения можно использовать репродукции известных картин; привычные природные шумы, функциональную музыку. Все выше перечисленные меры вне сомнения позволят поддержать работоспособность обитателей космических станций. Не смотря на то, что рассмотренные ракетно-космические системы не достаточно укомплектованы средствами имитации и для длительного перелета малопригодны, тем не менее, в них уже много лет применяется велотренажер с имитацией передвижения, «портативный релаксатор» и некоторые другие виртуальные заменители или дополнения архитектуры. Все они способны переключить внимание, задать требуемую физическую нагрузку, снять психическое напряжение, одним словом создать такую специфическую «земную» прослойку между космосом и космонавтом.

Пребывание человека на космической станции это еще и постоянный поиск архитектуры, то есть поземному организованного пространства. Отсутствие силы тяжести существенно влияет на привычный земной порядок, и это так же создает своеобразные неудобства. Архитектурные переживания имеют так же самый практический, приземленный смысл.

Так, изучив мнение отечественных космонавтов, я выделил следующие их пожелания, которые в последствии были воплощены в модели жилого модуля пилотируемой космической станции:

«… пол должен быть полом, и он должен быть плоским - это вселяет уверенность».
«…в разных комнатах (модулях) неплохо бы иметь полы параллельными друг другу».
«…чтобы потолок был привычного белого цвета».
«… чтобы окон (иллюминаторов) было больше».
«… наличие оранжереи с зелеными растениями…».

Внешний облик станций совершенно не напоминает здания и сооружения Земли, здесь все в подвешенном состоянии и производит совсем другое впечатление, они устроены как подводная лодка.

В воспоминаниях космонавтов архитектурные проблемы выглядят уже очень близкими, будничными. Так и кажется, что на Земле они знакомы многим обитателям неустроенного пространства — скажем, жителям коммуналок... Архитектура Земли и Космоса движутся в прямо противоположных направлениях — на Земле хочется построить Космос, в Космосе — обрести Землю. Поневоле задумаешься об использовании на Земле современных архитектурных головоломок для предполетной подготовки космонавтов... А пространство космической станции используется как резервация для настоящей, исчезающей с Земли земной традиционной архитектуры.

3. УЧАСТИЕ ГОРОДА ШАДРИНСКА В РАЗВИТИИ КОСМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

3.1 Сопричастность промышленных предприятий нашего города к осуществлению

пилотируемых космических полетов

Не для кого не является секретом тот факт, что зарождение и развитие передовых технологий, в том числе и космических, получает свое развитие в развитых промышленных центрах. Не смотря на то, что наш город Шадринск не является таковым, тем не менее, зная, что у нас находится несколько промышленных предприятий, я задался целью провести исследование о возможной их сопричастности к подготовке, организации и оснащении космических полетов. Проведя анализ и, оценив ситуацию, я выяснил, что таким единственным предприятием является Шадринский телефонный завод (приложение 10,11). Встретившись с заместителем директора Фоминых Валентином Васильевичем, (работающем на заводе более пятидесяти лет), посетив музей предприятия и побывав в цехах, я выяснил, что телефонный завод в 1975 году выполнял важные правительственные задания по обеспечению безопасности и связи космического полета станций советско-американского проекта «Союз-Аполлон».

Причиной появления телефонного завода на территории нашего города стала Великая отечественная война, вследствие которой, в ноябре 1941 года, советом об эвакуации, было принято решение о перевозке московского радио завода №18 на территорию города Шадринска, Челябинской области (в то время). Так в нашем городе было создано предприятие, изготовляющее радиоаппаратуру, которое на протяжении всех военных лет наращивало объемы выпускаемой продукции и укрепляло свой технический потенциал.

Новая эра для предприятия наступила в 1958-1965 годах, когда произошло полное перевооружение завода на выпуск новой многоканальной аппаратуры дальней связи. Поставку нового оборудования (К-60, К-1920, К-3600) предприятие осуществляло в 30-ть стран мира, в том числе страны Латинской Америки и Индокитая. К этому времени уже на всей территории нашей страны успешно функционировала аппаратура нашего предприятия (К-1920, К-3600, КМ-480), поэтому не случайно руководство ракетно-космический отрасли поручило обеспечение связью советско-американского космического полета «Союз – Аполлон» передовым технологиям Шадринского телефонного завода. В результате успешного проведения программы коллектив завода посетили «высокие» гости, в 1975 году на заводе побывал борт-инженер космического корабля «Союз-14» Юрий Петрович Артюхин, который познакомился с производством аппаратуры дальней связи, побывал в цехах завода и присутствовал на митинге. Рабочие завода, стоя, встречали покорителя космоса, приветствуя его громкими аплодисментами. Космонавт вручил коллективу предприятия диплом Центра подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина (Звездный городок), а подшефный предприятию пионерский лагерь «Звездный» получил в подарок тренировочную модель спускаемого аппарата «Союз» и фюзеляж самолета ИЛ.

В дальнейшем Шадринский телефонный завод поставляет комплекты оборудования для проведения Московской олимпиады 80 и страны Совета экономической взаимопомощи (СЭВ). К этому времени более 50 тыс. км. международных магистралей России и стран ближнего зарубежья были оснащены продукцией ШТЗ.

Кризис 90-х годов 20-го века и общая нестабильная экономическая и политическая обстановка в стране привели к замедлению темпов роста и существенному сокращению производства продукции завода. Позитивные сдвиги в его модернизации и развитии наметились лишь на рубеже третьего тысячелетия, когда завод стал партнером Российского акционерного общества «Единая энергосистема России».

В настоящее время ОАО «Шадринский телефонный завод» специализируется на производстве аппаратуры связи для подвижных объектов по заказам Министерства обороны Российской Федерации, аппаратуры высокочастотной связи и телемеханики по высоковольтным линиям электропередач. На сегодняшний день аппаратура дальней связи «Линия» является основной продукцией предприятия.

3.2 Проектирование макетов в моей практической деятельности.

Сегодня на базе школ и учреждений дополнительного образованная детей изучаются технологические процессы изготовления моделей и макетов всевозможных технических систем. Мы на уроках технологии и в кружке «Художественное конструирование» так же в течение года приобщаемся к исследовательской творческой деятельности, которая помогает выявить наши возможности, способности, знания, умения, навыки, как в области технологии, так и в других сферах. Помимо этого, выполняя свои проекты, мы имеем возможность показать, чему мы научились за предыдущие годы обучения. И, наконец, только в рамках предмета технология, у нас появилась уникальная возможность проверить наши идеи на практике, воплощая свои задумки в реальный продукт труда, на котором сконцентрировался наш интерес.

Много лет подряд основной темой моих проектных работ были различные макеты (приложение 12):

В 5-6-х классах я занимался макетированием учебного хоккейного стенда;
В 7-8-х принимал участие в изготовлении – макетов древнерусской крестьянской курной избы и надвратной башни с крепостной стеною Якутской крепости 17 века;
В 9 классе я работал над макетированием ветряной мельницы с острова Кижи, которую, используя элементы электротехники, выполнил в виде музыкальной шкатулки;
В 10-11 классах – совместно с Гордеевым Алексеем и Воробьевым Тимуром я принимал участие в макетировании жилого отсека межпланетной космической станции ближайшего будущего. Благодаря встроенным в него электроустановочным изделиям и электронным приборам, наша проектная работа превратилась в учебное пособие, которое можно использовать для проведения уроков изобразительного искусства, дизайна, физики и технологии.

Разрабатывая свой проект, я составил следующий план своей деятельности:

Я изучаю возможные варианты идеи, составляя, схемы, звездочки обдумывания, применяя методы творческого поиска новых решений («Препарированная вишня», «По элементный анализ» или др.).

Проведя их анализ, на этот раз, я решил воспользоваться и применить на практике метод творческого поиска «Препарированная вишня». (приложение 13)

Первоначально я рассмотрел блок «Технология» и блок «Другие учебные дисциплины». Свой выбор остановил на «Технологии», так как только на нем возможно изученный материал воплотить в реальный продукт.

Затем блок «Технология» был разделен на «Средства обучения» и «Творческие работы».

Выбрав раздел, «Творческие работы» я его расчленил на два направления: «Образцы изделий» (инструментов, товаров для дома и быта) и «Модели». Так как в первом направлении мы работаем в течение всего учебного года, а проектируем, только одну четверть то я склонился в сторону моделирования.

Раздел «Модели» я представил как «Технологические средства» (станки) и «Модели транспортных средств». Имея опыт в моделировании транспортной техники, я без колебания выбрал его.

Проведя анализ блока «Модели транспортных средств» я рассмотрел «Транспортные средства земного применения» и «Техника для космоса». Работая над рефератом, я изучил разделы «Ракетно-космические системы» и «Ракетные двигатели», поэтому раздел «Космическая техника», безусловно, привлек мое внимание.

Раздвоив блок, «Космическая техника» на «Современную» и «Фантастическую», я остановился на первом варианте.

Разбив «Современную космическую технику» на «Автоматические космические станции» и «Пилотируемые», я выбрал блок «Пилотируемых межпланетных станций». Этому способствовали прочитанные романы Герберта Уэллса и Станислава Лема, к тому же, данный раздел представляется перспективным для ближайшего будущего, и мне было очень интересно изучить имеющийся материал и предложить свой вариант проекта жилого модуля межпланетной космической системы, выполненной в виде макета.

Рассматриваю исторические справки о возникновении и развитии интересующего меня направления из научнопопулярной, художественной литературы, а так же данные Интернет.
Сопоставляю множество возможных вариантов проекта, исследуя их по материалу, форме, размерам, технологии изготовления, способам сборки и отделки, я даю оценку каждому варианту и выявляю оптимальный для своего проекта. Так и в данном случае, прежде чем приступить к изготовлению модели, было проведено исследование о возможных вариантах его изготовления и определен наиболее оптимальный (приложение 14, 15), из которых следует, что:

3.1). По материалу - изделие может быть выполнено из древесины, металла, пластика, пенопласта, бумаги. Древесина, как технологический материал вполне приемлема, но для выбранной мной модели и предполагаемых технологических операций, она для многих деталей становится не совсем удобной, поэтому в данном случае, ее использование частично. Металл труден в обработке и имеет значительный вес. Выполнение из пластика и пенопласта не технологично и не экологично, а вот бумага, несмотря на то, что как материал непрочна, зато для изготовления моего макета обладает многими достоинствами. Бумага доступна, имеет небольшой вес, легка при ручной обработке и очень хорошо поддается отделочным и сборочным операциям. По этому было принято решение жилой модуль изготовить из бумаги, а основание из древесины и фанеры.

3.2). Рассматривая возможный вариант по форме, я установил, что он может быть в виде цилиндра, конуса, шара, призмы и т.д. Анализируя их, я выяснил, что:

а) призматическая форма достаточно неудобна и вряд ли может подойти к объектам данного вида;

б) коническая или шаровая форма ближе к моим требованиям; но, так как я изготавливаю только часть межпланетной станции, то оптимальным вариантом считаю - в);

в) форму цилиндра, которая является универсальной и ее можно с успехом применить к любому межпланетному кораблю, а основание выполнить призматическим.

3.3). Размеры модели я согласовал с позиции удобства перемещения в пространстве, а так же с уже имеющимися моделями в моей коллекции. Так проектная работа с габаритными размерами меньше 100мм. будет иметь слишком мелкие детали, которые невозможно будет изготовить физически в школьных условиях. Работа с габаритами 500-1000 мм. потребует много материала, много времени, что очень неудобно, при переноске макета из класса в класс. По этому наиболее подходящий вариант изделия, на мой взгляд, должен иметь размеры 100-500 мм.

3.4). Исследуя способы соединения бумажных деталей, я пришел к выводу, что их можно осуществить только в клеевом варианте. Выбранный вариант соединений считаю наиболее технологичными для моих возможностей.

3.5). Выбирая возможный способ отделки можно применить покрытие лаком, краской, самоклеящейся пленкой и бумагой других текстур. Из всего этого многообразия я выбираю краску, лак и пленку. Причины такого выбора – доступность основных отделочных компонентов, красивый внешний вид, и наличие необходимых навыков работы, которые я приобрел на уроках ИЗО, в художественной школе и личного опыта работы в проектировании и дизайне.

3.6). Обдумав процесс изготовления проекта, согласно возможной технологии я пришел к выводу, что наилучшим вариантом будет - ручная. Данная технология изготовления не требует специального оборудования и навыков в работе и возможна как в условиях учебной мастерской, так и дома. Тем не менее, следует отметить, что она займет достаточно много времени.

Таким образом, несмотря на большое количество возможных вариантов изготовления модели, я остановился на вышеперечисленных составляющих дизайна, к которым могут быть добавлены элементы электротехники и электроники. Они, на мой взгляд, максимально отвечают имеющимся у меня знаниям, умениям и навыкам, соответствуют основным принципам конструирования и наиболее подходят к моим технологическим возможностям.

Выбираю технологию изготовления, где следует принять во внимание оснащение мастерской, возможность работы на кружке, в домашних условиях, а так же время, отведенное на проект.

Для качественной реализации технологического этапа я разработал технологическую карту (приложение 16).

Для воплощения моего замысла в реальный продукт труда разработан следующий технологический процесс изготовления, который состоит из восьми основных операций:

4.1). На первой операции, традиционно, идет выбор и подготовка заготовок для

будущего изделия. Здесь очень важен подбор материала с требуемыми

свойствами, габаритные и размеры заготовок.

4.2). На второй операции осуществляется разметка. Для выполнения разметочных

операций понадобятся:

а). Линейка – для разметки и контроля прямолинейности заготовок;

б). Угольник, для плоскостной разметки и контроля прямых углов;

в). Карандаш – для обозначения линий и рисок на шаблонах и заготовках;

г). Шаблоны – для пространственной разметки одинаковых деталей.

д). Ножницы – для подготовки шаблонов;

4.3). На третьей операции технологического процесса осуществляется изготовление

более мелких деталей или «внутренностей», а так же изготовление основания

К имеющимся инструментам добавятся - ножовка, напильник и наждачная

бумага.

4.4). Четвёртая операция – это операция сборки. Для ее осуществления потребуется

клей («Момент столяр», ПВА) – для прочного соединения деталей;

4.5). На заключительной операции осуществляется процесс отделки изделия, который

осуществляется при помощи:

а). Краски гуашь, авто-эмаль, серебряная пудра и кисти – для выполнения

художественной отделки объекта.

б). Лак – для предохранения окрашенного слоя от воздействия внешней среды;

в). В изделие могут быть вмонтирования электроустановочные и радио детали.

Значимой частью любой работы всегда было соблюдение правил и норм охраны труда.

До начала работы:

Следует проверить исправность оборудования, качественную его наладку и

наличие рабочей одежды и защитных приспособлений.

Все инструменты должны быть в исправном состоянии, а ток же хорошо и

правильно заточены.

Все заготовки должны быть подобраны по соответствующим требованиям.
При организации рабочих мест следует следить за правильным расположением

инструментов и заготовок на рабочем месте.

Во время работы.

Инструменты используются только по прямому назначению.
Рабочие операции выполняются НЕ НА СЕБЯ и НЕ НА
ТОВАРИЩА.
Обрезки удаляются только щеткой-сметкой.
При передаче инструмент направлен ручкой ОТ СЕБЯ.

По окончании работы.

Инструменты очищаются от клея и обрезков.
Переносятся на свои места ниже пояса, рабочей частью в низ.
Рабочее место приводится в порядок при помощи щетки-сметки и
сдается дежурному.
Наводится порядок в учебной мастерской.

Строгое соблюдение разработанной технологии и норм охраны труда дает возможность с успехом закончить технологическую часть исследования и выполнить объект труда по заданным размерам, с нужным качеством, необходимой прочностью и требуемыми нормами охраны труда в учебной мастерской.

В заключении - я подвожу итог своей деятельности, даю экономическую и экологическую оценку проекта, провожу испытания и формирую папку документов.

Таким образом, согласно изученным источникам информации и выдвинутым предположениям, была изготовлена модель жилого модуля космической межпланетной станции на основании нового принципа конструирования «от человека к машине».

Совмещая проектную деятельность с внеурочной кружковой и домашней работой, в течение 6 лет, я могу с уверенностью сказать, что ее результатом я доволен. Мои проекты участвовали на праздновании «Дня города в 2007 году, на городских выставках «Мастера Исетского края – 2006г..», «Русь деревянная остров КИЖИ - 2007г.», «Русь православная – 2008г.», проходивших в городском краеведческом музее и в Центре русской народной культуры ЛАД, были призорами городских выставок технического творчества в 2006 и 2007 годах, а сам я дважды был победителем на городских олимпиадах по технологии в 2006 и 2007 годах.

Не смотря на то, что при создании моих изделий используется в основном ручная технология изготовления конкурентоспособность моих изделий не вызывает сомнения, о чем свидетельствует тот факт, что Российский журнал «Народное творчество» поместил на свои страницы фотографии наших проектных работ и процесса их изготовления в №2 за 2008 год (приложение 17).

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги выполненной работы можно с уверенностью сказать, что поставленных целей и задач я достиг. Проведенное исследование позволило выявить стратегически важную для нашей страны проблему отставания России по некоторым вопросам в ракетно-космической отрасли от экономически развитых государств. Я так же рассмотрел эволюцию становления и развития отечественной пилотируемой космонавтики, познакомился с перспективными разработками китайских специалистов в вопросе освоения планет Солнечной системы (в частности Марса), изучил материал, касающийся современного уровня развития мировой пилотируемой космической техники и узнав о перспективных требованиях к межпланетным космическим системам ближайшего будущего внес предложения по их усовершенствованию. В завершении, я выполнил учебный макет, который вне сомнения будет востребован в учебном процессе школы.

В результате выполнения исследовательской работы я хочу остановиться на ее положительных и отрицательных сторонах:

Положительные стороны:

1). Выполнение подобных работ – способствует расширению кругозора

в исследуемых областях знаний.

2). Проверяется на практике возможность анализа и синтеза исследуемой

информации.

3). Появляется возможность посетить промышленные предприятия города и

познакомиться с их историей.

4). Обобщить собственный опыт исследовательской творческой деятельности и

дать ему оценку.

5). Изготовить полезный для школы объект труда.

Отрицательные стороны:

1). Выполнение технологических операций требует мастерства при работе

с различными конструкционными материалами, а так же постоянного

контроля при выполнении сборочных и отделочных операций.

2). Требуется много времени на работу.

В результате выполнения реферата, я пришел к выводу, что вся моя предыдущая деятельность на уроках технологии и на занятиях кружка прошла не напрасно. Так как по окончании 11 класса я планирую продолжить обучение в Южно-Уральском государственном университете, то полученный опыт исследовательской работы, вне всякого сомнения, мне пригодится и возможно будущая тема моего исследования будет посвящена математическим расчетам технических систем предназначенных для работы в космосе.

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Ананьева, Е. Энциклопедия для детей КОСМОНАВТИКА. [Текст] / Е.

Ананьева – М.: Аванта +, - 2004. – 448с.

Глушко, В.П. Космонавтика. [Текст] / В.П. Глушко. - М.: «Сов.

Энциклопедия».- 1970. - 592с.

Лем, С. Эдем. [Текст] / С. Лем. – М.: ЗАО Изд-во ЭКСМО-Пресс, - 1998. –

528с.

Лем, С. Солярис. [Текст] / С. Лем. – М.: Радуга, - 1987.- 480с.
Мартынов, Г.С. Гианэя. [Текст] / Г.С. Мартынов. – М.: Композитор,1992. –

286с.

Пространство космических переживаний. [Текст] / К. Савкин // «Проект Россия»,-2000.-№1.- С.49-51.
Симоненко, В.Д. Технология: Учеб. Для 5 кл. [Текст] / В.Д. Симоненко. – М.:

Просвящение, - 1998. – 176с.

Симоненко, В.Д. Технология: Учеб. Для 6 кл. [Текст] / В.Д. Симоненко. – М.:

Вентана-Граф, - 1998. – 168с.

Симоненко, В.Д. Технология: Учеб. Для 7 кл. [Текст] / В.Д. Симоненко. – М.:

Вентана-Граф, - 2001. – 192с.

Симоненко, В.Д. Технология: Учеб. Для 8 кл. [Текст] / В.Д. Симоненко. – М.:

Вентана-Граф, - 2000. – 240с.

Симоненко, В.Д. Технология: Учеб. Для 9 кл. [Текст] / В.Д. Симоненко. – М.:

Вентана-Граф, - 2000. – 288с.

Симоненко, В.Д. Технология: Учеб. Для 10 кл. [Текст] / В.Д. Симоненко. –

М.: Вентана-Граф, - 2001. – 288с.

Черненко, Г.Т. А все-таки полетим. [Текст] / Г.Т. Черненко. – Л.: Дет. Лит. -

1984. – 80с.

Шаталов, В.А. Космос: рабочая площадка [Текст] / В.А. Шаталов, М.Ф.

Ребров. - М.: Дет. Лит. - 1978.-127с.

Blog

3. участие города шадринска в развитии космических технологий