ПРИМЕНЕНИЕ ТИПОВЫХ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАКЕТНЫХ СИСТЕМ В УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТАХ СТУДЕНТОВ В ОБЛАСТИ ПОДВОДНОЙ ТЕХНИКИ

© М.Н.Охочинский
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы образования"
2010 г.

Известно, что в ракетостроении применяются методы проектирования, отличающиеся от используемых в других областях техники, что нередко позволяет создавать изделия с более высокими показателями качества. В частности, к таким методам относятся:

– синтез объекта на основе структурной декомпозиции с применением блочно-иерархического подхода, который предусматривает получение структуры создаваемой ракетной системы в формате однонаправленного И-ИЛИ-дерева технических решений;

– имитационное моделирование, позволяющее исследовать варианты поведения объекта в процессе его целевого функционирования;

– оптимальное проектирование, дающее возможность сформировать набор параметров, обеспечивающих оптимальность изделия по некоторому критерию. При этом можно получить параметры, обеспечивающие минимум целевой функции при выполнении заданных ограничений (как на сами параметры изделия, так и на результаты функционирования).

Студенты кафедры «Ракетостроение» Балтийского Государственного технического училища «Военмех» имени Д.Ф. Устинова (Санкт-Петербург) получают представление об этих методах при изучении базовых курсов. Последующая дисциплина «Учебно-исследовательская работа» подразумевает применение этих знаний на практике, а направления работ распространяются не только на ракетную технику, но и на смежные области, в частности, на технику подводную.

В ракетостроении упомянутые методы почти всегда применяется для объектов, функционирование которых напрямую не связано с человеком – элементом этой системы; человеческий фактор трудно выразить математически, а тем более трудно математически сформулировать целевую функцию таких систем. Потому система, включающая человека и при этом спроектированная по указанному принципу, может быть недостаточно эффективной: не учитываются особенности человека управляющего или работающего с данной системой. Показательным примером системы с участием человека-оператора является сочетание «транспортное средство – человек», в частности, подводное средство движения (ПСД).

В докладе рассматривается применение методов, являющихся типичными для ракетостроения, в учебно-исследовательских работах, посвященных проектированию ПСД. Сформулирован так называемый «затратно-эргономический подход», позволивший в качестве целевой функции в задаче оптимизации использовать суммарные энергетические потери оператора ПСД. Удалось установить связь между этими потерями (зависят от времени транспортировки, ее скорости, расположения оператора на ПСД и т.п.) и конструктивными особенностями аппарата. В результате в 2001-2009 годах студентами было выполнено несколько интересных работ, ставших зачетными в учебном процессе и представленных на конкурсах и выставках.

Так, в 2001 году студент К. Афанасьев стал лауреатом городского технического конкурса, организованного Правительством Санкт-Петербурга: его проект «Аппарат для подводного туризма» победил в трех номинациях. Год спустя автор проекта был удостоен Молодежной премии Санкт-Петербурга в области науки и техники. В 2005 году студент С. Козлов за работу, посвященную модульному проектированию подводных спасательных аппаратов, был удостоен диплома Открытого конкурса Министерства образования и науки России. Ряд работ был выполнен совместно со студентами кафедры дизайна Художественно-промышленной академии. В текущем году на городскую молодежную конференцию было представлено два доклада по методам проектирования ПСД, выполненных под руководством К. Афанасьева, закончившего аспирантуру и ставшего преподавателем.