ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 85, № 2, с. 155-163
ТОЧКА ^^^^^^^^^^^^^^^^ ЗРЕНИЯ
Б01: 10.7868/80869587315020097
Важнейшим фактором, от которого зависит выбор в качестве приоритетных тех или иных направлений научно-исследовательской, инженерно-конструкторской и производственной деятельности в нашей стране, является расположение большой доли богатых природными ресурсами территорий в зонах холодного и экстремально холодного климата. Промышленное и инновационное развитие этих районов не может быть успешным без применения оборудования и инженерных конструкций, адаптированных к условиям Севера. Об истории, основных принципах и сегодняшнем состоянии разработок такой техники в России рассказывают авторы публикуемой статьи.
СОЗДАНИЕ ТЕХНИКИ СЕВЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ -ПРОБЛЕМА СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ВОСТОЧНЫХ РЕГИОНОВ РОССИИ
Н.А. Махутов, В.В. Москвичёв, В.М. Фомин
На нынешнем этапе социально-экономического развития России одной из первоочередных задач является национальный комплексный проект модернизации и промышленного развития восточных территорий от Урала до Тихого океана. Именно здесь сосредоточена подавляющая часть природных ресурсов страны. "Восточный вектор" внутренней политики обозначен в Послании Президента РФ [1] и в целом ряде стратегических документов, касающихся развития Сибири, Дальнего Востока и Арктики [2—3]. Возможность устойчивого развития этих регионов и России в целом определяется такими факторами, как ресурсная самодостаточность, военный потенциал, высокий образовательный уровень населения, широкий фронт научных исследований, наличие территорий перспективного развития [4—6]. Помимо перечисленных условий, требуется реализация системы организационных, программных и научно-технических мероприятий, учитывающих
географические, природно-климатические, транспортные, энергетические и другие особенности восточных регионов России. Поставленная задача должна решаться в форме национальных комплексных проектов, а эффективность предстоящих инвестиций предполагает учёт научно-технических аспектов и факторов, обеспечивающих ускоренный прогресс территориально-промышленных комплексов, территориальных кластеров и зон опережающего развития. Отсюда вытекает необходимость разработки и осуществления новой государственной научно-технической политики в области дальнейшего освоения северных и восточных регионов России. Основу концепции такой политики должны составить следующие положения:
• технический уровень существующих систем энерго-, тепло-, водоснабжения и применяемых технологий очистки сточных вод и утилизации
МАХУТОВ Николай Андреевич — член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник Института машиноведения им. А.А. Благонра-вова РАН. МОСКВИЧЁВ Владимир Викторович — доктор технических наук, директор Специального конструкторско-технологиче-ского бюро "Наука" Красноярского научного центра СО РАН. ФОМИН Василий Михайлович — академик, директор Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, заместитель председателя СО РАН. kei51@mail.ru; sktb@ksc.krasn.ru; fomin@itam.nsc.ru
отходов (бытовых и промышленных) крайне низок и требует кардинального изменения;
• задачи обеспечения техногенной, экологической и энергетической безопасности регионов в зонах холодного климата и сложных технических объектов имеют приоритетное значение;
• противоречие между требованиями промышленного развития и освоения новых территорий и необходимостью обеспечения природно-техно-генной и экологической безопасности возможно разрешить только при комплексном подходе к планированию и управлению рисками на основе междисциплинарных исследований, создающих условия для успешного продвижения современных объектов техносферы на территории северных и арктических регионов;
• широкое использование машин, конструкций и оборудования, масштабное строительство уникальных инженерных сооружений, а также критически важных и опасных промышленных объектов можно осуществить только при применении инновационных разработок и технологий, что требует соответствующего научного и технологического сопровождения на стадиях создания, производства и эксплуатации подобной продукции.
ТЕХНИКА СЕВЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ: К ИСТОРИИ ПРОБЛЕМЫ
К началу 1950-х годов значимость северных регионов в обеспечении экономического подъёма нашей страны, в реализации её геополитических и стратегических интересов и целей заметно возросла. Однако промышленное производство в условиях сурового климата российского Севера ставило перед государством немало проблем, связанных, в частности, с работоспособностью и ресурсом эксплуатации машин и конструкций. Ответ на появившиеся вызовы могла дать только наука, и по инициативе академиков М.А. Лаврентьева, Б.Е. Патона, Н.В. Черского, С.В. Вонсовского, академика АН УССР С.В. Серенсена были предприняты интенсивные системные исследования фундаментальных основ низкотемпературной прочности, надёжности и долговечности инженерных машиностроительных конструкций, техники геолого-разведочного и горнодобывающего производства, объектов строительства и транспорта, включая магистральные газопроводы, предназначенные для эксплуатации в северных регионах.
Следующим этапом в решении проблем освоения территорий Сибири, Дальнего Востока и Арктики стало внедрение полученных в ходе научных изысканий результатов. В 1964 г. было принято специальное постановление Высшего совета народного хозяйства при Совете Министров СССР о повышении надёжности и долговечности машин, оборудования и металлоконструкций се-
верного исполнения, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур. Был создан Научный совет Государственного комитета по науке и технике СССР "Машины и материалы, предназначенные для эксплуатации в условиях низких температур". По предложению совета в 1969 г. был разработан, а в 1971 г. введён в действие ГОСТ 15150-69 "Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды". Этот документ имел огромное значение для формирования требований к машинам, оборудованию и материалам, эксплуатирующимся в условиях умеренного (У) и холодного (ХЛ) климата.
В 1980-х годах распорядительными и программными документами предусматривалось внедрение широкого перечня машин и оборудования северного исполнения, включая геолого-разведочную, горнодобывающую, строительно-дорожную, подъёмно-транспортную, автомобильную и вездеходную технику, машины для обслуживания, диагностики и ремонта непосредственно на месте эксплуатации, специальные виды техники, вспомогательное оборудование и т.д. Основными заданиями предусматривалось освоение почти 300 видов машин и оборудования в исполнении ХЛ, из которых более 90 — вновь создаваемая техника. К концу 1980-х годов по плану НИОКР было разработано 58 видов хладостойких материалов (резинотехнических, горюче-смазочных и металлов), 9 новых технологий выплавки и режимов термической обработки хладостойких металлов и лигатур, 16 новых методик и нормативных документов по расчётам на прочность, испытаниям материалов и эксплуатации техники. Из запланированных 90 отечественной промышленностью выпускалось 53 вида машин в исполнении ХЛ, в том числе 15 видов автомобильной техники различного назначения: карьерные автосамосвалы, грузовые и вахтовые автомобили, автопоезда, вездеходная техника.
Важное значение для стадии проектирования машин и конструкций северного исполнения имела разработка в 1985 г. нормативного документа "Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия" (СНиП 2.01.07-85). В ходе работы над ним было проведено районирование территории СССР (в 2008 г. оно было уточнено для территории Российской Федерации) с выделением районов по расчётному значению веса снегового покрова (8 районов), по средней скорости ветра и давлению (8 районов), по толщине стенки гололёда (5 районов), по средней летней и зимней температуре воздуха (обозначены границы районов в температурном диапазоне от +25°С до —50°С). Районирование территории по указан-
ным параметрам обеспечило возможность проведения более детальных прочностных и ресурсных расчётов и позволило более обоснованно принимать решения по выбору конструкционных материалов.
Необходимо отметить существенный организационно-технический вклад и научные достижения в создании техники северного исполнения коллективов отраслевых и академических институтов, в числе которых Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, Институт металлургии и металл оведе-ния им. А.А. Байкова РАН, Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Государственный научный центр РФ ЦНИИТМАШ, ЦНИИПСК им. Н.П. Мельникова, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, ЦНИИЧМ им. И.П. Бардина. В значительной мере благодаря их усилиям проблематика создания техники северного исполнения не утратила своей научной значимости и поддержки со стороны промышленных предприятий в 1990-2000-е годы. Таким образом, удалось сохранить не только преемственность, научные традиции и исследовательский потенциал академических организаций, но и производственный опыт промышленных предприятий. Тем не менее в кризисных условиях первого постсоветского десятилетия объёмы научных исследований в области конструкционной прочности и материаловедения с учётом влияния низких температур существенно сократились, а выпуск техники в северном исполнении практически прекратился.
ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ ТЕХНИКИ СЕВЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
Новый этап востребованности результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области создания и производства техники северного исполнения связан с перспективными планами реализации крупных инвестиционных проектов на территориях Урала, Сибири, Арктики и Дальнего Востока. На высшем государственном уровне был подготовлен ряд стратегических документов, среди которых следует выделить "Стратегию социально-экономического развития Сибири до 2020 г." (утверждена р
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.