Лабораторный практикум

Раздел II. Теория инновационной деятельности

систем их поколения заменяют путем принципиального изменения технологий данной генерации4 систем».

Этот закон инноватики следует из общенаучных законов онтогенеза и гомеостазиса, характеризующих развитие производственных систем. Приведенная иллюстрация общих законов развития основывается на теоретическом обобщении локальных научных закономерностей, в том числе развития реактивных самолетов-истребителей (рис.1 а,б).

а) линии трендов, экспериментальные точки приведены ниже, рис.1-б

Рис.1. Закономерности смены поколений авиационной техники и технологий

На любой S-образной (сигмоидальной) кривой развития технической системы можно выделить пять участков (периодов),

4 лат. generator – родитель; производитель

61

Раздел II. Теория инновационной деятельности

каждый из которых характеризует ту или иную стадию развития поколения самолетов-истребителей (рис. 1-б).

5

4

3

2

1

б) экспериментальная S-образная зависимость для реактивных самолетов-истребителей

Рис. 1. S-образная кривая развития реактивной авиационной техники

На первом участке происходит зарождение S-образной кривой5.

Второй участок – это период интенсивного развития авиационной техники, характеризующийся быстрым ростом тактико-технических характеристик изделий. Эта стадия развития

5 Она характеризуется, например, появлением переходных самолетов-истребителей моделей, например, БИ, Су-5, И-250, Су-7 (образца 1945 года), которые можно рассматривать в качестве первых прототипов, использованных для перехода от самолетов с поршневыми двигателями к полностью реактивным самолетамистребителям

62

Раздел II. Теория инновационной деятельности

завершается при достижении точки перегиба S-образной кривой развития (рис.1-б).

На третьем участке S-образной кривой после названной точки перегиба происходит этап дефлирующего развития рассматриваемой авиационной техники. Эта стадия характеризуется падением темпов роста главного параметра технического уровня в данном случае при появлении новых моделей самолетов-истребителей.

Четвертый участок кривой – стадия перехода к застою развития техники анализируемого назначения. На данной стадии происходит малосущественное улучшение тактико-технических характеристик (параметров технического уровня и качества изделия). Принцип действия такой техники себя исчерпывает, а сами изделия рассматриваемого типа начинают переходить в стадию морального старения.

Пятый участок S-образной кривой – стадия застоя в развитии анализируемой техники. На этой стадии, как правило, не происходит коренного улучшения параметров технического уровня или повышения качества изготавливаемой техники.

Объяснение закона смены поколений техники и технологий основывается на описании отличий нескольких волн развития (смежных S-образных кривых, рис.1). Точки пересечения смежных S-образных кривых в границах технологий применения (назначения) техники называют «критическими точками». При этом следует иметь в виду, что «кризис» – это не фатальное деструктивное явление, приводящее к разрушению старой технологии. Дословный перевод термина «кризис»6 означает только то, что изменение принципиальной основы технологического способа (метода) позволяет решительно перейти к новой, более конкурентоспособной технологии, которая приходит на смену стареющей технологии того же назначения.

Анализ «критических точек», «точек перегиба» и точек перехода к «застою» в развитии техники позволяет определить основные направления инновационной деятельности на каждом из рассматриваемых этапов развития.

6 от гр. crisis – решение, решительный исход, приговор

63

Раздел II. Теория инновационной деятельности

Знание рассмотренных закономерностей позволяет заранее принять профилактические меры во избежание фатального перехода технической системы к стадиям ее деградации и гибели. Такие ситуации нередко наблюдаются на практике, если разработчики новой техники и технологии упрямо придерживаются в своих действиях только решения задачи эволюционного развития технологической системы даже в условиях перехода технологии в стадию застоя. При этом важно иметь в виду, что в инноватике такие мероприятия по улучшению или обновлению серийно производимой продукции (изделий) в фазе ее зрелости называют квазиинновациями.

Приведенный краткий обзор закономерностей развития авиационной техники (самолетов-истребителей) можно проиллюстрировать в обобщенном виде на рис.2. Приведенные на этом рисунке S-образные кривые развития обобщают (объединяют) множество точек, каждая из которых соответствует той или иной модели самолета-истребителя (рис.3) конкретного поколения и конкретной технологии применения. За рубежом это могут быть, например, технологии:

−STEALTH TECHNOLOGY7 – технология производства военных самолетов, обеспечивающая пониженную радиолокационную, инфракрасную, оптическую и акустическую заметность летательных аппаратов (рис.4а,б,в); −STOVL8 – в этом случае самолет сможет взлетать вертикально или с укороченной взлетно-посадочной полосы и садиться вертикально (рис.4 б).

7stealth – скрытность

8Short Take-Off Vertical Landing

64

Раздел II. Теория инновационной деятельности

Рис. 2. Обобщенные S-образные закономерности смены поколений реактивных самолетов-истребителей

65

Раздел II. Теория инновационной деятельности

а) МиГ-21

б) МиГ-31

в) Су-27

Рис. 3. Примеры отечественных сверхзвуковых истребителей различных поколений

а) самолет F-22

б) самолет F-35

в) самолет пятого поколения Т-50

Рис. 4. Самолеты-истребители пятого поколения ВВС и ВМС США (а, б) и России (в)

66

Раздел II. Теория инновационной деятельности

Из анализа приведенных S-образных кривых смены поколений авиационной техники можно сделать выводы о необходимости выполнения НИОКР для разработки принципиально новых конструкций авиационной техники рассматриваемого назначения, так как научно-технический потенциал существующих технологий совершенствования исчерпан. Такие исследования в значительной степени уже выполнены. Сказанное подтверждает новое поколение гиперзвуковых беспилотных самолетов и соответствующих им двигателей (рис.5–7). Самолеты новейших технологий должны летать на гиперзвуковых скоростях, а для этого в их двигателях необходимо гармонично объединить черты авиационной и космической техники9.

а

б

Рис. 5. Беспилотные самолеты Х-43А (а) и Х-45А (б)

а

б

Рис. 6. Примеры гиперзвуковых самолетов с ракетоносителем (а) и ускорителем (б)

9 http://www.popmech.ru/article/3750-na-puti-k-giperzvuku/

67

Раздел II. Теория инновационной деятельности

Дальнейшим развитием данного типа летательных аппаратов в настоящий момент является X-47 Pegasus (Пегас) – беспилотный боевой летательный аппарат производства компании «Northrop Grumman».

а

б

Рис. 7. Новые беспилотные боевые летательные аппараты

X-47А Pegasus (а) и X-47B (б)

По расчетам зарубежных экспертов, использование гиперзвуковых воздушно-космических систем обеспечит:

−существенное повышение оперативности и эффективности решения поставленных задач;

−возможность быстрого возврата на аэродром базирования;

−значительное (примерно в 10 раз) снижение стоимости и риска доставки полезной нагрузки на околоземные орбиты по сравнению с имеющимися системами;

−рассредоточение средств вывода в космос на национальной территории;

−уменьшение зависимости от незащищенных стационарных стартовых комплексов и специального наземного оборудования, необходимых для запусков ракет-носителей.

Названные факты позволяют сделать вывод о решающем значении инновационного проектирования для создания авиационной техники нового поколения.

68

Раздел II. Теория инновационной деятельности

2. Описание используемых программных комплексов

Расчеты и построение сигмоидальных закономерностей развития авиационной техники (S-образных зависимостей) выполняется в системе Microsoft Office Excel 2007 которая является графическим инструментом и языком макропрограммирования VBA (Visual Basic for Application).

3.Задание

1.Построить S-образные зависимости (линии регрессии) для известных поколений самолетов-истребителей на основании данных табл. 1-4 (приложение).

2.Проанализировать этапы смены поколений авиационной техники.

4.Методика выполнения задания

1.Запустить систему Microsoft Excel для работы с электронными таблицами, которая предоставляет возможности выполнения

статистических расчетов. Для этого дважды «кликаем» левой кнопкой «мыши» по значку на рабочем столе или в корневой директории (нажав левой клавишей «мыши» меню Пуск -> Microsoft Office -> Microsoft Excel 2007 или Microsoft Excel 2010) (также возможен вариант запуска системы с диска), после чего появится главное окно системы (рис. 8).

Рис. 8. Рабочее окно системы Microsoft Excel

69

Раздел II. Теория инновационной деятельности

2.В первых двух столбцах (например, А и В) вводим информацию о датах первых полетов и величинах максимальных скоростей самолетов-истребителей (или тяги их реактивных дви-

гателей) по данным, приведенным в приложении (табл.1-4). Введите данные (дату первого полета и максимальную скорость (тягу)) для каждого самолета (двигателя), относящегося к определенному поколению технологий (рис. 9). Ячейки А1 и В1 в данном случае представляют заголовки столбцов и в дальнейших действиях, производимых со столбцами, не участвуют. Для примера (рис. 9) рассмотрен наиболее простой случай формирования столбцов по данным самолетов-истребителей вертикального взлета и посадки (табл. 3 приложения).

Рис. 9. Ввод данных для построения диаграммы

Примечание 1: в столбце А (пример, рис. 9) в качестве даты первого полета вводится только год (без указания дня, месяца первого полета), например, 1964.

Примечание 2: Все введенные данные по годам должны располагаться строго в порядке возрастания дат первых полетов. Для этого после ввода двух столбцов (рис. 9) необходимо провести сортировку данных, приведенных в приложениях: выделяем два столбца левой

клавишей «мыши» без заголовков (рис. 10), и «кликаем» левой кнопкой «мыши» по вкладке меню Данные (в верхней части окна) и нажимаем

левой кнопкой «мыши» значок сортировки (от минимального к

максимальному значению) (рис. 11). После этого все строки по параметру (годы) расположатся строго по их возрастанию.

70