Стратегия использования инновационных разработок в областях военного и транспортного строительства для обеспечения международной, национальной и экономической безопасности в приполярных и полярных регионах Российской Федерации

(Фридкин В. М., Дадалко В. А.)

(«Международное публичное и частное право», 2014, N 1)

Текст документа

СТРАТЕГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ РАЗРАБОТОК

В ОБЛАСТЯХ ВОЕННОГО И ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ, НАЦИОНАЛЬНОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ В ПРИПОЛЯРНЫХ И ПОЛЯРНЫХ РЕГИОНАХ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В. М. ФРИДКИН, В. А. ДАДАЛКО

Фридкин Владимир Михайлович, профессор кафедры «Мосты» Института пути, строительства и сооружений Московского государственного университета путей сообщения, доктор технических наук.

Дадалко Василий Александрович, профессор кафедры «Анализ рисков и экономическая безопасность» Финансового университета при Правительстве Российской Федерации, доктор экономических наук.

Рассмотрены возможности создания на основе отечественных инновационных разработок в области современных металлических и железобетонных строительных конструкций новых классов инженерных сооружений, которые дадут эффективное и долговременное решение стоящих перед Россией XXI в. проблем обеспечения суверенитета и международной комплексной безопасности морской навигации, наземных и воздушных транспортных коммуникаций, освоения прибрежных материковых и островных территорий, а также дна морей Северного Ледовитого океана для подводной добычи полезных ископаемых.

Ключевые слова: международная, национальная, экономическая безопасность, военное и транспортное строительство; инновационные разработки; полярные регионы России; национальная, экономическая безопасность.

Strategy of use of innovative solutions in the spheres of military and transport construction for ensuring international, national and economic security of subpolar and polar regions of the Russian Federation

V. M. Fridkin, V. A. Dadalko

The article concerns issues of creation on the basis of Russian innovative solutions in the sphere of contemporary metal and reinforced concrete structures, of new types of engineering constructions which will efficiently solve the problems which Russia faces in the XXI century: ensuring of sovereignty and international complex security of sea navigation, land and air transport communications, exploring seaboard, continental and island territories as well as the seafloor of the Arctic Ocean for underwater mining.

Key words: international, national, economic security, military and transport construction, innovative solutions, Polar regions of Russia, national, economic security.

За последнее десятилетие на основе инновационных разработок в области железобетонных и металлических строительных конструкций в Российской Федерации подготовлены и готовятся к защите интеллектуальной собственности предложения по новым классам инженерных сооружений, в т. ч. выходящих за рамки транспортной инфраструктуры.

Эти предложения при их эффективном современном развитии могут обеспечить, и не в отдаленной на многие десятилетия XXI в. перспективе, создание, в т. ч. в полярных и приполярных регионах России, новых и совершенствование существующих классов инженерных сооружений для развития инфраструктуры различных отраслей отечественной техники по направлениям:

— новые несущие элементы стальных и сборных сталежелезобетонных и железобетонных конструкций для промышленного, гражданского и транспортного строительства;

— линейно-протяженные и пространственные сооружения больших и сверхбольших пролетов, в т. ч. с трансформирующейся структурой;

— сооружения надземного рельсового транспорта, в т. ч. метрополитенов, и других надземных транспортных систем, частично или полностью изолированных от внешней природной среды;

— резервуаростроение, в первую очередь, — создание сталежелезобетонных тороидальных оболочек-резервуаров емкостью до 200000 куб. м в приповерхностном надземном исполнении или заглубленных в грунт;

— гидротехнические морские сооружения, в т. ч. берегозащитные, искусственные острова и полуострова, сооружения для придонных подводных промыслов полезных ископаемых и придонные тоннели из опускных секций;

— паромные переправы (речные, озерные и морские).

В этом перечне особый интерес могут представлять подводные сооружения, а также плавающие суда, в которых сталь и заполнитель из бетона имеют одновременно механическое и адгезионное сцепление (в т. ч., возможно, и через специальную гидроизоляцию металлических поверхностей) по всей обширной области взаимного контакта, а не в зонах локальных упоров, неизбежно порождающих значительные концентраторы внутренних напряжений. В самом общем случае в одном конструктивном решении объединяются в несущую тонкостенную пространственную систему: листовая металлическая компонента (стальная оболочка, пластина), металлические подкрепляющие элементы (на одной или обеих наружных поверхностях металлической компоненты), стержневая арматура и заполнитель из бетона по одну или обе стороны листовой компоненты. Металлическая часть этой системы при ее формировании исполняет функцию жесткой, несущей и неизменяемой остающейся опалубки.

Заполнители по обе стороны от листовой металлической компоненты при необходимости могут иметь принципиально различные составы и различные способы формирования. Наружные поверхности заполнителей могут быть покрыты специальными материалами, увеличивающими адгезию и (или) повышающими водонепроницаемость и коррозионную стойкость заполнителей, что избирательно повышает качество инженерных барьеров, в т. ч. и для подводного применения.

При сооружении подводных транспортных и коммуникационных придонных тоннелей, в т. ч. прокладываемых и в сейсмоактивных регионах, может выполняться в придонном положении достаточно технологичная и надежная в длительной эксплуатации тоннеля подводная стыковка секций. Двухслойное исполнение оболочки позволяет также рационально решать сложные конструктивные задачи устройства отсеков, примыканий, шлюзов, люков, пригрузов и других обустройств придонных тоннелей.

Одним из важнейших стратегических направлений внедрения представленных выше инновационных разработок может стать обеспечение национальной, военной и экономической безопасности в приполярных и полярных регионах Российской Федерации. Это актуальнейшее для существования и развития нашей страны направление определяется следующими факторами:

— необходимостью устойчивого долговременного обеспечения военной безопасности функционирования и развития приполярных и арктических регионов Российской Федерации;

— необходимостью эффективного развития постоянных (круглогодичных) транспортных внутренних коммуникаций для сохранения жизнедеятельности и развития приполярных и арктических регионов Российской Федерации;

— неизбежностью для развития экономики России обеспечения добычи уже в ближайшие десятилетия доступных технически и оправдываемых экономически ископаемых природных ресурсов из береговой зоны, подводного и островного пространства Арктического бассейна;

— целесообразностью расширения возможностей создания выгодных во внешнеполитических и экономических аспектах кратчайших межконтинентальных транзитных транспортных коммуникаций.

Именно для самой протяженной в Северном полушарии береговой линии полярных и приполярных морей России создание новой арктической коммуникационной инфраструктуры имеет решающее значение для обеспечения комплексной безопасности эксплуатации наземных предприятий различных отраслей промышленности, береговых, надводных и придонных подводных промыслов полезных ископаемых и международной навигации.

Аналогичные, но меньше российских, территории Канады, США (Аляска), Дании (Гренландия) и Норвегии не имеют существенного по эффективности коммуникационного значения в сопоставлении с Северным морским путем, обтекающим, по существу на основной части своей протяженности, берега азиатского материка России.

Создание инженерных сооружений как творческий и многосторонний процесс, который удовлетворяет важнейшие потребности жизнедеятельности людей и нарастающие по сложности и ответственности заказы практически всех отраслей техники, имеет свой прикладной научно-методический базис, на первый взгляд, весьма далекий от философии естествознания.

В течение XXI в. техническое регулирование процессов создания инженерных сооружений в условиях России должно приобрести следующие методологические особенности.

— Новые инженерные сооружения должны обеспечивать создание предприятий, комплексно решающих проблемы развития техники (при необходимости объединяя в сложную техническую систему несколько ее отраслей), энергетики и экологии в интересах сохранения и развития земной ноосферы.

— Экологическая безопасность всех возводимых и в последующий длительный период эксплуатируемых объектов, и не только официально считающихся «опасными производствами», должна включать учет широкого спектра длительных воздействий на биосферу и ноосферу как на локальном (территориальном) уровне, так и на региональных и глобальном уровнях.

— Проектные решения сооружений должны носить инновационный характер как по конструкциям, так и по технологическим процессам строительства, чем в первую очередь и в наибольшей мере обеспечивать высокие показатели производительности труда строителей при их минимальном числе на каждом возводимом объекте.

— Для наиболее рационального применения, особенно в сложных условиях возведения и эксплуатации сооружений, их конструктивные формы целесообразно создавать и развивать, частично или полностью используя (модифицируя) технические решения несущих и вспомогательных элементов, относящиеся к строительным объектам различных классов, при необходимости заимствуя эффективные конструкционные материалы, соответствующие способы изготовления, технологии монтажа, системы контроля качества и организацию длительной эксплуатации конструкций этих классов.

— Необходимо организовать строительство объектов «под ключ» в кратчайшие исторические сроки, возможно, разделив этот процесс на очереди.

Экономичность возведения новых и реконструкции существующих сооружений, осуществляемых в общегосударственных или частных интересах в рамках создания и развития любых предприятий, должна оцениваться в первую очередь с позиций «экологической» экономики. Это означает, что исчерпывающим образом должны учитываться:

— затраты на уровне капитальных вложений непосредственно в новые или реконструируемые объекты;

— определенная часть затрат на развитие инфраструктуры технических или природно-технических систем более высоких иерархических уровней, в которые в той или иной степени включаются возводимые или реконструируемые инженерные сооружения;

— затраты на полную расчистку площадок, занимаемых выводимыми из эксплуатации предприятиями, с утилизацией или безопасным захоронением всех разобранных конструкций, выведенного из работы оборудования и отходов деятельности ликвидируемых производств;

— затраты на обеспечение экологической безопасности вновь созданных производств, обязательно включая расходы на создание и надежное функционирование систем их мониторинга.

В начале XXI в. четко проявляются новые тенденции в создании строительных конструкций для ответственных сооружений различного назначения и в учете специфических особенностей их безопасной длительной эксплуатации. Имеют место:

— большая потребность в создании принципиально новых по уровням обеспечения безопасности и долговечности инженерных барьеров в составе комплексных природно-техногенных мультибарьеров для развития атомной (в том числе атомно-водородной)промышленности и энергетики, для захоронения высокоактивных и среднеактивных атомных отходов, а также других вредных долгоживущих веществ, порождаемых атомной, химической и нефтехимической отраслями промышленности;

— необходимость в связи с нарастанием террористической угрозы пересмотра концепции возведения промышленных и защитных сооружений: подземных, приземных и пространственных большепролетных надземных, в т. ч. — над существующими ядерными, химическими и другими промышленными объектами как возможными мишенями для изощренных террористических атак;

— понимание необходимости развития транспортной сети России в северном и северо-восточном направлениях в северо-западной европейской и азиатской частях страны; усиление в связи с этим интереса к разработке современных технических решений сверхпротяженных железнодорожных эстакад — в составе намечаемых трансконтинентальных магистралей, которые должны пройти кратчайшими трассами по территории России, включая горные районы, на протяжении тысяч километров (с примыкающими однопутными линиями в зоны крупных месторождений углеводородов, угля, руд металлов) в труднодоступной малонаселенной местности, в т. ч. в условиях сурового климата, болот, тайги, тундры, вечной мерзлоты, требующих пересечения мостами и (или) подводными тоннелями сложнейших речных и морских преград;

— развитие идей и разработка пионерных проектов дальнейшего изучения и освоения дна морей и океанов на глубинах от десятков до сотен метров, в т. ч. путем создания подводных стационарных объектов для добычи углеводородов на шельфах, извлечения полезных минералов из океанских вод и создания для реализации этих планов новых сооружений и транспортных средств;

— осознание большинством ученых и инженеров, а также многими политиками необходимости реализации всех проектов в условиях нарастающего влияния на экономику, в т. ч. и на условия производства, глобального изменения климата Земли при исключительной сложности разработки теоретических моделей для прогнозирования природных процессов с учетом техногенных (антропогенных) факторов;

— проявление, в той или иной мере для всех регионов России, последствий глобальных изменений климата, что связано с увеличением расчетных расходов стока сезонных осадков, отступлением вечной мерзлоты, увеличением высоты уровня моря, опасностью нарастания активности карстовых, карстово-суффозионных и оползневых процессов, увеличением расчетных скоростей ветра, изменением частоты возникновения и интенсивности смерчей и шквалов;

— уточнение оценок сейсмотектонической активности отдельных регионов России (в сторону увеличения сейсмичности площадок строительства) и потребность возведения в таких районах ответственных сооружений;

— наличие научно обоснованной, хотя и маловероятной в течение ожидаемых (или планируемых) сроков службы сооружений, опасности столкновений Земли с космическими телами с характерными размерами порядка (как минимум) нескольких десятков или сотен метров, что может привести к неблагоприятным сейсмологическим и климатологическим последствиям, в т. ч. и для наиболее ответственных инженерных объектов на территории всех регионов России;

— увеличение потребности в проведении квалифицированной научно-технической экспертизы проектов строительства и реконструкции сложных инженерных сооружений, для чего необходимо развитие принципов объективной оценки безопасности и эффективности разрабатываемых проектов;

— необходимость совершенствования учебного процесса в отечественных высших учебных заведениях для выпуска новых поколений инженеров, в т. ч. — инженеров-строителей, хорошо подготовленных к инновационной и организационной деятельности в специфических условиях России.

От строительной науки в связи с перечисленными выше обстоятельствами, требующими расширения поиска новых технических решений, следует ожидать в первую очередь увеличения внимания к методологическим аспектам инженерного творчества.

Так, например, подводные придонные транспортные тоннели, зарубежные и отечественные, сооружались в XX в. путем погружения монтажных секций на отметки выше дна или непосредственно на дно в подводную траншею с их последующей пристыковкой к ранее собранному участку тоннеля и пригрузкой. Секции будущего тоннеля можно монтировать на суше, придавать им плавучесть и укрупнять. Не исключено также погружение на дно всего придонного участка тоннеля после сборки на плаву на всем протяжении при его полной длине до 1000 м. Гораздо сложнее на открытой водной (особенно морской) акватории безопасно осуществлять наращивание длины тоннеля новыми секциями в надводном положении с постепенной посадкой авангардного участка тоннеля на дно. Такой отечественный и зарубежный опыт имеется только для прокладки по дну моря магистральных трубопроводов.

Создание транспортных переходов на основе придонных тоннелей с характерным размером поперечного сечения внутреннего транспортного «канала» порядка 6 — 8 м возможно для глубин пересекаемых водных преград, допускающих безопасный пропуск по фарватеру над такими придонными тоннелями судов (в т. ч. подводных) определенного водоизмещения. Глубины фарватера в таких случаях обычно измеряются несколькими десятками метров. Придонные тоннели не должны также заметно влиять на гидрологические свойства пересекаемой акватории.

Для арктического, прибалтийского и дальневосточного бассейнов Российской Федерации можно рассмотреть один из инновационных подходов к формированию и развитию комплексной системы транспортных коммуникаций, охватывающий особенности и возможности развития инфраструктур железнодорожного, трубопроводного, автомобильного, морского (включая подводный) и речного транспорта.

В интересах развития добывающих отраслей промышленности, ориентирующихся на использование природных ресурсов дна Северного Ледовитого океана, включая шельф и его полярное продолжение, целесообразно предварительно изучить и оценить потребности и технические возможности создания подводных придонных транспортных сооружений большой протяженности. Сеть придонных тоннелей различных сечений может служить не столько конкурентом морскому надводному и подводному транспорту, сколько второй органической составляющей транспортной системы. Эта составляющая обеспечит надежную постоянную коммуникационную связь материка с подводными обитаемыми сооружениями «гидрокосмоса» по меньшей мере на глубинах до 500 м, т. е. практически в акватории всех морей Северного Ледовитого океана, омывающих океанское побережье России и принадлежащие ей острова.

Сформулированная выше комплексная научно-техническая проблема должна рассматриваться в контексте более обширной проблемы освоения подводного, в т. ч. придонного, пространства мирового океана. В связи с этим в первую очередь должны быть очерчены потребности и объемы перевозок (включая транзит между надводными конечными и промежуточными пунктами, в т. ч. зарубежными), а также возможности дальнейшего развития способов и технических систем безопасной и экономически целесообразной транспортировки грузов и людей в подводных тоннелях большой протяженности. Претерпят существенные изменения системы энергоснабжения, устройства локомотивов по видам тяги и привода, конструктивные решения подвижного состава и другие элементы транспортной инфраструктуры.

В процессе научных разработок целесообразно сопоставить по срокам и темпам создания, а также по затратам два направления в освоении дна арктических морей. Оба направления требуют создания инфраструктуры, включающей подводные и надводные причальные сооружения.

Первое направление — это придонные транспортные тоннели, проложенные вдоль арктического побережья России, а также между материком и островами.

Второе направление, бесспорно, экономически более эффективное, не требует создания за несколько десятилетий весьма протяженных подводных магистралей. Их функции, в принципе, может выполнять подводный флот из сталежелезобетонных судов, перемещающихся в подводном и надводном положении своеобразными «локомотивами» — современными, но облегченными подводными лодками в традиционном металлическом исполнении.

Вместе с тем, наряду с развитием морских коммуникаций, на основе инновационных отечественных разработок конструктивных форм транспортных инженерных сооружений имеются возможности совершенствования в зонах вечной мерзлоты, особенно в прибрежных, инфраструктуры железнодорожного, автомобильного, авиационного и трубопроводного транспорта.

Изложенные выше соображения представляют определенный интерес для стартовых инвестиций в инновационные разработки в области подводных и наземных транспортных коммуникаций.

Список литературы

1. Дадалко В. А. Международные экономические отношения: Учеб. пособие. Минск: Армита-Маркетинг; Менеджмент, 2000.

2. Дадалко В. А. Мировая экономика: Учеб. пособие. Минск: Ураджай; Интерпрессервис, 2001.

3. Дадалко В. А., Дадалко А. В. Обеспечение национальной безопасности в связи со вступлением России во Всемирную торговую организацию. Минск: ИВЦ Минфина, 2013.

4. Фридкин В. М., Дадалко В. А. Новая схема надземного метрополитена // Транспортное строительство. 2013. N 7. С. 9 — 13.

5. Фридкин В. М. Подводные придонные транспортные сооружения большой протяженности // Транспортное строительство. 2008. N 3. С. 5 — 6.

6. Фридкин В. М. Принципы формообразования в теории линейно-протяженных сооружений. М.: Ладья, 2006.

——————————————————————

Название документа

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *