ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА И МЕСТО ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН

1.1. Проблемы эффективности

Понятие рациональности, целесообразности, полезности, эф­фективности зародилось стихийно еще у ученых древности. Затем появились научные знания и научные дисциплины, которые сумми­ровали предыдущий опыт человечества, изучались и передавались от поколения к поколению. Рождение математики, физики и техни­ческие достижения XVII-XVI1I в. предопределили зарождение тер­модинамики как надежной основы эффективности, появились уче­ния о различных параметрах или критериях эффективности.

Возникла возможность научного прогнозирования процессов взаимодействия таких сложных структур, как природа + общество + техника (ПОТ). И человечество, жившее ранее в равновесии с природой, стало лавинообразно увеличиваться численно и совер­шенствоваться умственно (рис. 1), проходя серию революций, под­чиняя (и одновременно разрушая) природу. Человек победил мно­гие болезни, научился пользоваться новыми источ’никами энергии, стал быстро перемещаться по Земле, летать в атмосфере, освоил космические скорости н достиг Луны. Технология, наука и техника достигли такого уровня, что теперь решение многих еще не так дав­но сверхфантастнческнх проблем, например, путешествия во време­ни, достижения реального бессмертия, полета к пределам Вселен­ной и т. д. многим специалистам кажется вполне реальным. Однако вслед за этапом равновесия с природой н этапом ее покорения, на­ступил третий этап развития человечества, который можно назвать этапом конфликта с природой. В 1975 г. впервые за всю историю человечества мировое производство энергии, а тем более производ­ство энергии в расчете на одного жителя Земли (рис. 2), достигло наивысшего значения (без учета потребления пнщи) н резко пошло

*

§

ІОС-

* Г , ^ $iO- !«;■■ s%6- 3$4f

J

о то ш НоІоя эра

на убыль. В преддверии этой глобальной, т. е. общеземной катастро­фы, в 1973 году разразился энергетический кризис, затронувший многие страны мира. Цены на пищевые (зерно) и промышленные (нефть) энергоресурсы резко повысились, а затем упали (рис. 3).

В обществе возникло беспокойство за будущее своих стран, на­циональных групповых интересов. Не зная причины кризиса и не владея современными знаниями, толпы людей, подогреваемые неу­мелыми и корыстными руководителями, только усугубили положе­ние, приведя к развалу Советского Союза, Югославии, Чехослова­кии, поставив на грань между жизнью и умиранием вновь образован­ные «суверенные» государства.

Вопросы эффективности, методы ее оценки переросли потреб­ности только лишь технических дисциплин и стали общественно необходимыми. Перед учеными, инженерами и политиками встал

вопрос, как будет далее эволюционировать человечество (рис.1): то ли оно обречено на вымирание 1, либо на определенную стабилиза­цию численности 2, которая требует не снижения, а роста душевого энергопотребления, то ли все-таки возможен резкий прогресс, мас­совое заселение космоса, предсказанное еще К. Э. Циолковским 3, но для этого требуются время и ресурсы, и прежде всего энергети­ческие. Как организовать космический транспорт, бесперебойно и экономично, с соблюдением экологических требований связываю­щий околоземные орбиты с Землей?

Казалось бы. частные проблемы эффективности летательных аппаратов (ЛА), определяемые совокупностью таких критериев, как тяговая эффективность, аэро газодинамическая эффективность, на­дежность, весовая (массовая) отдача, материалоемкость, техноло­гичность, экологичность, энергетическая эффективность, обрати­мость (многоразовость, термодинамическая эффективность), уни­версальность, экономическая эффективность, перспективность (преемственность), социальная эффективность в современной ситу­ации приобретают глобальный смысл, общемировое значение.

Соответственно, исключительно важное значение приобретает и основная теплофизическая научная дисциплина — термодинамика, которую иногда именуют наукой об эффективности.