600 мгновений прогресса
15 лет назад в интеллектуально-промышленном Харькове начал работу Институт машин и систем (ИМиС), в кругу интересов которого — научные исследования, инновационная деятельность, технические разработки, проектирование новых видов техники. Однако это не научный институт или КБ в нашем привычном понимании, а комплексное учреждение, решающее многообразие задач, связанных с машиностроительной отраслью.
Созданный для решения проблем военно-промышленного комплекса на заре независимости Украины, ИМиС значительно расширил поле своей деятельности, охватывая сейчас многие отрасли экономики — от ВПК до сельхозмашиностроения. Действуя под эгидой Национальной Академии наук Украины и Минпромполитики, он, как видим, имеет авторитетных покровителей. Принципиальной особенностью института является разрабатываемый силами научных сотрудников, аспирантов, докторантов и соискателей уникальный комплекс новых знаний, позволяющих заглянуть за горизонт дня сегодняшнего. Организатор и бессменный руководитель института — доктор технических наук, профессор, ученый и практик Николай Эммануилович Тернюк — называет свое детище «инкубатором идей», где главным является разработка системных подходов к организации производства и целых отраслей. Фундаментальные исследования направлены на создание научных основ разработки новой техники, инновационных технологий, а также экономико-производственных систем.
ИМиС осуществляет и прикладные исследования и работы. За 15 лет здесь разработано 600 проектов, 500 из которых подкреплены договорами. Многие разработки явно опережают свое время и потому пока не всем доступны, но они отражают тенденции передовой научной творческой мысли, о которых необходимо знать представителям научно-технической интеллигенции, бизнеса, руководителям производства.
Тормозит внедрение новаций института и то обстоятельство, что это требует времени, тогда как производственник или бизнесмен хочет все и сразу. А еще, к сожалению, далеко не все располагают необходимыми средствами, чтобы использовать новейшие технологии. И все же уникальные разработки ученых ИМиСа уже находят применение на заводах им. В. А. Малышева, «ФЭД», в концерне «Бронетехника Украины», ассоциации «Укртрактор», Институте микробиологии им. Мечникова, в корпорациях «Модернизация и развитие» (МиР), «Инсайт», «Нанотехнологии».
Деловые контакты установились с Донбассом, Приднепровьем, с недавних пор — с Россией. Базовой по внедрению разработок института была и остается Харьковская область, хотя в последние годы она теряет свой промышленный потенциал, потому ученые ищут опору и на стороне. Сейчас в ИМиСе создают институт главных конструкторов, который станет своеобразной лабораторией подготовки специалистов высшего звена.
Об общих тенденциях, со слов Николая Тернюка, можно рассказывать еще долго. Действительно, ИМиС — уникальная организация, каких в мире не так уж много. Высокие технологии, вышедшие из этих стен, нашли применение на практике. Это замкнутые системы технологий (более 170), обеспечивающие выполнение базового цикла работ в различных отраслях на новом техническом уровне с повышенной экономической эффективностью, — макро-, мезоуровневые, уровневые технологии предприятий; высокоэффективные технологии переработки нефтепродуктов, что, кстати, позволит ликвидировать лицензионную зависимость и выйти на мировые нефтеперерабатывающие рынки. Для машиностроения создаются высокотемпературные металлокерамические двигатели нового, шестого, поколения, которые обеспечивают возрастание КПД на 20—25 % и служат основой для принципиально новых видов скоростного транспорта. Для сельского хозяйства и пищевой промышленности разработаны технологии и машины для интенсивной безотвальной обработки почвы, ускоренного выращивания овощей, для переработки зерновых и зернобобовых культур.
С особой гордостью здесь говорят о беспилотных летательных аппаратах (БЛА), а руководитель проекта Игорь Сергеевич Авилов показал их в действии во время испытательных полетов. Напомним, что именно с них начиналась большая авиация, и сегодня в мире не прекращается поиск оптимальных вариантов БЛП, но все же в ИМиСе считают свое детище (вернее — детища, потому что их разработано несколько видов) наиболее выгодным и неприхотливым при использовании в народном хозяйстве и оборонном ведомстве. Беспилотные летательные аппараты с успехом могут выполнять широкий круг задач: заниматься воздушным патрулированием, поисково-спасательными операциями, охраной лесов и контролем шельфовой зоны, осмотром сложных технических сооружений. КБ «Взлет», входящее в ИМиС, разработало целую гамму беспилотных аппаратов — «Ремез», «Альбатрос», «Феникс», «Стриж», которые демонстрировались на выставках в Украине и за рубежом и удостоены высоких оценок.
Самый перспективный из них, по мнению И. Авилова — многоцелевой переносной комплекс «Ремез», предназначенный для телевизионного наблюдения местности в масштабе реального времени. Это удобное средство для оперативного решения задач экологического мониторинга, патрулирования лесных и торфяных массивов, разведки районов крупных аварий и катастроф, наблюдения охраняемых объектов. В составе комплекса — два дистанционно пилотируемых летательных аппарата и аппаратура наземного управления приема информации. Малоразмерный летательный аппарат с поршневым двигателем осуществляет взлет с катапульты или как обычный самолет. Посадка — под парашютом. Запас топлива рассчитан на 1 час полета. Сейчас совместно с КБ «Луч» испытывается вариант беспилотного летательного аппарата с возможностью сброса двух спецгрузов массой 1 кг. Обслуживают комплекс два человека. Он компактный, переносится в походном состоянии в трех упаковках весом не более 15 кг каждая. Вот еще некоторые технические данные: длина — 0,78 м, размах крыла — 2 м, взлетная масса — 10 кг, мощность двигателя — 1,85 кВт, радиус действия — 15 км.
Без сомнения, аппарат очень удобный и пригодный для использования практически везде. Проблема та же: в нынешних условиях его будут приобретать только при крайней нужде, ибо это дело недешевое. Но перспектива есть, если учитывать потребности военных и специфику нашей повседневной жизни. Поверьте, показанные «живые кадры» захватывали возможностями обзора местности. В ИМиСе учитывают и перспективы нашего государства, и рассчитывают на заграницу. В последнем случае следует отбросить «квасной патриотизм» — таковы реалии времени.
А теперь спустимся с небес на землю, вернее, под землю. Речь пойдет о предприятии по переработке нефти и нефтяных смывов в светлые нефтепродукты, работающем на новых принципах. Его технология и техника предполагают замкнутый цикл, не требующий использования лицензионных технологий зарубежного происхождения, что удешевляет производство топлива, причем степень переработки в жидкие фракции составляет 95 %! В качестве сырья используются нефть или нефтесмывы, в том числе смеси с газовым конденсатом. Руководитель этого проекта Михаил Иванович Рунов.
Сущность предлагаемой технологии — в новом комплексе физических и химических процессов с использованием комплексного сырья с различными добавками в оптимальных пропорциях. При этом можно работать на отечественном оборудовании, не приобретая дорогостоящее зарубежное, уменьшить эксплуатационные затраты при переработке нефтепродуктов на 35—40%, а стоимость создания такого завода снизится в полтора-два раза. Ведь отличительной особенностью завода является энергосберегающая технология, что весьма важно в наше время. Линии замкнутого цикла позволяют значительно сократить длительность обработки сырья и, что еще очень важно, уменьшить количество единиц техники.
Впрочем, все тонкости технологии и деятельности завода могут объяснить только специалисты. Нам же важно, что есть прецедент большого и перспективного дела. Презентационный комплекс апробирован и уже нашел конкретного потребителя.
Коротко — еще об одной разработке, осуществленной Центром вариативных систем (руководитель проекта Алексей Григорьевич. Хливняк). Это вариаторы-редукторы нового типа, обеспечивающие бесступенчатое регулирование скорости вращения выходного вала. Что такое вариатор — узел в механизме для плавного изменения скоростного режима — и зубчатая передача, известно даже старшекласснику. Но далеко не все знают, что над проблемой их оптимизации ученые бьются уже более 250 лет — со времени создания Леонардом Эйлером эвольвентного зубчатого зацепления, которое по сей день определяет свойства редукторов. Но как все это сделать проще, продуктивнее, легче в эксплуатации — вот вопрос, который все это время не сходит с повестки дня. В 1978 году заместитель главного конструктора Харьковского завода имени В. А. Малышева кандидат технических наук Вадим Романович Ковалюх доказал теорему о возможности построения равноудаленных кривых, отличных от параллельных, в том числе на телах вращения. Николай Тернюк позднее теоретически обосновал возможность построения вариаторов нового типа с помощью тех же зубьев. А уже в ИМиСе на этой теоретической базе разработали редукторы нового типа, которые создают основу для широкого применения механических приводов с регулируемыми характеристиками. Производство вариаторов-редукторов можно организовывать как на действующих заводах, так и на вновь построенных специализированных предприятиях.
Вариаторы силового типа с зубчато-рычажным механизмом обеспечивают плавное изменение скорости вращения выходного вала без разрыва потока мощности. В основу действия вариатора положен принцип взаимодействия его элементов с нормальными составляющими усилий. Благодаря этому обеспечивается максимальный коэффициент полезного действия и максимальная несущая способность элементов конструкции. Главное преимущество новых редукторов в том, что осуществляется плавное регулирование скорости вращения выходного вала; появляется возможность объединения в приводе функции редуктора и устройства бесступенчатого изменения скорости; металлоемкость приводов снижается не менее чем на треть. Кроме того, они надежны и просты в изготовлении и эксплуатации. Их потенциальный рынок практически неограничен, особенно в автомобильной промышленности, где вариаторы заменяют коробку передач со сцеплением.
Еще одна новинка ИМиС — линия для утилизации пестицидов, гербицидов и твердых отходов. Работы по ее созданию возглавил Игорь Сергеевич Олейник. Это сложнейший комплекс электроники, механики, гидравлики, представляющий замкнутый цикл утилизации всех без исключения вредных веществ. Установка предусматривает пять операционных воздействий, в том числе каталитическое, ультрафиолетовое, электрохимическое. Итог — окончательное разложение вредных веществ. Новая линия имеет свою электростанцию, обеспечена водой, ее можно приспосабливать к той или иной технологии в зависимости от поставленной задачи. Уже создан опытный образец. Производительность линии — 50 кг в час, 2 тонны в сутки, 600 тонн в год. Например, за два года можно избавить от опасных химических отходов всю Харьковскую область.
Мы рассказали лишь о нескольких перспективных и необходимых нашей стране разработках ИМиСа. Напомним: их около 600, и каждая из них заслуживает отдельной публикации.
