ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ И НАДЕЖНОСТИ МАШИН
№ 3, 2014
© 2014 г. Рототаев Д.А.
ИННОВАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ ИМАШ РАН НА ПРОТЯЖЕНИИ 75-ЛЕТНЕЙ ИСТОРИИ
Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Описывается современная инновационная деятельность ИМАШ РАН. Дано краткое описание готовых к внедрению разработок Института. Показано участие Института в актуальных проектах последних лет.
30-е годы прошлого столетия ознаменовались во всем мире и в нашей стране невиданными темпами индустриализации. Сегодня трудно представить, но в период с 1929 по 1933 г. в СССР вошли в строй Днепрогэс, Кузнецкий и Магнитогорский металлургические комбинаты, крупнейшие угольные шахты в Кузбассе и Караганде; Сталинградский и Харьковский тракторные заводы, Московский и Горьковский автозаводы... и еще 1500 крупных промышленных предприятий. Таких темпов роста экономики мир не знал ни до, ни после этого периода. Естественно, такое бурное развитие промышленного потенциала и выпуск на его основе большого количества товарной продукции, поставило перед научной и инженерной общественностью огромное количество задач как в плане создания принципиально новых материалов, конструкций, так и в плане их взаимодействия между собой и с человеком. При этом, результаты нужны были не в далекой перспективе, а, зачастую, немедленно. Иначе тормозилась не какая-нибудь отрасль, а промышленность в целом. Ошибки ученых и инженеров приводили к тому, что отбрасывали страны далеко назад от передовых рубежей мирового прогресса. Например, в Италии был спроектирован танк весом 7000 тонн, который не мог проехать ни по одному мосту, и перевозить его не могла ни одна машина. Италии потребовалось более 60 лет, чтобы вернуться в список танкостроителей.
Руководство нашей страны приняло решение создать Институт, целевым предназначением которого было доведение фундаментальных разработок до реальных рекомендаций и модельных макетов, вьделив, на первом этапе, основополагающие элементы, присущие различным видам механизмов. Базовой моделью подобного механизма академик Е.А. Чудаков выбрал автомобиль. Этот путь развития работ сегодня можно назвать инновационным, который сохраняется поныне.
В годы Великой Отечественной войны Институт переключается на совершенствование и создание новых образцов стрелкового и автоматического оружия, доводку авиационных двигателей самолетов Ил-2, Як-3, Пе-2 и других; работает над совершенствованием Оружия победы — "Катюшей". Создает, взамен практически 100% ленд-лизовского материала — алюминия, легкий его аналог — силумин. Работает над исследованием и совершенствованием прочностных характеристик снарядов и авиабомб. Можно совершенно уверенно сказать, что в каждом из одного миллиарда ста миллионов средств поражения, выпущенных по фашистским захватчикам, и средств доставки этих средств поражения, есть доля труда сотрудников Института машиноведения.
Активное участие ученые Института приняли в формировании плана конверсии и развития промышленного потенциала страны, который готовился Госпланом СССР в
1943 году, сразу после Курской битвы. Было определено, что одними из важнейших задач в промышленности являются восстановление энергетического и транспортного потенциала. Одновременно с этим были сформулированы основные направления развития оборонных задач — формирование ракетно-ядерного щита страны.
Сотрудники Института активно начали работать вместе с ведущими институтами и предприятиями над созданием принципиально новых тепловых и гидротурбин мощностью до 1200 МВТ для Волжского каскада ГЭС, энергетических реакторов на тепловых и быстрых нейтронах; авиационных и ракетных двигателей, различных систем гражданских и военных изделий, а также космических аппаратов, в том числе таких, как "Луноход", "Союз", "Энергия—Буран" и т.п.
В 50-60-е годы ученые и инженеры Института участвуют в создании сверхмощных прессов усилием до 75 тысяч тонн, сверхмощных прокатных станов и т.п. Заслуженный авторитет Институту принесли работы по обеспечению бесшумности атомных подводных ракетных крейсеров.
Как и любая творческая организация, Институт прошел через несколько этапов своей модернизации, применительно к задачам времени. На сегодняшний день структура Института охватывает наиболее актуальные аспекты развития промышленности.
Сегодня особое развитие в Институте получили работы в области нелинейной волновой механики, проводимые под руководством академика Р.Ф. Ганиева. Были разработаны основы принципиально нового направления машиностроения — волнового машиностроения, охватывающего нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие отрасли, нефтегазовую промышленность, нефтехимию, химическую технологию, технологию производства строительных материалов, машиностроение, пищевую промышленность, экологию. Созданный комплекс волновых технологий обеспечивает выход на новый уровень эффективности и энергосбережения, позволяет сделать крупный шаг в развитии промышленности (рис. 1 и 2). В этой области имеется устойчивое мировое лидерство.
В последние годы отличительной чертой ведущихся в Институте работ является стремление довести их до практически 100%-ной готовности к внедрению в реальные сектора экономики. Особое внимание уделяется вопросам создания и оформления интеллектуальной собственности. За последние пять лет было получено более 100 международных и отечественных патентов.
В целях ускорения внедрения разработок Института, был организован Инновационный центр, в котором была проведена работа по изучению результатов научной деятельности отделов и лабораторий за последние годы и поиску новых стратегических партнеров, заинтересованных в инновационном развитии. Выявлено значительное количество перспективных разработок высокой степени готовности, представляющих большой практический интерес для потенциальных потребителей, заинтересованных в новых прогрессивных технологиях, новых материалах, обладающих уникальными характеристиками, в целях энерго- и ресурсосбережения, повышения качества и потребительских свойств выпускаемой продукции.
Примерами могут служить полностью готовые проекты: модернизация турбоуста-новок на основе нового поколения лопаточных систем (рис. 3), робот-станок для финишной обработки пера лопаток турбин (рис. 4), оборудование для авторезонансной ультразвуковой обработки (УЗО) конструкционных материалов (рис. 5), стан для раскатки жаропрочных дисков из сплавов титана и никеля СРЖД-800, линии фасовки и упаковки жидких и пастообразных продуктов, волоконно-оптические датчики и интеллектуальные сенсорные системы, кардиоанализатор "Пульс-М", антифрикционная ресурсовосстанавливающая композиция и др.
Новые технологии нелинейных волновых воздействий на различные материалы (руководитель работ академик Р.Ф. Ганиев), заинтересовали мирового лидера в области производства строительных материалов — фирму KNAUF (Германия). Достигнута договоренность о проведении совместных работ в целях технического перевооружения предприятий компании в СНГ.
Рис. 3
Созданные в Институте стан для раскатки жаропрочных дисков из сплавов титана и никеля СРЖД-800, технология вальцовки лопаток турбин, оборудование авторезонансной ультразвуковой обработки титана, жаропрочных сталей, чугуна, керамики и стекла планируется использовать при производстве авиационных двигателей и космических аппаратов нового поколения на ведущих предприятиях авиакосмической отрасли "НПЦ газотурбостроения "САЛЮТ", ОАО "Мотор Сич", НПО "Энергия" и др.
Новые разработки Института (малогабаритные, высокоинформативные волоконно-оптические датчики и интеллектуальные сенсорные системы) заинтересовали
Рис. 4
Рис. 5 Рис. 7
Энгельсское приборостроительное объединение "Сигнал", которое планирует использовать их для оснащения перспективных образцов авиационной, морской и наземной техники.
Рис. 6
Ведутся переговоры о начале крупномасштабного производства смазок и смазочно-охлаждающих жидкостей с высокоэффективными антифрикционными присадками, созданными в Институте, для железнодорожного транспорта и промышленных предприятий.
Предлагаемые Институтом разработки и технологии заинтересовали ряд крупных предприятий на Украине, в Германии, Ирландии и в странах Ближнего Востока.
Совместно с ОАО "Национальные скоростные дороги", ЦКБ "Рубин" и НИИ Электро-физической аппаратуры им. Ефремова Институт вошел в программу создания высокоскоростных магистралей железнодорожного и городского рельсового транспорта на основе магнитной левитации. Научным руководителем работ по исследованию и расчету динамики и устойчивости движущихся магнитолевитационных транспортных систем, с учетом их взаимодействия с путевыми конструкциями, разработке принципов повышения бесшумности и эффективности гашения колебаний назначен академик Р.Ф. Ганиев.
ИМАШ РАН остается верен своим традициям осуществления тесной связи фундаментальных и прикладных исследований в интересах инновационного развития отечественной промышленности.
Для ускорения процесса внедрения новых разработок нужна современная производственная база, которая только начала создаваться, и, как справедливо сказано в книге Ильгамова "Резонанс", — технологические полигоны для реальной отработки и обучения технологическим процессам.
Сообщение об инновационных разработках Института хотелось бы закончить словами одного из основоположников ракетной техники и космонавтики Фридриха Артуровича Цандера, которыми он заканчивал каждое свое выступление: "Вперед, на Марс!" Да, Марс мог бы принести новые интересные задачи, которые вполне по силам Институту.
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.