Вечный двигатель Бориса Якоби

Электродвигатель — продукт 19-го века, потребность в котором сохраняется до сих пор в тех подъемных механизмах и транспортных средствах, управление которыми ограничивается простыми движениями типа «туда-сюда» и кнопкой «вкл.-выкл.». Желание использовать этот уникальный продукт прошлого времени для выполнения более сложных пространственных движений сегодня привело к разработке более десятка его разновидностей. Из-за перенасыщения станков и машин кинематическими и электронными структурами для регулирования движения по скорости, нагрузке и направлению, система их управления приобрела признак «аварийности».

Несмотря на это, все научные исследования долгое время продолжаются только в одном, безальтернативном направлении: все хотят создать такой электродвигатель, алгоритмы управления которым при любых дрейфах внешних нагрузок позволят сохранить устойчивость движения без сенсорного контроля.

Например, исследователи из Перми и Кемерово уже много лет занимаются созданием «бесконтактного» и «бездатчикового» алгоритма управления синхронными и асинхронными двигателями. Пока, судя по их англоязычным статьям и старым диссертациям, получается подтвердить только «способность модели надежно запускать двигатель». Видимо, ученых это вполне удовлетворяет, даже несмотря на сложность технического исполнения идеи и низкую точность оценки параметров движения.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», длительный научно-исследовательский процесс топтания электротехников на одном месте вызван простым незнанием методологии, принципов и критериев проектирования технических устройств.

Очевидно, что недопустимо разрабатывать алгоритм управления электродвигателем, пользуясь только компьютером, не вникая во все особенности технологии его изготовления, не зная свойства используемых материалов и не понимая целевые функции технического устройства, в структуру которого планируется встроить «источник движения» с собственным алгоритмом управления.

Возможно, по этой причине «оригинальные» и «специальные» алгоритмы управления движением остаются как бы в стороне от реальных технических задач. Оказывается, производство электродвигателей для современных манипуляторов, движителей аппаратов, наземной и космической техники обеспечивается за счет открытий и изобретений прошлого века. В их основе прецизионные индукционные датчики угловых положений (индуктосины), удовлетворяющие всех по точности, динамике и стойкости к внешним воздействующим факторам.

Учитывая, что желания одних и потребности других не совпадают, ожидать от ученых чего-либо нового в системах управления движением пока не приходится. Получается, старый электродвигатель инженера Бориса Якоби уверенно поддерживает статус «вечного» и незаменимого технического устройства вот уже почти 200 лет.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

Десять добрых дел

В первом квартале 2025 года студенты российских университетов участвовали в реализации уникальных научных идей и разработали десяток достаточно полезных и очень даже рациональных технических решений. Мы решили назвать их добрыми делами:

1️⃣ Метод циклической штамповки деталей на основе сплавов алюминия, хрома, железа и никеля.
2️⃣ Метод изготовления нетоксичных керамических форм для получения крупногабаритных отливок из жаропрочных никелевых сплавов.
3️⃣ Метод повышения прочности и защиты сталей от коррозии.
4️⃣ Технология изготовления полимерных мембран с добавлением меди для очистки воды от нитратов.
5️⃣ Метод разрушения органических загрязнителей с помощью феррита висмута под действием света и ультразвука.
6️⃣ Конструкция и технология изготовления вихревого сатуратора для очистки сточных вод.
7️⃣ Оперативная тест-система для выявления скрытых заболеваний организма человека, вызванных нарушением процессов метаболизма.
8️⃣ Единая информационная система автоматического контроля степени износа бандажей колесных пар локомотивов.
9️⃣ Лепестковая конструкция труб для регулирования площади теплообмена технологического оборудования.
1️⃣0️⃣ Технология изготовления композитного материала на основе гидрида магния и никеля для безопасного хранения и транспортировки водорода.

Все, что сделано студенческими научными сообществами, востребовано практически во всех отраслях промышленности и обязательно должно быть реализовано. Успехов всем в добрых делах.

➡️ Подписаться на канал

⚙️Процесс формирования нового технологического сообщества продолжается.

R&D Платформа становится центром притяжения для исследователей, инженеров, разработчиков и студентов со всей страны. Это — инфраструктура для обмена знаниями, доступа к технологиям, аналитике, оборудованию и совместным проектам.

Платформа уже работает — и регистрация открыта для всех заинтересованных!

➡️ Подписаться на канал

❗️Паровозик из Ромашково

Истории применения техники с электрической тягой на полях России уже около ста лет. Первый проект 1937 года был достаточно успешным не только из-за простоты и экономии, но и еще по двум причинам. Во-первых, электродвигатель использовался как на полях, так и в стационарных условиях. Во-вторых, площадь до километра в диаметре можно было обрабатывать не одним, а целой группой тракторов. Для общего управления электротехникой на полях страны даже создали мощную по тем временам ЭВМ. Нерешенной оставалась одна задача — создание рациональной системы организации электропитания двигателя трактора. В прошлом веке смогли оценить только три варианта подвода источника тока к движителю: аккумулятор, токосъемник и электрический кабель.

🔵Новое поколение инженеров-электротехников пытается еще и комбинировать эти варианты. Например, инженеры Донского технического университета вместе с Московским Политехом собрали свой первый прототип трактора-беспилотника с гибридной силовой установкой, батареей большой плотности энергии, приводом с высоким крутящим моментом и функцией рекуперации электрической энергии.

Получившийся «Донтех» действительно схож с мультяшным паровозиком и может быть очень даже полезен для различных хозяйственных нужд, в том числе сельскохозяйственных, противопожарных и даже коммунальных и мелиоративных работ.

🔵Очевидно также, что подобные робототехнические системы не должны быть одинаковыми по форме, свойствам и функциям. У каждого их потенциального потребителя всегда будут индивидуальные запросы с учетом особенностей эксплуатации и природно-климатического ландшафта. Для кого-то будут более выгодными подвижные роботы на основе компактных автономных электростанций с газопоршневыми двигателями. Другим проще использовать пневматическую систему управления. Где-то потребуется микро-ГЭС и энергия водных потоков. Иногда более полезным окажется, например, не усложнять конструкцию машины-робота, а применить иную траекторию ее движения за счет изменения форм обрабатываемых полей.

Несомненно, очередным препятствием на этом творческом пути встанет старая и очень консервативная система сертификации машин с новыми функциями и свойствами. Учитывая, что все технологии прошлого века для рационального производства таких универсальных машин-роботов не годятся, так как являются источниками производственных затрат и опасностей, то уже на этом этапе студентам надо думать о новых технологиях изготовления каждой детали, каждого модуля и блока. Надеяться на то, что кто-то потом выточит, отпилит, сварит и все соберет и отрегулирует, не стоит. Все придется делать самостоятельно.

⚡️По мнению наших экспертов, главное — не останавливаться на одном образце и не копировать чужие варианты беспилотников, а продолжать генерировать свои идеи и оригинальные технические решения. В этом случае все получится красиво, полезно и рационально.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

#ПолезноеЧтиво

❓О чем говорят биологи

Апрельские тезисы докладов молодых ученых-биологов ННГУ имени Н. И. Лобачевского, как оказалось, касаются не только тех, кто исследует поведение биосистем. При более внимательном чтении становится очевидным, что выводы биологов могут служить рекомендательными и ограничительными требованиями технических заданий на проектирование промышленных технологий для различных отраслей промышленности.

🔵Для аграриев, например, будет полезным проверить вывод биологов о том, что переменное магнитное поле с частотой 14,3 Гц обеспечивает выживаемость зерновых в условиях засухи, а максимальная скорость роста растений наблюдается при воздействии электрического поля с напряженностью от 400 В/м до 2 000 В/м.

Полезны для материаловедов результаты экспериментов, демонстрирующие полную защиту полимерных конструкций от биоповреждений за счет дисперсных частиц диоксида меди, капсулированных в полилактиде. Результаты исследований функциональных возможностей природных биополимеров однозначно указывают на возможность полного отказа от применения химических реагентов в технологиях добычи нефти.

🔵При проектировании «чистых комнат» можно учесть, что самым простым, дешевым и доступным методом защиты помещений от бактерий и фунгицидов являются фотодинамические устройства, генерирующие ультрафиолетовое излучение или плазму искрового разряда с длительностью импульса в 1 секунду.

Биологи на примере конкретных территорий также доказали, что даже обычная древесно-кустарниковая растительность способна «переварить» вредные соединения в воздухе производственных зон. Для очистки сточных вод рекомендована корневая система эйхорнии, способная поглощать из воды инсектициды, фенолы, фосфаты и даже тяжелые металлы. Обнаружено также, что толщина и площадь березового листа — дешевый и корректный тест для определения загрязненных участков дорог, а автотранспорт оказывает вредное влияние на кровь водителей в возрасте от 30 до 49 лет.

🔵Читая тезисы ученых про антимикробные свойства шалфея, можжевельника, липы, брусники и клюквы, возникает желание отказаться от химических технологий прошлого века, которые до сих пор используются для изготовления синтетических антибиотиков, консервантов и пищевых добавок. Студенты даже в экстрактах яиц брюхоногих моллюсков обнаружили более сотни биологически активных веществ, имеющих потенциальное применение в фармацевтике.

Складывается впечатление, что биологи в своих методах анализа и синтеза ушли далеко вперед. В их лабораториях созданы биофильтры, биосенсоры, биокатализаторы, магниевые импланты и еще много полезного и рационального, в чем очень нуждаются кибернетики, материаловеды, конструкторы и технологи. Поэтому, надо полагать, участие биологов в каждом проектном технологическом сообществе инженеров является обязательным. Тогда задачи исследований станут еще более конкретными, а их результаты — всегда реализуемыми.

➡️ Подписаться на канал

❗️Причины потерь

Сегодня многие ученые и инженеры обосновывают полезность и рациональность своих исследований таким показателем, как снижение потерь. Единой методики выявления их источников и объективной количественной оценки у нас нет. Поэтому потерей считается не только то, что улетучивается в атмосферу (тепло, свет), но и время, вредные вещества и даже деньги.

🔵Например, пермские инженеры эмпирическими методами определили, что для сокращения потерь угарного газа на 24% требуется особым образом подогреть горючее вещество перед тем, как сжечь его в турбине, смешивая с кислородом. Было бы важно в таком случае оценить не локальные, а реальные потери от сжигания 15 тонн керосина и 600 тысяч тонн атмосферного воздуха за час работы этой самой турбины в составе транспортного средства с учетом тех ограничений (20 тысяч вдохов и выдохов за сутки), которые установлены природными механизмами.

🔵Саратовские ученые, наоборот, считают, что главное полезное свойство их технического устройства — возможность полного исключения финансовых потерь потребителя на «отопление помещений», а не уникальная конструкция «компактного кондиционера» с методикой расчета места его установки в вентиляционных каналах.

⚡️По мнению наших экспертов, путаница с понятием «потери» вызвана тем, что до сих пор для оценки полезности и рациональности создаваемых технических устройств используется теорема Карно, что нелогично. Размышления французского лейтенанта о потерях после поражения наполеоновской армии касались только той единственной «машины», которую ему показали. Энергоэффективность «движущей силы огня» в тепловых машинах выражается формулой Е=1-(Vп/Vо), где Vп и Vо — объем поставляемой и объем потребляемой энергии соответственно. Очевидно, что «потери» будут всегда только в тех технических устройствах, в структуре которых присутствует «горячий резервуар» для «выдавливания» энергии из вещества.

Эмпирические обобщения, которые, в отличие от таких одноразовых теорем, столетиями формировались в науке, убеждают нас, что, кроме всегда ущербных «тепловых машин», есть иные, более совершенные объекты, функционирующие без потерь. Подводимая к ним энергия используется не для производства работы, а для создания внутренней структуры, которая должна выполнять заданную функцию.

Понимая такую рациональность природных систем, убеждаешься в том, что любые потери в наших технических устройствах возникают из-за недодуманности конструкции, недоделанности ее состава и структуры. Вот над чем нам нужно работать, а не только совершенствовать старые технические устройства для простого сжигания вещества. Чтобы расширить возможности инженера и помочь его стремлениям создать что-то новое и полезное, университетские школы должны не зацикливаться на теоремах Карно, а стимулировать студентов создавать иные способы преодоления внешних нагрузок без тепловых потерь.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❗️Коррозия и самоочищение

Ученые Томского политехнического университета предложили промышленным партнерам экономически выгодный способ восстановления ржавых резервуаров и реакторов, не подлежащих замене. Новизна технического решения в том, что футеровка из резины, стеклопластика и эмали заменяется на тонкий слой фторопластовой дисперсии, распыляемой на металлическую поверхность старых реакторов прямо на месте без демонтажа и лишних перемещений оборудования. Еще десять лет назад подобная технология считалась невозможной из-за отсутствия адгезии между металлом и фторопластом.

Косвенно ученые также указали на долгоживущую материаловедческую проблему, с которой металлурги пока не могут справиться. Получается, что ни одна из марок нержавеющей стали, которые используются для изготовления химических реакторов, не обеспечивает требуемый уровень сопротивляемости коррозии и не сохраняет чистоту их стенок. Это означает, что томские ученые находятся только в начале исследовательского процесса и от них ждут еще множество технических решений.

⚡️По мнению наших экспертов, конечной их целью должны быть не просто защитные фторопластовые покрытия для «нержавеющих» реакторов, но и непосредственно технология изготовления из фторопласта самого реактора и всех его элементов. В этом случае оборудование становится прочным, безопасным и стойким к коррозии и приобретает еще одно важное свойство — самоочищающуюся внутреннюю поверхность. А это уже безотходное смешение компонентов без затратных операций мойки и чистки оборудования.

К тому же технологическая и сырьевая база для создания легких и дешевых оболочек, способных заменить очень металлоемкие традиционные виды технологического оборудования, в научных лабораториях России уже практически создана. Новые методы электрогидродинамического формования и радиационно-химического получения растворов и гелей теломеров позволяют формировать не только многослойные оболочки на их основе, но и превращать их обратно в микрочастицы нанометрового размера.

Если «Первый фторопластовый завод» уже умеет создавать особо точные изделия нужной формы из фторопласта без отходов и лишних затрат, то есть надежда, что уникальные технологии инжекционного, ротационного и выдувного формования лабораторной посуды будут использованы для изготовления более сложных конструкций — реакторов и смесителей на основе легкого, прочного, гидрофобного и самоочищающегося фторопласта, в том числе с регулируемыми магнитными, ингибирующими и каталитическими свойствами.

Мы уверены, что все получится.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

За нашу Победу!

Весну 1945 года мир помнил, помнит и будет помнить всегда, как первую Победу над носителями страха, боли и смерти — над фашистами и нацистами. Разницы между ними большой нет: и те и другие отрицают христианскую мораль, поклоняются оккультизму, нарушают законы войны и способны к геноциду. При этом фашисты наделяют себя правом древнеримских стражников-ликторов «пороть, казнить и миловать» внутри собственного государства, а целью нацистов всегда были соседи, которые ограничивали им жизненное пространство и поэтому должны уничтожаться.

Такую изуверскую идеологию обосновывали немецкая и англо-американская научные школы в начале 20-го века. Опираясь на идею немецкого зоолога Фридриха Ратцеля о расширении жизненного пространства и животные инстинкты территориальной экспансии, американский историк Альфред Мэхэн и английский географ Гарольд Макиндер сформулировали геополитические концепции для элит, объясняющие условия владения миром.

Подобные «рациональные» служители науки до сих пор остаются очень опасными для человека. Отсутствие внутренних моральных устоев ограничивает их функции только задачами «думать» и «считать» в интересах коллектива сообщников, но не в интересах общности людей и Природы.

Так как англосаксы до сих пор не прочитали научные обобщения В. И. Вернадского об источниках движения окружающего пространства, то не могут отказаться от животной концепции «раздела сфер влияния». Они не понимают, что в этом мире действуют другие законы развития, неисполнение которых всегда трагично для нарушителей.

Наказание для европейских нацистов было 80 лет назад и сегодня становится неизбежным для украинских и прибалтийских олухов. И если наказанные уже немцы и украинцы захотят жить в нашем мире, то им придется забыть про лженаучные англосаксонские концепции и развивать духовность еще не одно поколение, замаливая грехи перед человечеством своим постоянным трудом.

Это будет не только Победа нашего оружия, но и Победа нашего благоразумия над безумием нацистов. Возможно, в этом и заключается глубинный смысл нашей Великой Победы, которая не только у нас в прошлом, но и в нашем будущем. За нашу Победу!

➡️ Подписаться на канал

#МнениеРедакции

❗️Нормативная чехарда

В списке проектных организаций и институтов России сегодня числится около 300 предприятий, и мало кто из них может предложить услуги по проектированию новых промышленных технологий. В основном все проектируют по копиям и шаблонам то, что умеют: здания, сооружения, дороги, но только не технологические процессы.

Алгоритм деятельности инженеров-проектировщиков задается собственными методическими рекомендации, «кодексами этики» и двумя национальными стандартами. Первый (ГОСТ Р 15.301—2016) при организации производства любого нового продукта в интересах экономии средств предписывает не разрабатывать для этого новые технологические процессы, а второй (ГОСТ 15.311-90) разрешает покупать «рабочую техническую документацию иностранных фирм».

Получается, что ни один из сорока тысяч российских стандартов не требует от инженеров проектировать безотходные, беззатратные и безопасные технологические процессы. Можно только купить или скопировать с недостатками и недоделками. Даже всем доступные электронно-лучевые и аддитивные технологии требуют дополнительной постобработки деталей с использованием знакомого всем напильника. Конструктор современных авиационных двигателей не доверяет таким технологиям и для обеспечения надежности изделий вынужден разбирать их на детали после каждого испытания и вновь собирать для очередного испытания. Назвать такой двигатель «высокотехнологичным изделием» язык не поворачивается.

В результате такого технологического забвения за прошедшие полвека у нас так и не создано ни одной отечественной технологической схемы, обеспечивающей на промышленных объектах минимальные затраты, полную безопасность и полезность продукта производства. Более того, без новых технологий у нас каждый новый продукт, изготавливаемый по старым методам, получается всегда дороже предыдущего, что нелогично.

Вся эта искусственно созданная нормативная чехарда подкрепляется бодрыми целями «программ национальной стандартизации» на очередной год — о технологическом лидерстве, создании комфортной и безопасной среды для жизни, экологическом благополучии и т.д.

⚡️По мнению наших экспертов, именно Росстандарт должен задавать принципы проектирования нового продукта и технологий его производства. Если, например, технологии прошлого века перерабатывали только 5% ресурсов, переводя 95% в отходы, то современные технологии должны использовать все отходы в качестве ресурса развития. По сути, требуется «узаконить» два простых и понятных для всех критерия проектирования: полезность нового продукта и рациональность технологии его изготовления, что означает отсутствие негативных последствий для окружающего пространства России и ее будущих поколений.

Надо с чего-то начинать, иначе будет поздно.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Нулевая готовность

Пермские студенты смогли завершить исследования недоделанной технологии очистки городских и промышленных сточных вод от аммонийного азота. Оказывается, чтобы не только очистить воду, но и получить хорошее азотно-фосфатное удобрение, требуется просто перемешивать канализационные стоки со скоростью 300 оборотов в минуту. Для фильтрации стоков также можно использовать высокопористый корунд, спекание которого, по заверениям технологов МИРЭА, происходит при температуре 450°С вместо обычных 1 500°С, что означает тройное удешевление фильтра.

Кстати, месяцем раньше коллеги из Пензенского государственного университета (ПГУ) предложили для очистки сточных вод использовать вихревой сатуратор, конструкция которого требует минимум энергии для «закручивания» водного потока.

🔵Таким образом, инженеры демонстрируют высочайшую готовность к реализации своих технических решений. У нас сегодня есть все, что нужно для создания мобильной, компактной и дешевой очистной установки, соответствующей критериям полезности и рациональности.
Остаются нерешенными два вопроса: кто будет заказчиком таких установок и кто инвестором процессов очистки водных ресурсов?

Согласно требованиям Федерального закона «О водоснабжении и водоотведении» у нас допускается только нормированный сброс запрещенных веществ, материалов, отходов и (или) сточных вод и только в централизованные системы водоотведения. Если все в норме, значит, никаких очистных установок не требуется. Тем более что даже юристы не понимают толком, почему в канализации воду надо чистить, если отходы сбрасываются по нормам так называемыми абонентами, которые честно декларируют наличие у них систем водообеспечения «замкнутого цикла».

🔵Такие нелепые рассуждения приводят к простому выводу: прежде чем создавать уникальные устройства для очистки воды, требуется сначала разобраться с функциями этой непонятной «централизованной системы водоотведения» и безграмотной системы идентификации сточных вод, которые поступают в систему от какого-то виртуального «абонента».

А это уже концептуальная задача академической науки и конкретно работников Института водных проблем РАН. Если они до сих пор не в состоянии решить все «водные проблемы», то надо хотя бы дать инженеру концепцию поддержания чистоты водных ресурсов и обосновать ограничения и нормы проектирования очистных устройств для замкнутых систем водообеспечения каждого «абонента».

❗️Без такого нормативного и методологического сопровождения проектов в каждом городе и в каждом регионе страны любые, даже самые рациональные технические решения студентов, будут всегда оставаться в статусе «недоделанных» и иметь нулевую готовностью для реализации.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Чистить придется долго и все подряд

Есть информация, что ученые и инженеры корпорации «Роснано» приступили к промышленным испытаниям бактериального препарата для полной очистки морского дна, воды и пляжного песка от мазута.

С появлением на этом застарелом «поле боя» интеллектуалов «Роснано» возникает уверенность, что все негативные последствия работы бестолковых перевозчиков топочного мазута будут окончательно ликвидированы. Имеется также в виду и изменение ненормального алгоритма перемещения мазутов с севера на юг в ржавых танкерах. Логика инженера указывает на более разумную логистику: горючее нужнее там, где холодно, а не там, где люди загорают под жарким солнцем.

Что касается непосредственно самого препарата — это действительно то, что сегодня нужно не только занятым добычей, хранением и транспортировкой углеводородов, но и всем тем «абонентам», кто в соответствии с законом сливает промышленные стоки в водные потоки страны и не использует естественные и дешевые методы их очистки.

❗️Еще в 2013 году ученые Южного федерального университета доказали, что если естественная деградация топочного мазута происходит в темпе 1,5% в месяц, то применение бактериального препарата увеличивает степень его разложения в грунте до 92%, а воде — более 98%.

К сожалению, прошлые исследования закончились лишь диссертациями, статьями и патентами, как говорится, в стол. До сих пор никто из биологов так и не смог создать хотя бы проект единой методики применения биопрепарата для очистки загаженных регионов страны.

⚡️Наши эксперты утверждают: завершить полный цикл исследований мешает слепая вера в миф о непонятной «специфике» применения биопрепаратов и «особенностях» структуры почв, состава воды и нефти. Свое неумение доводить исследования до уровня промышленного применения ученые обосновывают временем, температурой и «сложным» механизмом работы деструкторов нефтей. На самом деле даже аспиранты Нижневартовского университета уже давно этот миф развеяли, доказав принципиальную возможность так называемой озимой биологической рекультивации. Поэтому сегодня ничто не мешает начать повсеместный и масштабный процесс очистки загаженных территорий по всей стране, хотя бы в рамках федерального проекта «Генеральная уборка».

Есть уверенность, что специалистам «Роснано» удастся объединить под своим знаменем разрозненные группы разработчиков биопрепаратов для формирования стандартной методики их применения, организации системы производства и поставок нужного продукта всем тем, кто упорно продолжает делать землю и воду непригодными для жизни будущих поколений.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал