⚡️ О методологии проектирования космических аппаратов

Информация ученых МАИ и других исследовательских институтов о разработке двигателей космических аппаратов сначала воодушевляет, но более тщательный ее анализ создает пессимистическую картину. Ориентация научных исследований и разработок только лишь на задачу обеспечения работы аппарата в течении «28 тысяч часов» превращает их в рационализаторскую и изобретательскую работу.

Из десятка вариантов движения аппаратов в космическом пространстве, возможности реализации которых обоснованы еще в 1960-х годах прошлого века в популярной брошюре Ю. Н. Сушкова «Двигатели космических кораблей», сегодня почему-то основные исследования сконцентрированы лишь на двух:
💙стационарные плазменные двигатели, где в качестве рабочего тела используются ксенон или криптон;
💙электроракетные ионные двигатели, использующие в качестве рабочего тела разреженные газы атмосферы Земли.

Попытки обосновать актуальность этих двух направлений только тем, что «двигатели на основе химических топлив достигли своего предела» являются, мягко говоря, неудачными, так как потенциал всех, в том числе и используемых, химических соединений и воздействие на их структуру космических факторов еще до конца не только не изучены, но даже не систематизированы.

Пессимизм экспертов укрепляется еще и тем, что у нас отсутствуют какие-либо концепции освоения околоземного космического пространства на ближайшие 10-30 лет. Почему-то вместо ученых РАН этим занимаются блогеры-любители, философы или менеджеры «космической экономики». Поэтому у проектантов нет единых для всех критериев, принципов и ограничений при проектировании технических устройств для обеспечения заданного периода их безопасной и полезной работы на разных орбитах.

Таким образом, первые стадии любого проекта — концепция освоения пространства и регламентация проектных работ — не выполнены. Нарушение этого правила проектирования ведет к утрате главного признака успешности любого проекта — рациональности. Если проект нерационален, то случаются не только «неожиданности» при разработке и испытаниях, но и негативные последствия при его эксплуатации.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», чтобы все научные идеи были успешными, а технические решения полезными, стране нужны лидеры, ответственные за выполнение этих важнейших первых двух стадий большого и нужного стране Проекта освоения космического пространства. Ученые ведущих университетов страны и РАН имеют для этого все возможности и способности.

Желаем успехов!

➡️ Подписаться на канал

⚡️ Удовлетворить всех, представив любое, даже самое правильное определение понятия «опасная технология», не получится. Поэтому наша задача совсем не в том, чтобы обозначить термин для «опасности» или «безопасности». Наука проектология вообще не должна зависеть от значений терминов и определений, которые предписывают разрабатывать методы приспособления к опасности — нам нужно ликвидировать источники опасностей. Поэтому, раскрывая понятие «опасная технология», мы заинтересованы прежде всего в той правильной ассоциации, которая должна возникать у инженеров, технологов, проектантов и ответственных за принятие решений в области развития промышленных технологий.

💙Из-за того, что технологии прошлого века по-прежнему остаются в статусе недоделанных, их нельзя воспринимать за большое благо. Так же, как нельзя считать идеалом существующие уже законы и нормы, которые предписывают не ликвидировать источники опасности, а вечно обеспечивать промышленную безопасность опасных объектов.

💙Очевидно, что «опасность» и «безопасность» — совершенно разнородные термины. Вся эта путаница в понятиях вызвана не только техническими причинами — она поддерживается экономическими интересами лиц, которые вообще никак не связаны с промышленными технологиями.

💙Чтобы грамотно «оседлать» эту придуманную посторонними лицами проблему, технологам и проектантам необходимо отказаться от вероятностных методов оценки рисков и приступить к выявлению и нейтрализации конкретных источников опасностей в производственных зонах.

Подробнее читайте в журнале "Стимул"

➡️  Подписаться на канал

⚡️«Приложи пластину из графита к кремнию»

В полном соответствии с методологией проектирования производственных систем 21-го века в России создан не только материал с новыми свойствами, но и разработана новая технология его промышленного получения, схожая с известной пока только биологам природной диатомовой нанотехнологией.

Нереальная, но навязчивая идея о соединении графита с кремнием привела материаловеда Сергея Кукушкина, химика Сергея Гордеева, математика Николая Феоктистова и физика Николая Баграева к созданию промышленной технологии синтеза слоев карбида кремния на кремнии методом замещения атомов.

То, что сделали ученые, схоже с умением диатомовых водорослей искусно манипулировать кремнием для формирования структуры своих створок. Как оказалось, ключевую роль в структурировании и природных, и искусственно синтезируемых материалов выполняют микротрубочки карбида кремния. Технология напоминает генетический синтез белковых структур в биологии. Не исключено, что подключение к проектному сообществу биологов откроет новые возможности для управления структурой и характеристиками материалов «по заказу».

Инвесторы уже поняли, что это не просто промышленная технология производства нового полупроводникового материала, а очень полезный и рациональный метод, который выводит Россию в мировые технологические лидеры по полупроводниковым приборам.

Уже сейчас мы можем говорить о создании отечественных терагерцовых приемников и излучателей, литий-ионных аккумуляторов, планарных литографов, газовых сенсоров и датчиков, различного рода имплантатов, носителей лекарств и принципиально новых биотехнологических производств.

Эксперты портала «Техносфера, подъем!» считают, что создание материала и его технологии стало возможным благодаря формированию в проектном сообществе устойчивых связей в цепочке когда-то искусственно разделенных научных дисциплин: физики–химии–кристаллографии–оптики–механики–математики–биологии.

Это крайне важно, потому что позволяет уверенно сказать: только на междисциплинарной основе в России появляются новые приборы и устройства, востребованные обществом.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Очень интересные исследования продолжает проводить Центр развития «НОВАЯ ЭРА». На этот раз студенты технических университетов Сибири и Урала определяли свое отношение к рабочим профессиям.

Оказывается, что для большинства студентов освоение рабочих профессий после окончания ВУЗа важно не только с точки зрения «денежной мотивации», но и для повышения своего профессионального уровня и обеспечения карьерного роста.

Об этом и многом другом читайте в исследовании

➡️ Подписаться на канал

⚡️Об «энергетическом мусоре» и его альтернативе

О создании электростатических микроэлектромеханических источников питания заявляют ученые Новосибирского государственного технического университета, грубо называя тепловые, радиационные и вибрационные потоки окружающего нас пространства «энергетическим мусором».

⚡️Эксперты портала «Техносфера, подъем!» уверены, что без глубокого осмысления значимости энергетических потоков для всего живого сделать что-то полезное и рациональное за трехмиллионный грант ну никак не получится. К созданию таких микросистемных технологий может привести только продуманная комбинация компонентов электроники в симбиозе с механическими и оптическими элементами. И это уже сделано в России. Поэтому, скорее всего, студенческая работа закончится либо «игрушкой» с пьезоэлементом/полевым транзистором, либо повторением патентной разработки 2011 года. Тем не менее это все очень интересно и дает импульс для новых научных идей.

Еще более интересная информация о природных источниках электричества поступает от тульских студентов. Пока извлекаемые из ила микроорганизмы работают в их лабораториях и на выставках в качестве детекторов токсичных веществ и примесей в воде, но все убеждены, что лет через восемь с помощью бактерий удастся зажечь один диод. Смешно, но вполне возможно, что у ребят действительно что-то получится.

Более дорогостоящие, но, видимо, и более эффективные альтернативные источники электричества синтезировали иркутские ученые на основе теллурид висмута и полисахарида. В итоге у ученых должны получиться первые образцы полимерных материалов, преобразующие тепло любого объекта в электрическую энергию.

Таким образом, для проектного сообщества ученые университетов страны на данный момент ничего реального из окружающего «энергетического мусора» не сделали. Видимо, поэтому технические инвесторы пока их не замечают.

Но у нас есть альтернатива «грантовой» науке — научные центры страны, где окружающее пространство представляется не «энергетическим мусором», а потенциалом действия.

Можно гордиться, например, практической работой специалистов троицкой компании «ТехноСпарк», которые разработали накопитель электрической энергии для первого в стране гибридного контактно-аккумуляторного электровоза «ЭМКА». Получается, за счет их уникального энергетического хранилища этот модульный электровоз не только становится функционально независимым от электросети, но и приобретает неведомые для железной дороги полезные и рациональные свойства (чистоту атмосферы, бесшумность и сокращение эксплуатационных затрат), которых сегодня так не хватает потребителям.

Это первая, но не последняя успешная разработка инженеров и проектантов компании «ТехноСпарк». Впереди — создание накопителей для пассажирских и грузовых составов с большим запасом хода и высокими скоростями. Принятые в компании принципы и критерии проектирования источников энергии убеждают нас в том, что все у них получится в лучшем виде.

➡️ Подписаться на канал

⚡️ О «достаточности» прозрачности керамики

Есть информация о том, что ученые УрФУ синтезировали «новую нанокерамику», которая обладает достаточной оптической прозрачностью для пропускания квантов света, а также имеет хорошие люминесцентные свойства.

Так как понятия «достаточные» и «хорошие» в науке считаются некорректными, эксперты заинтересовались количественной величиной светопропускания новой «оптически прозрачной керамики» и ее плотностью, чтобы оценить возможность ее применения в светоизлучающих устройствах, сенсорах и системах связи.

Оказалось, что нигде, даже в диссертации по данной теме, которую молодой ученый Арсений Кобяков защитил еще в 2020 году, эксплуатационные параметры керамики вообще не определялись. Но однозначно можно утверждать, что его работа достойна уважения и расширяет знания в области физики электронно-оптических явлений. Ученый также показал, что при одном и том же составе исходного нанопорошка в результате колоссальных давлений при относительно небольших температурах можно не только формировать два типа керамики, но управлять их оптическими свойствами, изменяя параметры легирования шпинели ионами хрома, марганца и меди.

Дальше, в соответствии с методологией проектирования, надо было бы определить «оптическую прозрачность материала», его плотность, пористость и внедрять технологию термобарического прессования порошков в производственные процессы.

Вместо этого команда ученых УрФУ за грант Российского научного фонда в рамках проекта № 23-72-01024 в период с 2023 по 2025 годы, судя по содержанию карточки проекта, повторяет диссертационные исследования пятилетней давности. Естественно, надо ожидать, что после первой статьи в журнале «Ceramics international» (видимо, по требованию Фонда) о свойствах шпинели, легированной ионами хрома, последуют и две другие о керамике, легированной еще в 2020 году ионами меди и марганца.

Этой же командой ученых в рамках программы «Приоритет-2030» выполняется еще один проект по «имплантации меди в керамику».

❓ Получается, сотрудники УрФУ за прошедшую пятилетку ничего нового не создали и не придумали, а свою технологию синтеза керамики методом «термобарической закалки нанопорошка» даже не пытаются реализовать в промышленных технологиях. У всех на глазах формируется не созидательное научное сообщество, а изолированная группа потребления.

Этот пример «самозанятости» ученых еще раз указывает на несовершенство грантовой системы их стимулирования и явную бесполезность научных статей для проектного технологического сообщества.

➡️ Подписаться на канал

В отчете Правительства РФ в Государственной Думе по итогам 2023 года был отмечен совместный проект государственных корпораций «Роснано» и «Ростех» в области энергетического машиностроения.

Председатель Правительства РФ подчеркнул, что разработка и изготовление первой отечественной серийной газовой турбины большой мощности не только усиливает надежность нашей системы энергоснабжения, но и обеспечивает полную технологическую независимость.

⚡️Сказки от Siemens закончились

⚡️Информационный портал «Техносфера, подъем!» поздравляет ученых, инженеров и технологов государственных корпораций «Роснано» и «Ростех» с завершением работ по разработке и испытаниям турбин высокой мощности, а главное, с началом реализации проекта по организации их серийного производства. Темпы изготовления турбин впечатляют: по 6–10 машин в год.

Благодаря вашему труду мы являемся свидетелями заката эпохи иностранных брендов Siemens, General Electric и Mitsubishi в России. Именно за счет солидарного взаимодействия ученых, инженеров, инвесторов и заказчиков проекта преодолена зависимость страны от зарубежных технологий.

Успех проектного сообщества обеспечен не только своевременной инвестицией со стороны Фонда инфраструктурных и образовательных программ «Роснано», но и организацией деловых коммуникаций между учеными, инженерами, энергетиками, производителями и заказчиками. Важно, что поиск и выбор технических решений проводится в проектном сообществе не келейно, а в рамках научно-технических сессий, которые организует комиссия РАН по газовым турбинам. Благодаря научным идеям и рациональным техническим решениям наши газотурбинные установки с КПД более 50% могут стать уже нормой и работать в режиме регулируемой нагрузки на различных по составу топливных композициях.

Требуется отдельно выделить вклад ученых университетов МАИ, ПНИПУ, НИЦ «Курчатовский институт», а также инженеров и технологов фирмы «Плакарт» в разработку керамик и многослойных градиентных покрытий для защиты горячего тракта турбины.

❗️Важно не останавливаться, а целенаправленно развивать уникальные преимущества российских технологий, которые уже сегодня обеспечивают конкурентные преимущества наших турбин по их массе, габаритам, ресурсу работы, стоимости и эксплуатационным затратам на обслуживание.

Ждем от ученых, инженеров и технологов «Роснано» и «Ростеха» новых совместных технологических прорывов.

➡️ Подписаться на канал

⚡️ О новом проектном технологическом сообществе России

Эксперты портала «Техносфера, подъем!» обращают внимание наших читателей на информацию о работе Инжинирингового центра Вятского государственного университета.

По сути, Центр успешно выполняет функции современного проектного технологического сообщества, ориентируясь на принципы полезности и рациональности. Все, что проектируется инженерами и учеными, от деревообрабатывающих станков и беспилотников для мониторинга лесного хозяйства до оборудования для изготовления твердых сыров и острых скальпелей, является функциональным, красивым, надежным, а поэтому и востребованным.

Восхищение вызывает и проект по восстановлению в России технологии и оборудования для высокоточного центробежного литья металлов в вакууме. Зная прошлый научный и технологический задел в области литейного производства и высокую зависимость всех машиностроительных предприятий России от импортного оборудования, в Центре создана первая из всей номенклатурной линейки литейная машина с космическим именем «Сириус RCM10». Пока непонятно, почему до сих пор, несмотря на востребованность подобного оборудования, машина не торгуется и даже не включена в Реестр промышленной продукции Минпромторга России.

Нам представляется, что потенциал проектного сообщества позволяет не ограничиваться только лишь производством литейных машин. Если следовать «Концепции развития литейной промышленности», то для всех российских проектантов задачи ставятся гораздо масштабнее: требуется разработать и внедрить до 2030 года безопасные и безотходные технологические процессы с автоматизированной системой управления, литейными установками с регулируемой производительностью от нескольких граммов до десятков килограммов, обеспечивающие и точность геометрии, и чистоту поверхности.

По сути, на каждом объекте машиностроения должен быть создан современный производственный участок на основе компактных, дешевых, безопасных и доступных машин для высокоточного литья металлов, полимеров и их композиций.

Уверены, что с этой задачей вятские проектанты справятся достойно.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Об одной недоделанной технологии 19-го века

Пресс-служба Минобрнауки России сообщила, что в 2024 году ученые из Сибирского федерального университета разработали комплексный способ перерабатывать отходы алюминиевого производства для извлечения галлия, а информация об этом опубликована в голландском журнале Hydrometallurgy.

На самом деле, как сообщили сами ученые СФУ еще в 2022 году, они просто разработали способ сокращения объемов отходов алюминиевого производства путем их сжигания и рассказали об этом в журнале Light Metals. Попутно выяснилось, что если образовавшуюся золу промыть кислотой и очистить с помощью сорбента, а затем осадок промыть еще и дистиллированной водой, то в лаборатории действительно можно получить технический галлий, германий и еще кучу отходов, содержащих другие редкоземельные материалы. В самом «способе» ничего нового нет — грязный и затратный метод. Что-то подобное было запатентовано в 2001 году (RU2237740C1).

Получается, вместо разработки того, чего пока в стране нет (например, простых, дешевых и чистых методов получения марганца и ниобия), ученые СФУ предлагают то, что уже было и есть.

Всем очевидно, что настала пора проектировать не методы утилизации отходов, а новые безотходные технологии переработки руд. Пока же убогие технологии 19-го века остаются объектом эксплуатации алюминиевого бизнеса, а не предметом науки о редкоземельных материалах.

Концентрировать свои усилия ученые должны не на отдельных операциях, а на модернизации всего технологического процесса получения алюминия. Если ученым известно, что для производства одной тонны алюминия требуется 500-700 кг анодной массы, то надо искать методы сокращения темпа расходования углеродных анодов, не доводя их до уровня невозвратных отходов.

Оказывается, источник всех затрат и опасностей в технологиях учеными давно найден. Чтобы его нейтрализовать, требуется технологический переход на «инертные аноды». Ученые МГТУ имени Н. Э. Баумана эту проблему увидели и предложили «бизнесу» рациональный вариант ее решения. Его реализация позволяет вообще прекратить поступление в окружающую среду всех существующих сегодня отходов алюминиевого производства, типа диоксида серы, угольных концентратов и фторидов. На выходе производства каждой тонны металла у нас вместо двух тонн отходов углеродных концентратов получается около тонны чистого кислорода.

❓Нам непонятно почему такие простые методы считаются до сих пор «опытными», а об их полезности и рациональности пресс-служба Минобрнауки России никого не информирует, даже «рейтинговые» европейские и американские журналы. Будем разбираться.

➡️ Подписаться на канал

❗️Здесь не деньги, а ответственный научный лидер нужен

Так как структура любого лазера состоит из оптики, источника энергии и системы управления, то для его проектирования нужны знания из материаловедения, кибернетики и энергетики. В России таких междисциплинарных научных школ нет. Все знания рассредоточены по различным учреждениям, институтам и центрам, задачи которых не объединены общей концепцией развития лазерной техники. В результате все проекты остаются в статусе «недоделанного прототипа».

Есть свежий пример, как 166 ученых из шести материаловедческих институтов под руководством академика А. В. Латышева выполнили за три года свой «уникальный» проект «Квантовые структуры для пост-кремниевой электроники» и остановились на уровне «прототипа» системы охлаждения лазера. Что касается создания самого лазера с новыми свойствами, то ученые предлагают вместо него «схему» или его «оптимальные дизайны», а «доступные, удобные для практического использования и миниатюрные» лазеры, по словам ученых, будут потом, а не сейчас.

Другая группа материаловедов научилась выращивать кристаллы нитрида индия, опять же, для «будущих» лазеров. Красноярские ученые также непонятно для кого предложили «структуру для управления светом», которая повысит эффективность «будущих» фотоприемников, датчиков и лазеров.

По словам наших ученых, никто в мире, кроме них, не умеет воспроизводимо выращивать полупроводниковые структуры с заданными параметрами. Если это так, то кто-то в России должен быть потребителем уникальных «топологических изоляторов» и «структур для управления светом» и проектировать на их основе компактные генераторы и приемники терагерцового диапазона, сенсоры и фотоприемники.

❓Оказывается, что для этого у нас нет проектных сообществ, владеющих методологией проектирования лазеров с новыми функциями и свойствами для промышленных, медицинских и информационных индустрий.

Проблема еще и в том, что избыточная концентрация исследований только на материалах для оптики и электроники оставляет на вторичных позициях разработку алгоритмов управления и компактных источников энергии для лазерных систем. В этих секторах науки исследования вообще никем не координируются. Одна компания («Бюро 1440») ищет и не может найти специалистов для создания терминала лазерной связи между космическими аппаратами, а другая группа из конструкторского бюро МФТИ уже демонстрирует всем «пилотный образец компактного терминала лазерной связи». И те, и другие утверждают, что они первые, хотя первый «терминал лазерной связи» на мачтах, высотных зданиях и на подвижных объектах (космических аппаратах) был запатентован еще в 2001 году (RU 2 217 872 C1).

По нашему мнению, ученым пора отказаться от старого принципа «разделения труда» и определиться с ответственными лидерами научной и проектной школы лазерной индустрии 21-го века.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

#ТехнологическийАудит

⚡️О методике оценки уровня технического совершенства промышленных технологий

Если у нас есть методология проектирования промышленных технологий, то, естественно, должны существовать и объективные методы оценки принятых решений как по уровню качества продукта, так и по уровню рациональности технологий его изготовления.

Оказывается, что в России, да и во всех странах мира, таких методик нет. Более того, количественную оценку совершенства промышленных технологий переработки сырья в продукт никто проводить не требует. Эмоционально мы говорим про «вредность» или «опасность» производства или какой-либо технологической операции. Но для расчета «дозы» вредности или полезности самой технологии у нас нет даже критериев оценки.

Единственным показателем для оценки проекта служит «экономическая эффективность» как соотношение выходного результата к входным затратам. Но, очевидно, отношение к технологии как к «черному ящику» противоречит принципам жизнеобеспечения и заменяет истинные приоритеты развития науки на ложные.

Более того, финансово-экономические параметры слишком статичны, а процедура технической экспертизы проектов давно превратилась в коммерческое мероприятие с участием «независимых экспертов» и размытым критерием «персональной ответственности». По результатам таких «независимых» экспертиз невозможно понять не только уровень совершенства технологии, но и степень ее функциональной устойчивости при внешних воздействиях природного и техногенного характера.

⚡️Эксперты портала «Техносфера, подъем!» сделали попытку заполнить этот пробел и предлагают читателям один из вариантов «Методики оценки уровня технического совершенства промышленных технологий». Ждем анализа, обсуждения, исправления, уточнения и практической апробации.

➡️ Подписаться на канал

❓Кто создает санитарный щит страны?

Мы следим за реализацией разумных предложений от компании «Эфир» по организации региональных систем мониторинга, сбора, транспортировки отходов медицины, ветеринарии, биологии и их утилизации методами плазмохимической деструкции.

Важно, что практически все сегодня осознали: «аукционная» схема передачи этих функций различным исполнителям, во-первых, не гарантирует полное уничтожение источников опасностей, а, во-вторых, порождает массу «черных» и «серых» видов противоправной экономической деятельности.

В Татарстане первыми поняли проблему нарастающего «мусорного» хаоса и уже закупают плазмохимические установки у предприятий корпорации «Роснано». И не надо путать современный образ этой компании с ее негативным «чубайсовским» прошлым.

⚡️По мнению экспертов, созданная специалистами обновленного «Роснано» технология действительно уникальная: в реакторе при температуре не выше 90°С происходит молекулярное разложение до 15 тонн отходов в сутки. Причем структура отходов может быть различной, а отсутствие операций «перебора» и «сортировки» мусора сводит все затраты к минимуму.

Положительное решение государственной экологической экспертизы на проект открывает все двери для организации массового производства плазмохимических установок ПК-200 для размещения их в различных регионах страны. У нас есть информация, что в списке приобретателей технологии не только Татарстан, но и Нижний Новгород, Сочи, Москва с ее областью и даже научно-образовательный центр «Сириус».

По расчетам экспертов, для остановки бесхозяйственного процесса перемещения отходов (на конкурсной основе) из лечебно-профилактических учреждений непонятно куда, требуется не три и не тридцать, а более пяти тысяч плазмохимических установок различной производительности. По сути, такая установка требуется каждой больнице в городах и селах.

И здесь очень ответственную позицию должны продемонстрировать законодатели и руководители регионов страны. Или мы работаем, как говорится, по-взрослому, или продолжаем прислушиваться к жалобам различных экоассоциаций, которые, имея в активе только по три печки для сжигания мусора, убеждают в многочисленных статьях, что являются передовой частью санитарного щита страны, и называют себя «обезвреживателями медотходов».

Время таких «ассоциаций» и «чубайсов» ушло. Настало время ученых, технологов, инженеров и проектантов. Надеемся, что солидарная работа законодателей с производственниками, руководителями регионов и учеными корпорации «Роснано» даст стране самую совершенную систему превращения отходов различного уровня опасности в полезные продукты.

Желаем успехов.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️  Подписаться на канал

❗️Неужели мы когда-нибудь этого дождемся!

То, что делают ученые-материаловеды российских университетов, уже не удивляет, но очень вдохновляет проектное технологическое сообщество. Вопрос касается создания долгожданных механизмов управления структурой и свойствами химических соединений в рамках одной технологической схемы их синтеза.

Наконец-то у технологов появляется техническая возможность на основе одного исходного компонента создавать множество продуктов с разными свойствами. Например, используя на входе только фосфат кальция, мы можем на выходе получать и зубную пасту, и биосовместимую керамику, и косметику, и даже сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов и солнцезащитные фильтры. Впечатляет!

Ученые Томского политеха уже доказали, что изменение структуры катализатора позволяет отказаться от вредных растворителей и неорганических окислителей и использовать кислород и воду для переработки целлюлоз, глицерина и фруктозы в множество полезных полимерных, фармацевтических и топливных композиций. Кроме расширения номенклатуры выпускаемой продукции, это еще и сокращение производственных затрат. Процесс производства вообще можно сделать одностадийным и безотходным. Фантастика просто!

Результаты таких исследований дают все основания для проектирования производственных систем 21-го века: компактных, мобильных, безопасных и безотходных. Тем более что потребности в подобных поглотителях загрязняющих веществ огромные. Возможно, из-за отсутствия таких сорбентов на рынке многие проекты по ликвидации разливов нефти в акваториях страны не имеют положительного заключения государственной экологической экспертизы.

Структура технологической схемы производства продуктов на основе гидроксиапатита, кремния, марганца и молибдена получается простой, так как включает минимальный набор оборудования: контейнеры с исходными компонентами, встраиваемые в них дозаторы, резонансно-волновой смеситель, СВЧ-установка или термопечь. Для системы управления процессом и разработки технологического алгоритма проектной команде требуется еще и кибернетик.

Но и этого сегодня мало. Чтобы лабораторная технология вышла на «плато продуктивности», ученым нужен не просто промышленный партнер, а надежный технический инвестор.

⚡️В качестве такого интеллектуального технологического инвестора эксперты нашего портала «Техносфера, подъем!» пока называют Фонд инфраструктурных и образовательных проектов, специалисты которого успешно реализуют на практике все идеи, которые для них генерирует «Платформа университетского технологического предпринимательства».

Ждем от ученых-материаловедов информацию о реализации их научных идей в промышленных технологиях.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

Погрузитесь в мир увлекательных материалов прямо сейчас!

Мы — сообщество молодых проектантов, нацеленное на развитие и совместное участие в создании практичных решений для освоения окружающей среды.

Мы продолжаем информировать вас о последних научных идеях и инновациях российских ученых, инженеров, аспирантов и студентов, а также предоставляем нашу собственную оценку их потенциала для практической реализации в промышленных технологиях и системах производства.

📌 Представляем обновленную систему навигации на нашем канале, которая поможет вам быстро и удобно обнаружить самые полезные публикации.

Жмите на любой хэштег или ссылку и читайте интересные материалы

🖥 Манифест Telegram-канала «Техносфера, подъем!»

#КонцепцииПС21век – говорим о производственных системах 21-го века, о проектных школах, языках проектирования. Обсуждаем, поправляем, уточняем и дополняем!

#ТерминыИопределения – рассказываем о терминах, которые пригодятся для проектирования промышленных технологий и их грамотного использования в любой области пространства.

#ТехнологическийАудит – помогаем сформировать грамотную методику технологического аудита, которая будет востребована на каждом промышленном объекте для избавления от источников затрат, издержек и опасностей.

#ОНаукеиТехнологиях – представляет собой аналитический обзор значимых научных и технических достижений, акцентируя внимание на инновационных проектах и исследованиях с точки зрения самой технологии, осуществляемых российскими учеными.

Также вы всегда можете ознакомиться с нашими материалами в партнерской рубрике журнала об инновациях в России «Стимул» в разделе «Техносфера».

➡️ Подписаться на канал

⚡️Системный подход и отсутствие суетливости

В заголовке — два отличительных признака производственной системы 21-го века, которые обеспечивают ее функциональную устойчивость. Системность ведения любого хозяйства основана на доступности ресурсов окружающего пространства и независимости от внешних угроз. Отсутствие «суетливости» хозяина базируется на его уверенности в собственных силах и игнорировании различных зазывающих лозунгов, типа «догнать и перегнать» конкурентов.

Пример реализации этих двух базовых принципов монопольного хозяйства — производственная система «Синтез-Ока». Технический комплекс этой системы устойчиво функционирует более 80 лет за счет возобновляемых источников исходного сырья (природный газ и атмосферный азот), постоянного увеличения числа полезных потребителей продукции и «мозаичного» технологического процесса, способного к постоянному совершенствованию показателя рациональности. Здесь нет линейной зависимости операций. Получается последовательно-параллельная структура технологического процесса с обратными связями и сенсорными точками мониторинга критически важных параметров. Отсутствие негативных последствий от эксплуатации такой химической технологии подтверждается результатами исследований состояния окружающего природно-климатического ландшафта Черноречья.

Слабо верится, но в России это первая безотходная технология среди всех химических: потери в окружающую среду исходных и конечных продуктов отсутствуют, а на десять тысяч тонн готового продукта получается всего десять кубометров воды, загрязненной аминами. Причем методы регенерации таких «грязных» вод разработаны в России и реализованы даже на предприятиях «Росатома».

Анализируя эту монопольную хозяйственную систему, эксперты увидели еще два важных условия для обеспечения ее устойчивости и успешности.

🔵Первым является собственная научная школа, превращающая производственную систему «Синтез-Ока» в большой технический университет, где и персонал, и руководители — это ученые, реализующие на практике свои «хозяйственные» идеи.

🔵Второе непременное условие для успешности реализации научных идей и технических решений — отказ от западной системы обеспечения устойчивости за счет «банковских кредитов» и переход к созданию инвестструктур с большим интеллектуальным потенциалом. Действенность таких умных инвесторов как, например, «инвестиционное товарищество» «Роснано-Синтез», подтверждена проектом «Монамин». Его реализация началась с научной идеи и выбора рациональных технических решений и завершилась созданием устойчивого производственного комплекса.

⚡️ Мы были уверены, что русская методология проектирования производственных систем 21-го века в России заработает вновь. И мы рады, что это происходит.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️О замкнутом цикле «наука – производство»

Ученые Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского разработали прочные и долговечные строительные изделия на основе шлаков металлургических предприятий и техногенного углекислого газа.

Если в стране есть cтратегия создания целой отрасли по вовлечению отходов в хозяйственный оборот, а на промышленных объектах разработаны нормативы образования и регламентированный порядок обращения с этими самыми отходами, то для научного и проектного сообществ страны это является гарантией реализации их научных идей и технических решений.

В ПАО «Северсталь», например, даже создано единое окно для приема, тестирования и реализации всех новаций, чтобы рационализировать технологические операции в металлургической цепочке.

Эксперты считают: заслуга крымских ученых в том, что более двадцати российских городов, на территориях которых исторически размещаются объекты металлургической промышленности, могут использовать их технологию для создания компактных производств и очень выгодно перерабатывать накопленные отходы в полезную и дешевую для городского хозяйства продукцию.

Сама научная идея крымских ученых, конечно же, не нова, но их превосходство в том, что они сумели научно обосновать и правильно реализовать технологию кальциево-карбонатного цикла. Причем сделали так, что основной источник затрат любого кирпичного производства — операции сушки и обжига при температуре свыше 1 000°С — в крымской технологии отсутствует.

Возможно, созданные учеными «карбонизационные камеры» окажутся пригодными не только для тротуарной плитки и кирпичей, но и для получения соды, мочевины и даже поташа для удобрений из производственных отходов.
Важно, что ученые не остановились на исследованиях свойств шлама и научились разрабатывать технологическую документацию на процесс, проектировать оборудование и технологические режимы его работы. Почему-то многие ученые до сих пор не владеют методологией проектирования.

❗️По сути, на кафедре строительного инжиниринга и материаловедения Академии строительства и архитектуры КФУ сформировалось проектное технологическое сообщество, способное решать вопросы перевода промышленных объектов к экономике замкнутого цикла.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️О бесполезной и полезной науке

Сводка новостей об очередных успехах ученых России заставляет задуматься о полезности задач, которые они самостоятельно выдумывают и решают за очередной грант без учета реальных природных и техногенных факторов, угрожающих целостности всей хозяйственной инфраструктуры страны.

Например, нам сообщают, что в ЛЭТИ создан аппаратно-программный комплекс для одновременного мониторинга судов различных типов в одной акватории.

💚Неясно, во-первых, как эта разработка вписывается в заявленные еще в 2021 году масштабные проекты компании Sitronics KT, решающие задачи импортозамещения и цифровизации судоходства.

💚Во-вторых, судя по информации самих разработчиков, они сделали копию старых зарубежных систем контроля морского пространства с помощью РЛС. Но негативные последствия тупого копирования австралийской версии модели Принстонского университета для мониторинга акватории Черного моря были известны еще в 2015 году.

Кроме того, локаторы и спутники — это недешевые средства для постоянного мониторинга и оперативного реагирования. Будет ли «программа» устойчиво функционировать, даже самим ученым не известно. Каких-либо новых функций комплексу ученые не дали, не учли данные по аварийности судов на море и внутренних водных путях, а также проигнорировали результаты аналогичных научных исследований своих же коллег из Приморья и Севастополя.

Например, ученые Дальневосточного университета поступили более разумно и не стали копировать то, что уже было. Разработанная и апробированная система мониторинга на основе дешевых беспилотных систем позволяет не только контролировать движения судов в акватории, но и фиксировать поверхностные аномалии, возникающие в результате антропогенных явлений — от разлива нефтепродуктов до несанкционированного слива судами льяльных вод и масляных образований. Использование дронов и сенсоров типа «буй — пользователь» как носителей аппаратно-программных комплексов для мониторинга поверхностных явлений морских акваторий не только кратно расширяет возможности дистанционного зондирования, но и сильно удешевляет сам процесс.

⚡️По мнению экспертов, задача постоянного контроля состояния и поведения водного пространства страны сегодня как никогда актуальна. При этом никакие технические решения не будут рациональными и полезными без научного подхода и государственного заказа. Именно ученые должны наконец-то осознать закономерности движения водных потоков вокруг и внутри страны и вместо вероятностных предположений и гипотез обосновать концепцию их регулирования и предложить рациональные технические решения для исключения ежегодных «неожиданностей».

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Про российское оптоволокно и теорию «штандорта»

В городе Саранске очень многое связано со светом и новыми технологиями. По сути, это центр современной и будущей фотоники.

Все в этом городе, начиная от старого кабельного завода, Института источников света, кафедры фотоники МГУ им. Н. П. Огарёва и до современного завода «Оптиковолоконные системы» символизирует о последовательно пройденных этапах развития в стране способов и каналов перемещения информационных потоков.

Естественным продолжением эволюционного развития коммуникационных каналов являются оптоволоконные, а за ними уже следуют и квантовые системы передачи информации.

Что касается оптоволокна, то надо отметить, что первый этап освоения технологии его производства завод завершил успешно. За два предстоящих года предприятие планирует изготовить миллионы километров оптического волокна для реализации проекта TEA NEXT. Это достойно уважения.

Но очевидно, что давно пора приступать ко второму этапу развития технологий для обеспечения функциональной устойчивости производственной системы и ее полного освобождения от ресурсной зависимости.

По мнению экспертов, для размещения всех стадий производства оптоволоконных систем в одной агломерации уже созданы два необходимых условия.

🔵Во-первых, в стране разработана безотходная технология получения кремния с чистотой 99,999%, пригодного по своим свойствам для производства собственных, а не покупных преформ.

🔵Во-вторых, исходным сырьем для производства высокочистого кристаллического кварца является доступный и универсальный природный материал диатомит, основная точка добычи которого расположена в 130 км от предприятия. Из этого следует, что второй этап развития предприятия предполагает более рациональную ориентацию транспортных, научных и ресурсных возможностей в одной агломерации.

Такое удачное размещение всех ресурсов в одном регионе свидетельствует либо о прозорливости инвесторов, принимавших решение о размещении технологии производства оптоволокна в Саранске, либо о глубоких знаниях теории промышленного «штандорта», в основе которой лежит территориально-сырьевой принцип размещения производства, предложенный еще в конце 19-го века Д. И. Менделеевым.

Надо полагать, что подобный вариант развития оптоволоконных технологий соответствует принципам русской школы рационального хозяйствования, но не исключает и множество других вариантов, разработку и обсуждение которых пора начинать уже с инвестором.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Если ты обледенел, то газуй

Ученые уже давно поняли причины и механизмы образования льда на различных элементах летательных аппаратов, все классифицировали и осознали. Рацпредложений для конструктора придумано предостаточно, в том числе и для защиты малогабаритных летательных аппаратов ото льда. Даже декан факультета ПНИПУ интересное предложение запатентовал.

Но, несмотря на все потуги ученых, конструктор летательных аппаратов игнорирует все их новации и по старой привычке использует проверенные варианты с воздушно-тепловыми системами и противообледенительными гликолевыми жидкостями типа «Дефроста».

Понимая неустранимые недостатки всех предложенных за последние двадцать лет конструкций противообледенительных систем (масловоздушных, электрических, вибрационных, пневматических и жидкостных), пермские ученые еще в 2019 году пришли к выводу, что самым эффективном способом борьбы с обледенением может быть только «скачкообразное изменение оборотов ротора двигателя». Как только пилот почувствует, услышит или увидит, что вентилятор двигателя покрылся слоем льда, он должен увеличить частоту вращения вентилятора с 5 000 об/мин до 12 000 об/мин. Предлагаемая учеными «перегазовка» не требует никаких лазеров, о которых заявляет декан. Такая нестыковка научных взглядов приветствуется, но, видимо, связана с различными грантами, выделяемыми на решение одной и той же задачи.

Эксперты обращают внимание на методологическую беспомощность рационализаторов и ученых при их попытках решить эту актуальную проблему. Здесь важен не однобокий «грантовый» подход, а комплексная оценка системы «материал–источник энергии–сенсор контроля–конструктор–технолог–пилот–атмосфера–пассажир–аэропорт–птица».

Если, например, материалом для крыла служит углеволокно, то естественное и простое решение — использовать его токопроводящие свойства. Последовательно рассматривая свойства и функции каждого элемента этой системы, проектант предлагает множество альтернативных технических решений. Только в этом случае конструктор сможет выбрать лучший вариант исполнения научной идеи.

Очевидно, что при разработке любого технического решения ученый обязан руководствоваться не устаревшими ГОСТами, а русской методологией проектирования. Суть ее в том, что если ученый предлагает свой, как он считает, наилучший вариант конструкции объекта, то в его обязанности входит и обязательная разработка технологического процесса его изготовления. Иначе научные идеи ученого всегда будут оставаться в статусе «патентов» и «статей», а он сам приобретает юридический статус «самозанятого», так как общество не получает ничего полезного и рационального от его трудов. Эту аксиому доказывает вся история русской и мировой науки.

Желаем ученым реализовать свои патенты.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал