⚡️Источники энергии для производственных систем 21-го века

Право осваивать территории России принадлежит ее будущему поколению инженеров и ученых, которые когда-то должны задуматься о том, как это сделать рационально и с пользой для всех. Тенденция такова, что промышленные гиганты прошлого века с этой задачей справляются плохо. Стандартные методы производства с использованием конвейерных технологий не дают нужного хозяйственного эффекта. Долговая нагрузка предприятий сравнима с их годовой выручкой, а устойчивое функционирование целиком зависит от стабильности ресурсных потоков и быстро меняющихся запросов потребителей.

Одним из рациональных вариантов для ближайшего будущего являются мобильные и компактные производственные системы с автономной системой управления и местными источниками материальных и энергетических ресурсов. Об этом уже давно говорят металлурги, химики, а также производители сельхозпродукции и строительных материалов. Даже в космосе начали работать технические комплексы с технологией синтеза лекарственных субстанций в условиях невесомости.

Кроме компактности (не более 30 м2) и высокой подвижности, главными аргументами в пользу таких систем считаются их незаметность, дешевизна, простота и возможность регулирования объемов производства широкой номенклатуры продукции на основе ресурсов именно того региона, где размещается комплекс.

Чтобы все это заработало, требуется проектное технологическое сообщество, ориентированное не на копирование, а на создание собственных технологических алгоритмов, программного обеспечения и технологического оборудования с регулируемой производительностью. У нас еще никто не проектировал подобные технические комплексы, обеспечивающие непрерывное функционирование оборудования на земле в течение не менее 8,0 тысяч часов с перерывами на техобслуживание.

Но надо с чего-то начинать. Например, оценка уровня автономности и надежности источников энергии, созданных в наших университетах и научных центрах, подтверждает возможность создавать компактные производственные системы в каждом регионе самостоятельно. Для этого у нас есть необходимый научный задел и такие работающие прототипы, как:

💙долговременная «атомная батарейка» на основе различных изотопов;
💙дешевый натрий-ионный аккумулятор МИСиС;
💙гибкий термоэлектрический генератор МИЭТ;
💙проточные редокс-батареи РХТУ и МГУ;
💙гравитационные накопители энергии;
💙гидрогенераторы МЭИ с регулируемой мощностью.

На практике все эти новации толком еще никто не использует, но потребности в них реально существуют в регионах. Пора уже начинать действовать и видеть в «батарейной индустрии» новый энергетический ресурс развития еще не обжитых территорий. В этом случае у нас действительно получится что-то полезное и рациональное.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

🔋Батарейные технологии

Есть очень хорошая информация о работе Батарейного технологического центра в Санкт-Петербурге. Оказывается, уже два года у нас отрабатывается отечественная технология изготовления полуфабриката (катодной массы) для трех видов аккумуляторных батарей: литий-ионных, натрий-ионных и твердотельных.

За это время химики научились синтезировать лабораторные объемы катодных материалов, используя китайское оборудование. Несмотря на грандиозные планы масштабировать технологию изготовления катодной массы до 10,0 тысяч тонн к 2030 году, инвестор (он же, видимо, и заказчик) пока не говорит о ее российских потребителях.

❗️Со стороны это похоже на рождение очень зависимой от множества факторов технологии изготовления катодного материала только для автомобильных аккумуляторов. Сегодня этого недостаточно. Практика показывает, что любая технология производства одного вида продукта на чужом оборудовании и на основе единственного источника исходного сырья превращает производственный объект в неустойчивую систему. Хотя давно известно, что из этого же сырья можно получить и долгоживущие аноды для хлорного электролиза, и субстраты для промышленной гидропоники, и многие другие полезные продукты.

❓Специалисты центра решают еще одну интересную задачу, связанную с переработкой аккумуляторных отходов и возвратом металлов в технологический процесс создания «никель-марганец-кобальтового» катода. Эту задачу шведы (компания Northvolt) как-то решили уже в прошлом году. Поэтому, чтобы не повторяться и не копировать, гораздо выгоднее будет вообще отказаться при изготовлении катодной массы от кобальта, который очень осложняет повторную переработку батарей.

Несмотря на все технические проблемы, Батарейный технологический центр создан и активно работает, наращивая свой потенциал и расширяя спектр решаемых задач в области материаловедения и управления процессами генерации, накопления и потребления энергии. В России таких центров высоких компетенций уже около десятка. Было бы очень важным их солидарное взаимодействие.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Глобальные изменения климата вынуждают человечество искать пути решения проблем, возникающих перед ним в результате этих изменений. Весь комплекс таких решений получил название энергоперехода. Мы беседуем с доктором физ.-мат. наук, профессором Сколковского института науки и технологий Андреем Осипцовым о возникающих перед Россией проблемах и путях их решения.

Энергопереход — это постепенная смена энергетических укладов. Когда мы говорим о четвертом энергопереходе, мы имеем в виду, что уже произошел переход от сжигания дров на уголь, от угля к нефти и от нефти к газу. Это, соответственно, были первый, второй и третий энергопереходы. А сейчас происходит четвертый, который состоит в постепенном отказе от углеводородов и переходе к возобновляемым источникам энергии и к водороду как низкоуглеродному способу хранения энергии.

Это первый вынужденный энергетический переход. Все остальные были движимы соображениями повышения эффективности использования энергии, ее удешевлением, повышением энергоемкости единицы массы энергоносителя.

Этот же энергопереход обусловлен глобальным климатическим кризисом. Человечество столкнулось с глобальными изменениями климата, которые происходят из-за парникового эффекта (постепенного неуклонного повышения средней температуры атмосферы вблизи земной поверхности вследствие накопления в атмосфере парниковых газов). К парниковым газам относят водяной пар, двуокись углерода, метан, оксид азота. Увеличение концентрации двуокиси углерода (СО2) и метана в атмосфере за счет деятельности человека по сжиганию углеводородов за период с начала индустриальной революции в середине XIX века принято называть антропогенным фактором глобального потепления.

Основной риск, который несет повышение температуры — не само потепление (оно относительно небольшое, 1-1.5 градуса Цельсия), а повышение частоты и тяжести последствий катастрофических климатических явлений, таких как ураганы, ливни, наводнения, волны жары, волны засухи и так далее. То есть мы можем говорить о том, что сложная климатическая система, включающая сушу, океан, криосферу и атмосферу, которая до сих пор находилась в условном состоянии равновесия, вследствие парникового эффекта и повышения средней температуры выходит из этого состояния. Повышаются частота и тяжесть климатических катастроф. Соответственно, энергетический переход — это предлагаемое решение проблемы глобального климатического кризиса.

Для России энергопереход заключается в постепенном снижении доли нефти и повышении доли газа в энергобалансе, а плавность энергоперехода должна состоять в том, чтобы отказаться от использования угля и перейти к использованию нефти в нефтехимии.

Подробнее читайте в «Стимуле».

➡️ Подписаться на канал

⚡️О токсичности

Чтобы начать проектировать устойчивую производственную систему, инженер должен знать состояние и динамику поведения всех элементов той области окружающего пространства, где планируются размещение технического комплекса и эксплуатация промышленной технологии. Так было всегда. К сожалению, сегодня, кроме информации о тектонике, магнитных и температурных полях, в перечень исходных проектных данных должны включаться и параметры токсичности воздуха, воды и грунта.

Причина усиления требований к проектам в том, что интенсивный процесс создания техносферы в прошлом веке с помощью подземных ядерных взрывов оказался нерациональным. Более того, ученые обещают, что негативные радионуклидные последствия прошедшего соревновательного этапа развития науки и техники будут сопровождать нас до конца 21-го века.

Если методы лечения человека и животных от избытка радиоцезия созданы (дезактивация и сорбция), то остановить процесс его постоянного воспроизводства в системе «почва–растение–вода» пока не получается. Мы еще до конца не знаем долговременный механизм распространения цезия по пищевым цепочкам, конечным потребителем в которой является человек. Поэтому, прежде чем размещать производственную систему в том или ином регионе страны, проектанту требуются достоверные научные данные о поведении этого радионуклида в условиях конкретного природно-климатического ландшафта.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», одного проекта МГУ по еженедельному мониторингу потоков потенциально токсичных элементов для помощи проектанту явно недостаточно. Очевидно, что для пространственного развития страны нужна не просто модель, описывающая общие закономерности перераспределения радионуклидов, но и методы нейтрализации этого невидимого источника опасности.

Если ученые-атомщики в 60-х годах прошлого века выступали инициаторами строительства инфраструктуры с помощью «дешевых», как они утверждали, подземных ядерных взрывов, то сегодня они просто обязаны не хранить и накапливать отходы, а ликвидировать последствия ошибочных технических решений, большая часть которых была навязанной копией чужих идей.

Вполне логично, что именно для этой цели ученых сегодня наделили полномочиями «федерального оператора» страны по обращению с любыми отходами, в том числе высочайших классов опасности. Однако собственных научных идей и технических решений по ликвидации или нейтрализации радиоцезия как источника токсичности пока нет, если не считать патента на выявление загрязнений токсичными элементами труднодоступных участков методом космической радиолокации.

❗️Надо что-то делать, иначе реализация каждого нового проекта в любой точке территории даже при ее минимальной кадастровой стоимости будет требовать все больших издержек на защитные мероприятия от вездесущего цезия.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❗️О формализме и инженерной безграмотности

Растущее число исследователей необычных свойств полимеров с отрицательной диэлектрической проницаемостью, легкой структурой и идеальным поглощающим действием демонстрирует возможности их применения в фильтрах, антеннах, радарах и беспилотниках в качестве микроволновых поглотителей. Мы уже рассказывали о создании прошлом году в Мордовском университете простого и дешевого самоклеящегося радиопоглощающего материала.

В сентябре текущего года появилась ошеломляющая информация про ученых УрФУ, которые совместно с «румынскими коллегами» якобы создали материал, способный не отражать, а поглощать электромагнитное излучение, «снижая мощность помехового электромагнитного излучения до 10 000 раз». Непонятная система измерения уровня мощности электромагнитного излучения не позволяет даже предположить, для защиты каких объектов и от каких источников изготавливается материал с такими свойствами.

Анализ статьи «международной группы ученых» в журнале Polymers, на которую делается ссылка в публикации, показывает, что все совсем не так. В публикации ученые вообще не говорят о том, что созданный композитный материал способен что-то поглощать или отражать. Исследования показали только, что добавление в состав пластикового композита наполнителей в объеме от 1,0 до 5,0% приводит к увеличению электропроводности композита почти в 50 раз.

Но ведь такие результаты были известны еще в прошлом веке! Более того, тогда советские ученые под руководством академика С. Н. Ениколопова объяснили возможные механизмы аномально высокой электропроводности полимеров и показали, что она зависит не только от степени армирования полимера частицами магнетита и графита, но и от их формы и технологии изготовления. Тогда же были апробированы три технологических метода для обеспечения равномерности распределения проводящих наполнителей по всему объему полимерной матрицы. Сегодня полная однородность достигается с помощью резонансно-волновых смесителей.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», цели и задачи подобных публикаций довольно туманные, а достоверность результатов физико-механических испытаний образцов вызывает большие сомнения: требования ГОСТ 14236-81, которыми руководствовались ученые при проведении испытаний на универсальной испытательной машине INSTRON-3365, не распространяются на образцы пленок полимера, изготовленные из армированных материалов. А это уже говорит о формализме и инженерной безграмотности.

Судя по тому, что в соавторах у материаловедов УрФУ числятся румынские физики-ядерщики, а результаты выполненных исследований опубликованы только на английском языке, ожидать от таких «ученых» чего-то полезного для страны не приходится.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Дайджест научных идей

За последние 10 дней стало известно о семи научных идеях, реализуемых в университетах страны для устранения источников опасностей и затрат в промышленных технологиях.

1️⃣Идею сжигать в кислороде углекислый газ, образующийся на ТЭЦ, изучают инженеры НИУ «МЭИ», обосновывая это чистотой атмосферы и дополнительным источником тепла, электричества и водорода. Прототип камеры сгорания готов, а экспериментальное подтверждение планируют проводить на конкретных промышленных объектах.

2️⃣В НИТУ МИСИС работают над изготовлением простой, дешевой и устойчивой к внешним воздействиям солнечной батареи, способной генерировать электричество даже при низкой освещенности.

3️⃣Идея инженеров МАИ об изготовлении линейки электродвигателей мощностью от 1 до 100 кВт на одной технологической линии вызывает восхищение. В проекте участвуют реальные потребители, поэтому стоит ожидать его скорую реализацию и рациональность промышленной технологии.

4️⃣Идею использовать энергию лазера для увеличения ресурса деталей машин и механизмов реализовали саратовские ученые. Подтверждена возможность создания мобильных и компактных технических комплексов для увеличения износостойкости рабочих элементов горных машин в три раза.

5️⃣Идея химиков ПНИПУ использовать макулатуру в качестве сырья для производства бумаги и картона превращает бумажные отходы в ресурс развития целлюлозно-бумажных комбинатов.

6️⃣Биологи Новосибирского университета разработали технологию уничтожения пластика с помощью насекомых. Исследования показали, что 200 личинок моли за год могут «съесть» около 150 кг полимерных отходов, что делает грязную технологию их термического сжигания ненужной.

7️⃣Ученые Самарского политеха работают над безлюдной технологией очистки сточных вод. В модели управления процессом очистки учтены фундаментальные закономерности ферментативной кинетики, что позволяет адаптировать программу для любого промышленного объекта.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Продолжаем обсуждение проблем нефтегазодобычи, влияющих и на сам процесс добычи, и на экологию нефтегазодобывающих регионов, которое мы начали с интервью директора центра по энергопереходу Сколковского института науки и технологий Андрея Осипцова.

На этот раз мы встретились с директором Института проблем нефти и газа РАН, доктором технических наук, профессором РАН Эрнестом Закировым, известным специалистом в области нефтегазодобычи, автором многочисленных работ по этой тематике и, в частности, соавтором заинтересовавшей нас и недавно опубликованной статьи «Методы добычи нефти и газа — нарастающий источник экологических катастроф».

⚡️Работа посвящена этим же проблемам, ее значительная часть описывает недостатки современных технологий изготовления скважин, приводящие к возникновению аварийных ситуаций и, соответственно, серьезных экологических проблем, особенно на скважинах, выведенных из эксплуатации. Об актуальности этих проблем, например, для США, свидетельствует статья, недавно опубликованная в американском издании OilPrice.com. В ней отмечается, что «миллионы заброшенных нефтяных и газовых скважин в США представляют серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья населения». Именно поэтому беседу мы начали с вопроса о несовершенствах нынешних технологий.

— В чем состоят недостатки современных технологий изготовления скважин, которые приводят к возникновению аварийных ситуаций?

— Каждая скважина — длинное сооружение из труб. И негерметичность каждой может вызвать нежелательные последствия. Как в основном ликвидируют скважины сегодня? Делают несколько цементных мостов. Не весь ствол заливают, а делают только несколько интервалов и скважину оставляют. Снимают все устьевое оборудование, в лучшем случае, сверху ставят тумбу, но зачастую даже такого не бывает. Например, город Махачкала стоит на нефтегазовом месторождении, и на устьях брошенных скважин строят дома, даже взрывы происходят. То есть, по большому счету, контроль за состоянием скважин в городе даже не осуществляется.

Недропользование развивается в нашей стране больше 100 лет. Менялись компании, страна поменялась пару раз за это время. Ситуация очень сложная, кому предъявлять претензии? Большинство недропользователей на сегодня имеют юридический статус ООО, общество с ограниченной ответственностью. Они отвечают в рамках своего уставного капитала — 10 тысяч рублей, в лучшем случае, 100 тысяч. Что будет, когда они закончат разработку месторождений и уйдут с них? Если у вас эти цементные мосты разрушились, у вас сразу возникла сообщаемость подземной сферы, продуктивных коллекторов, из которых шла добыча, с поверхностью земли.

Подробнее читайте в «Стимуле».

➡️ Подписаться на канал

📚 Библиотеки знаний инженера

Современный уровень знаний о методах накопления и хранения информации, а также прогресс в понимании физиологических механизмов ее восприятия человеком дают основания говорить о том, что настала пора серьезно заняться созданием в университетах страны функциональных библиотек инженерных знаний.

То, что рекомендует ГОСТ Р57309-2016, не совсем годится для проектанта производственных систем 21-го века. Этот документ, являясь переводом англоязычной версии чужого стандарта, рекомендует создавать «каталог продукции», «библиотеку проектов», «интеллектуальные словари» и «классификаторы» по принципу алфавита или объекта. Инженеру-проектанту достаточно трудно найти в современных «википедиях» и книгохранилищах то, что нужно для разработки рациональных технических решений. Огромное количество созданных объектов ведет к расстройству внимания и к упущению в их структуре источников затрат и опасностей, которые генерируют негатив. К тому же вся информация о составных элементах проектируемого объекта (материалы, энергия, системы управления) и технологии его изготовления рассредоточена, противоречива и носит общенаучный характер.

Вместе с тем потребность в постоянно обновляемых дайджестах о проектных задачах, научных идеях и вариантах их технического исполнения сегодня очевидна, так как и студенты, и выпускники вузов горят желанием сделать что-то новое, полезное и рациональное.

Есть мнение, что в формировании университетских библиотек инженерных знаний должны участвовать психологи, физиологи и кибернетики. У экспертов два довода в пользу выбора такого состава команды.

💙Во-первых, алгоритм функционирования библиотеки должен строиться на методах императивного программирования, что позволяет сосредотачивать всю научно-техническую информацию только в трех ее базовых разделах: «Материалы», «Энергогенерирующие устройства» и «Система управления». Для проектанта этого достаточно, чтобы на основе своей научной идеи сформировать образ будущего технического комплекса, оценить все варианты технических решений и технологию производства продукта.

💙Во-вторых, с точки зрения физиологии библиотека знаний должна регулировать информационные потоки о параметрах окружающего пространства и стратегиях его осваивания человеком так, чтобы познавательная функция студента росла, а его разум концентрировался не на запоминании старых терминов и паттернов, а на поиске новых решений конкретной интеллектуальной задачи. Именно понимание и осознание сути технической или социальной проблемы активизирует в мозге человека так называемую нейронную сеть оперативного покоя (дефолт-система мозга), что и приводит к нетривиальному решению или гениальному открытию.

Именно такая библиотека знаний требуется сегодня в каждом университете для его выпускников — инженеров-технологов и инженеров-исследователей.

#МнениеРедакции

➡️ Подписаться на канал

⚡️Про германий и технологии его получения

Германий — это сырье для производства люминофоров, сенсоров, тепловизоров, дефектоскопов, спектрографов, термографов, пирометров, а также для косметики, волоконной оптики и беспроводной связи. О том, что такой химический элемент с универсальными свойствами существует, говорил еще Д. И. Менделеев в середине 19-го века.

💙Пока используется только одно уникальное свойство германия — как преобразователя инфракрасного излучения в электрическую энергию. Для этого требуется особо чистый германий, технологии получения которого у нас считаются «утерянными». Возможно, кому-то действительно гораздо выгоднее приобретать зарубежные спектрографы за десятки миллионов рублей, чем восстанавливать старые химические и гидрометаллургические технологии переработки германиевого сырья.

Другие более интересные свойства германия и его соединений (катализирующие, антиоксидантные и регенерирующие) пока проверяются в научных лабораториях и оцениваются для применения в металлургии, химии и медицине.

💙Главным препятствием для активного использования всего спектра свойств германия и его соединений остается промышленная технология. Ее до сих пор у нас нет, несмотря на огромные сырьевые ресурсы, пропадающие в отвалах ТЭЦ и медно-никелевых рудников.

В прошлом году ученые подтвердили возможность получать монолитный аэрогель на основе аморфного диоксида германия только в лаборатории. Метод оказался длительным (более двух недель) и трудоемким, но зато в патенте была показана возможность регулирования удельной площади поверхности монолитных 3D-материалов от 310 м2/г до рекордного значения в 500 м2/г.

💙В этом году, к чести ученых-химиков ИОНХ РАН, им удалось существенно упростить технологию получения аморфных и кристаллических аэрогелей на основе диоксида германия и получить их миллиграммы при атмосферном давлении без использования сверхкритического углекислого газа.

Это уже дает надежду на создание мобильных и компактных производственных систем, размещаемых непосредственно в местах хранения сырья. В основе таких систем должна быть отечественная промышленная технология изготовления люминесцентных, каталитических и анодных материалов на основе диоксида германия.

Смогут ли наши ученые трансформировать свою научную идею в одностадийную промышленную технологию, еще непонятно. Но ясно одно: кроме них этого сделать никто не сможет.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❓Прибыль себе, а отходы детям

В печати публикуется все больше научно обоснованных суждений о глобальности и остроте проблемы образования отходов. В научных исследованиях прослеживается явная тенденция поиска новых источников исходного сырья для перерабатывающей промышленности. Вместо «привозного» и «ископаемого» минерального сырья ученые предлагают получать «свое» из тех отходов, которые упорно продолжают генерировать «бизнес-группы».

Практически ежемесячно портал «Научная Россия» сообщает (непонятно для кого и зачем) информацию о том, что ученые создали новые экономичные технологии получения полезного продукта из отходов. Например, в октябре ученые Новосибирска предложили две таких технологии.

💙Первая решает вопрос переработки так называемых «попутных» углеводородов в два полезных и востребованных продукта — углеродные нанотрубки и водород. Причем катализатор для такого процесса может синтезироваться самым дешевым методом «растворного горения» в одну стадию за 15 минут непосредственно на месте переработки отходов.

💙Второй метод ученых НГУ позволяет рационально использовать крупнотоннажные техногенные отходы горнодобывающей индустрии, строительной отрасли и энергетики для производства строительных материалов без использования цемента.

Подобные технические решения расширяют возможности бизнеса за счет создания компактных технологических процессов с регулируемой производительностью и широкой номенклатурой продукции на основе отходов. Такие производственные системы можно достаточно выгодно размещать на полигонах, хвостохранилищах, шламонакопителях, рудниках, шахтах и объектах теплоэнергетики. Пока у нас нет позитивных примеров того, что кто-то из российских предпринимателей поставил ученым задачу на переработку накопленных отходов и выделил инвестиции на их превращение в ресурс развития собственных промышленных объектов. Неужели для них деньги дороже жизни детей и внуков?

Так как российским предпринимателям подобные новации неинтересны, то ученые продолжают публиковать результаты своих расчетов и экспериментов в зарубежных журналах, даже несмотря на то, что исследования финансируются Российским научным фондом. Жалко трудов и усилий ученых, которые свои новации предлагают не российским, а иностранным специалистам.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», для того чтобы десятки новых научных идей и технических решений не оставались в статусе патентов, статей и диссертаций, необходимы законодательные нормы и ограничения, обязывающие каждого руководителя промышленного объекта относиться к собственным производственным отходам как к исходному сырью для развития. Для будущих поколений это гораздо важнее, чем получение быстрой прибыли от интенсификации добычи или выручки от продаж. Да и ученым будет хоть какая-то радость.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❗️Учитывая большой интерес к вопросам безопасной эксплуатации технологий прошлого века и методологии проектирования современных производственных систем и промышленных технологий будущего, представляем видеоинформацию о встрече доктора технических наук Куликова А.В. с учеными, студентами и преподавателями БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова.

Ждем ваших комментариев и предложений!

➡️ Подписаться на канал

⚛️ Инженер как герой нашего времени

У каждого инженера есть собственная образовательная траектория, которая начинается в школе и продолжается всю его сознательную жизнь.

Высшая школа, формируя образ каждого своего студента-выпускника и предлагая ему набор знаний и компетенций, ставит целью добиться его конкурентоспособности на рынке труда и успешности в профессиональной сфере. При этом масштабы рынка труда не оговариваются, так как созданный механизм карьерной навигации предполагает, что студент сам должен определиться с будущим местом работы. На самом деле рынок труда для всех выпускников технических вузов ограничен должностными обязанностями «инженера-технолога» или «инженера-исследователя». Других вариантов нет.

В первом случае инженер ежедневно сталкивается с неожиданными для себя проблемами (аварии, авралы, срывы плана поставок и т. д.). Во втором — множество научных статей, патентов, диссертации, конференции и сожаление о том, что все это не реализуется, а лежит в столе.

💙Удовольствия от такой работы мало, и через некоторый период мытарства новоиспеченный инженер начинает искать более понятное для себя место работы. Так формируется еще одна проблема дефицита кадров, причина которой кроется в отсутствии конкретных задач обучения. Вместо того, чтобы каждый выпускник вуза на десять лет вперед имел конкретные задачи «создать», «разработать», «внедрить» или «модернизировать», его все пять лет обучения призывают «коммерциализировать» научную идею, создавать «интеллектуальную собственность» и писать статьи. Поэтому модные сегодня проекты инженерных школ, инжиниринговых центров, международных лабораторий и научно-образовательных центров выглядят в глазах студента одноразовой компанией и касаются только студенческого периода его жизни.

Без понимания конкретных технологических и научных задач в своем ближайшем будущем знания студента становятся рафинированными, т. е. поверхностными и непригодными для активного участия в проектной и производственной деятельности. Плохо и то, что инженер-выпускник верит всему, что написано в учебниках и нормативных документах, не подвергая информацию малейшему сомнению, не анализируя ее и не вникая в ее суть. А это уже опасно и для него, и для производства.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», проблемы в образовательной системе сформированы искусственно, а значит, решаемы.

На самом деле студенту технического вуза сегодня надо знать алгоритм аудита технологий прошлого века и владеть методологией проектирования технологий будущего. Именно знания в этих научных дисциплинах сделают его героем на производстве и в проектных организациях. Практика показывает, что инженер-технолог должен уметь выявлять и ликвидировать в структуре промышленных технологий прошлого века источники затрат и опасностей, а инженер-проектант в своем творчестве должен руководствоваться принципами полезности продукта и рациональности технологии его производства. Такие инженеры-герои будут всегда востребованы на любом рынке труда и полезны для общества.

#МнениеРедакции

➡️ Подписаться на канал

⚡️Дайджест научных идей

За последние две недели октября университеты России сообщили о своих новых результатах. Их всего семь, но все достаточно уникальные и требуют обязательной реализации.

1️⃣Пермские математики, несмотря на то что, абсолютное значение дисбаланса турбин и его местоположение не поддаются вычислению, все-таки смогли найти способ определять и аэродинамический дисбаланс лопастей, и массовый дисбаланс ротора. Теперь требуется тестирование математической модели на показателях работы конкретных турбин.

2️⃣Ученые НГУ подтвердили свою идею о том, что строительные материалы можно создавать и без цемента. Для этого нужно сначала измельчить техногенные отходы, затем нагреть порошок и смешать его с водным раствором различной кислотности. Оказывается, строить можно просто, дешево и быстро.

3️⃣Студенты Тихоокеанского университета год назад создали Конструкторское бюро и уже разработали три технических решения, реально востребованные на промышленных объектах региона. Состав проектной команды расширяется, опыт рационального проектирования нарабатывается, а будущее становится определенным. Именно так знание превращается в понимание.

4️⃣Томские ученые доказали, что авиационное топливо можно получать из различных видов масел и отходов нефтепереработки с использованием стандартного оборудования для каталитического крекинга.

5️⃣Новгородские инженеры предложили использовать метод лазерного сканирования для контроля состояния дорожного покрытия и линий электропередач. Получается быстрее и дешевле.

6️⃣Идея о том, что сенсор должен не только детектировать световые или электрические сигналы, но и выполнять функции их обработки и хранения, реализована командой инженеров-исследователей трех университетов в конструкции микрокристалла перовскита на гибкой подложке. Получается, искусственный глаз можно сделать зрячим.

7️⃣Проектная команда Новосибирского университета генерирует и достаточно успешно реализует научные идеи для сокращения источников затрат в аграрной промышленности региона. Разработаны тест-системы оперативного контроля газового состава и структуры почв, а еще апробированы составы чистых удобрений на основе природных компонентов. И никакой химии.

Все октябрьские новации схожи в главном: вместе с конструкцией, формой и структурой проектируемого объекта обязательно разрабатывается и рациональная технология его изготовления.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Какие аккумуляторы, такая и наука

За последние десять лет из информационного пространства как-то незаметно исчезли все сообщения о развитии научных школ в области электрохимических накопителей энергии. Вместо комплексного подхода к проблеме удовлетворения требований каждого потребителя энергии наблюдается процесс, ограничивающий научные исследования только поиском катодных и анодных материалов для металл-ионных аккумуляторов. Но мы же их не производим, а без пошлины завозим из-за границы, как продукцию девятого класса опасности. При этом у нас даже теория зарядки АКБ до конца не завершена. Получается научная гонка без целей развития собственных промышленных технологий. Значит, история зависимости от других нас ничему не учит.

💚Лидируют в такой никому не нужной научной гонке ученые Сколтеха, которые еще четыре года назад заявили о создании натрий-ионного аккумулятора в лаборатории, насыщенной зарубежным оборудованием. За прошедшее с тех пор время в Китае уже работает их промышленное производство, а у нас, при наличии в соседях фонда «Сколково», который активно поддерживает развитие новых технологических компаний, все остается на уровне патентов.

💚Также без практической цели работают материаловеды Самарского университета, которые уже несколько лет оценивают ионную проводимость различных минералов для «ускорения» разработки перспективных источников энергии. Ограничивают свой потенциал и инженеры МГТУ им. Баумана, предлагая схемы защиты пользователей от взрыва только литий-ионных батарей, хотя понятно, что свой подход к проблеме при желании они смогли бы распространить и для нейтрализации источников опасности любых типов АКБ.

⚡️Экспертам портала «Техносфера, подъем!» неизвестно о тех ученых, которые увлеченно занимаются совершенствованием кислотно-щелочных аккумуляторов. Хотя потребность в них остается, а спрос на накопители энергии, резервные источники питания и пускатели двигателей внутреннего сгорания даже увеличивается.

Непонятно кто убедил ученых в том, что все 217 тысяч отечественных электромобилей к 2030 году будут оснащены литий-ионными батарейками. И все верят в непонятное будущее, забывая про реальное настоящее. Занимаясь достаточно узкой проблемой, ученые не замечают новых возможностей развития российской школы электрохимии, в том числе за счет внедрения волновых методов воздействия на структуру электролитной массы АКБ. Такое направление исследований для ученых будет гораздо интересней, а для всех потребителей —рациональным и полезным. Тем более что промышленные технологии кислотно-щелочных аккумуляторов у нас есть, и они нуждаются не только в патентном, но и в научном сопровождении.

Очевидно, что если не проектировать источники энергии в комплексе с машинами и механизмами, для движения которых они и нужны, то может получиться так, что мы потеряем отработанные за прошедшие сто лет собственные дешевые технологии одних аккумуляторов, толком не создав других.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

#ТерминыИопределения

⚡️Что такое «техническое решение»?

В основе любых технических решений, которые разрабатывает инженер, должна быть его идея что-то создать, улучшить, усилить, увеличить, уменьшить или преодолеть. Вариантов, как это сделать без негативных последствий, должно быть множество, из которого выбирается самый рациональный и полезный. Такое решение будет называться уже проектным, и оно необязательно должно быть экономически выгодным для кого-то. Надо понимать, что если решение инженера-проектанта рационально, то оно будет полезным всегда и для всех. Поэтому современные технические решения не должны замыкаться на устаревших нормативных показателях, основанных на вероятностных расчетах. Иначе это будет не разработанное техническое решение, а копия того, что уже было.

💚Например, в добывающих технологиях все технические решения 20-го века сводятся к раскалыванию, сепарации или измельчению, т. е. к вычитанию малого из большого, но с остатком. В перерабатывающих технологиях мы, наоборот, что-то смешиваем, свариваем, скручиваем, паяем, напыляем, т. е. складываем в какую-либо форму и тоже с остатком в виде отходов, издержек, затрат и опасностей.

Получается, инженер при разработке технических решений ограничивал себя двумя простейшими математическими действиями, в результате выполнения которых всегда образуется не нужный никому «остаток». Очевидно, что новое поколение инженеров-технологов и инженеров-исследователей обязано учиться разрабатывать варианты технических решений, основанных не на «арифметике остатков», а на других математических алгоритмах, которые в проектной практике пока не применяются.

❗️Пора уже осваивать технологические алгоритмы, основанные на таких математических операциях, как деление, умножение, интегрирование, логарифмирование и дифференцирование применительно к материальным, информационным и энергетическим ресурсам, например, региона. Эти математические алгоритмы всегда точны, исключают образование остатков и являются завершенными, чего не скажешь о технологиях прошлого века. Природные биотехнологии нам даже подсказывают использовать вместо алгоритма сложения или вычитания операцию умножения массы какого-либо материального ресурса на темп его разложения биотой Земли. Если соблюдать баланс в таких операциях умножения и складывать их в технологический процесс, то он будет похож на математическую операцию интегрирования с бесконечно малыми слагаемыми остатков.

Надо еще учесть, что ни одно техническое решение не будет доведено до уровня проектного и останется никому не нужным патентом, если будет касаться только, например, изготовления материала или только программного обеспечения без его привязки к конкретной машине или механизму.

Еще практика показывает, что до уровня проектного доходит только тот вариант технического решения, который разработан командой как минимум в составе материаловеда кибернетика, энергетика и технолога. Главное в этом творческом процессе — не забыть еще и про математика.

➡️ Подписаться на канал

❗️Начинать надо с технического задания

Разница между привозным продуктом и собственным в том, что его производство на собственном сырье, собственными технологиями и собственными руками будет всегда управляемым по качественным параметрам и регулируемым по объему и рентабельности. Привозить что-то можно и даже нужно, но не для промышленного производства, а лишь для пробы и сравнительной оценки.

Только при таких условиях любое хозяйство становится функционально устойчивым к внешним угрожающим факторам. Хозяин такой производственной системы обязан думать не только о текущих производственных показателях, но и формировать ее устойчивое будущее, концентрируя вокруг себя научную элиту и формируя образовательную политику. Постоянное взаимодействие с учеными не только расширяет кругозор инженера-технолога, но и еще превращает его из стороннего наблюдателя процесса старения технологий в активного созидателя новых и более совершенных. К сожалению, подобная логика русского хозяйствования работает еще не везде и не всегда.

Как бы хотелось, к примеру, чтобы результаты научных трехлетних исследований «Сколтеха» в области электрохимических систем были востребованы хотя бы у одного из всего десятка их «лучших российских производителей». Но не получается пока.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», на то есть две видимых причины:

💙что бы ни творили наши самозанятые и уважаемые ученые при совершенствовании уже кем-то созданных аккумуляторов, всегда получается, что при улучшении какого-то одного параметра ухудшаются остальные;

💙нынешнее поколение хозяйственников «батарейной индустрии» не научено грамотно формировать нужные требования технических заданий ученым на модернизацию морально устаревших иностранных технологических процессов.

Может, действительно надо начинать с обучения их технической грамотности и методам стимулирования труда ученого на создание российских технологий? В этом должны быть заинтересованы сегодня все стороны.

У нас же есть отличные примеры, когда практически аналогичные результаты в области электрохимии реализовали ученые Уфимского университета науки и технологий, как говорится, «с колес», сразу на двух машиностроительных объектах для одновременной полировки и шлифовки металлов любой твердости. Технологию русского инженера Е. И. Шокальского специалисты действительно довели до совершенства и сделали свой собственный «станок-робот», исключив из прошлых технологий практически все возможные источники затрат и опасностей. И главное — больше мы не будем покупать чужие технологии «DryLyte».

Пора аналогичным образом создавать собственные роботизированные производства всех типов аккумуляторов, не зависимые от чужих источников сырья и оборудования. Начинать надо с мечты о наших аккумуляторах будущего и с формирования грамотного технического задания.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал