Инновационные разработки в области технических наук

Инновационные разработки в области технических наук

Сергей ЖДАНОК академик-секретарь Отделения физико-технических наук НАН Беларуси, академик

Научный потенциал, основные направления фундаментальных и прикладных исследований организаций Отделения физико-технических наук НАН Беларуси формировались и развивались в соответствии с потребностями таких важнейших отраслей народного хозяйства республики, как машиностроение, энергетика, АПК, радиотехническая и электронная, химическая промышленность и др. В их интересах ежегодно разрабатываются и внедряются новые материалы, современные технологии, приборы и оборудование.

В целях усиления влияния технических наук на развитие реального сектора экономики принят ряд мер: созданы НПЦ НАН Беларуси по материаловедению и Институт энергетики; в состав отделения включены ГНПО порошковой металлургии, ГНПО «Центр», КРУП «Научное приборостроение», опытно-конструкторское бюро «Академическое».

Новые материалы и технологии

Масштабное внедрение получили разработки ГНПО «Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению» — это новые магнитные и пьезо-керамические материалы и изделия для радиоэлектроники, которые на 70—80% удовлетворяют потребности промышленности; технологии синтеза сверхтвердых инструментальных материалов, нашедших применение на крупнейших заводах — тракторном, автомобильном, моторном; производство микропорошков алмазов. Особым спросом на рынке пользуются магнитные сепараторы для обогащения минеральных руд и очистки от примесей разнообразных сыпучих продуктов, а также чувствительные прецизионные датчики, поставляемые ведущим белорусским предприятиям, в Россию и другие государства.

Интенсивное развитие получили работы в области наноматериалов и нанотехно-логий, координация которых осуществляется в рамках одноименной государственной комплексной программы. В ходе ее выполнения создано более 270 объектов новой техники, в том числе 50 машин, образцов оборудования, приборов, около 120 новых материалов и веществ, свыше 50 технологических процессов. По разработкам центра в промышленных масштабах ведется синтез наноалмазов на НП ЗАО «Синта», где можно изготавливать до 2 т ультрадисперсных алмазов. Ряд важных в теоретическом и практическом отношении результатов получен в области углеродных нанотрубок и фуллеренов, сверхтвердых, тугоплавких, магнитных на-номатериалов, полимерных композитов и пленок, смазочных и керамических фильтрующих материалов для машиностроения, энергетики, транспорта, медицины, электронной и химической отраслей.

В числе освоенных отечественной промышленностью и предприятиями стран СНГ — высокоэффективные технологии Физико-технического института: автоматизированные комплексы поперечно-клиновой прокатки; лазерные комплексы для термической обработки, резки и сварки

материалов; технологии и оборудование для импульсной и магнитно-абразивной обработки, нанесения коррозионностой-ких, жаропрочных и декоративных покрытий, переработки алюминиевых отходов; технологии серийного производства поршней с упрочняющей вставкой для форсированных дизелей и др. Институт является разработчиком и производителем безникелевого высокопрочного чугуна, литого эвтектического и антифрикционного алюминия, графитовых материалов. Ряд работ выполняется на основе контрактов с зарубежными организациями России, Украины, США, Китая, Швейцарии, Польши, Латвии.

Институтом механики металлополимер-ных систем им. В.А. Белого созданы и внедрены безасбестовые фрикционные материалы, металлополимерные покрытия поверхностей, которые по своим защитным характеристикам превосходят любые лакокрасочные покрытия, специализированные композиционные материалы (самосмазывающиеся, износостойкие, шумоизолирующие, фильтрующие, с высокими механическими, теплофизически-ми, электрическими и другими свойствами). По наработкам института открыто около 30 производственных цехов и участков, функционируют линии по нанесению полимерных покрытий. На Белорусском металлургическом заводе освоена технология изготовления фрикционных мате-

риалов и около 40 наименований изделий из них. В перспективе — организация выпуска крупногабаритных деталей для автотракторной и сельскохозяйственной техники. Объем готовой продукции может составить не менее 5 тыс. т в год.

Ряд высокопроизводительных экологически чистых технологий, получивших широкое практическое применение, предложен Институтом технологии металлов. В их числе литье сплавов на основе меди, армированной хлористомедной ленты для водоактивируемых источников тока, непрерывно-циклическое литье намораживанием гильз цилиндров двигателей и пневмокомпрессоров, поршневых и уп-лотнительных колец различного назначения, изготовление биметаллических отливок с повышенным сроком эксплуатации, цинковых анодов для гальванических производств из отходов, алюминиево-кремниевых сплавов с наноструктурным кремнием и др. В институте организовано производство гильз цилиндров и поршневых колец для трактора «Беларус» и автомобилей Минского и Могилевского автозаводов, уплотнительных колец из чугуна для мотороремонтных предприятий республики, осуществляются экспортные поставки в Россию, Украину, Литву, Китай, Республику Корея, Индию, Польшу, Иран, Турцию.

Институт технической акустики синтезировал гамму титан-никелевых материалов с

эффектом памяти формы для использования в адаптационных системах машиностроения, робототехнике, медицине. Разработаны методы получения покрытий с низкими внутренними напряжениями на костных имплантатах и синтез таких покрытий с регулярной мезоструктурой в магнитных полях. Созданы слоистые сег-нетоэлектрики, сохраняющие рабочие характеристики до температур 900—1200°С. Внедрены в производство технологии и оборудование для обработки изделий из синтетического алмаза и твердых сплавов, контурного раскроя листового стекла и стеклопакетов, ультразвуковой сварки термопластичных полимеров (светоотра-жателей автотранспорта), изготовления монолитных изделий электронной техники (дросселей, трансформаторов).

Экологически чистый сетчатый клей-расплав, а также фильтровальные материалы с тонкостью фильтрации до 5 мкм предложены Научно-исследовательским центром проблем ресурсосбережения. Здесь развивается новое научное направление — биомеханика стопы, в рамках которого изготавливаются индивидуальные ортопедические изделия из волокнисто-пористого полимера.

Впервые в Беларуси Институтом химии новых материалов предложена технология получения поляроидных пленок для жидкокристаллических устройств, приборов контроля латентного изображения,

Термостойкий люминесцентный пигмент для флексоофсетной защитной краски. Продукция Института химии новых материалов

Волокна ОАО «Могилевхимволокно», окрашенные разработанными в Институте флуоресцирующими красителями

поляризационных светофильтров для оптического и лазерного оборудования, применяемых и как средство защиты от подделок. Люминесцентные красители и пигменты повышенной надежности, на основе которых выпускаются защитные краски, волокна, составы и технологии получения новых водорастворимых сма-зочно-охлаждающих жидкостей — тоже разработки института.

В числе наиболее эффективных идей ГНПО порошковой металлургии — производство порошков гексаферрита стронция с использованием отходов шламов травильного производства БМЗ на площадях Молодечненского завода порошковой металлургии объемом 500 т в год; технологии производства деталей узла синхронизации коробки передач трактора «Беларус», что обеспечивает импортоза-мещение с эффектом до 8 млн у.е. в год и перспективу экспорта. Наблюдается пятикратный рост выпуска фрикционных дисков для трансмиссии тракторов МТЗ. Созданы керамические мембранные фильтры с нанопористой структурой и установки на их основе для ультафильтра-ции технологических жидкостей на предприятиях металлургической, химической и электронной промышленности республики. Выполняются работы по организации серийного импортозамещающего производства широкой гаммы источников питания для дуговой сварки на Молодеч-

ненском заводе «Спутник» объемом выпуска 250 единиц каждой модели в год.

На ГНПО «Центр» в текущем году приходится более трети объема всего экспорта НАН Беларуси. Совместно с учеными Института тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова и Физико-технического института разработана базовая модель и освоено производство автоматизированного комплекса плазменной резки листовых металлических материалов, соответствующего уровню лучших мировых образцов. В составе объединения функционирует Инновационный инкубатор — совместный проект Программы развития ООН и Правительства Республики Беларусь по развитию малого и среднего бизнеса. В ближайшее время на базе ГНПО «Центр» будет создана технико-внедренческая зона с включением ее в состав СЭЗ «Минск».

Машиностроение и приборостроение

Разработанные Объединенным институтом машиностроения программные средства и результаты проектирования ряда систем и силовых элементов автомобильной техники, методики и программное обеспечение для моделирования их тягово-динамических свойств и топливной экономичности нашли применение в конструкциях образцов автопоездов МАЗ различных модификациий, низкопольных

и супернизкопольных автобусов, другой техники. Более 60% объема выпуска новой техники предназначается для реализации на экспорт.

Ученые Института прикладной физики предложили более 100 видов принципиально новых, защищенных патентами способов и приборов неразрушающего контроля. В их числе — не имеющая в мире аналогов автоматизированная установка для контроля свойств стального проката, движущегося в технологическом потоке производства, портативные приборы серии «Импульс» для измерения физико-механических характеристик металлических или резинотехнических изделий, методы и приборы ультразвуковой структуроскопии и дефектоскопии отливок, поршней и гильз блоков цилиндров, высокоточные приборы контроля межвит-ковых замыканий и качества изоляции, вихретоковый дефектоскоп для автоматизированного 100%-го контроля дефектов гильз цилиндров дизельных двигателей в потоке производства и др.

Конструкторским предприятием «Научное приборостроение» создан ламинарный шкаф 2-го класса защиты, который по своим техническим характеристикам не уступает лучшим зарубежным аналогам. Для профилактики и лечения ряда заболеваний изготовлен аппарат транскраниальной импульсной электротерапии.

Продукция Института порошковой металлургии

Наноалмазы

20

НАУКА И ИННОВАЦИИ №1(71)_2009

Ядерный реактор физической мощности «Гиацинт» Генератор нейтронов НГ-12-1

По заказу Мингорисполкома разработана партия образцов парковочных терминалов для оснащения городских парковок.

Энергетика и энергосбережение

В числе разработок Института тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова — комплексы оборудования для теплоэнерго-сетей; новый класс горелочных устройств фильтрационного сжигания газа, позволяющих экономить до 25% топлива и снизить выбросы вредных веществ; паровые и водогрейные котлы с КПД 60—90%; технологии пропитки древесины, повышающие био- и огнестойкость в 4—6 раз. На Минской ТЭЦ-4, Гродненской и Бобруйской теплоэлектростанциях внедрены разработанные совместно с РУП «БелНИПИэнергопром» проекты башенной испарительной градирни, обеспечивающие экономию топлива до 1 тыс. т в год на каждой. Изготовлено и передано в Осиповичский, Новогрудский, Борисовский, Житковичский лесхозы свыше 20 лесосушильных камер.

Выполнен ряд перспективных работ в области водородной энергетики, результатом которых стали: технология термохимической конверсии водорода из биомассы и базовую конструкцию генератора для промышленного получения синтез-газа и чистого водорода; технология синтеза на-номатериалов для топливных элементов,

что уменьшит их стоимость на 25—30%; технология связанного хранения водорода, внедрение которых позволит увеличить чистоту получаемого водорода до 99,95—99,98%.

В Объединенном институте энергетических и ядерных исследований — «Сосны» разработаны модель топливно-энергетического комплекса Беларуси, методы расчета и конструирования принципиально новых систем безопасности АЭС нового поколения. Институт участвует в реализации комплекса мероприятий по созданию атомной энергетики в нашей республике. Собрана библиотека ядерных констант основных минорных актинидов, исследованы модели поверхностных миграций загрязняющих веществ; составлен комплекс программ и баз данных, позволяющих выбрать оптимальные защитные мероприятия при аварийном радиоактивном загрязнении; систематизированы основные характеристики пунктов захоронения отходов дезактивации, размещенных на территории страны.

Создана уникальная экспериментальная база радиационной техники — радиаци-онно-технологический комплекс на базе многоцелевого ускорителя электронов, генератор нейтронов НГ-12-1, подкрити-ческий реактор физической мощности и другое оборудование.

В арсенале опытно-конструкторского бюро «Академическое» — образцы новой техники для энергетического и химического машиностроения, пищевой, фармацевтической, перерабатывающей промышленности. Предприятием выполнены работы в ОИЭЯИ — «Сосны»: бустерной подкритической сборки, критического стенда реактора физической мощности. Изготовлены установки для заправки воздушных судов водой и обработки проти-вообледенительной жидкостью Минский аэропорт, для непрерывной стерилизации (Министерство здравоохранения), резервуар длительного хранения двуокиси углерода (ПО «МТЗ»), оборудование для приготовления экологического топлива для обезвреживания стоков промышленных предприятий, переработки различных видов отходов (медицинских, резинотехнических) с системой газоочистки и др.

В сфере технических наук ведется активная работа по практической реализации результатов научных исследований в народном хозяйстве Беларуси. Вместе с тем задачи инновационного развития страны требуют расширения масштабов такой деятельности, увеличения объемов внедрения новых энерго- и ресурсосберегающих технологий, материалов, оборудования, обеспечивающих повышение качества и конкурентоспособности продукции предприятий республики, на что и нацелена работа отделения.