ВЕСОМОСТЬ ВКЛАДА

Собрание приветствовал телеграммой президент РАН академик Геннадий Красников, подчеркнувший: вызовы времени требуют мобилизации научно-технологических ресурсов и академической сплоченности. По видео-связи к коллегам обратился председатель Сибирского отделения РАН академик Валентин Пармон, среди основных задач назвавший переход на новую систему подготовки госзаданий. Министр промышленнности и науки Свердловской области Сергей Пересторонин сообщил, что Президенту РФ доложено о 8 дорожных картах научно-технологического развития региона, особое место в них занимают проекты Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы», органично соединяющие фундаментальную и прикладную науку. О важности такого соединения при совместных усилиях государства, частного бизнеса, образовательных структур говорил президент Свердловского областного совета промышленников и предпринимателей, председатель Наблюдательного совета Уральского федерального университета Дмитрий Пумпянский. Зам. председателя научно-технического совета союза оборонных предприятий Свердловской области Станислав Койтов отметил большой вклад академических ученых в создание продукции ОПК и анонсировал подписание в будущем году нового соглашения о более тесном сотрудничестве между союзом, объединяющим 165 участников, и УрО РАН.

Затем после вручения медалей и почетных дипломов УрО РАН имени выдающихся ученых Урала 2024 года (полный список см. «НУ», № 13 с.г.) началась собственно научная программа, включавшая восемь докладов по широкому спектру актуальных исследований и их практических результатов.

Доктор технических наук Сергей Смирнов (Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова УрО РАН, Екатеринбург) рассказал о гибридных металлополимерных композитах — материалах, которые объединяют металлические и неметаллические элементы с полимерным связующим. Подчеркнута значимость современных методов моделирования, позволяющих изучать и предсказывать поведение таких материалов на разных уровнях их структуры, что помогает лучше понимать, как они будут работать в реальных условиях эксплуатации. Такие материалы находят применение в машиностроении, авиации, строительстве и космической промышленности, делая возможными более легкие, прочные и долговечные решения различных задач. Особое внимание докладчик уделил инновационным методам обработки, позволяющим улучшать свойства материалов. Например, процесс термоциклирования, при котором изделия частично восстанавливают свои свойства после деформации, открывает новые возможности для создания более долговечных и надежных их компонентов. В ИМАШ создана лабораторная база, где изучаются ключевые характеристики таких материалов, включая их прочность, гибкость и устойчивость к нагрузкам. Эти исследования помогают оптимизировать состав материалов и технологии их изготовления. Кроме того, представлены результаты испытаний, в ходе которых использовалось современное оборудование для анализа структуры и механических свойств материалов. Были рассмотрены особенности разрушений в соединениях металлополимерных композитов, что важно для их дальнейшего применения.

Руководитель Института механики УдмФИЦ УрО РАН доктор технических наук Вячеслав Дементьев (Ижевск) представил доклад об усовершенствованных технологиях обработки металлов, позволяющих значительно повысить прочность, пластичность и долговечность различных сталей и сплавов. Он акцентировал внимание на высокотемпературной термомеханической обработке (ВТМО) — процессе винтового обжатия, сочетающем нагрев, деформацию и закалку в напряженном состоянии. Такой метод «раскрывает» потенциал уже существующих материалов, оптимизируя их структуру на микроуровне. Одно из гражданских применений этой технологии — изготовление прецизионных (высокоточных) труб и валов для нефтегазовой отрасли, в том числе для оборудования, которое работает в экстремальных условиях, например, в глубинных насосах или в системах транспортировки нефти и газа под высоким давлением.Технология ВТМО ВО применяется в производстве валков прокатных станов, пружин, корпусов гидроцилиндров и других изделий, испытывающих высокие нагрузки при эксплуатации. Например, благодаря использованию ВТМО ВО для валков прокатных станов повышается их износостойкость, а пружины, прошедшие такую обработку, выдерживают значительно больше циклов деформации без потери свойств. Докладчик также подчеркнул значение технологии ВТМО ВО для изготовления изделий сложной формы, в частности, стволов стрелкового оружия. Этот метод обеспечивает высокую точность обработки, минимизирует погрешности и значительно улучшает механические характеристики изделий. С применением этой технологии создаются биметаллические конструкции, которые могут использоваться как в специальной технике, так и в гражданских отраслях, таких как машиностроение и строительство.

Научный руководитель Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН доктор химических наук Юрий Зайков (Екатеринбург) представил доклад о ходе отработки процессов и испытаниях опытного оборудования для пирохимической технологии переработки ОЯТ реакторов на быстрых нейтронах, которые выполняются учеными ИВТЭ УрО РАН в рамках проектного направления «Прорыв» ГК «Росатом» в сотрудничестве с предприятиями госкорпорации и другими научными учреждениями. Инновационная технология будет реализована в модуле переработки опытно-демонстрационного энергетического комплекса на площадке Сибирского химического комбината (Северск) — ключевого объекта новой технологической платформы ядерной энергетики, основанной на замкнутом ядерном топливном цикле. На сегодняшний день разработана оригинальная схема пирохимической переработки ОЯТ, в ИВТЭ УрО РАН прошла ее сквозная пооперационная проверка. На смешанном нитридном уран-плутониевом модельном ядерном топливе отработаны режимы операций высокотемпературной обработки, компактирования, «металлизации» и очистки продуктов «металлизации» от электролита. На площадке Сибирского химического комбината вводится в эксплуатацию уникальный экспериментальный комплекс «Инертная камера» для испытаний опытных установок. Поскольку новые технологии связаны с переработкой высокоактивных материалов, для обслуживания этих процессов создаются радиационностойкие роботизированные комплексы.

В обзорном докладе заведующего лабораторией теплопередающих устройств Института теплофизики УрО РАН доктора технических наук Юрия Майданика (Екатеринбург) были представлены история создания контурных тепловых труб (КТТ) от идеи до серийного производства (было налажено в Екатеринбурге в 2014 г. впервые в мире), а также последние разработки в этой области. Сферы применения КТТ — космическая техника и солнечная энергетика, персональные компьютеры и другие электронные устройства, авионика, лазеры и дата-центры. Во многих из них успешно используются уральские разработки, в том числе в системах охлаждения компьютерных серверов, твердотельных лазеров, блока IFES для пассажирских самолетов. Система утилизации солнечной энергии испытывалась на российской антарктической станции «Восток». На сегодняшний день на 38 российских космических аппаратах установлены 179 КТТ. Один из свежих примеров — установка на двух запущенных в 2021 и 2023 гг. космических аппаратах «Арктика-М» восьми пропиленовых КТТ с экономией массы в 25 %. В международном рейтинге платформы ScholarGPS среди ученых, занимающихся контурными тепловыми трубами, исследователи Института теплофизики УрО РАН занимают 4 позицию.

Доклад заведующего отделом аэрологии и теплофизики Горного института Пермского ФИЦ УрО РАН члена-корреспондента Льва Левина был посвящен проблемам рудничной аэрологии — науки, обеспечивающей безопасную и эффективную разработку месторождений полезных ископаемых. Основные направления исследований пермских аэрологов — автоматизация и энергоэффективность рудничной вентиляции, аэрогазодинамика горных выработок, изучение пылевой обстановки на калийных рудниках, горная теплофизика, аварийные режимы проветривания и горноспасательное дело. В этих междисциплинарных исследованиях участвуют также специалисты в области микробиологии, механики, химии, сельского хозяйства, радиотехники и электроники, медицины и гуманитарных наук. Докладчик рассказал о возможностях «Аэросети» — программы для проектирования систем вентиляции, воздухоподготовки и кондиционирования горнодобывающих предприятий, представил современные системы кондиционирования в рудниках, опасных по газу и пыли, и рудничные камеры защиты персонала. Научно обоснованные технологические решения обеспечивают не только высокую безопасность горных работ, но и дают существенный экономический эффект. Так, при классическом подходе к проектированию вентиляции добычного блока рудника Плато Расвумчорр (Кировский филиал АО «Апатит», группа «ФосАгро») капитальные затраты составляют 4,5 млрд р., эксплуатационные затраты на систему вентиляции — до 950 млн р. ежегодно, а при индивидуальной автоматизации проветривания добычных блоков капитальные затраты — 1,5 млрд р., эксплуатационные затраты на систему вентиляции — до 400 млн р.

О современных тенденциях развития земледелия в Нечерноземной зоне РФ рассказал руководитель Удмуртского НИИ сельского хозяйства (подразделение УдмФИЦ УрО РАН, Ижевск) доктор сельскохозяйственных наук Андрей Леднев. Сегодня все отчетливее формируется запрос на экологизацию агропроизводства: на смену экстенсивным технологиям, применение которых зачастую приводит к значительной деградации почвенного покрова, приходят технологии точного земледелия. Постоянный анализ и контроль за погодными условиями, состоянием почвы, воды и растений позволяет аграриям рациональнее использовать имеющиеся ресурсы. На этой основе развивается использование дифференцированного подхода к обработке почвы — для каждого земельного участка должна быть своя технология, которая учитывает его конкретные особенности. Также в земледелии наблюдается тенденция к минимизации обработок почвы. В Удмуртии этому способствует преобладание подверженного эрозиям холмисто-увалистого рельефа, появление нового поколения сельскохозяйственной техники и стремление аграриев снизить производственные затраты. Вместе с тем есть ряд факторов, препятствующих широкому внедрению этой практики, в частности, более низкие показатели урожайности при щадящей обработке почв, и сотрудники УдмНИИСХ работают над решением этой проблемы. Более того, все перечисленные новации в пилотном режиме внедряются на опытных полях института с целью отбора наиболее эффективных стратегий модернизации земледелия в регионе.

Руководитель Центра развития и размещения производственных сил Института экономики УрО РАН доктор технических наук Михаил Петров (Екатеринбург) представил концепцию сухого порта Северного морского пути (СМП) и очертил ее потенциал для формирования логистической стратегии уральских регионов. Грузооборот СМП растет из года в год и, как ожидается, к концу нынешнего десятилетия достигнет отметки в 150 млн тонн. Дальнейшее развитие этой транспортной артерии может способствовать становлению логистических систем нового типа, к числу которых и относится концепция сухого порта.

Ядро этой нестандартной системы — логистический узел, расположенный хотя и на удалении от морской акватории, но имеющий с ней надежную транспортную связь. Проект сухого порта в Екатеринбурге, предложенный губернатором Свердловской области в 2022 году, заключается в объединении транспортно-логистических мощностей города с потенциалом железной дороги Полуночное — Обская, которая в случае ее постройки соединяла бы север региона с Ямалом. Признавая перспективность Екатеринбурга в качестве сухого порта, докладчик предлагает свою логистическую схему. Она предполагает связь Екатеринбурга, уже сейчас являющегося крупным узлом Транссибирской магистрали, с такими морскими портами, как Архангельск, Индига и Сабетта. При этом экономист убежден, что наиболее оправданным будет ориентир на Индигу. В южном направлении столица Среднего Урала должна соединиться магистралями с Каспием, Центральным и Восточным Казахстаном, что далее откроет путь в Иран и Китай.

Завершил сессию доклад доктора медицинских наук Марины Земляновой «Медико-профилактические технологии управления рисками здоровью населения» (совместно с академиком Ниной Зайцевой, научным руководителем федерального научного центра этих технологий Роспотребнадзора, Пермь). Как известно, сохранение населения, повышение ожидаемой продолжительности жизни – в числе основных целей развития РФ, и в названном ФНЦ профессионально занимаются разработкой мер, способствующих достижению такой цели с учетом воздействия среды обитания, медико-демографической ситуации, так называемой гигиенической оценки. Так, до трети от общего числа случаев неинфекционных заболеваний вызваны комплексной химической нагрузкой, на нее же приходится 23 % преждевременных смертей. В России около 52 % населения подвержены такому вредному воздействию. Анализируя все эти и многие другие факторы, специалисты Центра определяют меры снижения их негативного воздействия и предлагают конкретные специализированные адресные медико-профилактические технологии для разных регионов страны — например, по уменьшению заболеваемости бронхиальной астмой у детей, многим другим направлениям. «Тираж» таких технологий охватывает уже более миллиона детей и взрослых в 15 субъектах РФ, и это уникальная эффективная форма здоровьесбережения.                

В прениях приняли участие академики В. Чарушин, А. Ремпель, член-корреспондент В. Яковлев. Отмечено, в частности, что в прозвучавших сообщениях отражена лишь часть вклада академических учреждений Урала и их «смежников» в решение проблем научно-технологического развития страны, реально этот вклад гораздо весомей.

Андрей Андреевич Ремпель под аплодисменты зала сообщил, что Институту металлургии УрО РАН, который он возглавляет, официально присвоено имя академика Н. Ватолина. Напомним, что Николай Анатольевич Ватолин (1926–2018) — выдающийся ученый-металлург, крупный специалист в области физической химии и технологии металлургических процессов, изучения строения и свойств металлургических расплавов, комплексного использования неорганического сырья. На протяжении 30 лет, с 1967 по 1998 гг., он руководил ИМЕТ УрО РАН, внес огромный вклад в развитие и становление института как одного из ведущих научных учреждений страны.

В постановлении собрания академическим коллективам рекомендовано усилить взаимодействие с крупными государственными корпорациями, промышленными предприятиями, отраслевыми институтами, университетами и научными центрами, позволяющее объединить их научный потенциал, инфраструктуру и ресурсы для ускорения этого развития.