Кузница технологий
"Алтаю" удалось в условиях конверсии создать востребованную покупателями гражданскую продукцию. Центр продолжает работать по федеральной программе, в которой все еще присутствуют оборонный заказ и задание на уничтожение отслуживших срок баллистических ракет (это отдельная "больная" тема, которой "СК" уделяет и будет уделять в последующем пристальное внимание), но на 80 процентов уже живет за счет собственной инициативы. И как раз благодаря тому, что коллективу удалось развернуть разработки по высокоэнергетическим материалам в плоскость гражданского применения. Для примера: "Алтай" является единственным в России производителем так называемых высокопредохранительных (безопасных в применении) взрывчатых веществ, использующихся при добыче угля, а его пороховые газогенераторы позволили нефтедобывающей промышленности более чем на 30 миллионов тонн увеличить добычу нефти из старых скважин.
Создание любого вида продукции на "Алтае" сопровождается проведением всего комплекса научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с последующим переходом на опытное и серийное производство. Такой подход позволил разработать, освоить и внедрить на заводах страны более 450 видов новой продукции и 150 видов новых технологий (другие оборонные предприятия имеют в своем активе, как правило, на порядок меньше). Алмазы из эпицентра взрыва
В последнее десятилетие в мире ведутся исследования по синтезу так называемых наноразмерных материалов. Ведутся во многих странах, а лидерами остаемся мы.
Наноразмерные материалы имеют необычные химико-технические свойства, связанные с малым размером твердых частиц вещества, и как следствие возможностью изменения традиционных свойств. Например, методом взрыва, содержащего избыток углерода взрывчатого вещества, можно синтезировать алмазы. И тут, что называется, бийчане впереди планеты всей. Свой первый синтетический алмаз взрывом они получили ровно 20 лет назад.
Рассказывает генеральный директор-генеральный конструктор "Алтая", доктор технических наук Александр Жарков:
- Американцы сейчас проводят испытания наших присадок на двигателях гоночных автомобилей, внедряют полирование зеркал и других поверхностей с помощью наших алмазов. Американцы провели крупные исследования, прежде чем пришли к выводу, что созданные нами много лет назад технологии применимы сегодня у них. Контакт с Соединенными Штатами весьма полезен для нашего предприятия. Благодаря этому нам удалось возродить тему, буксовавшую последние семь-восемь лет.
Еще одно важное направление применения наноалмазов в США - микроэлектроника. Об их использовании при сборке интегральных схем говорила на конференции доктор Кери Холланд из Флориды.
На сегодняшний день на ФНПЦ "Алтай" действует производство по синтезу ультрадисперсных алмазов. Поставка на экспорт новых материалов и технологий уже дает предприятию 30-40 % его дохода. А разработка, проектирование, изготовление и ввод в эксплуатацию установок синтеза взрывом и горением новых наноразмерных материалов продолжается.
Волластонит - заводам и стройкам!
Во всем мире уже полвека широко применяется перспективный промышленный минерал волластонит (кремнекислая известь, или дощатый шпат). Он способен частично или полностью заменить токсичные асбест, слюду, тальк, стекловолокно в строительстве, производстве керамики, пластмасс и красок. Использование волластонита позволяет не только улучшить прочность, стойкость промышленных изделий к агрессивным воздействиям, но сделать их безопасными для человека. В России же первое месторождение волластонита только осваивается при участии правительства Москвы в Горном Алтае. Бийчане предложили программу по созданию новых материалов и изделий на основе ценного минерала. Для этого они намереваются использовать горючие материалы, химические реагенты и технологию получения смесевых составов топлив двигательных ракетных установок.
Энергия с поля и свалки
По мнению академика Геннадия Саковича, директора Института проблем химико- энергетических технологий СО РАН, созданного на базе ФНПЦ "Алтай", весь Алтайский край можно обеспечить теплом и электроэнергией, используя в качестве топлива солому. Две тонны этого бросового материала дают столько же энергии, сколько тонна угля, а энергия из биомассы дешевле и экологичнее. Институтом разработана отопительная система на соломе для небольших населенных пунктов. Здесь подсчитали: внедрение программы по развитию малой энергетики позволило бы краю получать ежегодную экономию в пределах 700 млн. рублей. А для Республики Алтай это достойная альтернатива Катунской ГЭС.
Другая насущная для края проблема - утилизация твердых бытовых, промышленных, сельскохозяйственных отходов - может быть решена с помощью разработанного в институте мусоросжигающего завода. Технология бийчан позволяет решить задачу без строительства дополнительных стационарных полигонов, она гораздо эффективнее, экологически чище, нежели устаревшие проекты, которые предлагают импортировать России иностранные компании.
Об обоих проектах, учитывая их актуальность, мы подробно расскажем в отдельных материалах, а пока продолжим тему малой энергетики, обратившись к разработкам гостей конференции.
В Институте катализа Сибирского отделения РАН создан каталитический генератор тепла. У наших соседей в Новосибирской области уже несколько десятков котельных действуют на этом принципе. И неудивительно. Установка экологически чистая, небольшая по габаритам, но в первую очередь хозяйственников подкупает ее всеядность (работает на любых углях, в том числе бурых, на древесине, древесной стружке, торфе). Для наглядности образец мощностью в полмегаватта ученые установили у себя в гараже.
В Институте проблем химической физики РАН (г. Черноголовка Московской области) пошли еще дальше. Здесь научились сжигать бытовой мусор и промышленные отходы по схеме "два в одном", одновременно получая энергетический газ, который может использоваться в качестве топлива в котельных и на электростанциях. Благодаря высокой концентрации энергии КПД сжигающих устройств достигает 95 процентов! Адские горелки из Черноголовки способны сжечь до безвредного газа трудно поддающиеся переработке и утилизации ил, машинные масла, шлаки, хлорорганические соединения, соли тяжелых металлов и т. д.
Что для ракеты плохо, то для мусора хорошо
Газификатор, созданный в Институте проблем химической физики, - ноу-хау мирового уровня. Интерес к нему уже проявили во Франции, Японии, Финляндии, Малайзии и других странах. А родилось изобретение в борьбе со сверхдиабатикой - концентрацией тепловой энергии у стенок ракетных двигателей: по причине этого явления они часто взрывались. Ученые из Черноголовки "приручили" сверхадиабатическое горение, заставив быть полезным для целого ряда принципиально новых мирных технологий. У нас в стране их уже взяли на вооружение отдельные нефтедобывающие и перерабатывающие предприятия, химические и машиностроительные заводы, медицинские учреждения. Не раз специалистам института доводилось жечь: деньги, изъятые из оборота Центробанком. Химический состав бумажных денег требует соблюдения определенных условий утилизации. Чтобы процесс был экологически безопасным, и применили газификатор.
На конференции заместитель директора института член-корреспондент РАН Георгий Манелис говорил о путях развития и невоенном применении твердых ракетных топлив: при создании автомобильных мешков безопасности, пожаротушащих систем, газогенераторов и газодинамических лазеров, разработке методов обнаружения взрывчатых веществ, порохов и наркотиков. Последнее, считает он, очень актуально для обеспечения общественной безопасности, так как позволяет обнаруживать указанные вещества в неметаллических герметизированных контейнерах, для чего традиционные аналитические методы неприменимы.
В космос - на удобрениях
Профессор Миланского политехнического института Луиджи Де Лука (Италия) - ракетчик, как и Манелис, консервативен в пристрастиях и в отличие от российского коллеги целенаправленно продолжает совершенствовать твердое ракетное топливо. Только не для баллистических, а для космических ракет. У себя на родине он возглавил группу ученых, которая ведет поиск в содружестве с российскими профессорами Валерием Бабуком, Александром Ворожцовым, Геннадием Клякиным из Балтийского, Томского, Южно-российского университетов.
- Наиболее рыночное применение наших исследований, - говорит Луиджи Де Лука, - это телекоммуникации, радио, телевидение. Для выведения на орбиту спутников- сателлитов нужны ракетоносители, а самая лучшая ракета - дешевая ракета, и мы ищем варианты с наименьшей себестоимостью. Для обеспечения дешевого доступа в космос Луиджи и его друзья сочли возможным изменить состав топлива, введя в него нитрат аммония. Многие знают его как сельскохозяйственное удобрение.
- Мы пытаемся найти компромисс, ищем лучшее качество за приемлемую цену, - говорит ученый. - И скорее всего закупим нитрат аммония в России.
Электростанция в кармане
Спектр направлений мирного использования военных технологий, в которых работают ученые разных стран, далеко не исчерпывается приведенными примерами. Для своего отчета о конференции оборонщиков я сознательно выбрала те, что могут вызвать широкий читательский интерес и быть взяты на вооружение в крае.
Завершая рассказ в этом ключе, хочу обратиться еще к одной инновации, которая касается практически всех. Генеральный директор федерального научного центра "Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" доктор химических наук Павел Стороженко сделал на конференции доклад о работе возглавляемого им коллектива в области создания водородных генераторов. Когда они появятся в продаже, каждый сможет всегда иметь при себе карманную электростанцию для заправки портативной аудио-, видео-, фотоаппаратуры, ноутбуков и т. д., а автомобилисты пользоваться топливными элементами, преобразующими водород в электрическую энергию с КПД в 2,5-3 раза выше, чем двигатели внутреннего сгорания.
Я спросила у Павла Аркадьевича, как долго ждать такого подарка массовому потребителю.
- Портативные источники водорода для переносной техники появятся в продаже, думаю, в ближайшие нескольких лет. Автомобилистам придется подождать подольше. Для решения этой задачи нужна мощная федеральная поддержка, такая, как, скажем, в США, где принята программа по разработке альтернативного автотранспорта на экологически чистом топливе и исследования финансируются государством.
- И все-таки когда начнется массовое производство и использование водородных элементов, как это будет выглядеть?
- Вы берете устройство размером с маленький термос, открываете крышечку, бросаете туда таблеточку, закрываете это устройство и получаете энергию. В нужное время, в нужном месте, в нужном количестве, нужного качества. Эта система не будет выделять никаких загрязняющих веществ в окружающую среду и будет в 20-30 раз дешевле заключенной в пальчиковых батарейках.
Вот такие инновации предлагает нам "оборонка", отдавая свои секреты. Будем пользоваться?
Самое важное - в нашем Telegram-канале
