Умники и умницы Александра ДАНИЛОВА

Долготерпению учёных можно только позавидовать. Зачастую годами, а то и десятилетиями ждут они воплощения своих идей в жизнь. Например, в 2004 году именно в Красноярске изобрели принципиально новый вид транспорта для передвижения на Крайнем Севере. Информагентства и газеты разместили информацию, что в стенах Технического университета (ныне Политехнический университет СФУ) создана модель своеобразного поезда, который попеременно может двигаться на суше на колесах, на реке выпускает понтоны, а движение на льду происходит с помощью аэросаней. Необычный транспорт по задумке учёных должен был осуществлять перевозки крупногабаритных грузов по руслам северных рек как зимой, так и летом, и речные порты смогли бы работать круглогодично.

Сообщалось, что автор изобретения — доцент Александр Данилов. «В разработке находится новый образец, рассчитанный на 300-500 тонн, для его управления достаточно одного человека», — говорилось в сообщении ИТАР-ТАСС.

Поезд времени

Прошло 12 лет. Модель того поезда стоит на видном месте в лаборатории автоматизированного проектирования и моделирования технологических машин нефтегазового комплекса ИНиГ СФУ, где теперь работает кандидат технических наук, доцент кафедры технологических машин и оборудования нефтегазового комплекса А.К. Данилов.

Сегодня сфера научных интересов учёного — моделирование и проектирование рабочих инструментов буровых машин и разработка силовых приводов нового поколения. В резюме Александра Константиновича, опубликованном на сайте СФУ, в графе «Награды» указаны не благодарности, грамоты или почётные звания, а следующее: «В период 2013-2015 гг. пять студентов стали победителями федерального конкурса «У.М.Н.И.К».

Разрабатывая рабочие инструменты и транспорт для Севера в лаборатории 3D-моделирования, преподаватели и студенты зачастую сталкиваются с тупиковыми инженерными задачами и вместе находят уникальные решения. Так было и в 2015 году, когда трое студентов лаборатории компьютерного моделирования — Владимир АБРАМОВИЧ, Анна ГЛУБОКАЯ и Денис ПАВЛЮКЕВИЧ — защитили весьма перспективные инновационные проекты и победили в региональном конкурсе по федеральной программе «У.М.Н.И.К.» (всего на конкурсе было рассмотрено более 140 работ).

Гидроциклон особой прочности

«Разработка модернизированной конструкции гидроциклона для очистки пластовой воды» — тема, над которой сейчас продолжает работать студент 4 курса ИНиГ В. Абрамович (руководитель Р.С. ПРИВАЛИХИН). Будущая специальность Владимира — «Эксплуатация и обслуживание технологических объектов нефтегазового промысла».

— Мой проект заключается в модернизации гидроциклона (или центробежного сепаратора), — рассказывает Владимир. — Гидроциклоны применяются для того, чтобы разделять более тяжёлую фракцию и более лёгкую. Когда нефть поднимают из-под земли, вместе с ней попадают примеси, в том числе вода, попутный газ; нужна тщательная очистка. Наша разработка уникальна уже тем, что подходит под любую жидкость. Кроме того, решена задача, как уменьшить износ, стираемость материала. Также мы нашли оптимальную геометрию для уменьшения турбулентности, что позволяет повысить качество очистки и увеличить производительность.

Хотим продлить срок службы гидроциклона за счёт применения новейшего материала, разработанного в одной из красноярских лабораторий. У нас уже есть все данные в пользу нашего материала, но доказать это мы сможем только экспериментальным путём, благо в ИЦМиМ СФУ есть установка, позволяющая проводить эксперименты с гидроциклонами. После испытаний можно будет выходить на рынок и представлять устройство как модернизированное.

— И что вы будете говорить о его основных преимуществах?

— Наше изобретение прослужит практически в пять раз дольше, чем существующие ныне. Начальная его стоимость будет чуть выше, но затраты окупятся в несколько раз.

На один цех подготовки пластовой воды сейчас уходит 120 гидроциклонов, и если каждый из них увеличит свой срок службы в пять раз, то вывод напрашивается сам собой: увеличится производительность и улучшится качество очистки.

— Где помимо нефтегазовой отрасли может применяться данное устройство?

— В горнодобывающей промышленности, в сельском хозяйстве. На их основе выпускают пылесосы, они применяются в винном деле и в молочной промышленности. Словом, везде, где нужна водоочистка. В них нуждаются и объекты ЖКХ, и животноводческие фермы. Перспектива налицо.

Зимний парк по новой технологии

Возможно, через год-два в Красноярске впервые в мире службы зелёного строительства займутся высадкой деревьев зимой. Автор проекта — бакалавр ИНиГ СФУ Анна Глубокая. Идея кольцевого (колонкового) бурения заимствована из нефтегазовой отрасли (сам принцип и специальные резцы и буры из твёрдого материала). Вы спросите: какая необходимость пересаживать именно зимой? Биологи и садоводы хорошо знают, что это как раз лучшее время для посадки больших сформировавшихся деревьев (особенно хвойных). Жизненные процессы замедлены — значит, нет и стресса. После весеннего пробуждения корневая система постепенно приживётся.

— Выглядит процесс так: универсальное навесное оборудование для пересадки деревьев навешивается на мини-погрузчик Bobcat. Машина подъехала, выбурила дерево, отрезала дно, подняла и вытащила. Всё! — поясняет научный руководитель проекта А.К. Данилов. — Когда я работал в красноярском филиале ВНИИ «Стройдормаш», то мы опробовали такую пересадку и убедились — приживаемость 92-94 процента, а в другое время года — только до 60 процентов.

— Мы провели испытание модели в 3D-программе, протестировали конструкцию на прочность, чтобы не было никаких чрезмерно больших напряжений. После анализа пришлось кое-что поменять, но сейчас уже готов конечный вариант конструкции и вся техническая документация, можно хоть сегодня запускать в производство, — уверена Анна Глубокая.

— Производительность?

— Расчёты показали, что пересадка одного дерева займёт около 10 минут.

— Так можно за три-четыре часа целый парк насадить!

— Идут переговоры с управлением зелёного строительства Красноярска об изготовлении пересадчика деревьев, но, похоже, сейчас не самые лучшие времена в этом плане. А бюджета, который выделяется по программе «У.М.Н.И.К.» (400 тысяч рублей на два года), не хватит, чтобы воплотить всю конструкцию в железе. Зато новинка многое даст городу. Уже хорошо изучены буры, на основе которых сделана наша конструкция, некоторые детали успешно испытаны. Мы сейчас разрабатываем патент на изобретение. Когда шли на конкурс — делали патентный обзор, но в мире такого способа, как у нас, нет.

Чудо-вращатель

«Вращатель верхнего привода геологоразведочных машин на основе вариатора скорости» — это разработка, с которой победил на конкурсе «У.М.Н.И.К.» Денис Павлюкевич.

— Мы провели переговоры с заводом буровых машин в Санкт-Петербурге, который заинтересован во внедрении данного изобретения — редуктора нового типа, — рассказывает Александр Константинович.— Что это даст? Для эксплуатирующих организаций наиболее важно получить широкий диапазон регулирования скоростей и выбрать рациональную систему нагрузок. Это очень нужно для буровиков. Немаловажно и изменение весовых характеристик. Сейчас Денис доводит разработку до ума, это его дипломный проект. Мы хотим редуктор произвести в металле. Кроме того, стоит задача разработать специальный стенд. Если мы всё это сделаем, то сможем исследовать режим работы редуктора, сравнить параметры, характеристики и потом уже предлагать заказчикам конечный продукт — сам привод. Словом, предстоит решить много прикладных задач — и технических, и технологических (оформление документации, работа с заводом т.д.).

Лаборатория идей

Если перечислять все направления и проекты, которыми заняты преподаватели и студенты в лаборатории 3D-моделирования, то пальцев на руках не хватит. Ребята приходят сюда с удовольствием даже во внеурочное время. Здесь они не только выполняют курсовые и дипломные работы, проходят практику и специализацию, но и доверяют наставникам свои идеи на грани фантастики…

— На днях студент Михаил ЯЩЕНКО принёс чертёж ветряного двигателя. Он уже и название ему придумал: «Волчок-1». Использование возобновляемой энергии —одна из самых популярных тем у ребят, —делится заведующий лабораторией Руслан Привалихин. — Вообще-то посещение лаборатории обязательно только начиная с третьего курса, но приходят и первокурсники. Идей много. Кто-то увлекается технологиями Теслы, кто-то пытается изобретать новые типы движителей. Ребята уже хорошо научились изготавливать изделия на 3D-принтере и пора бы к металлу переходить — к станкам с ЧПУ, но у нас пока не всегда есть такая возможность. Сами ищем партнёров, но всё-таки своя учебно-производственная база очень нужна.

— С 2003 года я занимаюсь разработками для Севера. Наши технологии легко позволят обойти санкции, — уверяет А.К. Данилов.— Например, сейчас запорное оборудование для предотвращения аварий на трубопроводах стоит огромных денег, а мы можем его сделать в 3-5 раз дешевле и намного эффективнее. Или завод «Уралмаш» начинает осваивать производство верхних приводов (у нас ведь оборудование для бурения на водном шельфе на 60% импортное!). И здесь нам есть что предложить: новые типы приводов, инструментов для нефтяной промышленности. Пока что американские и французские фирмы ставят условие: мы будем поставлять инструмент для месторождений, но чтобы больше никого даже близко не было. При этом цена одной импортной буровой головки — примерно 200 тысяч рублей, а их через 400-500 метров надо менять. Суточный простой буровой установки обходится в 1,4 млн рублей. Создание нового инструмента на основе использования классической теории резания и опыта разрушения горных пород позволит не только значительно снизить стоимость бурового инструмента, но существенно повысить производительность. Судя по стендовым исследованиям, производительность может вырасти на 10-20%

Другая задача — усовершенствовать универсальную буровую машину. На кафедре создан редуктор нового поколения диаметром 60 мм. Аналогов ему в мире нет. Принцип действия, использованный здесь, позволяет говорить о технической революции: приводы станут меньше в несколько раз, а значит, уменьшатся металлоёмкость, энергоёмкость и т.д. Например, если использовать эти редукторы в трансмиссии автомобиля, всю систему привода можно вписать в ступицу колеса! И мы уже готовы создать совершенно другую машину.

— Александр Константинович, какие студенческие работы будут представлены на очередной конкурс «У.М.Н.И.К.»?

— Алина СТРЕЛКОВСКАЯ и Алексей ПАНЧЕНКО выходят с комплексным проектом создания систем управления запорным оборудованием, которое предназначено для всех отраслей, включая нефтяное и газовое хозяйство. Третьекурсник Алексей ПЧЁЛКИН представит систему управления роботизированным комплексом пожарной безопасности. Также буду готовить группу, которая займётся роботами для инвалидов. Мы уже начали эту тему и в Сколково даже вошли в число пяти лучших проектов в России. Надо идти дальше.

Вера КИРИЧЕНКО