“От идеи к реальности” — под таким девизом в конце прошлого года проходила III Национальная выставка-форум ВУЗПРОМЭКСПО (см. статью “Контурное завтра”, “Поиск” №50, 2015), на котором вузы представляли свои инновационные разработки. Один из основных инструментов государственной поддержки инноваций в России — Федеральная целевая программа “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы” (далее — ФЦП “Исследования и разработки”, ФЦП ИР). Согласно условиям всех программ последних лет, через которые Минобрнауки РФ финансировало работу ученых, свой вклад в обеспечение разработок денежными средствами должны вносить и предприятия, в интересах которых ученые осуществляют исследования. “Наша задача в том, чтобы все российские ведущие университеты имели так называемый инновационный пояс, то есть ряд компаний, которые заинтересованы в разработках и с которыми обсуждаются совместные программы подготовки студентов”, — отметил министр образования и науки РФ Дмитрий Ливанов на открытии форума.
Итоги года
Пожалуй, самым масштабным мероприятием выставки-форума ВУЗПРОМЭКСПО стала научно-практическая конференция по итогам реализации в 2015 году прикладных научных исследований и экспериментальных разработок в рамках Федеральной целевой программы “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы”. В течение трех дней одновременно в 14 залах форума ученые, работающие в самых разных научных областях, представляли свои проекты, рассказывали о достигнутых результатах. Основная задача конференции, как ее обозначил директор Департамента науки и технологий Минобрнауки РФ Сергей Салихов, — сделать результаты проектов доступными для широкой общественности. Такая форма презентации итогов работы ученых и конструкторов полезна для трех сторон: и для министерства, и для слушателей, и для самих выступающих.
ФЦП “Исследования и разработки” более 10 лет остается одним из основных инструментов государственной поддержки прикладных исследований. В прошлом году впервые главным условием получения субсидии была названа практическая вовлеченность в проекты промышленности, бизнеса.
— Я хотел бы подчеркнуть, что слово “софинансирование” относится именно к бюджетным средствам, а не к деньгам индустриального партнера, — заметил С.Салихов. — То есть это не бизнес, а государство софинансирует исследования, которые и бизнес заказывает университетам и научным организациям. Нам часто задают вопрос: что делать, если индустриальный партнер не финансирует проект? Но это значит, что ваш проект не для ФЦП “Исследования и разработки”!
Еще одна особенность ФЦП ИР — 2015 — появление проектов, объединяющих прикладные научные исследования и разработки, направленные на решение комплексных научно-технологических задач (направление 1.4) и на создание продукции и технологий (направление 1.3). В 2014 году было рассмотрено более 270 предложений, поддержанных технологическими платформами и 20 министерствами — федеральными органами исполнительной власти и федеральными агентствами. В результате отобраны для финансирования и сейчас исполняются 22 таких комплексных проекта.
— Несмотря на свою прикладную направленность, программа “Исследования и разработки” оказалась одним из самых эффективных инструментов не только роста внебюджетной составляющей финансирования инноваций, но и роста публикационной активности, индикаторы по которой заданы поручением Президента РФ, — констатировал Сергей Салихов. — В этом году впервые наше научное сообщество было сориентировано на публикации в мировых научных журналах. Соответствующее требование было введено и для исполнителей проектов некоторых направлений ФЦП. И оно выполнено. Так что можно без преувеличения сказать, что каждым из этих проектов можно гордиться, каждый является новым словом в науке и технологиях.
О грузовиках и трамваях
Что делать водителю тяжелого грузовика, если машина застряла? По законам механики буксующее колесо начинает очень быстро вращаться (в отличие от небуксующего), и чуть ли не вся мощность двигателя уходит на это движение. А грузовик с места не трогается. Чтобы справиться с проблемой, водителю приходится выходить из кабины и вручную блокировать дифференциал, чтобы колеса, проходящие при повороте большую дугу, вращались быстрее тех, что проходят меньшую дугу. То есть при вращении ведущих колес с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, а это негативно сказывается на управляемости и сильно повышает износ шин. Гораздо проще будет управлять машиной, оснащенной системой автоматического распределения мощностей для грузовых автомобилей. Система сама заблокирует дифференциал, если машина начнет пробуксовывать, и позволит водителю без проблем одолеть тяжелые участки трассы. Скорость движения техники на труднопроходимой местности значительно возрастет. Механизмы распределения мощности такого типа широко применяются на легковых автомобилях, но для грузового автотранспорта они пока только в перспективе. “Мы, в принципе, будем не только лидерами в России, но и, надеюсь, одними из первых в мире, кто сможет реализовать такую систему”, — заметил Александр Шакиров, ведущий инженер Отраслевого центра экспериментальной механики Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ).
С целью ее создания скооперировались ЮУрГУ, МГТУ им. Н.Э.Баумана и ПАО “КАМАЗ”. На выставке ВУЗПРОМЭКСПО демонстрировался стенд, с помощью которого ученые исследуют процесс включения блокировки дифференциала. Проект “Разработка научно-технических решений по управлению распределением мощности в трансмиссиях грузовых автомобилей для повышения их энергоэффективности и топливной экономичности” (руководитель — профессор ЮУрГУ Андрей Келлер) поддерживается ФЦП “Исследования и разработки”. А в этом году начинается реализация уже новой работы в рамках Постановления Правительства РФ №218 — организация на “КАМАЗе” производства по созданию новой трансмиссии автомобиля.
Если этот стенд мало что мог сказать непосвященному, то соседний экспонат был знаком всем взрослым посетителям выставки: трамвай. Точнее, макет низкопольного трамвайного вагона, сооруженный в рамках комплексного проекта “Создание высокотехнологичного производства модельного ряда энергосберегающих трамвайных вагонов модульной конструкции для развития городских пассажирских транспортных систем”. Проект выполняется ЮУрГУ в кооперации с Уральским заводом транспортного машиностроения (Екатеринбург) в рамках Постановления №218. Потребительские и эксплуатационные свойства инновационных вагонов не ниже, чем у современных зарубежных аналогов, а в чем-то даже и выше. Суть инновации в модульности конструкции: с помощью модулей можно компоновать различные конфигурации вагонов: варьировать количество секций, менять длину трамвая по пожеланию заказчика. Детали максимально унифицированы, что удешевляет изготовление. Кроме того, это производство может быть быстро перенастроено с одной модификации вагонов на другую. Наконец, новые вагоны отличаются энергоэффективностью — за счет легкости конструкции, применения новых композиционных материалов и сплавов, а также рекуперации электрической энергии. То есть при торможении трамвая его механическая энергия преобразуется в электрическую и концентрируется в специальных устройствах — накопителях мощности, благодаря чему транспортное средство сможет двигаться при отключении от сети или при разгоне потреблять меньше энергии.
Самый большой экспонат выставки стоял неподалеку от входа в павильон — огромный оранжевый КАМАЗ, с колесной формулой 8х8, независимой подвеской и полной массой 36 т. Опытный образец, только-только с заводской площадки, результат совместной работы МГТУ им. Н.Э.Баумана (кафедра “Колесные машины”) и ПАО “КАМАЗ”. Как говорят создатели, сконструированные ими и установленные на этой машине новые агрегаты не имеют аналогов в отечественной автомобильной промышленности и вполне способны заместить импортные компоненты, традиционно применяемые для выпуска отечественных грузовых машин.
“КАМАЗ” заинтересовался еще одной разработкой бауманцев: термоэлектрическим генератором. Проект “Разработка экспериментального образца источника электрического питания с непосредственным преобразованием теплоты для транспортных систем различного назначения на базе высокоэффективных термогенераторных батарей, работающих в широком диапазоне температур” был поддержан ФЦП ИР. О его результатах докладывал на конференции в рамках ВУЗПРОМЭКСПО профессор Александр Леонтьев.
Макет этого экспериментального источника электрического питания с непосредственным преобразованием теплоты может быть установлен в легковом автомобиле. И теперь с “КАМАЗом” обсуждается создание аналогичного генератора для грузового транспорта. Применение его, по предварительным расчетам, позволит обеспечить экономию топлива до 7-10 процентов.
И быстрее, и точнее
Представители сильного пола на стенде Бауманки проявляли особый интерес к винтовке с голографическим коллиматорным прицелом, проверяя на собственном опыте, удобно ли стрелять с его помощью. Основной элемент устройства — голограмма с наноразмерной дифракционной структурой. Она формирует мнимое изображение прицельной точки и в яркий солнечный день, и ночью. Как утверждают знатоки, это единственный из всех видов прицелов, позволяющий оперативно получить необходимый знак при любых условиях окружающей среды, на разного рода соревнованиях, при меняющихся расстояниях до цели, использовании различных типов мишени. Этот голографический коллиматорный прицел способствует значительному повышению скорости и точности стрельбы, может применяться для прицеливания при стрельбе из пистолета, из спортивного и охотничьего оружия на расстоянии до 300 метров. Он разработан ООО “Микро и наноголографические системы”, одним из учредителей которого является МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Лаборатория в воздухе
Вертолет перед стендом Национального минерально-сырьевого университета “Горный” (Санкт-Петербург) привлекал внимание, прежде всего, своей миниатюрностью и яркостью. Но главная ценность новинки, как обычно это и бывает, была скрыта от глаз: специальное программное обеспечение, позволяющее проводить дистанционный экологический мониторинг и аэрофотосъемку. В университете была разработана и запатентована методика проведения рекогносцировочных исследований. Они необходимы для уточнения климатических, орогидрографических характеристик местности и природно-хозяйственной характеристики обследуемого района, для предварительного моделирования процессов распространения загрязняющих веществ в природных средах и определения точек контроля концентраций загрязнителей. Важно еще, что комплекс предназначен для проведения дистанционного экологического мониторинга и сопутствующих исследований с использованием беспилотника.
Презентации проектов, связанных с контролем и прогнозированием состояния окружающей среды, на конференции по итогам ФЦП ИР была посвящена отдельная секция. Вот только некоторые из них: “Развитие региональной системы мониторинга парниковых газов”, “Развитие методов и средств дистанционного лазерного зондирования атмосферы для создания систем мониторинга с участием научно-исследовательских организаций СНГ” (оба проекта выполняются в Институте оптики атмосферы им. В.Е.Зуева СО РАН), “Разработка методов и создание экспериментального образца биотехнической системы мониторинга шельфовых зон морей западной Арктики и Юга России, в том числе в районе Крымского полуострова, на основе спутниковых и контактных данных” (ЮНЦ РАН) и другие.
Операция без больного
К этой установке порой выстраивалась очередь из желающих попробовать ее в действии. Симулятор лапароскопических операций, представленный Казанским (Приволжским) федеральным университетом, предназначен для обучения будущих врачей проведению основных хирургических операций, осуществляемых с помощью малоинвазивной лапароскопической техники. То есть без разреза, через маленькие проколы. “Симулируется” достаточно широкий спектр типовых воздействий, например удаление аппендикса, желчного пузыря, желудка… Но главное, что симулятор еще и “учит”, что и как надо правильно делать: дает информацию, подсказывает, показывает, где лучше провести надрез, как поддержать орган, чтобы оптимально его удалить… Во время работы на симуляторе обучающийся видит на экране ту же картину, что и врач при настоящей лапароскопической операции. Особенно впечатляет обратная связь: если, манипулируя рукояткой, что-то “оттягиваешь” или “режешь”, то не только глазами воспринимаешь последовательность своих операций с внутренними органами “пациента” на экране монитора, но и ощущаешь совершенно правдоподобно действия пальцами, ладонью. Если обучающийся в процессе воздействия “травмировал” орган, вычитаются баллы. За неверное движение — предупреждение… Это напоминает обучающую игру в виртуальной реальности. Информация, полученная таким путем, запоминается гораздо лучше прочитанного в книгах, и к ней еще добавляются выработанные практические навыки.
Симулятор — стартап молодых ученых университета. Это только один из элементов оборудования уникального Центра симуляционной медицины, созданного в Институте фундаментальной медицины и биологии КФУ. Центр включает в себя модель госпиталя, стоматологический фантомный класс и инжиниринговый центр по созданию симуляторов. То есть тут не только обучают студентов и проводят переподготовку специалистов-медиков, но и разрабатывают медицинские симуляторы. Аналогов этому центру пока в России нет.
Интернет в поле
Сибирский федеральный университет (СФУ) представил на ВУЗПРОМЭКСПО целую линейку антенн — усилителей сигнала, делающих Интернет более доступным. Например, сегодня широко используются сети 4G, однако условия покрытия этой сетью, особенно за городом, далеко не идеальны. Обычный модем не справляется: либо он не видит связь вовсе, либо обеспечивает очень малую скорость. И тогда приходят на помощь антенные усилители, разработанные красноярскими учеными. Благодаря им связь через сеть 4G делается возможной на 20-30 км далее границы официальной зоны покрытия. Антенные решетки-усилители достаточно компактны, потому их легко перевозить. Пользователи отмечают также их низкую стоимость и высокие эксплуатационные характеристики.
При изготовлении микрополосковых антенных решеток — усилителей сигнала, рассказывают разработчики, применены современные материалы и инновационные технологии. Каждое устройство подвергается тестированию и контролю качества. Антенны годятся для работы в беспроводных сетях четвертого поколения 4G-LTE, а также в сетях 3G, GSM, Wi-Fi2400, Wi-Fi5000.
Усилитель сигнала можно установить на даче, в полевом лагере геологов или археологов и т.п. Он будет улавливать даже очень слабый сигнал ближайшего оператора и доводить его до приемлемого уровня широкополосного доступа. Дальше останется только подключить роутеры и группы пользователей.
Такое устройство пригодится при организации масштабных открытых мероприятий, где важно обеспечить доступ к сети Интернет большого количества пользователей, находящихся в радиусе до полукилометра.
Кроме антенн-усилителей для массового потребителя ученые Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ (руководитель этого направления — профессор Юрий Саломатов) разработали антенные системы специального применения, а также автоматизированные комплексы для измерения параметров антенн. Производственным партнером СФУ стало ООО НПО “ЮСТ”. Вся линейка изделий (которые, кстати, являются импортозамещающими) выпускается этим предприятием на базе СФУ при финансовом содействии Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности. На выставке ВУЗПРОМЭКСПО этот проект получил высокую оценку специалистов.
Спецвыпуск подготовили
Наталия Булгакова
и Елена ЗаЙцева
Фото Николая Степаненкова
ПОЛНОСТЬЮ МАТЕРИАЛЫ СПЕЦВЫПУСКА ДОСТУПНЫ В ФОРМАТЕ PDF
Нет комментариев