Метод луганчан позволяет диагностировать болезни и мониторить конструкции.
Уже скоро на помощь саперам, освобождающим с риском для собственной жизни от противотанковых мин трассы, могут прийти квадрокоптеры, которые, пролетев по маршруту, засекут расположение взрывоопасных предметов, и процесс обезвреживания дорог ускорится.
Эта задача очень актуальна, с учетом продолжающейся специальной военной операции на Украине, освобождения исторических территорий России от захватчиков. Логично, что ей уделяют особое внимание в Луганском государственном университете им. Владимира Даля.
Там предложили использовать разработанную ими систему магнитных датчиков, чувствительных к металлическим предметам при воздушном сканировании автодорог. Правда, для этого лететь квадрокоптеру придется очень низко, однако опытным операторам БПЛА это под силу. Эксперименты показали, что мины с воздуха хорошо обнаруживаются, их местонахождение четко маркируется.
«Это крайне важно. У нас на Донбассе нередки случаи, когда мин на дороге вроде нет, но потом на них подрывается транспорт: скорее всего, было проведено дистанционное минирование уже после того, как на трассе поработали саперы. И наш долг - противодействовать этому, развивать данное научное направление», - говорит проректор по технологическому развитию Далевского университета доктор технических наук, профессор Вадим Мирошников (на снимке).
Он возглавляет в этом вузе новый инжиниринговый центр, где разрабатывают такие перспективные устройства.
Здесь сконструирован также недорогой миниатюрный магнитометр, способный в полевой обстановке найти пули и осколки в теле человека, ведь крайне важно как можно быстрее удалить их.
«Ребята уже забирали у нас такие приборы на передовую и с успехом их применяли. Раньше военные пытались искать осколки с помощью магнитов, однако они притягивают к себе металл из тела, что вызывало болевой эффект и было опасно. Наш прибор этого не допускает, он не создает своего магнитного поля, а использует магнитное поле Земли», - говорит Вадим Владимирович.
И все же основная часть разработок луганчан нацелена на мирную жизнь.
Во многих отраслях нужны устройства, способные вести эффективный мониторинг состояния сложных инженерных конструкций, следить за их целостностью и прочностью. Приборы должны вовремя предупредить о том, что пора менять ту или иную деталь, не дожидаясь поломки, способной привести к технологическим авариям, а то и катастрофам.
Немало было случаев в истории авиации, когда из-за треснувшей мелкой штуковины случалось непоправимое.
Этой тематикой в Луганске занимаются еще со времен Советского Союза. В.Мирошников пришел в университет в 1985 году. С тех пор здесь разработали множество приборов магнитного и электромагнитного контроля, а также создали на их основе самые разные дефектоскопы, магнитометры и, наконец, датчики, обеспечивающие бесконтактный контроль, на данный момент самый прогрессивный и удобный.
А начались эти работы с заказов военно-промышленного комплекса СССР, когда надо было снимать характеристики движущихся объектов, не внося в их движение или действия помех.
Дело в том, что военная приемка запрещала в ходе дефектоскопии не то что нарушать целостность готовых изделий, даже метки на них ставить. И здесь на помощь пришли магнитный и электромагнитный методы контроля - дистанционные.
Последние треть века ученые вуза развивали свои исследования по неразрушающему контролю.
«Любой материал имеет свои внутренние неоднородности и микродефекты, которые со временем развиваются под воздействием давления и температур. И если на поверхности материала установить многоэлементный матричный преобразователь, то мы можем контролировать изменение структуры металла. А если это делать непрерывно, то можно видеть динамику изменений и тем самым осуществлять прогноз остаточного ресурса оборудования. Например, работоспособности нефтехимических реакторов.
Такая система была, в частности, установлена в Ленинградской области, на предприятии «Киришинефтеоргсинтез». Там давление в одном из реакторов достигает 100 атмосфер, температура - 600 градусов. Стенку этого реактора бесконтактным магнитным методом нам удавалось успешно контролировать», - рассказывает ученый.
Второе направление работы - это бесконтактные магнитные и электромагнитные датчики, которые изготавливают в вузовском инжиниринговом центре. Их основой стали феррозонды - индукционные измерительные устройства, работающие в широком диапазоне температур - от минус 100 градусов до плюс 160.
Это очень актуально при промышленном освоении Крайнего Севера с его экстремальными температурами. Там широко распространенный ультразвуковой метод дефектоскопии уже неприменим - необходимая для нее контактная жидкость просто замерзает.
Выручить могут только высоконадежные датчики с использованием выносливых феррозондов. И они там уже применяются, но… западного производства. Сейчас, когда поставка таковых ограничена санкциями, остро встал вопрос импортозамещения. Предложить эту продукцию «в железе» и провести ее испытания на Российском Севере готовы луганчане, которые уже сделали соответствующие конкурсные заявки.
Бесконтактные магнитные датчики хорошо проявили себя также в подводных работах, они надежно функционируют в агрессивных средах, зонах с повышенной радиоактивностью и т. д.
Новый импульс для этих исследований придало сотрудничество луганского вуза с МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Московские коллеги помогли ввести в действие инжиниринговый центр, куда было поставлено все необходимое оборудование - от паяльных станций до электронных микроскопов, 3D-принтеров и многого другого. Есть и необходимое программное обеспечение для проектирования сложных систем.
Это позволяет не только разрабатывать магнитные датчики и приборы с ними, но и планировать их массовый выпуск. Оборудование находится в распоряжении двух лабораторий. Одну из них - условно говоря, ветеранскую - возглавляет В.Мирошников, а другую - молодежную - кандидат технических наук Владимир Бескоровайный.
Сейчас идет работа по созданию датчиков нового поколения - интеллектуальных, которые способны себя тестировать, проверять, калибровать и, самое главное, самообучать умению находить различные дефекты или инородные предметы.
Интеллектуальные датчики-сенсоры очень востребованы, прежде всего для роботизированных систем. Предстоит также многое сделать для повышения чувствительности феррозондов - основы таких датчиков. В Луганске уже добились результатов, которые позволят выйти на новую ступень медицинской диагностики - магнитокардиографию.
«В отличие от электрокардиографии, она может дать намного больше информации. Причем это делается бесконтактно, тогда как для привычной ЭКГ необходимо прикреплять к телу человеку горсть электродов.
Правда, на сегодня магнитокардиография выполняется с применением сверхпроводящих магниточувствительных элементов - СКВИД-магнитометров. Работа при этом должна вестись в специальных помещениях, изолированных от внешних помех. Однако если заменить СКВИД-магнитометры на феррозонды, то можно будет проводить магнитокардиографию в обычных комнатах. Научные исследования в этой области продолжаются», - поясняет В.Мирошников.
Геннадий Белоцерковский
Фото предоставлено ЛГУ им.В.Даля
