МНОГОКОЛЕСНОЕ СЕМЕЙСТВО
"Создание и внедрение прогрессивного семейства автомобилей "Урал" военного и гражданского назначения".
В последние годы народное хозяйство России и ее Вооруженные Силы начали испытывать нехватку большегрузных автомобилей, поскольку заводы КрАЗ (Украина) и МАЗ (Беларусь) оказались за рубежом. Восполнить образовавшийся пробел смог Уральский автомобильный завод.
Впервые в мире на базе единых агрегатов созданы 2-, 3-, и 4-осные автомобили грузоподъемностью от 4 до 12 тонн с унификацией деталей до 95%. Автомобили обладают высокой проходимостью и в этой части признаны мировым эталоном. Они преодолевают преграды высотой до 0,55 метра и водные преграды глубиной 1,7 метра, имеют ресурс пробега до 300 тысяч километров и способны работать при температуре до -50оС.
Завод выпускает 82 модификации автомобилей для нужд нефтедобывающей промышленности, строительства, сельского хозяйства. На новых "Уралах" смонтирован 381 вид вооружения и специальной техники для Министерства обороны, пограничных войск, МВД и МЧС. Автомобили экспортируются в 13 стран мира. Оригинальность конструкции автомобилей "Урал" и ее качество подтверждают 18 патентов, сертификаты Госстандарта РФ и автомобильной фирмы TUV CERT (Германия).
ПОДЗЕМНАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ
"Создание Баксанской нейтринной обсерватории и исследования в области нейтринной астрофизики, физики элементарных частиц и космических лучей".
Среди множества объектов микромира имеются удивительные частицы - нейтрино. Их три типа, возникают они при распадах частиц и атомных ядер в недрах Солнца и звезд, при взаимодействии космических лучей с межзвездной средой. Потоки нейтрино несут чрезвычайно важную информацию о процессах, идущих во Вселенной. Однако нейтрино очень слабо реагируют с веществом, и регистрировать их необычайно трудно. Слабые следы редких нейтринных взаимодействий тонут в мощных сигналах от посторонних частиц. Поэтому регистраторы нейтрино размещают в толще воды, льда или скальных пород, поглощающих потоки любых частиц, кроме нейтрино.
Первым в мире комплексом подземных и наземных лабораторий по изучению этих интересных частиц стала Баксанская нейтринная обсерватория в предгорьях Кавказа. Ее создание открыло в нашей стране новое научное направление, получившее название подземной физики. Обсерватория входит в число ведущих исследовательских центров мира и ведет работы по крупным международным научным проектам. Ее аппаратура по уровню чувствительности превосходит зарубежные аналоги.
На приборах Баксанской обсерватории впервые удалось измерить поток мюонных нейтрино, прошедших сквозь толщу земного шара, и оценить физические характеристики частиц. В обсерватории идет систематический поиск точечных источников нейтрино (сжимающихся звезд) на небесной сфере и сверхтяжелых магнитных монополей, предсказанных теорией, но пока не обнаруженных. Выполнена одна из первых в мире работ по поиску распада протона, среднее время жизни которого превышает 1030 лет. Измерения полного потока солнечных нейтрино, проделанные на обсерватории, позволяют безошибочно утверждать, что так называемая стандартная солнечная модель, описывающая процессы в недрах нашего светила, неверна. Этот результат - одно из наиболее значительных достижений физики последнего десятилетия.
НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ПРИЧАЛОВ-НАБЕРЕЖНЫХ
"Создание и внедрение быстровозводимого железобетонного плавучего причала-набережной для стоянки и снабжения крупных надводных кораблей ВМФ и судов морского транспорта".
Впервые в мировой практике решена проблема всепогодной стоянки крупных надводных кораблей и судов водоизмещением до 100 тысяч тонн. До сегодняшнего дня из-за отсутствия стационарных причалов российские большие суда швартовались к рейдовым бочкам, у которых безопасная стоянка возможна при силе ветра не более 15 м/с. За рубежом авианосцы и другие крупные корабли остаются у причалов, если скорость ветра не превышает 25 м/с, а при его усилении уходят в открытое море.
Новый плавучий причал-набережная позволяет судам стоять у берега при волнении моря 12 баллов, приливе 6 метров, ураганном ветре 40 м/с. Именно такие штормовые ситуации нередки на российском севере, в местах базирования больших кораблей. Кроме того, в Северном море при двух фазах отлива и прилива в сутки в течение года может наблюдаться до трехсот циклов замораживания и оттаивания бетонных деталей, которые находятся в воде. Поэтому для нового причала были разработаны уникальные марки бетона с особыми добавками, которые обеспечивают отличную морозостойкость, прочность и устойчивость к коррозии.
Причал состоит из наплавной части - пяти железобетонных понтонов по 50 метров, двух съездовых мостов, комплекта удерживающих и амортизационных устройств, швартовых приспособлений и систем жизне- и энергообеспечения. Устанавливается причал наплавной частью у берега, на некотором отдалении от него (чтобы обеспечить необходимую глубину подхода к причалу), и крепится к береговым частям соединительными штангами и съездовыми мостами. Ширина этих мостов и палуб понтонов позволяет заезжать и работать самоходным кранам и грузовому автотранспорту.
Стоимость плавучего причала в 2,5-3 раза меньше, чем стационарного, а построить его можно в десятки раз быстрее: основные железобетонные конструкции причала изготавливают в заводских условиях, а на строительной площадке осуществляется только монтаж, сборка конструкции.
Подобный причал, построенный на Городецкой судостроительной верфи, уже шесть лет исправно работает на севере. Гигантский российский авианосец "Адмирал Кузнецов" успешно переждал у причала сильные штормы.
ТЕХНОЛОГИЯ БУДУЩЕГО
"Научные основы и ресурсосберегающие процессы деформирования при изготовлении изделий машиностроения с высокими техническими требованиями".
Производство корпусов космических аппаратов и ракет, крыльев и обтекателей современных самолетов, реактивных двигателей и подводных крыльев катеров, радиаторов и многих других агрегатов требует принципиально новой технологии изготовления. Например, сделать утолщения на комле винта самого тяжелого в мире вертолета Ми-26 (длина комля 14 метров, а диаметр 350 мм) невозможно ни методами литья, ни резанием из трубной заготовки. Теоретически эту работу можно выполнить на ковочной машине, но такой машины просто не существует в природе. Российские ученые разработали не имеющие аналогов технологические процессы для изготовления подобных изделий. Опирается эта технология на новую теорию и принципы деформирования анизотропных композитных материалов, механические свойства которых различны во всех точках заготовок.
Пластическое деформирование материалов на специальном оборудовании, также разработанном нашими специалистами, позволяет резко улучшить свойства изделий. Их удельная прочность увеличивается на 30-40 процентов, значительно повышается предельная рабочая температура, на 20-30 процентов снижается масса, точность формообразования увеличивается в 5-7 раз, а коэффициент использования металла - в 10-15 раз. Новая технология позволяет формировать детали из композитных материалов, выбранных , исходя из необходимых свойств изделия (например, для радиопрозрачности корпусов самолетов).
Результаты исследований уже используются на тридцати машиностроительных предприятиях страны. Оборудование для изотермической штамповки с медленным деформированием металла, для холодной штамповки анизотропных материалов и ротационно-валковой штамповки можно с полным основанием назвать оборудованием будущего. Оно, в частности, в корне меняет представление о рабочем цикле механизмов. Например, у традиционной кузнечно-прессовой машины рабочее время (когда идет деформация металла) - десятые доли секунды, все остальное - идет ли молот вверх или вниз - холостое. В новых механизмах полезное время значительно, а вспомогательное минимально.
АВТОМОБИЛИ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ
"Разработка научной концепции, создание и крупносерийное производство принципиально нового комплекса реабилитационных устройств управления модификациями автомобилей для инвалидов".
В России более 200 тысяч инвалидов нуждаются в приспособленных для них автомобилях. В течение многих лет подобные автомобили выпускались на базе семейств серийных машин "Запорожец" и "Москвич". С точки зрения удобства управления они имели ряд существенных недостатков. Кроме того, медики и психологи обнаружили, что инвалиды, особенно молодые люди, стесняются своего положения и хотели бы иметь автомобиль без дополнительных рычагов, меняющих его привычный интерьер.
Разработаны теоретические положения принципиально нового класса систем автоматизированного управления автомобилем. На их основе создан комплекс устройств, которые позволяют оборудовать автомобиль для инвалида на базе любого типа машин. По сравнению с зарубежными аналогами разработанные системы более просты и надежны, а стоимость их в 3-6 раз ниже. Оригинальность устройств подтверждена 13-ю патентами стран с развитым автомобилестроением.
Комплекс состоит из универсальной системы автоматического управления, механизмов сервопереключения стандартных коробок передач с командным электрическим управлением и проводными устройствами ручного управления подачей топлива и тормозами с минимальными приводными усилиями. Выпускают комплексы Калужский электротехнический и Серпуховский автомобильный заводы. Новыми системами оборудовано уже 20 тысяч автомобилей для инвалидов.
ЭЛЕКТРОНИКА СВЕРХВЫСОКИХ МОЩНОСТЕЙ
"Цикл фундаментальных исследований быстропротекающих электроразрядных процессов и создание на их основе нового класса мощных и сверхмощных нано- и пикосекундных электрофизических устройств".
Пути развития электроники обычно представляют себе как непрерывный процесс миниатюризации деталей и снижения рабочей мощности. Однако современная наука, техника и технология нуждаются также в электронной аппаратуре, оперирующей громадными токами и напряжениями.
Многолетние работы по изучению импульсных разрядов в газах и вакууме позволили создать целый комплекс уникальных устройств сильноточной электроники. Среди них - плазменный прерыватель тока (выключатель), рассчитанный на ток силой до 6 миллионов ампер (106 А) при напряжении до миллиона вольт, коммутатор, способный тысячу раз в секунду переключать токи силой 2 миллиона ампер при напряжении до 3 миллионов вольт, создавая импульсы длительностью 10-8 секунды, и ряд других сверхмощных приборов.
На основе электронных устройств тераваттных мощностей (миллиарды киловатт) нано- и пикосекундного (10-12 - 10-9с) быстродействия уже создана серия настольных импульсных генераторов и ускорителей электронов. Они широко применяются в установках по исследованию термоядерного синтеза, для упрочнения поверхностей материалов пучками ионов и электронов, для стерилизации и очистки газов, воды, получения особо мелких порошков металлов, полупроводниковых веществ и диэлектриков для технологических нужд. Аппараты, созданные лауреатами Государственной премии, поставляются за границу и используются в работах по международным проектам. Два из них ("ГИТ 16" и "Синус 7") внесены в перечень уникальных научных установок национальной значимости.
ТЕПЛО ПО СВЕТОВОДУ
"Разработка волоконных световодов среднего ИК-диапазона".
Появление лазеров привело к созданию новой области физики и техники - волоконной оптики. По световодам, тонким стеклянным нитям, оптические сигналы проходят почти без потерь, но большинство прозрачных материалов сильно поглощают тепловое, инфракрасное излучение. Исключение составляют некоторые кристаллы и так называемые халькогенитные стекла - аморфные полупроводники.
Получение высокочистых оптических материалов - одна из областей передовой технологии, где наша страна удерживает мировое лидерство. Отечественные материалы в тысячи раз чище зарубежных аналогов, и это позволило создать новый класс волоконных световодов для теплового излучения, наладить их производство. Новые световоды работают в широком диапазоне: нити из халькогенитного стекла рассчитаны на излучение с длиной волны от 2 до 8 мкм, кристаллические световоды на основе твердых растворов галогенного серебра - до 25 мкм. Они способны пропускать излучение мощностью до 60 Вт с потерями не более 20 дБ/км (мощность падает в 100 раз) у стеклянных и 50 дБ/км у кристаллических световодов.
Инфракрасные световоды испытаны в ряде новых приборов для измерения низких температур (от 40 до 400 + 0,2оС), для медицинской и технической диагностики, спектрального контроля и анализа газов и жидкостей, использованы для передачи длинноволнового излучения технологических лазеров.
ИЗМЕРЕНИЕ БИОТОКОВ ГИГАНТСКИМ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕМ
"Разработка научно-практических основ создания высокочувствительных преобразователей и приборов".
Контроль и наладка современных электронных устройств нередко требуют решения очень сложных задач. В частности потому, что плотный монтаж и малые размеры элементов не позволяют быстро отыскать неисправную деталь. Столь же сложно измерять магнитные свойства пленок микронной толщины, широко применяемых в физической и технической аппаратуре. Существующие методы имеют невысокую чувствительность и узкий диапазон рабочих температур.
Перспективным в этом отношении оказался так называемый магниторезистивный эффект - изменение электрической проводимости вещества в магнитном поле. Удачно подобранная структура материала позволила получить "гигантское магнитосопротивление" - его проводимость в магнитном поле меняется на 60 процентов. На основе этого явления был разработан метод бесконтактных измерений и созданы приборы принципиально нового класса. Их можно использовать для измерения электрических, магнитных и механических величин. Новый метод универсален: с точностью до 0,5 процента он позволяет измерять магнитные параметры образцов массой менее 0,01 миллиграмма и токи силой до 300 тысяч ампер, на расстоянии записывать биотоки живых организмов и контролировать работу деталей печатных плат.
По рабочему диапазону измерений силы тока, чувствительности и разрешающей способности разработанные приборы почти в 10 раз превосходят зарубежные аналоги. Оригинальные технологические и конструкторские решения, положенные в их основу, защищены патентами России, США, Великобритании, Германии, Франции и многих других стран. Аппаратуру нового класса уже выпускает ряд заводов Москвы и С.-Петербурга.
ХОРОШИХ МУТАЦИЙ НЕ БЫВАЕТ
"Мутагенез у человека и предупреждение его эффектов в современных экологических условиях".
С каждым годом в окружающую среду попадает все больше химических веществ, которые вызывают в организме человека, точнее - в важнейших клеточных структурах, определенные изменения, мутации. Такое же действие оказывает и постоянно увеличивающаяся на планете радиационная нагрузка. Возможны ли генные, то есть наследственные изменения, в лучшую сторону? Вряд ли. Человек эволюционно приспособлен к жизни на своей планете, и положительная перестройка его наследственного аппарата маловероятна. Во всяком случае каких-либо свидетельств о позитивном воздействии мутагенов (веществ, вызывающих мутации) на человека не имеется.
И в то же время за последние 15-20 лет уровень клеток с генетическими повреждениями у жителей России вырос более чем в два раза. Это данные уникального тридцатилетнего мониторинга хромосомной изменчивости, который проводится в нашей стране. Наблюдение за генными аномалиями, создание их регистра - только часть большой программы исследований, которой руководит вице-президент Российской академии медицинских наук Н. П. Бочков.
В современных условиях, когда избежать контакта с мутагенами практически невозможно, снизить их вредное действие могут препараты с антимутагенными свойствами. Эти препараты разработаны российскими учеными, они помогут и здоровым людям, занятым на вредном производстве (как средство профилактики), и пациентам клиник, которым врачи вынуждены назначать препараты с побочным мутагенным действием. Например, диоксидин в клинической практике, в том числе и при лечении детей, часто оказывается незаменимым антимикробным средством, но он же сильный мутаген. Снять вредное воздействие диоксидина поможет новый препарат бемитил.
Чтобы бороться с вредными мутациями, необходимо прежде всего выяснить сами механизмы химического, радиационного и спонтанного мутагенеза у человека. Именно открытие этих фундаментальных закономерностей - заслуга российских ученых. Разработаны и методы проверки химических веществ на мутагенность, оценки повреждающего действия на клеточные структуры, ответственные за наследственность. Подобные методы внедрены в государственную систему контроля окружающей среды, доклинического испытания лекарств и медико-генетического консультирования. Сделан прогноз возможных генетических последствий применения ядерного оружия, аварии на Чернобыльской АЭС, челябинских радионуклидных выбросов. Он неутешителен: у живущих ныне людей повысится частота онкологических заболеваний, а в следующем поколении ожидается рост числа детей с наследственными заболеваниями и пороками развития.
