Ученые Уральского федерального университета предложили не имеющую мировых аналогов технологию индукционного подогрева штамповой оснастки. Установка состоит из нескольких индукторов (крепятся к верхней и нижней плитам вертикального гидравлического пресса), а также из источников питания и станций охлаждения для источников питания и индукторов. Инженерное ноу-хау заключается в том, что индукторы подогревают штамповую оснастку во время работы гидравлического пресса в течение как минимум шести часов. Как следствие, отпадает необходимость останавливать пресс, менять штамповую оснастку, чтобы разогреть ее в электрической печи.
«У металлургов появится возможность использовать вертикальный гидравлический пресс на протяжении трех рабочих смен в сутки. Его производительность увеличится вдвое, энергозатраты на производство крупногабаритных авиационных штамповок снизятся на 6,5%, трудоемкость процесса — на 14,5%. Будут исключены ручные операции по переустановке штампового инструмента, высвободятся рабочие руки и электрические печи, улучшатся условия труда, — говорит руководитель группы разработчиков, доцент кафедры „Электротехника и электротехнологические системы“ УрФУ Федор Тарасов. — Важнейший результат — к 2025 году выпуск продукции увеличится с 320 тонн до 580 тонн в год, повысится ее качество и сократится себестоимость, что полностью соответствует интересам и запросам компаний Boeing, Airbus и „Сухой“».
Проект реализуется совместно с Каменск-Уральским металлургическим заводом. Получил поддержку правительства РФ по приоритетным направлениям научно-технологического развития «Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике…». Правительство выделит субсидии в размере 50 млн рублей, компания «Алюминиевые продукты» (управляющая КУМЗ) — аналогичные по объему инвестиции. Правительство финансирует научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы университетских ученых, завод модернизирует промышленную площадку. Согласно заключенным договоренностям, к концу 2021 года заводчане получат комплект оборудования, прошедшего монтаж и испытания.
Ключевая цель проекта — совершенствование процесса разработки автоклавов для производства композиционных материалов.
«В рамках выполнения комплексного проекта ученые УрФУ проводят научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, — говорит профессор кафедры информационных технологий и автоматизации проектирования Александр Петунин. — Мы делаем акцент на разработке специализированных программных средств для автоматизации проектирования автоклавных комплексов на базе отечественных параметрических систем автоматизированного проектирования. Кроме того, мы проводим расчеты напряженно-деформированного состояния конструкции автоклава с учетом термонапряжения и давления при разных режимах работы».
В проекте НИОКР также предусмотрена разработка математических моделей и программного обеспечения некоторых подсистем АСУТП. Эти инструменты будут использованы для моделирования процессов циркуляции теплоносителя для оптимального протекания тепломассообмена при различных температурах и давлениях. Затем разработанное программное обеспечение будет интегрировано в автоматизированных системах управления технологическими процессами бесступенчатого нагрева и охлаждения.
Реализация проекта позволит существенно сократить сроки и качество проектирования конструкторской документации при разработке программно-аппаратных автоклавных комплексов, выпускаемых компанией «Мегахим-Проект», а также оптимизировать конструкцию, материалоемкость автоклавного оборудования и точность управления температурой в процессах полимеризации.
Получаемые с помощью автоклавов композиционные материалы находят широкое применение в современном авиастроении, машиностроении, ракетостроении, строительстве, а также при производстве космической техники, спортивных товаров и некоторых видов медицинских изделий.
Уральский оптико-механический завод имени Э. С. Яламова (УОМЗ) в кооперации с Уральским федеральным университетом запустит производство новой модели дефибриллятора для размещения в больницах и санитарном автотранспорте и модернизирует серийное изделие — автоматический наружный дефибриллятор АНД А15. Финансирование совместного проекта осуществляется Свердловским отделением Фонда развития промышленности.
«Уральский федеральный университет выполняет комплексные работы по организации и реализации НИОКР. Совместно со специалистами УОМЗ и Первого Московского государственного медицинского университета им. И. М. Сеченова мы разрабатываем электронику, конструируем встроенное программное обеспечение», — поясняет заместитель проректора УрФУ по проектному обучению и дополнительному профессиональному образованию Валентина Овчинникова.
Автоматические наружные дефибрилляторы АНД А15 адаптированы для внедрения в программу общедоступной дефибрилляции, реанимировать с их помощью может любой человек, утверждает главный конструктор конструкторского бюро медицинских изделий УОМЗ Алексей Чупов. Устройства обладают интеллектуальной системой анализа сердечного ритма и функцией голосовых подсказок, интуитивно понятны в использовании и не способны навредить: при отсутствии показаний аппарат просто не подаст разряд.
Внедрение передовых технических и технологических решений в области дефибрилляции позволит выполнить одну из приоритетных целей национального проекта «Здравоохранение» — снизить смертность населения РФ от болезней системы кровообращения на 23,4% к 2024 году.
Цель проекта — разработка интеллектуальных малогабаритных датчиков для цифровых электросетей. Такие датчики на порядок меньше и легче традиционного оборудования, и это открывает новые, ранее не доступные возможности использования. В перспективе они должны стать основой для разворачивания систем цифрового управления электросетями. На линии электропередачи датчики монтируются с помощью системы «Канатоход», после чего собирают и обрабатывают данные в режиме реального времени.
«Это позволяет внедрять прогрессивные системы управления сетями и автоматические системы на основе максимально точных данных, — отмечает профессор УрФУ, руководитель проекта Сергей Кокин. — Использование датчиков экономит электроэнергию, равномерно ее распределяя. Ряд таких датчиков уже поступили в продажу».
Продукты, которые производятся в рамках проекта, уже поставляются по всей территории России, Беларуси и Казахстана. Сейчас в производстве находятся аппараты для объекта в Таджикистане. В общей сложности произведено уже более 3500 аппаратов, которые работают в сетях.
«В ряде случаев с их использованием удается в разы снизить потери электроэнергии. Это приводит к окупаемости проектов внедрения в диапазоне от нескольких месяцев до года, — говорит директор компании „Ай-ТОР“ Андрей Медведев. — В наших планах сделать такие датчики еще меньше, компактнее и дешевле. В перспективе они должны стать технической основой для новых принципов управления высоковольтными сетями. В 2020 году было продано около 1,5 тыс. датчиков, а в этом мы планируем увеличить этот объем на 30–50 %. Уверен, что на глобальном рынке нас также ждет успех. Конкурентов для уровней напряжения 110 кВ у нас нет».
Высокочастотный радар позволит автоматически управлять беспилотными транспортными средствами. Высокотехнологичное производство планируется запустить в Екатеринбурге на базе НПО автоматики.
«Радиолокационные сенсоры миллиметрового диапазона (радары) предназначены для обнаружения объектов и определения их удаленности, относительной скорости и угловых координат, — говорит директор физико-технологического института УрФУ Владимир Иванов. — Выбор миллиметрового диапазона радиоволн предоставляет фундаментальную возможность достигнуть заданной точности измерения дальности до объекта, но при этом проникать через такие материалы, как одежда, пластик, гипсокартон. Технология помехоустойчива и к неблагоприятным погодным явлениям — дождю, снегу, туману и пылевым облакам. Также снижаются массогабаритные характеристики изделий. В работе участвуют сотрудники ФТИ и института радиоэлектроники и информационных технологий — РтФ».
Применение СВЧ-радаров ближнего радиуса является критически важным в системах помощи водителям промышленной и сельскохозяйственной техники. Такая техника имеет большое количество необозреваемых из водительской кабины зон, перекрытие которых радарами позволяет добиться безопасного и безаварийного вождения путем своевременного информирования пилотирующей системы или водителя о присутствии опасных препятствий в зоне локации радара. Использование радаров для решения этой задачи обосновано тем, что они сочетают в себе высокую вероятность обнаружения препятствий на соответствующей дальности с предоставлением дополнительной информации о радиоэлектронном профиле, скорости и угловой координате объекта, что позволяет головной системе идентифицировать ее тип.
Итогом проекта должно стать создание радаров ближнего и дальнего радиуса действия для применения в системах интеллектуальной помощи водителям (в т. ч. промышленной техники) и системах интеллектуального земледелия, что соответствует приоритетам стратегии научно-технологического развития Российской Федерации.
Реализация проекта поможет ликвидировать зависимость российских разработчиков интеллектуальных систем от импортных комплектующих за счет создания линейки отечественных изделий. В случае успешного завершения НИОКТР и достижении запланированных технических характеристик будет получена конкурентоспособная продукция, легко адаптируемая своими техническими параметрами к комплексным решениям НПО автоматики.
Цель проекта — повышение технологической эффективности, а также перевод управления на международные цифровые стандарты. Создаются новые устройства и программные комплексы, которые займут большую долю на российских и зарубежных рынках.
В рамках проекта со стороны УрФУ проводятся исследовательские испытания алгоритмов и устройств компании «Прософт-Системы», нацеленные на цифровизацию энергетики. Изучаются различные модели энергосистем, работающих в самых разных режимах эксплуатации, в т. ч. и в очень тяжелых. В центре испытаний — программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить моделирование в реальном времени (воспроизводить токи и напряжения, информационные потоки и т. д.). Это позволяет проводить испытания устройств и алгоритмов в условиях, приближенных к работе действующих энергообъектов. Все это очень востребовано сегодня на подстанциях различных классов напряжения.
«Данный комплекс будет с каждым годом все активнее внедряться в энергетике России, — уверен профессор УрФУ, руководитель проекта по созданию цифровой подстанции Андрей Паздерин. — Он помогает оптимизировать работу энергосистемы, сделать ее более эффективной, экономичной. Важен и вопрос безопасности — данная разработка позволяет снизить аварийность в несколько раз. У нашего индустриального партнера есть планы занять серьезную долю рынка в России и выйти на мировой уровень по продажам».