Ноу-хау от пермяков. Что изобрели молодые учёные?

Несмотря на натиск пандемии, прошедший год стал очень успешным для молодых пермских учёных. Они создавали и презентовали свои изобретения, некоторым из которых нет аналогов. Чем же удивили нас исследователи?

Поехали кататься!

Исследователи из Пермского политехнического университета работают над созданием сверхлёгкого и экологичного электромотоцикла. Они уже разработали и продемонстрировали его прототип. Уникальность транспортного средства в том, что впервые в России и в мире его оснастят суперконденсатором. Это даст ему неограниченный ресурс.

«Объём рынка электромотоциклов в нашей стране – от 90 до 540 млн руб. в год. Покупая мотоцикл на бензине, люди сталкиваются с проблемами. Поэтому мы предлагаем выпускать лёгкие электромотоциклы, которые будут просты в эксплуатации и не будут загрязнять окружающую среду. К тому же они не требуют замены свечей, фильтров и масла», – поясняет автор разработки, ведущий инженер кафедры «Инновационные технологии машиностроения» ПНИПУ Руслан Нургалин.

Такой уникальный байк по размерам не больше обычного велосипеда для взрослых. То есть хранить его можно даже в квартире. Мощность мотора составит 8-12 кВт. Мотоцикл сможет развивать скорость до 120 км/ч и на одном заряде преодолевать 80 км.

К слову, разработка уже заинтересовала производителей.

Блины от робота

Автоматические и цифровые устройства постепенно заменяют людей. Молодые учёные ПНИПУ считают, что место роботам найдётся и в заведениях общепита. Они разработали установку, которая автоматически печёт блины с начинкой. У неё пока нет аналогов.

Характеристики изобретения впечатляют: одно устройство сможет заменить сразу двух пекарей, принять и выполнить заказ клиента в общепите. За час робот-блинопёк может делать 60 блинов! Это в два раза больше, чем готовит сотрудник заведения.

Себестоимость устройства – около 500 тыс. руб. Разработчики уверены, что оно окупится меньше чем за год.

«Наша разработка поможет предпринимателям оптимизировать затраты. В условиях пандемии, когда необходимо сократить контакты людей, приготовление еды роботами особенно актуально, – утверждает автор проекта, студент 4 курса кафедры «Микропроцессорные средства автоматизации» ПНИПУ Антон Свитек. – Сейчас блинные изделия в автоматическом режиме производят только крупные заводы. Выпечка для индивидуальных клиентов, например, в кафе, развивается медленными темпами. Инновационные разработки в этой области помогут бизнесу повысить производительность и качество продукции, а также получить конкурентные преимущества».

Пока разработчики создали только виртуальную конструкцию автоматического блинопёка. Однако уже в течение года они планируют разработать серию устройств для общепита и провести тестирование. Планируется, что изобретения молодых разработчиков будут не только печь блины с начинкой, но и готовить супы, салаты.

Выбросы – в дело

Студентка ПНИПУ Анна Просвирнова тоже заботится об окружающей среде. Она учится на первом курсе магистратуры аэрокосмического факультета, но уже успела внести свою лепту в сохранение природы. Девушка создала модель замкнутой газотурбинной установки, которая будет работать на углекислом газе. Она позволит предприятиям снизить количество вредных газов, которые поступают в атмосферу, а также заставит отходы работать в качестве топлива. У разработки нет аналогов в России и в мире!

«Уникальность нашей разработки в том, что вредные вещества в виде отбросного тепла будут использовать повторно», – поясняет Анна.

Получается, что вредные выбросы будут циркулировать по кругу и служить многоразовым топливом. Молодая разработчица уверена: ноу-хау заинтересует предприятия, где контролируют утилизацию отходов.

Для равных возможностей

Молодой учёный ПГНИУ, студент химфака Илья Коваленко приступил к разработке активного протеза верхних конечностей на основе композитных мышц. Недавно он получил на это грант.

Протез, над созданием которого будет работать исследователь, будет отличаться от уже существующих аналогов низкой ценой и простотой в использовании. Только задумайтесь: каждый год в нашей стране около 40 тыс. человек нуждаются в протезировании рук. Средняя цена активных протезов – 400-600 тыс. руб.

«Мы хотим сделать протез из доступных материалов с довольно простым внутренним устройством. Это поможет снизить итоговую стоимость изделия при сохранении всех функциональных способностей механизма, – говорит Илья Коваленко. – Протез поможет пользователям выполнять повседневные дей­ствия: от простых манипуляций с предметами (чистка зубов или удержание столовых приборов) до управления сложными механизмами (например, автомобилем)».

Множим золото

Группа учёных-геологов ПГНИУ разработала сорбционный модуль. Он позволяет извлекать золото из техногенных отвалов на местах добычи полезных ископаемых.

Преимущество такого метода в том, что он не опасен для природы и может использоваться для извлечения других полезных компонентов из отвалов горного производства. Технологию уже успели опробовать в Горнозаводском районе.

«Раньше для извлечения техногенного золота отходы горного производства вновь вовлекали в цикл разработки. Это наносило вред окружающей среде, требовало высоких финансовых затрат и приводило к образованию новых отвалов. Внедрение нашего метода позволит решить эти проблемы», – поясняет ассистент кафедры поиска и разведки полезных ископаемых ПГНИУ Ксения Мовзитова.

Как и любой геолог, девушка очень любит природу, поэтому для неё было важно поучаствовать в работе над созданием технологии. Разработку, в создании которой участвовала Ксения, проводила международная исследовательская группа под руководством док­тора геолого-минералогических наук Владимира Наумова. Вместе с нашими учёными над ней работали сотрудники Туринского политехнического университета (Италия).

«С нашими иностранными партнёрами было очень интересно работать», – говорит Ксения.

Разработки планируют тиражировать в разных территориях края и России и применять на различных техногенных отвалах.

За безопасность на дорогах

Ещё несколько молодых пермских учёных придумали, как снизить число ДТП и пробок из-за гололёда. Не имеющая аналогов в России разработка исследователей должна обеспечить лучшее сцепление колёс со скользкой дорогой. Созданное устройство будет автоматически разбрасывать под колёса машин абразивный материал – мраморную крошку.

«Этот способ ранее не применяли для улучшения сцепления колёс грузовых автомобилей со скользким дорожным покрытием. Поэтому мы разработали систему на основе пескоструйного аппарата, которая получает информацию о состоянии дороги со встроенных датчиков автомобиля и отправляет сигналы на подачу мраморной крошки», – рассказывает аспирант кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ Владислав Чудинов.

Принцип прост: абразивный материал подаётся в распределитель с помощью вращения вала с электроприводом, а оттуда посредством влияния сжатого воздуха «выбрасывается» под колесо автомобиля. Чтобы установить устройство на транспортное средство, не нужно будет ничего менять: оно универсально и подойдёт к любому большегрузу. Установить его можно всего за 20 минут. Управлять им можно прямо из кабины автомобиля. Разработчики считают, что такие выигрышные характеристики позволят сделать технологию массовой.

Проведённые эксперименты дали хороший результат: коэффициент сцепления колеса с асфальтовым полотном увеличился на 30 %.

Себестоимость устройства – около 150 тыс. руб. Для кого-то сумма солидная. Но она оправдывает себя: созданное пермяками устройство гораздо эффективнее, оперативнее и надёжнее аналогов.

«Изобретение позволит автомобилям не буксовать, и их владельцы смогут экономить топливо. Мраморная крошка – экологичный материал, который соответствует европейским нормативам, не содержит химически агрессивных компонентов и не слёживается. В будущем мы планируем формировать материал в специальные брикеты, что позволит продавать их на автозаправочных станциях», – поясняет Владислав Чудинов.