Винаходи та інновації. Винахідники України
  Донецький національний технічний університет
 
Донецький національний технічний університет заснований у травні 1921 р.
Науковці ДонНТУ зробили вагомий внесок у розвиток вітчизняної і світової науки, збагатили її важливими фундаментальними розробками. У різні роки тут займалися науковою і винахідницькою діяльністю знані вчені — академіки В. С. Пак, І. Є. Коробчанський, професори Я. І. Альшиц, О. О. Баранов, В. І. Бєлов, І. І. Борнацький, А. М. Брижаньов, В. Г. Гейєр, В. М. Клименко, М. І. Кляшторний, Р. М. Лейбов, М. Г. Логвінов, Б. І. Медведєв, І. Л. Нікольський, Д. М. Оглоблін, В. С. Сапіро, С. І. Сапіро, В. О. Сорокін, І. Г. Штокман. Нині закладені ними наукові традиції продовжують професори В. О. Гольцов, М. П. Зборщик, А. А. Зорі, О. А. Мінаєв, Б. С. Панов, В. А. Святний, Л. П. Фельдман, В. Ф. Сивокобиленко та ін.
Сформовані у виші наукові школи у гірничій справі, металургії, машинобудуванні, геоінформатиці, енергетиці, обчислювальній техніці користуються заслуженим авторитетом в Україні та за її межами. Лише за останні кілька років учені університету відзначені п’ятьма Державними преміями України (О. А. Мінаєв, О. М. Смірнов, Є. О. Башков, О. А. Троянський, В. Ф. Губайдулін).
Пріоритетні напрями наукової діяльності ДонНТУ: математичне моделювання та методи комп’ютерної математики, інженерія поверхні, розробка інтелектуальних інформаційних технологій і систем, наноструктурних (нанодисперсних, нанокристалічних) матеріалів, інформаційних та комунікаційних технологій, міжгалузеві проблеми та системні дослідження в енергетиці, нові високоефективні хімічні процеси і матеріали, енергетика й енергоефективність, раціональне природокористування, нові технології профілактики та лікування найпоширеніших захворювань.
Найвагомішими результатами фундаментальних та прикладних досліджень учених вишу є розробки: «Розвиток теорії і принципів побудови мікропроцесорних захистів електрообладнання електростанцій», «Перспективні інформаційні технології у маркшейдерсько-геодезичному виробництві», «Ефективні методи й архітектури обчислювальних систем аналізу, генерації та пошуку тривимірних зображень об’єктів», «Розробка еволюційних і нейромережевих моделей, методів та програмних засобів оптимізації, діагностики й прогнозування для технічних і медичних систем», «Оптимізація шляхів вирішення проблем екології та ресурсозбереження при переробці викопного вугілля».
Швидкодійний пристрій для вимірювання
концентрації метану в рудничній атмосфері
Учені кафедри розробки родовищ корисних копалин запропонували спосіб кріплення гірничих виробок (UA, № 96816), який дозволяє стримувати утворення і розвиток навколо виробки зони зруйнованих порід за допомогою штучної активної зміни поля напруг у породах приконтурної частини масиву та наближення напруженого стану порід до природного поля напружень, а також підвищувати несівну здатність тріщинуватих природних масивів завдяки закриттю тріщин. Технологія базується на використанні спеціальних матеріалів, що саморозширюються; це забезпечує створення навколо виробки стиснутої породної оболонки, яка виконує функцію додаткового породного кріплення, що підвищує стійкість виробки і зменшує деформації контуру на 35–40%.
Спосіб охорони пластових виробок при безціликовій відробці вугільних пластів (UA, № 94327) передбачає урахування раціональних параметрів елементів охоронної споруди й геомеханіки зсувів порід навколо виробки, що дозволяє створити необхідний опір породам покрівлі та водночас перенаправити вектори зсувів порід підошви від виробки, яка охороняється, у спеціально створені компенсаційні порожнини.
Застосування способу охорони гірничих виробок сприяє стійкості пластових виробок, розширенню сфери застосування жорстких охоронних споруджень, що підвищує ефективність охорони виробок від негативного впливу гірського тиску.
Співробітники кафедри електронної техніки ДонНТУ створили швидкодіючий пристрій для вимірювання концентрації метану в рудничній атмосфері. Він функціонує переважно в умовах високої запиленості аналізованої газової суміші та може бути використаний для визначення скупчення найпоширеніших забруднювачів (СО, СО2, СН4, NO), які містяться у складі відпрацьованих газів транспортних засобів, рудничної атмосфери вугільних шахт, атмосфери промислових підприємств, енергетичних установок, а також у системах екологічного моніторингу.
Складовими пристрою є джерела випромінювання, вимірювальні кювети, детектори оптичного інфрачервоного випромінювання із підсилювачами, функціональні перетворювачі, блоки управління, індикації та реєстрації, арифметичний блок. Установка дозволяє підвищити показники метрологічної надійності вимірювачів концентрації газів при необхідних значеннях швидкодії (не більше 0,1 с) та метрологічних характеристиках (абсолютна похибка вимірювання концентрації метану — не більше 0,1 об. %). Використання розробки як стаціонарного вимірювача скупчення газів дозволить безперервно контролювати концентрацію небезпечних газів в атмосфері робочої зони підприємств в умовах підвищеної токсичності та вибухонебезпечності газових компонентів.
Розробка захищена патентами України на винахід.
На кафедрі технології машинобудування розроблено лопатку газотурбінного двигуна. Її перо спроектоване у вигляді з’єднаних між собою гребінчастого кістяка й основи лопатки. Основа деталі виготовлена з матеріалу з постійними властивостями, а стрижні гребінчастого кістяка — з функціонально орієнтованого матеріалу, який добре працює на вигин та має властивості, які змінюються по довжині стрижня. Завдяки тому, що перо лопатки зроблене з композиційними функціонально орієнтованими властивостями, є можливість створювати лопатки з кількох комбінованих матеріалів, що сприяє поліпшенню параметрів стійкості, довговічності й надійності, підвищенню опору зношування поверхні (від піщин, пилу та вулканічного попелу) і згинальним напругам.
Лопатки газотурбінного двигуна
Один із варіантів виготовлення лопатки газотурбінного двигуна здійснюється за допомогою транспортування порошкового матеріалу інертним газом на поверхню підкладки та послідовним пошаровим формуванням об’єму виробу лазерним спіканням матеріалу з наступним механічним видаленням підкладки. Порошковий матеріал одержують за допомогою попереднього змішування кількох металовмісних порошків у суміш, яка визначається фізико-механічними властивостями основи лопатки та функціональних складових стрижнів гребінчастого кістяка. Підкладка, на якій пошарово формують суміш, має можливість поздовжнього, поперечного, вертикального й обертового переміщення при формуванні готового виробу. Спосіб забезпечує зміну властивостей виробу в просторі відповідно до експлуатаційних особливостей та захищений патентом України.
Кафедра геоінформатики й геодезії створила трикоординатний вимірювальний комплекс «Візир 3D». Цей програмно-апаратний комплекс складається з електронного тахеометра і керівного комп’ютера, обмін інформацією між якими відбувається за допомогою радіозв’язку. Він дозволяє виконувати високоточний монтаж та вивірення металургійного і машинобудівного технологічного устаткування в онлайн-режимі (точність установки — 0,1 мм).
Завдяки комплексу можна порівнювати обмірювані координати з модельними для цього обладнання та визначати оптимальні коригувальні впливи, необхідні для встановлення устаткування відповідно до проекту. Така технологія забезпечує зменшення простою технологічного обладнання у три-п’ять разів та збільшення міжремонтних термінів експлуатації.
Схема багатофункціонального
бурового снаряда: 1 — гідроударник,
2 — насосний блок зворотного промивання,
3 — колонковий набір,
4 — вузол запуску гідроударника,
5 — вузол перемикання режимів буріння
Співробітники кафедри також займаються монтажем і вивірюванням великогабаритного устаткування, високоточним визначенням геометричних параметрів виробів та агрегатів (площинності, паралельності й перпендикулярності ліній та площин, дійсного радіусу кіл, параметрів циліндрів тощо), а також обертових випалювальних печей, млинів тощо без їх зупинки у процесі виробництва, побудовою внутрішньоцехових геодезичних мереж (точність визначення координат пунктів — 0,2 мм).
Науковці та спеціалісти кафедри технології і техніки геологорозвідувальних робіт розробили бурові установки УМБ-130 та УМБ-130М для експлуатації на шельфі. Вперше у світовій практиці для буріння геологорозвідувальних свердловин глибиною 6–50 м при інженерно-геологічних роботах на газових родовищах шельфу Чорного й Азовського морів було застосоване автономне бурове обладнання, яке розраховане переважно на експлуатацію з неспеціалізованих суден і допускає обмежений дрейф судна в процесі буріння свердловини.
У складі установок використовують багатофункціональні гідроударні бурові снаряди, що забезпечують комбінований режим буріння і дозволяють оперативно змінювати схему руйнування породи на вибої свердловини. Привід бурового снаряда забезпечують стандартні бурові насоси, які підтримують витрати промивної рідини не менше 450 л/хв і тиск не нижче 4 МПа. Важливим показником ефективності застосування обладнання є висока якість керна — до 90–100%. Використання установок протягом 2001–2007 рр. дозволило ДАТ «Чорноморнафтогаз» більш ніж уп’ятеро скоротити терміни і вартість виконання робіт порівняно з традиційним обертальним способом буріння стаціонарними свердловими верстатами зі спеціалізованих суден. Із 2001 р. пробурено близько 400 свердловин глибиною від 12 до 50 м і більше тисячі глибиною 6 м. Установки та бурові снаряди, які входять до їх складу, також успішно використовували під час буріння зі спеціалізованих бурових суден при проведенні інженерно-геологічних робіт на трасі трубопроводу «Джугба-Лазаревське-Сочі» (Росія, 2008 р.) і на нафтових родовищах В’єтнаму (2009). Учені Всеросійського науково-дослідного інституту геології та мінеральних ресурсів Світового океану ім. І. С. Грамберга застосовували обладнання у морі Лаптєвих (2007) і під час геологознімальних робіт у Чукотському морі (2006). Тоді вперше вдалося відібрати представницькі проби в донних відкладеннях на глибині до 12 м, що дозволило ґрунтовно уточнити будову верхньокайнозойської частини осадового чохла Чукотського моря.
Устаткування захищене 15 патентами України на винаходи і корисні моделі та патентом на винахід Російської Федерації. У 2010 р. на ХІ Міжнародному форумі «Високі технології XXI сторіччя» ця розробка була нагороджена срібною статуеткою «Святий Георгій».
Загалом наукові розробки співробітників університету захищені 4700 авторськими свідоцтвами СРСР і патентами на винаходи, з яких 690 інновацій створено разом зі студентами, 110 патентів оформлено за кордоном, 12 ліцензій продано зарубіжним компаніям. Також отримано 500 патентів України на винаходи, 100 патентів на корисні моделі, три свідоцтва на товарний знак. У народне господарство країни запроваджено 600 розробок учених ДонНТУ. Особливим досягненням науковців є шість дипломів на відкриття, одержані за кілька останніх років.
Зараз співробітники Донецької політехніки виконують великий обсяг держбюджетних науково-дослідних (фінансування складає 3 млн грн. на рік) та госпдоговірних робіт (більш 4 млн грн. на рік). Серед замовників розробок — провідні підприємства та державні установи Східного регіону України і країни в цілому, зокрема: Міністерство екології та природних ресурсів України, Інженерно-технічний центр «Сіменс Україна», Державна акціонерна холдингова компанія «Топаз», КП «Запорізький титаномагнієвий комбінат», ПАТ «Артемівський завод з обробки кольорових металів», ВАТ «Енергомашспецсталь», ВАТ «Металургійний комбінат «Азовсталь», ДГП «Південукргеологія», ЗАТ «Макіївкокс», ВАТ «Авдіївський коксохімічний завод», ВАТ «Ясиновський коксохімічний завод», ЗАТ «Донецьксталь», ДАХК «Топаз», ЗАТ «Новокраматорський машинобудівний завод», ВАТ «Автоматгірмаш ім. В. А. Антипова», ВАТ «Дондніпровуглемаш», Головне управління державної служби України, Донецька, Макіївська, Горлівська міські ради.
Вул. Артема, 58, м. Донецьк, 83001. Тел.: 0 (62) 337-17-33, факс: 0 (62) 304-12-78.
E-mail: info@dgtu.donetsk.ua
Волинський національний університет імені Лесі Українки   ]   зміст   [   Донецький фізико-технічний інститут ім. О. О. Галкіна НАН України