Рейтинг
Порталус

ЭЛЕКТРОГРАД

Дата публикации: 13 декабря 2013
Автор(ы): В.Н. БОНДАЛЕТОВ, С.Ю. САМАРСКИЙ, В.Г. БАТОВ, B.C. ЛИПАТОВ →
Публикатор: Научная библиотека Порталус
Рубрика: ТЕХНОЛОГИИ →
Источник: (c) http://portalus.ru →
Номер публикации: №1386945852

В.Н. БОНДАЛЕТОВ, С.Ю. САМАРСКИЙ, В.Г. БАТОВ, B.C. ЛИПАТОВ, (c)

История Истры началась в конце XVI в., когда здесь было несколько деревень, а в 1636 г. возникло село Воскресенское. С 1781 г. (тогда уже город Воскресенск) в нем стали развиваться ремесла: гончарное, портняжное, кузнечное, в дальнейшем - ткацкие и швейные. Современное название город получил в 1930 г. Во время Великой Отечественной войны фашисты сожгли его практически полностью, после чего он медленно возрождался. Особенно бурное развитие пришлось на 60-е годы, когда по решению правительства страны тут стали организовывать комплекс научно-исследовательских центров и опытных заводов электротехнического направления. Сейчас Истра - современный город, расположенный в живописной долине одноименной реки, в 39 км от Московской кольцевой автодороги. В нем живут более 33 тыс. человек.

Истра развивается как научно-технический центр отечественной электротехники. Основными его градообразующими предприятиями являются три "кита". Познакомим вас с каждым из них.

В декабре 1959 г. по инициативе академика А.Г. Иосифьяна(*), директора Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (ВНИИЭМ), здесь появился филиал, ставший с 1992 г. самостоятельным предприятием - НИИЭМ. Основной контингент сотрудников нового предприятия составили молодые специалисты, выпускники разных вузов страны. Сейчас тут трудятся около 2000 человек, в том числе 5 докторов и 45 кандидатов наук.

Одно из главных направлений работы института - создание метеорологических космических аппаратов. В 1969 г. при участии более 20 организаций получили первые результаты от системы "Метеор", а в 1975 г. на околоземную орбиту вышел новый спутник той же серии - "Метеор-2", полностью изготовленный в НИИЭМ. Эффективность использования в стране космической метеорологической системы составила не менее 500-700 млн. руб. в год при затратах не более 250 млн. руб. (в ценах 1990 г.). Всего было запущено 34 подобных аппарата, при средней наработке каждым свыше 200% гарантийного ресурса.

Дальнейшая разработка аппаратов этой серии привела к созданию НИИЭМом метеоспутника нового поколения "Метеор-3" (1983). Последний имел высокую точность ориентации (это важно для увеличения разрешающей способности аппаратуры), его энергетика была мощнее и надежнее. Мало того. Новый спутник вращался по более высокой круговой орбите (около 1200 км), обладал лучшим информационным комплексом и прослужил без малого три года. Установленная на нем телевизионная и инфракрасная аппаратура единовременно "просматривала" Землю и атмосферу в полосе 3100 км. Кроме того, комплекс имел приборы для измерения спектральной яркости нашей планеты и атмосферы в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах спектра, что позволяло определять высотные профили температуры в тропосфере, общее содержание озона и его вертикальное распределение в стратосфере. Наконец, система контролировала


--------------------------------------------------------------------------------
* См.: С.В. Гандилян. Опережая время. Наука в России, 1999, N 2 (прим. ред.).
--------------------------------------------------------------------------------
радиационную обстановку в околоземном космическом пространстве.

Следующий в ряду метеоспутников - "Метеор-ЗМ" - планируют запустить в середине 2000 г. Он будет оснащен самой современной аппаратурой: 4- канальным сканирующим радиометром видимого и инфракрасного диапазонов спектра; 11-канальным микроволновым радиометром зондирования океана, атмосферы и суши; спектрометрической аппаратурой температурно- влажностного зондирования атмосферы; комплексом приборов мониторинга состояния околоземного космического пространства; аппаратурой глобального мониторинга окружающей среды и климата для получения многолетних рядов однородных измерений параметров окружающей среды, компонентов радиационного баланса и т.д. Причем вся регистрируемая информация будет накапливаться и передаваться в региональные центры приема и обработки данных.

Из бортового оборудования, непосредственно разработанного институтом, следует отметить трехосную систему ориентации и угловой стабилизации, обеспечивающих точность ориентации космических аппаратов в 20 утл. мин. В качестве датчиков в ней применены приборы определения угловых скоростей на базе гироскопов, гироорбитант, трехосный измеритель магнитного поля Земли.

Особенно нужно сказать о средствах, управляющих полетом метеоспутников. Еще в 1962 г. в НИИЭМ появилась первая в мире электроракетная установка с импульсными плазменными двигателями, которую использовали в первом космическом аппарате "Омега". В дальнейшем стали выпускать электротермические электроракетные двигатели с малой тягой. Ими-то и корректировали движение ряда спутников.

Для наземных испытаний сложных электротехнических изделий в реальном масштабе времени, в том числе и космических аппаратов, в НИИЭМ создан комплекс, позволяющий контролировать параметры по заданным допускам, диагностировать неисправности систем спутников, заранее распознавать аварийные ситуации, имитировать отказы и многое другое. Кроме того, ученые института разработали серию бортовых криогенных систем для охлаждения различных регистраторов излучения на основе радиационного взаимодействия с космическим пространством и создали испытательную базу с азотными и гелиевыми теплоприемниками.

Сотрудники НИИЭМа активно участвуют в ряде международных программ по исследованию Земли из космоса. А начиналось все с аппарата "Интеркосмос- Болгария-1300" (1981), когда на "Метеоре-2" разместили болгарскую аппаратуру для комплексного исследования ионосферы и магнитосферы, прогнозирования воздействия солнечных явлений на различные стороны жизни на нашей планете. Реализация совместного советско-американского проекта "Метеор-3/Томс" позволила в глобальном масштабе наблюдать и изучать изменчивость озонового слоя. С нашей стороны в этих работах участвовали НИИЭМ и Центральная аэрологическая обсерватория Гидромета РФ, от США - Годдардовский центр космических полетов. Смонтированный ими на спутнике ультрафиолетовый спектрометр "Томе" в течение 4 лет, начиная с августа 1991 г., регистрировал интенсивность прямого солнечного излучения и излучения, рассеянного от Земли и ее атмосферы.

В 1993 г. на борту "Метеора-2" поместили микроспутник "Темисат", изготовленный фирмой "Кайзер-Треде Гмбх" (Германия) по заказу фирмы "Телеспацио" (Италия), предназначенный для регистрации и передачи данных о состоянии окружающей среды в районе Средиземного моря. После вывода основного космического аппарата на орбиту с него стартовал "Темисат" с помощью универсальной системы отделения, разработанной сотрудниками НИИЭМа. Последняя может отделять микроспутники массой 30-50 кг со скоростями 0,6-0,8 м/с. В 1994 г. на "Метеоре-3" была реализована совместная разработка России и Франции - сканирующий радиометр радиационного баланса. Его задача - изучать климат, тем самым способствуя составлению долговременного прогноза погоды. На том же спутнике была размещена высокоточная навигационная аппаратура "Праре" и отделяемый микроспутник "Тубсат" (оба - Германия). Для реализации проекта в целом использовали широкую сеть наземных станций "Праре", развернутую Европейским и Германским космическими агентствами.

В настоящее время в НИИЭМе занимаются совместными проектами с НАСА (США) по размещению на "Метеоре-ЗМ" спектрометра "Сейдж", а также микроспутников Малайзии, Марокко и Пакистана.

Кроме космической тематики, ученые НИИЭМа развивают и другие направления. В частности, здесь разработана система централизованного контроля "Скала" на базе управляющей микропроцессорной техники, применяемая на многих атомных электростанциях. Именно она позволила записать и реставрировать временной процесс разрушения реактора в Чернобыле, способствовала выработке рекомендаций повышения безопасности будущих АЭС.

Не имеет аналогов в мире созданный в институте инклиматор, применяемый на буровых скважинах для контроля их геометрических параметров.

В последние годы здесь разработаны автономная ветродизельная установка, стенд для испытаний силового привода скоростного поезда ВСМ-250, электропривод для легких транспортных средств, полупроводниковый сварочный аппарат "Темкор", серия бесконтактных датчиков тока и напряжения, электроизмерительные клещи, флюоресцентный анализатор масел, введен в строй новый универсальный роликовый стенд для испытания легковых автомобилей ВАЗ. Организовано и успешно функционирует совместное предприятие с итальянской фирмой "Гамфиор" по производству силовой преобразовательной техники.

Не забыто и здравоохранение. Предприятия страны серийно выпускают созданные в институте дозаторы лекарств ДЛВ-1, НДЛ-3, ДЛТН-1 и -2, электростимуляторы дыхания ЭСД-2П, ЭСД-2П-НЧ. Совместно с фирмой "Прайс-Даймлер" (Германия) налажено производство анализаторов глюкозы ESAT-6660. Проводится медицинская апробация аппарата коррекции дыхательной недостаточности, переносного и стационарного электростимулятора мышц, парокислородной палатки. В клиниках России и СНГ установлены более 100 тыс. приборов и свыше 100 рентгеновских аппаратов для диагностики опухолей молочной железы, сконструированных в НИИЭМе.

Много лет институт являлся головной организацией Министерства электротехнической промышленности в области технологии печатного монтажа. Здесь удалось создать новые сухие пленочные фоторезисторы, материалы для сеткографических процессов производства печатных плат, защитные паяльные маски, пропиточные и заливочные лаки и компаунды, клеи, флюсы и т.п.

Наличие развитой научно-технической базы и собственного опытного завода позволяют институту доводить все свои изделия до опытных образцов, отрабатывать технологию их производства.

Заканчивая далеко не полный обзор свершенного в НИИЭМе, скажем только, что за время его функционирования отечественными и зарубежными авторскими свидетельствами и патентами защищено более 1000 изобретений сотрудников института.

А неподалеку от него уже свыше 30 лет развивается Высоковольтный научно- исследовательский центр - ныне входящий в систему Всероссийского электротехнического института им. В.И. Ленина (ВНИЦ ВЭИ). Сейчас это крупное современное предприятие, где трудятся свыше 400 человек, среди которых 6 докторов и 34 кандидата наук. Здесь разрабатывают и внедряют новое электротехническое оборудование и наукоемкие технологии для различных отраслей народного хозяйства.

Далеко за пределами нашей Родины известны проводимые тут фундаментальные и прикладные исследования по технике высоких и сверхвысоких напряжений, импульсной электрофизике, генерации мощных импульсных электромагнитных полей в широком диапазоне параметров и ряду других направлений. Центр отличает комплексность проведения работ - от поисковых изысканий до изготовления опытных партий изделий и внедрения их в серийное производство.

Международное признание получили фундаментальные работы по изучению электрического пробоя длинных воздушных промежутков и определению критериев развития встречного лидера (движущийся канал молнии); эффективности плазмохимических процессов в стримерном(*) разряде с импульсным возбуждением.

Во ВНИЦ ВЭИ создан уникальный по параметрам, широте возможностей и исполнению комплексный высоковольтный стенд большой мощности для исследований и испытаний оборудования и объектов различного назначения к воздействию электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения(**). Это сооружение состоит из ряда функционально дополняющих друг друга установок, не представляющих экологической опасности для окружающей среды, поскольку находятся вдали от жилых массивов и объектов, чувствительных к электромагнитным излучениям. Входящие в него супервысоковольтные генератор импульсных напряжений на 9 MB, каскад трансформаторов на 3 MB и установка постоянного напряжения на 2,2 MB по своим характеристикам и комплексу решаемых задач не имеют аналогов в мире. Их используют для испытания летательных аппаратов на поражаемость молнией, а также внешней изоляции высоковольтного оборудования линий электропередачи ультравысокого напряжения и т.п.

Наличие в Центре великолепной испытательной базы позволяет осуществлять поиск, направленный на создание нового класса электротехнического оборудования, в том числе генераторов импульсов напряжения и токов для проведения специальных исследований; технологических установок для очистки поверхностей оборудования от загрязнений и нанесения высококачественных покрытий на изделия из различных материалов. Кроме того, здесь разрабатывают высокоэффективные источники питания, рассчитанные на широкий диапазон напряжений и токов, для технологических, физических, лазерных, рентгеновских и других установок; современную коммутационную аппаратуру для сетей электроснабжения, распределительных и промышленных подстанций.

Характерным примером работы первого направления служат имитаторы электромагнитных излучений типа "Орион". На них впервые в России показаны возможности формирования импульсов напряжения с амплитудой до 2 MB, длительностью фронта 0,5-1 не и импульса на спаде в несколько наносекунд.

Большое практическое значение имеет второе направление. Так, в результате теоретических исследований магнитоимпульсных и электроразрядных процессов здесь разработаны

--------------------------------------------------------------------------------
* Стримеры - узкие светящиеся разветвленные каналы, образующиеся на предпробойных стадиях искровых и коронных разрядов, например молнии (прим. ред.).

** См. статью "Теперь молнии не страшны" в этом номере журнала (прим. ред.).
--------------------------------------------------------------------------------
установки для очистки поверхностей любой формы при налипании на них сыпучих и твердых материалов, удаления накипи и твердых отложений из теплообменного и другого оборудования. Наиболее интересны из них установки типа "Зевс" и "Миус", запатентованные у нас и за рубежом. Первые нашли широкое применение для очистки теплообменного оборудования, котлов, систем водоснабжения и скважин. Принцип их действия основан на использовании высоковольтного разряда в жидкости. Максимальная длина очищаемых трубок - до 300 м при обеспечении высокого качества работы, большого срока службы установки, простоты ее обслуживания, малого энергопотребления и экологической чистоты.

В "Миусе" использован принцип индукционно-динамического воздействия на очищаемые поверхности. Эти аппараты широко применяют, скажем, для удаления налипшего сухого молока на стенки бункеров, воздуховодов в сушильных камерах, они же предотвращают налипание угля на внутренние поверхности емкостей в системе топливоподачи тепловых электростанций.

Третье направление работ Центра - обеспечение функционирования различных неординарных объектов (инжекторов, термоядерных установок и др.). Во ВНИЦ ВЭИ созданы высоковольтные электронные коммутаторы большой мощности и системы электропитания на их основе, не имеющие аналогов в мировой практике. Эти агрегаты выполнены на базе полностью управляемых электронно-лучевых вентилей(*) и предназначены для модуляции напряжения по нагрузке и защитного отключения ее при пробое. Коммутаторы (максимальное напряжение - 150 кВ, сила тока - 100 А) могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режимах. Они обладают высоким кпд (0,95- 0,97) и быстродействием (до 0,1 мкс).

В рамках международного сотрудничества на основе этих устройств эксплуатируют систему питания СВЧ-нагрева плазмы на исследовательском термоядерном реакторе в Мадриде (Испания).

А вот высоковольтные источники с электронно-лучевыми вентилями, рассчитанные на напряжение до 30 кВ и силу тока 3 А, входят в состав технологических СВЧ-установок, а также электрофильтров знакопеременного питания при промышленной очистке газа, в частности, на ТЭЦ-22 (Москва), что существенно повышает ее эффективность.

Совместно с государственным научно-производственным предприятием

--------------------------------------------------------------------------------
* Вентиль электрический (электронно-лучевой) - название электрических приборов, обладающих односторонней проводимостью: высокой - для токов одного (прямого) направления и низкой -для токов противоположного (обратного) направления (прим. ред.).
--------------------------------------------------------------------------------
"Исток" (г. Фрязино, Московская область) созданы конкурентоспособные лазерные комплексы на парах меди(*) и СО2-лазеры. Большая выходная мощность излучения, широкий диапазон ее регулирования с возможностью стабилизации режима, малый вес и габариты - основные достоинства этих устройств. Вместе с тем по выходным параметрам излучения и специфическим свойствам лазеры на парах меди - наиболее перспективны для выполнения операций транслюминальной лазерной ангиопластики, а попросту лечения атеросклероза (у них широкий видимый спектр светового излучения, большая глубина проникновения луча в ткани и др.), что и показала практика. Соответствующие установки уже прошли испытания в ряде ведущих клиник России.

Одно из основных изделий Центра, представляющее четвертое направление, - быстродействующие коммутационные аппараты - широко применяют в энергетике. Они выполнены на базе серийных вакуумных выключателей с электромагнитным приводом и оснащены индукционно-динамическим устройством управления. Это сокращает время включения резервной линии электроснабжения в случае аварии с 0,6 (как у традиционных) до 0,12 с, что обеспечивает непрерывность технологического цикла при нарушении питания.

Следует упомянуть и тренажер, позволяющий анализировать работу электрической части объектов, а также проводить обучение и переподготовку их оперативного персонала.

И наконец, третий градообразующий "кит" Истры - Инженерно- экспериментальный центр Всероссийского научно-исследовательского института электротермического оборудования (ИЭЦ ВНИИЭТО). Сейчас здесь (а основали его в 1965 г.) работает более 600 человек, среди которых 50 кандидатов наук.

Основное в его деятельности - разработка и изготовление электротермического оборудования индукционного и электродугового нагрева, а также нагрева электросопротивлением. Кроме того, здесь трудятся над средствами для их управления и автоматизации.

Одна из важнейших проблем современности - утилизация различных отходов. И Центр взялся за ее решение. С привлечением высокотемпературных электротермических процессов сконструировали уникальную технологическую линию и оборудование для уничтожения твердых бытовых, медицинских и промышленных отходов, в том числе токсичных, с получением безопасных газовых выбросов и ценных строительных материалов. Такие установки, изготовленные на истринском опытном заводе, успешно используются в Болгарии,

--------------------------------------------------------------------------------
* См.: Л. С. Гликин. Лазеры на парах металлов. - Наука в России, 1997, N 3, (прим. ред.).
--------------------------------------------------------------------------------
Германии, Израиле, Индии, Китае, Монголии, Франции, Югославии и других странах. А сейчас тут готовят к выпуску специальное оборудование для утилизации и обеспечения безопасного захоронения радиоактивных отходов.

В последние годы на этом предприятии создано оборудование для получения алмазного инструмента, а также нанесения в тлеющем разряде упрочняющих покрытий режущего инструмента, повышающих его стойкость в десятки раз.

Большой популярностью у производственников пользуется новое поколение электропечей сопротивления, "рожденное" специалистами данного предприятия. Высокие надежность и экономичность, простота обслуживания, малая инерционность, компактность, доступная цена, быстрая окупаемость - вот далеко не полный перечень преимуществ этого оборудования. Его можно применять в лабораториях, ювелирной, керамической и стекольной отраслях, в ремонтных мастерских и на крупных промышленных предприятиях.

Одним из основных методов получения высококачественных сталей и сплавов является электрошлаковый переплав. Он обеспечивает чистоту и равномерную плотность металла при направленной и замедленной кристаллизации слитка в водоохлаждаемом растворе. В ИЭЦ ВНИИЭТО этой проблемой занимаются вплотную. Специалисты отработали технологию переплава сталей, цветных металлов и сплавов в различных кристаллизаторах, а также уникальные методы изготовления биметаллических медно-стальных заготовок различных конфигураций. Соответствующее оборудование позволяет получать слитки и заготовки массой от нескольких килограммов до 3 т. Среди его заказчиков такие флагманы отечественной промышленности, как завод "Серп и Молот", НПО "Прометей" (Москва), "Большевик" и "Красный Выборжец" (Санкт-Петербург), Чебоксарский завод промышленных тракторов и многие другие.

Как уже говорилось, повышение износостойкости режущего инструмента - важная проблема. В Центре удалось активизировать физико-химические процессы, протекающие в газовой и твердой фазе при химико-термической обработке стали и сплавов. Так, был получен новый класс промышленного оборудования - установки ионного азотирования, цементации и нитроцементации. Первые из них можно использовать для упрочнения различных деталей машин, в том числе прецизионные, тяжелонагруженные, находящиеся в экстремальных условиях. А практическое отсутствие деформаций и коробления позволяет устранить из технологического процесса трудоемкую и дорогостоящую финишную шлифовку.

Благодаря этому в 1999 г. впервые в России, и именно в Истре появилась специализированная установка ЭВТ-45 для упрочнения матриц, применяемых при производстве алюминиевого профиля. В установках же ионной цементации проводят насыщение углеродом деталей машин, в том числе тяжелонагруженных шестерен (ЭВТ-25), а на агрегатах "Сверчок" и ЭВТ-110 еще и вакуумную закалку в масле.

За время существования Центра совместно с головным институтом разработано и внедрено более 500 типов плавильного оборудования для металлургических и машиностроительных заводов - дуговые сталеплавильные печи постоянного и переменного тока, ферросплавные и рудовосстановительные агрегаты различного назначения, индукционные устройства для плавки цветных и черных металлов, плазменные установки для извлечения редких металлов и получения супертонких порошков и т.д.

Практически на всех автомобильных, шарикоподшипниковых, станкостроительных заводах страны действуют технологические линии и оборудование, вышедшие из стен ИЭЦ ВНИИЭТО. Это установки для спекания и термической обработки порошковых изделий, композитных материалов и керамики и другие. Наряду с этим в Центре разрабатывают установки и оборудование для выращивания кристаллов кремния, германия, сапфиров, гранатов и др.

Одна из новинок данного предприятия - вакуумный электродуговой источник, генерирующий сепарированный поток газометаллической плазмы. В этом случае последний очищен от микрочастиц материала катода и нейтрального компонента, что позволяет при обработке поверхности изделий вводить практически в любой материал легирующие добавки в контролируемом количестве. И покрытия деталей получаются бездефектными, любого необходимого состава и структуры, в том числе и на основе композитных материалов.

Итак, мы кратко познакомили Вас с историей Истры и основной деятельностью ее главных предприятий. А что ждет город в будущем?

Решением Министерства науки и технологий РФ и Министерства топлива и энергетики РФ Истра с окрестностями определена в качестве региона для создания демонстрационной зоны энергетической эффективности и включена в международную программу "Энергетическая эффективность 2000" Европейской экономической комиссии ООН. В рамках этой программы разработан генеральный план застройки земельного участка площадью 62 га с жилыми домами, оснащенными новыми контрольно-измерительными приборами, регуляторами и системами автоматического управления, позволяющими при сниженных затратах электрической и тепловой энергии обеспечить повышенную комфортность быта. Кроме этого, в городе рождается сеть совместных предприятий (среди них можно выделить Российско-Датский институт энергоэффективности) .

Современная Истра - электроград, несмотря на нынешние экономические трудности России развивающий наиболее перспективные направления работ в государственных предприятиях и их научный потенциал и сохраняющий свое ведущее положение в электроэнергетике страны.

Опубликовано на Порталусе 13 декабря 2013 года

Новинки на Порталусе:

Сегодня в трендах top-5


Ваше мнение?



Искали что-то другое? Поиск по Порталусу:


О Порталусе Рейтинг Каталог Авторам Реклама