Выполнение комплексных научных программ КПИ 2014

В Киевской политехнике успешно выполняются научные работы в рамках восьми комплексных научных программ. По каждой из них получено весомые научные и научно-технические результаты, краткий обзор которых приводим ниже.

Устойчивое развитие

Основной целью этой программы является анализ процессов устойчивого развития как мира в целом, так и отдельно взятой страны или региона в контексте качества и безопасности жизни людей. Мировым центром данных по геоинформатике и устойчивому развитию (World Data Center for Geoinformatics and Sustainable Development - WDC) Международного совета по науке, который функционирует в структуре НТУУ "КПИ" с 2006г., исследованы по направлениям оценки эффективность государственной политики и государственного управления с позиций концепции устойчивого развития общества.

Сотрудниками Центра под руководством академика М.З.Згуровского построены модели оценки эколого-социально-экономических систем различного уровня (предприятий, бизнес-структур, отраслей, регионов, стран) с позиций концепции устойчивого развития, разработаны критерии и подходы к выбору соответствующих групп индексов и индикаторов, обоснованно группы глобальных и региональных угроз, влияющих на процессы устойчивого развития стран мира и регионов Украины, разработаны подходы для анализа их влияния на процессы устойчивого развития. Разработан общий подход к решению проблемы согласования данных различной природы в междисциплинарных исследованиях. Разработаны методы корректного преобразования данных с учетом особенностей их измерения (методы индивидуального линейного и нелинейного нормирования данных, биективного совмещение данных, измеренных в номинальных шкалах) и методы количественной оценки согласованности данных. Было определено рейтинг стран по индексу устойчивого развития, в котором Украина занимает 71-е место.

Энергетика и энергосбережение

Деятельность структурных подразделений университета в рамках комплексной программы "Энергетика и энергосбережение" направлена на достижение высокой энергоэффективности при оптимальном использовании всех видов энергоресурсов и минимальном негативном влиянии на окружающую среду.

Учеными ИЭЭ совместно со специалистами Института электродинамики НАН Украины решено важную научно-техническую проблему - создание принципов построения и обеспечения необходимого уровня метрологической надежности средств измерений параметров электрической энергии и автоматизированной системы учета электроэнергии (АСУЭ) с контролем показателей ее качества в условиях многократного превышения неинформативных параметров над информативными и действия нескольких групп разнородных факторов влияния в широком динамическом диапазоне. Общий экономический эффект от внедрения АСУЭ с контролем показателей качества ГП НЭК "Укрэнерго" за 2005-2012 гг. составляет более 1 млрд грн. В составе творческого коллектива исполнителей этой работы Государственной премией Украины в области науки и техники отмечено наших ученых А.В.Праховника (посмертно) и В.П.Калинчика.

Наша научная молодежь также получает результаты, достойные государственного награждения. В 2014 г. Премией Президента Украины для молодых ученых отмечена работа М.А.Щербы и Т.Ю.Антонця на тему "Создание пожаробезопасных кабелей различных классов напряжения". На основе результатов этой работы в течении 2011-2013 гг. ОАО "Южкабель" изготовлено 21,6 тыс. км отечественной импортозамещающей пожаробезопасной продукции, а экономический эффект от внедрения результатов работы составил 37,* млн.грн.

Премию Кабинета Министров Украины за участие в разработке и внедрении инновационных технологий в 2014 году присуждено декану ТЭФ проф. Е.М.Письменному и старшему научному сотруднику ТЭФ О.М.Тереху за работу "Разработка технологии и оборудования для неполного поперечного оребрения плоскоовальных труб способом контактной сварки и создание на их основе широкой номенклатуры энергосберегающих теплообменных устройств".

На основе фундаментальных исследований теплообмена и аэродинамики развитых поверхностей теплообмена учеными ТЭФ были разработаны новые высокоэффективные поверхности теплообмена - плоскоовальные трубы с неполным оребрением, не имеющие аналогов в мире и которые отличаются технологичностью, высокой интенсивностью конвективного теплообмена, практически идеальным термическим контактом между ребрами и несущей трубой и низким аэродинамическим сопротивлением. Вместе с ОКТБ Института электросварки им. Патона НАН Украины разработана технология изготовления таких труб методом контактной сварки, что не требует сложного оборудования, специальных расходных материалов и значительных затрат энергии.

Одним из важных результатов 2014 г. стала подготовка и принятие решения о целесообразности осуществления совместно с компанией "Технологии природы" проекта сооружения теплогенерирующей станции на возобновляемых источниках энергии (деревянной щепе) на территории нашего университета для обеспечения автономного теплоснабжения учебных корпусов и общежитий университета. Благодаря использованию новейших технологий по очистке отходящих газов и современного оборудования будут соблюдены европейские требования по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу.

Развитие информационного общества

Деятельность сотрудников университета в рамках комплексной программы "Развитие информационного общества" направлена на разработку и осуществление проектов в сфере информационно-коммуникационных технологий для решения социально-экономических проблем на основе информатизации всех сфер жизни, в том числе развития информационно-телекоммуникационной инфраструктуры университета.

В 2014 г. реализовывался масштабный совместный проект НАН и МОН Украины по построению общенациональной грид-инфраструктуры и широкого внедрения грид-технологий во все сферы социально-экономической деятельности общества. К национальной грид-сети входят мощные суперкомпьютерные центры НТУУ "КПИ" и КНУ им. Шевченка, связанные каналами передачи данных 10 Гбит/с между собой, и суперкомпьютеры НАН Украины других регионов Украины, объединенные в единую систему грид-кластеров.

Актуальными стали выполненные под руководством профессора А.Н. Новикова разработки ФТИ с кибернетической безопасности: система активной защиты банковских систем и программного обеспечения; автоматическое выявление, оценка и анализ уязвимостей программного обеспечения; анализ и синтез программного обеспечения для законного перехвата; программный комплекс для выявления информационных операций в электронных средствах массовой информации; программное обеспечение для выявления информационных операций в социальных сетях. С направления технической защиты информации НТЦ "Тезис" выполнено хоздоговоров на сумму 2,0 млн грн (руководитель М.И. Прокофьев).

Новые материалы и технологии

Исследования в рамках программы "Новые материалы и технологии" направлены на разработку и создание новых веществ, материалов, приборов и систем нового поколения с характеристиками, соответствующими мировому уровню, новейших технологий в различных областях науки и техники, а также модернизацию промышленных производств Украины для обеспечения устойчивого развития.

Специалистами ИФФ под руководством чл.-корр. НАНУ П.И.Лободы разработано новое поколение армированных сверхтвердых сверхпрочных композиционных материалов, которые по свойствам превышают все известные классы инструментальных материалов и позволяют изготавливать новое поколение брони высшего за шестой класс защиты, детали газотурбинных двигателей с наивысшей среди всех известных материалов рабочей температурой 1500- 1600 о С и уплотнений гидросистем высокого давления (300 атм. и более).

Профессор А.А.Фокин и доцент К.Д.Бутова (ХТФ) совместно с коллегами из Германии, США и Бельгии синтезировали и исследовали новый углеводородный гибрид, который четко проявил полупроводниковые свойства. Впервые было получено мономолекулярный углеводородный диод с геометрическими размерами около 1 нм. Молекулы этого нового материала объединяют (связывают углеродным мостиком) алмазоподобный углеводород - диамантан и фуллерен. Это открытие должно дать возможность существенно (более чем на порядок) уменьшать размеры технических устройств с диодами нового типа. Результаты этого выдающегося достижения обнародованы в ведущем научном журнале "Nature Comm.".

Чистая вода

Деятельность ученых университета по программе "Чистая вода" направлена на разработку новых реагентов, оборудования, создание новых технологических процессов для комплексных инновационных проектов в области инженерии водоочистки, что позволяет решать сложные проблемы обеспечения населения и промышленных объектов качественной водой, защиты поверхностных водоемов от загрязнения органическими и минеральными веществами, обеспечения рационального водопотребления и создания устойчивого водного менеджмента.

Работы по исследованию и разработке технологии водоочистки проводятся сотрудниками и студентами в учебно-научном центре "Чистая вода", ставший экспериментальной площадкой для всех научно-исследовательских групп, работающих над различными аспектами проблем водоочистки. Инновационной разработкой ученых этой программы является комплексная технология подготовки питьевой и технической воды.

В работе молодых ученых И.А.Гришка и А.А.Новосада на тему "Проточный кавитатор с высокой интенсивностью ультразвука для обработки жидких сред" предложены новые подходы к решению актуальной задачи безреагентного обеззараживания жидкости путем добавления в кавитирующую среду абразивного материала, что позволило в 5-6 раз повысить эффективность технологического процесса обеззараживания. Практическое применение разработанного и исследованного кавитационного оборудования обеспечило повышение эффективности технологических процессов обеззараживания воды в открытых водоемах, дезинтеграции микроорганизмов, повышение долговечности и безопасности смазочно-охлаждающих жидкостей. Эта работа удостоена Премии Президента Украины для молодых ученых. Она была представлена в штаб-квартире ООН и международной организации "Юг-Юг" в Нью-Йорке (США).

Медико-инженерная составляющая здравоохранения

Программа "Медико-инженерная составляющая здравоохранения" направлена на разработку техники, изделий и материалов медицинского назначения и связанных с ними научных, промышленных, компьютерных и медицинских технологий, является стратегическим направлением повышения стандартов жизни населения и ориентации экономики, науки и техники на развитие социальной сферы.

Учеными университета созданы технические средства бесконтактного контроля температуры мозга и сердца, которые применены при операциях в условиях искусственного кровообращения. Выполнено клиническое внедрение протоколов общего и локального термического воздействия и его не инвазивного контроля в условиях искусственного кровообращения.

Другой инновационной разработкой ученых этой программы стало разделение тканей с помощью биполярного ножа. Основными преимуществами высокочастотной сварки является отсутствие развития воспалительной инфекции в ране и отсутствие угрозы распространения инфекции из полых органов.

Космическая программа университета

Научно-техническим базисом формирования "Космической программы университета" стали результаты многолетних исследований и разработок по заказам предприятий космической отрасли, в частности КБ "Южное". Этапным достижением стала разработка и успешный запуск 19 июля 2014 первого украинского университетского наноспутника "PolyITAN-1" класса CubeSat, полностью разработанного сотрудниками и студентами НТУУ "КПИ". В частности, ученые ТЭФ использовали собственные сотопанельные углепластиковые конструкции, с которыми ученые ФЭЛ синтегрировали свои фотокремниевые преобразователи. Экспериментальная солнечная батарея обеспечивает электропитание всех электронных систем наноспутника. Каналы радиосвязи и радиоуправления создали специалисты РТФ. Вместе с радистами наземную станцию создавали специалисты ИТС. Элементы космического аппарата и наноспутник работают в жестких условиях открытого космоса. На Земле эти условия имитирует специальная термовакуумная лабораторная установка, созданная в КПИ с участием специалистов ФЕА. Установленные на наноспутнике сенсоры координат Солнца, их алгоритмическое и программное обеспечение, а также электронная плата с центральным процессором, с помощью которой осуществляется управление всеми подсистемами космического аппарата, созданные молодыми учеными ТЭФ и ФЭЛ. По результатам работы молодые ученые защитили две кандидатские и более 20 магистерских диссертаций.

По версии американского журнала "Science" создание миниатюрных спутников серии CubeSat внесены в перечень десяти наиболее выдающихся прорывных научных открытий и научно-технических достижений 2014 г. В Украине создание и запуск первого украинского наноспутника внесено в Национальный реестр рекордов.

Специалисты ИТС сопровождали работы по созданию национального спутника связи "Лыбидь", принимали участие в тестировании и анализе результатов полезной нагрузки спутника в процессе его создания в Канаде и Красноярске.

Учеными ПСФ в сотрудничестве с Казенным предприятием "Арсенал" проведено исследование методов повышения эффективности оптико-электронных систем тепловизионного типа с совершенствованием систем дистанционного зондирования Земли из космоса. Результаты работы были использованы при создании отечественного космического сканера. Некоторые материалы вошли в состав работ, за которые руководителю этой НИР В.Г.Колобродову присуждена Государственная премия Украины в области науки и техники за 2014 год.

Системы специального и двойного назначения

Деятельность по этой программе направлена на разработку и внедрение беспилотных летательных аппаратов для разведывательной, поисковой, спасательной и другой работы соответствующих служб, а также на подготовку их операторов; создание системы получения качественной питьевой воды из источников с разной степенью биологического и химического загрязнения; создание системы информационной и кибернетической безопасности современных компьютеризированных комплексов; модернизацию пожарной техники и организацию отечественного производства аварийно-спасательной техники, малогабаритных тропосферных радиорелейных систем с повышенной защищенностью; создание системы выявления попыток проникновения посторонних объектов в зону охраны и других технологий, устройств и систем специального использования.

Впервые в независимой Украине по государственному оборонному заказу в сжатые сроки (5 лет) создана уникальная крупногабаритная (16х7м) многолучевая многодиапазонная поляризационно-адаптивная антенная система специального назначения, которая уже эффективно функционирует по своему назначению. По тактико-техническим характеристикам она не уступает известным мировым аналогам, а иногда и превосходит их. Этот сугубо отечественный продукт является выдающимся достижением мирового уровня в области радиотехники, поэтому является конкурентоспособным на мировом рынке и может стать предметом экспорта Украины наукоемкой высокотехнологичной продукции специального назначения. Группа исполнителей от нашего университета - Ф.Ф.Дубровка (руководитель), М.М.Литвин, С.М.Литвин, В.М.Глушенко, В.С.Камаев - отмечена в 2014 г. Государственной премией Украины в области науки и техники.

Инф. НИЧ