Мыслить

Будущим

Как политехники опережают время

erid:4CQwVszH9pWuoe1EPVY

В феврале 2024 года Санкт-Петербургскому политехническому университету Петра Великого исполнится 125 лет. Это признанный центр российской и мировой науки, в котором проводится широчайший спектр передовых исследований. Политех создает современные технологии и прорывные продукты, двигающие вперед промышленность, медицину и многие другие области нашей жизни. Вуз занимает лидирующие позиции по разработке и применению цифровых, биомедицинских, беспилотных и аддитивных технологий.

ХХI ВЕК

первый
в технологиях

Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®

Уникальное ноу-хау Инжинирингового центра СПбПУ, которое используется при создании как высокотехнологичных промышленных изделий, так и технологических и производственных процессов их изготовления. Применение технологии цифрового двойника позволяет снижать себестоимость разработки и время вывода продукта на рынок. Разработчики CML-Bench® – соавторы первого в мире ГОСТа по технологии цифровых двойников.

В 2014-2016 годах на платформе CML-Bench® был реализован первый крупный проект – «Кортеж» (проект «Единая модульная платформа», головной исполнитель – ФГУП НАМИ). Были спроектированы элементы каркасов кузовов отечественных автомобилей семейства «Аурус», а также конструктивные элементы бронирования. Новый автомобиль, вошедший в автопарк президента РФ, с первой попытки получил высший балл по пассивной безопасности на независимом полигоне. Для получения такого результата за 1,5 года на цифровой платформе были выполнены тысячи виртуальных испытаний.

Цифровой двойник морского газотурбинного двигателя и редуктора

Масштабный проект для одной из самых сложных инженерных систем в мире. Инженеры СПбПУ совместно с «ОДК-Сатурн» разработали экспериментальную технологию создания цифрового двойника МорГТД и развили подходы системного инжиниринга на основе моделей для обеспечения устойчивого развития корабельных газотурбинных двигателей и агрегатов. Цифровая модель помогает сокращать время проектирования двигателя нового поколения и его стоимость. Более того, «умный» цифровой двойник снижает затраты на изготовление опытных образцов силовых установок и сам испытательный процесс, а также позволяет управлять жизненным циклом изделия.

«Визир-М»

Безэкипажный катер для проведения гидрографических работ в автономном режиме. Для их автоматизации и цифровизации в Политехе также создали информационно-управляющую систему.

Наноспутники Space Pi

Сверхмалые аппараты для исследования космоса. В июле 2023 года СПбПУ отправил на орбиту Земли такой спутник с двигателем, годом ранее были запущены два кубсата без двигателя.

Первый российский софт для 3D-печати из металла

Еще одно изобретение политехников, востребованное промышленностью. Это программное обеспечение может применяться в металлургии, авиа- и судостроении. Исследователи Политеха также первыми в мире научились управлять механическими свойствами изделий из высокопрочной стали, напечатанными на 3D-принтере.

«Диатер-М»

Новейший комплекс для лечения онкозаболеваний, «убивающий» опухоль ультразвуком. В него входят аппарат УЗИ и ультразвук высокой интенсивности. Специалисты Центра перспективных исследований СПбПУ создали этот комплекс совместно с представителями Новосибирского приборостроительного завода и ведущих медучреждений.

Препарат для лечения болезни Альцгеймера

Эта разработка сотрудников Лаборатории молекулярной нейродегенерации показала терапевтический эффект в ходе доклинических испытаний. В результате действия препарата переставали нарушаться контакты между клетками головного мозга. Есть надежда, что открытие политехников поможет в борьбе с заболеванием, от которого страдают миллионы людей во всем мире.

Материал для остановки кровотечений

Ученые Политеха разработали его совместно с коллегами из Института высокомолекулярных соединений РАН. Он способен остановить артериальное кровотечение за 40 секунд. Биосовместимый и биоактивный материал во многом превосходит зарубежные аналоги.

Нейросеть для блокировки мошеннических транзакций

Для ее создания политехники собрали данные о банковских переводах, инициированных аферистами. Они обучили нейросеть отличать подозрительные транзакции от легитимных. Разработка позволит защитить банковских клиентов от злоумышленников.

Технология для изготовления гибких дисплеев

Это ноу-хау порадует пользователей складных смартфонов и планшетов. Созданные с ее помощью экраны из полупроводников втрое ярче и намного долговечнее популярных OLED-дисплеев.

ХХ ВЕК

первопроходцы Политеха

В начале XX века Морское министерство создало комиссию для разработки проекта подводной лодки. Среди прочих в нее вошли преподаватели Петербургского политехнического института Иван Бубнов и Михаил Беклемишев.

– «Дельфин» – так назвали первую боевую подлодку, – рассказывает директор Музея истории СПбПУ Валерий Климов. – Ее спустили на воду в 1903 году. Это была небольшая лодка, которая погружалась и всплывала. А чертежи «Дельфина» делались в главном здании Политеха, причем студентами. Дело в том, что великий конструктор Иван Бубнов довольно посредственно чертил. Поэтому он обращался с такой просьбой к студентам.

Детище Бубнова стало первой субмариной, зачисленной в ряды Российского флота. На ее основе страна стала строить другие подводные лодки. Во время войны с Японией «Дельфин» 17 дней провел в море.

Политехники внесли неоценимый вклад в создание отечественного подводного флота. Так, в 1930 году ученики Ивана Бубнова и Михаила Беклемишева Ксенофонт Руберовский и Борис Малинин спроектировали и построили первую советскую подлодку серии «Декабрист».

Она была создана 26 марта 1913 года, так что в этом году у нее тоже юбилей – 110 лет. Тогда на Кавказских Минеральных Водах ученые и энергетики под руководством ученого-электротехника Михаила Шателена впервые осуществили параллельную работу гидроэлектростанции и дизельной станции по линии электропередачи. Так появилась первая в мире энергосистема.

Имя гениального Михаила Шателена – первого профессора электротехники – неразрывно связано с Политехом. В 1901 году министр финансов Сергей Витте пригласил уже известного ученого принять участие в становлении Санкт-Петербургского политехнического института. Здесь он воплотил множество замыслов – связал теорию с практикой в обучении инженеров, открыл целый ряд лабораторий, создал общий курс электротехники и многое другое.

Открытый Шателеном принцип объединения электростанций разного типа положил начало всем будущим энергосистемам.

За этим изобретением также стоит уникальный человек – Лев Термен. В 1916 году он окончил Петербургскую консерваторию по классу виолончели и продолжил учиться на физмате императорского университета. Там он слушал лекции Абрама Иоффе, ставшего впоследствии «отцом советской физики». Физмата Термен не окончил – призвали в армию. Но от научной судьбы, к счастью, не ушел: уже после Первой мировой он снова встретился с Иоффе, который пригласил его в физико-технический институт, располагавшийся в те годы в стенах Политеха.

Термен исследовал электрические свойства газов и для этого создал установку из двух генераторов, которые меняли издаваемый звук при движении рук. Обычный физик не обратил бы на это внимания. Но Лев Сергеевич был еще и музыкантом! Он подключил к трансформаторам динамики и вскоре продемонстрировал коллегам необычную музыку. Так в стенах лаборатории родился уникальный инструмент – терменвокс, или «голос Термена».

Валерий Климов,

директор Музея истории СПбПУ

По большому счету это было не изобретение, а «побочка». Но какая! Первый концерт состоялся в Белом зале Политеха. Потом ученый и музыкант объездил со своим детищем весь мир, его выступления собирали лучшие залы культурных столиц. Публика ахала: волшебные звуки рождались словно из воздуха – легким движением рук исполнителя. Так еще в 1919 году появилась электронная музыка, а ее родоначальником стал гениальный физик.

Терменвокс используется по сей день. К примеру, его космический звук можно услышать в фантастических фильмах. Он особенно популярен в Японии. Активным популяризатором инструмента в России и за рубежом стал правнук ученого Петр Термен.

А Лев Сергеевич изобрел еще много интересного. К примеру, вы не задумывались на входе в супермаркет, кто придумал двери, которые сами открываются перед вами? Термен. Сигнализация с датчиками движения – тоже его ума дело. Он защитил диплом по «дальновидению» (телетрансляциям), применил в работе первый радиотелефон, вместе с Королевым трудился над прообразом дронов и изобретал «жучки» – подслушивающие устройства.

Одно из таких устройств вошло в историю под названием «Златоуст». В 1949 году пионеры в «Артеке» подарили посетившему их послу США большое панно из дорогих пород дерева с гербом его страны. Растроганный посол повесил подарок прямо в своем рабочем кабинете в Москве. Оно находилось там больше восьми лет. И только потом, когда панно снимали при ремонте, в нем обнаружили какую-то мембранку с проволочкой. Это был «Златоуст».

Интересный факт

Атомный проект – один из главных в истории Политеха. В нем участвовала целая плеяда талантливых ученых, инженеров, конструкторов. И практически каждый из них был связан с легендарным Абрамом Федоровичем Иоффе. Их так и называли: птенцы, или воспитанники, «папы Иоффе», потому что к каждому он относился как к родному. Ну а самым известным из руководителей этого проекта был сотрудник Ленинградского политехнического института Игорь Курчатов. Он стоял у истоков мирного использования атома в нашей стране. Первая атомная станция – Обнинская – его заслуга.

Работы по освоению энергии атомного ядра в СССР велись еще до Великой Отечественной войны. Так, в 1939 году политехники Юлий Харитон и Яков Зельдович впервые определили условия, при которых происходит цепная реакция деления атомных ядер урана. А в 1940-м Георгий Флеров и Константин Петржак открыли самопроизвольный распад этих ядер. Бывший преподаватель Политеха Николай Доллежаль создал целое семейство ядерных реакторов.

Ярким примером вовлечения инженеров в атомный проект служит судьба трижды Героя Соцтруда Николая Духова. У этого конструктора от Бога отлично получались танки. А ученым-атомщикам понадобился тот, кто облечет их мысль в форму. В 1948 году эту роль отвели Духову. И уже 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне прошли испытания первого советского заряда для атомной бомбы РДС-1.

Ученые также проводили исследования в области мирного применения атомной энергии. Их главным итогом стал пуск первой в мире АЭС в Обнинске в 1954 году. А в 1959-м был сдан в эксплуатацию первый атомный ледокол «Ленин» с реактором Доллежаля – сконструировал его Василий Неганов, тоже политехник. Аналогичным образом была создана и первая советская атомная субмарина К-3 «Ленинский комсомол» (руководитель строительства – выпускник Политеха Сергей Базилевский).

Для Политеха атомная отрасль имеет исключительное значение. Проект, в котором участвовали выдающиеся политехники, ускорил развитие самых разных областей науки – от материаловедения до вычислительной техники. Громадный научно-технический потенциал остается одной из главных особенностей атомной отрасли России. Ученые-атомщики, среди которых немало политехников, получают фундаментальные результаты мирового уровня. А наработки их предшественников помогают создавать термоядерную энергетику XXI века – чистую и безопасную.

Александр Калютик,

директор Высшей школы атомной и тепловой энергетики СПбПУ

После войны надо было восстанавливать страну, и политехники не остались в стороне. В 1948 году более 340 студентов и аспирантов ЛПИ по зову сердца отправились на строительство Алакусской ГЭС в Ленинградской области.

С этого отряда в стране началось новое студенческое движение, которому исполнилось уже 75 лет. С каждым годом оно растет, расширяется география, появляются новые направления работы.

«КВН-49» – в 1950-е годы этот телевизор был мечтой многих советских семей. Разработали его Натан Варшавский и выпускники Политеха Владимир Кенигсон и Игорь Николаевский. Новинку назвали по первым буквам фамилий создателей.

Деревянный ящик с маленьким экраном и линзой для увеличения изображения поначалу стоил 1200 рублей, а затем подешевел до 900. Но все равно это было очень дорого: средняя зарплата инженеров в то время составляла 600 рублей. Однако важна была не цена, а сам факт, что телевизор можно было купить.

Кстати, этот раритет можно и сегодня приобрести на интернет-площадках, причем во вполне рабочем состоянии. Цены – от четырех тысяч до нескольких десятков тысяч рублей.

Историческому полету Юрия Гагарина на околоземную орбиту предшествовала большая подготовительная работа, в которой принимали участие и сотрудники Политеха. В университете открылось опытно-конструкторское бюро под руководством профессора Тараса Соколова. Там создавали аппаратуру для обработки данных искусственных спутников Земли и системы управления.

Ученые Политеха внесли существенный вклад в космическую отрасль. В первую очередь это Тарас Николаевич Соколов и Евгений Иванович Юревич. Соколов разработал систему автоматического управления космическими аппаратами от взлета до посадки. Это стало серьезным достижением в развитии космической индустрии не только в нашей стране, но и во всем мире. А Юревич основал конструкторское бюро, где были разработаны системы посадки космических аппаратов на Землю.

Сергей Макаров,

Профессор Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ

Университет всегда участвовал в передовых работах, связанных с космосом. Эти технологии и сегодня в сфере его интересов. В этом году Политех запустил уже третий малый космический аппарат, который летает вокруг Земли, и вскоре планирует запустить еще два. Такие спутники исследуют околоземное пространство и саму планету. СПбПУ входит в число всероссийских лидеров по разработке малых космических аппаратов.

Сегодня политехники продолжают традиции своих предшественников – быть первыми. Отличным стимулом для развития вуза стала победа в программе «Приоритет-2030», направленной на поддержку передовых разработок. Благодаря этому университет довел десятки блестящих идей ученых до уровня, который позволяет внедрять их в экономику. Работа ведется по самым актуальным направлениям – от микроэлектроники до сенсорики. Политех по-прежнему находится на научно-технологическом фронтире – первый на пути в будущее.

над проектом работали