Россия наращивает своё присутствие в Арктике. Этот регион богат полезными ископаемыми — от нефти до золота. Сегодня инновационные идеи лучших учёных ведущего технического вуза страны покоряют Арктику.
Надёжнее и безопаснее
Российская Арктика – это нефть, газ, медно-никелевые руды, олово, редкоземельные элементы, золото, платиноиды, вольфрам, хром, титан и многое другое, без чего невозможно эффективное промышленное и техническое развитие нашей страны.
Однако, прежде чем добыть полезные ископаемые, до них нужно добраться, а потом и вывезти их из Арктической зоны. Здесь не обойтись без атомного ледокольного флота, который способен проводить суда в самых сложных погодных условиях. Ядерные энергетические установки огромных ледоколов должны соответствовать современным требованиям: автономность, надёжность и экологичность. Учёные Института ядерной энергетики НГТУ им. Р.Е. Алексеева вместе с ведущими специалистами ОКБМ «Африкантов» с 60-х годов прошлого века участвуют в разработке реакторных установок для атомного ледокольного флота. Нижегородские учёные являются разработчиками реакторной установки РИТМ-200. Экспериментальные исследования проводились в лаборатории «Реакторная гидродинамика» опорного университета с использованием стенда по изучению смешения потоков с разной температурой в ядерном реакторе. Мощность установки 1,5 МВт, аналогов ей в России нет.
На базе этого уникального стенда ученые нижегородского политеха совместно с коллегами из РФЯЦ-ВНИИЭФа выполняют в настоящее время широкий спектр расчетных исследований с использованием отечественного программного продукта ЛОГОС, позволяющего заменить зарубежные программные коды и получить достоверные результаты моделирования, необходимые для проектирования безопасных ядерных энергоустановок.
Везде пройдёт
В Нижегородском техническом университете более 80 лет успешно работает школа разработки, проектирования и создания вездеходных машин, известная далеко за пределами России. За эти годы созданы образцы колёсной и гусеничной вездеходной техники, машины на роторно-винтовых движителях. Главные преимущества таких машин перед аналогами – высокая проходимость и способность работать в самых экстремальных климатических условиях без особого технического обслуживания. Именно такая техника и нужна для покорения Арктики и работы в условиях крайнего севера.
В 2018 году успешно завершились экспериментальные исследования вездеходного транспортного средства «РУСАК – 3993» грузоподъемностью до 3 тонн, который создали учёные НГТУ им. Р.Е. Алексеева совместно с индустриальными партнёром – Заводом механических трансмиссий (г.Богородск Нижегородской области) в рамках ФЦП «Исследования и разработки» при финансовой поддержке Минобрнауки РФ. В условиях весенней распутицы, когда зимники уже были закрыты, машина успешно прошла по маршруту: Якутск – Усть-Нера – Зырянка – Черский – Билибино – Певек (самый северный город России) – полуостров Шелакский – полярная станция Валькаркай. Протяженность пути составила порядка 4000 км. Результаты исследований подтвердили надежность этой разработки ученых Нижегородского политеха, которая прекрасно подходит для работы в жёстких условиях Арктики.
А в декабре 2019 года на форуме «Арктика: настоящее и будущее» технический университет продемонстрировал дальнейшее развитие проекта - модель вездехода РУСАК К-8 / 39941 с гибридной силовой установкой, созданного учеными опорного вуза совместно со специалистами ООО «ЗМТ».
Новая машина для Арктики имеет две силовых установки на основе двигателей внутреннего сгорания, тяговых генераторов, тяговых электродвигателей, тяговых литий-ионных аккумуляторных батарей и электромеханической трансмиссии. Для северных широт электропривод в вездеходах ранее не использовался, однако современные электромоторы имеют характеристики и массово-габаритные параметры лучше, чем традиционные ДВС, да и при низких температурах электромоторы работают лучше. А использование двух силовых установок повышает живучесть машины и экипажа в сложных природно-климатических условиях Арктики.
На базе этого вездехода нижегородскими учеными и ООО «ЗМТ» разработано целое семейство модульно унифицированных машин с колесной базой 8х8, 6х6, 4х4, имеющих колоссальную проходимость и позволяющих перевозить грузы от 1 до 3 тонн. К тому же все модификации вездеходов «РУСАК» являются амфибиями, а значит, могут передвигаться по топям, болотам, переувлажнённым грунтам, рекам и озёрам. Гибридные вездеходы «РУСАК» можно также использовать как передвижные мобильные электростанции, позволяющие отдавать внешнему потребителю 20…70 кВт электроэнергии, например, для резервного питания небольшого северного поселения или группы исследователей при выполнении геолого-разведочных работ или при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций после наводнений или снегопадов.
Вездеход «РУСАК» 8х8 уже прошел испытания на Чукотке, в Якутии, в Архангельской области. В этом году планируется проведение масштабных научных исследований на полуострове Ямал в ЯНАО. Со второй половины этого года вездеходы «РУСАК» поступят в продажу. В следующем году планируется выпуск партии из 50 машин, на которые уже поступили предварительные заказы.
Платформа будущего
В Институте транспортных систем НГТУ им. Р.Е. Алексеева на кафедре кораблестроения создаются инновационные ледокольные платформы на воздушной подушке.
«Если впереди обычного судна установить такую платформу, - поясняет ректор НГТУ им. Р. Е. Алексеева Сергей Дмитриев, - под платформой происходит изгибно-гравитационное разрушение ледяного покрова. Фактически лёд сам падает под силой тяжести. Поэтому платформу можно использовать для прохождения по северным рекам».
В 2017 году на средства мегагранта правительства РФ в техническом университете создана лаборатория композиционных и керамических материалов для арктических транспортных средств. Её возглавил ученый с мировым именем Марк Качанов.
Коллектив работает над проблемой использования новых материалов в транспортных средствах и инженерных сооружениях для работы в арктических условиях. Например, анализируется возможность замены традиционных конструкционных материалов на композиционные материалы. Также исследуется микроструктура композитов для того, чтобы повысить их рабочие характеристики в экстремальных условиях.
«Нижегородский политех - активный участник исследований и разработок по арктической тематике, - продолжает Сергей Дмитриев. - Уровень компетенций ученых НГТУ им. Р.Е. Алексеева, развитая материально-техническая база делает наш вуз одним из ведущих центров инноваций для Арктики и северных регионов России».
Экология, ремонт и прогнозирование 
На острие науки. В ННГУ создали лабораторию экстремальных световых полей