Прислала
Наталья Гребнева
Фото: Вадим Жернов/РИА Новости
Математики Пермского университета разработали новую технологию, не имеющую мировых аналогов. Ученые предлагают забивать строительные сваи в грунт при помощи артиллерийских орудий. Одним выстрелом сваю можно забить на глубину до 8 метров. Технологией уже заинтересовались китайские корпорации, а один из ее разработчиков награжден медалью «За вклад в развитие изобретательства».
Не имеющая аналогов на планете технология строительства была разработана математиками Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ). Сваи, на которых зиждятся строительные конструкции, предлагается забивать в землю с помощью артиллерийских орудий. Основанием для уникальной технологии послужила идея продлить век отживших свое военных разработок. SmartNews пообщался с учёными, реализовавшими на практике знаменитую библейскую фразу «Перековать мечи на орала».
Идея разработки строительных артиллерийских систем принадлежит ныне покойному профессору политехнического университета Михаилу Юрьевичу Цирульникову. Он был лауреатом государственной премии, главным конструктором завода им. Ленина, главным конструктором ПО «Искра». Идея зародилась еще в 90-х годах. Отмечу, что соавтором идеи была и профессор Романова, тоже представляющая Политехнический университет. Я же тогда был довольно молодым человеком, только что окончил университет, и Михаил Цирульников привлек меня к проекту в качестве математика для разработки математических моделей этих установок. Видите ли, прежде чем создать установку, ее необходимо рассчитать — набрать массу заряда, чтобы не разорвало ствол, а пушка не улетела вверх. А сама идея Цирульникова заключалась в том, чтобы забивать сваи в грунт из артиллерийских орудий.
Изначально предполагалось, что орудия в установке будут использоваться устаревшие, списанные, не состоящие на вооружении в нашей армии. Отдельно ученые учли специфику пороха. Он тоже должен быть отслужившим свое, лежащим без дела на складе. Помимо прочего, в проекте, согласно первоначальной идее, должны быть использованы списанные, отработанные бурильные трубы, непригодные к эксплуатации в народном хозяйстве. В общем, все, что, согласно правилам, необходимо было уничтожать и утилизировать, затрачивая на это огромные деньги, ученые решили повторно пустить в дело, уже в мирных целях.
В начале 1990-х Михаил Юрьевич Цирульников умер, и этими задачами стал заниматься только я, работая в Пермском классическом университете. Я разработал дополнительно целый класс новых артиллерийских орудий — строительных, их модификации, математические модели, а также доказал их эффективность. Цирульников забивал бурильные трубы и сваи на глубину до четырех метров. Моя технология позволяет забивать сваи с одного выстрела на глубину до восьми метров. Мои ученики разработали технологию и модели забивки свай с понтонов при водном строительстве и тоже на довольно большую глубину. Если Михаил Цирульников работал с одноствольными системами, то мы создали целый комплекс, и на это уже получены патенты. Мы объединили несколько стволов для забивки одной сваи, то есть разработали многоствольную строительную артиллерийскую систему, которая позволяет забивать сваю на глубину восемь, десять метров и более. Производительность труда при подобной забивке увеличивается в пять–шесть раз, по сравнению с существующими дизель-молотами, которые по полдня колотят сваю, а себестоимость снижается в три–четыре раза.
Разработки пермских учёных уже показали свою практическую эффективность. Несколько корпусов пермского вагоноремонтного завода, вышки на нефтяных месторождениях в Нефтеюганске и Нижневартовске были построены с использованием этой уникальной технологии.
Прислала
Наталья Гребнева
Нефтевартовск. Фото: Алексей Козак/ИТАР-ТАСС
Климатические особенности региона позволяют применять действующие технологии строительства только летом. Можете себе представить, как немного времени, таким образом, отводится на процесс. Мы же можем использовать свои наработки как летом, так и зимой. Прикатили эту пушечку неважно когда, забили несколько свай, а уже на них ставится станок-качалка и так далее.
Там же, в Нефтеюганске, совместно с политехническим университетом мы работали над задачей горизонтального прохода грунта. Например, идет автострада, под ней надо пробить отверстие. До 30 метров пробивали отверстие за рабочий день – восемь часов. Существующие установки пробивают такие же отверстия за три–четыре дня. Наши технологии не имеют мировых аналогов.
Разработки ученых ПГНИУ по достоинству оценили в Москве: они вызвали интерес в Федеральном агентстве по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству. Также технология была представлена во время саммита «3rd China International Piling and Deep Foundation Summit» в Шанхае. Здесь проектом заинтересовались представители китайской корпорации «Чжуо Дянь», занятой в сфере высоких технологий. Профессор Пенский провел переговоры с президентом компании Пэн Гун Цзяо о трансферте технологий. Сейчас стороны решают организационные вопросы.
Я занимаюсь чисто математическими моделями. Я описываю процессы, предлагаю принципиальные схемы новых классов и видов артиллерийских орудий с использованием сопловых блоков, многоствольные орудия и т. д. На это все получаю патенты. А потом, исходя из разработанных уравнений, оцениваю эффективность орудий и т. д.
Существуют не только положительные, но и отрицательные результаты исследований. Например, сейчас существуют частично безоткатные орудия. Они в основном применяются в США, так вот, я доказал, что применять частично безоткатные американские орудия для забивки свай неэффективно, потому что они забивают сваи на глубину, не превышающую сорока сантиметров. То есть, повторюсь, используем исключительно российские технологии и снятое вооружение. Проще говоря, все старье забираем со складов практически задаром и забиваем — вот в чем экономическая эффективность.
Сейчас пермскую технологию совершенствуют молодые ученые. В июле старший преподаватель кафедры процессов управления и информационной безопасности механико-математического факультета ПГНИУ Арсений Черников защитил кандидатскую диссертацию, посвященную применению в строительстве артиллерийских орудий уже не на грунте, а на воде. В процессе подготовки диссертации молодой ученый оформил 4 патента на свои разработки. За них и ряд других разработок Арсений Черников награжден медалью РАЕ им. А.Нобеля «За развитие изобретательства».
Вы наверняка слышали о случаях утечки газа в закрытых помещениях. Такие инциденты у нас в Прикамье часто происходили в Березниках. Порой в закрытое помещение невозможно попасть без риска для жизни. Сейчас мы подали патент на изобретение на основе мирных пушек. Новый тип снаряда пробивает стену, после чего из него вытекает дезактивирующая жидкость. Снаряд, таким образом, будет неким контейнером, а стену починить всегда можно…
Одна из моих учениц прямо сейчас пишет кандидатскую диссертацию. Патент получен, и она работает над методами расчетов многоствольных строительных артиллерийских систем. Также мы продолжаем работы над применением пороха в мирных целях. Еще пророк Исайя говорил: «Перекуют они мечи свои на орала». Вот и куем.
В целом пермские строители позитивно отнеслись к информации о разработке ученых ПГНИУ. Как отметили специалисты в разговоре со SmartNews, самое главное — это то, что науку по-прежнему интересуют отрасли знания, касающиеся непосредственно каждого из нас.
— Мы горды тем, что пермские ученые заняты разработками в такой важной сфере, как строительство. Мы считаем, что применение новых технологий в строительстве неизбежно. Россия — это страна, где научные инновации являются многовековой традицией, а строительство — это сфера, которая касается жизни каждого из нас. Если технологии пермских математиков лягут в основу очередного прорыва в нашей отрасли, это будет обозначать, что ведущие традиции сотрудничества промышленников и ученых в России не прервались.
Видео
Традиционный способ забивания свай. Видео: Pavel V
Прислала
Инна Новикова
Наши ученые молодцы, участвовать в разработках такой важной сферы, почетно. И если они совершенствуют технологию, вся Россия выйдет на уровень выше!
Прислала
Валентина Клеменко
Столько лет разрабатывали и вынашивали идею. супер. Использование артиллерийский орудий для строительства, что может быть лучше и гениальнее?
Прислала
Ольга Серкова
Очень интересная разработка, с удовольствием прочитала о непрекращающемся научном поиске пермских учёных. Отрадно, что не забыт первооткрыватель этого направления.
Хорошо, что начались переговоры с Китаем по применению новой технологии, но очень бы хотелось, чтобы это новшество активно распространялось в строительстве, в первую очередь, в нашей стране.
Валентина Клеменко
Станислав Захаркин
Инна Новикова
Эдуард Мусин
Анатолий Губарев
Серг Грес
Ольга Серкова
7 комментариев к материалу. Показать отмеченные редакциейвсе