Из цикла рассказов Ересь МИРОЗДАНИЯ
Ересь 1. За что нашим не наши гранты дают (Часть 1)
Данный рассказ касается только области науки и техники. Будучи руководителем научно-исследовательских проектов, я решил поделиться, как и за что выделяли гранты на международном уровне 15 лет назад.
Это особенно актуально теперь, когда Министерство обороны РФ опубликовало документы, подтверждающие деятельность скрытых биолабораторий на Украине, финансируемых Западом. Так, начальник войск радиационной, химической и биологической защиты Вооружённых сил РФ Игорь Анатольевич Кириллов во время брифинга продемонстрировал документы, подтверждающие реализацию на Украине военно-биологических проектов Германии и Польши. Когда я впервые увидел по телевидению предъявленные официальным представителем МО РФ бумаги, среди которых сразу узнал и от УНТЦ, просто обомлел.
Немного предыстории, особенно для тех, кто родился после распада СССР. Ведь молодёжь любит сравнивать нынешние времена с теми, в которых не жили сами и не могли знать, чем «дышал» трудовой народ в “далёком - недалёком” прошлом.
* * *
Не устаю повторять, что это было ЕДИНОЕ МОГУЧЕЕ государство, состоявшее из 15 республик, и именовавшееся: Союз Советских Социалистических Республик, а не так, как сегодня пытаются «подменить» в сознании людей, переориентировать, переформатировать и искусственно внушить «принадлежность» исключительно к «малой родине» – непосредственно к одной из каких-то республик. Население находилось за «железным занавесом» от Запада, не чувствовало никаких границ в пределах от Калининграда до Камчатки и трудилось на благо РОДИНЫ в любом уголке необъятных просторов, независимо от «происхождения».
В разные годы в СССР была Красная, а затем Советская Армия, в свидетельство для новорожденных и в гражданский ПАСПОРТ СССР вносили данные на двух языках (если выдавался в РСФСР – на одном, общегосударственном), причём в обязательном порядке указывалась НАЦИОНАЛЬНОСТЬ, что на самом деле хоть и являлось «признаком» привязки к месту рождения, не имело особого значения.
Я, к примеру, родился в Запорожье, Украинской ССР, национальность – русский, но по достижению 16-летия получил ПАСПОРТ СССР, как гражданин Советского Союза. Поэтому, как ни крути-верти, государства Украина при моём рождении и до распада СССР просто НЕ СУЩЕСТВОВАЛО! Это факт.
Историю не перепишешь: история любит точность, как и математика. Внушить можно что угодно, только не факты. Родившись в Украинской ССР, я большую часть юности (16 лет) прожил в РСФСР, а затем вместе с родителями вернулся в Украинскую ССР и до распада страны являлся гражданином СССР. Но я никогда не сравнивал, будучи студентом, лучшими ли были условия проживания в СССР по сравнению с Российской империей (1721 – 1917), несмотря на то, что на уроках «истории», когда учились в школах и институтах, вдалбливали знания в светлые юные головы о достижениях к началу Первой мировой войны. А между прочим, территория Российской империи тогда включала Польшу и Финляндию. У меня даже мысли такой не было сравнивать, когда учился в Днепропетровском университете имени “300-летия воссоединения Украины с Россией”.
Мыслей никаких и по поводу названия университета, т.к. 300 лет назад не было ни Украины, ни России – были: Гетманщина и Русское царство. Это факт!
И Запад был другим 300 лет назад. Например, известный немецкий философ, логик, математик, механик, физик, юрист, историк, дипломат, изобретатель и языковед, основатель и первый президент Берлинской Академии наук, член Лондонского королевского общества, иностранный член Французской Академии наук Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646 – 1716) родился в Лейпциге, Саксония, а умер в Ганновере, Брауншвейг-Люнебург. В то время Саксония относилась к Курфюршеству, а Брауншвейг-Люнебург – к Германии, но обе земли входили в состав Священной Римской империи.
* * *
Я не случайно привёл имя Лейбница, жившего в одно время с Робертом Гуком (1635 – 1703), Исааком Ньютоном (1643 – 1727) и другими известными учёными XVI и XVII веков, – это даёт представление о большом отставании наук в Русском царстве от Запада. Ведь у Лейбница в учениках были братья Якоб Бернулли (1655 – 1705) и Иоганн Бернулли (1667 – 1748); Иоганн Бернулли являлся научным руководителем Леонарда Эйлера (1707 – 1783), а Эйлер работал вместе и был современником выдающегося русского учёного XVIII века Михаила Васильевича Ломоносова (1711 – 1765). Ломоносов, между прочим, родился в Русском царстве, а умер в Российской империи. Это факт.
Но перейду уже к нашим дням.
* * *
Нельзя однозначно сказать, что в Советском Союзе разработки учёных «догнали и перегнали» западные – это далеко не так. Однако отдельные из них, несомненно, стали достойными для своего времени, признанные мировым сообществом, отмеченные Нобелевскими и другими престижными премиями, а образование до начала 1990-х, считавшееся лучшим в мире, действительно давало результат по подготовке высококлассных инженеров и специалистов для развития экономики в различных отраслях народного хозяйства СССР.
Не буду перечислять всех достижений, которыми по праву гордилась вся страна, весь трудовой народ, – они хорошо известны, – в освоении космоса, развитии энергетической, авиационной и атомной промышленности. Как зарождались науки в советские времена, когда были «засекречены», а нынче раскрыты, тоже создано и показано немало документальных фильмов. Это не умоляет достоинств наших разработчиков и инженеров, развивавших военную и гражданскую технику, внося существенные коррективы в разработки, выведанные у Западных фирм. Однако, были и «перебежчики» наших учёных на Запад – «утечка мозгов», что приносило Западу научные «дивиденды». Своеобразное «соревнование» (гонка вооружения) подхлёстывало с двух сторон - благодаря разведке добывались ценные сведения по новейшим направлениям развития науки и техники: и на Западе и в СССР.
Космическая отрасль и военно-промышленный комплекс СССР точно не уступал Западу, а по некоторым видам вооружения (баллистические ракеты дальнего действия) преуспевал – наводил «шорох» в умах западных глобалистов!
Однако, в данном рассказе я не пытаюсь в чём-то убедить читателя, высказываю свою субъективную точку зрения к происходящему, что было на моей памяти, – у каждого, кто жил в те времена, имеются свои ощущения и соображения.
К тому же, надо понимать, что в каждой модели хозяйствования (буржуазной и социалистической) были и остаются как свои минусы, так и плюсы.
Последние 4 года существования СССР ощущалось, что страна «покатилась» куда-то не туда, – для предприятий ВПК была объявлена «конверсия», заказы на военную тематику резко сократились. «Перестройка» конца 80-х – начала 90-х, когда привычная плановая экономика переводилась на рыночную, отразилась на всех отраслях народного хозяйства, включая оборонную промышленность.
Помню, как начинались «разброд и шатание» в умах руководства предприятий «ЮЖМАША», к которому относился наш завод. Я в те годы работал в отделе Главного химика и возглавлял бюро теплозащитных покрытий. Осваивали новые виды продукции, в том числе станции для ветроэнергетики, троллейбусы, товары народного потребления. Со своей стороны в 1988 году предлагали производить малогабаритные вертолёты для частного использования и беспилотные системы, но руководство завода тогда нашу идею отвергло, не стало даже рассматривать.
Это теперь, спустя 30 лет, другие страны, и даже Турция, успешно изготавливают и продают «беспилотники» – беспилотные летательные аппараты.
* * *
Наступили “лихие” девяностые (1991 – 2000). Украина. Независимая страна.
После развала СССР основная масса учёных и специалистов осталась не у дел, многие покинули институты, КБ и предприятия и разбрелись кто куда. Но остался так называемый «научный потенциал», который можно и нужно использовать. Чем Запад в первую очередь и воспользовался! Интересы «молодых» государств СНГ совпали: не беспокоясь о коллективной безопасности, на волне «приватизации» предприятий и целых отраслей, учёных и исследователей новые власти Украины поначалу “бросили на произвол судьбы”; но сперва Россия (1992), и вслед за ней Украина (1993) приняли предложения Запада – «для поддержки штанов» наших учёных. В первую очередь это касалось сотрудников организаций бывшего ВПК, либо лиц, которые имели «причастность» к разработкам военной тематики.
Можно самостоятельно найти в Интернете: Международный научно-технический центр (МНТЦ) был создан в целях предотвращения эмиграции в третьи страны или продажи террористам технологий изготовления оружия массового поражения учёными из стран бывшего СССР. МНТЦ финансирует научно-технические проекты, дающие возможность этим учёным оставаться на родине и работать в областях науки и техники. В 2015 году Россия вышла из состава стран-участников МНТЦ, штаб-квартира межправительственной организации с той поры находится не в Москве, а в Нур-Султане (Казахстан).
Сегодня МНТЦ разросся, как никогда, и в его деятельности принимают участие учёные из 60 стран (сведения из Интернета).
Украинский научно-технологический центр (УНТЦ) стоит особняком, имеет те же функции, что и МНТЦ, штаб-квартира расположена в Киеве. Соглашение о создании УНТЦ было заключено в октябре 1993 и вступило в силу в июле 1994.
Я к тому времени уже оставил завод и зарегистрировал частное предприятие, занимающееся внедрением научных разработок. Долгое время даже не слышал о существовании на Украине организации УНТЦ, которая начала свою деятельность не сразу (в декабре 1995), да и финансирование осуществлялось в основном для государственных структур – НИИ, КБ, госпредприятий – в вяло текущем режиме.
Значительно позже узнал, что украинское правительство неоднократно пыталось обложить налогами межправительственную организацию УНТЦ, контролировать её деятельность, влиять на результаты принятия решений правления УНТЦ по финансированию конкретных проектов. «Страсти» окончательно улеглись к концу 1998 года, когда к Соглашению УНТЦ присоединился Европейский Союз, а также Узбекистан. Но и тогда я ещё не верил в возможность участия негосударственных предприятий – малых частных фирм, в которых работали бывшие “оборонщики”.
В данном рассказе не буду приводить пройденный путь становления и развития своей фирмы, о чём уже упоминал вскользь в предыдущих рассказах, но желание выйти с выпускаемой продукцией на международный уровень не покидало вплоть до осуществления мечты в конце 1998 года. Выработанный самостоятельный шаг оправдан ещё тем, что я не был одинок в стремлении выхода на Запад – таких же крупных, средних, мелких институтов и организаций, занимавшихся разработками новых видов продукции, научными исследованиями, внедрениями, в Украине к 2000 году было предостаточно. Вызовы того периода объединяли учёных вместе, даже из разных стран, чтоб каким-то чудесным образом «вырваться» за пределы благополучно разворовываемой страны, наладить деловые связи с иностранцами или нашими эмигрантами за рубежом. Мне хватило мытарств в своей стране, где наука, инженерно-технические работники, разработчики уникальной продукции не обеспечивались господдержкой, – многие НИИ просто закрывались, а работников отправляли в «свободное плавание». Увы, такова была действительность.
К 2000 году изменилась риторика и в УНТЦ. Видимо поняли, «научный потенциал» не то что б исчерпан – основные кадры бывших “оборонщиков” расползались, а в «поле интересов» стран-доноров (США, Канада и ЕС) оставался план – выудить-раздобыть как можно больше полезной для себя информации. Расчёт был очень прост – расширить сферу: привлечь организации, в которых трудились бывшие “оборонщики”, максимально увеличить поток вновь подаваемых к рассмотрению проектов, и наиболее ценные профинансировать (10% от запрашиваемой суммы грантов). Упростили схему подачи проектов, разрешив количество “оборонщиков” не менее 25% от общего числа задействованных учёных в проектах. То есть, уже стало возможным привлекать «научный потенциал» из организаций, не связанных с бывшим ВПК. Меня такие планы «буржуев» настораживали. Многие рисковали и подавали проекты, но среди “счастливчиков” оказывались единицы. Тем не менее, возник настоящий «бум» – массовый характер подачи проектов «на удачу», где участвовали коллективы малых и средних предприятий, объединяясь с крупными КБ, НИИ и промышленниками бывшего ВПК, в том числе из Узбекистана.
* * *
Стечение обстоятельств, о которых более подробно написал в других рассказах, вынудили меня изучить возможности финансирования международных проектов через УНТЦ. В 2003 году уже начали организовывать сеть представительств по разным регионам Украины. Помимо штаб-квартиры в Киеве появились офисы в Харькове, а затем во Львове и Днепропетровске. Стало весьма удобно получать консультации: позволяли просматривать названия подаваемых проектов, решения о финансировании, принимаемые в каждом текущем году дважды, участников (организации), которым удавалось выигрывать гранты от США, Канады и ЕС. К Соглашению УНТЦ присоединилась уже Грузия и позже Азербайджан (2003).
Соблазн был очень велик, но необходимо действовать наверняка: в отличие от других учёных, я рассчитывал выиграть грант с первой же подачи проекта!
Но нужна была такая тема проекта, на которую бы «буржуи» сразу б «клюнули».
К тому же, нужно учитывать САМУЮ БОЛЬШУЮ ЕРЕСЬ МИРОЗДАНИЯ – никогда и ни за что не понять, что у другого на уме!!
В общем, не стоило «бросаться в омут с головой», не продумав и тщательно не взвесив все риски.
Потери времени на разработку и оформление проекта на самом деле оказались колоссальные (до рассмотрения правлением УНТЦ минимум год, а то и полтора), учитывая необходимость качественного оформления всех бумаг на двух языках – украинском и английском. А в случае совместного проекта с Азербайджаном (что значительно повышало шансы получить финансирование!), – ещё прикладывался экземпляр текста на русском языке.
Выбор пал на тему, собственно, не связанную с разработками моей фирмы…
В данной части рассказа не стану приводить все перипетии, предшествовавшие принятию окончательного решения по выбранной тематике проекта – сделаю это в заключительной части. Скажу только, что мне действительно посчастливилось выиграть грант с первого раза!
Приведу краткую и полную формы проекта (без раздела «коммерциализации», который согласно требований УНТЦ входил в Проектное предложение, но при заключении контракта на выполнение научно-исследовательских работ оказался не нужен).
* * *
Название проекта 3527: Биосинтез эргономичной кислородосодержащей добавки к бензину, дизельному топливу и биотопливу.
Короткая форма.
Совместные Украино-Азербайджанские проектные предложения.
Главной целью проекта является разработка научно-технологических основ биосинтеза эргономичной кислородосодержащей добавки (КСД) к бензину, дизельному и биологическому топливу.
Ожидаемые результаты и практическое значение для Украины и других стран связаны с производством и использованием экологически чистых и экономичных двигателей внутреннего сгорания за счёт введения гидроксильного раствора как добавки к топливу (до 20% от объёма), полученного из отходов животноводства – жидкой биомассы.
В пределах проекта будут проведены анализ, моделирование и оптимизация установки для синтеза КСД. Разработана конструкторская, технологическая, нормативно-техническая документации. Изготовлена пилотная установка для получения КСД. Произведён синтез КСД для проведения научно-исследовательских работ. Проведены научно-экспериментальные исследования полученных образцов КСД, научно-экспериментальные исследования смеси КСД с бензином, дизельным топливом, биологическим топливом по определению основных физико-химических показателей, которые влияют на процессы испарения, образования смеси и сгорания, по определению фракционного состава, температуры кипения, теплотворной способности, а также сертификация образцов КCД.
В результате выполнения проекта будут реализованы следующие задачи:
- решение научно-технологической проблемы синтеза кислородосодержащей добавки к бензину, дизельному топливу и биологическому топливу;
- создание комплексной энерготехнологической модели использования кислородосодержащей добавки, которая позволит прогнозировать тенденции развития технологического процесса и выбор оптимального варианта распределения энергетических и сырьевых ресурсов, количество и параметры работы оборудования и агрегатов, которые обеспечивают наилучшее функционирование двигателей внутреннего сгорания и топливной аппаратуры автотранспорта;
- разработка модели соединения кислородосодержащей добавки с жидким топливом, расчёт материального и теплового баланса горения и выбор оптимального варианта использования кислородосодержащей добавки;
- разработка и производство пилотной установки для получения кислородосодержащей добавки из отходов животноводства, патентование пилотной установки за границей;
- анализ использования биологического топлива для соединения с кислородосодержащей добавкой, видов биологического сырья и наиболее производительных сортов растений, оптимальных для его производства;
- разработка модели использования биотоплива с кислородосодержащей добавкой как элемент оптимизации полного энергетического баланса при производстве и использовании на одном из предприятий агропромышленного комплекса Украины.
Длинная форма.
Задействованы средства.
От Азербайджана:
Помещение, инфраструктура, основное оборудование, научно-технический персонал, энергоносители, системы связи.
От Украины:
Помещение, инфраструктура, основное оборудование, научно-технический персонал, энергоносители, системы связи. Опытная лабораторная установка для получения КСД.
Для размещения пилотной установки и получения КСД для научно-исследовательских работ используется база АОЗТ "Агро-Союз" в с. Майское, Синельниковского района Днепропетровской области, вблизи с источником сырья для переработки биомассы. Монтаж пилотной установки проводится в с. Майское по субконтракту с АОЗТ "Агро-Союз" с использованием конструкторской документации, разработанной ГКБ "Южное".
Для изготовления пилотной установки для получения КСД дополнительно используется производственная база Международного научно-внедренческого Центра "Экология Планеты", г. Харьков. Изготовление пилотной установки проводится по субконтракту совместно с Малым частным предприятием "Клин-Сервис".
Для стендовых испытаний биологического топлива с кислородсодержащей добавкой в двигателе внутреннего сгорания со снятием экономичных и мощностных характеристик используется база Национального Технического Университета "Харьковский Политехнический институт" по субконтракту с Малым частным предприятием "Клин - Сервис".
Научные исследования полученных образцов КСД и смеси КСД с бензином, дизельным топливом и биотопливом и сертификация проводятся в Азербайджане на базе Частного предприятия "AZECOLAB".
Введение и обзор
Какая цель проекта?
Главной целью проекта является разработка научно-технологических основ биосинтеза эргономичной кислородосодержащей добавки (КСД) к бензину, дизельному топливу и биологическому топливу.
Какова суть проблемы?
Известно, что около 90% механической энергии, которую использует в своей деятельности человечество, производится двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Они являются основными потребителями топлива нефтяного происхождения, геологические ресурсы которого слишком ограничены. Очень остро вопросы обеспечения ДВС топливом стоят перед странами импортёрами нефти, среди которых и Украина.
Топливные кризисы последних 30 лет и рост цен на нефть и газ, и условия, которые ухудшают состояние окружающей среды, требуют необходимость разработки технологий производства новых видов жидкого топлива биологического происхождения для двигателей внутреннего сгорания.
Основным недостатком при сгорании топлива нефтяного и газового происхождения в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) при эксплуатации автотранспорта является массовый выброс в атмосферу вредных веществ, основную часть которых составляют: оксид углерода, окислы азота, свинец, сера и несгораемые углеводороды. Содержание полицикличных ароматических углеводородов в выбросах нередко в 2-3 раза превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). Кроме того, относительная безопасность бенз(а)пирена и диоксина в миллион раз выше по сравнению с СО, или в 50 тысяч раз выше окислов азота. Все это и обусловливает необходимость научных исследований, которые являются основным содержанием данного проекта.
Что делают другие люди?
В условиях энергетического кризиса особенное значение приобретают энергосберегающие технологии. Передовые страны мира делают ставку на новые технологии, позволяющие экономить топливные ресурсы. Одним из наиболее перспективных в области энергосбережения является технология создания альтернативного топлива для энергогенерирующих устройств, для этого в данном случае служат композитные топлива и эмульсии.
Преимущество такой технологии:
- использование дешёвого сырья (мазут, кубовые остатки, шлам, торф, биоиловые осадки и отходы очистных сооружений, навоз и другие отходы органики);
- утилизация отходов нефтеперерабатывающей промышленности, агропромышленного сектора, осадков очистных сооружений;
- решение экологических проблем путём очистки загрязняемых территорий и улучшения экологии при сгорании альтернативного топлива за счёт уменьшения выбросов в атмосферу.
Поэтому большую актуальность имеют научные исследования и практические действия, которые направлены на поиски эффективного альтернативного топлива для ДВС. Такие исследования по биотопливу проводятся в Украине в НИИ “МАСМА” и НИИ “Химпроект”. Кафедрой “Двигатели внутреннего сгорания” Харьковского политехнического института в течение последних десяти лет выполняются исследования в этом важном направлении. За это время сделан анализ возможностей использования в ДВС разных видов альтернативного топлива, при этом особое внимание уделяется видам топлива из возобновляемых источников сырья. Такое топливо имеет жидкое или газообразное состояние, производится из зелёной массы или семян растений. В своём большинстве это топливо значительно отличается от традиционного жидкого топлива из углеводородов по физико-химическим свойствам, которые оказывают влияние как на организацию рабочего процесса в ДВС, так и на итог технико-экономических и экологических показателей теплового двигателя.
Производство жидких топлив из биологического сырья в Украине имеет большие перспективы связанные, в первую очередь, с экономическим развитием биоэнергетики, которые складываются путём развития и внедрения технологий производства энергии из биомассы. Во-вторых, законодательные пути, связанные с достаточно проделанной государственной политикой по отношению к переработке биомассы, получению биогаза и остальным биоэнергетическим технологиям. В третьих, экологический путь, связанный с существующим сегодня достаточно мягким экологическим законодательством, что позволяет включать в экономический эффект от использования биоэнергетических технологий экологическую составляющую. Информационный путь, связанный с неограниченностью информации о биоэнергетических технологиях. Организационный путь, связанный со скоординированной политикой в отрасли развития биоэнергетических технологий. Закон Украины “Об альтернативных видах топлива”, подписанный Президентом 14.01.2000 года, стал руководством к действию. Большие надежды возлагаются на новый Указ “О мероприятиях по развитию производства топлива из биологического сырья”, подписанный Президентом 26.09.2003 года.
В мире более реальным и перспективным является использование в ДВС разных кислородосодержащих добавок, таких как этанол, к топливу или биологическому топливу, например к «биодизелю», которые существенно уменьшают количество выбросов вредных газов за счёт повышения полноты сгорания и окислительно-восстановительных реакций между компонентами газовой смеси топлива. Наиболее весомые достижения в мире в этой отрасли имеют ведущие фирмы США и Германии -“Caterpillar”, “Volkswagen”, “Mercedes-Benz”, и другие.
Анализ, который был проведен учёными и специалистами в Харьковском политехническом институте, определил, что одним из перспективных для условий Украины является альтернативное топливо, которое получают смешением жидких углеводородов и компонента рапсового масла – метилового эфира.
Примером использования этанола как альтернативное горючее является Бразилия, где в бак наибольшей части транспортных средств с искровым зажиганием заливают этот продукт переработки сахарного тростника.
В Европе биотопливо используют в основном по двум принципиальным схемам: “Французской” и “Немецкой”. В первом случае основным его потребителем является автотранспорт и автобусы, где проезд в некоторых больших городах и отдельных провинциях на обычном дизельном топливе запрещен, и штраф за превышение норм выбросов токсичных веществ превышает разницу в стоимости биодизеля и обычного дизельного топлива. Схема использования во Франции по производству этой продукции является централизованной на мощных установках (5-10 тысяч тонн в год). В немецком варианте биотопливо используется в основном сельскими производителями. Фермеры и кооперативы фермеров для его производства покупают маломощные установки (300-3000 тонн в год), сами выращивают рапс и из него производят биотопливо, которое используют в собственной технике.
Что мы собираемся делать?
В этом проекте украинские учёные и специалисты разрабатывают научно-технологическую основу биосинтеза эргономичной кислородосодержащей добавки к бензину, дизельному топливу и биотопливу из отходов животноводства, которая позволит получить наибольшую эффективность смеси при её сгорании в ДВС. При этом будет использоваться аэробный процесс переработки биомассы и насыщенность кислородом в присутствии катализатора know-how, который связывает горючие газы – сероводород и метан. Для получения КСД будет создана пилотная установка, которая позволит получать коллоидный раствор и смесь с топливом в необходимой пропорции (до 20% от объёма).
Украина выполняет: анализ, моделирование (выявляются возможности установки с учётом фактических данных, слабые места, возможности диапазона регуляции режима работы, эффективность, производительность, надёжность и т.п.) и оптимизация (минимизация энергозатрат, наивысшая производительность, минимизация длительности нестационарных процессов и вредных выбросов и др.) установки для получения кислородсодержащей добавки (КСД) к топливу. Разработку конструкторской, технологической, нормативно-технической документации. Изготовление установки для получения КСД. Синтез КСД для проведения научно-исследовательских работ. Научно-экспериментальные исследования полученных образцов КСД. Научно-экспериментальные исследования смеси КСД с бензином, дизельным топливом, биологическим топливом по определению основных физико-химических показателей, которые влияют на процессы испарения, образования смеси и сгорания (вязкость смеси КСД с топливом, кинематическая и динамическая вязкости, поверхностное натяжение и др.). Определение характеристик впрыскивания, динамики развития топливного факела, мелкость, распыленность смеси и т.д., и их влияние на организацию рабочего процесса и технико-экономические показатели двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Эргономичный анализ КСД. Математическое моделирование и разработка сквозной энерготехнологической модели производства и использования КСД, прогнозирование тенденций развития технологии получения КСД и выбор оптимального варианта конструктивного выполнения агрегатов и топливной аппаратуры, которые обеспечивают наилучшее функционирование в ДВС. На базе энерготехнологической модели – расчёты объёмов производства и использования разных видов топлива с КСД, видов биологического сырья, наиболее производительных сортов растений, оптимальных для их производства, определение возможности использования отходов животноводства агропромышленного комплекса. Проведение патентных исследований и патентование установки за границей.
Азербайджан выполняет: научно-экспериментальные исследования полученных образцов КСД и смеси КСД с бензином, дизельным топливом, биологическим топливом, определение основных физико-химических показателей, которые влияют на процессы испарения, образования смеси и сгорания (вязкость смеси КСД с топливом, кинематическая и динамическая вязкости, поверхностное натяжение и др.). Исследования смеси КСД с топливом, определение фракционного состава, температуры кипения, теплотворной способности КСД. Сертификацию полученных образцов КСД и смесей КСД с топливом.
Что нового?
Эффективное соединение топлива с химически активным окислителем – КСД, которое будет получено из отходов животноводства на пилотной установке, является отличием от подобных мировых исследований.
Продуктом переработки биомассы является коллоидный раствор белковых фракций органических соединений, который содержит в себе химически активные гидроксильные группы и повышенное содержание кислорода и вводится в топливо как эффективный окислитель.
Весь жидкий навоз собирается в лагуне, хранится и перерабатывается с помощью специальной многосекционной установки. В процессе переработки навоза происходят аэробные и анаэробные процессы, т. е. процесс разложения навоза происходит с помощью аэробных и анаэробных бактерий. Анаэробные бактерии вызывают образование специфического запаха, поскольку продуктами их жизнедеятельности является аммиак, сероводород и метан. Они образуют масляную субстанцию, что делает проходы скользкими, вызывают образование слизи в биомассе. Их эффективность может быть повышена, если поднять температуру системы до +40°С. Это возможно в закрытой системе, для чего в мировой практике используют установки для анаэробного брожения – метантанки. В нашем случае аэробные бактерии способствуют уменьшению запаха, что создает этот процесс эргономичным, которой не производит вредного действия на человека. Поскольку побочными продуктами их обменных процессов являются углекислый газ и вода, они не образуют аммиак, сероводород или метан. Аэробные бактерии работают в пять раз быстрее, чем анаэробные, при разложении органического материала, который находится в хранилищах при данной температуре в системе. Аэробные бактерии не образуют вязкого вещества, работают там, где достаточное количество кислорода.
Установкой с уникальной конструкцией, это и есть пилотная установка, воздух затягивается в биомассу, что стимулирует аэробное разложение навоза. При аэрации жидкого навоза таким образом аэробная жидкость, которая образовалась, напоминает больше всего окрашенную в шоколадно-коричневый цвет воду и не имеет запаха. В присутствии катализатора цвет вещества изменяется на белый. Введение коллоидного раствора как добавки в топливо (до 20% от общего объёма) и присутствие катализатора позволяет получить однородное по составу топливо с кислородoсодержащей добавкой. Сейчас уже разработаны экспериментальные (лабораторные) элементы образцов смеси КСД с топливом для работы в холодное время года (до –13°С) и для длительного хранения.
Кто мы?
В исполнении проекта принимают участие учёные и инженеры украинской фирмы “Клин-сервис”, специалисты в разных отраслях науки и техники, таких как биофизика, радиоэлектроника, биоэнергетика, измерительная техника, конструирование малогабаритных приводов и устройств. Также используется опыт ведущих научных работников ГКБ “Южное”, накопленный при проектировании, изготовлении и отработке создания ракетно-космической техники, и имеющие высокий уровень профессиональной подготовки в отрасли математического моделирования физических и химических процессов при разработке высокотехнологичных конструкций. Специалисты Азербайджанского частного предприятия "AZECOLAB", которые являются профессионалами в своей сфере деятельности, имеют богатый опыт разработки оригинальных методик, аппаратуры и технологии исследования, сертификации нефтехимической, химической и биологической продукции, и исследования влияния применения такой продукции на организм человека.
На протяжении трех последних лет специалисты Малого частного предприятия "Клин-Сервис" совместно с учёными Международного научно-внедренческого центра “Экология Планеты” проводили работы по форсированию процесса сгорания топлива в двигателях внутреннего сгорания, и в ходе проведенных работ синтезировали кислородсодержащую добавку к топливу из отходов животноводства в лабораторных условиях. Результаты лабораторных экспериментов ложатся в основу научных исследований в рамках этого проекта.
Другая деятельность направлена на повышение надежности и ресурса элементов двигателя внутреннего сгорания, а также связана с решением проблем утилизации отходов животноводства и человечества. В ходе выполнения этого проекта необходимо параллельно провести исследование по проекту УНТЦ № 3528 по использованию кислородосодержащей добавки как экологического компонента к топливу в двигателях внутреннего сгорания.
Это важный вопрос, который обеспечивает связь полученных результатов исследований топлива с КСД и отдельных результатов выбросов в атмосферу вредных веществ в ДВС.
Ожидаемый результат
Что будет сделано в этом проекте?
В рамках проекта будет разработана технология получения КСД, которая позволяет решить важные проблемы энергосбережения, и вносит значительный вклад в защиту окружающей среды:
- научный результат – в пределах проекта будет разработана сквозная энерготехнологическая модель производства кислородсодержащей добавки (КСД) и смеси КСД с бензином, дизельным и биологическим топливом, которая позволит прогнозировать тенденции развития технологии, его синтеза и выбор оптимального варианта конструктивного выполнения агрегатов и топливной аппаратуры, которые обеспечивают наилучшее функционирование в ДВС.
- технический результат – изготовление пилотной установки для получения КСД к бензину, дизельному топливу и биотопливу и получение с её помощью КСД.
- коммерческий результат – разработанные методические материалы и конструкторская документация могут быть использованы в практической работе разных заинтересованных организаций в разных странах. В разделе “Планирования самодостаточности” приведен пример применения проекта с одним конкретным партнером и маркетинговый план внедрения.
- Экономический результат – проведенные работы позволяют снизить расходы топлива, исключить расходы на аппаратуру для очистки выбросов.
Какие следующие шаги?
Разработка пилотной установки и получения КСД – это только первый этап осуществляемой работы. Долгосрочной научно-технологической целью проекта является разработка биологического топлива с КСД.
После завершения проекта планируется также продолжить долгосрочные отношения с одним из предприятий агропромышленного комплекса Украины по использованию дешевой биомассы и отходов животноводства и производству кислородсодержащей добавки к топливу. С одной стороны, такое производство имеет выгоду для собственного использования фермером, потому что добавка позволит уменьшить расходы горючего на 20-25%, и с другой стороны, эта продукция нужна заграничным партнёрам и будет экспортироваться в другие страны. Одним из более важных результатов может быть продажа разработанной технологии, или лицензирование инновации за границей.
Кроме фирм из США и Германии, которые почти способны на сотрудничество и отослали свои листы в УНТЦ, из заграничных государств необычный интерес также проявляет Нигерийское Федеральное Министерство Агрокультуры и Натуральных Ресурсов по взаимодействию в поставках оборудования от украинских фирм-производителей в Нигерию.
Объём работ
Какие задания будут выполнены?
Специалисты и учёные координирующей организации “Клин-сервис” и специалисты ГКБ “Южное” проведут анализ, моделирование (определяют возможности установки с учётом фактических данных, слабые места, возможности диапазона регуляции режима работы, эффективность, производительность, надежность и др.) оптимизацию (минимизация энергозатрат, наивысшая производительность, минимизация длительности нестационарных процессов и вредных выбросов и др.) установки для получения КСД к топливу. Трёхмерное инженерное моделирование пилотной установки и разработка конструкторской, технологической, нормативно-технической документации. Изготовление установки для получения КСД.
Субконтракты с МНВЦ “Экология Планеты” и АОЗТ “Агро-Союз” позволят на их базе из отходов животноводства синтезировать КСД для проведения научно-исследовательских работ. Общие действия специалистов и учёных организаций участников проекта с Украинской и Азербайджанской сторон позволят параллельно в двух странах провести научно-экспериментальные исследования полученных образцов КСД (фракционный состав, кинематическая вязкость, температура застывания, температура помутнения, температура вспышки в открытом тигле, массовая доля серы (%), плотность, кислотность, зольность, содержание механических примесей), а также научно-экспериментальные исследования смеси КСД с бензином, дизельным топливом, биологическим топливом по определению основных физико-химических показателей, которые влияют на процессы испарения, образования смеси и сгорания (вязкость смеси КСД с топливом, кинематическая и динамическая вязкости, поверхностное натяжение и др.).
Завершение проекта связано с изучением и определением характеристик впрыскивания, динамики развития топливного факела, мелкости распыленности смеси и тому подобное, и их влияние на организацию рабочего процесса и технико-экономические показатели в ДВС. Итогом работ по проекту будет эргономичный анализ КСД, математическое моделирование и разработка сквозной энерготехнологической модели производства и использования КСД, прогнозирование тенденций развития технологии получения КСД. Выбор оптимального варианта конструктивного выполнения агрегатов и топливной аппаратуры, которые обеспечивают наилучшее функционирование ДВС. Проведение патентных исследований и патентование пилотной установки за границей.
Технический подход и методология
Каким образом это будет сделано?
Методология исследований применена на принципах системного и энергетического анализов и характеризуется комплексным изучением проблемы, максимальным использованием математических методов моделирования нестационарных процессов, объединением новейших компьютерных технологий проектирования, анализа и оптимизации, и прецизионных экспериментальных методов исследований. Методология разработки научных основ сохранения ресурсов базируется на принципе доминирующего кольца и модульного (блочного) моделирования энерготехнической системы комплексного производства “биологическое топливо – кислородосодержащая добавка – двигатель внутреннего сгорания”.
Программа реализации модели проводится на базе модульной системы “ANSYS” и включает в себя несколько модулей:
“Камера сгорания” – рассчитывает образование смеси топлива, материальный и тепловой балансы горения, рассматривает камеру сгорания, как агрегат, который реализует две энерготехнологические функции: образование смеси и реакцию горения;
“Кислород” – рассматривает работу топливной системы ДВС до и после смешивания КСД с бензином, дизельным топливом и биотопливом;
“Защита” – рассчитывает влияние на рабочие системы двигателя до и после применение КСД;
“Утилизация” – описывает утилизацию продуктов сгорания;
“Полный энергетический баланс” – предусматривает конструкцию и оптимизацию баланса подачи, образования и горения топливной смеси с КСД.
Кроме самостоятельного использования для энергетики ДВС биотоплива с КСД, прорабатываемая модель может быть использована как элемент системы оптимизации полного энергетического баланса по производству и потреблению биологического топлива на предприятиях агропромышленного комплекса Украины и других стран.
* * *
Проект был реализован с марта 2006 по февраль 2008 (за 2 года).
Рис. 1 – показана общая схема разрабатываемой модели завода по производству эргономичной кислородосодержащей добавки к жидким моторным топливам.
Рис. 2 – представлена картинка из международной патентной заявки (РСТ).
Продолжение следует…