Фундаментальнi науки та виклики сьогодення

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автор:	Наумовець, А.Г.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2008
Теми:	До 90-рiччя НАН України
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3470
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Фундаментальнi науки та виклики сьогодення / А.Г. Наумовець // Вісн. НАН України. — 2008. — № 11. — С. 10-24. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-3470
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-34702025-02-23T17:31:19Z Фундаментальнi науки та виклики сьогодення Наумовець, А.Г. До 90-рiччя НАН України 2008 Article Фундаментальнi науки та виклики сьогодення / А.Г. Наумовець // Вісн. НАН України. — 2008. — № 11. — С. 10-24. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3470 uk application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	До 90-рiччя НАН України До 90-рiччя НАН України
spellingShingle	До 90-рiччя НАН України До 90-рiччя НАН України Наумовець, А.Г. Фундаментальнi науки та виклики сьогодення
format	Article
author	Наумовець, А.Г.
author_facet	Наумовець, А.Г.
author_sort	Наумовець, А.Г.
title	Фундаментальнi науки та виклики сьогодення
title_short	Фундаментальнi науки та виклики сьогодення
title_full	Фундаментальнi науки та виклики сьогодення
title_fullStr	Фундаментальнi науки та виклики сьогодення
title_full_unstemmed	Фундаментальнi науки та виклики сьогодення
title_sort	фундаментальнi науки та виклики сьогодення
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2008
topic_facet	До 90-рiччя НАН України
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3470
citation_txt	Фундаментальнi науки та виклики сьогодення / А.Г. Наумовець // Вісн. НАН України. — 2008. — № 11. — С. 10-24. — укр.
work_keys_str_mv	AT naumovecʹag fundamentalʹninaukitaviklikisʹogodennâ
first_indexed	2025-11-24T03:19:30Z
last_indexed	2025-11-24T03:19:30Z
_version_	1849640217548423168
fulltext	10 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 ДО 90�РIЧЧЯ НАН УКРАЇНИ А. НАУМОВЕЦЬ ФУНДАМЕНТАЛЬНІ НАУКИ ТА ВИКЛИКИ СЬОГОДЕННЯ Головним рушієм прогресу в сучасному світі дедалі більше стає наука як основа розроблення і впровадження високих технологій проривного характеру. Гло- бальні виклики XXI століття і зміни в суспільно-політичному житті України останніх років гостро поставили завдання швидкого виходу нашої держави на шляхи динамічного інноваційного розвитку, що відкриє можливості повноцінної інтеграції в європейські і світові економічні та науково-технічні структури, переходу до розбудови економіки нових знань, у якій вітчизняний інтелекту- альний і науково-технічний потенціал перетвориться на справді визначаль- ний чинник економічного і соціального зростання. Це об’єктивно висуває перед Україною завдання посилення наукової кон- курентоспроможності, у забезпеченні якої найважливіша роль належить Національній академії наук як головній науковій установі держави, її про- відному інтелектуальному центру. Ідеться про суттєве піднесення ефек- тивності фундаментальних досліджень, швидке практичне впровадження їх результатів у прикладні розробки задля розвитку вітчизняної економіки, освіти, культури, державності, тобто про досягнення нового рівня взаємодії наукової, науково-технічної та інноваційної сфер. У нашому житті повсякчас виникають або вже здавна існують різноманітні склад- ні проблеми — технічні, медичні, екологіч- ні, соціальні, а також проблеми, спричинені стихійними явищами. Для їх розв’язання не © НАУМОВЕЦЬ Антон Григорович. Академік НАН України. Віце-президент НАН України (Київ). 2008. вистачає фундаментальних знань, і суспіль- ство ставить перед науковцями завдання по- шуку шляхів подолання своїх злободенних проблем. Так виникає потреба в цілеспря- мованих фундаментальних дослідженнях. Нинішній рік — ювілейний для Національної академії наук України, яка була заснована 27 листопада 1918 р. З нагоди 90-річчя Академії «Вісник НАН України» впродовж року публікував серію матеріалів, присвячених сла- ветним діячам вітчизняної науки, важливим подіям з історії її розвитку. Продовжуючи цю тему, в сьогоднішній добірці вміщуємо статті про ни- нішні здобутки українських учених і вплив наукової спадщини, історичних зв’язків і традицій на сучасну життєдіяльність академічних установ. ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 11 За час існування Академії її вчені, роз- криваючи закономірності природних і сус- пільних явищ та знаходячи практичне за- стосування отриманим результатам, зроби- ли вагомий внесок у розв’язання актуаль- них проблем промислового виробництва, енергетики, транспорту, зв’язку та інших галузей економіки нашої країни. У цій стат- ті ми розглянемо деякі сучасні наукові роз- робки, що мають важливе прикладне зна- чення. Основою розвитку нових досить чітких і точних теорій у різних галузях знань і ба- зою для їх застосування в техніці, нових технологіях, економіці є математичні мето- ди, зокрема математичне моделювання. В Інституті математики НАН України завер- шено побудову теорії збурення тороїдаль- них інваріантних многовидів динамічних систем, методи якої дозволяють досліджу- вати коливні процеси в широких класах прикладних задач, зокрема, явища прохо- дження через резонанс, різного роду бі- фуркації, методи синхронізації коливань в оптичних лазерах. Створену нашими вче- ними нелінійну теорію руху рідини в баках танкерів та нафто- і газосховищах успіш- но застосовано для розрахунків реальних об’єктів. Досліджено характеристики уста- лених рухів і стійкість неоднорідних твер- дих тіл. Результати цих досліджень вико- ристано під час розроблення нових мето- дів експериментального визначення голо- вних осей інерції суттєво неоднорідних тіл, у тому числі й тіл із великою масою. Розро- блено методи та алгоритми розв’язування задачі визначення місцезнаходження й орі- єнтації космічних апаратів за допомогою інтегрованої навігаційної системи та апара- тури супутникової радіонавігаційної систе- ми (системи GPS, яка розроблена та функ- ціонує в США, або системи ГЛОНАСС у Росії). Разом з Інститутом надтвердих матеріа- лів ім. В.М.Бакуля НАН України наші мате- матики розробили кінетичні моделі для опи- су фізико-хімічних процесів, які паралельно відбуваються при спіканні методом гарячо- го пресування алмазовмісних композитів на основі твердосплавних матриць. Це дозво- лило визначити енергетичні ба р’єри для за- родкоутворення нових фаз, дифузії і хіміч- них реакцій без проведення трудомістких експериментів і використання складного об- ладнання для дослідження молекулярної взаємодії. На основі цих моделей виготовле- но нові конкурентоспроможні на світовому ринку надтверді композиційні алмазовмісні композити нового складу, які за зносостій- кістю перевищують стандартні композити. Спечено нові алмаз но-твердосплавні плас- тини, термостійкість яких сягає 1100°С (при стандартних 650°С), що дає змогу викорис- товувати їх під час буріння твердих абразив- них порід. Учені Інституту прикладних проблем ме- ханіки і математики ім. Я.С.Підстригача НАН України та його Центру математич- ного моделювання розробили методику розв’язання системи нелінійних контурних рівнянь та розвинули спектральний метод розв’язання обернених задач математич- ної фізики. На цій основі створено і впро- ваджено в підрозділах «Укртрансгазу» ал- горитм розрахунку параметрів підземно- го сховища газу, при яких у магістральний газопровід можна подавати заданий об’єм газу. Ці алгоритми дозволяють розрахува- ти термогідравлічні параметри газоносного пласта, свердловин, шлейфово-колекторної системи, компресорної станції, газовідводу від магістрального газопроводу, об’ємів га- зосховища. Під час розв’язання прямих та обернених задач стаціонарного і нестаці- онарного руху газу в трубопроводах ство- рено комплекс програм для гідравлічного розрахунку мереж магістральних газопро- водів та компресорних станцій «Укртранс- газу». Важливим напрямом розвитку сучасної електронної техніки є створення нових за- собів відображення інформації — плоских 12 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 дисплеїв, які, порівняно з наявними при- строями, менше споживали б енергії, мали менші або більші габарити та ширшу сфе- ру застосувань, зокрема для бортових сис- тем авіа- та космічної техніки. В Інститу- ті прикладних проблем механіки і матема- тики імені Я.С.Підстригача НАН України на основі проведених фундаментальних та прикладних досліджень створено й запа- тентовано технологію вирощування за до- помогою лазера тонких шарів оксидних і нітридних матеріалів, що дають змогу ефективно використати їх для формуван- ня плоско-панельних дисплейних систем. У застосуванні таких дисплеїв зацікавлені АНТК імені Антонова, СКБ «Еротрон» й інші організації та установи. На основі рівнянь тепломасоперенесен- ня, багатовимірних рядів Вольтера, а також нейромережевих технологій отримано при- кладні результати під час розв’язання низ- ки задач моделювання дифузійних і кон- вективних процесів перенесення в неодно- рідних і багатокомпонентних середовищах, проблем розроблення моделей парогенера- торів, турбін та паропроводів надкритично- го тиску. Розроблені моделі застосовано для вдосконалення управління змін ними режи- мами роботи енергоблоків ТЕС. Зазначені розробки дозволили створити систему «ОКАПР-800» для регулювання складних технологiчних процесiв під час запуску по- тужних енергоблокiв. Систему апробовано в промислових умовах на блоках 800 МВт Вуглегiрської ДРЕС та на блоці №4 ТЕЦ-5 «Київенерго». Розроблено інформаційну си- стему оперативного контролю і керування режимами енергоблоків надкритичного тис- ку «ІУС — ОКУР», яку впроваджено в про- мислову експлуатацію на блоках 300 МВт Зуївської ТЕС «Востокенерго». Сьогодні вже нікого не дивує бурхливий розвиток інформаційних технологій. Уста- нови Відділення інформатики НАН Украї- ни успішно розвивають наукові досліджен- ня в галузі розв’язання фундаментальних і прикладних проблем інформатики, ство- рення нових інтелектуальних інформацій- них технологій, систем обчислювальних комплексів та їх численних застосувань фактично для всіх напрямів економіки й екології, обороноздатності та державної безпеки, управління й технологічного пе- редбачення, проектування зразків сучасної техніки і наукових досліджень, а також створення засобів сучасної діагностики та лікування для медичних закладів. Наприклад, фундаментальні досліджен- ня дозволили інститутам Кібернетично- го центру НАН України створити низку суперкомп’ютерних інформаційних техно- Рис. 1. Серія суперЕОМ «СКІТ» та інтелектуальна робоча станція з паралельною архітектурою «Інпар- ком». ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 13 логій та систем. Зокрема, Інститут кіберне- тики ім. В.М.Глушкова НАН України разом із Державним науково-виробничим підпри- ємством «Електронмаш» Мінпромполітики України створили і впровадили у виробни- цтво конкурентоспроможні вітчизняні ін- телектуальні робочі станції з паралельною архітектурою для розв’язування складних задач широкого спектра (Рис. 1). Результати фундаментальних і приклад- них досліджень інститутів Відділення ме- ханіки НАН України традиційно знаходять застосування в ряді галузей національної економіки України. Це, зокрема, машино- будування (у тому числі енергетичне, хі- мічне, транспортне, сільськогосподарське та ін.), ракетно-космічна та гірничодобув- на галузі України, ядерна енергетика, на- фтопереробна промисловість, виробництво спеціальної, авіаційної і морської техніки та ін. Так, на базі досліджень, виконаних в Ін- ституті геотехнічної механіки ім. М.С. По- лякова НАН України, розроблено низку нових технічних і технологічних рішень, спрямованих на вдосконалення процесів видобутку корисних копалин. Зокрема, для умов підземного розроблення створено і впроваджено нові методи й технологію комплексної дегазації вугільних пластів, методи оптимізації провітрювання підзем- них мереж, новітню технологію анкерного кріплення підземних виробок, яка дає мож- ливість блокувати негативні прояви висо- кої чутливості вкрай напружених порід до будь-яких впливів та зберегти їхню при- родну монолітність, суттєво зменшивши ви трати на кріплення гірничих виробок. В умовах відкритої розробки використову- ють створені Інститутом циклічно-по то- кову й потокову технології розроблення зруйнованих вибухом порід комплексами машин циклічної та безперервної дії. Під час перероблення корисних копалин добре зарекомендував себе параметричний ряд динамічно активних гумових сит для кла- сифікації корисних копалин, який дає мож- ливість майже в 100 разів збільшити термін служби сит. Це обладнання успішно пра- цює на багатьох вугільних, залізорудних, нерудних, металургійних і вуглезбагачуваль- Рис. 2. Комплекс гірничо-транспортного обладнання для збагачення і перероблення мінеральної сировини ко- рінних і техногенних родовищ. 14 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 них підприємствах України та за її межами (Рис. 2.). Під загальним науковим керівництвом Інституту транспортних систем і техноло- гій НАН України зусиллями науковців цьо- го Інституту та фахівців МНПК «ВЕСТА» створено нову галузь промисловості неза- лежної України — акумуляторобудівну. Чо- тири заводи, побудовані в 1995–2007 роках без залучення бюджетних коштів, вироби- ли 25 млн акумуляторних батарей на суму понад 6 млрд гривень, а також 200 тис. тонн свинцю та свинцевих сплавів на суму понад 1 млрд гривень. Суттєва частка цих коштів надійшла до Державного бюджету України. Значна частина продукції іде також на екс- порт у країни СНД та Європи. За оцінка- ми закордонних експертів, сьогодні за рів- нем технологій та устаткування, розробле- них за участю вчених Інституту, згадані заводи є одними з найкращих не тільки в Україні, але й у Європі. За участю вчених Інституту розроблено та впроваджено в се- рійне виробництво герметичні акумулятор- ні батареї, що не потребують обслуговуван- ня та перевершують сучасні аналоги за сво- їми характеристиками (величиною струму холодного прокручування, довговічністю). Розвиток мінерально-сировинної бази України та забезпечення держави запаса- ми важливої мінеральної сировини є одні- єю з нагальних проблем, над розв’язанням якої успішно працюють установи Відділен- ня наук про Землю НАН України. Зокрема, Інститут геологічних наук НАН України є розробником ряду мето- дик із проблем нарощування вуглеводне- вої ресурсної бази. Наприклад, методика струк турно-термо-атмогеохімічного дослі- дженя (СТАГД), яка передбачає викорис- тання комплексу маловитратних методів для геоекологічних досліджень, і метод структурного картування та прогнозного оцінення покладів вуглеводнів відзнача- ються високою інформативністю, експрес- ністю проведення польових і лаборатор- них досліджень, економічністю та можли- вістю прогнозного районування території робіт із виділенням еколого-небезпечних чинників і перспективних ділянок на по- шуки вуглеводнів (Рис. 3). Для підвищен- ня ефективності робіт на суходолі та в морських акваторіях розроблено й виго- товлено оригінальні термозонди та про бо- відбірники-дегазатори. Ефективність СТАГД під час пошуків вуглеводнів доведено на низці родовищ вуглеводнів і перспектив- них площ України. Наші вчені проаналізували стан ресурс- ної бази вуглеводневої сировини по регіо- нах України та світу й науково обґрунту- вали перспективи подальшого нарощуван- ня вітчизняної сировинної бази вуглевод- нів, визначили їхні нові природні джерела, закартували зони інтенсивного нафтога- зонакопичення, виділили низку пріоритет- них прогнозно-пошукових об’єктів для гео- фізичних досліджень і буріння. Рис. 3. Підвищення ефективності розробки, прогно- зування та пошуків родовищ вуглеводнів за науково- прикладними розробками Інституту геологічних наук НАН України ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 15 У процесі розв’язання проблеми раціо- нального використання природних ресур- сів створено гідрогеологічну модель «Ве- ликого Києва» з метою вивчення гідрогео- логічних умов у зоні впливу водозаборів міста та оптимізації постачання населен- ня Київської промислово-міської агломе- рації питною водою завдяки підземним во- дам високої якості. Результати досліджень створили підґрунтя для розроблення «Кон- цепції питного водопостачання м. Києва до 2020 р.», яка ввійшла до Генерального пла- ну розвитку столиці України та методи- ки обстеження еколого-геологічного ста- ну техногенно-навантажених територій. Ця концепція ґрунтується на комплексно- му виконанні польових робіт, лаборатор- них експериментів та математичного мо- делювання процесів міграції легких нафто- продуктів (авіаційного гасу) у геологічно- му середовищі. Зберігаючи здебільшого фундаменталь- ний профіль досліджень, установи Відді- лення фізики і астрономії НАН України суттєво нарощують свою активність у вико- нанні робіт, орієнтованих на конкретні по- треби держави. Зріс обсяг досліджень, про- ведених у співпраці із зарубіжними партне- рами, отримано ряд вагомих міжнародних грантів. Зокрема, в Інституті фізики НАН Украї- ни створено плазмову технологію, при- значену для холодної стерилізації медич- них інструментів, які містять термочутли- ві компоненти. Робота плазмового стерилі- затора СГР-100 базується на використанні тліючого розряду постійного струму, що за- безпечує створення щільної та високоодно- рідної плазми безпосередньо в просторі, де розміщені вироби, які стерилізують. Сте- рилізацію здійснюють хімічно активними частками та ультрафіолетовим випромінен- ням плазми газового розряду в парах вод- ного розчину перекису водню. СГР-100 за- безпечує вищу ефективність стерилізації порівняно із стандартними газовими сте- рилізаторами, а також плазмовими стери- лізаторами закордонних виробників. З метою контролю наземного руху по- вітряних суден, транспортних засобів та інших об’єктів на територіях аеропортів у Інституті радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України створено ді- ючий експериментальний зразок радіоло- каційної системи міліметрового діапазону нового типу (Рис. 4). Науковці цього ж ін- ституту також розробили сканувальний гео- радар, який дозволяє вимірювати амплі- тудну і фазову структуру сигналів, відби- тих від різних об’єктів у підповерхневому просторі, для виявлення в ґрунті на глиби- нах до 20–30 м шарів, забруднених, зокре- ма, нафтопродуктами, порожнин та інших утворень природного або антропогенного походження (Рис. 5). В Інституті електрон- Рис.4. Радіолокаційна система міліметро- вого діапазону нового типу. Рис. 5. Сканувальний георадар для вияв- лення в ґрунті на глибинах до 20—30 м шарів, порожнин та інших утворень при- родного або антропогенного походження. 16 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 ної фізики НАН України розроблено фі зи- ко-хімічні основи й технології одержання перспективних для використання в пристро- ях функціональної електроніки макроско- пічних і мезоскопічних кристалів, плівок та склоподібних матеріалів. Зокрема, вироще- но високоякісні монокристали парателу- риту для виготовлення акустооптичних мо- дуляторів, дефлекторів і фільтрів, спектро- аналізаторів тощо. В Інституті фізики НАН України разом із співробітниками Інституту колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України створено портативну лабораторію «АкваТест» на базі спектрометричного сен- сорного аналізатора якості води (Рис. 6). Вона призначена для визначення найпоши- реніших та характерних для поверхневих і підземних вод хімічних забруднень (до 30 компонентів), що наявні у вихідній воді, та контролю їх в очищеній воді. Така порта- тивна лабораторія дає можливість прово- дити аналіз води в польових умовах для ви- явлення мікрокількостей компонентів не- органічного та органічного походження, для яких установлено гігієнічні нормативи. У цій лабораторії раціонально поєднується її невисока вартість із широкими функціо- нальними можливостями. Методики аналі- зу, застосовані в ній, забезпечують просто- ту, зручність, експресність та гарантують екологічну безпеку проведення аналізу на місці відбору проб. Питання розвитку енергетики та енерго- ощадних техноголій одне з найактуальні- ших і найважливіших для будь-якої країни. Комплексний підхід до вирішення окремих аспектів цього питання, запропонований Інститутом загальної енергетики НАН Ук- раїни, дозволив створити основи теорії і ма тематичні засоби прогнозування та управ- ління розвитком енергетики. Протягом 1990—2008 рр. вчені інституту вперше в Україні розробили теоретичні засади та систему математичних моделей для про- гнозування розвитку паливно-енер гетич- но го комплексу (ПЕК) і його галузевих систем, які, на відміну від зарубіжних, за- безпечують безпосереднє врахування впли- ву механізмів ринкового регулювання та екологічних обмежень і вимог на форму- вання варіантів розвитку ПЕК. Системи математичних моделей та програмно-ін- фор маційні комплекси, створені на базі цих досліджень, широко використовували під час розроблення загальнодержавних енер- гетичних проектів (Комплексна державна програма енергозбереження (1996 р.), Енер - гетична стратегія України на період до 2030 року (2001—2006 рр.) та ін.). Рис. 6. Портативна лабораторія «АКВАТЕСТ» на базі спектрометричного сенсорного аналізатора якості води. ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 17 Основи теорії синтезу структур електро- енергетичної системи та системи тепло - з абезпечення з глибокими взаємними зво- ротними зв’язками, розроблені вченими ін- ституту, використані під час створення принципово нової структури системи авто- матичного регулювання частоти і потуж- ності (АРЧП) в ОЕС України для забезпе- чення її інтеграції до енергосистеми UCTE (2005–2008 рр.). Напрацьовані матеріали було передано в Кабінет Міністрів Украї- ни (2005 рік) та в Мінпаливенерго Украї- ни (2007 рік) і схвалено до реалізації. Упровадження запропонованої структури АРЧП значно зменшує необхідні капіта- ловкладення й час, необхідний для її побу- дови з економічним ефектом обсягом 19,5 млрд грн на період до 2015 року та 27,5 млрд грн на період до 2030 року. Комплексні фундаментальні досліджен- ня електрофізичних процесів у сучасній модифікованій полімерній ізоляції високо- вольтних кабелів, проведені Інститутом електродинаміки НАН України, стали основою для впровадження у вітчизняну промисловість технологій перероблення щеплених полімерів із використанням на- самперед вітчизняної сировинної бази. Це дозволило вперше в Україні та в країнах СНД створити зразки екологічно-без печ- ної високовольтної кабельно-про від ни кової про дукції, яку успішно використовують нині в Україні та експортують до країн близького й далекого зарубіжжя. Крім того, це дало поштовх використанню первинних кремнійорганічних сполук та хімічно моди- фікованого поліетилену на підприємствах хімічної галузі України, а також розроблен- ню відповідної нормативно-технічної доку- ментації для електроенергетики, транспор- ту, зв’язку. Впровадження отриманих ре- зультатів на ЗАТ «Завод Південкабель» (м. Харків) дало можливість створити кабельно-провідникову продукцію з показ- никами, що відповідають світовому рівню (Рис. 7). Досягнутий економічний ефект від упровадження в Україні високовольтної кабельно-провідникової продукції за 2003– 2007 роки становить 495 млн грн. Співро- бітникам Інституту електродинаміки НАН України разом із працівниками ЗАТ «Завод Південкабель» 2007 року присуджено Дер- жавну премію України в галузі науки і тех- ніки за розроблення та впровадження в се- рійне виробництво вітчизняної високо- вольтної кабельно-про від никової продукції на напругу до 110 кВ, що гарантує підви- щення надійності й безпеки систем елек- тропостачання. Унаслідок того що більшість електро- станцій нашої країни вже вичерпали свій ресурс, гостро стоїть питання забезпечен- ня їхньої безперебійної роботи та уник- нення непередбачуваних ситуацій. Інсти- тут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в результаті ви- конання фундаментальної теми «Розвиток теоретичних та експериментальних мето- дів діагностування, оцінення вібраційного і термонапруженого станів та залишкового ресурсу енергомашин» створив автомати- зовану систему безперервного моніторингу й діагностики вібраційного стану агрегатів Рис. 7. Лінія виготовлення кабелів з полімерною ізо- ляцією на напругу до 110 кВ на ЗАТ «Завод Південка- бель» (м. Харків). 18 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 енергоустаткування ТЕЦ, ТЕС, АЕС. Ви- користання цієї системи дозволяє уникати аварійних і вимушених зупинок для лікві- дації дефектів енергоблоку, що виникають під час пусконалагоджувальних робіт та експлуатації; своєчасно виявляти розвиток тріщин й уникати непередбачуваних ситу- ацій при змінних і стаціонарних режимах. Вартість створеної нашими вченими сис- теми більш ніж у вісім разів менша за вар- тість закордонних аналогів. Економічний ефект від її впровадження становить май- же 13 млн грн. Систему вже впроваджено на Київській ТЕЦ-5, Харківській ТЕЦ-5 та Запорізькій ТЕС. Не залишаються поза увагою наших уче- них і питання комунальної енергетики. Так, Інститут технічної теплофізики НАН Укра- їни здійснив системний аналіз стану кому- нальної теплоенергетики України, розгля- нувши заходи щодо її комплексної модер- нізації, оцінивши економію природного газу та зменшення обсягів викидів шкідли- вих речовин у результаті здійснення цих заходів. На звернення органів державної влади Донецької області на основі узагаль- нення наукових досліджень і наявних чис- ленних упроваджень розроблено регіональ- ну програму «Реабілітація і модернізація ко- мунальної теплоенергетики Донецької обл.». Її реалізація дала змогу під приємству ОКП «Донецьктеплокомуненерго» зекономити 32– 34% споживаного обсягу природного газу та поліпшити стан довкілля. Вирішенням проблемних питань, спрямо- ваних на безпечне функціонування й розви- ток ядерно-енергетичного комплексу Украї- ни, опікуються установи Відділення ядерної фізики та енергетики НАН України. Енергетичною стратегією України до 2030 року передбачено створення заводу з виробництва тепловидільних збірок для потреб вітчизняного ядерно-паливного ци- клу. Фахівці Національного наукового цен- тру «Харківський фізико-технічний інсти- тут» НАН України, Фізико-технологічного інституту металів та сплавів НАН Украї- ни за участю спеціалістів Державного нау- ково-виробничого підприємства «Цирко- ній» на основі комплексних досліджень розробили оптимальну технологічну схему промислового виробництва зливків сплаву Zr1Nb, з яких виготовлятимуть трубні за- готовки для тепловидільних елементів та збірок (Рис. 8). Зливки відповідають ви- могам ТУ на сплав Е-110 російського ви- робництва, що дозволяє використовувати власну технологію та цирконієву сировину для забезпечення роботи атомних електро- станцій країни. На Південноукраїнській (ПУ) АЕС за розробками та з участю фахівців Націо- нального наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» НАН Украї- ни впроваджено в робочий процес контро- лю теплообмінних труб парогенераторів «Атлас експлуатаційних дефектів» (Рис. 9) та створені на його основі «Методологіч- ні таблиці відповідності даних». Виконано комплекс робіт із упровадження нових не- руйнівних методів діагностичного контро- лю металу обладнання та трубопроводів на енергоблоках ПУ АЕС. За допомогою маг- нітних методів визначено найбільш напру- жені місця в корпусі реактора енергоблоку № 2 ПУ АЕС. Актуальним завданням для ядерної енер- гетики України є продовження терміну екс- плуатації енергоблоків понад проектний. Рис. 8. Трубні заготовки та труби, виготовлені зі сплаву Zr1Nb ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 19 Найважливіше у розв’язанні цієї проб ле- ми — впровадження в практику експлуата- ції АЕС програми керування терміном служ- би устаткування енергоблоку, заміна якого технічно неможлива. До такого устаткуван- ня належить насамперед корпус реактора. Для забезпечення контролю поточного стану корпусу реактора, оцінення допусти- мого терміну його експлуатації в Інституті ядерних досліджень НАН України на осно- ві багаторічних фундаментальних дослі- джень у галузі радіаційного матеріалознав- ства, радіаційної фізики розроблено систе- му моніторингу радіаційного навантаження корпусу реактора типу ВВЕР-1000. Вона включає програмний комплекс, призна- чений для розрахунків функціоналів ней- тронного потоку, та спеціальне устаткуван- ня, що дозволяє виконувати дозиметричні вимірювання поблизу зовнішньої поверхні корпусу реактора активного енергоблоку. Cистему впроваджено на енергоблоках № 1, 2 Хмельницької, № 3, 4 Рівненської, № 1, 2, 3 Південноукраїнської, № 3, 4, 6 За- порізької АЕС. Досвід експлуатації систе- ми моніторингу радіаційного навантажен- ня корпусів реакторів показав, що вона до- зволяє одержати дані, необхідні для реалі- зації програми керування терміном служби корпусу реактора. Вивчення наслідків Чорнобильської ката- строфи та відвернення негативних проявів дії радіації на людський організм і навко- лишнє середовище активізувало науково- дослідні роботи в галузі взаємодії радіації з речовиною, динамічного аналізу стаціо- нарних і нестаціонарних радіаційних полів. Проведені теоретичні дослідження взаємо- дії іонізуючого випромінювання з твердими тілами в просторово-часовому вимірі дозво- лили виявити нові закономірності та ство- рити на цих засадах принципо нові методи й системи аналізу радіаційних полів. Виконуючи Національну програму лік- відації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС НДДКР «Прилади радіаційного кон- т ролю», Інститут геохімії навколишньо- го середовища НАН України та МНС України розробили методики й побудува- ли технічні засоби, які знайшли широке практичне застосування: аеро гам ма спект- ро метричний комплекс «АСПЕК-1» (його використовували для дистанційного радіа- ційного контролю зони відчуження Чор- нобильської АЕС (ЧАЕС)); пересувна ра- діологічна лабораторія з апаратно-про- грамним комплексом спектрометрії вну- трішнього гамма-випромінювання людини типу «Скринер» (ПРС застосовують для дозової паспортизації постраждалих уна- слідок аварії на ЧАЕС); ПРС «Вектор» (її використовували під час контролю радіа- ційної безпеки умов розташування та ді- яльності миротворчого підрозділу Украї- ни в Косово в складі сил KFOR (2000– 2003 рр.), ліквідації наслідків надзвичай- ної радіаційної ситуації в Артемівську (2000 р.), радіоекологічної експертизи полі- гонів Міноборони України (1998–2006 рр.); у навчаннях за програмою робіт Міжна- родної інспекції ДВЗЯВ (Казахстан, Се- мипалатинськ, 2005 р.)). Під час виконання Комплексної програ- ми НАН України «Проблеми ресурсу і без- пеки експлуатації конструкцій, споруд та машин» створено типовий пілотний мо- Рис. 9. «Атлас експлуатаційних дефектів» 20 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 дуль виявлення та ідентифікації, контро- лю й запобігання несанкціонованому роз- повсюдженню ядерно-радіаційних матеріа- лів — «модуль ТМР», який упроваджено на ПУ АЕС для радіаційного моніторингу. У результаті виконання науково-тех ніч- них проектів розроблено нову адаптивну інтегровану систему радіаційного контр- олю для виявлення передаварійних ста- нів у технологічних систем АЕС, автомати- зований багатофункціональний комплекс експрес-аналізу тритію, розподільну інте- гровану автоматизовану систему контролю та спостереження за ядерно-радіаційними матеріалами, радіоактивними відходами та джерелами іонізуючого випромінювання на об’єктах ядерно-паливного циклу. Упровадження результатів роботи за- свідчено відповідними актами, а техніч- ні рішення захищені патентами України, їх широко застосовують для розв’язання практичних завдань у системах цивільно- го захисту, ядерної та радіаційної безпеки, нерозповсюдження ядерних і радіоактив- них матеріалів, джерел іонізуючого випро- мінювання на національному та міжнарод- ному рівнях. Результати фундаментальних досліджень, спрямованих на вирішення питань ресур- созаощадження, створення новітніх мате- ріалів із наперед заданими властивостями, нових монокристалічних матеріалів зна- ходять прикладне застосування, їх успіш- но та плідно впроваджують установи Від- ділення фізико-технічних проблем мате- ріалознавства. Науковці Відділення ство- рили унікальні конструкції, устаткування, матеріали, технології, широке впроваджен- ня яких мало великий вплив на технічний прогрес у багатьох галузях промисловос- ті, зокрема в таких, як машинобудування, суднобудування, ракетно-космічний комп- лекс, авіабудування, енергетика, гірничо- промисловий комплекс, металургія, хіміч- не виробництво, нафто-газотранспортні системи, будівельна індустрія тощо. Де- тальніше ознайомитися з досягненнями вчених-матеріалознавців можна буде в окре- мих стат тях, присвячених досягненням ін- ститутів цього Відділення. На розв’язання проблеми охорони здо- ров’я спрямовано, прямо чи опосередкова- но, багато робіт установ академії. Однією з них є робота зі створення технології зварю- вання живих тканин, виконана Інститутом електрозварювання разом із медичними установами (Рис. 10). Вона є результатом глибоких фундаментальних досліджень впливу електричного струму на живі тка- нини. Завдання надзвичайно відповідальне і складне. Адже, з одного боку, треба забез- печити міцність цього безниткового шва, а з другого — не допустити опіків чи навіть Рис. 10. Зварювання живих тканин у Науково-до- слідному інституті хірургії й трансплантології АМН України та установка зварювання живих тканин. ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 21 спалювання тканини. Завдяки застосуван- ню комп’ютерних технологій цю пробле- му успішно розв’язано. За допомогою цьо- го прогресивного методу вже виконано по- над тридцять тисяч операцій, а його автори вдостоєні Державної премії України. В установах Відділення біохімії, фізіо- логії і молекулярної біології НАН Украї- ни проводять важливі фундаментальні до- слідження, результати яких заклали основу для створення відповідних біотехнологій та виробництва лікувальних і діагностичних препаратів для розв’язання ряду медико- біологічних проблем сьогодення. Завершено розроблення кардіопротектора «Корвітин», який упроваджено в промисло- ве виробництво та клінічну практику. Нині доведено його високу ефективність під час лікування гострого інфаркту міокарда. Протягом останніх років проведено екс- периментальні та фактично завершено до- клінічні дослідження нового фторвмісного активатора АТФ-чутливих калієвих кана- лів, що проявляє кардіо- та цитопротектор- ні ефекти. Налагоджено випуск лікарської субстанції на ЗАТ «Борщагівський хіміко- фармацевтичний завод». На базі ЗАТ «Біофарма» (Україна) нала- годжено випуск препарату субалін. Це ви- сокоефективний біопрепарат, створений на основі аеробних спороутворювальних бак- терій, що має високу антивірусну та анти- бактеріальну активність. Він ефективний щодо збудників грипу, герпесу, венесуель- ського енцефаломієліту, проявляє висо- ку антагоністичну активність до широкого спектра патогенних та умовно патогенних бактерій. Поєднання в одному препараті антибактеріальних та антивірусних власти- востей є принципово новим підходом до лі- кування багатьох захворювань зі змішаною етіологією. Низку розробок для медицини викону- ють наші матеріалознавці. Наприклад, в Ін- ституті монокристалів та Інституті сцин- тиляційних матеріалів у результаті ретель- них досліджень фізичних механізмів росту кристалів створено технології і устаткуван- ня для вирощування унікальних монокрис- талів — як за габаритами, що сягають ме- трів, так і за якістю. Їх застосовують як у ядерній фізиці та ряді галузей промисло- вості, так і в медицині, наприклад, у нейро- діагностиці й томографії всього тіла паці- єнтів. В інститутах монокристалів, проблем матеріалознавства і металофізики розро- блено також нові матеріали для протезу- вання та імплантації. Це і спеціальні види кераміки, і титанові сплави, і навіть штуч- ний сапфір (Рис. 11). В Інституті кібернетики ім. В.М. Глуш- кова НАН України створено низку пер- спективних інформаційних технологій спілкування на основі жестової, візуаль- ної та голосової інформації для людей із вадами слуху та зору, в основі яких мето- ди та системи розпізнавання мовних і зо- рових образів. Разом із Міністерством охо- рони здоров’я України розгорнуто роботи з Рис. 11. Сапфірові суглоби 22 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 упровадження цих технологій у медичних закладах. Інститут проблем реєстрації інформації НАН України на основі створених оригі- нальних вітчизняних технологій оптичного запису інформації разом із Київською місь- кою клінічною офтальмологічною лікар- нею «Центр мікрохірургії ока» розробили та впроваджують технології промислово- го виробництва оптичних компенсаторів із мікропризмовою структурою Френеля для діагностування і лікування косоокості в ді- тей і хворих на вікову макулодистрофію (Рис. 12). Важливим внеском у розв’язання при- кладних проблем біоінженерії є створен- ня вченими Інституту гідромеханіки НАН України комп’ютерного комплексу реєстра- ції та аналізу звуків дихання. Розробка ба- зується на досягненнях у декількох науко- вих напрямах. Створено, зокрема, спеці- альні чутливі сенсори, що дають змогу ре- єструвати звуки дихання на поверхні тіла без похибок, характерних для реєстрації цих звуків за допомогою стетофонендос- копів. Розроблено також математичні мо- делі процесів поширення звуку в такому складному середовищі зі змінними під час дихання властивостями, як легенева тка- нина. Запропоновані моделі уможливи- ли глибше розуміння механізмів генерації звуків потоком повітря та зв’язку змін у ха- рактеристиках звуків зі змінами властивос- тей паренхіми. Використання комп’ютерів для аналізу звуків дихання відкрило прин- ципово нові можливості їх візуалізації, що суттєво допомагає лікареві під час діагнос- тики захворювань та контролю процесу лі- кування. Реєстрація і довготривале збері- гання інформації значно покращують мож- ливість урахування індивідуальних фізіо- логічних особливостей пацієнтів. Комплекс повністю пройшов клінічні випробування й рекомендований Міністерством охорони здоров’я України для клінічного викорис- тання та може стати основою нового типу комп’ютеризованого сучасного робочого місця терапевта. Під час вивчення ефектів дискретно- імпульсного введення енергії Інститут тех- нічної теплофізики НАН України у спів- праці з Інститутом педіатрії акушерства та гінекології АМН України вперше в Украї- ні на основі фундаментальних досліджень теплофізичних і біотехнологічних процесів розробили принципово нову енергоресур- соощадну технологію й обладнання для ви- робництва гіпоалергенного продукту з гід- ролізованим білком для лікувального хар- чування дітей грудного та раннього віку. Новий продукт за показниками якості й безпеки відповідає рівню найкращих світо- вих лідерів-виробників продуктів для ди- тячого харчування при нижчій вартості в 2—3,5 рази. Розробку впроваджено на ВАТ «Хорольський молочноконсервний комбі- нат дитячих продуктів». Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В.Думанського НАН України за- пропонував принципово новий підхід до розв’язання проблеми забезпечення насе- лення України високоякісною питною во- дою, який базується на створенні системи локальних комплексів для очищення води на місці її споживання. Установлені в окре- мих мікрорайонах міста, селах та устано- вах такі комплекси різної продуктивнос- Рис. 12. Набір компенсаторів косоокості призмових КК-42 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 23 ті (0,1÷10 м3/год.) пропонуватимуть питну воду дуже низької собівартості. Таку воду не подають у розподільчі системи, а реалі- зовують безпосередньо на місці її одержан- ня за типом бюветного водопостачання. Для вирішення цього завдання в ІКХХВ ім. А.В.Думанського НАН України розро- блено автономні комплекси водопідготов- ки колективного та індивідуального вико- ристання типу «Вега» з аналітичним конт- ролем. Вибір необхідних методів одер- жання якісної питної води базується на поєднанні мембранних методів, які на сьо- годні є одними з найбільш ефективних та економічних, з іншими фізико-хімічними методами (окисленням, каталізом, адсорб- цією, фільтруванням, ультрафіолетовим знезараженням). Кожен із них захищений патентами України. Розроблені ІКХХВ ім. А.В. Думансько- го НАН України технології дозволяють одержувати високоякісну питну воду з чо- тирьох принципово різних типів вихідної води: — водопровідна вода централізованого водопостачання, яка зазвичай містить ви- сокотоксичні домішки сполук алюмінію, заліза, марганцю, хлорорганічні та мікро- біологічні забруднення та ін. Застосуван- ня цих технологій для очищення водопро- відної води дозволяє видалити не тільки ці токсиканти, але й високотоксичні продук- ти життєдіяльності водоростей; — прісні підземні води, що містять досить високі концентрації сполук заліза, марган- цю, фторидів, нітратів, жорстких солей, со- лей амонію, сірководню тощо; — підземні води з підвищеним вмістом солі (до 5÷8 г/літр); — морські води. Для кожного з цих видів вихідної води розроблено принципово нові технології та обладнання для їх очищення. Запропоновані технології та обладнання за собівартістю й комплексом розв’язуваних проблем не мають аналогів у світі. Уста- новки типу «Вега» впроваджені та успіш- но працюють у шкільних, лікувально-про- філактичних закладах м. Києва, а також у десятках інших міст України. Установи Відділення загальної біоло- гії НАН України, окрім розвитку класич- них напрямів біології (збереження біоріз- номаніття, раціонального використання біо ресурсів), приділяють велику увагу до- слідженням, спрямованим на розв’язання актуальних проблем молекулярно-біо ло- гічних, клітинних та фізіологічних основ функціонування живих систем, геноміки, розроблення нових біотехнологій і ство- рення нових сортів і гібридів сільськогос- подарських та декоративних культур. Так, в Інститутах ботаніки ім. М.Г. Хо- лодного та зоології ім. І.І. Шмальгаузена НАН України відкрито десятки нових для науки видів вищих і нижчих рослин і тва- рин. Учені Одеського філіалу Інституту біології південних морів ім. О.О. Ковалев- ського НАН України розробили систему прогнозування та оцінення ризику біоло- гічних інвазій у водному середовищі. В Ін- ституті біології південних морів ім. О.О. Ко- валевського НАН України здійснено екс- пертну оцінку стану водної товщі й донних відкладень за вмістом у них важких мета- лів, нафтовуглеводнів, поліхлорбіфенілів, радіонуклідів та інших забруднювальних речовин. Учені Інституту клітинної біології та ге- нетичної інженерії НАН України створили експериментальні трансгенні рослини, що можна використовувати як їстівні вакци- ни проти туберкульозу, та розробили нові маркерні гени для створення генетично мо- дифікованих рослин. В Інституті фізіології рослин і генетики НАН України за останні 5 років створено 3 високопродуктивні гібриди кукурудзи, які можна застосовувати також і для вироб- ництва біопалива. Їхня врожайність стано- вить 140–160 ц/га зерна і 1000 ц/га листо- стеблової маси. 24 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2008, № 11 До Реєстру сортів рослин України на 2007 рік занесено 4 сорти озимої пшениці для ви- рощування в зонах Степу, Лісостепу, Поліс- ся — «Зимоярка» як продуктивний сорт пшениці-дворучки, «Ласуня» як надсильна пшениця, «Хуртовина», «Снігурка» як висо- копродуктивні сорти — та 2 гібриди кукуру- дзи. Сорти дворучки в Україні створені вперше. Так, сорт «Зимоярка» поєднує в собі гени озимості і яровості і є дворучкою. Його можна висівати і восени, і навесні. Сорти такого типу дозволять стабілізувати посівні площі озимини в разі її вимерзання та вдало поєднають високу продуктивність із високою стійкістю до засухи й морозів. В останні роки постійно розширюють те- риторії природних і біосферних заповідни- ків, відновлюють старовинні дендропарки, збагачують колекції ботанічних садів. Зо- крема, розширено території Чорноморсько- го біосферного заповідника, Лугансько- го природного заповідника, Українського природного степового заповідника, дендро- парків «Александрія» та «Софіївка». Національна академія наук України зав- жди приділяла особливу увагу доведенню своїх наукових результатів до практичної ре- алізації. У 1999 році Академія виступила іні- ціатором створення в Україні технологічних парків. Технопарки, створені на базі науко- вих установ НАН України, відповідають сві- товому досвіду, тобто локально розміщені на базі державних наукових установ, мають дослідні виробництва, прикладні наукові підрозділи та необхідні засоби проведення досліджень. Але для того щоб технопарки справді стали локомотивами інноваційного розвитку вітчизняної економіки, необхідно забезпечити насамперед стабільні законо- давчі умови їх роботи, а також надавати їм постійну підтримку з боку держави. Спрямовуючи свої зусилля на проведення цілеспрямованих фундаментальних дослі- джень, кінцевою метою яких є створення та впровадження нових технологій, НАН Украї- ни чотири роки тому започаткувала конкурс науково-технічних проектів із метою впрова- дження результатів науково-технічних, нау- ково-дослідних і дослідно-кон струк тор ських робіт і комерціалізації високотехнологічних та наукоємних розробок. Необхідно зазначити, що цей кон- курс має на меті відбір великих проек- тів, у яких реально зацікавлене виробни- цтво і результати виконання яких можуть дати відчутний економічний ефект. Важ- ливо, що роботи за проектами академіч- ні установи виконують разом із зацікав- леними виробничими структурами, які, крім партнерського фінансування проек- ту, беруть на себе зобов’язання з упрова- дження створеного продукту або налаго- дження його серійного випуску. Під час першого конкурсу було відібрано 28 про- ектів, у наступні два роки кількість вико- наних робіт зросла до 49, у 2007 році — до 67, а в цьому році досягла 83. За цей час зросла зацікавленість закордонних інвес- торів до розробок наших учених; коло їх упровадження значно розширилося, при цьому збільшилась і середня вартість кож- ної роботи. Важливі й перспективні практичні розробки, адже конкурентоспроможна нова продукція народжується в сучасно- му світі тільки на надійному науковому фундаменті. Створення на державному рівні сприятливих умов для того щоб на- ука і практика поєднувалися, безсумнів- но, запустить потужний мотор інновацій, який швидко рухатиме нашу економіку вперед. Автор висловлює подяку за допомогу в підготовці цієї статті співробітникам Президії НАН України І.А. Мальчевському, І.О. Кочешеву, А.І. Жалілу, В.І. Сидоренку, Н.М. Кульчи- цькому, Д.Т. Таращенку, Я.Р. Зелінському, В.М. Зваричу, С.В. Даньку, Я.К. Луціву, Я.М. Гоцу- ляку, О.В. Новожилову, О.І. Дзюбі.

Фундаментальнi науки та виклики сьогодення

Репозитарії

Схожі ресурси