Как ученый из Черноголовки научил метан и водород не взрываться | Технологии | Forbes.ru
$58.03
69.08
ММВБ2061.87
BRENT55.90
RTS1119.66
GOLD1292.75

Как ученый из Черноголовки научил метан и водород не взрываться

читайте также
+3475 просмотров за суткиВеличайшие бизнес-умы современности. Список Forbes +961 просмотров за суткиЗаглянуть за горизонт. Как наука поможет человеку выйти в межзвездное пространство +944 просмотров за суткиЮрий Мильнер вошел в список 100 величайших бизнес-умов современности по версии Forbes +341 просмотров за суткиЛичное или корпоративное. Действительно ли происходит рост инвестиционной активности? +222 просмотров за суткиПо следам нового iPhone: Apple — инноватор или имитатор? +33 просмотров за сутки«В России за 10 лет меняется все, за 200 лет — ничего», или Почему технологии не убьют банки? +26 просмотров за суткиКак нужно изменить транспортную отрасль, чтобы не въехать в будущее в плацкартном вагоне +18 просмотров за суткиАнглийский прецедент: лондонский суд грозит российским бизнесменам неприятностями +41 просмотров за суткиБум ICO: что нужно знать, чтобы не ошибиться с инвестициями +16 просмотров за суткиГород-сказка: пять способов улучшить жизнь в мегаполисе с помощью технологий +11 просмотров за суткиТрудный путь к успеху. Проблемы Intel и пути их решения +19 просмотров за суткиКак подстегнуть ВВП: ставка на «умную экономику» ускорит рост +46 просмотров за суткиБитва за графен: мировое состязание за лидерство в технологиях будущего +20 просмотров за суткиВершители судеб: современники в списке самых влиятельных людей столетия по версии Forbes +19 просмотров за суткиИлон Маск Вельского уезда: что сделал бывший торговец нелегальной водкой из маленького города. Часть 2 +218 просмотров за суткиПроисхождение всего: 5 ответов на главные вопросы о Вселенной +39 просмотров за суткиIT Crowd: богатейшие женщины в технологическом секторе — 2017. Рейтинг Forbes +9 просмотров за суткиПочему Япония обожает роботов: истоки бума автоматизации +47 просмотров за суткиНа старт, внимание: простые правила, которые помогут запустить бизнес «Зеленый» лидер: кто из российских бизнесменов мог бы встать на страже экологии +9 просмотров за суткиИскаженная реальность Стива Джобса: куда ведут завышенные ожидания

Как ученый из Черноголовки научил метан и водород не взрываться

Дмитрий Филонов Forbes Contributor
Изобретение Вилена Азатяна могло бы предотвратить катастрофу на АЭС Фукусима фото Семена Каца для Forbes
Профессор Вилен Азатян потратил двадцать лет на доказательство своей гипотезы. Теперь он может зарабатывать на спасении людей

Раз в месяц корпус одного из научно-исследовательских институтов на окраине Черноголовки трясет от взрывов. Никто не пугается.

Сотрудники института знают, что это член-корреспондент РАН профессор Вилен Азатян проводит опыты в своей лаборатории — в просторной комнате с железобетонным куполом по центру 84-летний ученый доказывает эффективность своих разработок по предотвращению взрывов метана и водорода.

Сфера применения, по словам Азатяна, обширна — шахты, атомные электростанции, дирижаблестроение, двигатели для автомобилей и самолетов. Первые положительные результаты ученый получил еще в 1980-е годы, но до сих пор примеров практического использования его метода предотвращения взрывов крайне мало. Как профессор добивается внедрения своих разработок и кто ему в этом помогает?

Свое учение

 

Москва, 1977 год. Молодой ученый Вилен Азатян с папкой бумаг вошел в кабинет своего научного руководителя, нобелевского лауреата Николая Семенова. Разговор предстоял непростой — Азатян указывал учителю на недочеты его теории.

Под землей

 

Перед каждой рабочей сменой шахтеры обязательно подходят к окошку, где раздают специальные датчики. Без них работать нельзя. В случае превышения допустимого содержания метана в шахте датчики подают звуковые и световые сигналы. Это значит, что работу надо немедленно прекратить.

Системы защиты помогают не всегда. В 2010 году на шахте «Распадская» в Кемеровской области из-за взрывов погиб 91 человек. «Я ездил на «Распадскую» после взрыва, меня вызвали в качестве члена международной комиссии», — вспоминает Азатян. Он уверен, что при использовании его ингибитора взрывов в шахтах будет гораздо меньше.

Для предотвращения взрыва, по словам Азатяна, достаточно 5%-ного содержания ингибитора в воздушно-метановой смеси. «Сначала было 8%, но нам удалось снизить концентрацию», — рассказывает ученый. Меняя концентрацию ингибитора, можно управлять процессом горения и взрыва, а также мощностью взрывной волны. Большое содержание ингибитора может полностью блокировать взрыв, малое — локализовать его.

Скорость и сила взрывной волны при разном содержании ингибитора Азатян с коллегами изучал при помощи 15-метровой трубы в Черноголовке. Лаборатория с этой установкой и отдельный корпус с испытательной камерой для взрывов были построены на деньги Тимербулатова, он дал 15 млн рублей.

Однако финансирования все равно не хватает.

 

Семенов, изучавший процесс взрывов и горения, считал, что при нормальном давлении резкое выделение тепла становится причиной горения. Опыты Азатяна показывали, что тепловыделение — лишь результат цепной лавины (лавино-образное размножение атомов и радикалов в цепной реакции, которое определяет процесс горения). К тому же раньше считалось, что цепная реакция важна только при пониженном давлении. А по его данным выходило, что и при атмосферном, и при высоком. «Мои результаты он тогда изучил и сказал, что, возможно, я прав. Но посоветовал не спешить и заявить об открытии, когда докажу свою правоту в независимых лабораториях», — вспоминает Азатян.

На доказательство теории у него ушло больше 20 лет. Опыты проводились в шести институтах, включая Институт имени Макса Планка в Германии, гипотеза подтвердилась.

 

Но Семенов до триумфа своего ученика не дожил, он умер в 1986 году в возрасте 90 лет.

Подтверждение гипотезы Азатяна открыло возможности управлять взрывами и процессом горения. Взрывы происходят из-за того, что осколки молекул начинают стремительно взаимодействовать друг с другом и происходит цепная реакция. Согласно Азатяну, взрыва не будет, если нейтрализовать эти осколки с помощью специально подобранного для каждого газа вещества, ингибитора.

В качестве ингибитора (присадки) для метана Азатян сначала использовал хлороформ. «Им раньше делали наркоз, в небольших дозах он почти безвреден», — говорит Азатян. Однако в Ростехнадзоре посчитали газ вредным и метод забраковали. В итоге Азатян остановился на комбинированном ингибиторе на основе фреона. Всеми необходимыми согласованиями ему пришлось заниматься самостоятельно. «А кому же еще?» — досадует ученый.

 

Поддержка с воздуха

 

Дирижабль с туристами на борту бесшумно взмывает в воздух, облетает окрестности и приземляется в поле. «Когда летишь, полная тишина вокруг. У кабины окна в пол, и все видно в мельчайших деталях», — делится впечатлениями от полета на дирижабле в Германии владелец и президент строительной группы компаний «Конти» Тимур Тимербулатов. После той поездки он мечтает наладить в России подобный туризм и совершить кругосветное путешествие. Любовь к дирижаблям и привела к знакомству с Азатяном в 2005 году.

Современные дирижабли летают на гелии, а не на водороде, как в начале XX века. Гелий — дорогой газ, его запасы невосполнимы. Отказаться от водорода пришлось после нескольких крупных трагедий вроде крушения «Гинденбурга» в 1937 году, когда погибли десятки людей: газ взрывается от малейшей искры. С ингибитором, как уверяет Азатян, такой проблемы можно избежать. Состав ингибитора для водорода он пока не раскрывает, ждет выхода научной статьи. «Мы всегда исходили из того, что ингибитор должен быть безвредным, доступным и дешевым», — говорит ученый.

Тимербулатов познакомил Азатяна с руководством московской компании «Авгуръ», которая занимается строительством дирижаблей. На ее базе проводят сейчас испытания нового метода заправки летательных средств.

Специально для этого создана фирма «Беркут», в которой 51% достался «Авгуру», 30% — Тимербулатову, около 20% — Азатяну. «Перед ним стояла задача доказать, что в дирижаблях можно безопасно использовать водород. И его команда с этим справилась», — говорит Георгий Юзбашьянц, гендиректор ОКБ «Атлант», «дочки» «Авгура», которая занимается разработкой дирижаблей грузоподъемностью до 200 т.

 

С помощью летательных аппаратов компания надеется решить проблему доступности удаленных российских территорий.

Первые этапы разработки финансируются за счет грантов фонда «Сколково».

Несмотря на удачные испытания, до практического применения водорода в дирижаблях дело пока не дошло — например, нужно еще поработать над способом заправки. 

«Недавно у нас датчики давления сломались, пришлось с зарплаты скидываться и покупать новые», — сетует Азатян.

В его лаборатории восемь сотрудников, но приезжают специалисты и из других институтов. Например, пять сотрудников Института противопожарной обороны МЧС писали кандидатские и докторские диссертации под руководством Азатяна.

Есть надежда, что до практического применения технологии осталось совсем немного.

В 2013 году инженеры Копейского машиностроительного завода создали опытный образец горнопроходческого комбайна, который разбрызгивает ингибитор при резком выбросе метана, что помогает локализовать взрыв и снизить силу взрывной волны. Выйти на производителя техники для угледобычи помогли специалисты кемеровского ВостНИИ, который занимается проблемами безопасности на шахтах. Поездку Азатяна в Кемерово для презентации технологии спонсировал Тимербулатов из «Конти». 

Губернатор Кемеровской области Аман Тулеев наградил Азатяна орденом «За доблестный шахтерский труд» I степени, хотя процесс внедрения технологии на шахтах застопорился. «На заводе в Копейске готовы делать комбайны, когда будет конкретный заказ», — говорит Азатян. Впрочем, его партнер Тимербулатов уверяет, что переговоры уже идут, но потенциальных клиентов называть отказывается.

Вилен АзатянПредседатель Российского независимого профсоюза работников угольной промышленности Иван Мохначук настроен более скептически. «Из-за падения цены на уголь у нас многие угольные компании убыточны, хотя и показывают рекордные объемы добычи. В таких условиях вряд ли кто-то пойдет на нововведения», — рассуждает он.

К тому же, добавляет эксперт, необходимость проводить дегазацию в шахтах закреплена законодательно и отказываться от действующих методов никто не будет. «Иначе все шахты встанут», — говорит Мохначук.

Азатян пытается найти поддержку на высшем уровне, выступая на разных круглых столах и в рабочих группах. Он уже сумел заинтересовать Академию наук, которую сейчас возглавляет его знакомый Владимир Фортов. «Он хочет взять нашу лабораторию под личный контроль», — говорит Азатян. Фортов специализировался в схожей области, изучал, в частности, ударные волны. Ученые даже опубликовали несколько научных работ в соавторстве. На совещания с Фортовым Азатян обычно ходит вместе с Тимербулатовым.

На будущее

А в черноголовской лаборатории он уже думает о более далекой перспективе. По словам ученого, ингибиторы можно было бы применять, например, на АЭС, где в больших «бассейнах» отстаивается водород. Или в самолетах для предотвращения взрывов и для тушения пожаров — Азатян уже начал сотрудничать с Объединенной авиастроительной корпорацией.

 

«Рано или поздно в других странах тоже придут к моим выводам. Нужно быстро внедрять, чтобы получить преимущество», — говорит ученый.

Еще в 1980-х годах Азатян совместно с МАИ испытал и запатентовал свой метод предотвращения взрывов в двигателе внутреннего сгорания, работающем на водородном топливе. 

Подача ингибитора, по словам ученого, исключает возможность взрыва водорода. Он даже придумал способ производить водород внутри автомобиля. «Я успел зарегистрировать патент в России, он был общедоступный. Позже такой же метод был реализован на автомобиле в США», — сокрушается ученый. Об этом он узнал из новостной заметки, которую переслал ему знакомый.

Испытания прямоточного двигателя на водороде проходят сейчас в Центральном институте авиационного моторостроения, а вот с двигателем для автомобиля процесс у Азатяна не пошел. Соответствующий патент он оплачивал до 2013 года, а потом прекратил: «Это достаточно накладно, а за все время им никто так и не воспользовался».

Между тем в декабре 2014 года продажи своего автомобиля Mirai на водороде начала компания Toyota. Компания пока планирует продать за год 700 автомобилей, но предзаказ уже превысил эту цифру. В 2015 году Toyota хочет инвестировать в перспективное направление $162 млн.