Уральский ученый приспособил космические технологии для охлаждения беспилотников и серверов - Технологии
$57.02
61.9
ММВБ2027.79
BRENT51.35
RTS1120.51
GOLD1257.30

Уральский ученый приспособил космические технологии для охлаждения беспилотников и серверов

читайте также
+1872 просмотров за суткиОбетованные стартапы: за счет чего Израиль стал крупнейшим игроком в трансфере технологий +447 просмотров за суткиСделка Intel и Mobileye: как изменится рынок беспилотных автомобилей? +21 просмотров за суткиВычисления на скоростях: технологии квантового компьютинга готовятся к масштабированию +133 просмотров за суткиБелыми нитками: Смогут ли композиты поменять технологический уклад? +4 просмотров за суткиКак нейросети помогают обрабатывать фотографии, сортировать огурцы и бурить скважины +1 просмотров за суткиДоходность в 3D-измерении: сколько можно заработать на аддитивных технологиях? +1 просмотров за суткиБез перьев: технологии, которые изменили журналистику до неузнаваемости +2 просмотров за суткиСбой матрицы: чем грозит технологический прогресс Нанофотонный переворот. Молодая наука может кардинально изменить нашу жизнь Уход в «цифру»: что заставляет Fujitsu выращивать салат CB Insights: 369 американских технологических компаний близки к проведению IPO Что экономисты и представители бизнеса говорят о пресс-конференции президента +22 просмотров за суткиБывший глава Yota Devices решил заработать на хоккее Бизнес под огнем. Как работает завод турецкого инвестора рядом с руинами Донецкого аэропорта Планета хакеров: как создавался крупнейший в мире форум киберпреступников Неторопливые роботы: почему внедрение "беспилотников" может растянуться на годы Промтех. Инновации для заводов Брайн Дови: "Телемедицина – менее выгодный объект для инвестиций, чем лекарства" Водородная уборка: российский стартап хочет приучить нефтяников чистить трубы перекисью Сила ума. Петербургские программисты учат компьютер понимать сигналы мозга Богатые энергетики. Рейтинг крупнейших компаний 2016

Уральский ученый приспособил космические технологии для охлаждения беспилотников и серверов

Изобретатель Юрий Майданик (слева) и директор его компании экс-чиновник Аркадий Иванов Фото Евгения Дудина для Forbes
Советскому физику Юрию Майданику пришлось сильно доработать свои контурные тепловые трубки, чтобы их можно было использовать не только в космосе.

Трубка из нержавейки, наполненная аммиаком, в руке Юрия Майданика напоминает намотанный на палец провод от наушников. В советские годы ученый поставлял тепловые трубки строителям космических аппаратов. Сейчас у него в клиентах российские и зарубежные производители бортовой радиоэлектроники, лазеров и мощных компьютеров, дата-центры. Компания «Теркон-КТТ», основанная Майдаником в родном Екатеринбурге, по планам инвесторов к концу 2016 года выйдет на объем продаж 200 млн рублей. Что изменилось в советском изобретении?

Фитиль для холода

Внутри герметичной тепловой трубки — так называемый фитиль: сеть из тонких трубок-«капилляров» и пор, насыщенных рабочей жидкостью (это может быть вода, этанол или аммиак). Тепло, поступающее на один конец тепловой трубы, испаряет жидкость внутри фитиля. Образовавшийся пар перемещается к другому концу — охлаждаемому. Здесь он конденсируется и снова впитывается в «фитиль», который работает как насос и снова возвращает жидкость в зону испарения. Такую систему с замкнутым циклом, где жидкость прокачивается с одного конца на другой за счет разницы давления, придумала в 1960-х группа американских ученых во главе с Джорджем Гровером. Майданик впервые услышал о тепловых трубках через 10 лет после публикаций Гровера от своего научного руководителя в Уральском политехе. Оборонщики попросили ученых разработать универсальную трубку, в которой не было бы недостатка Гровера — американское изобретение работало, только если источник тепла находился ниже охладителя.

В схеме Гровера трубки с жидкостью были расположены по всей длине «фитиля», уральцы оставили их только в зоне подвода тепла, сильно уменьшив. Диаметр «пор» в фитиле не превышал микрона (для сравнения: средняя толщина человеческого волоса — 50 микрон), что сильно увеличило их «несущую силу». Теперь «фитиль» смог «перетаскивать» тепло как минимум на метр при любом положении трубы в поле тяжести. «Это выглядело как что-то из области фантастики, — вспоминает Майданик. — Вся кафедра бегала к нам смотреть, как жидкость летит вверх по необъяснимым причинам. Мы и сами все не могли поверить, что схема работает». Через три года, когда Майданик уже защитил диссертацию по контурным тепловым трубкам, их образцы отправились к заказчику.

«Вся кафедра бегала к нам смотреть, как жидкость летит вверх по необъяснимым причинам. Мы и сами все не могли поверить, что схема работает»

В 1980-х Майданик, уже как глава лаборатории Уральского отделения РАН, познакомился с главой красноярского НПО прикладной механики, которое занималось космической техникой и решило протестировать изобретение. Вскоре в заказчиках появилось и НПО им. Лавочкина. Контурные тепловые трубки, изготовленные группой Майданика, установили в аппаратах «Гранат» и «Горизонт», которые отправились в космос в 1989 году. Сейчас на орбите работает более 500 контурных тепловых трубок и ни одна из них не вышла из строя, говорит Майданик.

С небес на землю

В 2000-х Майданик понял, что изобретение можно адаптировать к новым нуждам — для персональных компьютеров и промышленного оборудования. Но для этого нужно было еще уменьшить их в размерах, придумать, как сделать гибкими. Одно из важных ноу-хау — «фитиль» уменьшенных размеров. Его диаметр теперь не превышает 2–8 мм, на него приходится лишь четверть веса теплопередающего устройства, достигающего в зависимости от конструкции 20–45 г. Общая длина трубки — 200–500 мм. Она переносит количество тепла, сравнимое с тем, что выделяет лампочка 150–200 Вт. И происходит это очень быстро: после подвода тепла к одному концу устройства другой становится горячим через секунду и даже меньше.

Сотрудники японской корпорации несколько раз предлагали ему продать технологию, говорили, что на родине у него ничего не получится

В 2002 году тестовые образцы были готовы и представлены на выставке. Майданик рассказывает, что сотрудники японской корпорации Fujikura, производителя систем охлаждения, несколько раз предлагали ему продать технологию, говорили, что на родине у него ничего не получится. «И меня это задело, — вспоминает Майданик. — Я очень хотел сделать производство в России».

Он учредил компанию «Теркон-КТТ» и получил от Фонда Бортника 750 000 рублей на доработку прототипов миниатюрных контурных тепловых трубок. Через несколько лет Майданик познакомился с Аркадием Ивановым, сотрудником Инновационного центра малого и среднего предпринимательства Свердловской области. «Ученый позвонил сам, пригласил в лабораторию, — говорит Иванов, ставший исполнительным директором «Теркон-КТТ». — Обычно научные коллективы неохотно идут навстречу рынку».

В 2014 году компания получила 45 млн рублей от фонда «Лидер-Инновации», созданного при участии РВК, Газпромбанка и «Сибур холдинга». «Если получится организовать производство контурных тепловых трубок с себестоимостью, сопоставимой с другими решениями, то они будут очень востребованными, причем не только в России», — объясняет интерес Константин Надененко, управляющий партнер фонда. Мировой рынок для контурных тепловых труб он оценивает в $1 млрд — если технология завоюет до 10% рынка систем терморегулирования, общий объем которого аналитики компании BCC research на конец 2015 года оценивает в $10,5 млрд.

Первая партия миниатюрных трубок у «Теркон-КТТ» была готова в марте 2015 года. Лаборатория УрО РАН, где продолжает работать Майданик и откуда вышло большинство его сотрудников, ведет новые исследования и лицензирует технологии «Теркон-КТТ» (сама фирма занимается только производством). Например, для подразделения авионики французской Thales Group лаборатория разработала контурные тепловые трубки с фреоном. К блокам управления экраном под каждым креслом подвели тепловые трубки по каркасу — устройства спасают от перегрева бортовую систему развлечений для пассажиров.

40 млн рублей — выручка «Теркон-КТТ» за 2015 год

«У нас были сомнения в способности команды проекта, ученых и инженеров найти заказчиков для массовых партий труб, — не скрывает Надененко. — Но у компании быстро появился первый коммерческий заказ, и это нас убедило, что инвестировать надо». Он говорит о заказе томского завода «Микран» на системы охлаждения для радиолокационного оборудования. По словам заместителя генерального директора по НИОКР «Микрана» Евгения Мананко, заказ был на несколько тысяч трубок. Обычно в мощной СВЧ-аппаратуре ставят либо жидкостные системы охлаждения, либо воздушные. В первом случае нужны гидрозамки, которые имеют слишком мало стыковок-расстыковок. Во втором — сложно «протащить» воздух для эффективной теплопередачи при минимальных габаритах аппаратуры. «Есть еще масса нюансов, — объясняет Мананко. — Если бы мы не использовали для нашей системы миниатюрные контурные тепловые трубки, а обошлись стандартными решениями, получилось бы в 2–3 раза дороже и технически решение было бы не оптимальным».

Схема контурной тепловой трубы Майданика

Схема контурной тепловой трубы Майданика

Петербургская фирма «О2 Световые системы» тестирует светодиодные светильники для спортивного освещения с контурными трубками уральского завода. Обычные тепловые трубки не подходили из-за габаритов — светильник на 250–500 Вт получился бы тяжелым и большим, отмечает Сергей Феофанов, главный инженер «О2 Световые системы».

По словам Иванова, сейчас дата-центр в Европе тестирует около 40 000 контурных тепловых трубок, которые входят в систему охлаждения для 20 000 серверов, что позволит сэкономить до 20% электроэнергии. А российский производитель беспилотников при помощи миниатюрных трубок хочет попробовать выводить тепло на корпус аппарата — процессор, батарея, двигатель дрона сильно нагреваются, тепло накапливается внутри герметичной «коробки».

Средний заказ «Теркон-КТТ» пока не превышает 5000 трубок. При таких объемах каждое изделие стоит не менее 10 000–12 000 рублей. Если удастся выйти на партии в сотни тысяч устройств, цену можно снизить до 700–800 рублей, обещает Иванов. «Крошечные тепловые трубки будут в холодильниках для перевозки вакцин и лекарств, в солнечных батареях на станциях на севере, не говоря уже о тепловых насосах, гибридном транспорте и электромобилях», — мечтает он.

Сейчас «Теркон-КТТ» ежемесячно выпускает около 1000 миниатюрных трубок на общую сумму 20 млн рублей, но инвесторы ожидают, что по итогам этого года выручка вырастет в пять раз. «Профессор MIT Лорен Грэхэм недавно отметил, что у русских ученых много сильных идей, многие из них стали базой для изобретений, сегодня используемых повсеместно, — говорит Майданик. — Только у наших ученых есть предубеждение: заниматься бизнесом зазорно, выручка, прибыль — это «недостойно» настоящего ученого. А кто сказал, что науку и бизнес нельзя совмещать? Долгие годы занимаясь прикладной наукой, я наконец вижу результаты, воплощенные в реальных продуктах».