Молодой ученый из Пскова изобрел двигатель, который работает без подшипников. По словам экспертов, новая разработка может пригодиться нефтяникам, работникам фармацевтической промышленности и даже космической отрасли. Интервью кандидата технических наук Сергея Логинова журналу Smartnews публикует официальный сайт ПсковГУ.

В конце прошлого года Сергей Логинов (ныне заместитель декана электромеханического факультета ПсковГУ по научной работе) защитил диссертацию, математическими методами доказав, что можно построить электродвигатель, в котором вращающийся ротор будет удерживаться в подвешенном состоянии особыми магнитами. Причем главная фишка его метода заключается в том, что в качестве магнита Логинов предложил использовать основную часть самой машины - статор. В отечественной научной практике подобное нововведение до недавнего времени еще не встречалось. Почти два десятка профессоров Петербургского политехнического университета внимательно слушали своего молодого коллегу из Пскова и в результате согласились с его доводами.

Кому-то тема исследования Сергея покажется скучной и лишенной флера таинственности. Но для человека, который знает, что такое трубопровод и какие мощности необходимо задействовать, чтобы перекачивать по нему нефть или тот же газ бесперебойно в огромных количествах и, что самое главное, без аварий, все, что придумал Сергей, - настоящая сенсация. Мощные электродвигатели, которые используются на станциях подкачки, должны обладать рядом важных качеств. Прежде всего, они должны быть надежны, потому что скорость вращения роторов достигает порой 100 тыс. (!) оборотов в минуту. Обычные подшипники долго не выдерживают, поэтому еще в 1960-х годах во всем мире начались поиски альтернативных устройств, способных удерживать ротор в подвешенном состоянии.

Не обошла эта проблема стороной и ученых Псковского политехнического института, где под руководством доктора технических наук, профессора Юрия Журавлева тоже начались опыты по созданию активных магнитных подшипников. Достоинства этой идеи очевидны: повышается надежность и (как следствие) ресурс работы самой машины. Кроме того, она сможет работать в сфере высоких технологий, где требуется особая чистота всех используемых изделий, а значит - на привычную смазку там рассчитывать нельзя.

Впрочем, есть и свои минусы: возникает сложность в управлении всей системой, увеличивается ее общий вес. Есть и еще один, тоже не менее серьезный: при работе на высоких оборотах начинаются изгибные колебания ротора двигателя, что может привести к его поломке. Можно ли решить эту проблему? То есть сделать так, чтобы избежать ненадежных и морально устаревших шарикоподшипников, но одновременно улучшить технические характеристики. И в 2008 году после окончания института Сергей занялся этой серьезной проблемой.

«Идее активных магнитных подшипников уже много лет, но даже ее, как оказалось, можно усовершенствовать. При этом суть состоит в том, чтобы роль магнитного подвеса ротора выполнял… статор. С одной стороны, это облегчит вес двигателя, а с другой - позволит сократить длину ротора, таким образом, увеличится критическая скорость вращения и одновременно возрастет эффективность самой машины», - пояснил Сергей Логинов.

Но прежде чем приступить к исследованиям, Сергей изучил всю отечественную научную литературу, немало подивившись, что подобных идей ему обнаружить не удалось. В конечном счете, его работа над диссертацией сосредоточилась на создании математической модели нового двигателя и, главное, доказательства, что такой можно построить и - что не менее важно - заставить работать. Блестящая защита молодого ученого это лишний раз доказала. При этом Сергей добавляет, что ничего подобного бы не произошло, если бы не помощь профессора Журавлева и коллеги по кафедре Юлии Домрачевой. Впрочем, теперь перед этим небольшим коллективом стоит не менее сложная задача: от компьютерной модели перейти непосредственно к «железу» - так Сергей называет макет нового двигателя, который мог бы работать.

«Действующий прототип можно будет показать и потенциальным партнерам - тем же самым нефтяникам, которые смогли бы оценить по достоинству все преимущества бесподшипниковой машины. Во всяком случае, до конца года мы хотим получить конечный результат. Сейчас идет поиск потенциальных партнеров, размещение заказов на некоторые части, проработка системы управления - короче, забот хватает», - рассказал изобретатель.

Трудно в таком случае удержаться от дилетантского вопроса: а можно ли этот двигатель использовать в том же автомобиле? «Конечно, нет», - улыбается Сергей.

«Пока мы пытаемся решить задачу только для одной - но очень важной - нефтегазовой отрасли, где на станциях перекачки работают десятки, сотни электрических машин. В случае успеха практических испытаний (в это, безусловно, верит и сам автор идеи, и его коллеги по кафедре) надежность модернизированных по методу Логинова электрических двигателей возрастет, достигнет уровня распространенных сейчас активных магнитных подшипников, не говоря уже об увеличении скорости вращения и производительности. Мне кажется, это по-настоящему достойная задача, чтобы поломать над ней голову», - отметил Сергей Логинов.

Как отметил доктор технических наук, профессор Юрий Журавлев, подобных разработок в России до сих пор просто не было. «И то, что Сергей математически доказал, что модель предложенного им двигателя может работать, - это огромный шаг в этом направлении. Спектр использования этого агрегата чрезвычайно велик. Он может работать, например, в космосе, потому что там не требуется смазка как для обычных скользящих подшипников. В фармацевтической промышленности, где необходимо соблюдать предельную стерильность, которой (опять же!) эта смазка мешает, в ядерной энергетике, где двигатели, способные работать на повышенных оборотах, используются в центрифугах. Вообще это направление чрезвычайно перспективно. Конечно, эта проблема не исчерпывается моделью Логинова. Сейчас, например, у нас на кафедре по аналогичной теме работает его коллега Юлия Домрачева, но серьезная наука так и двигается - поступательно, небольшими шагами, чтобы подготовить почву для следующего технического рывка», - сказал он.

Сергей Некрасов, Smartnews