Кто ученый

Кто ученый: Сергей Емельянов и плоский газовый баллон из композитных материалов

Проект «Самарской газеты» посвящен научно-техническому прогрессу и развитию инженерной деятельности. Рассказываем о технологиях и разработках самарских специалистов. 

Разработка может применяться в разных областях.


В РАЗРАБОТКЕ: плоский газовый баллон из композитных материалов.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: автомобилестроение, приборостроение, кораблестроение, авиационная промышленность (БПА), быт и другие сферы.

Использование газа в качестве движущей силы для транспорта в нашей стране все больше набирает популярность. На федеральном портале проектов нормативных правовых актов Министерство транспорта России опубликовало проект государственной программы на 2018 — 2022 годы «Расширение использования природного газа в качестве моторного топлива». Учитываются автомобильная промышленность, железнодорожный, морской и другие виды транспорта. Одна из задач программы — уменьшить их негативное воздействие на окружающую среду и здоровье людей. Что касается автомобилей, планируют увеличить объем потребления природного газа в качестве моторного топлива в три раза по отношению к уровню 2015 года. В этом году на Петербургском международном экономическом форуме заместитель министра энергетики Кирилл Молодцов озвучил, что уже сейчас газовых автомобилей в России около 212 тысяч, и в ближайшие десять лет ожидается прирост от 10 до 30 тысяч единиц ежегодно.

На этой волне в центре прототипирования и реверсивного инжиниринга «Идея» при Самарском государственном техническом университете команда специалистов создала технологию изготовления плоских газовых баллонов из композитных материалов. Они предназначены для хранения и перевозки сжиженного метана и пропан-бутановой смеси, которые и применяются в качестве автомобильного топлива.

— Мы разработали систему, которая позволяет нам спроектировать и изготовить баллоны произвольной формы под любые емкости. Сейчас сделали для автомобиля, — рассказал разработчик и руководитель проекта Сергей Емельянов. — Первый баллон разработали универсального типа, чтобы он подходил для «Лада Гранта», «Рено Логан», «Ниссан Альмера», «Лада 2170». Это самые распространенные автомобили у таксистов. Но можно сделать и индивидуальной формы под конкретный автомобиль.

Газовые баллоны обычно размещаются в багажнике автомобиля либо под его силовой конструкцией. Используются двух типов — цилиндрический и тороидальный, который обычно устанавливают на месте запасного колеса. Плоский баллон значительно отличается от существующих на рынке.

— Самая главная ценность нашего продукта — экономия свободного пространства. Цены на бензин сейчас растут, на газ они в среднем в два раза ниже. Многие уже хотят установить газовое оборудование, но баллон занимает половину багажника. Неудобно пользоваться. Мы хотим эту проблему решить. Создать плоский баллон, который будет занимать всего 10-15 сантиметров пространства от пола, — отметил Емельянов.

Из зарубежных аналогов разработчики выделяют баллон австралийской фирмы PPI.

— Он более сложный и дорогой. Стоит 1400 долларов. На рынках в России и Европе он не сертифицирован, поэтому его тут купить просто невозможно, — рассказывает разработчик. — Австралийские баллоны изготавливают так: берут стандартные цилиндрические, разрезают их вдоль и сваривают потом. Внутри вваривают ребра своеобразные. Соответственно, для того, чтобы изготовить один баллон, нужно в среднем четыре-пять стандартных. Очень неэкономное и дорогое производство получается. Плюс форма у них не совсем удобная. Мы же решили подойти к этому процессу иначе и разработать форму баллона с нуля. Не отталкиваясь ни от каких старых изобретений.

Разработчики сначала спроектировали 3D-модель баллона на компьютере. На основании этой модели произвели расчет прочности. Программа сразу показывает, где изделие может не выдержать нагрузку, и специалисты вносят корректировки. Плоский газовый баллон будут изготавливать из композитных материалов с дополнительными ребрами жесткости. В данном случае используют алюминий, карбон, полимерную смолу, кевлар.

 

Компьютерная 3D-модель плоского газового баллона
Компьютерная 3D-модель плоского газового баллона
 

— Сейчас мы заканчиваем опытный образец. Потом испытаем его на прочность в реальности. Затем изготовим партию баллонов и отправим для проведения испытаний в органы по сертификации. Они будут испытывать изделие по всем пунктам ГОСТа. После того как баллон положительно пройдет все испытания, мы получим сертификат. Поэтому запуск производства планируем не раньше следующего года, — говорит Сергей Емельянов.

Как утверждают разработчики, их плоский баллон легче примерно на 20 килограммов, чем обычный стальной. Он позволяет сохранить до 20 процентов полезного пространства. Цена для конечного потребителя будет 17-20 тысяч рублей. При том что стандартный баллон сегодня можно купить за три-пять тысяч рублей.

— Наш баллон экономически выгоден. Окупает себя где-то за семь-восемь месяцев. Он более долговечный по сравнению со стандартным из-за того, что используются алюминий и композитные материалы, — отметил Емельянов.

Потенциальные потребители плоского газового баллона — в большей степени автомобилисты. Но они не единственные.

— Уже есть потенциальные заказчики. Из крупных корпораций проявила интерес компания, работающая в сфере водородной энергетики, — говорит Емельянов. — В перспективе мы будет разрабатывать баллоны для беспилотного подводного аппарата. Для аквалангистов мы можем изготовить баллон удобной обтекаемой формы. По размеру он будет занимать такое же пространство, как и стандартный, но полезный объем газа будет увеличен.

Из крупных потребителей разработчики рассматривают еще ПАО «АвтоВАЗ», так как завод уже приступил к производству двухтопливных автомобилей с газобаллонной установкой. В качестве топлива в них может использоваться как бензин, так и метан.

Проект реализуется при поддержке СамГТУ, а также на средства, полученные за победу в конкурсах. Сергей выиграл грант в программе «Умник», стал победителем региональной программы предакселератора Generation S и представлял разработку инвесторам и партнерам в Москве. Он же является руководителем междисциплинарной проектной команды в политехе по этому направлению.

 

ДОСЬЕ

СЕРГЕЙ ЕМЕЛЬЯНОВ. Инженер-программист. Руководитель междисциплинарной проектной команды «Технология изготовления плоского газового баллона из композитных материалов» в СамГТУ. Инженер центра прототипирования и реверсивного инжиниринга «Идея» при техническом университете.

ОБРАЗОВАНИЕ: Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (сегодня — Самарский национальный университет). Специальность «Компьютерные системы управления качеством для автоматизированных производств». Аспирантура по специальности «Трение и износ в машинах» на кафедре Технология машиностроения.

* * *

Во время учебы в университете Сергей Емельянов начал работать на заводе РКЦ «Прогресс». Писал программы для станков с компьютеризованной системой управления. После окончания учебы в 2012 году ушел работать в центр «Идея». Компания занимается промышленным дизайном, 3D-сканированием, проектированием и 3D-печатью, а также разработкой изделий от идеи до промышленного выпуска.

Сергей занимается разработкой концепта и конструкции изделий, их промышленным дизайном и привлечением инвестиций. Участвовал в разработке универсальной плавучей платформы, а также в создании лодки на солнечных батареях.

— Наша лодка заняла первое место во всероссийском инженерном соревновании «Солнечная регата» и в 2014 году считалась самой быстрой лодкой на солнечных батареях в мире, — сказал Сергей Емельянов.

 

ЕЩЕ В ПРОЕКТЕ «КТО УЧЁНЫЙ»:

— Татьяна Гореванова и устройство активации процессов
— Алексей Мокеев и симулятор хирургической операции
— Эдуард Попов и информационные очки «Звуковид»
— Владимир Платонов и газовый портативный хроматограф
— Альберт Галлямов и гольванический карандаш
— Александр Захаров и тренажер для реабилитации
— Любовь Курганская и прибор для космических экспериментов
— Дмитрий Пащенко и источник тепла «отложенного действия»

 

Метки
Показать ещё

По теме

1 комментарий

Добавить комментарий

Комментарий появится после модерации.

Газета

Приложение