Винаходи та інновації. Винахідники України
  Харківський національний університет радіоелектроніки
 
Математичне та фізичне моделювання мікро- та
нанофотонних процесів
Харківський національний університет радіоелектроніки — сучасний освітній та науковий центр України, який динамічно розвивається. Завдяки високому рівню концентрації науково-технічного і науково-педагогічного потенціалу він є провідним вищим навчальним закладом країни. Статус університету підтверджується численними науковими досягненнями його вчених, які відзначені державними преміями України в галузі науки та техніки, почесними званнями «Заслужений діяч науки та техніки України», «Заслужений працівник освіти України», преміями Президента для молодих учених, преміями Верховної Ради для талановитих молодих науковців у галузі фундаментальних і прикладних досліджень та науково-технічних розробок.
У науково-дослідній роботі беруть участь більш ніж 1040 педагогів й інженерно-технічних працівників, зокрема 48 академіків НАН України і міжнародних академій наук, десятеро заслужених діячів науки і техніки, 134 доктори наук (професори) і 358 кандидатів наук.
Організацією дослідницької діяльності займається Науково-дослідна частина вишу. На базі університету ефективно функціонують дві науково-дослідні установи: Інститут лазерних технологій та Інститут інформаційних технологій.
ХНУРЕ бере активну участь у національних і державних науково-технічних програмах. Тут проводять розробки за п’ятьма пріоритетними напрямами розвитку вітчизняної науки і техніки:
1. Фундаментальні дослідження з найважливіших проблем природничих, суспільних і гуманітарних наук.
Учені університету вивчають актуальні питання мікро- і наноелектроніки, нанофотоніки, наномедицини, робототехніки тощо, використовуючи методи математичного моделювання електромагнітних і фізико-хімічних процесів, що відбуваються в наноструктурах (наприклад, у фотонних кристалах) та речовинах на атомно-молекулярному рівні. Це дає можливість спрогнозувати склад, характеристики і властивості створюваних наноструктур та матеріалів, помітно знизити фінансові витрати і скоротити час на їх створення. В результаті підвищується ефективність наукової праці й зменшуються терміни практичного впровадження нанотехнологічних інновацій.
Спираючись на досвід російських учених, науковці вишу вперше в Україні розробили технологію створення лазерного випромінювача для генерації імпульсів у безпечному для ока діапазоні довжини хвиль від 1,52 до 1,6 мкм. Пристрій відповідає міжнародним стандартам із далекометрії та, порівняно із закордонними й російськими аналогами, недорогий.
2. Збереження навколишнього середовища (довкілля) і сталий розвиток.
Апаратно-програмна реалізація комплексу захисту
інформації серії «Гряда»
Фахівці Науково-дослідного центру інтегрованих інформаційних радіоелектронних систем та технологій (ІІРЕСТ) розробили технологію утилізації мулового осаду стічних вод та одержання на їх основі альтернативного біопалива з високою теплотворною здатністю, близькою до топкового мазуту М100, для виробництва теплової та електричної енергії та створили установку, що реалізує цю технологію.
Розроблена технологія на відміну від існуючих методів утилізації вирішує двоєдину проблему: екологічну — повна утилізація мулових осадів стічних вод і енергетичну — одержання додатково відносно дешевого високопотенційного альтернативного біопалива.
Уведення в експлуатацію технологічного комплексу дозволяє утилізувати муловий осад і вирішити екологічну проблему, пов’язану з накопиченням осаду каналізаційних стоків, а також одержувати теплову енергію як для власних технологічних потреб (опалення, гаряче водопостачання), так і для комунального опалення або одержання електроенергії. Отримані при цьому кошти дозволять зменшити витрати на утилізацію мулового осаду стічних вод та навіть більше — зробити цей процес економічно привабливим для інвесторів. Утилізація 1 т мулового осаду вологістю 80% приносить підприємству дохід понад 2 тис. грн.
3. Новітні біотехнології, діагностика і методи лікування найпоширеніших захворювань.
Створено технологію для розробки сучасної мікрорідинної аналітичної системи електрохемілюмінесцентного (ЕХЛ) визначення і капілярноелектрофоретичної (КЕФ) сепарації молекул у біорідинах (кров, плазма крові, сеча). Мікрорідинна платформа з мікронно-розмірними каналами (U-подібним сепараційним мікроканалом і подвійним Т-подібним інжектором нанопроб) виготовлена з використанням технології глибинного травлення фотосіталу. За допомогою технології Лангмюр-Блоджетт ЕХЛ-реагент був іммобілізований на поверхні електроду мікрорідинного чіпу. Серед основних переваг запропонованого рішення — низька межа виявлення (10–12 моль/л (М) для ЕХЛ методу порівняно з 10-7M для електрохімічного і 10-9M для флуоресцентного методів), висока селективність, велика економія реагентів, спрощення структури сенсора тощо. Ця система може знайти прикладне застосування в біомедицині, зокрема в діагностиці.
4. Нові комп’ютерні засоби та технології інформатизації суспільства.
Проведення експерименту в лабораторії
наноелектроніки і нанотехнологій
Викладачі й працівники кафедри безпеки інформаційних технологій виконали комплекс досліджень, результати яких було впроваджено в систему ЕЦП України у вигляді шести акредитованих центрів сертифікації ключів, п’яти зареєстрованих центрів сертифікації ключів, а також створено комплекс криптографічного захисту національного біометричного паспорта, який абсолютно відповідає міжнародним вимогам ICAO. Особливістю центрів сертифікації є те, що в них підтримується необхідний високий рівень безпеки. Це стало можливим завдяки застосуванню на всіх рівнях національних апаратно-програмних засобів серій «Гряда», «Кристал», «Канал» і «Бар’єр». Ці системи зараз використовують на Укрзалізниці, у Державній митній службі України, Дніпропетровській ОДА, ПАТ «Укрсоцбанк», ПАТ «Укрсиббанк», а також реалізовані в комерційних акредитованих центрах «ІВК», «Артмайстер» та інших, послугами яких користуються міністерства й відомства України.
Співробітники науково-дослідного центру ІІРЕСТ вперше в Україні розробили автоматизовану інформаційно-аналітичну систему «Ресурс-У» для підвищення ефективності процесів планування та використання національного радіочастотного ресурсу. За своїми функціональними можливостями система знаходиться на рівні світових аналогів та впроваджена в Адміністрації Державної служби спеціального зв’язку та захисту інформації України для підтримки прийняття управлінських рішень у галузі регулювання радіочастотного ресурсу. Розроблену систему за допомогою мережі Інтернет інтенсивно використовують Міжнародний союз електрозв’язку, національні та іноземні радіочастотні органи і користувачі для вирішення важливих питань міжнародної координації при використанні радіочастотного ресурсу, його конверсії, впровадженні перспективних радіотехнологій тощо.
5. Новітні та ресурсоощадні технології в енергетиці, промисловості й агропромисловому комплексі.
Дослідний зразок кавітаційного теплогенератора та пульт
управління і контролю режимами роботи теплогенератора
Співробітники інформаційно-аналітичного центру математичного моделювання розробили програмний комплекс «СИГМА» для моделювання і оптимізації стаціонарних та квазістаціонарних режимів транспорту та розподілу природного газу в газотранспортних системах (ГТС). Використання системи дозволяє істотно підвищити ефективність виконання контрактних умов на постачання природного газу для всіх категорій споживачів; знизити на 3–5% витрати паливного газу і на 10–15% витрати електроенергії на компресорних станціях; зменшити ризики відмови технологічного устаткування; підвищити екологічну безпеку ГТС України; скоротити прямі втрати природного газу завдяки оперативному виявленню і припиненню кримінальних відборів. Порівняно з подібними закордонними програмними продуктами (наприклад, технологічною розробкою «SIMONE» компанії «Simone Research Group» (Чехія), розробками підприємства «Consult/LicEnergy» (Данія) та «Ganesi/Gamos» компанії «Debis Systemhaus» (Німеччина) тощо) комплекс «СИГМА» враховує неповноту і недостовірність апріорної інформації про структуру та параметри ГТС, а також невизначеність реальних умов функціонування системи.
Передбачається, що подальший розвиток ІАСОДУ ГТС «СИГМА» сприятиме заміні наявної нині технології управління режимами транспорту і розподілу газу в газотранспортних системах.
Науковці центру «Термоконтроль» створили програму і методику виявлення наявності рідкої фази у газових магістралях, розробили стенд і методику теплової дефектоскопії об’єктів типу обертання для елементів авіаційної техніки, провели термографічне обстеження трубопровідних магістралей високого тиску Запорізької АЕС. Термографія була введена до процедур контролю обладнання АЕС нормативами МАГАТЕ, окремі процедури контролю стали штатними на російських АЕС. Використання розробленої методики дозволяє запобігати техногенним аваріям, скоротити час і матеріальні витрати на проведення діагностування обладнання. Рівень зменшення експлуатаційних витрат досягає 8–11%.
Фахівці Науково-дослідного центру ІІРЕСТ розробили кавітаційний теплогенератор, призначений для використання в складі систем автономного опалення, швидкого підігріву води, для вирішення широкого кола технологічних проблем, пов’язаних із підігрівом рідин, наприклад, для потреб МЧС, залізничного транспорту тощо.
Розробка має суттєві переваги: високий коефіцієнт корисної дії — 97%; відсутність екологічно-шкідливих викидів; використання як теплоносія не тільки води, а й різних незамерзаючих рідин (масла, антифризу тощо); відсутність особливих вимог до жорсткості води; підключення кавітаційного теплогенератора до існуючої системи опалення не вимагає її переробки; висока надійність і безпека використання; автоматизація роботи кавітаційного теплогенератора підвищує надійність системи в цілому і дозволяє значно економити електроенергію.
Університет активно співпрацює з академічними інститутами й організаціями НАН України, громадськими науковими структурами, зокрема з Міжнародною академією наук прикладної радіоелектроніки (АНПРЕ) і Національною асоціацією «Антени», що сприяє інтеграції освіти й науки, поліпшенню ситуації у сфері комерціалізації наукових розробок та створенню для неї технологічної інфраструктури.
Трубопровідні магістралі високого тиску та їх
термографічне зображення
Активна діяльність у галузі створення інноваційних проектів та структур є складовою частиною вагомих наукових досягнень вишу за останні три-п’ять років. У 2011 р. відбулося урочисте відкриття Українсько-російського технопарку «Слобожанщина». До його заснування долучилися Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна, Харківський національний університет радіоелектроніки, науковий парк «ФЕД» і Федеральна державна автономна освітня установа вищої професійної освіти «Бєлгородський державний національний дослідницький університет» (Російська Федерація). Одним із перших спеціалізованих технопарків також стане IT-парк «Інтеллектроніка», в розробці техніко-економічного обґрунтування якого науковці вишу беруть участь.
На підставі Закону України «Про наукові парки» ХНУРЕ, Науково-технічний центр АНПРЕ заснували науковий парк «Радіоелектроніка й інформатика». Роботу буде організовано так, щоб учені вишу могли займатися бізнесом, поєднуючи його з науковою та викладацькою діяльністю. Це забезпечить належне вирішення проблем захисту інтелектуальної власності, пов’язаних із використанням розробок і ноу-хау, створених співробітниками кафедр, наукових центрів та лабораторій університету.
Просп. Леніна, 14, м. Харків, 61166. Тел.: 0 (57) 702-18-07, факс: 0 (57) 706-41-54. Web-сайт: http://www.kture.kharkov.ua.
Web-сайт інноваційних розробок вишу: http://imo.kture.kharkov.ua/rus/products.php?type=list&p=1&branch=0
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України   ]   зміст   [   Харківський державний університет харчування та торгівлі