Страница:
Да мало ли у этой науки и других заслуг перед строителями!
Главная заслуга химии перед бурно развивающейся строительной индустрией не только в создании новых, обладающих многочисленными достоинствами и качествами материалов, но и в том, что с помощью этих материалов она совершила еще одно из своих чудесных превращений, трансформировав строительную площадку в площадку монтажную, на которой здания собирают, "складывают" из готовых, сделанных на домостроительном комбинате конструкций. Это уже качественно новая ступень в строительной индустрии, не только соответствующая ее современным темпам развития, но и определяющая их. Как раньше росли на Руси города и села? Их рубили. Именно рубили - не строили. Ибо до XVИI века наша Родина пилы не знала, а главным инструментом плотника, строителя и зодчего Руси деревянной был топор.
Да, мы и сегодня гордимся домами, церквами, теремами, дошедшими до нас из седой старины. Каждое из них - произведение искусства. Но потребность в жилье, в новых промышленных мощностях, школах, детских садах, кинотеатрах, наконец, решение невиданной по своим масштабам социальной задачи обеспечение каждой советской семьи в ближайшей перспективе отдельной квартирой или индивидуальным домом, заставляет wac отдавать предпочтение все той же монтажной площадке. И собирать на ней типовые, блочные сооружения.
Потому что только таким образом можно обеспечить нужды массовой застройки, при этом сохранив высокое качество работ и все возрастающую производительность труда. К тому же и жилье, и сами строительные работы должны из года в год не дорожать, а дешеветь, становиться доступнее.
Разумеется, при решении этой важной народнохозяйственной проблемы приводится в действие множество рычагов. В том числе и экономических. Так, недавними решениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР о совершенствовании хозяйственного механизма в строительстве опыт внедрения коллективных подрядов в строительном тресте Мособлсельстрой No 18, которым руководит Николай Травкин, узаконен в масштабах страны.
В становлении нового метода, основывающегося на трех принципах (свободе маневра людскими ресурсами, зависимости личного заработка от итогов работы всей организации и коллективном управлении), большая роль принадлежит опять же химии. Поскольку только она способна предложить стройке дешевые, прочные и высококачественные материалы, которые совершенно изменят свойства готовых конструкций.
В Харьковском инженерно-строительном институте, например, созданы стеклопластиковые трубы для несущих элементов конструкций. Трубы украинских ученых сделаны по новому методу и на специально созданном оборудовании, разработанном в том же вузе. Они могут использоваться и для нужд горячего и холодного водоснабжения, в отопительных системах.
Специалисты предложили оригинальную двухслойную конструкцию трубопроводов. Их внутренний слой изготовляют из материала, пригодного для длительного протекания жидкости, такого, как стекло, фторопласт, а сверху наматываются нити из стекловолокна. Их переплетение придает изделию прочность и гибкость. Труба держит напор воды и одновременно хорошо работает на изгиб.
Новые двухслойные трубы практически не изнашиваются, не подвержены коррозии. Первые километры коммуникаций из них будут проложены в жилых районах Харькова, а широкое внедрение новшества гарантирует многие миллионы рублей экономии.
Конструкции со стеклопластиковым армированием отличаются повышенной надежностью и стойкостью к агрессивным средам, а значит, могут использоваться не только при строительстве жилых зданий, но и химических производств.
Пройдет какое-то время, и стеклопластиковые трубы найдут применение и в других отраслях народного хозяйства, во многом определив их экономичность и рентабельность. Вообще у полимерных материалов перед строительной индустрией поистине выдающиеся заслуги.
Использование, например, фурановых, эпоксидных, фенолформальдегидных смол привело к созданию принципиально нового строительного материала полимербетона.
Полимербетон - затвердевшая смесь высокомолекулярного вещества с минеральными наполнителями. Чаще всего в качестве наполнителей используют кварцевый песок, гранитную и другую щебенку. Основные преимущества полимербетонов перед обычными бетонами в первую очередь связаны именно с наличием полимера в их составе. Полимербетоны, как правило, имеют более высокую прочность на растяжение, низкую хрупкость, повышенную водонепроницаемость, стойкость к действию агрессивных жидкостей, газов и низких температур.
Применяются они для изготовления полов, дорожных и аэродромных покрытий, заделки швов, трещин, выбоин (тут особенно ценна их способность затвердевать при низких температурах), для гидроизоляции, отделочных работах. Одним словом везде, где особенно ценятся все перечисленные свойства.
Здесь нужно сказать, что понятие "новый" применительно к материалам, используемым сегодня на строительной площадке, довольно относительно. Тот же полимербетон недолго пребывал в этом привилегированном разряде, довольно быстро превратившись в материал привычный, традиционный. Сегодня на звание "нового"
несколько претендентов. Среди них шлакощелочные бетоны. Производство их гораздо дешевле традиционных портландцементов (применяющихся в строительстве в качестве вяжущих материалов вот уже более столетия), а сырьевая база практически неограничена. Ведь это шлаки доменных, мартеновских, электроплавильных печей и, конечно, шлаки цветной металлургии.
Нет трудностей и со щелочными компонентами. Их у нас предостаточно: многие крупнотоннажные отходы производства сульфида натрия, глинозема, капролактама могут пойти в дело, да и щелочные растворы, идущие на очистку металлических отливок от пригара, окалины, шлака и до сих пор сливающиеся в накопители или вывозящиеся на свалки. Шлакощелочные цементы в три раза дешевле традиционных и, как сообщают их создатели, многократно превосходят последние по качеству.
Изделия из шлакощелочных цементов и бетонов успешно используются в различных конструкциях и сооружениях промышленного, сельскохозяйственного и других видов строительства. Обследование этих конструкций и испытания после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали: прочность их не только не уменьшилась, а выросла в полтора раза.
Впрочем, и это всего лишь один пример колоссальных возможностей химии. Ее задачи в ускорении социально-экономического прогресса нашей страны и братских социалистических стран определены Комплексной программой научно-технического прогресса стран - членов СЭВ. А создание и освоение в широких масштабах прежде всего новых прогрессивных конструкционных материалов, в том числе композиционных, керамических, полимерных, с применением новейших способов их обработки, названы 41-м (внеочередным) заседанием сессии Совета Экономической Взаимопомощи в качестве конечной цели. Потому что только эти перспективнейшие материалы способны обеспечивать опережающее развитие новых областей техники и самой современной строительной индустрии.
Так какими же они должны быть - материалы будущего? Чем отличаются они от тех, что уже сегодня успешно трудятся на нас, удовлетворяя самые широкие вкусы и потребности?
Думаю, что свойства таких материалов зависят от требований, которые предъявят к ним бурно развивающиеся техника, наука, промышленность. Но совершенно очевидно, что все эти материалы непременно будут синтетическими. И здесь, вероятно, самое время возразить тому несправедливо сложившемуся мнению, будто синтетические материалы - всего лишь заменители натуральных. Почему же заменители? Они давным-давно утвердили свое право на жизнь и независимое развитие.
Их деловые качества нисколько не хуже натуральных аналогов, если, конечно, таковые вообще существуют. Ведь большинство синтетических материалов как раз и возникло потому, что известные природные вещества и материалы не отвечали тем требованиям, которые оказывались нужными технике, промышленности, народному хозяйству.
Синтетические волокна, например, появились на свет не столько потому, что лен и хлопок исчерпали свои возможности как перспективные материалы в производстве технических изделий (шины, ремни и т. д.), а потому что той же химической индустрии (и другим отраслям промышленности) понадобились для технических нужд нити и ткани, способные не менять своих свойств в агрессивных средах и успешно трудиться в экстремальных условиях. Но дальше - больше. И на синтетические волокна заявили свои права текстильщики, работающие в соответствии с потребностями моды. Но значит ли это, что сегодня они уже утратили свое прямое значение новых материалов?
Конечно, нет. Они все шире внедряются в производство, решая при этом еще одну важную задачу - экономию натуральных материалов. Разумеется, пока синтетиескпс волокна были лишь "стажерами" на промышленном поприще, пока к ним присматривались отдельные производства, прикидывая, включать их или нет в отлаженный, устоявшийся технологический цикл, - они были достаточно дороги. Объясняется это очень просто - накладные расходы по сравнению с объемами производства оказывались чрезмерно большими.
Положение резко изменилось, как только возрос вал.
И на дешевое, экономичное волокно кто только не стал претендовать, например, машиностроители. Им очень пршодились волокна, способные более чем на десять процентов увеличивать пробег автопокрышек. Волокна оказались способными придавать прочностные свойства пластмассам. Да такие, что они составили конкуренцию самой стали! Синтетические волокна готовы принять на себя еще и большую нагрузку, ведь работы для них на заводах и фабриках хватит на долгие годы.
Так с помощью каких же инструментов химия совершает свои превращения, синтезируя все новые вещества и соединения? Один из главных инструментов химии, ее волшебная палочка, преобразованная в наши дня в полном соответствии с уровнем науки, - химический реактор. Но было бы глубоко ошибочным считать, будто он - рукотворное детище человека. Отнюдь...
Природа испокон веков с успехом пользовалась этим уникальным инструментом. Собственно, вся эволюция химических превращений, происходящих в природе, зависела от условий, создаваемых в тех или иных реакторах. Звезды и планеты, например, реакторы, в которых неорганизованное вещество космического пространства трансформируется в тяжелые атомы и простейшие вещества. Правда, каждый такой реактор неуправляем.
И если в звездах осуществлялось производство тяжелых атомов, то их превращения в химические соединения - сильфиды, карбиды, фосфаты, фториды, окислы - шло в недрах и на поверхностях планет.
Многообразие условий протекания химических и физико-химических процессов, используемых на практике, обусловливает и широчайшее разнообразие конструкций аппаратов, в которых они осуществляются. Мы многое подсмотрели у природы, многое из происходящего в ней удалось смоделировать. И если современная наука создаст подходящий реактор, то наконец-то осуществится заветная мечта человечества - термоядерный синтез.
Важнейшей задачей отечественного химического машиностроения на данном этапе остается создание высокоэффективных установок с оптимальным ресурсопотреблением. Насколько она трудна, можно судить хотя бы потому, что их конструкции аппаратов должны обеспечивать, с одной стороны, возможность поддержания оптимальных, и зачастую очень жестких с позиций химической технологии, режимов работы, а с другой - соответствовать всем требованиям НТР.
Решение проблемы усложняется еще и тем, что для оптимального проведения большого числа химических процессов требуется исключительно широкое разнообразие вариантов оборудования. Но ускорение проектирования и изготовления последнего возможно лишь при наличии набора типовых решений. Как же поступить в подобной ситуации? Устранимо ли данное противоречие?
Вполне. Путь к решению - в разработке химической аппаратуры как гибкой совокупности унифицированных узлов или модулей. Причем в первую очередь унифицировать надо машиностроительные узлы, изготовляемые по единой технологии, обеспечивая максимально возможное число их сочетаний - такое многообразие выбора и определит оптимальный вариант аппарата или машины. К оборудованию для крупнотоннажных процессов у НТР требования особые. И, прежде всего, повышенная надежность в сочетании с максимальной производительностью. При создании оборудования для производства малотоннажных химических продуктов главным остается легкость переналаживания и резервирования мощностей для обеспечения широкого диапазона областей применения.
Но в том и в другом случае именно химический реактор является тем элементом технологической схемы, от совершенства которого зависит возможность осуществления в промышленных условиях производства нужных соединений. Оно и попятно, ведь современные хпмико-технологические процессы осуществляются с большими скоростями, с применением средств самонастройки на оптимальный режим и должны отвечать, кроме всего прочего, условиям комплексного использования сырья и энергии и исключить возможность загрязнения воздушного и водного бассейнов вредными выбросами.
В наши дни химизация является одним из важнейших факторов, способствующих интенсификации развития всей экономики в целом. Поэтому химические отрасли промышленности в широком смысле слова развиваются и будут развиваться в двенадцатой пятилетке опережающими -темпами. А поскольку уже сейчас очевидно, что экстенсивные методы роста промышленности себя исчерпали, то требуются такие серьезные шаги, направленные на такие радикально качественные изменения технологических процессов, которые позволили бы самым оптимальным способом использовать сырье, топливо, энергию. Это разработка катализаторов нового поколения, внедрение в промышленную практику таких перспективных процессов, как мембранные, экстракция сжатыми газами при сверхкритических давлениях и, конечно же, новейшего оборудования.
Другими словами, перспективы развития химической технологии определяются необходимостью создания экономичных, интенсивных технологических процессов, высокопроизводительной аппаратуры, систем автоматического контроля, управления и оптимизации не только отдельных процессов, но и целых производств с широким использованием электронно-вычислительной техники.
Для решения этого сложнейшего комплекса проблем требуются и соответствующие кадры, так что перестройка высшей школы, которая сейчас осуществляется в нашем государстве, не что иное как приведение в должное соответствие уровней развития науки, производства и образования. Причем последнему в этой триаде, которая определяет успех научно-технического прогресса, безусловно, принадлежит ведущая роль. Более того, высшее образование, осуществляющее подготовку столь необходимых для развивающихся отраслей промышленности специалистов, само стало производительной отраслью народного хозяйства, той животворной силой, что способна постоянно и планомерно пополнять самое главное богатство страны высококвалифицированных создателей материальных ценностей. Время подтвердило верность мнения академика Владимира Ивановича Вернадского, считавшего "высшую школу в борьбе за существование более мощным орудием, чем дредноуты".
Применительно к инженерно-химическому образованию такая характеристика удивительно справедлива.
И это не только мое мнение. Подобную точку ярения разделяет, например, Дэвид Росс, книга которого "Энергия волн" издана у нас в стране несколько лет назад.
В ней английский ученый, рассказывая о научном руководителе министерства энергетики Великобритании Гордоне Гудвине, обосновывает предпочтительное отношение к образованию инженера-химика, которое "исповедует" сам и которое вместе с ним разделяет и Гудвин.
Вот, что пишет дословно Дэвид Росс на страницах своей книги: "Он (Гордон Гудвин) - инженер-химик и утверждает, что такое образование является идеальной основой, ибо охватывает любую инженерную область и позволяет разговаривать с .механиками, конструкторами и электриками на их языке".
И это действительно так, потому что химия - та единственная фундаментальная наука, которая, обеспечивая глубокое понимание процессов и явлений, происходящих в природе, сближает, а не разделяет специалистов других областей знаний. Именно поэтому "язык химии" - это язык всех естественных областей знаний.
То самое "эсперанто", на котором изъясняются квалифицированные инженерные кадры нашего времени.
Нисколько не сомневаюсь, что он же сохранит свою значимость и в веке грядущем. Удивительно ли, что еще в 1985 году наше отделение физикохимни и технологии неорганических материалов активно участвовало в обсу.клешш проблем совершенствования подготовки инженеров-химиков на Международном симпозиуме по высшему инженерному образованию социалистических стран в Ленинграде.
В том же году эти проблемы стали предметом горячих споров на межвузовской конференции по химической технологии в Куйбышеве, а в мае 1986 года на Международном симпозиуме по тепломассообмену в Минске ученые вновь вернулись к той же проблеме.
Так каким же он должен быть, современный инженер-химик? Прежде всего, человеком творческим. Умеющим разглядеть задачу и решить ее. И здесь, к сожалению, мне видится сразу несколько тревожных тенденций в подготовке наших кадров. В первую очередь беспокоит тот факт, что число специальностей, по которым осуществляется в стране подготовка инженеров, на порядок больше, чем, например, в США.
Разумеется, специализация - вещь хорошая. И реформа высшей школы предполагает подготовку специалистов для некоторых перспективных, но узко профильных направлений науки и техники. Однако общее количество специальностей должно быть ограниченно, да и готовиться специалисты должны вузами страны в строгом соответствии с заявками, получаемыми от предприятий. Когда же абсолютное большинство выпускников наших вузов (речь идет в данном случае о специалистаххимиках) получает только узкую специализацию, не тревожный ли то "факт? И не уместно ли по данному поводу вспомнить афоризм древних греков, перефразированный в свое время мудрым насмешником Бернардом Шоу:
"Узкий специалист узнает все больше о все меньшем и так до тех пор, пока не будет знать все ни о чем и ничего обо всем".
Для того чтобы такой весьма тревожный парадокс не реализовался в практике нашего образования, необходимо, чтобы высшая и в первую очередь техническая школа страны проводила широкую общенаучную, специальную и экономическую подготовку кадров по основным специальностям, строго отбирая еще в процессе обучения в институтах и университетах людей, проявляющих явную склонность к научной и инженерно-конструкторской деятельности.
Тех, кто следит за развитием отечественной науки и сам принимает в ее становлении деятельное участие, беспокоит наметившееся в последнее время некоторое снижение способности отечественных научных коллективов к генерации и реализации новых идей, концепций, открытий. Это тревожное явление, зарождаясь еще в вузовских коллективах, наиболее активно может проявиться затем и в отраслевой и даже (что особенно опасно!)
в фундаментальной науке.
Объяснить наметившийся спад творческой активности отечественных специалистов и ученых на наш взгляд совсем несложно - отсутствие и в высшей школе, и в исследовательских институтах необходимой аппаратуры, новейшего оборудования. В Англии и США, например, революция в инструментальных методах химии, в том числе и инженерной, закончилась еще к началу 1984 года. Экспериментальные установки университетов и колледжей как правило автоматизированы. В основе такого резкого "отрыва" лежит разработка и промышленное освоение многочисленных и разнообразных микродатчиков (сенсоров) и, конечно, доступность индивидуальных средств вычислительной техники.
Конечно, роль человеческого фактора и на производстве, и в науке сейчас чрезвычайно высока. Но чтобы его возможности полностью раскрылись, необходима техническая реализация идей, открытий, изобретений.
С этим иногда дело обстоит неважно... Чтобы не быть голословным, приведу пример, подтверждающий этот вывод.
Как известно, создание сверхбольших и сверхскоростных интегральных схем предъявило отечественной химической науке свой конкретный заказ. Одно из главных его требований - разработка структурно совершенных монокристаллов и эпитаксиальных (эпитаксия - ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого) структур арсенида (арсениды - химические соединения мышьяка с металлами) галлия и твердых растворов на его основе. Задача эта, прямо скажем, не из легких. И чтобы быстрее и успешнее ее решить, при Институте общей и неорганической химии АН СССР разработаны предложения по созданию Межведомственного научно-технического комплекса "Технология новых материалов для микро- и функциональной электроники)).
И хотя идей, методов, подходов к решению поставленных жизнью проблем нам занимать не приходится, практическое решение тормозится главным образом отсутствием необходимого оборудования. Разумеется, ученые прекрасно знают, что именно им нужно для решения проблемы, но знать и иметь, как известно, совсем не одно и то же.
И такое положение, к сожалению, складывается при рассмотрении многих других проблем, научных и практических.
Как известно, в современном промышленном оборудовании (теплообменники, абсорберы для защиты окружающей среды от вредных газовых выбросов, газо-жидкостные реакторы) жидкость движется в виде тонких пленок толщиной от нескольких десятых миллиметра до 2-3 миллиметров. Чтобы создать методы расчета кинетики массообмена в таком оборудовании, необходимо провести тончайшие измерения: определить профили скорости по сечению пленки, профили интенсивности турбулентности, стохастические (случайные) процессы волнообразования на поверхности.
Только одними теоретическими методами данную задачу не решить. По крайней мере так обстоит дело сегодня. Да и в ближайшие годы дело едва ли изменится, потому что построение теоретических моделей требует проведения тонкого эксперимента. И никуда здесь не денешься. А поскольку отечественной аппаратуры такого назначения пока что не существует, наш институт приобрел лазерный доплеровский анемометр фирмы ДIСА. Вся вычислительная техника в нем основана на базе мощного ВЦ. Случилось это ровно десять лет назад и позволило нам провести все необходимые измерения, и создать на их основе новую трактовку изучаемых явлений. А как следствие были созданы новые научно обоснованные методы расчета высокоэффективного оборудования.
Но десять лет - это десять лет... И лазерный анемометр, сослуживший нам столь добрую службу, за это время, естественно, успел "состариться". Новую жизнь в него могла бы вдохнуть небольшая (теперь уже стандартная) приставка - модулятор. Однако ни модуляторы, ни приставки у нас пока не выпускают.
Конечно, сдерживание из-за отсутствия необходимого оборудования наращивания научного потенциала страны и само по себе явление весьма тревожное. Но оно усугубляется еще и столь ярко проявившимся в наши дни несоответствием между теоретически безграничными возможностями человеческого познания и ограниченными возможностями одного человека. Сейчас науку создает коллективный человеческий разум. А ему в еще большей степени необходима и лазерная, и вычислительная техника.
Так что и эту проблему решать придется. Иначе задач, поставленных перед наукой и промышленностью страны XXVИ съездом партии, не выполнить. К лицу ли нам подобное расхождение между словом и делом?
И уж коли в этой главе речь зашла о болевых точках отечественной высшей школы и вытекающих вследствие ее недоработок, недочетов в подготовке специалистов, то хотелось бы отметить еще один довольно печальный "симптом". За последние годы значительно снизился уровень химической подготовки инженерных кадров в вузах нсхимического профиля. Такой серьезный просчет высшего образования обернулся и снижением общей химической культуры. И это на фоне возрастания химизации всех отраслей народного хозяйства.
Правда, такая же печальная тенденция характерна не только для нашей страны. В США, например, в 1985 году был опубликован доклад на тему: "Анализ возможности химической науки", составленный комиссией Национальной академии наук, Национальной инженерной академии и Института медицины, совместно с научно-техническими обществами под председательством профессора Джоржа Пиментела. В нем обращается серьезное внимание американской общественности на недооценку роли химической науки в научно-техническом прогрессе и подчеркивается ее выдающаяся роль в развитии промышленности, сельского хозяйства, здравоохранения и других областей человеческой деятельности.
Мы, к сожалению, страдаем той же болезнью. Чтобы исправить сложившееся положение, Минвузу, АН СССР и отраслевой науке необходимо объединить усилия.
Не в конфликте, оспаривая собственную значимость, а в добром союзе нужно решать важнейшую для экономики страны задачу, без которой не реализовать грандиозных планов экономического и социального развития страны.
Главная заслуга химии перед бурно развивающейся строительной индустрией не только в создании новых, обладающих многочисленными достоинствами и качествами материалов, но и в том, что с помощью этих материалов она совершила еще одно из своих чудесных превращений, трансформировав строительную площадку в площадку монтажную, на которой здания собирают, "складывают" из готовых, сделанных на домостроительном комбинате конструкций. Это уже качественно новая ступень в строительной индустрии, не только соответствующая ее современным темпам развития, но и определяющая их. Как раньше росли на Руси города и села? Их рубили. Именно рубили - не строили. Ибо до XVИI века наша Родина пилы не знала, а главным инструментом плотника, строителя и зодчего Руси деревянной был топор.
Да, мы и сегодня гордимся домами, церквами, теремами, дошедшими до нас из седой старины. Каждое из них - произведение искусства. Но потребность в жилье, в новых промышленных мощностях, школах, детских садах, кинотеатрах, наконец, решение невиданной по своим масштабам социальной задачи обеспечение каждой советской семьи в ближайшей перспективе отдельной квартирой или индивидуальным домом, заставляет wac отдавать предпочтение все той же монтажной площадке. И собирать на ней типовые, блочные сооружения.
Потому что только таким образом можно обеспечить нужды массовой застройки, при этом сохранив высокое качество работ и все возрастающую производительность труда. К тому же и жилье, и сами строительные работы должны из года в год не дорожать, а дешеветь, становиться доступнее.
Разумеется, при решении этой важной народнохозяйственной проблемы приводится в действие множество рычагов. В том числе и экономических. Так, недавними решениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР о совершенствовании хозяйственного механизма в строительстве опыт внедрения коллективных подрядов в строительном тресте Мособлсельстрой No 18, которым руководит Николай Травкин, узаконен в масштабах страны.
В становлении нового метода, основывающегося на трех принципах (свободе маневра людскими ресурсами, зависимости личного заработка от итогов работы всей организации и коллективном управлении), большая роль принадлежит опять же химии. Поскольку только она способна предложить стройке дешевые, прочные и высококачественные материалы, которые совершенно изменят свойства готовых конструкций.
В Харьковском инженерно-строительном институте, например, созданы стеклопластиковые трубы для несущих элементов конструкций. Трубы украинских ученых сделаны по новому методу и на специально созданном оборудовании, разработанном в том же вузе. Они могут использоваться и для нужд горячего и холодного водоснабжения, в отопительных системах.
Специалисты предложили оригинальную двухслойную конструкцию трубопроводов. Их внутренний слой изготовляют из материала, пригодного для длительного протекания жидкости, такого, как стекло, фторопласт, а сверху наматываются нити из стекловолокна. Их переплетение придает изделию прочность и гибкость. Труба держит напор воды и одновременно хорошо работает на изгиб.
Новые двухслойные трубы практически не изнашиваются, не подвержены коррозии. Первые километры коммуникаций из них будут проложены в жилых районах Харькова, а широкое внедрение новшества гарантирует многие миллионы рублей экономии.
Конструкции со стеклопластиковым армированием отличаются повышенной надежностью и стойкостью к агрессивным средам, а значит, могут использоваться не только при строительстве жилых зданий, но и химических производств.
Пройдет какое-то время, и стеклопластиковые трубы найдут применение и в других отраслях народного хозяйства, во многом определив их экономичность и рентабельность. Вообще у полимерных материалов перед строительной индустрией поистине выдающиеся заслуги.
Использование, например, фурановых, эпоксидных, фенолформальдегидных смол привело к созданию принципиально нового строительного материала полимербетона.
Полимербетон - затвердевшая смесь высокомолекулярного вещества с минеральными наполнителями. Чаще всего в качестве наполнителей используют кварцевый песок, гранитную и другую щебенку. Основные преимущества полимербетонов перед обычными бетонами в первую очередь связаны именно с наличием полимера в их составе. Полимербетоны, как правило, имеют более высокую прочность на растяжение, низкую хрупкость, повышенную водонепроницаемость, стойкость к действию агрессивных жидкостей, газов и низких температур.
Применяются они для изготовления полов, дорожных и аэродромных покрытий, заделки швов, трещин, выбоин (тут особенно ценна их способность затвердевать при низких температурах), для гидроизоляции, отделочных работах. Одним словом везде, где особенно ценятся все перечисленные свойства.
Здесь нужно сказать, что понятие "новый" применительно к материалам, используемым сегодня на строительной площадке, довольно относительно. Тот же полимербетон недолго пребывал в этом привилегированном разряде, довольно быстро превратившись в материал привычный, традиционный. Сегодня на звание "нового"
несколько претендентов. Среди них шлакощелочные бетоны. Производство их гораздо дешевле традиционных портландцементов (применяющихся в строительстве в качестве вяжущих материалов вот уже более столетия), а сырьевая база практически неограничена. Ведь это шлаки доменных, мартеновских, электроплавильных печей и, конечно, шлаки цветной металлургии.
Нет трудностей и со щелочными компонентами. Их у нас предостаточно: многие крупнотоннажные отходы производства сульфида натрия, глинозема, капролактама могут пойти в дело, да и щелочные растворы, идущие на очистку металлических отливок от пригара, окалины, шлака и до сих пор сливающиеся в накопители или вывозящиеся на свалки. Шлакощелочные цементы в три раза дешевле традиционных и, как сообщают их создатели, многократно превосходят последние по качеству.
Изделия из шлакощелочных цементов и бетонов успешно используются в различных конструкциях и сооружениях промышленного, сельскохозяйственного и других видов строительства. Обследование этих конструкций и испытания после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали: прочность их не только не уменьшилась, а выросла в полтора раза.
Впрочем, и это всего лишь один пример колоссальных возможностей химии. Ее задачи в ускорении социально-экономического прогресса нашей страны и братских социалистических стран определены Комплексной программой научно-технического прогресса стран - членов СЭВ. А создание и освоение в широких масштабах прежде всего новых прогрессивных конструкционных материалов, в том числе композиционных, керамических, полимерных, с применением новейших способов их обработки, названы 41-м (внеочередным) заседанием сессии Совета Экономической Взаимопомощи в качестве конечной цели. Потому что только эти перспективнейшие материалы способны обеспечивать опережающее развитие новых областей техники и самой современной строительной индустрии.
Так какими же они должны быть - материалы будущего? Чем отличаются они от тех, что уже сегодня успешно трудятся на нас, удовлетворяя самые широкие вкусы и потребности?
Думаю, что свойства таких материалов зависят от требований, которые предъявят к ним бурно развивающиеся техника, наука, промышленность. Но совершенно очевидно, что все эти материалы непременно будут синтетическими. И здесь, вероятно, самое время возразить тому несправедливо сложившемуся мнению, будто синтетические материалы - всего лишь заменители натуральных. Почему же заменители? Они давным-давно утвердили свое право на жизнь и независимое развитие.
Их деловые качества нисколько не хуже натуральных аналогов, если, конечно, таковые вообще существуют. Ведь большинство синтетических материалов как раз и возникло потому, что известные природные вещества и материалы не отвечали тем требованиям, которые оказывались нужными технике, промышленности, народному хозяйству.
Синтетические волокна, например, появились на свет не столько потому, что лен и хлопок исчерпали свои возможности как перспективные материалы в производстве технических изделий (шины, ремни и т. д.), а потому что той же химической индустрии (и другим отраслям промышленности) понадобились для технических нужд нити и ткани, способные не менять своих свойств в агрессивных средах и успешно трудиться в экстремальных условиях. Но дальше - больше. И на синтетические волокна заявили свои права текстильщики, работающие в соответствии с потребностями моды. Но значит ли это, что сегодня они уже утратили свое прямое значение новых материалов?
Конечно, нет. Они все шире внедряются в производство, решая при этом еще одну важную задачу - экономию натуральных материалов. Разумеется, пока синтетиескпс волокна были лишь "стажерами" на промышленном поприще, пока к ним присматривались отдельные производства, прикидывая, включать их или нет в отлаженный, устоявшийся технологический цикл, - они были достаточно дороги. Объясняется это очень просто - накладные расходы по сравнению с объемами производства оказывались чрезмерно большими.
Положение резко изменилось, как только возрос вал.
И на дешевое, экономичное волокно кто только не стал претендовать, например, машиностроители. Им очень пршодились волокна, способные более чем на десять процентов увеличивать пробег автопокрышек. Волокна оказались способными придавать прочностные свойства пластмассам. Да такие, что они составили конкуренцию самой стали! Синтетические волокна готовы принять на себя еще и большую нагрузку, ведь работы для них на заводах и фабриках хватит на долгие годы.
Так с помощью каких же инструментов химия совершает свои превращения, синтезируя все новые вещества и соединения? Один из главных инструментов химии, ее волшебная палочка, преобразованная в наши дня в полном соответствии с уровнем науки, - химический реактор. Но было бы глубоко ошибочным считать, будто он - рукотворное детище человека. Отнюдь...
Природа испокон веков с успехом пользовалась этим уникальным инструментом. Собственно, вся эволюция химических превращений, происходящих в природе, зависела от условий, создаваемых в тех или иных реакторах. Звезды и планеты, например, реакторы, в которых неорганизованное вещество космического пространства трансформируется в тяжелые атомы и простейшие вещества. Правда, каждый такой реактор неуправляем.
И если в звездах осуществлялось производство тяжелых атомов, то их превращения в химические соединения - сильфиды, карбиды, фосфаты, фториды, окислы - шло в недрах и на поверхностях планет.
Многообразие условий протекания химических и физико-химических процессов, используемых на практике, обусловливает и широчайшее разнообразие конструкций аппаратов, в которых они осуществляются. Мы многое подсмотрели у природы, многое из происходящего в ней удалось смоделировать. И если современная наука создаст подходящий реактор, то наконец-то осуществится заветная мечта человечества - термоядерный синтез.
Важнейшей задачей отечественного химического машиностроения на данном этапе остается создание высокоэффективных установок с оптимальным ресурсопотреблением. Насколько она трудна, можно судить хотя бы потому, что их конструкции аппаратов должны обеспечивать, с одной стороны, возможность поддержания оптимальных, и зачастую очень жестких с позиций химической технологии, режимов работы, а с другой - соответствовать всем требованиям НТР.
Решение проблемы усложняется еще и тем, что для оптимального проведения большого числа химических процессов требуется исключительно широкое разнообразие вариантов оборудования. Но ускорение проектирования и изготовления последнего возможно лишь при наличии набора типовых решений. Как же поступить в подобной ситуации? Устранимо ли данное противоречие?
Вполне. Путь к решению - в разработке химической аппаратуры как гибкой совокупности унифицированных узлов или модулей. Причем в первую очередь унифицировать надо машиностроительные узлы, изготовляемые по единой технологии, обеспечивая максимально возможное число их сочетаний - такое многообразие выбора и определит оптимальный вариант аппарата или машины. К оборудованию для крупнотоннажных процессов у НТР требования особые. И, прежде всего, повышенная надежность в сочетании с максимальной производительностью. При создании оборудования для производства малотоннажных химических продуктов главным остается легкость переналаживания и резервирования мощностей для обеспечения широкого диапазона областей применения.
Но в том и в другом случае именно химический реактор является тем элементом технологической схемы, от совершенства которого зависит возможность осуществления в промышленных условиях производства нужных соединений. Оно и попятно, ведь современные хпмико-технологические процессы осуществляются с большими скоростями, с применением средств самонастройки на оптимальный режим и должны отвечать, кроме всего прочего, условиям комплексного использования сырья и энергии и исключить возможность загрязнения воздушного и водного бассейнов вредными выбросами.
В наши дни химизация является одним из важнейших факторов, способствующих интенсификации развития всей экономики в целом. Поэтому химические отрасли промышленности в широком смысле слова развиваются и будут развиваться в двенадцатой пятилетке опережающими -темпами. А поскольку уже сейчас очевидно, что экстенсивные методы роста промышленности себя исчерпали, то требуются такие серьезные шаги, направленные на такие радикально качественные изменения технологических процессов, которые позволили бы самым оптимальным способом использовать сырье, топливо, энергию. Это разработка катализаторов нового поколения, внедрение в промышленную практику таких перспективных процессов, как мембранные, экстракция сжатыми газами при сверхкритических давлениях и, конечно же, новейшего оборудования.
Другими словами, перспективы развития химической технологии определяются необходимостью создания экономичных, интенсивных технологических процессов, высокопроизводительной аппаратуры, систем автоматического контроля, управления и оптимизации не только отдельных процессов, но и целых производств с широким использованием электронно-вычислительной техники.
Для решения этого сложнейшего комплекса проблем требуются и соответствующие кадры, так что перестройка высшей школы, которая сейчас осуществляется в нашем государстве, не что иное как приведение в должное соответствие уровней развития науки, производства и образования. Причем последнему в этой триаде, которая определяет успех научно-технического прогресса, безусловно, принадлежит ведущая роль. Более того, высшее образование, осуществляющее подготовку столь необходимых для развивающихся отраслей промышленности специалистов, само стало производительной отраслью народного хозяйства, той животворной силой, что способна постоянно и планомерно пополнять самое главное богатство страны высококвалифицированных создателей материальных ценностей. Время подтвердило верность мнения академика Владимира Ивановича Вернадского, считавшего "высшую школу в борьбе за существование более мощным орудием, чем дредноуты".
Применительно к инженерно-химическому образованию такая характеристика удивительно справедлива.
И это не только мое мнение. Подобную точку ярения разделяет, например, Дэвид Росс, книга которого "Энергия волн" издана у нас в стране несколько лет назад.
В ней английский ученый, рассказывая о научном руководителе министерства энергетики Великобритании Гордоне Гудвине, обосновывает предпочтительное отношение к образованию инженера-химика, которое "исповедует" сам и которое вместе с ним разделяет и Гудвин.
Вот, что пишет дословно Дэвид Росс на страницах своей книги: "Он (Гордон Гудвин) - инженер-химик и утверждает, что такое образование является идеальной основой, ибо охватывает любую инженерную область и позволяет разговаривать с .механиками, конструкторами и электриками на их языке".
И это действительно так, потому что химия - та единственная фундаментальная наука, которая, обеспечивая глубокое понимание процессов и явлений, происходящих в природе, сближает, а не разделяет специалистов других областей знаний. Именно поэтому "язык химии" - это язык всех естественных областей знаний.
То самое "эсперанто", на котором изъясняются квалифицированные инженерные кадры нашего времени.
Нисколько не сомневаюсь, что он же сохранит свою значимость и в веке грядущем. Удивительно ли, что еще в 1985 году наше отделение физикохимни и технологии неорганических материалов активно участвовало в обсу.клешш проблем совершенствования подготовки инженеров-химиков на Международном симпозиуме по высшему инженерному образованию социалистических стран в Ленинграде.
В том же году эти проблемы стали предметом горячих споров на межвузовской конференции по химической технологии в Куйбышеве, а в мае 1986 года на Международном симпозиуме по тепломассообмену в Минске ученые вновь вернулись к той же проблеме.
Так каким же он должен быть, современный инженер-химик? Прежде всего, человеком творческим. Умеющим разглядеть задачу и решить ее. И здесь, к сожалению, мне видится сразу несколько тревожных тенденций в подготовке наших кадров. В первую очередь беспокоит тот факт, что число специальностей, по которым осуществляется в стране подготовка инженеров, на порядок больше, чем, например, в США.
Разумеется, специализация - вещь хорошая. И реформа высшей школы предполагает подготовку специалистов для некоторых перспективных, но узко профильных направлений науки и техники. Однако общее количество специальностей должно быть ограниченно, да и готовиться специалисты должны вузами страны в строгом соответствии с заявками, получаемыми от предприятий. Когда же абсолютное большинство выпускников наших вузов (речь идет в данном случае о специалистаххимиках) получает только узкую специализацию, не тревожный ли то "факт? И не уместно ли по данному поводу вспомнить афоризм древних греков, перефразированный в свое время мудрым насмешником Бернардом Шоу:
"Узкий специалист узнает все больше о все меньшем и так до тех пор, пока не будет знать все ни о чем и ничего обо всем".
Для того чтобы такой весьма тревожный парадокс не реализовался в практике нашего образования, необходимо, чтобы высшая и в первую очередь техническая школа страны проводила широкую общенаучную, специальную и экономическую подготовку кадров по основным специальностям, строго отбирая еще в процессе обучения в институтах и университетах людей, проявляющих явную склонность к научной и инженерно-конструкторской деятельности.
Тех, кто следит за развитием отечественной науки и сам принимает в ее становлении деятельное участие, беспокоит наметившееся в последнее время некоторое снижение способности отечественных научных коллективов к генерации и реализации новых идей, концепций, открытий. Это тревожное явление, зарождаясь еще в вузовских коллективах, наиболее активно может проявиться затем и в отраслевой и даже (что особенно опасно!)
в фундаментальной науке.
Объяснить наметившийся спад творческой активности отечественных специалистов и ученых на наш взгляд совсем несложно - отсутствие и в высшей школе, и в исследовательских институтах необходимой аппаратуры, новейшего оборудования. В Англии и США, например, революция в инструментальных методах химии, в том числе и инженерной, закончилась еще к началу 1984 года. Экспериментальные установки университетов и колледжей как правило автоматизированы. В основе такого резкого "отрыва" лежит разработка и промышленное освоение многочисленных и разнообразных микродатчиков (сенсоров) и, конечно, доступность индивидуальных средств вычислительной техники.
Конечно, роль человеческого фактора и на производстве, и в науке сейчас чрезвычайно высока. Но чтобы его возможности полностью раскрылись, необходима техническая реализация идей, открытий, изобретений.
С этим иногда дело обстоит неважно... Чтобы не быть голословным, приведу пример, подтверждающий этот вывод.
Как известно, создание сверхбольших и сверхскоростных интегральных схем предъявило отечественной химической науке свой конкретный заказ. Одно из главных его требований - разработка структурно совершенных монокристаллов и эпитаксиальных (эпитаксия - ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого) структур арсенида (арсениды - химические соединения мышьяка с металлами) галлия и твердых растворов на его основе. Задача эта, прямо скажем, не из легких. И чтобы быстрее и успешнее ее решить, при Институте общей и неорганической химии АН СССР разработаны предложения по созданию Межведомственного научно-технического комплекса "Технология новых материалов для микро- и функциональной электроники)).
И хотя идей, методов, подходов к решению поставленных жизнью проблем нам занимать не приходится, практическое решение тормозится главным образом отсутствием необходимого оборудования. Разумеется, ученые прекрасно знают, что именно им нужно для решения проблемы, но знать и иметь, как известно, совсем не одно и то же.
И такое положение, к сожалению, складывается при рассмотрении многих других проблем, научных и практических.
Как известно, в современном промышленном оборудовании (теплообменники, абсорберы для защиты окружающей среды от вредных газовых выбросов, газо-жидкостные реакторы) жидкость движется в виде тонких пленок толщиной от нескольких десятых миллиметра до 2-3 миллиметров. Чтобы создать методы расчета кинетики массообмена в таком оборудовании, необходимо провести тончайшие измерения: определить профили скорости по сечению пленки, профили интенсивности турбулентности, стохастические (случайные) процессы волнообразования на поверхности.
Только одними теоретическими методами данную задачу не решить. По крайней мере так обстоит дело сегодня. Да и в ближайшие годы дело едва ли изменится, потому что построение теоретических моделей требует проведения тонкого эксперимента. И никуда здесь не денешься. А поскольку отечественной аппаратуры такого назначения пока что не существует, наш институт приобрел лазерный доплеровский анемометр фирмы ДIСА. Вся вычислительная техника в нем основана на базе мощного ВЦ. Случилось это ровно десять лет назад и позволило нам провести все необходимые измерения, и создать на их основе новую трактовку изучаемых явлений. А как следствие были созданы новые научно обоснованные методы расчета высокоэффективного оборудования.
Но десять лет - это десять лет... И лазерный анемометр, сослуживший нам столь добрую службу, за это время, естественно, успел "состариться". Новую жизнь в него могла бы вдохнуть небольшая (теперь уже стандартная) приставка - модулятор. Однако ни модуляторы, ни приставки у нас пока не выпускают.
Конечно, сдерживание из-за отсутствия необходимого оборудования наращивания научного потенциала страны и само по себе явление весьма тревожное. Но оно усугубляется еще и столь ярко проявившимся в наши дни несоответствием между теоретически безграничными возможностями человеческого познания и ограниченными возможностями одного человека. Сейчас науку создает коллективный человеческий разум. А ему в еще большей степени необходима и лазерная, и вычислительная техника.
Так что и эту проблему решать придется. Иначе задач, поставленных перед наукой и промышленностью страны XXVИ съездом партии, не выполнить. К лицу ли нам подобное расхождение между словом и делом?
И уж коли в этой главе речь зашла о болевых точках отечественной высшей школы и вытекающих вследствие ее недоработок, недочетов в подготовке специалистов, то хотелось бы отметить еще один довольно печальный "симптом". За последние годы значительно снизился уровень химической подготовки инженерных кадров в вузах нсхимического профиля. Такой серьезный просчет высшего образования обернулся и снижением общей химической культуры. И это на фоне возрастания химизации всех отраслей народного хозяйства.
Правда, такая же печальная тенденция характерна не только для нашей страны. В США, например, в 1985 году был опубликован доклад на тему: "Анализ возможности химической науки", составленный комиссией Национальной академии наук, Национальной инженерной академии и Института медицины, совместно с научно-техническими обществами под председательством профессора Джоржа Пиментела. В нем обращается серьезное внимание американской общественности на недооценку роли химической науки в научно-техническом прогрессе и подчеркивается ее выдающаяся роль в развитии промышленности, сельского хозяйства, здравоохранения и других областей человеческой деятельности.
Мы, к сожалению, страдаем той же болезнью. Чтобы исправить сложившееся положение, Минвузу, АН СССР и отраслевой науке необходимо объединить усилия.
Не в конфликте, оспаривая собственную значимость, а в добром союзе нужно решать важнейшую для экономики страны задачу, без которой не реализовать грандиозных планов экономического и социального развития страны.