Итоги НИОКР 2014 года

Комплекс работ по созданию электросиловых приводов квантово-оптических систем нового поколения

[Кафедра электротехники и прецизионных электромеханических систем]

Руководители: проф. В.Н. Дроздов, доцент Томасов В.С.

Творческий коллектив: доценты Толмачев В.А., Денисов К.М., Гурьянов В.А., Усольцев А.А., Лукичев Д.В., Борисов П.А., Никитина М.В., Ильина А.Г., Гурьянов А.В., Шендриков И.А., Жданов И.Н., Егоров А.В., Шеф А., Смирнов Н.А.., асс. ЛовлинС., Тушев С., Сергеева М., Поляков Н., Абдуллин А., Плотицын А., Маматов А., Шарафутдинова Э., Золотов П.

Разработаны, изготовлены и поставлены заказчику цифровые электросиловые приводы (ЦЭСП) для 2-х телескопов траекторных измерений космодрома «Восточный».
Разработаны, изготовлены и поставлены заказчику ЦЭСП для 4-х телескопов траекторных измерений во Вьетнаме.
В июле 2014 года в Бразилии, на базе университета «Де Бразилиа» введена в эксплуатацию квантово-оптическая система с ЦЭСП, спроектированным и изготовленном в Университете ИТМО.

Открытие в Бразилии (университет «Де Бразилия» ) наземной станции дифференциальной коррекции ГЛОНАСС «Сажень-ТМ» июль 2014 г.

ОКР «Создание технологической базы для разработки и изготовления типорядаволоконно-оптических датчиков угловой скорости и навигационных систем, удовлетворяющих требованиям Российского морского регистра судоходства»

[Кафедра Световодной фотоники]

Руководител: д.т.н., проф. Мешковский И.К.

Творческий коллектив: к.т.н. Куликов А.В., к.т.н. Плотников М.Ю., к.ф.-м.н. Стригалев В.Е., к.т.н. Алейник А.С., к.ф.-м.н. Варжель С.В., к.ф.-м.н. Аксарин С.М., к.т.н. Дейнека И.Г. , к.т.н. Шарков И.А., к.т.н. Токарев А.В., асп. Никитенко А.С., асс. Волковский С.А. асс. Шуклин Ф.А., инженеры-исследователи Смоловик М.А., Киреенков А.Ю., Архипов С.В., Беликин М.Н., Мехреньгин М.В, Ефимов М.Е.

Субсидия Правительства Российской Федерации для развитие кооперации российских высших учебных заведений и производственных предприятий (218 постановление Правительства РФ)

Заказчик: ЦНИИ «Электроприбор»

Целью работы является разработка и постановка на производство высокоточных волоконно-оптических гироскопов

Изготовлены опытные образцы волоконно-оптических гироскопов ВОГ001 и ВОГ0001
Разработаны программа и методика предвари-тельныхи приемочных испытаний ВОГ001 и ВОГ0001
Проведены предварительные испытания технологического процесса изготовления и измерения двулучепреломляющегооптического волокна с эллиптической напрягающей оболочкой с наработкой партии волокна для изготовления опытных образцов ВОГ


Структурная схема макета ВОГ	Температурные испытания макета ВОГ

Разработка метаматериатов и наноструктур для устройств обработки, передачи и хранения информации.

[Научно-исследовательский центр «Нанофотоники и метаматериалов»]

Руководители: Проф. Юрий Кившарь (Австралийский Национальный Университет), д.ф.-м.н.Белов П.

Творческий коллектив: 72 чел. (65 молодых ученых): 4 д.н., 15 к.н., 9 аспирантов и 12 студентов.

Публикации 2014 г: 63 статьи в реферируемых журналах (включая 2 Nature Communications [IF=10.07], 2 Laser and Photonics Reviews [IF=9.3], 3 Nanoscale [IF=6.7], средний импакт фактор =3.2 ) и более 30 выступлений на международных конференциях.

*Примеры научных результатов, полученных в научно-исследовательском центре*
Устройство для улучшения характеристик магнитно-резонансной томографии				Сверхнаправленная диэлектрическая антенна

Изображение МРТ рыбы: слева - с безиспользования мета-устройтсва; справа - с использованием мета-устройства

НИР «Робастые и адаптивные системы управления,коммуникации и вычисления»

[Кафедра систем управления и информатики]

Грант Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих учёных в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования (постановление 220 Правительства РФ)

Руководители: Профессор Ромео Ортега (Лаборатория сигналов и систем центра национальных научных исследований, Париж, Франция) и проф. Бобцов А.А.

Цель проекта: Развитие подходов и методов нелинейного, адаптивного и робастного управления сложными техническими системами в условиях неопределенности, канальных ограничений, запаздывания и внешних возмущений.

Ромео Ортега - руководитель «Лаборатория нелинейных и адаптивных систем управления» Университета ИТМО

Результаты работ в 2014 г.:

1.Разработаны новые методы управления линейными и нелинейными системами с запаздыванием по входу и с компенсацией возмущающих воздействий.
2.С использованием нового типа параметризации синтезирован оригинальный алгоритм идентификации магнитного потока для синхронных двигателей с постоянными магнитами.
3.Разработаны новые методы адаптивного управления быстрыми термическими процессами при газофазной эпитаксии (совместно с коллективом лаборатории физики полупроводниковых структур ФТИ им. Иоффе г. Санкт-Петербург).

Кафедра систем и технологий техногенной безопасности (базовая кафедра)

ПНИЭР «Прикладные научные исследования по созданию нового бесконтактного магнитного метода неразрушающего контроля трубопроводов с переменным намагничиванием металла и экспериментальная разработка на базе данного метода опытного образца контрольно-измерительного внутритрубного робототехнического комплекса, обеспечивающего решение проблемы своевременной диагностики коррозионных повреждений подземных трубопроводов тепловых сетей малых диаметров (Ду200 Ду400) без их вскрытия в сфере энергетики и ЖКХ»

Научный руководитель: Проф. Колесников Ю.Л.

Работу ведут сотрудники научно-исследовательской лаборатории «Техногенной безопасности» под руководством Кряжевой Н.П.
При участии индустриального партнера ЗАО «Диаконт».
Субсидия Правительства Российской Федерации для реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы». Мероприятие 1.4.
Сроки выполнения работ: 29.09.2014 по 31.12.2016 гг.
Сроки выполнения Этапа №2: 01 января 2015 – 30 июня 2015 гг.

Цель проекта: Создание нового бесконтактного магнитного метода неразрушающего контроля трубопроводов с переменным намагничиванием металла и обеспечение разработки Индустриальным партнером контрольно-измерительного внутритрубного робототехнического комплекса для проведения диагностики (контроля технического состояния) коррозионных повреждений подземных трубопроводов тепловых сетей малых диаметров (Ду200-Ду400) без вскрытия в сфере энергетики и ЖКХ.

Итоги Этап №2

1. Разработана эскизная конструкторская документация на оборудование системы управления робота.
2. На основании выбранных конструктивных решений по первому этапу была разработана эскизная конструкторская документация на узел перемещения робота (см. рисунок 1).

Рисунок 1. Общий вид узла перемещения робота.

3. Разработана эскизная конструкторская документация на узел позиционирования Робота в трубе

Рисунок 2. Общий вид узла позиционирования Робота в трубе

4. В программной среде MatLab создана математическая модель робота, для оценки дальности перемещения по трубопроводу сложной формы.
5. Создано программное обеспечение тестирующие метрологически значимое программное обеспечение измерительного комплекса.
6. Разработана эскизная конструкторская документация в соответствии с планом графиком по исполнению обязательств и комплектностью технической документации.

Рисунок 3. Пример расчета при помощи математической модели робота дальности перемещения в трубопроводе.

Текущие результаты проекта подтверждают правильность выбранного направления прикладного научного исследования нового бесконтактного магнитного метода неразрушающего контроля трубопроводов с переменным намагничиванием металла для обеспечения решения проблем своевременной диагностики коррозионных повреждений трубопроводов и показывают целесообразность дальнейшего развития ПНИЭР в целом.

Для выполнения работ по этапу №2 привлекался соисполнитель Федеральное государственное унитарное предприятие центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей".

НИОКТР «Разработка линейки прецизионных быстродействующих силовых электромеханических приводов (эмп), включая разработку линеек встраиваемых синхронных моторов с постоянными магнитами и встраиваемых электромагнитных устройств дискового типа»

[Систем и технологий техногенной безопасности (базовая кафедра)]

Субсидия Правительства Российской Федерации на реализацию комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства 2013-2015 г.г.

(218 постановление Правительства РФ)

Заказчик: ЗАО «Диаконт»

Научный руководитель: доцент каф. ТПС Магдиев Р.Р.

Работу ведут сотрудники научно-исследовательской лаборатории «Техногенной безопасности»

Творческий коллектив: более 75 сотрудников ИТМО, включая 7 аспирантов , 5 студентов и 8 к.н.

Цели проекта: создание линейки прецизионных быстродействующих силовых ЭМП нового поколения, включающих 5 типоразмеров и 2 модельных ряда: МП линейного типа и ЭМП поворотного типа.

Итоги 2014 г: защищен технический проект, разработаны программы и методики испытаний макетов ЭМП линейного типа и поворотного типа. Проведены метрологические аттестации стендов контроля ЭМП линейного и поворотного типа и стенд контроля характеристик моторов.

В рамках данного проекта за 2014 г. было опубликовано 4 статьи в реферируемых российских журналах, поданы 2статьи в иностранные издания. Поданы 4 заявки на выдачу патентов по тематике проекта, 1 из них на выдачу зарубежных патентов.

Электромеханический привод

линейного типа

Ролико-винтовая передача

ОКР «Разработка и организация производства телемедицинского комплекса для люминесцентной диагностики и оптической когерентной томографии»

[Кафедра компьютерной фотоникии видеоинформатики]

Субсидия Правительства Российской Федерации для развития кооперации российских высших учебных заведений и производственных предприятий (218 постановление Правительства РФ)

Заказчик:ОАО «ЛОМО»

Научные руководители: Проф. Гуров И.П., доц. Лямин А.В.(группа программистов).

Творческий коллектив: 56 сотрудников ИТМО, включая 2 аспирантов и 12 студентов.

Цели проекта: разработка по техническому заданию ОАО «ЛОМО» телемедицинского комплекса для лабораторной и клинической диагностики.

Состав комплекса: автоматизированный люминесцентный анализатор микроизображений, эндовидеосистема с каналом ОКТ, эндовидеосистема с люминесцентным каналом наблюдения,система оптической когерентной томографии для исследования наружных биотканей, телекоммуникационная система, специализированное программное обеспечение для телемедицины.

Итоги 2014 г.: разработан комплект КД для изготовления опытных образцов комплекса.

Проксимальная часть видеоэндоскопа

(дизайн-проект)

Оптическая схема объектива

люминесцентного видеоэндоскопа

Копмлекс работ по созданию оптических систем для определения пространственной ориентации космических аппаратов

[Учебный научно-производный центр «Руссар»]

Научный руководитель: Румянцев Д.М.

Творческий коллектив: Агальцова Н.А., Латыев С.М., Бойцев А.Ю., Деев.Ю. П., Марков С.Н., Костромина И.Г., Шишкина Л.Г., Двойнишников С.Б., Богачев Д.Л.

«Модернизация конструкции, изготовление и поставка 24 образцов блоков объективов «Астрар-1» для комплектования приборов БОКЗ-М»

Итоги 2014 г.:модернизирована конструкция модернизированной версии, изготовлены узлы для 24 блоков объективов «Астрар-1».Заказчику ИКИ РАН поставлены 18 летных образцов.Блок объектива в пределах поля зрения формирует для точечныхполихроматических источников (изображений звезд) идентичные по качеству кружки рассеяния. При этом абсолютная дисторсия блока объектива не более 0,002 мм , а сам он обладает высокими мерительными свойствами.

Общий вид блока объектива «Астрар-1»

ОКР: «Разработка и изготовление оптических деталей с оправами для блока спектрографов проекта «Спектр-УФ»

[НИИ нанофотоникии оптоинформатикии кафедра ЛТиБМО]

Научный руководитель: член-корр. РАН, д.т.н., профессор Васильев В.Н.

Основные участники: ПапченкоБ.П. (отв. исполнитель), Помпеев К.П., Уханов Е.В.

Цель: разработка и изготовление оптических деталей с оправами для блока спектрографов ВУФ и УФ спектров для международного проекта «Спектр-УФ»

Итоги 2014 г.:

Разработана программа расчета параметров нарезной машины для заданных параметров дифракционных решеток и программа для измерения характеристик дифракционной решетки.
Изготовлены и переданы оптические детали и оправы для автономных испытаний в ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» (г. Саров) и в ОАО «ГОИ им. С.И. Вавилова»
Проведены работы по технологическому дооснащению участка нарезки дифракционных решеток и участка изготовления оправ


Образцы изготовленных оптических элементов: зеркал, дифракционных решеток, Эшеллерешеток

НИР «Физика фазово-структурных изменений в функциональных материалах под действием лазерного излучения»

[Кафедра лазерных технологий и экологического приборостроения лаборатория «Лазерных микро-и нанотехнологий»]

Научный руководитель: Вейко В.П.

Творческий коллектив:24 сотрудника, включая 5 аспирантов и 7 студентов

Итоги 2014 года: Реализована термохимическая регистрация оптического изображения в интерференционном поле единичного пикосекундного лазерного импульса с разрешением выше оптического. (10 статей, 1 защита)

Пленка хрома после облучения 1 импульсом пксеклазера (30 пксек, 0,83 мДж), и травления. Разрешение 750 нм (период 1,53 мкм).

Комплекс работ по разработке новых материалов для фотоники

[НИИ нанофотоникии оптоинформатики, Кафедра оптоинформационныхтехнологий и материалов]

Директор, зав. кафедрой: д.ф.-м.н., проф. Никоноров Н.В.

Число сотрудников: 81, в том числе моложе 35 лет – 31, докторов наук – 17, кандидатов наук – 15, аспирантов – 26,студентов и аспирантов, работающих в НИИ и на кафедре - 22

Число статей: 81, в том числе в базе данных WoS-45

Защиты кандидатских диссертаций: 2

Итоги 2014 года:

Разработаны новые стекла, легированные молекулярными кластерами, квантовыми точками, наночастицамии нанокристалламидля оптических, телекоммуникационных и лазерных систем.
Показана практическая реализация новых стекол, Созданы: волоконные люминесцентные, датчики, плазмонныесенсоры, даун-конверторы для солнечных батарей, опто-флюидные структуры, фильтры для повышения спектральной яркости полупроводниковых лазеров.

Пример объединения трех технологий: фото-термо-индуцированной кристаллизации, химического травления и ионного обмена. Люминесценция серебряных кластеров в вытравленной полой структуре стекла

НИР: «Разработка новых многофункциональных легированных стекол и наностеклокерамик для оптических, телекоммуникационных и лазерных систем»

Проект РНФ: «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований коллективами существующих научных лабораторий»

[Кафедра оптоинформационныхтехнологий и материалов]

Научный руководитель: д.ф.-м.н., проф. НиконоровН.В

Основные участники: проф. КолобковаЕ., проф. Сидоров А., Асеев В., Бабкина А., Иванов С.

Итоги 2014 года:

Разработано новое стекло с серебряными молекулярными кластерами и квантовыми точками. На основе этого стекла созданы волоконные датчики температуры, коронного разряда и УФ дозиметры.
Разработано ФТР стекло с высокой однородностью и прозрачностью в видимом спектральном диапазоне для записи изобразительных голограмм.
Впервые в мире разработано новое стекло с металлическими наночастицами натрия. Установлено, что при комнатной температуре наночастицы натрия находятся в жидком состоянии в стеклообразной матрице. (Пока думаем, где этот уникальный материал можно использовать).

Комплекс работ по созданию наноструктур для термоэлектрических преобразователей энергии

[Кафедра электротехники и электроники]

Научные руководители: д.ф.-м.н., проф. Булат Л.П., PhD, профессор СнайдерГ. Дж. (Калтех, США), д.ф.-м.н., с.н.с. Федоров М.И. (ФТИ им. А.Ф.Иоффе)

Творческий коллектив: 5 д.н., 5 к.н., 12 молодых ученых, аспирантов и магистрантов

Итоги 2014 г.:

Разработан метод предотвращения рекристаллизации нанотермоэлектриков путем покрытия нанозеренслоями дисульфида молибдена, фуллерена или графена.
Установлено, что рост добротности в силициде германия вследствие наноструктурирования достигает 30% для n-типа и 40% для p-типа, а наличие пор ~30 нмувеличивает добротность на 30%.
Разработана методика проверки стабильности термоэлектриковпри перепаде температур до 600 К

В 2014 г. опубликованы 14 статей в ведущих журналах (IF=2,70). Представлены более 20 докладов на международных конференциях в России, Испании, Италии, Китае, Мексике, США и Японии.

Защищены 2 кандидатских диссертации

НИР «Золь–гель синтез функциональных наноматериалов»

[МНЛ «Растворная химия передовых материалов и технологий»]

Научные руководители: к.х.н.,В. Виноградов и PhD,проф. Давид Авнир(Еврейский Университет, Израиль)

Итоги 2014 г.:

Публикации: 11 статей в реферируемых журналах (включаяChem.CommIF=6.7, J.Mater.Chem IF=6.6,PCCP IF=4.2, RSC Advance 3.8, Polyhedron IF=2.1, J. Sol-Gel Tech. IF=1.5)


Впервые получены гибкие проводящие прозрачные золь-гель пленки с хорошей термической и электрической стабильностью. Пленки были изготовлены из нано-нитей серебра, внедренных в керамическую матрицу оксидов циркония, алюминия, титана или кремния простым методом, при комнатной температуре и давлении.	Солнечная ячейка на основе диоксида титана, допированногослоем кристаллов металлоргани-ческогокаркаса.	Показана высокая термическую стабильность терапевтических ферментов, приготовленных по методу биоэнтрапирования. Температура денатурации смещается в сторону более высоких температур (более чем на 50°С), что ранее казалось невозможным и вызывало большие трудности в процессе эксплуатации.

Следующая страница