ПРОЕКТ И ЕГО ВЫПОЛНЕНИЕ

О Первом конкурсе научных проектов
молодых ученых Новосибирской области
по прикладным исследованиям

Летом 1998 года администрацией Новосибирской области впервые был проведен конкурс грантов для поддержки прикладных научных исследований молодых ученых, которые работают в организациях научно-образовательного комплекса, расположенных на территории области. При этом к участию в конкурсе допускались лишь те проекты, тематика которых находилась в строгом соответствии с приоритетными направлениями научной деятельности, определенными законом "О научной деятельности и региональной научно-технической политике Новосибирской области" (от 23 мая 1995 года). Кроме того, каждый из представлявшихся на конкурс проектов должен был иметь своей целью решение научной проблемы, которая обладала бы важным народнохозяйственным значением.

По итогам конкурсного отбора Научным экспертным советом при администрации области были рекомендованы к финансированию девять проектов, причем наибольшие средства были выделены на реализацию проекта "Разработка и проведение опытных испытаний многопараметрической системы измерения абсолютного расхода воды", подготовленного молодежным научным коллективом под руководством ученого секретаря Института гидродинамики им. М.А.Лаврентьева СО РАН, кандидата физико-математических наук Ю.ГУБАРЕВА.

В этом году работы по выполнению проектов -- победителей конкурса завершаются, а потому наш корреспондент обратился к Юрию Геннадьевичу Губареву с просьбой рассказать о своем проекте.

-- Наш проект нацелен на то, чтобы создать эффективную и надежную систему, которая позволяла бы в автоматическом режиме и с необходимой точностью измерять величину абсолютного расхода воды через турбины низконапорных гидроэлектростанций (в частности, Новосибирской ГЭС).

Дело в том, что данная задача до сих пор не имеет удовлетворительного решения. Причин тому много, но главная из них -- ее сложность. Так, водоводы низконапорной Новосибирской гидроэлектростанции, во-первых, велики по размерам, а во-вторых -- весьма непросты по конструкции. На сегодняшний день стандартных методов определения абсолютного расхода для подобных водоводов не существует, поскольку течение воды в них неустановившееся, сильно турбулентное, со значительными пульсациями скорости и давления.

Мы же, проведя сравнительный анализ известных способов и средств измерения величины абсолютного расхода воды, пришли к выводу, что эту задачу все-таки можно решить, если воспользоваться акустическим методом определения абсолютного расхода, адаптировав его к конкретным условиям Новосибирской ГЭС.

Действительно, данный метод, базирующийся на регистрации разницы в прохождении ультразвукового сигнала от одной стенки водовода до другой и обратно под некоторым углом к направлению течения (с ее помощью затем вычисляется значение средней скорости потока воды на фиксированном горизонте), обладает рядом преимуществ по сравнению с остальными способами измерения величины абсолютного расхода воды. Прежде всего, ультразвуковые датчики могут быть помещены на стенках водоводов, что дает возможность надежно защитить их от механических повреждений. Наряду с этим данные датчики оставляют большую свободу в выборе того или иного места своей установки, что, с одной стороны, позволяет монтировать их, не перекрывая водоводы (то есть при работающих гидроагрегатах), а с другой -- серьезно упрощает дальнейшие эксплуатацию и обслуживание этих датчиков. Кроме того, ультразвуковые датчики могут быть достаточно легко интегрированы в автоматизированную систему технического обслуживания и управления Новосибирской гидроэлектростанцией, внедрением которой последние несколько лет занимаются специалисты Института автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирского государственного технического университета, Конструкторско-технологического института научного приборостроения СО РАН и нашего института. Наконец, ультразвуковые расходомеры наилучшим образом зарекомендовали себя при определении расходов для простых, хорошо изученных течений (таких, например, как поток воды в круглой прямой и длинной трубе).

Рассчитав свои силы и учитывая объем выделявшихся областной администрацией средств, мы планировали достичь в процессе реализации этого проекта следующих целей:

-- разработать, изготовить и выполнить, применив паспортизованные гидрометрические вертушки, сравнительные лабораторные испытания двух опытных образцов ультразвукового датчика, а также электронного блока, обеспечивающего их штатное функционирование;

-- создать и испытать в лабораторных условиях интерфейсное устройство, которое давало бы возможность путем подключения к экспериментальному стенду персонального компьютера, автоматизировать сбор и обработку сигналов одновременно от нескольких ультразвуковых датчиков и гидрометрических вертушек.

-- А в чем заключается важность тематики вашего проекта?

-- По отношению к Новосибирской ГЭС -- типичной низконапорной гидроэлектростанции -- актуальность нашего проекта обусловлена тем, что в последние годы наблюдается снижение притока воды в Обское водохранилище, тогда как число водопользователей, заинтересованных в рациональном использовании его ресурсов, довольно велико. В связи с этим возникает необходимость вести строгий учет воды, затраченной на выработку электроэнергии. Тем самым одной из животрепещущих проблем, которые требуют скорейшего разрешения, становится выбор оптимального (при данных внешних условиях) режима работы гидроагрегатов с целью минимизации расхода воды на производство единицы электроэнергии. Правильно осуществить такой выбор без точного знания величины абсолютного расхода воды через подводящие водоводы практически невозможно.

Немаловажно также и то, что отслеживание среднесуточного расхода воды по показаниям водомеров (или расходомеров) непосредственно предусмотрено Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей. Иными словами, значение среднесуточного расхода воды является, по сути, ключевым технологическим параметром, характеризующим эффективность функционирования ГЭС.

-- Юрий Геннадьевич, несколько слов о составе возглавляемого Вами молодежного научного коллектива.

-- Так как период времени между объявлением конкурса и его завершением оказался достаточно продолжительным, то первоначальный состав нашего коллектива претерпел некоторые изменения. Вот почему в разные годы над проектом трудились в общей сложности двенадцать человек, при этом пятеро из них -- научные сотрудники (в том числе четверо -- кандидаты наук), четверо -- инженеры и трое -- аспиранты.

Примечательно то, что наш коллектив отличает междисциплинарность, поскольку он объединил в своем составе представителей различных организаций, а именно, помимо Института гидродинамики, в него вошли сотрудники Института автоматики и электрометрии, Института математики им. С.Л.Соболева и Новосибирского государственного университета. Данное обстоятельство послужило, на мой взгляд, отличным подспорьем молодым научным работникам -- участникам нашего коллектива, так как, работая над решением сформулированной в проекте крупной научно-технологической проблемы, они смогли не только повысить свой профессиональный уровень, но и научиться взаимодействовать с коллегами -- специалистами в других областях науки и техники.

-- Скажите, удалось ли вам в ходе реализации проекта достичь поставленных целей?

-- Да, в полной мере. Более того, мы даже перевыполнили тот план прикладных исследований, который содержался в подававшейся нами в конкурсную комиссию пояснительной записке к проекту.

Дело в том, что мы смогли дополнительно разработать, изготовить и успешно испытать (как в лаборатории, так и прямо во входных водоводах низконапорной Новосибирской гидроэлектростанции) рабочую модель тарировочного комплекса, предназначенного для калибровки ультразвукового расходомера до начала его эксплуатации, а также при осуществлении на нем впоследствии регламентных работ.

Таким образом, если нам удастся изыскать достаточные средства и изготовить рабочие образцы как ультразвуковых датчиков, так и комплекта сопутствующих им приспособлений и устройств, то мы сможем приступить к натурным испытаниям ультразвукового расходомера в реальных условиях Новосибирской ГЭС.

-- Юрий Геннадьевич, и все те результаты, о которых вы рассказали, получены вашим коллективом исключительно за счет средств администрации Новосибирской области?

-- Конечно же, нет, поскольку размер выделенного нам гранта не столь велик, чтобы это можно было сделать.

Однако мы очень хотели достойно выступить в конкурсе грантов областной администрации, так как считаем данную инициативу крайне важной и своевременной, поэтому старались, насколько это было в наших силах, привлекать сторонние средства на проведение исследований по теме проекта. Так, например, нам очень помогло финансирование по договору "Система измерения абсолютного расхода воды в водоводах сложной геометрии для низконапорной Новосибирской ГЭС", заключенному между Институтом гидродинамики им. М.А.Лаврентьева и Институтом автоматики и электрометрии с одной стороны и Новосибирской гидроэлектростанцией с другой (к сожалению, в настоящее время действие данного договора приостановлено из-за отсутствия у энергетиков средств на его продолжение). Кроме того, не последнюю роль сыграл и энтузиазм участников нашего коллектива.

-- Целесообразно ли, по вашему мнению, проведение этого конкурса и впредь? Если да, то что, на ваш взгляд, следовало бы учесть его организаторам?

-- Я убежден, что данный конкурс очень нужен. Во-первых, он свидетельствует об озабоченности власти проблемами молодых ученых научно-образовательного комплекса области. Во-вторых, и это, пожалуй, самое главное, сам факт организации данного конкурса говорит о понимании администрацией Новосибирской области того обстоятельства, что в нынешней тяжелейшей ситуации, которая сложилась в экономике страны, создание и внедрение новых разработок и технологий невозможно без преодоления межведомственной разобщенности. Следовательно, поддерживая молодых ученых, областная администрация способствует не только сохранению наиболее активного научного потенциала, но и его эффективному использованию в решении задачи восстановления и развития народного хозяйства Новосибирской области.

Что же касается второй части вашего вопроса, то здесь я хотел бы заострить внимание на двух моментах, а именно на увеличении размера грантов и неукоснительном соблюдении взятых на себя финансовых обязательств. Я полагаю, что лишь при выполнении этих условий может идти речь об осуществлении молодыми учеными качественных прикладных исследований.