5 крутых идей российских инженеров из прошлого, которыми пользуются сейчас
1. Монорельс
Сейчас прокатиться на монорельсе, железной дороге без двух несущих рельсов, можно в Москве. Достаточно сесть на одну из станций 13‑й линии метро. Подобие такого транспорта в подмосковном селе Мячково ещё в 1820 году — даже раньше, чем в Российской империи запустили первый паровоз.
Идея проекта принадлежит изобретателю Ивану Эльманову. Его конструкция состояла из чугунных прутьев, установленных на каменных столбах, вагонетки и лошадей. Последние как раз и тянули повозку. А чтобы движению животных не мешали лужи и грязь, по бокам от сооружения были предусмотрены сточные канавы.
Изобретение получило название «Дорога на столбах». Инженер предполагал, что его транспорт поможет везти тяжёлые грузы быстрее и менее трудозатратно, потому что «уничтожало тяжесть», то есть выгодно перераспределяло вес. По его расчётам, одна лошадь, тянущая монорельс, способна увезти за раз столько же, сколько 16 животных, запряжённых в стандартные повозки.
Идея Эльманова, однако, поддержки не нашла, поэтому всё остановилось лишь на этапе небольшого прототипа. Спустя год похожую конструкцию англичанин Генри Палмер. А в 1825‑м в Великобритании запустили первый полноценный монорельс для перевозки грузов.
2. Маглев
Он же — поезд на магнитной подушке. Первые образцы такого транспорта в 1979 году, причём одновременно в двух странах — ФРГ и СССР. Немецкие изобретатели продемонстрировали маглев на международной выставке, советские — тестировали свой вариант на специальном полигоне в Раменском. Разработкой нового скоростного общественного транспорта инженеры в Союзе начали заниматься в 1975 году. Первый образец вагона назвали ТП‑01, а всего было создано пять версий.
Главные плюсы маглева — высокая скорость и износостойкость. Поезд держится на плаву за счёт электромагнитного поля и не касается рельсов. Поэтому трения нет, а единственная ограничивающая сила — аэродинамическое сопротивление.
Максимальные возможности маглева зависят от силы используемых магнитов. Советские модели разрабатывались для езды на скорости около 100 км/ч. Первыми опробовать транспорт должны были жители Армянской ССР. Там планировали проложить маршрут от Еревана до Абовяна, по которому ездили бы вагоны ТП‑05. Кстати, их скорость развить до 180 км/ч. Но запустить маглев не удалось — помешало Спитакское землетрясение. А в конце 80‑х проект советских инженеров заморозили.
Сейчас маглевы в качестве общественного транспорта используют в Японии, Южной Корее и Китае. В России такие поезда запустить к 2025 году.
Начать экспериментировать с идеями и разрабатывать технологии молодым учёным сейчас помогает национальный проект «Наука и университеты», а также федеральный проект «Передовые инженерные школы», благодаря которому в 15 регионах России открылись 30 центров по подготовке исследователей и изобретателей. Обучение там проводится по разным направлениям: от транспорта и приборостроения до архитектуры и искусственного интеллекта.
Проект поддерживают более 40 индустриальных партнёров — крупных высокотехнологичных компаний. По окончании обучения студенты смогут прийти туда на работу: по предварительным прогнозам, к концу 2024 года будут трудоустроены 500 выпускников. Также федеральный проект поддерживает разработку новых образовательных программ, а для преподавателей и руководителей передовых инженерных школ и других вузов проводят повышение квалификации — в том числе и в форме стажировок в высокотехнологичных компаниях.
3. Электродвигатель
Электродвигатель сегодня обеспечивает работу многих конструкций — от промышленных машин до пассажирских лифтов. А у истоков его создания стоял немец Мориц Герман Якоби: первую модель такого устройства он в 1834 году в Кёнигсберге. Над разработкой двигателя, преобразующего электрическую энергию в механическую, в то же время корпели и другие инженеры, но их решения сложно было применить на практике.
Изобретение Якоби быстро стало известным и привлекло внимание научного сообщества. В итоге учёного пригласили работать в Санкт‑Петербург. Со временем он получил российское подданство и принял имя Бориса Семёновича Якоби.
После переезда изобретатель не остановил работу над своим устройством и даже опробовать его на практике. Идея получила одобрение Николая I: император создал «Комиссию для приложения электромагнетизма к движению машин по способу профессора Якоби» и выделил на задачу 50 тысяч рублей — по тем временам сумму. В итоге в 1838 году по Неве проплыла лодка, управляемая электродвигателем. На борту находилось 12 человек, транспорт двигался со скоростью 2 км/ч и сумел проплыть как по течению, так и против него.
Затем Якоби решил доработать конструкцию, и через год судно вновь вышло на реку, причём его скорость выросла в четыре раза. Однако мощности двигателя всё ещё не подходили для задач больших, чем спокойные прогулки по воде. В 1842 году Комиссию закрыли, а испытания двигателя отложили до появления прорывных технологий — открытия произошли уже после смерти Якоби.
4. Мобильный телефон
Первым мобильником Motorola DynaTAC 8000X. Устройство весило чуть больше килограмма и выглядело как массивная трубка с объёмной клавиатурой и выдвижной антенной. Но у него был малоизвестный предшественник. В 1957 году переносной телефон ЛК‑1 создал советский радиоинженер Леонид Куприянович. Тогда же он патент на «Устройство вызова и коммутации каналов радиотелефонной связи».
Одного заряда аккумулятора ЛК‑1 хватало примерно на сутки. Девайс принимал и передавал сигналы на расстоянии 25–30 километров. А работать ему АТР — автоматическая телефонная радиостанция: она связывалась с городской станцией, и разговор с мобильника шёл по обычной сети.
Модель была оснащена привычной для стационарных телефонов трубкой, базой‑приёмником с дисковым циферблатом и двумя складными антеннами. прибор три килограмма, так что носить ЛК‑1 с собой было не очень удобно. Это понимал и сам Куприянович, поэтому активно работал над усовершенствованием своего мобильника.
Уже через год инженер снизил его вес до 500 граммов и добавил опцию зарядки аккумулятора в автомобиле. А в 1961‑м показал гаджет весом всего 70 граммов — раза в два легче, чем большинство современных смартфонов. Радиус действия увеличился до 80 километров. Но в массовое производство мобильный в итоге так и не попал.
5. Умный дом
Идея управляемого дома, в котором вся электроника связана между собой, приходила к фантастам и учёным прошлого в разных странах. И советские исследователи не были исключением. Одно из их решений — проект СФИНКС 1987 года — очень похоже на технологии, которыми мы пользуемся сейчас. его во Всесоюзном научно‑исследовательском институте технической эстетики.
В проекте СФИНКС разные устройства, часть из которых легко узнать. Например, браслет с видеоэффектором — это умные часы, а электронная карта с управлением голосом — умная колонка. По задумке учёных, всю информацию, например видеоконтент, хранил процессор с дисками, а с развитием технологий на смену портативным носителям пришло бы внутреннее хранилище с достаточным объёмом памяти. Устройства между собой связывались радиосигналом, а управлять «умным домом» предлагали через пульт, который реагировал как на нажатия кнопок, так и на голосовые команды.
Исследователи предполагали, что так дом будет выглядеть уже в 2000 году — ошиблись с расчётами всего на пару десятилетий. Сам СФИНКС так и не был воплощён в реальность: разработка остановилась только на текстах, рисунках и макетах.
Для тестирования и создания технологий будущего инженерам нужны современная приборная база и лаборатории. Сейчас доступ к таким есть в большинстве ведущих научных организаций России, в том числе в вузах и НИИ, благодаря национальному проекту «Наука и университеты».
В 2019 году стартовала программа по обновлению приборной базы. Сейчас на эти цели уже потрачено 52,9 миллиарда рублей: 272 организации приобрели более 6,6 тысячи приборов. Треть закупленного учёными оборудования — отечественного производства. Обновление приборной базы позволяет не только создавать конкурентоспособные технологии, но и снижать зависимость от иностранных комплектующих.
