Юрий Майданик, доктор технических наук, заведующий лабораторией теплопередающих устройств Института теплофизики УрО РАН, уже более 40 лет занимается разработкой контурных тепловых трубок, не имевших аналогов в мире. За 2015–2016 годы уральский учёный наладил технологию массового производства своего изобретения, что до этого считалось практически невозможным. Об этом недавно рассказал на своих страницах престижный финансово-экономический журнал «Форбс».
– Тепловые трубки, как и контурные тепловые трубки, используются в системах охлаждения различных устройств, но они сами не охлаждают, лишь хорошо передают тепло от источника к охладителю. Их используют, например, в электронике, где какие-то элементы нагреваются и им требуется охлаждение, – рассказал «ОГ» Юрий Майданик. – Суть работы устройства в том, что тепло поступает на один конец трубки и испаряет жидкость, которая находится внутри неё, а образовавшийся пар перемещается к другому концу, который охлаждается.
Заниматься контурными тепловыми трубками он начал ещё в молодости – во время подготовки дипломного проекта в Уральском политехническом институте в 1972 году. Научный руководитель предложил ему разработать устройство, аналогичное обычной тепловой трубке, но способное эффективно передавать тепло при любом положении в пространстве.
Изобрёл тепловые трубки американский учёный Джордж Гровер в 1963 году, но они были недостаточно мощные и гибкие, а значит, имели весьма ограниченную область применения.
Юрий Майданик вместе со своим научным руководителем примерно за полгода – период подготовки диплома – практически решил эту проблему и впервые создал работающее устройство.
– У наших трубок была особая капиллярная структура, диаметр пор в ней можно измерить единицами микрон, когда в обычных тепловых трубках от 50 до 200 микрон, – рассказывает Майданик. – Они также имели особую и достаточно сложную конфигурацию. Благодаря этому появилась возможность радикально увеличить давление, необходимое для прокачки теплоносителя в любом направлении на расстояние до нескольких метров. Кроме того, были разделены каналы, по которым двигались пар и жидкость, что позволило сделать контурные тепловые трубки тонкими и гибкими – удобными для размещения в самых разных условиях.
Изготавливать трубки начали из нержавеющей стали, титана или никеля, а вместо воды использовать другие жидкости, например аммиак.
Эта технология заинтересовала специалистов из аэрокосмической отрасли. И уже в 1989 году его контурные тепловые трубки полетели в космос в аппаратах «Горизонт» и «Гранат» – это было их первое практическое внедрение. Однако Юрий Майданик оказался не только хорошим изобретателем, но и хорошим аналитиком – в начале бурного развития микроэлектроники он понял, что и в этой сфере контурные тепловые трубки будут кстати. Правда, для этого потребовалось их сильно изменить, сделать миниатюрными.
Учёному пришлось потрудиться, чтобы, во-первых, уменьшить размеры трубок, а во-вторых, разработать технологию массового производства, создать для этого необходимое оборудование. Раньше считалось, что контурные тепловые трубки – штучный товар и массово их делать невозможно, прежде всего из-за дороговизны процесса. Юрий Майданик и его коллектив доказали обратное. За годы работы ему не раз американцы и японцы предлагали продать технологию, однако этого не случилось. Он создал производственную базу в Екатеринбурге и при помощи Свердловского фонда поддержки малого и среднего предпринимательства нашёл инвесторов. Первая «трубочка», как её ласково называет Майданик, на серийном производстве была выпущена 3 марта 2015 года. Сейчас изготовлено уже около восьми тысяч штук.
Сегодня эти трубки используются либо активно тестируются в системах охлаждения электронного оборудования в оборонной промышленности, бортовой радиоэлектроники в гражданской авиации, компьютерных серверов и светодиодных ламп. Среди заказчиков как отечественные, так и зарубежные компании.
– Большой проект осуществили с французской компанией Thales Group, которая занимается разработкой авиационной электроники. Вместе создали новую технологию охлаждения бортовой системы развлечения пассажиров в полёте – избавили от вентиляторов, которые имеют свойство ломаться, – говорит Майданик. – Испытания успешно проведены, теперь ждём, когда французы сделают заказ уже на производство.
Майданик с коллегами постоянно трудятся над усовершенствованием контурных тепловых трубок и расширяют сферы их применения. Например, недавно разработали трубки для системы утилизации солнечной энергии – с такой просьбой к ним обратились немецкие производители. Они хотят применить их для нагрева баков с обычной бытовой водой в автомобильных фургончиках.
По словам уральского учёного, в ближайшем будущем контурными тепловыми трубками могут быть оснащены персональные компьютеры и ноутбуки, холодильные установки и другая техника.
Досье «ОГ»: Юрий Майданик