Борису Патону - 100: благодаря каким изобретениям известен украинский гений

Размещено: 27.11.2018
Борису Патону - 100: благодаря каким изобретениям известен украинский гений

Украинскому изобретателю Борису Патону 27 ноября исполнилось 100 лет. На сегодняшний день он является автором более 400 изобретений и 20 монографий, президентом Национальной академии наук, героем Украины.

Все научные исследования украинца посвящены сварочным работам, за это Патона и прозвали "отцом сварки". Ему принадлежат исследования и разработки в области сварки в космосе и под водой, внедрение сварки в медицину и многое другое. Можно сказать, что именно благодаря его изобретениям украинская наука до сих пор является передовой по европейским меркам.

Редакция NewsOne.ua собрала для вас самые известные и значимые изобретения Бориса Евгеньевича, которые вошли в историю не только Украины, но и мира.

Электросварка мягких тканей

Это изобретение Патона является, пожалуй, самым известным. Однако он разрабатывал его не сам, а в коллективе со специалистами инженерного и медицинского профилей.

Суть процесса электросварки мягких тканей состоит в соединении мягких тканей в процессе хирургического вмешательства при помощи высокочастотного электрического тока. С его помощью было проведено уже не менее 100 000 подобных успешных операций.

Сам метод заключается в том, что хирург с помощью специального аппарата ЕК-300М1 сжимает электродами поврежденный участок ткани. После включения тока, который регулируется самим аппаратом, а температура в зоне сварки достигает 60-70°C, ткани соединяются за счет выделения белка. Именно белковая ткань при воздействии температуры свертывается, и таким образом запечатывает определенный участок. Уже через некоторое время структура ткани восстанавливается и на месте "сварки" не остается рубца, как после обычной операции. Во время применения электросварки наносится минимальный ожог мягким тканям. Она является еще и более дешевым методом, чем ультразвуковая хирургия.

Метод электросварки применяется при проведении операции на желудке, мочеточнике, маточных трубах, молочных железах, прямой кишке, носовой перегородке и при удалении гланд.

Сварка в космосе

Патон взялся за разработку аппарата, позволяющего проводить сварку в космосе в условиях невесомости и вакуума еще в 60-х годах прошлого столетия. Перед исследователем стоял ряд задач и сложностей, которые нужно было преодолеть. В частности, условия в космосе значительно отличаются от земных, поэтому во время сварки нужно преодолеть глубокий вакуум, невесомость, перепад температур, излучения, электрические и магнитные поля Земли и других планет.

После длительных исследований и экспериментов Патон пришел к выводу, что наиболее перспективными для применения в космосе являются электронно-лучевая сварка, сварка сжатой дугой низкого давления и плавящимся электродом, а также контактная точечная сварка.

Первым на орбиту Земли отправился аппарат "Вулкан". С его помощью на космическом корабле впервые провели процесс сварки. Он работал на основании автоматических процессов сварки электронным лучом, сжатой дугой низкого давления и плавящимся электродом.

В открытом же космосе первая сварка состоялась в 1984 году, когда использовался разработанный Патоном "Универсальный ручной инструмент".  Именно с его помощью Светлана Савицкая и Владимир Джанибеков смогли не только резать металл в условиях вакуума, но и сваривать его различными типами швов.

Возникновение специальной электрометаллургии

Электрометаллургия подразумевает под собой расплавление металлов при помощи электричества. Патон же усовершенствовал этот метод, и так возникла отрасль спецметаллургия.

Этот метод включает в себя вакуумную дуговую плавку, электроннолучевую плавку, электрошлаковою переплавку и плазменно-дуговую плавку. С их помощью появилась возможность расплавить металлы с высокими механическими свойствами, жаропрочностью, коррозионной стойкостью. Их в дальнейшем использовали для космической, реактивной, атомной отраслей, а также химического машиностроения.

С помощью предложенного Патоном метода переплавляются стали и сплавы ответственного назначения, тугоплавкие металлы - вольфрам, молибден, ниобий и их сплавы, высокореакционные металлы - титан, ванадий, цирконий, сплавы на их основе.

Мягкий шов для Т-34

Метод мягкого шва разрабатывался Борисом Евгеньевичем в команде с другими инженерами и под руководством его отца Евгения Патона.

Перед учеными была поставлена задача - сделать броню танков более устойчивой к взрывам снарядов. Многочасовые испытания показывали, что при появлении микроскопической трещины в броне после сварки приводило к ее мгновенному разрушению от малейшего удара.  

Единственным выходом из этой ситуации было применение автоматического сваривания. Под руководством Евгения Патона была разработана технология автоматической сварки брони под флюсом с электродной проволокой. Однако в ней присутствовал существенный минус, из-за которого броня и становилась хрупкой, - во время процесса соединения металла в места сваривания попадало слишком много углерода, который и делал его склонным к растрескиванию.

В данном случае решением проблемы стало укладывание в зазор между краями металла малоуглеродистой проволоки, которая снизила количество углерода в металле.

Испытания показали, что даже при прямом попадании снаряда в шов, он застревал между броней, но не нарушал ее целостность.

Впоследствии метод сваривания под флюсом назвали "швом Патона".

Сварка под водой

В 60-х годах Патон начал работать над проведением исследований по сварке в полевых условиях, на монтаже и под водой. В этих целях было предложено использовать порошковую проволоку. В ходе разработок был выполнен большой комплекс исследований металлургических и технологических особенностей этого способа сварки. Создан ряд самозащитных и газозащитных порошковых проволок различного назначения, организовано производство порошковой проволоки. Это направление сейчас является одним из ведущих в мировой сварочной науке и технике.

При этом в это время он и создал способ полуавтоматической сварки порошковой проволокой под водой. Это позволило открыть новые возможности в освоении континентального шельфа, возведении и ремонте портовых сооружений, трубопроводных переходов через реки и других объектов.

Мария Бабич