Фото - Валерий
42119

Валерий

турбина с керамическими рабочими лопатками

Украина, Харьковская область
Отрасль: Машиностроение
Стадия проекта: Есть идея или наработки

Дата последнего изменения: 22.10.2019
Рейтинг
equalizer из 2000
help
Рассчитывается по оценкам и заполненности проекта (подробнее о рейтингах)
Моя оценка
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Средняя оценка:

Идея

Впервые в мире создать конструкцию турбины, в которой:
• силовых дисков ротора не будет;
• перспективные конструкционные композитные керамики будут применены в качестве материалов рабочих лопаток роторов;
• керамические рабочие лопатки будут подвергнуты сжатию, а не растяжению;
• керамические рабочие лопатки будут взаимодействовать посредством газодинамической бесконтактной связи с корпусом статора и валом барабанного типа.

Текущее состояние

Идея:
• прошла этап патентования на Украине;
• подана международная заявка на патентование по системе РСТ;
• успешно прошла множество экспертиз в профильных конструкторских бюро, отраслевых институтах и научно-технических организациях Украины и России;
• дополнена рядом технических решений, пока не опубликованных, которые сняли все проблемы, указанные в экспертных заключениях
• по мнению экспертов, готова и требует проработки в объеме НИОКР в рамках специализированного конструкторского бюро творческого направления в сотрудничестве с материаловедческими лабораториями керамического направления.

Рынок

Учитывая универсальность и эксклюзивность идеи, Продукт будет монопольно реализовываться на рынке высоких технологий авиационного двигателестроения, где конечными его потребителями будут являться все разработчики и производители газотурбинных двигателей мира. Объем мирового рынка газотурбинных двигателей составляет 450 миллиардов долларов США. Учитывая, что на перспективные разработки производители выделяют не менее 4-5 процентов от дохода, можно оценить ранок высоких технологий ориентировочной величиной в 15-20 миллиардов долларов США.
Вместе с тем, учитывая то обстоятельство, что стоимость перспективных газотурбинных двигателей с турбинами без силовых дисков и керамическими рабочими лопатками станет сопоставимой с поршневыми двигателями внутреннего сгорания, а технические характеристики будут несравнимо выше, можно с уверенность ожидать, что в автомобилестроении произойдет замена последних первыми. Современный мировой рынок автомобилей в количественном выражении составляет величину не меньшую 50-60 миллионов штук. При средней стоимости автомобиля 15-ть тысяч американских долларов и доле стоимости двигателя в 1/3 от его общей стоимости, можно оценить мировой рынок автомобильных двигателей цифрой 250-300 миллиардов долларов США. По аналогии с рынком высоких технологий авиационного двигателестроения можно оценить объем рынка высоких технологий автомобильного двигателестроения цифрой 10-15 миллиардов долларов США.
Кроме того, все характеристики перспективных газотурбинных двигателей позволят их широкое применение в местах массового нахождения людей. Вместе с тем практика показывает, что стоимость энергоносителей от индивидуальных или корпоративных энергетических установок оказывается в разы меньше, чем из глобальных сетей. Это объясняется малой протяженностью индивидуальных и корпоративных энергетических инфраструктур и практически отсутствием в них энергетических потерь. Именно поэтому они будут безусловно использоваться в качестве основных двигателей энергетических установок, расположенных непосредственно у индивидуальных и корпоративных потребителей энергоносителей всех видов. Если условно принять количество потенциальных клиентов в лице индивидуальных и корпоративных потребителей, равных числу ежегодных покупателей автомобилей, то объем мирового рынка высоких технологий энергетических установок также можно оценить цифрой 10-15 миллиардов долларов США.
Таким образом общий мировой рынок высоких технологий, где будет востребована новая технология, можно ориентировочно, оценить цифрой в 35-50 миллиардов долларов США.

Проблема или Возможность

Все мы являемся потребителями транспортных и энергетических услуг, предоставляемых нам, как клиентам, транспортными и энергетическими компаниями. И, естественно, что мы заинтересованы в том, чтобы эти услуги имели низкие цены и большое разнообразие выбора. При этом общий цивилизационный интерес состоит в том, чтобы и транспорт, и энергетика были по возможности как можно более чистыми в смысле экологии и оказывали наименьшее техногенное давление на окружающую среду.
Все эти и частные, и общие интересы зависят от уровня развития науки, техники и технологий, благодаря которым создаются средства транспорта и энергетики, а также их инфраструктуры. Естественно, что мы, как потребители, готовы сегодня платить за то, чтобы завтра эти интересы были удовлетворены наилучшим образом. А это, в основе своей, зависит от решения проблем современных двигателей – самых сложных технических объектов, составляющих фундамент, на котором построены все виды транспорта и энергетики.
Одним из видов широко востребованного транспорта сегодня является авиация. Ее основу составляют газотурбинные двигатели. При этом они же составляют основу многих энергетических объектов. Высокие цены современных авиационных и энергетических услуг обусловлены высокой стоимостью этих двигателей и низкой их экономичностью в эксплуатации. И то, и другое вызвано отсутствием решения ряда проблем современного авиационного двигателестроения.
Первой проблемой современного авиационного двигателестроения является недостаточно высокий уровень технического совершенства современных газотурбинных двигателей из-за высокой сложности конструкции их турбин, обусловленной чрезмерным числом ее деталей. Именно этот недостаток является причиной:
• их недостаточно высокой надежности;
• чрезмерного потребления природных ресурсов при производстве турбин;
• чрезмерных производственных и эксплуатационных издержек;
и как следствие:
• высоких цен средств авиационного транспорта и энергетики;
• высоких цен транспортных и энергетических услуг.
Эта проблема может быть решена путем упрощения конструкции турбины за счет сокращения числа ее деталей. Это основной путь современного авиационного двигателестроения.
Второй проблемой современного авиационного двигателестроения являются недостаточно высокие свойства жаропрочности и жаростойкости хромоникелевых сплавов, применяемые в качестве материалов рабочих лопаток и силовых дисков турбин газотурбинных двигателей и невозможность из-за этого увеличить температуру газов перед ними. Именно этот недостаток является причиной низкой тепловой эффективности современных газотурбинных двигателей и приводит к чрезмерному сжиганию ими топлива и недопустимому загрязнению продуктами сгорания окружающей среды.
Для преодоления этого недостатка применили:
 легирование этих сплавов различными химическими элементами, вплоть до рения и рутения, химическим способом для повышения их свойств жаропрочности и жаростойкости;
 охлаждение рабочих лопаток и силовых дисков турбин конструкторским способом для снижения их температур до уровня рабочих.
На сегодня оба эти варианта исчерпаны по своим возможностям как способам решения описанной проблемы. Эта проблема может быть решена путем применения материалов с более высокими свойствами жаропрочности и жаростойкости.
Третьей проблемой современного авиационного двигателестроения является высокая плотность хромоникелевых сплавов. Этот недостаток предопределяет чрезмерный вес турбин и соответственно, чрезмерный вес газотурбинных двигателей.
Этот недостаток является естественный и потому непреодолим. Поэтому эта проблема может быть решена только путем замены хромоникелевых сплавов материалами меньшей плотности.
Четвертой проблемой современного авиационного двигателестроения является высокая цена хромоникелевых сплавов, которая обусловлена высокой ценой легирующих элементов, мало распространенных в природе и требующих для своей добычи использования большого количества природных ресурсов и больших усилий по их переработке. Этот недостаток предопределяет чрезмерную стоимость рабочих лопаток и силовых дисков, в частности и, соответственно, турбин и современных газотурбинных двигателей в целом.
Этот недостаток является также естественный и потому непреодолим. Поэтому эта проблема может быть решена только путем замены хромоникелевых сплавов материалом меньшей цены.
Пятой проблемой современного авиационного двигателестроения является высокая сложность технологий изготовления рабочих лопаток и силовых дисков турбин и высокая степень загрязнения окружающей среды их производством. Это обуславливает большую длительность и высокую себестоимость их изготовления.
Эту проблему сегодня частично решают при помощи разработки новых технологий уменьшенной сложности, ресурсоемкости, стоимости и повышенной экологической чистоты. К таковым сегодня в частности относятся аддитивные технологии.
С цивилизационной точки зрения наличие таких проблем в конечном итоге обуславливает чрезмерное техногенное давление на окружающую среду при недостаточной транспортной и энергетической обеспеченности потребителей.
Наличие описанных выше проблем и отсутствие эффективных решений по ним стало сегодня причиной малого круга потребителей авиационных транспортных и энергетических услуг, что, в свою очередь, является причиной малой массы прибыли производственных компаний авиационного двигателестроения и авиастроения, а также транспортных и энергетических компаний, предоставляющих эти услуги.
Большинство из перечисленных проблем могли бы быть решены устранением первопричины путем замены современных хромоникелевых сплавов материалами с:
• высокими свойствами жаропрочности и жаростойкости;
• уменьшенной плотности и цены.
Материаловеды создали такие материалы в 70-е годы прошлого столетия. Ими стали конструкционные композитные керамики. Они:
• отличаются высокими показателями жаропрочности и жаростойкости;
• ориентировочно, в 3 и более раз легче хромоникелевых сплавов;
• состоят из широко распространенных и легкодоступных химических элементов.
Вместе с тем технологии их получения просты, малозатратны, а экологически достаточно чисты.
Однако применению конструкционных композитных керамик в качестве материалов рабочих лопаток турбин воспрепятствовали две проблемы, обусловленные их свойствами:
• хрупкость, которая проявляется в условиях приложения к рабочим лопаткам нагрузок растяжения, которые в них неизбежно возникают при вращении;
• низкая трещиностойкость, которая проявляется в условиях жесткого механического контакта прилегающих поверхностей хвостовиков керамических рабочих лопаток и пазов силовых дисков при частых термоударах.
Для решения этих проблем, по информации информированного источника из Массачусетского технологического института, только США за многие десятилетия исследований потратили более 13-ти миллиардов долларов. Однако безуспешно. Аналогичными исследованиями занимались конструкторские проектные подразделения всех европейских и азиатских компаний. И также безуспешно.
Идея впервые в мире предоставляет возможность решить все описанные выше проблемы.
Первую проблему идея позволяет решить путем упрощения конструкции турбины за счет отказа от силовых дисков.
Вместе с тем идея позволяет решить также и проблемы применения конструкционных композитных керамик в качестве материалов рабочих лопаток турбин конструкторским способом. Он состоит в изменении:
• количества основных элементов конструкции турбины;
• количества функций, исполняемых этими элементами конструкции турбины;
• способов взаимодействия между этими элементами конструкции турбины.
Таким образом, подводя итог вышесказанному, можно констатировать, что после реализации идеи «в материале» цивилизация обретет технологию изготовления турбины без силовых дисков с керамическими рабочими лопатками с уникальными техническими, экономическими и экологическими свойствами.
Перспективные газотурбинные двигатели с такими турбинами станут значительно мощнее, меньше, проще, легче и дешевле в производстве, а также экономичнее и экологически чище в эксплуатации. Аналогичные положительные преобразования коснутся и всех авиационных и энергетических средств, что приведет к резкому удешевлению предоставляемых транспортных и энергетических услуг, расширению круга потребителей и повышению массы прибыли всех участников описанной выше цепочки, от производителей, до эксплуатационников. Потребитель же получит транспортные и энергетические услуги по сниженным ценам расширенного предложения. Техногенное давление цивилизации на окружающую среду при этом будет снижено.
Единственными пострадавшими после реализации идеи «в материале» станут металлурги и вся производственная цепочка до них, начиная с геологов, которые заняты разведкой руд, содержащих необходимые химические элементы. Для них технология изготовления турбин без силовых дисков и керамическими рабочими лопатками станет закрывающей.
По этим причинам данная идея будет столь востребована почти всеми.

Решение (Продукт или Услуга)

На стадии реализации идеи в конкретную конструкцию турбины результат будет представлен на рынке высоких технологий в виде Продукта (запатентованных объектов интеллектуальной собственности). На всех последующих стадиях будут оказываться Услуги по проектированию таких турбин по ТЗ Заказчика и адаптации серийного производства под конкретные условия такого производства.

Конкуренты

Конкурентами на рынке высоких технологий являются все разработчики и производители газотурбинных двигателей мира. Уникальность идеи состоит еще и в том, что конкурентов она переводит в разряд потребителей предлагаемого продукта.
Наиболее известными конкурентами на мировом рынке новейших разработок являются проектные подразделения таких компаний как: «General Electric»; «Pratt&Whitney»; «Rolls-Royce», которым принадлежит более 80-ти процентов мирового рынка газотурбинных двигателей.

Преимущества или дифференциаторы

Преимуществом идеи является ее высокий уровень новизны, который позволит создать научно-технический задел и временной лаг, преодолеть которые конкурентам будет весьма сложно в состоянии «догоняющего». Вместе с тем «пробивающий лыжню», помимо трудностей творческого характера, неизбежно приобретает уникальную квалификацию, достичь которой конкурентам удастся лишь в том случае, если они пройдут тот же путь. А это – временные потери. В комплексе такие Преимущества позволят победить всех конкурентов «не числом, а умением», что неизбежно заставит их стать потребителями оригинальных Продуктов и Услуг. Данные Преимущества можно отнести к Жестким дифференциаторам.
Помимо Жестких, проект, который будет реализован в Харькове, обладает рядом и Мягких дифференциаторов. К таковым можно отнести:
• большое число высококвалифицированных специалистов в области авиационного двигателестроения из Национального аэрокосмического университета «ХАИ», а также в области керамического материаловедения как частных компаний, так и отраслевых и академических институтов НАН Украины;
• относительно невысокий уровень оплаты труда сотрудников творческих коллективов;
• невысокий уровень арендных платежей за офисные, производственные и опытные помещения;
• невысокие налоги на заработную плату творческих работников, осуществляющих свою деятельность в качестве ФЛП (физическое лицо предприниматель);
• относительно невысокие муниципальные платежи и сборы с частных предприятий;
• развитая транспортная инфраструктура Харькова;
• удобное расположение помещений, необходимых для размещения всех творческих коллективов.
Вместе с тем Харьков:
• по праву гордится заслуженным имиджем промышленной и культурной столицы Украины;
• обладает высоким уровнем развития промышленности, а также большим числом высококвалифицированных специалистов в области машиностроения, отличающихся трудолюбием, ответственностью и доброжелательностью.
В Харькове находится множество университетов, театров, парков и скверов, что позволяет не только эффективно учиться, но и с удовольствием отдыхать.
К тому же мэр Харькова Г.А. Кернес неоднократно признавался лучшим градоначальником Украины.
Кроме того, Харьков успешно реализует множество межгосударственных программ сотрудничества.

Финансы

Для реализации первого этапа многоэтапного проекта, ограниченного созданием модели турбины оригинальной конструкции, потребуются инвестиции в размере до 10-ти миллионов долларов США. Монопольное владение интеллектуальным продуктом, предназначенным для рынка высоких технологий в части проектирования перспективных турбин газогенератора, позволит получить доход в виде Роялти от продаж лицензий на право использования объектов интеллектуальной собственности от всех без исключения проектных организаций данного профиля. Это объясняется тем, что отказ от покупки немедленно приведет к проигрышу в конкурентной борьбе и банкротству.
Если ориентировочно принять величину Роялти в 1 процент от стоимости турбины, стоимость турбины условно принять как 1/3 от стоимости газотурбинного двигателя при мировом рынке газотурбинных двигателей в 450 миллиардов долларов США, то ежегодный доход от продажи лицензий составит цифру 1,5 миллиарда долларов США. И это доход, который можно получить на современном авиационном рынке без учета перспективных рынков. Данный, весьма приблизительный расчет показывает, что полученные доходы на вложенные инвестиции будут многократно их превосходить. Поэтому инвестиции будут возвращены в короткий период после выхода Продукта на Рынок.

Бизнес-модель

Идея, лежащая в основе будущего проекта, имеет отличительные особенности: высокую новизну, уникальность, эксклюзивность и универсальность одновременно. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на ее основе, будут являться товаром с уникальными эксклюзивными свойствами для рынка высоких технологий и служить их покупателям фундаментом их финансового благополучия в силу того, что они, являясь производителями газотурбинных двигателей, с помощью купленного товара, смогут предложить рынку конечных продуктов свой товар с уникальными техническими свойствами и ценой, существенно меньшей, чем у конкурентов. А это, с одной стороны, позволит получить дополнительную, эксклюзивно высокую прибыль, с другой стороны, эта прибыль позволит выиграть конкурентную борьбу на рынке.
Поэтому бизнес-модель, наиболее применимая в данном случае для продуктов-товаров и услуг проектирования интеллектуального свойства, которые будет создаваться для Покупателя и оказываться Заказчику на всех этапах, в специальных изданиях названа "Высокое касание".

Целевое назначение инвестиций

Данные инвестиции будут израсходованы на:
• закупку оригинального программного обеспечения, компьютерной и оргтехники для конструкторского бюро, а также расходных материалов;
• закупку технологического оборудования для керамических работ;
• закупку керамических нанопорошков и других необходимых компонентов;
• оплату труда сотрудников всех творческих коллективов в течение 2-х лет работы;
• аренду производственных и технологических помещений, а также испытательных стендов;
• оплату коммунальных платежей;
• оплату командировок сотрудников;
• оплату труда патентных поверенных;
• представительские и ряд других непредвиденных расходов.

Предложение инвестору

Для заключения инвестиционного договора Инвестору будет необходимо:
• на этапе предварительных переговоров принять на себя обязательство на 100% финансирование инвестиционного договора;
• в случае заключения инвестиционного договора закрепить устное соглашение отдельным пунктом;
• согласиться с тем, что после заключения инвестиционного договора и на этапе его реализации всеми действиями компании в отношении вопросов, связанных с научно-технической политикой, выбором творческих коллективов и управлением персоналом творческих коллективов, установлением необходимых связей с творческими коллективами, не вошедшими на первоначальном этапе в состав научно-технической команды и привлечение их при необходимости к проводимым исследованиям, выбором варианта развития основной темы исследований, а также некоторыми непредвиденными процессами научно-технического свойства будет управлять исключительно и единолично его партнер;
• закрепить устное соглашение отдельным пунктом в инвестиционном договоре;
• согласиться с тем, что после заключения инвестиционного договора и на этапе его реализации все виды работ будут проходить на территории Украины;
• в случае заключения инвестиционного договора закрепить устное соглашение отдельным пунктом;
• вести предварительные переговоры относительно всех вопросов, относящихся к заключению инвестиционного договора, лично или через доверенных лиц в Харькове за свой счет и на свой страх и риск;
• перед заключением инвестиционного договора за свой счет учредить компанию в стране регистрации, которую предложит будущий партнер;
• закрепить положение о том, что название компании предложит будущий партнер, отдельным пунктом в инвестиционном договоре;
• при заключении инвестиционного договора выплатить своему партнеру паушальный платеж в размере не менее 100 тысяч долларов США.
При выполнении этих условий Инвестору может быть предложено соотношения:
• доли в компании 50/50;
• доли в прибылях 50/50.

Команда или Руководство

Риски

Основным риском предлагаемого к реализации проекта, как ни странно, состоит в высокой степени новизны идеи, которая является одновременно и его преимуществом. Новизна идеи наталкивается на традиционность мышления высококвалифицированных проектировщиков, строивших свою творческую деятельность на устоявшейся парадигме конструирования турбин. Риск относится к психологической сфере и состоит в том, что создание правильного продукта потребует от них слома привычных представлений и успешного овладения новыми представлениями, которые им потребуется «вписать» в отработанную технологию проектирования.
Вторым является Клиентский-Рыночный риск, обусловленный попыткой Производителя-новичка войти на сложившийся рынок высоких технологий, где есть состоявшиеся Лидеры, которые действуют по определенным правилам, которые традиционно поставляют на него свой Продукт, и которые, естественно, утратят с приходом новичка свои лидерские позиции в определенной нише. Причем не просто войти, а войти со своим Продуктом и претендовать при этом на место монополиста. И не просто монополиста, а монополиста, отнимающего у Лидеров значимую долю рынка и дохода.
Безусловно такая попытка новичка изначально встретит у Лидеров психологическое сопротивление и желание ему противодействовать. Причем противодействовать как законными, так и незаконными методами. Все это потребует от новичка нахождения эффективного канала связи в первую очередь с Лидерами, как с неизбежными покупателями Продукта, уникального по своей привлекательности, уровню технического совершенства и цене, и согласования с ними компромиссных решений, которые устроят все стороны конфликтной ситуации.

Изобретение/Патент

Идея была опубликована:
 Декларационным патентом на изобретение Украины (21) 98094933, (22) 21.09.1998, (24) 15.12.2000, (46) 15.12.2000 Бюл. № 7- II, «Высокотемпературная газовая турбина, преимущественно газотурбинного двигателя»;
 (21) Международной заявкой PCT/UA99/00008, (22) 29 April 1999.
5,00
1
2
3
4
5
1 оценка
Авторизация/Регистрация
arrow_back
RU
more_horiz
close
visibility222
star0
Добавить в избранное
Удалить из избранных
share
close
thumb_up1
Нравится
Не нравится
Идея
Текущее состояние
Рынок
Проблема или Возможность
Решение (Продукт или Услуга)
Конкуренты
Преимущества или дифференциаторы
Финансы
Инвестировано в прошлых раундах, $
Бизнес-модель
Целевое назначение инвестиций
Предложение инвестору
Команда или Руководство
Менторы-советчики
Лид-инвестор
Риски
Прохождение Инкубационных/Акселерационных программ
Победы в Конкурсах и другие награды
Изобретение/Патент
Видео о продукте