3.2.3. Биологические науки

Приоритетными направлениями являются следующие:

• физико-химические механизмы функционирования биосистем как основа управления жизнедеятельностью растительных и животных организмов;

• структурно-функциональное состояние и научное обоснование сбережения и использования биологического разнообразия  растительного и животного мира на территории Беларуси;

• изучение генетических механизмов устойчивости сельскохозяйственных растений к болезням и другим стрессовым факторам;

• биологические основы рационального использования, преобразования и охраны растительного мира;

• генетический контроль развития растений и метаболических процессов, обеспечивающих реализацию потенциальной продуктивности при  гетерозисе;

• теоретические основы селекции растений;

• биологическая активность новых классов синтетических и природных соединений в клеточных системах;

• разработка научных основ новых биотехнологических процессов (использование микроорганизмов в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и защите окружающей среды);

• клеточная и генная инженерия растений;

• изучение, охрана и рациональное использование животного мира Беларуси;

• экологические основы и сравнительная оценка воспроизводства гидробионтов;

• оценка возможных экологических последствий радиоактивного загрязнения у промысловых и биоценотически важных групп животных;

• изучение биохимических механизмов патогенеза алкоголизма и последствий алкогольных интоксикаций;

• разработка критериев поиска антимутагенов среди антиоксидантов с использованием для этой цели количественной оценки антиоксидантной и электроннодонорной активности соединений;

• разработка новых способов получения биопрепаратов с фитозащитным и ростостимулирующим действием.

3.2.4. Техника

Результаты исследований в этой области науки являются основой материального благополучия общества. Диссертационные исследования по технике должны быть направлены на теоретическое обоснование и поиски путей решения актуальных проблем комплексного использования сырьевых ресурсов, создания конкурентоспособных приборов, механизмов, машин и технологий, их внедрения и оптимизации процессов их использования. Некоторые из актуальных направлений исследований в различных отраслях техники представлены ниже.

Машиностроение и материаловедение

Важнейшими направлениями в этой области являются следующие:

• разработка методов механики для решения задач по созданию новых технологий и конструкций оборудования;

• создание новых технологий в машиностроении и разработка технологического оборудования для их осуществления;

• теоретические и технологические основы создания и обработки новых композиционных материалов, металлов и сплавов со специальными свойствами;

• научные основы создания новых конструкционных материалов.

Эти направления можно детализировать. В частности, особую важность имеют исследования, касающиеся  разработки:

• способов и технологий получения покрытий  различного назначения с заданными физико-механическими и эксплуатационными свойствами;

• технологий получения волокон кристаллических материалов;

• так называемых «интеллектуальных материалов», обладающих функциональными свойствами, прежде всего «памятью»;

• материалов с нанокристаллической структурой;

• новых материалов и специального оборудования для изготовления микро-, опто- и акустоэлектронных устройств;

• разработка методов и средств неразрушающего контроля качества прогрессивных технологических способов повышения износостойкости деталей машин и механизмов.

Актуальными для отечественного машиностроения являются также следующие проблемы:

• построение моделей прочностного расчета деталей и элементов конструкций машин из различных металлических и композиционных материалов и их сочетаний при воздействии импульсных высокоэнергетических потоков электромагнитного излучения и пучков частиц;

• совершенствование методов расчета при динамических нагрузках на детали в условиях использования технологии парожидкостной смазки для повышения их износостойкости;

• совершенствование управляющей аппаратуры гидравлических и пневматических приводов, в том числе, аппаратуры, позволяющей управлять мощными приводами с помощью компьютерной техники;

• разработка новых принципов создания манипуляторов и робототехнических систем с расширенными функциональными возможностями;

• создание программного обеспечения для роботов, в том числе работающих в экстремальных условиях.

В области технологии машиностроения к актуальным направлениям научных исследований можно отнести следующие:

• формирование поверхностных слоев деталей машин различными методами их легирования, имплантации и нанесения покрытий как основы повышения их долговечности и надежности в работе;

• разработка новых принципов и технологий легирования сплавов из различных металлов и материалов;

• совершенствование технологии и средств сварки металлов;

• разработка высокоэффективных технологий электролитического формования печатных плат,  формообразующих элементов пресс-форм и матриц, нанесения функциональных слоев на детали машин на основе новых принципов массопереноса при элетроосаждении металлов и сплавов;

• объединение проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта в единый технологический процесс.

Актуальными проблемами  автоматизации технологических процессов и производств являются:

• автоматизация сборочных производств;

• автоматизация контроля качества изделий в процессе их изготовления;

• автоматизированное обеспечение качества деталей машин;

• автоматизированное обеспечение запрограммированного изменения качества поверхностных слоев деталей машин при их изготовлении.

Перспективными работами в области дорожных и строительных машин считаются следующие:

• разработка методов и машин для обработки бетонных поверхностей;

• совершенствование технологии и машин для укладки асфальтных покрытий.

Информатика, электроника, приборостроение, радиотехника и связь

В этой области актуальными направлениями исследований являются:

• научное обоснование использования лазерного излучения в различных технологических процессах;

• интеллектуальные материалы и физические принципы создания элементной базы новых информационных систем;

• разработка многопроцессорных архитектур для обработки и распознания видеоизображений (в т.ч. сложных пространственных объектов) – проблемы искусственного интеллекта;

• разработка новых принципов построения, развитие теоретических и технологических основ создания перспективных опто- и микроэлектронных систем хранения, передачи и обработки информации;

• разработка принципов создания тонкопленочных функциональных элементов для электронной техники на базе электропроводящих полимеров;

• перспективные информационные технологии; разработка методов и алгоритмов исследования вероятностных моделей вычислительных систем и сетей;

• методы и алгоритмы вычислительной и дискретной математики: разработка, анализ, оптимизация и отображение на архитектуру вычислительных систем;

• световодные информационные системы и создание на их основе контрольно-измерительной техники для медицины и экологии.

Энергетика, электрификация и энергетическое машиностроение

В этой области актуальными направлениями исследований являются:

• разработка альтернативных технологий производства энергии;

• изучение  кинетики тепло- и массообменных процессов в материалах, работающих в условиях знакопеременных температурных воздействиях;

• изучение физических процессов в электронно-пучковой плазме в плазмохимических реакторах;

• разработка теории управляемых процессов в тепловых двигателях, в том числе тракторных дизелях;

• совершенствование теоретических основ проектирования хранилищ для безопасного длительного изотермического хранения сжиженного газа;

• разработка методик расчета и проектирования новых типов турбомашин и турбоустановок;

• совершенствование процесса распыления жидкостей;

• поиск путей совершенствования дроссельно-запорной аппаратуры и редукторно-охладительных установок тепловых электростанций;

• создание новых материалов и технологий по снижению непроизводительного расхода тепла при работе тепловых станций;

• обоснование мер и технических средств по защите окружающей среды от загрязнений выбросами продуктов сгорания в атмосферу на тепловых электростанциях;

• исследования физических процессов и особенностей конструирования электрообогревателей различного назначения на основе новых композиционных материалов;

• разработка электрофизических основ и средств контроля качества изготовления микросхем;

• анализ и оптимизация электромагнитных процессов и электрических машин с различными источниками электропитания;

• создание надежных и эффективных электроприводов различной структуры и назначения;

• оптимизация промышленных электросетей на основе согласования уровней напряжения на потребителях;

• решение проблем построения низковольтных быстродействующих защитных устройств с информационными преобразователями;

• изучение светоотдачи оптических систем с точечным и протяженным источником света и создание компьютерных программ их проектирования;

• разработка проблем обеспечения нормальных и аварийных режимов и надежности работы средств защиты в больших электроэнергетических системах;

• повышение маневренности, надежности, экономичности, оптимизации режимов и совершенствование контроля ТЭС и АЭС.

Проблемы добычи и использования нефти и газа

Учитывая наличие крупнейших в Европе нефтеперерабатывающих предприятий, значительное число транзитных трубопроводов для транспортирования нефти и газа из Российской Федерации в страны Западной Европы, а также добычу на территории Республики Беларусь до 2 млн. т. нефти в год из имеющихся природных месторождений, к приоритетным направлениям в нашей стране можно отнести следующие:

• разработка и эксплуатация нефтяных месторождений;

• изучение проблем бурения скважин в условиях Республики Беларусь и разработка новых высокоэффективных технологий и оборудования для их бурения;

• строительство и эффективная эксплуатация нефтегазопроводов;

• проектирование оптимальной сети предприятий по обслуживанию нефтегазопроводов и хранилищ;

• разработка высокоэффективного и надежного оборудования для нефтяной и газовой промышленности;

• обеспечение безопасности объектов нефтедобычи и долговечности нефтегазопроводов;

• разработка новых методов диагностики газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций;

• проблемы охраны окружающей среды при возникновении аварийных ситуаций.

Технологии химической, текстильной и легкой промышленности

Республика Беларусь имеет достаточно развитую химическую, текстильную и легкую промышленность. По этим направлениям республика  в рамках СССР до 1990 года занимала лидирующее положением. В настоящее время можно выделить шесть основных направлений, по которым следовало бы проводить диссертационные исследования:

• изучение химических, физико-химических, физико-механических и других эксплуатационных свойств систем и используемых материалов с целью обеспечения  их конкурентоспособности на мировом рынке;

• обоснование новых высокоэффективных процессов, необходимых для  интенсификации и оптимизации технологий химической, текстильной и легкой промышленности;

• совершенствование конструкции и разработка новых технических решений для машин и оборудования этих отраслей;

• создание высоконадежных автоматизированных систем управления машинами, оборудованием, технологическими процессами и предприятиями в целом;

• обеспечение экологической безопасности окружающей среды от возможных загрязнений выбросами и отходами производств;

• разработка экономического механизма стимулирования производства в рассматриваемых отраслях промышленности.

К актуальным проблемам, требующим научной проработки, относятся:

• разработка теоретических основ технологий производства объемно-чувствительных пьезоматериалов;

• разработка новых высокоэффективных катализаторов и обоснование их использования в конкретных технологических процессах;

• совершенствование технологий извлечения редких, благородны и цветных материалов из вторичного сырья с использованием электрохимических методов;

• исследование технологий производства новых типов автономных источников электроэнергии (в частности, аккумуляторов) для работы в стационарных и нестационарных условиях;

• органический синтез ароматических соединений;

• поиск новых технологий производства термостойких пористых материалов, в том числе и на основе термообработки пенополимеров;

• поиск новых технологий глубокой переработки нефти;

• совершенствование технологий производства масел и парафинов с применением гидрокаталитических процессов;

• моделирование промышленных газо-твердофазных процессов;

• разработка методов расчета и новых конструкций высокоэффективных массообменных аппаратов;

• поиск новых эффективных технологий производства лаков, красок и покрытий;

• совершенствование технологий производства новых керамических, силикатных и тугоплавких неметаллических материалов;

• интенсификация спекания цементного клинкера на основе низкотемпературных расплавов;

• изучение закономерностей гидратации клинкерных минералов и повышение качества цемента;

• разработка новых антикоррозионных материалов и методов защиты теплообменного оборудования от коррозии; создание новых ингибиторов коррозии;

• совершенствование технологий производства химических волокнистых материалов и пленок различного назначения;

• разработка новых материалов и конструкций мембран для мембранных технологий разного назначения;

• разработка систем автоматизированного проектирования полуфабрикатов, материалов и изделий в текстильной и легкой промышленности;

• создание микропроцессорных систем контроля за стабильностью процессов производства высококачественных материалов и изделий;

• интенсификация флотационной очистки природных и сточных вод с аномальной вязкостью;

• совершенствование и внедрение ресурсосберегающих технологий обработки древесины на основе рационального раскроя пиловочного сырья;

• комплексное и рациональное использование лесных ресурсов республики;

• поиск методов рационального использования отходов древесины в условиях перерабатывающей промышленности;

• разработка проблем безопасности, защиты, спасения и жизнеобеспечение населения в чрезвычайных ситуациях.

Строительство и архитектура

Приоритетными направлениями исследований в этой области являются:

• оптимизация использования дорогостоящих материалов в различных типах металлических конструкций;

• разработка различных легких комбинированных систем шпренгельного типа для зданий и сооружений различного назначения;

• создание новых эффективных конструктивных решений и разработка нелинейных методов расчета ресурсосберегающих систем каркасно-панельных малоэтажных зданий;

• совершенствование методов многомерной оценки эффективности конструктивных решений по большепролетным покрытиям сооружений;

• разработка новых энергосберегающих многослойных конструкций с утеплителем из легких газонаполненных материалов;

• разработка методологии проектирования новых и реконструируемых фундаментов на неоднородных  основаниях;

• прогнозирование влияния котлованов и заглубленных сооружений, в том числе объектов метро, на существующую окружающую застройку и  разработка методов сохранения памятников культурно-исторического наследия, в том числе исторических кварталов городов;

• совершенствование систем обеспечения микроклимата в жилых и промышленных зданиях с обеспечением энергосбережения и экологической безопасности;

• разработка автоматизированных энергосберегающих систем микроклимата для плодоовощехранилищ;

• обоснование развития перспективных систем водоснабжения и канализации городов, промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов;

• создание высокоэффективных систем подготовки питьевой воды, обезвреживания хозяйственно-бытовых, промышленных и дождевых сточных вод, предотвращающих загрязнение поверхностных и подземных вод;

• создание новых технологий производства высококачественных строительных материалов и изделий для строительства;

• разработка способов повышения долговечности и надежности бетонов при различных нагрузках;

• моделирование статического и динамического напряженно-деформированного состояния пространственных систем «сооружение - основание - водохранилище» для прогнозирования направлений из совершенствования и снижения затрат труда, средств и материалов;

• разработка новых технологий восстановления и реконструкции существующих гидротехнических сооружений;

• совершенствование автоматизированных методов расчетов, проектирования, возведения и эксплуатации сооружений природоохранного назначения, эффективной эксплуатации и очистки водоемов и водохранилищ;

• оптимизация  технологических процессов строительства и реконструкции объектов различного назначения;

• моделирование взаимодействия инженерных сооружений с фундаментами и основаниями дорог для различного транспорта на основе пространственных моделей рельефа геологического и гидрологического строения местности;

• разработка новых технологий в области мостостроения с учетом реальных грунтов и их свойств;

• изучение проблем гидравлических сопротивлений в гидравлике и инженерной гидрологии, транспорта взвешенных частиц, устойчивости движения водных потоков, их взаимодействия с элементами сооружений;

• изыскание оптимальных решений геодезических проекций  как базы для применения методологии компьютерных технологий описаний геоинформационных систем;

• разработка проблем информационного обеспечения кадастра и мониторинга земель с использованием новых технологий дистанционного зондирования;

• использование новых технологий и новых композиционных материалов в дорожном строительстве;

• теоретическое обоснование и разработка рекомендаций по развитию населенных пунктов и территорий республики;

• национальные черты белорусской архитектуры в целом и отдельных историко-культурных регионов Беларуси;

• архитектура Беларуси в системе славянских культур.

Транспорт

Актуальными в этой области  являются следующие проблемы:

• методы оценки напряженно-деформированного состояния железнодорожных путей;

• износ колесных пар железнодорожного транспорта  и поиск ресурсосберегающих технологий их ремонта;

• создание средств диагностики и контроля тепловозных дизелей;

• совершенствование технической оснащенности сети железных дорог;

• разработка средств защиты систем тягового электроснабжения переменным током железнодорожного, трамвайного и троллейбусного транспорта;

• изучение проблем совместимости линий тягового энергоснабжения с линиями связи, устройствами автоматики и питающими электросетями для тех видов транспорта;

• прогнозирование эффективного использования городского автомобильного транспорта;

• совершенствование организации пассажирских перевозок для различных регионов страны и плотности населения.