Перспективы научно-технологического развития

Промышленная реализация нововведений в добыче, производстве и использовании энергоресурсов, сырья и материалов непосредственно связана с исчерпаемостью наиболее широко используемых источников сырья и энергии. В связи с этим актуальны усилия учёных по решению проблемы управляемого термоядерного синтеза. Однако технологическое решение этого вопроса предполагается осуществить к началу-середине XXI века.

С серьёзными проблемами столкнулась атомная энергетика, особенно в связи с повышением требований к безопасности и экологической чистоте. До сих пор нет оптимальных технологических решений по утилизации или ликвидации продуктов ядерного распада.Термоэлектрическое и термоионное получение электроэнергии по прогнозам так и не выйдет из стадии лабораторных экспериментов в ближайшем будущем. Водород как источник энергии станет технической реальностью в двадцать первом веке. К одной из наиболее близких к практической реализации новых разработок в области энергетики относится создание топливных элементов и паротурбогенераторов с мощностью свыше 2 млн. кВт.

Гелиоэнергетика должна стать экономически рентабельной в двадцать первом веке. Прогнозируется, что будет реализована технология использования такого необычного источника энергии, как температурный градиент воды морей и океанов.

Серьёзное внимание уделяется технологиям, экономящим традиционные энергоресурсы. Ведутся активные работы по разработке новых способов опреснения морской воды, основанных на мембранной технологии, криогенных кабельных систем передачи энергии, основанных на использовании явления сверхпроводимости, а также возможностей создания авиационного и автомобильного горючего не на нефтяной основе.

Машиностроение промышленно-развитых стран приступило к реализации программ по разработке различных типов автоматизированного горного оборудования, использующего лазеры, ультразвук, токи высокой частоты для бурения и дробления скальных пород. Использование морской воды как сырья экономически целесообразным станет не раньше середины XXI века.

В металлургии на повестке дня стоит распространение экономически рентабельной технологии непрерывной выплавки металлов и сплавов. В ближайшей перспективе в металлургии будет достигнуто улучшение крупномасштабного передела металлолома, включение в переработку низкосортных руд.Производство и применение пластмасс и композиционных полимерных материалов (КМ) также в стадии коренных изменений. Будут внедрены системы, обеспечивающие единый технологический процесс - от получения мономера до выпуска готового изделия в автоматическом режиме; совершенствуется технология производства КМ с удельной прочностью превосходящей аналогичный параметр традиционных металлов и сплавов. Это даст возможность перейти к массовому применению КМ в автомобилестроении, в самолетостроении, строительстве и т.д.Будет развиваться технология переработки отходов, извлечения ценных компонентов из отходов. До конца XX века станет возможным получение полимеров с использованием иного, чем нефть, газ и уголь, сырья, а также неуглеродных полимеров. Это позволит создать не “стареющие” конструкционные пластмассы и КМ, отличающиеся высокими теплоизоляционными свойствами, способными выдерживать температуры от арктических до тропических.Насущной задачей остаётся снижение энергоёмкости химических технологий. Она будет решаться с использованием биотехнологических методов переработки сырья, создания синтетических катализаторов.

Нововведения в орудиях труда в основном капитале, внедрение которых ожидается в перспективе, будут способствовать комплексной автоматизации процессов конструирования и изготовления изделий, включая сборку и контроль качества. Это прежде всего гибкие автоматизированные производства (ГАП). Применение первого поколения ГАП, разрабатывающих производственную технологическую программу по принципу аналогии, так и второго поколения, генерирующих необходимую технологическую программу на основе анализа параметров изготовляемого изделия. Наряду с увеличением доли прогрессивных технологий обработки металлов (лазерной, ультразвуковой, электронно-лучевой и т.д.) повысится производительность металлорежущего оборудования в результате использования теплового эффекта в металлорезании и создания металлорежущего оборудования со сверхвысокими скоростями обработки. В начале 90-ых годов начнётся широкое внедрение автоматического контроля степени износа режущего инструмента, при этом сам режущий инструмент будет изготавливаться из сверхпрочных, сверхтвёрдых, красностойких материалов на композитной основе.

Микроэлектроника останется доминирующим направлением совершенствования материального производства, сферы услуг, быта.