В школе-лицее в Астане два ученика 11-го класса Дінмұхамед Матай и Амир Жанибек совершили настоящий прорыв в области железнодорожных технологий. Их четыре инновационных решения для железнодорожных путей получили патенты в Казахстане и поданы на международную регистрацию в Женеве. Эти разработки обещают снизить шум, износ и аварийность на железных дорогах, а также сэкономить миллионы на их обслуживании. Поддержанные своим учителем физики Арнуром Казыбековым и школой, ребята доказали, что подростки могут создавать инновации мирового уровня. В этой статье El.kz мы расскажем их историю — вдохновляющий пример того, как любопытство и упорство могут изменить отрасль.
Идея родилась в поезде, когда Дінмұхамед и Амир ехали на соревнование по робототехнике в Алматы. Знакомый стук колёс, вызванный тепловыми зазорами между рельсами, не давал им спать.
Мы ехали в поезде, услышали этот стук, и мы не могли спать всю ночь. И обсуждали, изучали эту проблему, — вспоминает Амир.
Тепловые зазоры необходимы, чтобы рельсы не деформировались при перепадах температур, но они же создают шум, вибрации и ускоряют износ путей.
Мы изучили существующие рельсы и пришли к выводу, что между ними остаётся тепловой зазор. Именно в этом месте мы нашли проблему, — добавляет Дінмұхамед.
За год работы, из которых полгода ушло на теорию и полгода на создание 3D-макетов, ребята разработали четыре уникальных решения.
Мы делали этот проект в течение года, и полгода заняло, чтобы это всё написать, сделать в теории, а остальные полгода мы пытались реализовать, — рассказывает Дінмұхамед.
Их изобретения решают проблему стыков, которые являются самым уязвимым местом железных дорог Казахстана — одной из крупнейших железнодорожных сетей в мире.
Ребята предложили четыре варианта конструкции рельсов и соединений, которые устраняют недостатки традиционных стыков, сохраняя их функциональность. Первое решение — новая модель рельса с боковым нахлёстом:
Мы разделили тепловой зазор на два участка вместо оригинального посередине. Колесо поезда не проваливается, и это уменьшает звук и стук, — объясняет Амир.
Второе — перемычка, позволяющая модернизировать существующие рельсы без полной замены.
Мы создали перемычку, чтобы не менять все старые рельсы. Ее можно устанавливать в уже существующий рельсовый путь, — уточняет Дінмұхамед.
Третий патент — новый рельс со вставным соединением, минимизирующая вибрации на высокоскоростных линиях. Четвёртое решение — перемычка, работающая по тому же принципу, но предназначенная для установки на существующие рельсы.
Учитель физики Арнур Казыбеков подчёркивает уникальность их подхода:
Мы, сохраняя тепловой зазор, смогли убрать разрыв между рельсами. То есть мы сделали непрерывную железнодорожную линию
Эти решения снижают шум, износ, повышают безопасность и экономят энергоресурсы, что особенно важно для Казахстана с его экстремальными климатическими перепадами.
Проект, начавшийся как школьное задание, привёл к серьёзным результатам. Летом ребята получили четыре патента в Казахстане, что подтверждает новизну и промышленную применимость их изобретений.
Мы подались на патент за месяц-полтора, и результаты тоже вышли совсем недавно, — рассказывает Амир.
Они также подали две заявки на международный патент по системе PCT, которые могут защитить их идеи в более чем 150 странах.
Мы подались на международный патент в Женеву, и нам пришло подтверждение, что заявки приняты к рассмотрению. Сейчас мы ждём полного сертификата, — делится Дінмұхамед.
Арнур Казыбеков, преподающий физику уже 15 лет, помог ребятам довести проект до патента.
Я поддерживал со стороны теории, чтобы они правильно понимали, вычисления правильно делали по физике, — говорит он.
Его подход — не просто учить формулам, а вдохновлять на их применение.
На наших уроках по физике мы не только проходим теорию, мы также на практике создаём новые вещи, например делали модель ракеты, — отмечает Дінмұхамед, вспоминая прошлогодний проект.
Директор школы Халил Ибрахим Акбулут подчёркивает:
Мы стараемся создавать все условия для наших учеников. Дети сами проявляют инициативу, делают проекты, объясняют их. Они ездят за границу, представляют там свои работы и привозят призовые места.
Школа гордится их достижениями:
Наши дети были в Испании, в Нью-Йорке, в Англии, участвуют в таких международных мероприятиях. Благодаря знанию английского языка они могут объяснять свои проекты.
О патенте директор говорит с воодушевлением:
Мы очень рады этим патентам. Продолжайте в том же духе
Дінмұхамед и Амир опытные участники олимпиад.
Мы выигрывали более десяти наград на региональных этапах. А также мы участвовали на Международной олимпиаде по робототехнике в Америке. И там мы взяли бронзу (3-е место) среди 74 стран, — рассказывает Дінмұхамед.
Их робот, впечатлил жюри на соревнованиях в США.
Игра робота заключается в том, что робот должен собирать разные вещи, например, бутылку, мусор, и выкидывать их в корзину, — объясняет Амир.
Они побеждали и на других казахстанских и международных чемпионатах. Амир также выиграл и провел учебный год в High School США по международной программе обмена FLEX (Future Leaders Exchange), что укрепило его навыки в робототехнике и английском языке.
Это говорит о том, что они имеют достаточную базу по физике. Я ещё рад, что теорию мы смогли применить в практике, — отмечает успехи своих учеников Арнур.
Их успехи в робототехнике стали фундаментом для работы над железнодорожными разработками.
Почему физика? Для Дінмұхамеда это способ познания:
Меня интересует физика из-за того, что здесь я могу изучать что-то новое, и каждый день я узнаю новые формулы, новые знания.
Амир добавляет:
Мне нравится физика, потому что мне нравится инженерия, и, в общем, это всё связано.
Их страсть к созданию нового, от ракет до рельсов, движет их вперёд.
Ребята и их учитель видят большие перспективы.
Для начала мы хотим попробовать свои силы в проектах. Региональный, республиканский, потом международный, — говорит Арнур.
В планах сотрудничество с «Казахстан Темир Жолы» или запуск стартапа.
На данный момент у нас 3D-макет есть, а можем уже из 3D-макета перейти на реальные рельсы. Тогда уже вопрос будет стоять о монетизации, — добавляет он.
История Дінмұхамеда и Амира показывает, что инновации могут рождаться в школьных классах. Их разработки — это не только решение для Казахстана, но и потенциальный вклад в глобальную железнодорожную индустрию. От стука поезда до патентов в Женеве — это путь, доказывающий, что возраст не помеха для больших идей. Возможно, следующий прорыв уже зреет за школьной партой.
Ранее мы писали о школьниках из Конаева, которые прославили Казахстан на чемпионате мира по кикбоксингу.