Борис Патон — український учений, чиї винаходи у сфері зварювання змінили світову інженерію, металургію, космонавтику й навіть хірургію. Він є автором і співавтором сотень винаходів: від електрошлакового зварювання, яке дозволило створювати гігантські турбіни та корпуси реакторів, до апарата «Вулкан», що вперше в історії людства виконав зварювання в космосі 1969 року.
Найнесподіванішим його дітищем стало зварювання живих тканин — технологія, завдяки якій хірурги «зшивають» судини та органи електричним струмом без ниток. Апарати серії «ПАТОНМЕД» офіційно зареєстровані й застосовуються в онкології, урології, травматології та десятках інших напрямів медицини.
Патон понад пів століття очолював Національну академію наук України та Інститут електрозварювання імені свого батька Євгена Патона, перетворивши київську наукову школу на світовий центр зварювальних технологій. Його розробки досі працюють у трубопроводах, мостах, суднах і операційних по всьому світу.
Ім’я Патона в Україні давно стало синонімом слова «зварювання» — приблизно так, як прізвище Дизеля зрослося з двигуном. Народжений 27 листопада 1918 року, того ж місяця, що й сама Академія наук України, Борис Євгенович прожив 101 рік і майже вісім десятиліть із них присвятив одній пристрасті: з’єднанню металів, а згодом — і живої матерії. Масштаб вражає навіть скептиків: за даними Національної бібліотеки України імені Вернадського, він був автором і співавтором понад 720 винаходів, близько 500 іноземних патентів і понад 1200 наукових публікацій. За цими сухими цифрами ховаються технології, без яких неможливо уявити сучасний світ.
Розібратися в цій спадщині варто не лише з поваги до історії. Багато патонівських розробок — не музейні експонати, а живі інструменти, які просто зараз ріжуть метал під водою, з’єднують рейки швидкісних магістралей і зупиняють кровотечі в операційних. Пройдімося цим шляхом крок за кроком — від танкової броні до людського серця.
Фронтова школа: броня Т-34 і міст через Дніпро
Інженерний характер Бориса Патона гартувався в найсуворіших умовах — в евакуації на Уралі під час Другої світової війни. Молодий випускник Київського політехнічного інституту працював у команді свого батька, академіка Євгена Патона, над завданням державної ваги: як швидко й надійно зварювати броню танків Т-34. Ручне зварювання давало мікротріщини, і броньовий лист міг розколотися від влучання снаряда, наче горіхова шкаралупа. Рішенням стало автоматичне зварювання під шаром флюсу — технологія, що ховала дугу під захисним порошком і давала рівний, міцний, глибокий шов.
Результат перевершив очікування: швидкість виробництва зросла в рази, а якість швів стала стабільною незалежно від втоми чи кваліфікації зварника. Саме тоді Борис Патон зрозумів головний принцип своєї майбутньої наукової школи: автоматизація не замінює людину, а страхує її від помилок. Цей принцип він проніс через усе життя.
Після війни батько й син Патони втілили ідею, яка тоді здавалася авантюрою, — суцільнозварний міст через Дніпро в Києві. Відкритий 1953 року, він став найбільшим у Європі мостом, у якому всі шви виконали автоматичним зварюванням, без жодної заклепки. Євген Патон не дожив кілька місяців до відкриття, і міст назвали його ім’ям. Борис же очолив Інститут електрозварювання й перетворив його на легенду світової науки.
Електрошлакове зварювання: революція у важкій індустрії
Якщо обирати один винахід, який приніс Патону світове визнання серед інженерів, це буде електрошлакове зварювання, розроблене в інституті на початку 1950-х. Технологія розв’язала проблему, що десятиліттями мучила машинобудівників: як з’єднати метал товщиною в десятки сантиметрів за один прохід. Класична дуга тут безсила — довелося б робити сотні проходів, накопичуючи напруження й дефекти.
Суть методу елегантна: струм проходить крізь розплавлений шлак, який розігрівається до температур, здатних плавити кромки деталей і електродний метал. Ванна рідкого металу повільно піднімається вгору між водоохолоджуваними повзунами, формуючи монолітний шов. Завдяки електрошлаковому зварюванню стало можливим виготовляти корпуси гідротурбін, потужні преси, судна та обладнання, які раніше доводилося відливати цілком або збирати на болтах. Ліцензії на технологію купували провідні промислові країни світу — рідкісний випадок для радянської науки.
Спеціальна електрометалургія: коли зварювання народжує метал
З електрошлакового процесу виріс цілий науковий напрям — спеціальна електрометалургія. Патон помітив: якщо шлакова ванна очищає метал шва від домішок, чому б не використати той самий принцип для переплавлення цілих зливків? Так з’явилися електрошлаковий, електронно-променевий і плазмово-дуговий переплави — методи отримання надчистих сталей і сплавів для авіації, енергетики та оборонної промисловості. Лопатки турбін, вали реакторів, відповідальні деталі літаків — усе це сфери, де патонівська металургія працює й сьогодні.
«Вулкан» і зварювання в космосі
Жоден розділ біографії Патона не звучить настільки фантастично, як космічний. Ідею зварювання на орбіті вчений обговорював ще з Сергієм Корольовим: обидва розуміли, що майбутні орбітальні станції доведеться збирати й ремонтувати прямо в космосі, а отже — потрібен інструмент для з’єднання металу у вакуумі та невагомості. Інститут електрозварювання створив компактний апарат «Вулкан», здатний різати, зварювати та паяти метал електронним променем, плазмою та плавким електродом.
У жовтні 1969 року на кораблі «Союз-6» космонавти вперше в історії виконали зварювання в космосі — і це була цілковито київська технологія. Через п’ятнадцять років, у липні 1984-го, експеримент вийшов на новий рівень: під час польоту станції «Салют-7» зварювання вперше провели у відкритому космосі, з універсальним ручним інструментом, також розробленим патонівцями. Ці роботи заклали фундамент цілої дисципліни — космічних технологій зварювання та створення великогабаритних орбітальних конструкцій, у якій Інститут Патона визнаний світовим піонером.
Під водою: зварювання там, де гасне полум’я
Океанські глибини — середовище, не менш вороже до зварника, ніж вакуум. Вода жадібно відбирає тепло, тисне на дугу, насичує шов воднем і робить метал крихким. Попри це, підводне зварювання критично необхідне: трубопроводи, портові споруди, корпуси суден і морські платформи неможливо щоразу піднімати в сухий док. Під керівництвом Патона інститут розробив спосіб напівавтоматичного підводного зварювання порошковим дротом — гнучкою трубчастою «ниткою», заповненою всередині флюсом і газотвірними компонентами.
Такий дріт створює навколо дуги власний захисний міхур, і шов формується стабільно навіть на глибині. Технологія дала змогу ремонтувати підводні конструкції без осушення, заощаджуючи місяці роботи й колосальні кошти. Водолази-зварники досі працюють за принципами, закладеними київською школою пів століття тому.
Зварювання живих тканин: хірургія без ниток
Найзворушливіша глава патонівської творчості почалася з особистої драми. На початку 1990-х учений, який усе життя захоплювався спортом, невдало покатався на водних лижах і опинився на операційному столі. Дізнавшись після операції, що кістку йому різали звичайною пилкою, Патон замислився: якщо зварювання з’єднує метали, чому воно не може з’єднувати живі тканини? Ідея, що спершу здавалася медикам єрессю, за кілька років перетворилася на робочу технологію.
Принцип ґрунтується на дозованому пропусканні високочастотного струму через стиснуту тканину: білкові молекули коагулюють і утворюють міцне природне з’єднання — без ниток, скоб і сторонніх матеріалів у рані. Апарат ЕКВЗ-300 «ПАТОНМЕД», розроблений Інститутом електрозварювання, пройшов державну реєстрацію та офіційно застосовується в клінічній практиці. Сьогодні електрозварювання живих тканин працює в загальній хірургії, онкології, гінекології, урології, травматології та отоларингології. Операції стають коротшими, крововтрата — меншою, а загоєння — швидшим, адже організму не доводиться відторгати шовний матеріал.
Головні винаходи Патона: порівняльна таблиця
Щоб охопити масштаб зробленого одним поглядом, зручно розкласти ключові напрями по поличках.
| Технологія | Період створення | Сфера застосування | Що змінила |
|---|---|---|---|
| Автоматичне зварювання під флюсом | 1940-ві | Танкобудування, мости, машинобудування | Масове виробництво надійних швів; міст Патона в Києві |
| Електрошлакове зварювання | 1950-ті | Важке машинобудування, енергетика | З’єднання металу великої товщини за один прохід |
| Спеціальна електрометалургія | 1950–1960-ті | Авіація, атомна енергетика | Надчисті сталі та сплави для відповідальних деталей |
| Космічне зварювання («Вулкан») | 1969, 1984 | Космонавтика | Перше у світі зварювання на орбіті та у відкритому космосі |
| Підводне зварювання порошковим дротом | 1960–1970-ті | Суднобудування, морські споруди | Ремонт конструкцій без підняття в док |
| Зварювання живих тканин («ПАТОНМЕД») | 1990–2000-ні | Хірургія, онкологія, урологія | Безшовне з’єднання тканин, менша крововтрата |
Джерела даних: енциклопедія «Вікіпедія» (стаття «Патон Борис Євгенович»), портал Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського (nbuv.gov.ua).
Таблиця, звісно, спрощує картину: за кожним рядком стоять десятки суміжних розробок — від контактного стикового зварювання рейок і труб магістральних газогонів до технологій наплавлення й напилення покриттів. Але навіть шість позицій показують рідкісну для однієї людини широту: від танка до операційної.
Цікаві факти про Бориса Патона
- Ровесник Академії. Патон народився в листопаді 1918 року — того самого місяця, коли гетьман Павло Скоропадський заснував Академію наук України. Символічніше збігу не вигадаєш: людина і академія прожили століття пліч-о-пліч.
- Герой України №1. У листопаді 1998 року Борис Патон став першим в історії кавалером звання Герой України з врученням ордена Держави — за визначні досягнення в галузі зварювання та спеціальної електрометалургії.
- 58 років на чолі науки. Президентом Академії наук він був обраний 1962 року й керував нею до 2020-го — безпрецедентний у світовій практиці термін для очільника національної академії.
- Без червоного диплома. Майбутній геній інженерії не отримав диплом із відзнакою, бо не склав на «відмінно» іспит із філософії. Гарне нагадування, що оцінки й талант — не завжди синоніми.
- Особистий тренер космонавтів. Патон особисто допомагав космонавтам опановувати зварювання в умовах невагомості, вакууму та різких перепадів температур перед орбітальними експериментами.
За кожним із цих фактів — характер: упертий, азартний, по-спортивному змагальний. Колеги згадували, що навіть у поважному віці Патон плавав, грав у теніс і катався на водних лижах, а робочий день починав раніше за багатьох молодих співробітників.
Спадщина, яка працює щодня
Борис Патон пішов із життя 19 серпня 2020 року, але його винаходи не стали історією — вони залишилися інфраструктурою сучасності. Трубопроводи, зварені контактним стиковим методом, качають газ і нафту на кількох континентах. Мости, зібрані за патонівськими технологіями, щодня тримають на собі мільйони тонн транспорту. Хірурги вмикають апарати зварювання тканин у сотнях операційних, часто навіть не замислюючись, що ця технологія народилася з думки літнього академіка на лікарняному ліжку.
Головний урок Патона для інженерів і науковців — принципова відмова від межі між «фундаментальним» і «прикладним»: будь-яка глибока ідея має право дійти до цеху, орбіти чи операційної. Інститут електрозварювання імені Є. О. Патона в Києві продовжує розвивати ці напрями: адитивні технології, роботизоване зварювання, нові покоління медичних апаратів. А заснована на честь ученого премія та благодійний фонд підтримують молодих дослідників, які, цілком можливо, вже сьогодні виношують ідеї, здатні здивувати світ не менше, ніж зварювальний апарат на борту космічного корабля 1969 року.
