Титан национальной безопасности
В ноябре Владимир Путин провел серию совещаний по вопросам развития Вооруженных Сил. Среди текущих проблем глава государства акцентировал внимание на разработке перспективной боевой техники на основе передовых достижений науки.
«Военное дело всегда было той областью, где использовались передовые достижения науки и техники. И сегодня, в XXI веке для укрепления военного потенциала ведущие страны мира активно применяют при разработке вооружения самые современные достижения науки, – подчеркнул Владимир Путин. – Это и лазеры, и гиперзвук, и робототехника. Серьезное внимание уделяется разработке так называемого оружия на новых физических принципах, которое дает возможность избирательного, точечного воздействия на критически важные элементы вооружения, техники, объектов инфраструктуры вероятного противника.
В России, как и в других странах, подобные разработки также ведутся… Наша задача – эффективно нейтрализовать любые военные угрозы безопасности России, в том числе связанные с созданием стратегической противоракетной обороны, реализацией концепции глобального удара, ведением информационных войн».
Наука и «оборонка» всегда развиваются одновременно, стимулируя и подталкивая друг друга. При этом важно, чтобы ученые чувствовали себя востребованными, а путь от разработки до внедрения сократился до минимума. Об этом – на примере трех научных школ, непосредственно связанных с оборонно-промышленным комплексом.
За путевкой в жизнь – в бассейн
Все параметры будущего флота уже второе столетие в значительной мере формируются в Крыловском государственном научном центре, а в уникальных опытовых бассейнах (на четверть миллиона кубометров воды) и на стендах испытывается, доводится до ума вся российская морская техника. Диапазон широчайший: от конструкции корпуса и основных агрегатов, включая атомные энергоустановки, до тактико-технических и навигационных характеристик, обеспечивающих надежность, экономичность и безопасность плавания в различных районах Мирового океана, эффективность вооружения, скрытность и защищенность от глаз и ушей вероятных противников. Между прочим в мире существует всего лишь один подобный комплекс – Тейлоровский центр в США, но он во многом уступает нашему ЦНИИ Крылова. Скажем, именно у нас находится крупнейший (длина – 1300 метров) испытательный бассейн, где моделируется любая ситуация, в которой может оказаться корабль во время плавания. На глубоководном стенде имитируется погружение под 15-километровый слой воды, в циркуляционном круглом бассейне модель можно разогнать до 180 километров в час. Есть здесь и своя аэродинамическая труба, и еще целый ряд испытательных стендов, и собственный завод. Весь этот богатейший научно-производственный потенциал в разрушительные 90-е годы сохранил и укрепил генеральный директор института, Герой России, академик РАН Валентин Пашин. Именем этого выдающегося ученого, инженера, организатора названа площадь у главной проходной Крыловского центра. Три года коллектив работает без своего легендарного руководителя, стараясь отстоять позиции головного института отечественного судостроения. Впередсмотрящие научные центры должны быть в каждой стратегической отрасли, настаивал академик Пашин.
«Крыловский центр многофункционален – решает самые сложные задачи гидродинамики и прочности, повышения скрытности, защиты, надежности, улучшения боевых и эксплуатационных качеств кораблей и судов, энергетических установок, борьбы с шумом и вибрацией. Все разработки актуальны и конкурентоспособны на мировом уровне, – говорил Валентин Пашин. – Другое дело, как эффективнее и быстрее внедрять наше ноу-хау. В советские годы в некотором смысле было проще, хотя многое делалось из-под палки. Такой волшебной «дубиной», заставляющей любого внедрять новые технологии, были решения ЦК КПСС и Совмина. А сегодня, казалось бы, рыночная экономика – бизнес заинтересован больше зарабатывать и получать прибыль. Мы подсказываем решения, говорим: «Берите!». Не берут. Почему? У нас еще очень слаба рыночная конкуренция при сильной конкуренции административного ресурса. Зачем внедрять новую разработку, когда лучше с помощью кого-то получить заказ, государевы денежки и обеспечить безбедное существование. То есть рыночная среда во многом задавлена средой административной. Но мы всеми отраслями, всей страной выходим на рынок открытой конкуренции с ведущими игроками в мире. И хочешь не хочешь должны внедрять прогрессивные решения и технологии. Не сделаем этого – промышленность провалится, ни на какой рынок не попадем и для собственных нужд нам будут поставлять суда из-за границы.
По большому счету роль головного института сводится к двум задачам. Первая – обеспечение текущего проектирования: когда КБ разрабатывают, а мы подпитываем их теоретическими и экспериментальными аргументами, потому что опыт – индикатор правильности принимаемых решений. Вторая крупная задача – работа по определению концептуальных направлений развития отрасли, в нашем случае – судостроения и флота. Не всегда нас слушают, но тем не менее мы продолжаем эту линию. И жизнь показывает, что в последнее 20-летие именно «концептуалки» судостроению чрезвычайно не хватало, что стало источником многих наших, мягко говоря, нерациональных решений, задержек, долгостроев, невыполнения тактико-технических характеристик.
Аналогично и с обеспечением текущего проектирования кораблей и судов. Очень часто конструктор приходит на испытательные стенды Крыловского института с одним проектом, а выходит – с оптимальным.
Особенно это наглядно при создании формы корпуса. К сожалению, без эксперимента по-настоящему обводы корабля не спроектировать. Обязательно проводятся испытания на масштабных моделях в опытовых бассейнах. Потому что электронное конструирование предполагает идеальный вариант, который может и не вписаться в реальные условия. Сегодня появились очень продвинутые компьютерные программы, но и они не дают оптимального результата, а скорее позволяют рассматривать разные варианты, из которых в процессе многочисленных прогонов и замеров на стендах и в опытовых бассейнах формируются наиболее жизнеспособные и эффективные. Только в физическом эксперименте наиболее полно воспроизводится картина обтекания корпуса жидкостью, поведения судна на волнении, его управляемость…
Скажем, при разработке формы колонн для платформ, которые осуществляют добычу на шельфе, очень важно, чтобы плавающая конструкция не имела больших углов качки, ибо буровое оборудование не выдерживает запредельных нагрузок. Нам удалось создать на основе нашего опыта и знаний такие формы, чтобы уменьшить углы качки при сильных волнениях и максимально снизить вероятность аварийных ситуаций. Две такие платформы – «Полярная звезда» и «Северное сияние» успешно работают на Дальнем Востоке.
Мы можем получать на стендах любые режимы работы гребного винта, вплоть до 900 оборотов в минуту, и снимать соответствующие замеры. Можно вызвать его кавитацию – вскипание жидкости при низких температурах. Из-за этого подводная лодка, как говорили раньше американцы, «ревет, как корова, на весь океан». Благодаря экспериментам института удалось получить оптимальную форму винта, и сейчас наши подводные лодки известны малошумностью.
Есть перспективная разработка, повышающая КПД и экономящая топливо, – использование воздушной смазки при движении судов. Если под днищем корпуса будет образовываться каверна – воздушная пленка, снижающая трение о воду, экономия может достичь 30 процентов. Раньше не удавалось при волнении удерживать под корпусом воздушную смазку, сейчас мы научились это делать.
В рабочем портфеле института много предложений, связанных с электромагнитными полями. Это актуально не только для боевых кораблей, где данный показатель влияет на минную опасность, скрытность, систему наведения оружия и прочие важные характеристики, но и для любых судов. Современная техника буквально нафарширована электронным оборудованием. Однако всякая электроника создает определенное излучение, что может стать помехой в работе других систем. У нас разработаны специальные подходы, как обеспечить, с одной стороны, электромагнитную совместимость, а с другой – защитить человека от излучений. Здесь и радиопоглощающие, и специальные наноструктурированные пленочные покрытия, и конструкционные материалы, защищающие экипаж от вредного воздействия электроники.
Во всем мире существуют системы стимулирования научных исследований, должно что-то быть и у нас. Науку заморозить невозможно, иначе мы тут же отстанем от конкурентов. Терять потенциал никак нельзя, его все время надо нарабатывать. Если не будет задела – скатимся на положение если не третьестепенной, то уже отнюдь не первостепенной развитой державы».
При Валентине Пашине в научном центре было организовано производство резиновых армированных акустических покрытий для шумопоглощения и шумозаглушения, систем антикоррозионной защиты, радиоэлектронной аппаратуры и приборов с использованием высоких технологий. В этом году введен в эксплуатацию современный ледовый бассейн, достраивается «океанский» офшорный.
Вычислительный кластер суперкомпьютерного центра математического моделирования Крыловского института второй по производительности – в Петербурге и тридцать четвертый – в России. Он используется в том числе для решения гидродинамических задач. Это расчеты не только обтекания вязкой жидкостью корпусов судов и движителей, но и ветрового режима на проектируемых объектах.
Крыловский центр дал путевку в жизнь активному применению углеводородистых сталей для строительства кораблей, с легкой руки ученых на Средне-Невском заводе корпус тральщика выполнен из немагнитных композитных материалов.
Пироги для ледоколов
В середине ноября коллектив ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт композитных материалов «Прометей» отпраздновал 60-летие создания титанового направления. Руководитель научно-производственного комплекса «Титановые сплавы» Валерий Леонов рассказал об основных исторических этапах работы. Воссоздать подробности того, как начиналась история титанового направления в «Прометее», помогли сотрудники, стоявшие у истоков.
«Создание материалов для атомного подводного и надводного флотов, атомных ледоколов, атомных станций – это морской титановый проект. В нашей стране были построены первые цельно-титановые АПЛ, потому что титан такой материал, который самой природой предназначен для судостроения. Он легкий, абсолютно коррозионостойкий, немагнитный. Институт сделал его прочным и что главное для судостроения – очень хорошо сваренным», – вспоминал академик Игорь Горынин, почти 35 лет возглавлявший «Прометей» и сохранивший научную школу. Сейчас институт носит его имя.
Так уж сложилось, что исторические эпохи определяются материалами, которыми орудует человек. Каменный век, бронзовый, железный… В начале нынешнего столетия возникает новая эра – материалов с заданными свойствами, разработкой которых и занимается государственный научный центр «Прометей»
Образовался институт из лаборатории Ижорского завода, которая еще в царские времена создавала сплавы для российских броненосцев. В 30-е годы упор был сделан на разработку защиты танков. Институт и назывался тогда Броневым. Новая сварочная технология, благодаря чему корпуса кораблей стали изготавливать не клепаными, а цельносварными, была первой послевоенной победой научного коллектива. С тех пор в активе «Прометея» разработка материалов для российского флота, энергетики, в том числе атомной, и для оборудования, работающего в экстремальным условиях.
Корпус формируется из прочных стальных сплавов, а надстройка – из алюминиевых. Такова практика мирового судостроения. Алюминий и сталь не свариваются, возникает проблема, как соединить надстройку с корпусом. Мы научились делать так называемые комиксные материалы разных толщин и профилей. Внешне они напоминают слоеный пирог. Одна сторона – стальная, другая – алюминиевая. В результате корпус приваривается к стали, а надстройка – к алюминию.
В институте разработана уникальная технология сварки. Сущность ее сводится к резкому увеличению скорости переноса частиц. В обычных условиях это дозвуковые скорости, а «прометеевские» технологии позволяют переносить частицы в двадцать с лишним раз быстрее. «Это позволяет, как мы говорим, напылять все на все, то есть совершенно разнородные материалы», – рассказывал академик Горынин. Одна из перспективных разработок – создание специальных сталей для шельфовой добычи.
«Экстремальные полярные условия требуют материала, выдерживающего 300-дневное трение льдов, температуры до минус 60 градусов. Первоначально применялись пластичные стали, они прочные, но в то же время выдерживают некоторую деформацию и не трещат. Из таких материалов создавались первые ледоколы. Но при очень низких температурах и высокой плотности льда вокруг корпуса образуется мелкая ледовая крошка, которая обладает очень большой агрессивностью. После прохождения по таким полям судно оказывалось словно изъедено. А кроме того, увеличилось гидродинамическое сопротивление корпуса, ледокол терял в мощности до 30 процентов, – вводит в курс дела Валерий Леонов. – Наши специалисты придумали и создали плакированную сталь. В чем секрет? Конструкционная сталь покрывается тонким слоем другой, с более высокими механическими свойствами на износ на коррозиционую стойкость и т. д. Теперь проблем на ледоколах нет. «Прометей» – многофункциональный материаловедческий центр. Мы задействуем почти всю периодическую таблицу Менделеева, занимаемся металлами, неметаллами, стеклопластиком, углепластиком, клеями, герметиками, красками и так далее. И с каждым днем появляются все новые и новые направления».
С перспективными конструкционными материалами для Военно-морского флота специалисты «Прометея» ознакомили на своей научно-производственной площадке в Гатчине, где недавно прошло заседание Совета Военно-промышленной коллегии РФ по кораблестроению.
Фундаментальная защита
Научно-производственное объединение специальных материалов (НПО СМ) было образовано на базе броневой лаборатории ЦНИИ материалов Министерства оборонной промышленности СССР в 1991 году. В настоящее время НПО СМ включает научно-исследовательский институт, завод специальных материалов, испытательный и научно-методический центр. Имеет все необходимые лицензии и разрешения для работ по обеспечению защиты и безопасности. Аккредитации Росстандарта и Межгосударственного авиационного комитета позволяют проводить 85 видов испытаний материалов и изделий, в том числе на пуле-, взрыво- и взломостойкость.
Основные заказчики НПО СМ – Минобороны, МВД, ФСБ, ФСИН, ЦБ РФ, предприятия Росатома, ведущие банки и объекты транспорта, инфраструктуры. Продукция экспортируется в 35 стран.
Рассказывает генеральный директор НПО специальных материалов, член-корреспондент РАН, академик Российской академии ракетных и артиллерийских наук, доктор технических наук Михаил Сильников: «Мы защищаем все, что в этом нуждается, от объектов и сооружений до бойцов. Основная проблема – мы не знаем, с какими угрозами столкнется воин в той или иной ситуации. Здесь приходится каким-то образом прогнозировать, необходима плотная работа с теми, кто просчитывает вероятность той или иной угрозы, разрабатывает оружие и средства поражения, определяет сценарий возможных боестолкновений. Работаем с заделом на будущее. При формировании систем защиты важен комплексный подход, который определяется совокупностью факторов. К примеру, чем выше бронестойкость, тем больше масса защитных средств. Значит, машина развивает меньшую скорость, а бойцу тяжелее передвигаться, маскироваться, он опять-таки становится более уязвимым. Словом, необходимо разумное определение уровня защиты исходя из конкретной задачи. Здесь важно не переборщить и не переусложнить – соблюсти некий баланс, чтобы, с одной стороны, не закопаться слишком глубоко, а с другой – чтобы не пройтись по верхам и не сделать выводов без достаточных оснований. Как говорил гениальный русский конструктор Михаил Тимофеевич Калашников: «Все нужное – просто, все сложное – не нужно».
Разумеется, мы внимательно следим за всем, что появляется в мире защитных материалов и технологий, проводим собственные исследования и эксперименты. Хотя, казалось бы, что тут еще можно изобрести. Обычно для бронирования применяются стальные, алюминиевые и титановые сплавы. В последнее время активнее используются кевлар и керамика. Правда, пока керамические вставки эффективны лишь в составе комбинированной защитной структуры. Мы все время в поиске и говорить, что в XXI веке «едем» на советских заделах, все же преувеличение.
Недавно НПО спецматериалов вошло в Топ-10 инновационных предприятий страны. Конечно, мы стремимся, насколько позволяют средства, обновлять оборудование и технологии на самые современные. Стараемся, чтобы все ноу-хау, пройдя необходимые испытания и сертификации, быстрее внедрялись. Наука и производство неразделимы. И в этом плане наибольшую эффективность показывает организационная форма нашего предприятия – научно-производственная.
Правда, финансирование разработок, особенно фундаментальных, оставляет желать лучшего. Притом что академик Жорес Иванович Алферов любит повторять: «Вся наука прикладная. Но есть научные результаты, которые используются сразу, а есть наработки, которым находится применение через очень много лет». Фундаментальные исследования, безусловно, должны вестись за счет государства. Возможности любой коммерческой структуры ограниченны, и бизнес будет вкладываться в разработки лишь с коротким циклом окупаемости. Поэтому стратегические, перспективные исследования должна обеспечивать казна.
Но оценит все новое, пусть и не сразу, все равно потребитель. Он пользуется не отчетами и не научными журналами, а продукцией, которая должна отвечать определенным параметрам.
Требования к средствам защиты у нас, кстати, одни из самых жестких в мире. Тем не менее пробиться на международный рынок крайне сложно – приходится конкурировать с ведущими мировыми производителями. Мы стараемся отвоевывать свою нишу за счет качества в сочетании с разумной ценой, функциональностью и умением делать то, что не умеют другие. Среди таких изделий противовзрывные устройства «Фонтан» для подавления разрушающего действия взрыва. Заряд ВВ накрывается специальным контейнером и, срабатывая, не наносит вреда даже на борту воздушного судна. «Фонтаны» выпускаются давно, но пока никто в мире не может получить результат, как у нас.
Все наши ноу-хау концентрируются в создании комплектов спецзащиты для воина XXI века. Концепция проста и использует богатый боевой опыт предшествующих поколений. Это очевидный факт, что спецгруппы, партизанские отряды при боестолкновениях порой наносили превосходящему по силам врагу больший урон, чем на фронте. Вероятность того, что вспыхнет глобальная война с лобовыми столкновениями в чистом поле, стенка на стенку, не слишком велика. Недаром повышенное внимание сейчас уделяется подготовке сравнительно компактных, прекрасно обученных подразделений профессионалов. Им необходимы и современное, мощное, сверхточное, всепогодное оружие, и надежные всепроникающие средства связи и мониторинга, и, конечно, экипировка – легкая, удобная, прочная, непромокаемая, непродуваемая, «дышащая», не сковывающая движения, но при этом надежно защищающая бойца. Над такими элементами обмундирования мы и работаем вместе с коллегами-оружейниками и производителями спецтехники.
Заказами мы обеспечены. Но наблюдая процесс госзакупок, иногда удивляемся. Бесспорно, конкурсная система относится к числу передовых. Однако важно не бездумно отдавать заказ тем, кто обещает выполнить его подешевле, а вначале внимательно проанализировать, в состоянии ли данный исполнитель сделать все в срок с надлежащим качеством. Не слишком ли часто законы о конкуренции работают против здравого смысла? А когда кто-то пытается замолвить словечко за признанных профессионалов, тут же активизируется антимонопольная служба – как это так, побеждает единственный производитель. Мы словно забываем о принятом во всем мире разделении труда, когда каждый выполняет свою часть работы, но с оптимальными затратами и наивысшим качеством. Не нужно много однотипных предприятий, выпускающих одинаковую продукцию для весьма узкого рынка, иначе каждому из них не достичь рентабельности, не обеспечить развитие производства.
Есть специальная техника для решения конкретных задач. Есть производители, знающие все тонкости изготовления, применения и обслуживания. И здесь свое слово должна сказать наука, подвижники которой в состоянии определить, чье изделие лучше, кому выполнять заказ. И еще одного мы ждем от ученых – заглядывать в будущее, создавать задел наработок, чтобы двигаться вперед. Тогда наше оружие и средства защиты будут самыми эффективными, а воины и важные объекты – надежно защищены. Сказанное относится и к безопасности населения и гражданских объектов, для чего мы выпускаем инновационные технические средства антитеррора двойного назначения».
«Военное дело всегда было той областью, где использовались передовые достижения науки и техники. И сегодня, в XXI веке для укрепления военного потенциала ведущие страны мира активно применяют при разработке вооружения самые современные достижения науки, – подчеркнул Владимир Путин. – Это и лазеры, и гиперзвук, и робототехника. Серьезное внимание уделяется разработке так называемого оружия на новых физических принципах, которое дает возможность избирательного, точечного воздействия на критически важные элементы вооружения, техники, объектов инфраструктуры вероятного противника.
В России, как и в других странах, подобные разработки также ведутся… Наша задача – эффективно нейтрализовать любые военные угрозы безопасности России, в том числе связанные с созданием стратегической противоракетной обороны, реализацией концепции глобального удара, ведением информационных войн».
Наука и «оборонка» всегда развиваются одновременно, стимулируя и подталкивая друг друга. При этом важно, чтобы ученые чувствовали себя востребованными, а путь от разработки до внедрения сократился до минимума. Об этом – на примере трех научных школ, непосредственно связанных с оборонно-промышленным комплексом.
За путевкой в жизнь – в бассейн
Все параметры будущего флота уже второе столетие в значительной мере формируются в Крыловском государственном научном центре, а в уникальных опытовых бассейнах (на четверть миллиона кубометров воды) и на стендах испытывается, доводится до ума вся российская морская техника. Диапазон широчайший: от конструкции корпуса и основных агрегатов, включая атомные энергоустановки, до тактико-технических и навигационных характеристик, обеспечивающих надежность, экономичность и безопасность плавания в различных районах Мирового океана, эффективность вооружения, скрытность и защищенность от глаз и ушей вероятных противников. Между прочим в мире существует всего лишь один подобный комплекс – Тейлоровский центр в США, но он во многом уступает нашему ЦНИИ Крылова. Скажем, именно у нас находится крупнейший (длина – 1300 метров) испытательный бассейн, где моделируется любая ситуация, в которой может оказаться корабль во время плавания. На глубоководном стенде имитируется погружение под 15-километровый слой воды, в циркуляционном круглом бассейне модель можно разогнать до 180 километров в час. Есть здесь и своя аэродинамическая труба, и еще целый ряд испытательных стендов, и собственный завод. Весь этот богатейший научно-производственный потенциал в разрушительные 90-е годы сохранил и укрепил генеральный директор института, Герой России, академик РАН Валентин Пашин. Именем этого выдающегося ученого, инженера, организатора названа площадь у главной проходной Крыловского центра. Три года коллектив работает без своего легендарного руководителя, стараясь отстоять позиции головного института отечественного судостроения. Впередсмотрящие научные центры должны быть в каждой стратегической отрасли, настаивал академик Пашин.
«Крыловский центр многофункционален – решает самые сложные задачи гидродинамики и прочности, повышения скрытности, защиты, надежности, улучшения боевых и эксплуатационных качеств кораблей и судов, энергетических установок, борьбы с шумом и вибрацией. Все разработки актуальны и конкурентоспособны на мировом уровне, – говорил Валентин Пашин. – Другое дело, как эффективнее и быстрее внедрять наше ноу-хау. В советские годы в некотором смысле было проще, хотя многое делалось из-под палки. Такой волшебной «дубиной», заставляющей любого внедрять новые технологии, были решения ЦК КПСС и Совмина. А сегодня, казалось бы, рыночная экономика – бизнес заинтересован больше зарабатывать и получать прибыль. Мы подсказываем решения, говорим: «Берите!». Не берут. Почему? У нас еще очень слаба рыночная конкуренция при сильной конкуренции административного ресурса. Зачем внедрять новую разработку, когда лучше с помощью кого-то получить заказ, государевы денежки и обеспечить безбедное существование. То есть рыночная среда во многом задавлена средой административной. Но мы всеми отраслями, всей страной выходим на рынок открытой конкуренции с ведущими игроками в мире. И хочешь не хочешь должны внедрять прогрессивные решения и технологии. Не сделаем этого – промышленность провалится, ни на какой рынок не попадем и для собственных нужд нам будут поставлять суда из-за границы.
По большому счету роль головного института сводится к двум задачам. Первая – обеспечение текущего проектирования: когда КБ разрабатывают, а мы подпитываем их теоретическими и экспериментальными аргументами, потому что опыт – индикатор правильности принимаемых решений. Вторая крупная задача – работа по определению концептуальных направлений развития отрасли, в нашем случае – судостроения и флота. Не всегда нас слушают, но тем не менее мы продолжаем эту линию. И жизнь показывает, что в последнее 20-летие именно «концептуалки» судостроению чрезвычайно не хватало, что стало источником многих наших, мягко говоря, нерациональных решений, задержек, долгостроев, невыполнения тактико-технических характеристик.
Аналогично и с обеспечением текущего проектирования кораблей и судов. Очень часто конструктор приходит на испытательные стенды Крыловского института с одним проектом, а выходит – с оптимальным.Особенно это наглядно при создании формы корпуса. К сожалению, без эксперимента по-настоящему обводы корабля не спроектировать. Обязательно проводятся испытания на масштабных моделях в опытовых бассейнах. Потому что электронное конструирование предполагает идеальный вариант, который может и не вписаться в реальные условия. Сегодня появились очень продвинутые компьютерные программы, но и они не дают оптимального результата, а скорее позволяют рассматривать разные варианты, из которых в процессе многочисленных прогонов и замеров на стендах и в опытовых бассейнах формируются наиболее жизнеспособные и эффективные. Только в физическом эксперименте наиболее полно воспроизводится картина обтекания корпуса жидкостью, поведения судна на волнении, его управляемость…
Скажем, при разработке формы колонн для платформ, которые осуществляют добычу на шельфе, очень важно, чтобы плавающая конструкция не имела больших углов качки, ибо буровое оборудование не выдерживает запредельных нагрузок. Нам удалось создать на основе нашего опыта и знаний такие формы, чтобы уменьшить углы качки при сильных волнениях и максимально снизить вероятность аварийных ситуаций. Две такие платформы – «Полярная звезда» и «Северное сияние» успешно работают на Дальнем Востоке.
Мы можем получать на стендах любые режимы работы гребного винта, вплоть до 900 оборотов в минуту, и снимать соответствующие замеры. Можно вызвать его кавитацию – вскипание жидкости при низких температурах. Из-за этого подводная лодка, как говорили раньше американцы, «ревет, как корова, на весь океан». Благодаря экспериментам института удалось получить оптимальную форму винта, и сейчас наши подводные лодки известны малошумностью.
Есть перспективная разработка, повышающая КПД и экономящая топливо, – использование воздушной смазки при движении судов. Если под днищем корпуса будет образовываться каверна – воздушная пленка, снижающая трение о воду, экономия может достичь 30 процентов. Раньше не удавалось при волнении удерживать под корпусом воздушную смазку, сейчас мы научились это делать.
В рабочем портфеле института много предложений, связанных с электромагнитными полями. Это актуально не только для боевых кораблей, где данный показатель влияет на минную опасность, скрытность, систему наведения оружия и прочие важные характеристики, но и для любых судов. Современная техника буквально нафарширована электронным оборудованием. Однако всякая электроника создает определенное излучение, что может стать помехой в работе других систем. У нас разработаны специальные подходы, как обеспечить, с одной стороны, электромагнитную совместимость, а с другой – защитить человека от излучений. Здесь и радиопоглощающие, и специальные наноструктурированные пленочные покрытия, и конструкционные материалы, защищающие экипаж от вредного воздействия электроники.Во всем мире существуют системы стимулирования научных исследований, должно что-то быть и у нас. Науку заморозить невозможно, иначе мы тут же отстанем от конкурентов. Терять потенциал никак нельзя, его все время надо нарабатывать. Если не будет задела – скатимся на положение если не третьестепенной, то уже отнюдь не первостепенной развитой державы».
При Валентине Пашине в научном центре было организовано производство резиновых армированных акустических покрытий для шумопоглощения и шумозаглушения, систем антикоррозионной защиты, радиоэлектронной аппаратуры и приборов с использованием высоких технологий. В этом году введен в эксплуатацию современный ледовый бассейн, достраивается «океанский» офшорный.
Вычислительный кластер суперкомпьютерного центра математического моделирования Крыловского института второй по производительности – в Петербурге и тридцать четвертый – в России. Он используется в том числе для решения гидродинамических задач. Это расчеты не только обтекания вязкой жидкостью корпусов судов и движителей, но и ветрового режима на проектируемых объектах.
Крыловский центр дал путевку в жизнь активному применению углеводородистых сталей для строительства кораблей, с легкой руки ученых на Средне-Невском заводе корпус тральщика выполнен из немагнитных композитных материалов.
Пироги для ледоколов
В середине ноября коллектив ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт композитных материалов «Прометей» отпраздновал 60-летие создания титанового направления. Руководитель научно-производственного комплекса «Титановые сплавы» Валерий Леонов рассказал об основных исторических этапах работы. Воссоздать подробности того, как начиналась история титанового направления в «Прометее», помогли сотрудники, стоявшие у истоков.
Так уж сложилось, что исторические эпохи определяются материалами, которыми орудует человек. Каменный век, бронзовый, железный… В начале нынешнего столетия возникает новая эра – материалов с заданными свойствами, разработкой которых и занимается государственный научный центр «Прометей»
Образовался институт из лаборатории Ижорского завода, которая еще в царские времена создавала сплавы для российских броненосцев. В 30-е годы упор был сделан на разработку защиты танков. Институт и назывался тогда Броневым. Новая сварочная технология, благодаря чему корпуса кораблей стали изготавливать не клепаными, а цельносварными, была первой послевоенной победой научного коллектива. С тех пор в активе «Прометея» разработка материалов для российского флота, энергетики, в том числе атомной, и для оборудования, работающего в экстремальным условиях.
Корпус формируется из прочных стальных сплавов, а надстройка – из алюминиевых. Такова практика мирового судостроения. Алюминий и сталь не свариваются, возникает проблема, как соединить надстройку с корпусом. Мы научились делать так называемые комиксные материалы разных толщин и профилей. Внешне они напоминают слоеный пирог. Одна сторона – стальная, другая – алюминиевая. В результате корпус приваривается к стали, а надстройка – к алюминию.В институте разработана уникальная технология сварки. Сущность ее сводится к резкому увеличению скорости переноса частиц. В обычных условиях это дозвуковые скорости, а «прометеевские» технологии позволяют переносить частицы в двадцать с лишним раз быстрее. «Это позволяет, как мы говорим, напылять все на все, то есть совершенно разнородные материалы», – рассказывал академик Горынин. Одна из перспективных разработок – создание специальных сталей для шельфовой добычи.
«Экстремальные полярные условия требуют материала, выдерживающего 300-дневное трение льдов, температуры до минус 60 градусов. Первоначально применялись пластичные стали, они прочные, но в то же время выдерживают некоторую деформацию и не трещат. Из таких материалов создавались первые ледоколы. Но при очень низких температурах и высокой плотности льда вокруг корпуса образуется мелкая ледовая крошка, которая обладает очень большой агрессивностью. После прохождения по таким полям судно оказывалось словно изъедено. А кроме того, увеличилось гидродинамическое сопротивление корпуса, ледокол терял в мощности до 30 процентов, – вводит в курс дела Валерий Леонов. – Наши специалисты придумали и создали плакированную сталь. В чем секрет? Конструкционная сталь покрывается тонким слоем другой, с более высокими механическими свойствами на износ на коррозиционую стойкость и т. д. Теперь проблем на ледоколах нет. «Прометей» – многофункциональный материаловедческий центр. Мы задействуем почти всю периодическую таблицу Менделеева, занимаемся металлами, неметаллами, стеклопластиком, углепластиком, клеями, герметиками, красками и так далее. И с каждым днем появляются все новые и новые направления».
С перспективными конструкционными материалами для Военно-морского флота специалисты «Прометея» ознакомили на своей научно-производственной площадке в Гатчине, где недавно прошло заседание Совета Военно-промышленной коллегии РФ по кораблестроению.
Фундаментальная защита
Научно-производственное объединение специальных материалов (НПО СМ) было образовано на базе броневой лаборатории ЦНИИ материалов Министерства оборонной промышленности СССР в 1991 году. В настоящее время НПО СМ включает научно-исследовательский институт, завод специальных материалов, испытательный и научно-методический центр. Имеет все необходимые лицензии и разрешения для работ по обеспечению защиты и безопасности. Аккредитации Росстандарта и Межгосударственного авиационного комитета позволяют проводить 85 видов испытаний материалов и изделий, в том числе на пуле-, взрыво- и взломостойкость.
Основные заказчики НПО СМ – Минобороны, МВД, ФСБ, ФСИН, ЦБ РФ, предприятия Росатома, ведущие банки и объекты транспорта, инфраструктуры. Продукция экспортируется в 35 стран.
Рассказывает генеральный директор НПО специальных материалов, член-корреспондент РАН, академик Российской академии ракетных и артиллерийских наук, доктор технических наук Михаил Сильников: «Мы защищаем все, что в этом нуждается, от объектов и сооружений до бойцов. Основная проблема – мы не знаем, с какими угрозами столкнется воин в той или иной ситуации. Здесь приходится каким-то образом прогнозировать, необходима плотная работа с теми, кто просчитывает вероятность той или иной угрозы, разрабатывает оружие и средства поражения, определяет сценарий возможных боестолкновений. Работаем с заделом на будущее. При формировании систем защиты важен комплексный подход, который определяется совокупностью факторов. К примеру, чем выше бронестойкость, тем больше масса защитных средств. Значит, машина развивает меньшую скорость, а бойцу тяжелее передвигаться, маскироваться, он опять-таки становится более уязвимым. Словом, необходимо разумное определение уровня защиты исходя из конкретной задачи. Здесь важно не переборщить и не переусложнить – соблюсти некий баланс, чтобы, с одной стороны, не закопаться слишком глубоко, а с другой – чтобы не пройтись по верхам и не сделать выводов без достаточных оснований. Как говорил гениальный русский конструктор Михаил Тимофеевич Калашников: «Все нужное – просто, все сложное – не нужно».
Разумеется, мы внимательно следим за всем, что появляется в мире защитных материалов и технологий, проводим собственные исследования и эксперименты. Хотя, казалось бы, что тут еще можно изобрести. Обычно для бронирования применяются стальные, алюминиевые и титановые сплавы. В последнее время активнее используются кевлар и керамика. Правда, пока керамические вставки эффективны лишь в составе комбинированной защитной структуры. Мы все время в поиске и говорить, что в XXI веке «едем» на советских заделах, все же преувеличение.Недавно НПО спецматериалов вошло в Топ-10 инновационных предприятий страны. Конечно, мы стремимся, насколько позволяют средства, обновлять оборудование и технологии на самые современные. Стараемся, чтобы все ноу-хау, пройдя необходимые испытания и сертификации, быстрее внедрялись. Наука и производство неразделимы. И в этом плане наибольшую эффективность показывает организационная форма нашего предприятия – научно-производственная.
Правда, финансирование разработок, особенно фундаментальных, оставляет желать лучшего. Притом что академик Жорес Иванович Алферов любит повторять: «Вся наука прикладная. Но есть научные результаты, которые используются сразу, а есть наработки, которым находится применение через очень много лет». Фундаментальные исследования, безусловно, должны вестись за счет государства. Возможности любой коммерческой структуры ограниченны, и бизнес будет вкладываться в разработки лишь с коротким циклом окупаемости. Поэтому стратегические, перспективные исследования должна обеспечивать казна.
Но оценит все новое, пусть и не сразу, все равно потребитель. Он пользуется не отчетами и не научными журналами, а продукцией, которая должна отвечать определенным параметрам.
Требования к средствам защиты у нас, кстати, одни из самых жестких в мире. Тем не менее пробиться на международный рынок крайне сложно – приходится конкурировать с ведущими мировыми производителями. Мы стараемся отвоевывать свою нишу за счет качества в сочетании с разумной ценой, функциональностью и умением делать то, что не умеют другие. Среди таких изделий противовзрывные устройства «Фонтан» для подавления разрушающего действия взрыва. Заряд ВВ накрывается специальным контейнером и, срабатывая, не наносит вреда даже на борту воздушного судна. «Фонтаны» выпускаются давно, но пока никто в мире не может получить результат, как у нас.Все наши ноу-хау концентрируются в создании комплектов спецзащиты для воина XXI века. Концепция проста и использует богатый боевой опыт предшествующих поколений. Это очевидный факт, что спецгруппы, партизанские отряды при боестолкновениях порой наносили превосходящему по силам врагу больший урон, чем на фронте. Вероятность того, что вспыхнет глобальная война с лобовыми столкновениями в чистом поле, стенка на стенку, не слишком велика. Недаром повышенное внимание сейчас уделяется подготовке сравнительно компактных, прекрасно обученных подразделений профессионалов. Им необходимы и современное, мощное, сверхточное, всепогодное оружие, и надежные всепроникающие средства связи и мониторинга, и, конечно, экипировка – легкая, удобная, прочная, непромокаемая, непродуваемая, «дышащая», не сковывающая движения, но при этом надежно защищающая бойца. Над такими элементами обмундирования мы и работаем вместе с коллегами-оружейниками и производителями спецтехники.
Заказами мы обеспечены. Но наблюдая процесс госзакупок, иногда удивляемся. Бесспорно, конкурсная система относится к числу передовых. Однако важно не бездумно отдавать заказ тем, кто обещает выполнить его подешевле, а вначале внимательно проанализировать, в состоянии ли данный исполнитель сделать все в срок с надлежащим качеством. Не слишком ли часто законы о конкуренции работают против здравого смысла? А когда кто-то пытается замолвить словечко за признанных профессионалов, тут же активизируется антимонопольная служба – как это так, побеждает единственный производитель. Мы словно забываем о принятом во всем мире разделении труда, когда каждый выполняет свою часть работы, но с оптимальными затратами и наивысшим качеством. Не нужно много однотипных предприятий, выпускающих одинаковую продукцию для весьма узкого рынка, иначе каждому из них не достичь рентабельности, не обеспечить развитие производства.Есть специальная техника для решения конкретных задач. Есть производители, знающие все тонкости изготовления, применения и обслуживания. И здесь свое слово должна сказать наука, подвижники которой в состоянии определить, чье изделие лучше, кому выполнять заказ. И еще одного мы ждем от ученых – заглядывать в будущее, создавать задел наработок, чтобы двигаться вперед. Тогда наше оружие и средства защиты будут самыми эффективными, а воины и важные объекты – надежно защищены. Сказанное относится и к безопасности населения и гражданских объектов, для чего мы выпускаем инновационные технические средства антитеррора двойного назначения».
Информация