О настоящем и будущем отечественного материаловедения

Опубликовано 08.02.2015
  |   просмотров - 3714,   комментариев - 1

Генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), академик РАН Евгений Николаевич Каблов, поделился своим видением состояния отечественного материаловедения, авиастроения и промышленности.

С момента основания в ВИАМ создают материалы с характеристиками, которые обеспечивают реализацию самых смелых замыслов ученых и конструкторов. В содружестве с Российской академией наук, отраслевыми КБ и НИИ, промышленными предприятиями специалисты ВИАМ разработали 2658 марок конструкционных и функциональных материалов, более 3500 прорывных и оригинальных технологий.

Санкции и ситуация сегодня.

Время сложное, но очень интересное: оно позволяет людям проявить себя в непростых условиях. Идет попытка изоляции нашей страны с помощью санкций и ограничений. Двадцать лет нам говорили, что мы вместе с западными партнерами будем заниматься одним делом, оказывать друг другу поддержку. Но на поверку все оказалось совсем не так. Двойные стандарты проявились во всем. Особенно когда речь идет о стремлении российских граждан развивать свои традиции, культуру, говорить на родном языке, быть самодостаточными и независимыми от других государств. И это стремление вызывает неоднозначную реакцию наших партнеров из США и Евросоюза. Так, в одном случае мнение части общества они признают и называют демократичным выбором, а в другом - нет, не желая признавать очевидных вещей. ...Ведь в мире всегда было так, что признают лишь позицию сильных и умных.

Поэтому первостепенная задача отечественной науки - создать научно-технический потенциал, который позволял бы формировать государству независимую политику и позволил бы осуществить промышленный рывок. Наука обязана помогать разрабатывать принципиально новые образцы продукции и воплощать в жизнь передовые технологии. При этом надо создать необходимые условия, чтобы страна обладала не только весомым экономическим потенциалом, но и мощным оборонным щитом, который был бы способен оперативно реагировать на все возникающие вызовы и угрозы.

...В последние годы государство вкладывает в науку колоссальные ресурсы: ежегодно на ее нужды направляется (и это цифры Президента России) почти 800 миллиардов рублей. Посмотрев, кто и что за эти деньги реально сделал, и, проанализировав, какие суммы были потрачены, можно понять: кто есть кто сегодня в науке, и почему Россия пока еще не может быть в полном смысле независимой от зарубежных технологий.

...За эти 20 лет у нас соединили научно-исследовательскую работу (НИР) с опытно-технологической работой (ОТР) и опытно-конструкторской работой (ОКР). НИР должна быть отделена от ОКР. НИР - это исследовательская работа в области фундаментальных и прикладных исследований. Только для прикладных НИР она заканчивается техническим отчетом и техническим заданием на выполнение ОТР и ОКР. Тогда получается нормальная технологическая цепочка. Приведу цифры, свидетельствующие о том, насколько важно использование новых технологий. Считается экономически эффективным, когда каждый доллар США, вложенный в инфраструктуру, приносит прибыль в 20 долларов. А если в созданную инфраструктуру вложить еще один доллар на научные исследования, доход составит уже 120 долларов.

И здесь очень важно помнить, что в авангарде научной мысли всегда было и есть такое направление, как создание новых материалов. Без прорывных технологий в этой сфере создать что-то принципиально новое вряд ли получится.

Для определения приоритетов и направлений исследований в области разработки материалов нового поколения ВИАМ совместно с институтами РАН, национальными исследовательскими университетами и конструкторскими бюро разработал и представил «Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года». В итоге утверждено восемнадцать основных направлений, по которым будут создаваться материалы будущего и станет осуществляться их переработка.

Материалы нового поколения создаются на базе четырех принципов:

- первый принцип - фундаментальные, фундаментально ориентированные исследования для создания научно-технического задела совместно с институтами РАН и национальными исследовательскими университетами;

- второе - зеленые технологии (технологии, которые оказывают минимальное отрицательное воздействие на окружающую среду) при создании материалов и комплексных систем защиты;

- третье - реализация полного жизненного цикла с использованием информационных технологий: создание материала - эксплуатация в конструкции, диагностика, ремонт, продление ресурса - утилизация;

- четвертый - неразрывность материала, технологии, конструкции и оборудования.

...Задача ученых состоит в сохранении инновационной цепочки, созданной в СССР: тесная взаимосвязь и передача результатов исследований от институтов Академии наук к государственным научным центрам, вузам и промышленности, то есть, когда результаты фундаментальных исследований переходят в такие научно-исследовательские центры, как ВИАМ, «Курчатовский институт» и другие. В них уже на базе фундаментальных трудов будут проводиться конкретные прикладные исследования и разработки, которые использует конструктор при создании нового образца. Эта цепочка является обязательным условием инновационного развития.

У нас функционируют 19 малотоннажных высокотехнологических производств по выпуску материалов, компонентов и оборудования, за период с 1995 по 2014 год ВИАМ получил 923 патента, обладает 1207 секретами производства (ноу-хау) и заключил с российскими предприятиями более 786 лицензионных соглашений. В целом созданная в ВИАМ система вовлечения результатов интеллектуальной деятельности в хозяйственный оборот позволила нам получить в прошлом году 450 миллионов рублей валовой прибыли. Это очень высокий результат не только для научно-исследовательской организации, но и для промышленного предприятия.

Проекты, в которых сегодня участвует ВИАМ.

В Республике Татарстан ВИАМ проводит исследования, связанные с нефтехимическим комплексом и машиностроением. В Ульяновской области институт реализует авиационные проекты, в Самарской - по двигателестроению и авиационно-космическому направлению, в Башкортостане по газотурбинному двигателестроению, в Мордовии - материалы для силовой электроники. Помимо этого, мы взаимодействуем с 11 исследовательскими университетами и 12 вузами, с 36 институтами РАН.

Особую гордость вызывает созданный ВИАМ уникальный «Центр климатических испытаний» в Геленджике, который на сегодняшний день является одним из лучших в Европе. В итоге даже компании из Швеции и других стран Европы поставляют образцы в Геленджик для климатических испытаний. При этом, замечу, что там трудятся молодые, но уже высокопрофессиональные специалисты.

....Все комплектующие для наших самолетов должны выпускаться из отечественных материалов у нас, а не за рубежом. Однако, очевидно, что закрыть все позиции, особенно в станкостроении, мы пока не в состоянии.

Выделяя общие тенденции развития самолетостроения в связи со все большим использованием композиционных материалов... Разработчики всегда стремились сделать авиационную конструкцию одновременно более легкой и более жесткой, чтобы как можно больше полезной нагрузки можно было поднять на самолете. Поэтому здесь направление движения - это применение легких конструкций, свариваемых алюминий-литиевых сплавов, что также является большим открытием, которое мы широко начинаем применять. Тем самым масса сварной конструкции снижается до 25% по сравнению с клепанной. Остаются, конечно, титан, сталь, но большую роль будут занимать полимерные композиционные материалы (ПКМ), металлические композиционные материалы, а также конструкционные керамические композиционные материалы.

Конструкции бионического типа будут больше походить на скелеты птиц и человека. Большие перспективы у аддитивных технологий, то есть технологий получения заданной детали путем последовательного наращивания материала слой за слоем. Аддитивные технологии - мощный рычаг повышения производительности при одновременном снижении трудоемкости почти в 30-40 раз. Это важнейшее, ключевое направление реформирования отечественной промышленности.

Некоторые проблемы ПКМ до сих пор не преодолены:

- при сверхзвуковой скорости меняются свойства материалов, дошли до 60% применения полимерных композиционных материалов в самолете и даже чуть-чуть больше, и возникли проблемы со статическим электричеством;

- другая проблема - пластик в отличие от металла не способен поглощать энергию удара. Если самолет совершает аварийную посадку, то в элементах фюзеляжа при ударе накапливается энергия и происходит подобие взрыва;

- более важная проблема - это соединение титана и углепластика. Надо, к примеру, скрепить болтами конструкцию, просверливается отверстие, а титановая пыль при этом попадает в среду, которая состоит из углеродного материала. А когда туда попадает влага, титановая пыль начинает взаимодействовать с влагой, и в итоге получается расслоение композита. Это уже серьезный дефект, и это - проблема, с которой надо бороться;

- защитить композит как от климатических, так и других разрушающих его факторов.

Партнерство.

У ВИАМ два малых предприятия - резиденты Сколково. Виктор Вексельберг, президент Фонда «Сколково», когда посещал ВИАМ, был поражен количеством решений, готовых к коммерциализации. Так в чем проблема? Мы часто говорим об инновациях. Но инновации будут только тогда, когда в стране создадут рынок интеллектуальной собственности.

Я неоднократно предлагал решение этой проблемы: ведь для этого необходимо, чтобы интеллектуальная собственность принадлежала именно разработчикам, а не министерствам и ведомствам. Конечно, то, что относится к военной и государственной тайне - не обсуждается.

И вторая позиция, которая важна - необходимо заставить крупные компании активнее играть на рынке интеллектуальной собственности. Считаю, что 2% от прибыли они должны вкладывать в инновационные проекты. Если бизнес на рынке интеллектуальной собственности покупает права и использует их в производстве, тогда у него один коэффициент. А если крупная компания не участвует и не работает на рынке интеллектуальной собственности, тогда она вряд ли должна считаться инновационной.

....Яркий пример частно-государственного партнерства - ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод», ОАО «Металлургический завод «Электросталь»», ОАО «Ступинская металлургическая компания».

...Конечно, создание новых технологий - это большой риск. Однако без риска идти вперед сложно, пытаться догнать - невозможно, здесь надо двигаться наперерез.

РАН


Комментарии:

Цитировать Имя
Станислав Ордин, 10.02.2015 15:46:26
Дорогой Евгений,

Во-многом, считаю, твои слова правильные и задекларированные позиции по ряду направлений, как ни странно, совпадают с моими. Как ни странно, потому, что виденье проблем у нас с диаметрально противоположных сторон. Я как физик, сопровождал технологические процессы по разработке ряда уникальных материалов и направлял их по полученным результатам исследований. И моей мотивацией было сделать принципиально новое, и мой опыт говорит о том, что такие разработки в России поддерживали лишь зарубежные, смотрящие далеко вперёд фирмы. Тебе же, с позиции руководителя российского предприятия интересны, уверен, лишь те разработки, которые по силам в нашей непростой ситуации, довести до уровня, понятного даже Вексельбергу (не знаю, он среднюю школу закончил?). Но, в этом плане, получается твоя статья в основном не о том – в ней нет конкретно того, что хоть и на прошлом, с мой позиции, морально устаревшем уровне, но доведено до уровня, обеспечивающего сейчас авиацию.
Постараюсь конкретизировать этот аспект с помощью примера. В СССР при разработке нового типа самолёта у основного разработчика было около 150 субподрядчиков, обеспечивающих разработку новых деталей и узлов. И мой первый вопрос: Сейчас вы эту проблему по своему направлению полностью закрываете?
Второе. В статье в качестве украшения фото с самолётами. Но представленные на фото модели не по композиционным компонентам, а в принципе – из прошлого века. А хорошо известно, что и по надёжности (регулярные катастрофы с гибелью экипажа и пассажиров) и по эффективности (гигантский расход горючего на 1человеко-километр) и по экологичности (в связи с расходом топлива) эти самолёты уже морально устарели. Так что второй вопрос: Можете ли продемонстрировать принципиально новые самолёты, в разработке которых вы участвуете? Или, как сейчас «принято» - «Мы научились делать то, что делают (давно) за рубежом.
Из сказанного выше наверное понятно, что несмотря на отмеченное совпадение эффективная реализация «будущего отечественного материаловедения» мне представляется иначе.
Как и в моих беседах с генеральными директорами и чиновниками оборонки, я считаю и в необоронном ведомстве надо исходить из реалий, а не терять время на конструирование иллюзий. А реальность такова, что промышленность в развале, и, сопряжённые с ней предприятия, вроде вашего – тоже. И в рамках господствующей у нас сейчас ЛжеЭКОНОМИКИ, когда на одного получающего 15 тысяч в месяц работающего приходится два получающих 150 тысяч в месяц: сфера обслуживания и бизнес, кардинальных изменений не предвидится (реформа РАН тому подтверждение – появилось много новых высокооплачиваемых чиновников, а реальные зарплаты научных сотрудников не выросли).
Так вот, исходя из реалий, считаю надо сконцентрироваться на самом эффективном: на принципиально новых разработках, а не на готовых к отчётам. А промышленную базу использовать там, где она работает: в Китае, в Индии, и даже в тех же США. Если бы у руля наших институтов стояли действительно «капитаны», а не «крысы», первыми прыгающие с тонущего корабля, как наш Ж. Алфёров – видимо за прыгучесть его к Герою Труда России и представляют коллеги-кенгуру), то они могли бы давно поставить наши институты во главе отраслей промышленности в разных странах.