Научно-технологическое развитие Российской Федерации

На земле, в небесах и на море. Стране прописано ускоренное развитие лазерных технологий для самых разных отраслей

Президиум Российской академии наук продолжает обсуждать планы взаимодействия с реальным сектором экономики. На очередном посвященном этой теме заседании президент РАН Александр Сергеев напомнил, что по согласованию с Министерством промышленности и торговли выделены шесть направлений, в которых РАН выстраивает цепочки взаимодействия. Это медицинская техника, химическая отрасль, микроэлектроника, станкостроение, лазерные и оптические технологии. Основной доклад по одной из означенных тем – о создании сложных лазерных систем – сделал академик Сергей Гаранин.

Ученый рассказал об основных направлениях взаимодействия Российского федерального ядерного центра – ВНИИ экспериментальной физики с институтами РАН в области развития лазерных технологий, представив, в частности, ключевой отечественный программный продукт имитационного моделирования разрабатываемых изделий «Логос». Сергей Григорьевич подчеркнул, что создание установок, проведение исследований, трансфер технологий в гражданскую сферу осуществляются на принципах частно-государственного парт­нерства. Кооперация с институтами РАН, вузами, ГК «Ростех» и ГК «Росатом» и частным бизнесом предполагает создание установок, проведение исследований по физике высоких плотностей энергии, развитие лазерных технологий и технологий оптики и оптоэлектроники, а также изделий гражданской техники для обработки материалов, медицины, космической связи и литографии.

Сергей Григорьевич представил коллегам ключевые проекты систем для исследований по физике высоких плотностей энергии, еще раз подчеркнув, что важной задачей создания стендовой базы является трансфер развитых технологий в гражданскую сферу. Так, для станкостроения (о проблемах которого мы рассказали в прошлом номере «Поиска») уже можно предложить высокоточный станок лазерной резки SMART BASE, лазерные комплексы для маркировки и гравировки серии GRAVER, установки лазерной сварки и наплавки WELDER CLW и лазерной очистки серии LCLEANER. Несмотря на англо­язычные названия, все это – оте­чественная продукция.

Для высокоскоростной космической лазерной связи отрабатываются технологии в рамках космического эксперимента ­«ЭКОЛИНС». Для медицины изготовлен опытный образец лазерного литотриптора (по итогам приемочных испытаний прибор успешно фрагментирует все известные виды камней и их имитаторов), ведется изготовление опытного образца комплекса оптической биопсии, разрабатывается модель лазерной системы для катарактальной хирургии и т. д.

По словам академика, в области газовых лазеров с диодной накачкой российская наука является лидером. «Мы не отстаем по системам наведения, системам формирования излучения – здесь все хорошо», – сказал Сергей Гаранин, отметив, однако, что имеется отставание в системах энергоснабжения, в оптических элементах с лучевым покрытием высокой стойкости.

“Достаточно серьезное отставание – по твердотельным и волоконным лазерам с диодной накачкой. При этом по большинству видов лазеров технология диодной накачки с требуемыми удельными характеристиками уже разработана в России и выходит на рынок. В течение года-полутора мы планируем решить проблему волоконных лазеров”, – подчеркнул ученый.

По его словам, ликвидировать отставание поможет программа развития лазерных технологий. Ее основные задачи – вхождение в ТОП-10 рейтинга мировых производителей лазеров и систем, достижение доли в 3% на мировом рынке лазерной продукции. Совокупная выручка от реализации продукции, созданной в рамках программы, должна составить около 947 миллиардов рублей. Общая ее стоимость, по предварительным расчетам, достигнет 108 миллиардов, объем внебюджетных инвестиций предполагается в районе 17,7 миллиарда.

Срок реализации программы – 2030 год. Если все удастся, то страна получит лазерное оборудование для обработки и создания материалов, медицинские лазерные комплексы и лазерные модули различного назначения, литографы, лазерную компонентную базу, а также особо чистые материалы, используемые в производстве лазеров.

Академик подчеркнул и роль вузов в подготовке физиков высшей квалификации. Сегодня уже созданы четыре кафедры, открыты две магистерские программы, готовятся две кафедры для обучения инженеров в Обнинске и Нижнем Новгороде.

Сергей Гаранин призвал поддержать разработанную РФЯЦ-ВНИИЭФ вместе с ТД «Вартон» и ФИЦ «Институт общей физики РАН им. А.М.Прохорова» программу выпуска продукции на основе лазерных технологий и рекомендовать ее для представления в правительство. В рамках программы предложено считать приоритетными задачи, направленные на создание отечественного серийного производства.

Докладчик ответил на вопросы коллег, а содокладчики рассказали о сотрудничестве ГК «Росатом» с РАН и частным бизнесом – по внедрению лазерных технологий. Так, исполнительный директор ООО «ТД «Вартон» Олег Нефедов представил производство диодных лазерных излучателей («Модуль») и подробно остановился на базовых аспектах формирования успешного государственно-частного партнерства в этой отрасли. Это инвестиции в развитие смежных технологий, создание передовой производственно-технологичес­кой базы, а также собственных разработок, наработка компетенций, дополняющих партнерство, поиск и инвестирование в коммерческие направления и организация соответствующих серийных производств и т. п. Олег Нефедов подробно остановился на аспектах реализации Программы развития лазерных технологий, отметив, в частности, что сегодня «рынок абсолютно политизирован, а в России есть много компаний с классным оборудованием». Первый заместитель директора ФИЦ ИОФ РАН Давид Кочиев выступил с докладом о взаимодействии института с организациями «Росатома» и реального сектора экономики, представив в качестве примера импортозамещения разработку медицинского изделия – лазерного литотриптора.

В ходе выступления он отметил, что во всем мире лазерная техника наиболее востребована в косметологии, дерматологии, урологии и офтальмологии. Лазерные технологии широко используются и в стоматологии, но там они «совсем другого класса, более компактные и не такие энергоемкие». По словам Давида Кочиева, в России есть организации, которые специализируются на лазерной медицинской технике, в частности, для офтальмологии.

«Пару лет назад установки, которые разработала компания в Троицке, занимали 40% российского рынка и конкурировали с японскими и немецкими. А вот в части косметологии ситуация другая: до недавнего времени отрасль потребляла лазеры иностранного производства, и на рынок в больших объемах завозилась только импортная продукция. После 24 февраля эта продукция не поставляется. И сейчас уже две компании обратились к нам в институт с просьбой о медицинском лазерном продукте, который можно было бы продвигать на отечественном рынке», – сказал Давид Кочиев.

Перспективам использования лазеров средней мощности в судо- и авиаремонтной отраслях промышленности посвятил свое выступление академик Юрий Кульчин. Он рассказал, что с возобновлением активности ВМФ РФ в середине 2000-х годов, когда участились выходы кораблей в дальнюю морскую и океанскую зоны, чаще стали происходить и поломки судов. По данным Минобороны, в настоящее время около 80% более чем из одной тысячи российских боевых и вспомогательных судов выработали ресурс и эксплуатируются за пределами межремонтных сроков. Но Объединенная судостроительная корпорация сегодня не способна обеспечить запросы Военно-морского флота.

Аналогичная ситуация отмечается и в гражданском секторе. Рыбопромысловый флот во времена СССР строился за рубежом, там же и ремонтировался. В связи с санкциями против России более 100 рыболовецких судов только дальневосточных рыбопромысловых компаний оказались на приколе. При этом из полутора тысяч рыболовецких судов, которые сейчас используются в рыболовецкой отрасли, более 99% старше 25 лет.

Академик привел в пример данные администрации Приморского края о том, что только на ремонт судов за рубежом судовладельцы тратили 6 миллиардов рублей в год. И половина расходов – это траты на приобретение запасных частей. Существенно уменьшить объем расходов можно путем восстановления ранее эксплуатируемых деталей, что позволит снизить расходы на запчасти более чем в полтора раза.

В воздушном флоте России ситуации не лучше: около 60-80 воздушных судов требуют ежегодного ремонта, главным образом, восстановления деталей. Ежегодный объем деталей, изготовленных методом литья, подлежащих ремонту, может составлять от 6000 до 9500 штук. По словам академика, половина деталей может быть восстановлена с помощью аддитивных лазерных технологий, и одной из прорывных из них является технология волоконных лазеров. Нужны волоконные лазеры и дисковые лазеры с длинными волнами излучения. Правда, лазерные технологии ремонта не подходят к изделиям, которые были разработаны в прошлом веке, поэтому сейчас нужно думать и над этой проблемой. Кроме того, остро ощущается нехватка квалифицированных специалистов, сказал докладчик.

Юрий Кульчин предложил, в частности, создать Дальневосточный инжиниринговый центр высоких лазерных технологий для внедрения современных высокоэффективных лазерных и плазменных технологий на предприятия судостроения и судоремонта, авиастроительной, авиаремонтной и автомобильной промышленности, в ремонте железнодорожного подвижного составов, других видах экономической деятельности ДВФО.

Начальник экспериментального отделения РФЯЦ-ВНИИТФ Александр Бочков рассказал о технологии изготовлении чипа лазерных диодов (производительность – 150 тысяч чипов в год), которые по характеристикам сравнимы с зарубежными аналогами, о разработках типового ряда лазеров для аддитивных технологий.

Активно участвовавший в работе заседания заместитель министра промышленности и торговли Михаил Иванов отметил, что после 24 февраля все планы необходимо выполнять в два или даже в три раза быстрее и для этого понадобится поддержка науки в лице всей инфраструктуры Российской академии наук. По его словам, за последние годы в России были открыты 83 инжиниринговых центра, из них 19 – по машиностроению. Поддержка должна составить до 300 миллионов рублей на один инжиниринговый центр.

“Всего на два года на этот механизм поддержки предусмотрено 1,5 миллиарда рублей. Сколько центров мы сможем поддержать, будет понятно по итогам соответствующего конкурса. Есть KPI (ключевые показатели эффективности – Прим. автора) с точки зрения выполнения инжиниринговых услуг, поэтому, подавая заявку, необходимо понять, кто будет конечным потребителем”, – сказал заместитель министра.

Источник