Лазерная технология сегодня внедряется в медицину, в технику связи, в машиностроение, а с момента ее открытия прошло полвека. Если посмотреть на другие инновации, то и там период от разработки до внедрения составляет тоже лет 40-50. Вот почему вопрос инноваций так чрезвычайно сложен. Он имеет и финансовые, и экономические стороны проблемы. Россия, как известно, страна парадоксов. С одной стороны, одни ищут, где что-то найти и купить, а другие думают как это "что-то" продать.
Должен сказать, что в наших научных центрах военно-промышленного комплекса огромное количество совершенно новых разработок. В институтах Академии наук, в нашем Институте машиноведения сотни интереснейших разработок. И парадокс состоит в том, что, несмотря на неважное финансирование, Академия наук, ее институты работают. Многие отраслевые институты, к сожалению, оказались на обочине. Я имею в виду, прежде всего, сектор машиностроения.
Как он развивается сегодня? Соотношение "бумажных технологий" с керамикой, композиционными материалами, оборудованием с аналоговыми ЧПУ в свое время составляло примерно 8-10 процентов. Сегодня в машиностроении пятого поколения вся технология безбумажная. Изготовление, контроль, метрология и эксплуатация - все во власти компьютеров.
Есть некие вопросы, на которые сегодня мы должны обязательно ответить. Первый и главный: как обеспечить безопасность при эксплуатации нашей продукции. Ведь никуда не исчезает старая проблема - проблема разрушения материала. Многие из нас летают на самолетах. А летающих самолетов без трещин не бывает. Так возникает следующая проблема: надежность метрологии, надежность анализа того, как быстро микротрещина разовьется в макротрещину.
Новые материалы, конечно, существенно меняют ситуацию. Однако абсолютно однородных материалов нет, и в процессе эксплуатации того же самолета в его корпусе всегда будут образоваться микротрещины. Значит, задача прежняя: на ранней стадии обнаружить трещину и спрогнозировать ее развитие. В этом направлении очень много делается сегодня в авиационной промышленности. Разработан механизм бесконтактного контроля появления и развития трещин в процессе полета, следовательно, появляется механизм упреждения аварий. Мы сейчас ведем дело к тому, чтобы по Интернету можно было узнать техническое состояние авиалайнера в процессе его эксплуатации. Это совершенно новые разработки, которые ведут институты Академии наук и Институт моторостроения авиационной промышленности.
Очень важным вопросом сегодня является физика процессов. По мере того, как мы находим ответы и даем надежные рекомендации, жизнь ставит новые задачи. Мы изучаем, например, ударные нагрузки подводного трубопровода в процессе перекачки жидкости, выявляем распределение пластических деформаций во времени. Отсюда возникает целый ряд вопросов: как сделать безопасной конструкцию, какие материалы надо подобрать, как построить эти модели.
И очень важен вопрос перехода на новые материалы. Сейчас в гражданских самолетах используется до 45 процентов композитных материалов. К 2020 году этот объем возрастет примерно до 65-70 процентов. Материалы дают совершенно новое качество конструкции и обеспечивают высокий уровень безопасности, но в машиностроительной промышленности их широкое внедрение еще ограничено. Поэтому мы сегодня говорим о наноматериалах. Они принципиально меняют подходы к проблемам надежности, безопасности, развития все той же трещины.
Появляется совершенно новый класс технических материалов, которые разрабатываются у нас в институте. Они обладают уникальными свойствами. Если покрыть ими несущие пары трения, можно на порядок повысить работоспособность агрегата и снизить аварийность. Много причин аварий связаны с зубчатыми передачами и редукторами. Уже существуют новые виды смазок - магнитноактивные порошки. Они работают при низких и высоких температурах. Они не только снижают трение, но и демпфируют, то есть гасят колебания. Поэтому передачи с такой смазкой являются еще и бесшумными.
А еще есть углеродные дисковые тормоза, кабины из композитов. Это все у нас делается, но, увы, пока в очень ограниченных объемах. Уральское отделение нашего института в Екатеринбурге разработало подшипники для высокоскоростного транспорта, которые могут выдерживать температуру до 1300 градусов. В мире пока нет таких разработок. Решена проблема сверхпластичности. При определенных условиях можно материал вытянуть в тончайшую нить. Эти технологии внедряются в Уфе. Они дают возможность создания новой однородной структуры очень высокой надежности, безопасности, энергоемкости и экономичности при формообразовании.
Исключительно интересные разработки выполнены в нашем институте и НИИ "Спектр", который занимается проблемами диагностического контроля, предупреждением опасных аварий и катастроф. Здесь разработаны так называемые тепловизоры, незаменимые при контроле напряженных состояний трубопроводов. Эти тепловизоры и приборы на их основе широко применяются сегодня в медицине для ранних обнаружений онкологических заболеваний. Они хорошо показывают себя и при пассивном контроле напряжения фюзеляжа самолета.
Хочу остановиться на таком интересном направлении, как человеческий фактор. К сожалению, мы если не ежедневно, то еженедельно являемся свидетелями крупных аварий и катастроф, причиной которых является человеческий фактор. Это фактор закладывается изначально в процесс ошибок проектирования, изготовления и эксплуатации техники. Особенно - эксплуатации. Мы ведем большие исследования, результаты которых очень важны для летчика, машиниста поезда, водителя автомобиля. Мы изучаем, как влияют тепловые, вибрационные и электромагнитные поля на принятие решений, на функциональное состояние человека-оператора. В этой связи уже сделан целый ряд предложений.
Например, что делать, если машинист или автомобилист уснул за рулем, как его разбудить? Мы разработали приборы, учитывающие так называемую ложную галлюцинацию в связи со спецификой работы вестибулярного аппарата. Они помогают контролировать состояние человека за рублем. Уже есть системы вибротактильного воздействия, которые можно использовать в медицине, в том числе и космической.
Это все разработано в нашей стране, это примеры эффективного содружества науки и мощностей военно-промышленного комплекса. Но мы пока не заняли рынок на Западе, хотя по многим направлениям продаем такие приборы в Европе. Наверное, у нас просто плохая реклама. По телевидению и на дорожных щитах рекламируется что угодно, а вот деловую рекламу мы организовать как следует не умеем.
Есть целый ряд интересных предложений по утилизации. Например, старых автомобилей. Этим занимался Институт механообработки вместе с институтами Академии наук. Сконструированы и изготовлены все системы, но, увы, в очень небольших количествах. Поэтому утилизация автомобилей по-прежнему остается проблемой для страны. Есть система переработки резиновых отходов с получением сырой резины, совершенно уникальная линия.
Вообще переработка - очень эффективное направление, учитывая нынешнее состояние природных ресурсов планеты. В подмосковном лесу сегодня пройти нигде нельзя, потому что везде валежник, его никто не использует. Село газифицировано, и древесина стала не нужна для топлива. Давайте перерабатывать отходы леса в биоэтанол. К этому можно добавить и те горы мусора, который сейчас просто сжигается. Опять скажу: мы ходим по бриллиантам.
Во многих отраслях промышленности и в научных коллективах, которые с этой промышленностью сотрудничают, созданы материалы и механизмы на мировом уровне. Но единой программы такого сотрудничества не существует, опыт лучших по выходу на мировой рынок не обобщается и не используется. Думаю, что в институтах и научных организациях надо создавать хотя бы небольшие центры по инновационным проблемам. Необходимо провести анализ всего, что у нас есть - прежде всего в регионах. Москва - это не Россия, и Россия - не Москва. Это Сибирь, Урал, Север, Дальний Восток. Очень важна такая целенаправленная работа. Для молодежи следует открыть лаборатории наших исследовательских институтов, потому что здесь еще много условностей, иногда работает старая закрытость. В каждом регионе у нас есть интереснейшие КБ, уникальное оборудование. А студенты до сих пор выполняют лабораторные работы на оборудовании, созданном при царе Горохе.
Главный приоритет, конечно, машиностроение. Развитые страны, Япония, например, примерно половину субсидий на промышленное производство вкладывают в развитие машиностроения. А у нас - около 17 процентов, и эта цифра мне кажется завышенной. В ближайшие пять лет следует пересмотреть все подходы к промышленному производству и переоснастить его. И не просто поставить новое оборудование, а еще решить вопрос с кадрами. Причем крайне нужны сегодня не только инженеры, но и высококвалифицированные токари, слесари, фрезеровщики, сборщики. В этом отношении у нас, по-моему, просто полный провал.
Если мы решим насущные нужды современного машиностроения, то оно в числе других отраслей поможет развитию экономического могущества России.
ФРОЛОВ Константин Васильевич,
академик РАН, директор Института машиноведения РАН им. А.А. Благонравова,
заведующий кафедрой МГТУ им. Н.Э. Баумана, член Комиссии по вопросам
интеллектуального потенциала нации Общественной палаты РФ
http://www.fondedin.ru/
