В гатчинском бункере подготовлен переворот станкостроении
Российские измерительные комплексы вызывают зависть у западных разработчиков. Создать спрос на уникальную технику – дело государства.
“Наши возможности сверхточного измерения потрясли мир. Научный коллектив получил 35 патентов, зарегистрированных во всех ведущих странах”
В условиях санкций важнейшей составляющей безопасности страны становится способность национальной промышленности производить своими силами изделия любой сложности. На повестке дня – возрождение отечественного станкостроения как отрасли, являющейся индикатором интеллектуального и индустриального потенциала, готовой обеспечить высокотехнологичной продукцией каждый сектор экономики. Именно об этом говорил Владимир Путин, призывая провести оптимизацию всего производственного процесса, сформировать опережающий научно-технологический задел.
У нас есть все необходимое, чтобы возродить прецизионное (высокоточное) станкостроение. Мы обладаем лучшими на сегодня измерительными комплексами. Наши айтишники в состоянии написать необходимые программы да и золотые руки в России не перевелись. Необходима политическая воля, чтобы сформировать и осуществить федеральную программу возрождения станкостроения. Это даст импульс для развития многим отраслям науки и промышленности, обеспечит миллионы рабочих мест по всей стране.
Ядерная физика – ювелирная работа
«Сердце» современного станка – измерительный комплекс высочайшей точности. Такие системы, причем не только не уступающие западным, а и превосходящие их, в России давно созданы и могут тиражироваться в нужных количествах. Об уникальных изделиях «Военно-промышленному курьеру» рассказали сотрудники Петербургского института ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт» – руководитель отделения перспективных разработок Виктор Ежов, заведующий лабораторией голографических информационных и измерительных систем, доктор физико-математических наук Борис Турухано и его заместитель, заслуженный изобретатель России Никулина Турухано.
Использование измерительных систем играет определяющую роль для создания конкурентоспособных машин и деталей. Точные параметры гарантируют длительный срок службы и низкую аварийность. Без приборов и датчиков, которые обеспечат соответствие инженерным расчетам, не обойтись.
Еще недавно качество изготовления сложного изделия оценивалось точностью до микрона, миллионной доли метра. На наших глазах требования ужесточились на два-три порядка. В ходу нанометры, миллиардные доли основной единицы.Станки, претендующие на такую точность обработки деталей, снабжаются иностранными измерительными системами линейных и угловых перемещений. Эта область нанотехнологий фактически монополизирована несколькими фирмами. На первом месте стоит Heidenhain (Германия), далее идут Mitutoyo (Япония), Brown&Sharp (США) и другие компании с коллективами не менее тысячи человек и крупными производственными базами.
Западные инструменты позволяют измерять длины в несколько десятков нанометров, но не меньше, российские – разработанные в Гатчине, в Петербургском институте ядерной физики – на порядок точнее. Один нанометр, «увиденный» с помощью оборудования ПИЯФ при соответствующем увеличении, стал хитом множества международных выставок.
Наши системы обеспечивают ювелирную точность не только в одной или двух плоскостях, но и в трехмерном пространстве. Могут быть исследованы какие угодно объекты, измерена кривизна любой поверхности, будь то коленвал двигателя, линза оптического телескопа или труба магистрального газопровода. Михаил Ковальчук, президент Курчатовского института, в состав которого с 2011 года входит ПИЯФ, ознакомившись с разработками, предложил использовать подобные приборы для наблюдения за ростом кристаллов. В частности, измерять скорость, изменение кривизны поверхности.
Каждому ракетостроителю по линейке
Основой российского прибора является уникальная шкала, где на стеклянном носителе нанесены деления с шагом в микрон. Выполняется столь филигранная работа с помощью голографического интерферометра при постоянных температуре, давлении и влажности в бункере, построенном на специальной плите, исключающей малейшие вибрации.
Такую шкалу невероятно сложно нанести даже на сантиметровом участке, а российская линейка – метровой и большей длины. На вид – приклеенная на стекло «радужная» ленточка. Как удается наносить деления с подобной точностью – секрет, основанный на голографических технологиях записи, воспроизведения и переформирования волновых полей. Точность определяется именно равномерностью сетки на шкале прибора. Данные считываются лазерным лучом. От фотоприемника сигнал пересылается через усилители на компьютер, который переводит информацию в «цифру» и выдает результат. Полученные размеры можно тут же соотнести с параметрами на конструкторском чертеже и трансформировать в команду обрабатывающему центру, где изготавливается деталь или узел. Именно поэтому такой прибор называют сердцем высокоточного многокоординатного станка.
Наша страна развивает уникальный научный и конструкторский задел. Мы обладаем главной составляющей для возрождения прецизионного станкостроения – приборами, способными в автоматическом режиме уточнить параметры конкретной заготовки, сравнить их с размерами, данными конструктором, скажем, на «компьютере-кульмане», и преобразовать расхождение в задание для резца, обрабатывающего деталь.
Вообще-то задача поднять отечественное станкостроение на новый качественный уровень была определена еще в 1988 году. Постановлением союзного Совета министров ведущим научно-производственным предприятиям страны предписывалось в срок до 1995 года освоить производство голографических преобразователей перемещений, прецизионных измерительных и контрольных машин, голографических мер (матриц). Государственный комитет по науке и технике СССР принял соответствующую программу. В структуре НПО «Красная Заря» было создано специальное предприятие. И всего за восемь месяцев в Петербургском институте ядерной физики была спроектирована и сооружена метростроевцами на специальной плите на глубине 14 метров безвибрационная голографическая лаборатория. Уникальную – с шагом в микрон – измерительную шкалу аттестовали во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии им. Менделеева. Наши возможности сверхточного измерения потрясли мир. Научный коллектив получил 35 патентов на изобретения, зарегистрированных во всех ведущих странах, в том числе в Англии, Германии, Канаде, США, Франции, Японии. «Красная Заря» подготовила для прецизионного машиностроения электронную начинку, ЛОМО – оптику. Объединение им. Свердлова готовилось выпускать станки высокой точности, конкурирующие с ведущими западными образцами. Но грянул 1991 год. Все научные программы были свернуты, многие уникальные производства разорены, помещения цехов сданы в аренду. Из научно-технологической цепочки предприятий, задействованных в изготовлении «мозгов» для сверхточного оборудования, не растерял своего потенциала только ПИЯФ. Сюда наведывались представители мировых станкостроительных фирм, предлагали ведущим разработчикам свои лаборатории, все условия. Но питерские ядерщики не купились.
Сейчас коллектив ПИЯФ самостоятельно выпускает измерительные приборы. С их помощью тестируются системы наведения, конструкции ракет и других стратегических изделий. Трехкоординатная измерительная машина была изготовлена для Японии. Но все это штучные заказы. А для возрождения отечественной экономики необходимо, чтобы заработали все жизненно важные отрасли промышленности, причем на современных высокоточных станках, не уступающих западным. Ибо, что бы ни говорили о преимуществах ВТО и об общем рынке, никто нам сверхсовременное оборудование не продаст. Зачем помогать конкурентам?
Алексей Захарцев, корреспондент «ВПК» (Санкт-Петербург)
Опубликовано в газете "Воено-промышленный курьер" в выпуске № 14 (629) за 13 апреля 2016 года
