Арзамасские инженеры и ученые работают на самых передовых рубежах «оборонки» и производства гражданской продукции
Общество с ограниченной ответственностью «Арзамасское приборостроительное конструкторское бюро» (ООО «АПКБ»), созданное в 2013 году как дочернее предприятие акционерного общества «Арзамасский приборостроительный завод имени П. И. Пландина» (АО «АПЗ»), сегодня имеет в своем портфеле перспективные, а в ряде случаев и уникальные разработки оборонного и гражданского назначения. Основные направления деятельности бюро – разработка датчиков первичной информации и приводов для авиационной промышленности.
Успешная работа АПКБ – результат планомерной политики управляющей компании АО «Социум А» и продуктивное сотрудничество с АПЗ, головным предприятием. Коллектив арзамасских конструкторов хорошо известен и на ведущих предприятиях отрасли. А итогом совместной работы становятся современные инновационные перспективные разработки, направленные на развитие оборонной, авиационной и космической отраслей.
В первый же год создания перед молодым коллективом была поставлена серьезная задача – создание электрического привода системы управления самолетом, то есть замена используемой гидравлики электроникой. Впервые электрические приводы были продемонстрированы ведущими иностранными фирмами на авиационном салоне в Ле Бурже в 2011 году. В 2015-м макетный образец прибора, разработанный в конструкторских бюро ООО «АПКБ» и АО «АПЗ», был представлен заказчикам. Надо сказать, что работа по новой теме начиналась практически с нуля: от проработки концепции и создания эскизной документации будущего прибора, разработки основных элементов до его испытаний и практического использования.
Затем последовали гироинерциальный блок на основе датчиков, разработанных и производимых на АО «АПЗ», доработка микромеханического акселерометра с использованием элементов отечественного производства, усовершенствование параметров динамически настраиваемых гироскопов, разработки на основе ШВП и создание рулевого привода элерона на основе роликовой винтовой пары, работы по созданию твердотельного волнового гироскопа, макетные образцы которых также своевременно были представлены на испытания заказчикам.
Основу молодого коллектива составляют инженеры-конструкторы, которые разделены по направлениям на конструкторские бюро в соответствии с видом деятельности.
Первое направление
КБ приводов и исполнительных механизмов
Работа этого КБ наиболее перспективна в данный момент. До настоящего времени отечественные самолеты оснащались гидравлическими приводами, и производство «электромеханики», соответствующей всем необходимым требованиям, сегодня является ахиллесовой пятой российской авиационной промышленности.
Первый электропривод на базе волновой передачи, разработанный конструкторами АПКБ совместно с коллегами АО «АПЗ», был представлен на международном военно-техническом форуме «АРМИЯ-2017». Это оказалось поистине уникальное устройство, аналогов которого в нашей стране еще не было. И это было только начало.
Прошло три года. За это время арзамасские конструкторы создали несколько видов электроприводов, внося в каждый собственные уникальные разработки, улучшая и усовершенствуя технические характеристики. Вот и этот год заканчивается завершением работ над очередным приводом.
«В минувшем году одно из предприятий нашей отрасли объявило конкурс на инициативные разработки исполнительных механизмов, в котором мы решили принять участие, – говорит руководитель КБ Александр Зименков. – Необходимо было представить проект изделия с выполнением определенных требований. Мы отправили эскизно-технический проект электромеханического привода, в котором задействован вентильный двигатель, а не щеточный, который в настоящее время повсеместно используется. На конкурсе было представлено еще пять проектов от разных предприятий. Наша идея больше всего заинтересовала конкурсную комиссию и с нами заключили договор на проведение ОКР. Над выполнением проекта трудились вместе с коллегами АО «АПЗ», и теперь можно уже сказать, что работы близки к завершению и макетный образец исполнительного механизма в ближайшее время будет представлен заказчику для подтверждения характеристик по техническому заданию».
Параллельно с выполнением работ по новому приводу велись работы по созданию роликовой винтовой передачи (РВП), параметры которой были определены заказчиком. Основу РВП составляют винт и гайка, внутри которой по окружности, параллельно винту расположены ролики. Эта нехитрая на первый взгляд конструкция должна выдерживать большие нагрузки, иметь высокую жесткость и точность. Одно из важных преимуществ РВП – устойчивость к ударным нагрузкам и сохранение работоспособности в отсутствие смазки. Задача для наших конструкторов усложнялась тем, что всем этим параметрам должен был соответствовать небольшой по размерам прибор. Немало пришлось потрудиться коллективу и сверх рабочего времени, чтобы найти оптимальное решение: разработать техпроцесс, определить марку материалов, поля допусков при изготовлении каждой части РВП. Вместе с коллегами АО «АПЗ» удалось добиться необходимого результата – создать прочное и надежное изделие.
КБ датчиков первичной информации – центр воплощения идей
Это подразделение ведет работы по созданию новых видов волоконно-оптического гироскопа и датчика поворота угла. Работы проводятся по программе импортозамещения. Долгие годы наша промышленность использовала импортные комплектующие. Чтобы не зависеть от непредсказуемости зарубежных партнеров, на государственном уровне было принято решение развивать собственное производство. Сегодня многие отечественные предприятия, в том числе и ООО «АПКБ», включились в решение новых для себя задач.
«В минувшем году нам было предложено разработать датчик углового положения на основе поворотно-регулируемого дифференциального трансформатора, – говорит руководитель КБ Василий Румянцев. – Датчик необходим для преобразования углового положения в дифференциальный аналоговый сигнал в аппаратуре управления самолетом. За это время разработаны конструкторская, технологическая и эксплуатационная документации, определены производственные площадки, на которых будут изготавливаться детали для будущего датчика, расписаны сроки их изготовления. Сегодня можно сказать, что мы уже в шаге от изготовления опытного образца».
Датчик углового положения
Второе направление, по которому работает коллектив КБ датчиков первичной информации, – разработка и изготовление волоконно-оптического гироскопа. Здесь также пришлось начинать все практически с нуля. Работа усложнялась еще и тем, что гироскоп имеет нестандартную форму. Так что конструкторам было над чем поломать голову. Тем не менее за короткий срок были выполнены все необходимые подготовительные работы, составлена документация, расписан производственный процесс. И сегодня макетные образцы уже проходят лабораторные испытания. Но это пока только первый этап. Предстоит тщательно проанализировать результаты испытаний, при необходимости скорректировать документацию и повторно запустить производство. А затем вновь собрать прибор и проверить его на соответствие необходимым параметрам. И так до тех пор, пока не будет твердой уверенности в том, что прибор работает как часы – четко и надежно.
Еще одно направление, которым активно занимается ООО «АПКБ», может быть полезно не только АО «АПЗ», по заказу которого ведутся работы, но и другим предприятиям отрасли. Это разработка и усовершенствование систем для контроля и испытания изделий. АСК (автоматические системы контроля) с использованием программного обеспечения, разрабатываемого специалистами ООО «АПКБ», повышают эффективность работы контролера и позволяют получить высокую точность показателей. В цехах головного предприятия также успешно используются комплекс контрольно-измерительной аппаратуры для автопилота и универсальный стенд для проведения испытаний по нагрузке для приводов, измерительно-поворотная платформа для испытания гироскопов. Принцип работы современной АСК чем-то напоминает обследование в современном медкабинете, только исследуется не организм человека, а набор элементов из стали и сплавов. Прибор при помощи специальных датчиков подключается к компьютеру, через который на него подаются определенные команды, показатели поступают на осциллограф, где анализируются и выводятся на монитор.
Лаборатория цифровых систем управления
К основному направлению деятельности лаборатории относятся разработка цифровых контроллеров, силовых инверторов, разработка алгоритмов управления, моделирование алгоритмов управления, разработка программного обеспечения, моделирующего работу комплексной системы управления.
Роликовая винтовая пара
В лаборатории реализуются работы:
- по разработке электромеханических приводов;
- по испытаниям датчиков положения на магниторезисторах;
- по техническому сопровождению изделий АО «АПЗ», модернизированных ООО «АПКБ».
Лаборатория создана в конце 2017 года. На сегодня в ней трудятся шесть специалистов. Каждый в основном занимается своей непосредственной работой, иногда ребятам приходится совмещать обязанности. Например, программист, помимо написания программ, испытывает устройства, для которых написаны программы, и пишет подробные отчеты, начальник лаборатории, помимо административной работы, разрабатывает электронные схемы, программное обеспечение для встроенных микропроцессоров, проводит моделирование процессов управления.
Разрабатываемые в лаборатории блоки управления имеют в своем составе микропроцессор, в который зашита управляющая программа. Обмен информацией производится по цифровым шинам, поэтому блок управления называют цифровым. Цифровые шины являются помехозащищенными, потери информации в них невозможны. Все разработанные алгоритмы реализуются в программном коде, который зашивается в управляющий микропроцессор.
Также разрабатываются программы, моделирующие комплексную систему управления (КСУ). Программа пишется под промышленный компьютер. Данная программа задает управляющее воздействие на блок управления при помощи цифрового интерфейса, получает ответные данные, обрабатывает их и выдает отчет о соответствии электропривода требуемым характеристикам. Программа необходима для проведения испытаний.
Второе направление
КБ беспилотных летательных аппаратов и КБ робототехники и перспективной продукции
XXI век все активнее воплощает в жизнь самые смелые идеи писателей-фантастов века прошедшего. Ученые многих стран уже заставили «груду металла» не только передвигаться, выполнять команды и говорить, но даже и думать. Ни одна техническая выставка сегодня не обходится без демонстрации очередного образца робототехники и возможностей искусственного интеллекта.
Механизм исполнительный
Механизм исполнительныйКоллектив ООО «АПКБ» также активно включился в эту работу. Итогом сотрудничества с Санкт-Петербургским институтом информатики и автоматизации Российской академии наук, Московским авиационным институтом, АФ ННГТУ им. Алексеева и АО «АПЗ» стало создание беспилотного летательного аппарата (БЛА) и социального робота (СР).
Первый экземпляр социального робота был продемонстрирован на 14-м авиакосмическом салоне «МАКС» в Жуковском. Вскоре появился новый вариант, разработанный в стенах ООО «АПКБ».
«Вторая разработка социального робота СР-2 – вариант усовершенствованный, способный решать более сложные задачи, – поясняет заместитель главного конструктора по 2-му направлению Владимир Пименов. – Робот похож на человека, только передвигается на колесах. Наша «Маша» может исполнять команды и реагировать на голос. Так, например, на слова «принеси воды» она должна найти кухню, определить, где находится вода, взять емкость, в которую эту воду налить, и доставить. Если человек переместился, это тоже учесть и изменить маршрут передвижения. В память робота, кроме множества команд, заложен и план помещения, в котором ему придется работать, так что эта задача для него тоже выполнима. Значит, мы уже можем с уверенностью сказать, что эта разработка коллектива в полной мере обладает искусственным интеллектом. Кстати, наша «Маша» уже освоилась в заводском музее и помогает проводить экскурсии.
Беспилотный летательный аппарат «ГРАЧ» неоднократно представлялся на международном военно-техническом форуме «АРМИЯ». Он способен долететь в самые труднодоступные районы и своевременно доставить почту и лекарства. Кстати, беспилотником уже заинтересовались в МЧС и лесном хозяйстве.
КБ схемотехники и техники СВЧ
В конце прошлого года в результате плодотворной работы ООО «АПКБ» и НГТУ им. Р. Е. Алексеева был получен первый патент на изобретение «Способ измерения S-параметров объектов в нестандартных направляющих системах». Изобретение относится к технике измерения на сверхвысоких частотах (СВЧ) и может быть использовано для определения волновых параметров рассеяния (S-параметров) объектов в нестандартных направляющих системах, а именно в полосковых линиях (микроэлектронные компоненты – резисторы, поглотители мощности, ЧИП-индуктивности, диоды, транзисторы и т. д.), в металлических и диэлектрических волноводах (волноводные устройства, лампы бегущей волны, аттенюаторы и др.), а также в свободном пространстве (пластины изоляционных материалов и поглощающих покрытий и др.). Патентообладатель изобретения – ООО «АПКБ», авторство принадлежит Владимиру Ивановичу Евсееву и Сергею Михайловичу Никулину.
С каждым годом радиус сфер деятельности Арзамасского приборостроительного конструкторского бюро только увеличивается, растет и число тем по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам.
«Мы рождены, чтоб сказку сделать былью» – слова известной когда-то песни минувшего актуальны и сегодня, что и подтверждают молодые арзамасские конструкторы, воплощая в жизнь самые фантастические идеи.
Людмила Цикина
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 49 (862) за 22 декабря 2020 года