Российские научные прорывы в сфере лазерных разработок свидетельствуют, что наши ученые зачастую опережают иностранных коллег. Причем счет идет на месяцы. Теперь хорошо бы подкрепить открытия более оперативным внедрением.
Лазер в военной форме
До конца текущего года в России будут завершены испытания новой системы радиоэлектронной борьбы для модернизированного ударного вертолета
Ми-28НМ «Ночной охотник». За выведение из строя систем наведения вражеских ракет будет отвечать лазер.
Со своей стороны Пентагон приступил к разработке бронемашины с лазерной установкой. Эта машина будет использоваться для обезвреживания взрывных устройств с безопасного расстояния. Разработка получила название RADBO. Войсковые испытания намечены на сентябрь.
Отметим, что до сих пор поражающее лазерное оружие оставалось экспериментальным. Перед готовыми отправляться в серию образцами ставились задачи наведения, целеуказания и ослепления противника. Сейчас ситуация меняется. Например, в декабре прошлого года в Персидском заливе США провели испытания лазера морского базирования. Был сбит разведывательный беспилотник и нанесены повреждения нескольким катерам.
Таким образом, Вашингтон ускоряет гонку вооружений в сегменте лазеров. И не следует считать, будто России нечем ответить на этот вызов. «Я знаю, что такие разработки ведутся в США, но хочу сказать, что мы не отстаем в этом вопросе», – заявил в апреле заместитель командующего войсками ВКО по ПВО генерал-майор Кирилл Макаров.
Без грифа секретности
О том, насколько мы «идем в ногу» с иностранными разработчиками, можно судить по достижениям в гражданской сфере. Благо здесь гриф секретности используется гораздо реже.
С одной стороны, в июле в США зарегистрирован патент на авиационный двигатель корпорации Boeing, работающий на энергии термоядерных взрывов с применением лазеров. Высокомощные лазеры будут обстреливать радиоактивные изотопы водорода, попадающие в камеру сгорания двигателя, запуская термоядерную реакцию.
По замыслу Boeing, лазерно-термоядерный двигатель мог бы найти применение в ракетах и даже космических кораблях.
С другой – в апреле специалисты новосибирского Института лазерной физики СО РАН разработали лазерную систему, которую можно использовать для ускорения элементарных частиц. Технология может стать альтернативой многокилометровым коллайдерам.
А в июне сотрудники Уральского отделения академии наук доложили о разработке нового типа лазеров. Это композитные керамические лазеры на тонких дисках, что позволяет существенно повысить мощность установки.
Показательно, что лазерными технологиями занимаются и крупнейшие в стране научные коллективы. В их числе Физико-технический институт им.
А.Ф. Иоффе, где успешно разрабатывают инжекционные лазеры. Основы этой технологии заложил нобелевский лауреат Жорес Алферов. Полупроводниковые инжекционные лазеры имеют очень высокий к.п.д. преобразования электрической энергии в когерентное излучение, который практически равен 100%. При этом они способны работать в непрерывном режиме.
Вести с производственного фронта
Естественно, «мирный лазер» должен все шире использоваться на производствах. Так, в ЦНИИ КМ «Прометей» предложены в промышленное производство технологии лазерного синтеза из металлических и полимерных материалов. Комплекс включает четыре единицы оборудования: лазерный сканер для оцифровки физических объектов, установку послойного создания изделий из полимерных композиций, установки селективного лазерного спекания и наплавки. Технология позволяет создавать и ремонтировать изделия сложной формы.
Кроме того, производственникам предложены лазерная сварка хладостойкой стали, лазерная и гибридная сварка сотовых элементов судовых конструкций и их соединений с конструкциями традиционных типов.
«Конкуренция в нашей области специфическая: кто первый разработал и внедрил – тот и впереди, – считает генеральный директор петербургской компании «Лазерный центр» Сергей Горный. – Захвату рынка иностранными игроками нам удается противостоять – мы предлагаем лучшие системы, и к тому же они дешевле».
К примеру, продукцию «Лазерного центра» стали покупать даже компании из Германии. «Причем еще до введения санкций в денежном эквиваленте процентов на 80 комплектующие были отечественные», – уточняет Сергей Горный.
Но в целом российские производители лазерных систем – это не более дюжины частных малых и средних фирм численностью до 100 сотрудников и с продажами менее 10 млн долларов в год каждая. Исключение составляет НТО «ИРЭ-Полюс» – большое предприятие в подмосковном Фрязино со штатом в несколько сотен человек. То есть, инвестиционный поток в эту сферу мог бы быть гораздо масштабней.
Производственные перспективы
Сегодня спектр применения лазеров в том же машиностроении весьма широк: лазерная резка и раскрой, сварка, маркировка, глубокая гравировка и т.д.
У современных лазерных установок уникальные возможности: прежде всего огромная скорость обработки и потрясающая точность. Сегодня управление лазерным лучом производится со скоростью до 8,7 метра в секунду (!) с точностью и повторением контура 2,5 микрона. И это не предел.
Впечатляет и производительность лазерных систем. Уже есть опыт их эксплуатации по 25 тысяч часов. Проще говоря, они могут работать 12,5 года в одну смену. Причем мы говорим о работе без какого-либо вмешательства человека. А вообще ожидаемое время работы – 100 тысяч часов.
Еще один важный момент. Сейчас в связи с использованием в промышленности материалов со специфическими химическими характеристиками весьма востребована и энергетическая точность. И здесь лазерные технологии позволяют ее обеспечивать за счет просчитанного ввода излучения в материал.То есть, важно не только нагреть материал до тех же 900 градусов – тут речь только о показателе на поверхности, а реально в нем самом температура другая. Решить проблему создания оптимальной температуры и позволяет лазерный луч, с помощью которого можно очень точно вводить необходимое количество энергии.
Но пытающиеся внедрить такие технологии предприятия постоянно сталкиваются с проблемами.
«Если раньше везде безраздельно доминировала электросварка, то сейчас все чаще используется лазерная сварка, – рассказывает заместитель генерального директора холдинга «Швабе» по НИОКР и инновационному развитию Николай Ракович. – Наш холдинг ведет серьезные работы именно в этом перспективном направлении. Так вот, попробуйте лазерный шов юридически утвердить. Не получится! Хотя он на порядок лучше, надежней, энергоэффективней».
Проще говоря, развитие промышленного использования лазеров в России сейчас, кроме инвестиций, требует поддержки на законодательном уровне. И пока речь идет не о профильных отраслевых законах, а о простом совершенствовании отстающей от современных реалий законодательной базы.
Подытожим
России пока удается сохранять лидирующие позиции в лазерной сфере. Но если разработанные технологии не пойдут в массовое производство, первенство постепенно потеряется. И поскольку это технологии двойного назначения, такая потеря не пройдет даром для обороноспособности страны.
Олег Починюк
