Работаем на космос: в НГТУ НЭТИ создан консорциум для решения актуальных задач космонавтики и авиации
Новости
Новосибирский государственный технический университет НЭТИ создал консорциум для разработки новых приборов для космических спутников будущего и развития проектов в сфере интеллектуальной энергетики. В процесс вовлечены десятки научных и промышленных структур России.
Проекты в сферах силовой электроники и интеллектуальной энергетики можно считать визитной карточкой Новосибирского государственного технологического университета НЭТИ. В частности, Институт силовой электроники вуза более 10 лет назад начал заниматься созданием накопителей энергии с различными параметрами, успешно внедрял свои разработки в российских авиакосмических компаниях. Можно вспомнить опыт НГТУ НЭТИ, приобретенный во время разработок устройств непрерывного электропитания для самолета МИГ-31, стартер-генераторных систем для новых гражданских самолетов и перспективного авиационного комплекса дальней авиации. Очевидно, что большой энергетике, авиации и, конечно, космической индустрии не обойтись без систем непрерывного электропитания. Сегодня самый актуальный и важный для созданного консорциума проект — разработка по заказу АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» бортовой энергопреобразующей аппаратуры с микропроцессорной системой управления. Речь идет об устройстве, которое сможет преобразовать, к примеру, солнечную энергию в электрическую. Естественно, технология такого преобразования существует, однако принципиально важно, чтобы устройства стали максимально компактными и имели минимальный вес.
Предыдущие проекты и весь эволюционный путь, пройденный НГТУ НЭТИ, повысили потенциал вуза в части подобных разработок в сфере силовой электроники. Однако для ученых, стоящих во главе этих процессов внутри вуза, очевидно, что успешное выполнение заказа требует усиления внутривузовских компетенций — проект должен создаваться с участием промышленного, научного и исследовательского потенциала РФ. Директор Института силовой электроники Сергей Харитонов, возглавляющий проект, отметил: «Разработкой энергопреобразующей аппаратуры, систем электропитания авиационных и космических аппаратов НГТУ занимается достаточно давно. И у нас есть определенные успехи. Однако мы пришли к очевидному пониманию, что сегодняшний технологический уровень нашего проекта очень низок. Мы уперлись в потолок, разрабатывая новую схемотехнику, создавая новые алгоритмы управления. Мы применяем новые программные продукты для конструирования систем и все равно топчемся на месте. Нужен технологический прогресс! Нам нужны знания в области материалов, особенно в части металлокерамических подложек для создания новых корпусов. Мы мечтаем о применении новых полупроводниковых приборов с уникальными техническими характеристиками, прежде всего, высокочастотными показателями, смотрим с оптимизмом на возможность применения алмазной электроники…» Так возникла идея объединения усилий с целым рядом компаний, вузов и научных институтов.
Мысль о необходимости работать над целым рядом проектов сообща стала ключевой на совещании, предшествующем подписанию соглашения о консорциуме. Среди участников объединения — два НИИ, семь российских вузов и четырнадцать ведущих промышленных предприятий в области разработки высоких технологий для освоения космоса и авиастроения, включая АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва», ПАО «Авиационная корпорация «Рубин», АО «Сарапульский электрогенераторный завод», ООО «Модульные системы Торнадо», Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН и другие. Представители научных, образовательных и промышленных структур давно понимают, что объединение науки, образования и производства — необходимые условия технологического развития. Как считает генеральный директор ООО «Экспериментальная мастерская Наука Софт» Сергей Халютин, если одной из этих составных нет, развитие будет ущербным. «Есть много примеров того, как в вузах кафедры варятся в собственном соку и не видят, что технологический процесс уже ушел совершенно в другую область. НГТУ НЭТИ, выступая интегратором различных структур в рамках консорциума, стремится к собственной максимальной эффективности. Вузы, входящие в консорциум, понимают, что нужно учить не тому, что актуально сейчас, а тому, что будет актуально через 5—10 лет. Предприятиям же важно быть причастными к процессу создания новых технологий, ведь это облегчит в будущем процессы внедрения», — подчеркнул Халютин.
Создание консорциума — важный шаг Новосибирского государственного технического университета НЭТИ в реализации проекта Министерства образования и науки РФ «Приоритет 2030». НГТУ НЭТИ по итогам отбора в программу Минобрнауки России «Приоритет 2030» вошел во вторую группу по треку «Территориальное и (или) отраслевое лидерство». Стратегическая цель НГТУ НЭТИ — достижение лидерства и технологического превосходства в Сибири и России по трем приоритетным направлениям: силовая электроника и интеллектуальная энергетика; новые материалы; инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины.
В этом контексте роль НГТУ НЭТИ как интегратора интеллектуальных мощностей выглядит логичной. Ректор вуза Анатолий Батаев подчеркнул, что университет не претендует на главенство внутри консорциума: «Наша роль в объединении прогрессивных сил, в создании площадки для эффективного общения в конструктивном ключе. Сотрудничество с большинством участников консорциума мы вели активно и до сегодняшнего дня. Подписание соглашения — это и формализация, и придание веса нашим договоренностям».
Проект с АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» позиционируется как флагманский в рамках консорциума. По итогам проекта в лабораториях вуза создадут силовые малогабаритные энергоэффективные гибридные модули (СГМ) и энергопреобразующую аппаратуру, а также микропроцессорные системы управления (МСУ) энергопреобразующей аппаратуры.
Директор Института силовой электроники НГТУ Сергей Харитонов отметил, что уникальность этих микросхем заключается в их высокой мощности — более киловатта и выше. При этом габариты устройств для космического применения должны быть сопоставимы с размерами современного смартфона. Пока имеющийся прибор выглядит как небольшой ящик.
Чтобы создать более компактные устройства в вузе открыт специальный дизайн-центр — база для инновационного производства. Конечно, речь не идет о целом заводе. Дизайн-центр — это опытная линия, которая позволит создать и испытать макетные, экспериментальные образцы гибридных интегральных модулей большой мощности. Они положат начало серийному производству на промышленных предприятиях. Здесь же будет работать конструкторское бюро. Немаловажно, что на оборудовании дизайн-центра будут учиться студенты вуза — три базовых кафедры НГТУ НЭТИ готовят специалистов по электронике, и всем им совершенно необходима практика, которую и обеспечит опытное производство.
Главным результатом работы станут устройства, которые попадут на борт космического аппарата. «Мы очень надеемся, что уже в ближайшее время сможем похвастаться вторым поколением разработки таких устройств. А через 3—4 года перейдем и к третьему поколению систем. Существуют договоренности с АО «Информационные спутниковые системы» имени академика Решетнёва» о формировании для нас технического задания на все эти модули. Мы работаем не «в воздух», не просто создаем для себя интересные объекты силовой электроники, а делаем новую энергопреобразующую аппаратуру, нужную космическому аппарату сегодняшнего, а главное, завтрашнего дня», — рассказал Сергей Харитонов.
Гибридные модули пройдут также комплекс испытаний непосредственно на измерительной базе заказчика в Железногорске. Таким образом, НГТУ НЭТИ фактически вливается в процесс технологической реконструкции новых космических аппаратов. Система электропитания на космическом аппарате влияет в первую очередь на его жизненный цикл. Ученые предполагают, что их разработки увеличат срок службы спутников до 20—25 лет. Однако главное даже не это, а то, что на базе НГТУ НЭТИ фактически создается нужная и очень перспективная база для систем электропитания будущего, которые смогут применяться во множестве сфер экономики.
Новые разработки, созданные в рамках реализации стратегического проекта «Силовая электроника и интеллектуальная энергетика», позволят укрепить позиции России на международном рынке аэрокосмической отрасли. В частности, одним из партнеров НГТУ НЭТИ при создании гибридных интегральных модулей стала швейцарско-итальянская компания Air Space Power Groupe. Сейчас в стадии подписания ряд программных документов о сотрудничестве вуза и компании. Предполагается, что зарубежные партнеры поспособствуют появлению в дизайн-центре зарубежных технологий передового уровня, которые позволят ускорить процесс внедрения модулей.
Новосибирские ученые отмечают, что взаимодействие будет обоюдно выгодным. Преобразователи энергии Air Space Power Groupe уже присутствуют на зарубежных космических аппаратах, но уровень мощности этих приборов 50—100 Ватт. Сибирские ученые шагнули на более высокий уровень, у европейцев, по оценкам наших экспертов, пока таких компетенций нет. Через сотрудничество с НГТУ НЭТИ «Air Space Power Groupe» планирует решить две задачи: попасть на рынок российских космических аппаратов со своими устройствами и получить компетенцию в разработке мощных энергопреобразующих устройств для зарубежных космических аппаратов. Также сотрудничество поможет отечественным устройствам и технологиям «зайти на борт» космических аппаратов зарубежных стран.
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика Решетнёва» — многолетний стратегический партнер НГТУ НЭТИ. Они являются постановщиком большой задачи и главным рынком для создаваемых устройств. Все, что будет разрабатывать Институт силовой электроники НГТУ в ближайшие годы, будет связано с космическими аппаратами. Параллельно будет создаваться линейка систем для авиации, однако приоритет, как подчеркнул Сергей Харитонов, несомненно у космоса: «Космос прежде всего! Почему? Потому что помощь предприятия им. Решетнёва в создании дизайн-центра НГТУ НЭТИ, их помощь в том, что мы выиграли проект «Приоритет 2030», весьма значительна».
Участники консорциума сходятся во мнении, что только разработки для космической отрасли сейчас гарантируют технологический и интеллектуальный прорыв. Если он свершится и новые прогрессивные технологии появятся, их тут же переложат на общепромышленные рельсы. Об этом, в частности, на пресс-конференции по итогам подписания соглашения о консорциуме рассказал главный конструктор Сарапульского электрогенераторного завода Алексей Поздеев: «Любое движение начинается с энергии. Наше предприятие, с 1942 года работающее в области создания систем генерирования для авиации, для авиационной отрасли, Сарапульский электрогенераторный завод, рассчитывает на идеи в области устройств преобразования энергии, создающиеся в рамках этого проекта. Для нас, как и для предприятий космической сферы, важна энергоэффективность и снижение массы габаритных характеристик, повышение коэффициента полезного действия в части создания наземного транспорта. Поэтому в рамках консорциума будем сотрудничать и помогать НГТУ НЭТИ».
В похожем ключе рассуждает большинство участников консорциума. Кратко идеологию объединения можно описать так: работай на технологический прорыв, способствуй появлению новых технологий, получи доступ к внедрению разработок. Если консорциум станет действенной рабочей структурой и добьется поставленных задач, то можно будет говорить о появлении оптимального для сегодняшней российской действительности алгоритма рождения новых технологий.
Проекты в сферах силовой электроники и интеллектуальной энергетики можно считать визитной карточкой Новосибирского государственного технологического университета НЭТИ. В частности, Институт силовой электроники вуза более 10 лет назад начал заниматься созданием накопителей энергии с различными параметрами, успешно внедрял свои разработки в российских авиакосмических компаниях. Можно вспомнить опыт НГТУ НЭТИ, приобретенный во время разработок устройств непрерывного электропитания для самолета МИГ-31, стартер-генераторных систем для новых гражданских самолетов и перспективного авиационного комплекса дальней авиации. Очевидно, что большой энергетике, авиации и, конечно, космической индустрии не обойтись без систем непрерывного электропитания. Сегодня самый актуальный и важный для созданного консорциума проект — разработка по заказу АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» бортовой энергопреобразующей аппаратуры с микропроцессорной системой управления. Речь идет об устройстве, которое сможет преобразовать, к примеру, солнечную энергию в электрическую. Естественно, технология такого преобразования существует, однако принципиально важно, чтобы устройства стали максимально компактными и имели минимальный вес.
Предыдущие проекты и весь эволюционный путь, пройденный НГТУ НЭТИ, повысили потенциал вуза в части подобных разработок в сфере силовой электроники. Однако для ученых, стоящих во главе этих процессов внутри вуза, очевидно, что успешное выполнение заказа требует усиления внутривузовских компетенций — проект должен создаваться с участием промышленного, научного и исследовательского потенциала РФ. Директор Института силовой электроники Сергей Харитонов, возглавляющий проект, отметил: «Разработкой энергопреобразующей аппаратуры, систем электропитания авиационных и космических аппаратов НГТУ занимается достаточно давно. И у нас есть определенные успехи. Однако мы пришли к очевидному пониманию, что сегодняшний технологический уровень нашего проекта очень низок. Мы уперлись в потолок, разрабатывая новую схемотехнику, создавая новые алгоритмы управления. Мы применяем новые программные продукты для конструирования систем и все равно топчемся на месте. Нужен технологический прогресс! Нам нужны знания в области материалов, особенно в части металлокерамических подложек для создания новых корпусов. Мы мечтаем о применении новых полупроводниковых приборов с уникальными техническими характеристиками, прежде всего, высокочастотными показателями, смотрим с оптимизмом на возможность применения алмазной электроники…» Так возникла идея объединения усилий с целым рядом компаний, вузов и научных институтов.
Мысль о необходимости работать над целым рядом проектов сообща стала ключевой на совещании, предшествующем подписанию соглашения о консорциуме. Среди участников объединения — два НИИ, семь российских вузов и четырнадцать ведущих промышленных предприятий в области разработки высоких технологий для освоения космоса и авиастроения, включая АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва», ПАО «Авиационная корпорация «Рубин», АО «Сарапульский электрогенераторный завод», ООО «Модульные системы Торнадо», Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН и другие. Представители научных, образовательных и промышленных структур давно понимают, что объединение науки, образования и производства — необходимые условия технологического развития. Как считает генеральный директор ООО «Экспериментальная мастерская Наука Софт» Сергей Халютин, если одной из этих составных нет, развитие будет ущербным. «Есть много примеров того, как в вузах кафедры варятся в собственном соку и не видят, что технологический процесс уже ушел совершенно в другую область. НГТУ НЭТИ, выступая интегратором различных структур в рамках консорциума, стремится к собственной максимальной эффективности. Вузы, входящие в консорциум, понимают, что нужно учить не тому, что актуально сейчас, а тому, что будет актуально через 5—10 лет. Предприятиям же важно быть причастными к процессу создания новых технологий, ведь это облегчит в будущем процессы внедрения», — подчеркнул Халютин.
Создание консорциума — важный шаг Новосибирского государственного технического университета НЭТИ в реализации проекта Министерства образования и науки РФ «Приоритет 2030». НГТУ НЭТИ по итогам отбора в программу Минобрнауки России «Приоритет 2030» вошел во вторую группу по треку «Территориальное и (или) отраслевое лидерство». Стратегическая цель НГТУ НЭТИ — достижение лидерства и технологического превосходства в Сибири и России по трем приоритетным направлениям: силовая электроника и интеллектуальная энергетика; новые материалы; инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины.
В этом контексте роль НГТУ НЭТИ как интегратора интеллектуальных мощностей выглядит логичной. Ректор вуза Анатолий Батаев подчеркнул, что университет не претендует на главенство внутри консорциума: «Наша роль в объединении прогрессивных сил, в создании площадки для эффективного общения в конструктивном ключе. Сотрудничество с большинством участников консорциума мы вели активно и до сегодняшнего дня. Подписание соглашения — это и формализация, и придание веса нашим договоренностям».
Проект с АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» позиционируется как флагманский в рамках консорциума. По итогам проекта в лабораториях вуза создадут силовые малогабаритные энергоэффективные гибридные модули (СГМ) и энергопреобразующую аппаратуру, а также микропроцессорные системы управления (МСУ) энергопреобразующей аппаратуры.
Директор Института силовой электроники НГТУ Сергей Харитонов отметил, что уникальность этих микросхем заключается в их высокой мощности — более киловатта и выше. При этом габариты устройств для космического применения должны быть сопоставимы с размерами современного смартфона. Пока имеющийся прибор выглядит как небольшой ящик.
Чтобы создать более компактные устройства в вузе открыт специальный дизайн-центр — база для инновационного производства. Конечно, речь не идет о целом заводе. Дизайн-центр — это опытная линия, которая позволит создать и испытать макетные, экспериментальные образцы гибридных интегральных модулей большой мощности. Они положат начало серийному производству на промышленных предприятиях. Здесь же будет работать конструкторское бюро. Немаловажно, что на оборудовании дизайн-центра будут учиться студенты вуза — три базовых кафедры НГТУ НЭТИ готовят специалистов по электронике, и всем им совершенно необходима практика, которую и обеспечит опытное производство.
Главным результатом работы станут устройства, которые попадут на борт космического аппарата. «Мы очень надеемся, что уже в ближайшее время сможем похвастаться вторым поколением разработки таких устройств. А через 3—4 года перейдем и к третьему поколению систем. Существуют договоренности с АО «Информационные спутниковые системы» имени академика Решетнёва» о формировании для нас технического задания на все эти модули. Мы работаем не «в воздух», не просто создаем для себя интересные объекты силовой электроники, а делаем новую энергопреобразующую аппаратуру, нужную космическому аппарату сегодняшнего, а главное, завтрашнего дня», — рассказал Сергей Харитонов.
Гибридные модули пройдут также комплекс испытаний непосредственно на измерительной базе заказчика в Железногорске. Таким образом, НГТУ НЭТИ фактически вливается в процесс технологической реконструкции новых космических аппаратов. Система электропитания на космическом аппарате влияет в первую очередь на его жизненный цикл. Ученые предполагают, что их разработки увеличат срок службы спутников до 20—25 лет. Однако главное даже не это, а то, что на базе НГТУ НЭТИ фактически создается нужная и очень перспективная база для систем электропитания будущего, которые смогут применяться во множестве сфер экономики.
Новые разработки, созданные в рамках реализации стратегического проекта «Силовая электроника и интеллектуальная энергетика», позволят укрепить позиции России на международном рынке аэрокосмической отрасли. В частности, одним из партнеров НГТУ НЭТИ при создании гибридных интегральных модулей стала швейцарско-итальянская компания Air Space Power Groupe. Сейчас в стадии подписания ряд программных документов о сотрудничестве вуза и компании. Предполагается, что зарубежные партнеры поспособствуют появлению в дизайн-центре зарубежных технологий передового уровня, которые позволят ускорить процесс внедрения модулей.
Новосибирские ученые отмечают, что взаимодействие будет обоюдно выгодным. Преобразователи энергии Air Space Power Groupe уже присутствуют на зарубежных космических аппаратах, но уровень мощности этих приборов 50—100 Ватт. Сибирские ученые шагнули на более высокий уровень, у европейцев, по оценкам наших экспертов, пока таких компетенций нет. Через сотрудничество с НГТУ НЭТИ «Air Space Power Groupe» планирует решить две задачи: попасть на рынок российских космических аппаратов со своими устройствами и получить компетенцию в разработке мощных энергопреобразующих устройств для зарубежных космических аппаратов. Также сотрудничество поможет отечественным устройствам и технологиям «зайти на борт» космических аппаратов зарубежных стран.
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика Решетнёва» — многолетний стратегический партнер НГТУ НЭТИ. Они являются постановщиком большой задачи и главным рынком для создаваемых устройств. Все, что будет разрабатывать Институт силовой электроники НГТУ в ближайшие годы, будет связано с космическими аппаратами. Параллельно будет создаваться линейка систем для авиации, однако приоритет, как подчеркнул Сергей Харитонов, несомненно у космоса: «Космос прежде всего! Почему? Потому что помощь предприятия им. Решетнёва в создании дизайн-центра НГТУ НЭТИ, их помощь в том, что мы выиграли проект «Приоритет 2030», весьма значительна».
Участники консорциума сходятся во мнении, что только разработки для космической отрасли сейчас гарантируют технологический и интеллектуальный прорыв. Если он свершится и новые прогрессивные технологии появятся, их тут же переложат на общепромышленные рельсы. Об этом, в частности, на пресс-конференции по итогам подписания соглашения о консорциуме рассказал главный конструктор Сарапульского электрогенераторного завода Алексей Поздеев: «Любое движение начинается с энергии. Наше предприятие, с 1942 года работающее в области создания систем генерирования для авиации, для авиационной отрасли, Сарапульский электрогенераторный завод, рассчитывает на идеи в области устройств преобразования энергии, создающиеся в рамках этого проекта. Для нас, как и для предприятий космической сферы, важна энергоэффективность и снижение массы габаритных характеристик, повышение коэффициента полезного действия в части создания наземного транспорта. Поэтому в рамках консорциума будем сотрудничать и помогать НГТУ НЭТИ».
В похожем ключе рассуждает большинство участников консорциума. Кратко идеологию объединения можно описать так: работай на технологический прорыв, способствуй появлению новых технологий, получи доступ к внедрению разработок. Если консорциум станет действенной рабочей структурой и добьется поставленных задач, то можно будет говорить о появлении оптимального для сегодняшней российской действительности алгоритма рождения новых технологий.
