Елена Тайлашева
Вывести из строя беспилотный летательный аппарат можно с помощью нового способа генерации радиоимпульсов. Его разработал томский ученый Илья Романенко. В феврале он получил за него премию президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. Изобретения томичей, представляющие интерес для российской «оборонки», как правило, носят и мирный характер: та же разработка Романенко способствует, как значится на сайте кремлин.ру, не только «защите от террористических угроз», но и «развитию биомедицинских технологий». Топ-10 томских разработок, которыми интересуется или уже пользуется армия, в обзоре «ТН»
Гибель террористу. И раковой клетке
Гиромагнитные генераторы сверхмощных радиоимпульсов излучают электронные импульсы с определенными характеристиками. А значит и свойствами. По словам сотрудника Института сильноточной электроники ТНЦ СО РАН доктора физико-математических наук Ильи Романенко, основных назначений у его детища пока два. Первое – воздействие на различные электронные компоненты. Это может быть использовано для обезвреживания, приостановки деятельности потенциально опасных приборов или любой другой электроники: с помощью нового генератора можно заставить компьютерный процессор «зависнуть». Или блокировать самодельное взрывное устройство. Или остановить автомобиль.
«Мирные» перспективы генератора связаны с биологией и медициной. Надо до конца понять, как воздействует его излучение на клетки и живые организмы. Есть большой потенциал в онкологии: ученые пытаются найти условия, при которых излучение может привести либо к гибели раковых клеток, либо к электропорации клеточных мембран: под воздействием электрического поля проницаемость клеточной мембраны возрастет, что облегчает введение в клетку лекарств.
Дуся везде пройдет
Роботизированная платформа повышенной проходимости «Дистанционно управляемая система (ДУС)», ласково называемая создателями ДУСя, произвела фурор среди силовиков на осенней выставке средств обеспечения безопасности государства «ИНТЕРПОЛИТЕХ-2016». По данным «ТН», уже начались ее поставки Росгвардии и Минобороны. Официально подтвердить это в вузе не могут, так как весь оборонзаказ засекречен.
Всего несколько месяцев от презентации до продаж – это чуть ли не рекорд, учитывая, какой длинный путь обычно проходят инноваторы для заключения контракты с военными.
ДУСю создали в Международной лаборатории систем технического зрения ФИТ ТГУ. Она работает в 50 раз дольше, чем обычный гексакоптер. Классические беспилотники потребляют примерно 1,5-1,7 кВт энергии, томские инженеры добились уменьшения этих показателей в девять раз. ДУСя использует максимум 0,15-0,22 кВт. Она свободно разгоняется по горизонтальным поверхностям до 60 км/ч и перевозит на себе 15 кг техники при собственных габаритах в 1 куб.м. Но главное – робот оказывает минимальное давление на грунт, благодаря чему способен перемещаться по заминированной территории (а также снегу, воде, болотам и лесам), производить съемку местности, составлять карту минных полей и участвовать в обезвреживании объектов. Такая проходимость бесценна не только для военных: можно искать людей под завалами или минировать ледяные заторы без риска для спасателей.
Долой стены
В буквальном смысле смотреть сквозь стены умеет стеновизор «Радиодозор», разработанный учеными РФФ ТГУ. Он определяет местоположение и траекторию движения людей, анализируя их перемещение и дыхание с использованием сверхширокополосного излучения. Установку можно применять при ликвидации угрозы терроризма, освобождении заложников, поиске людей под завалами и т.д. «Радиодозор» дешевле израильского аналога «Xaver 400» в пять раз, а по сравнению с отечественными моделями более функционален – сквозь преграду он способен показать не только наличие человека в помещении, но и его местоположение с точностью до 10 см. Действие «Радиодозора» лично опробовал и высоко оценил директор Федеральной службы войск национальной гвардии РФ генерал армии Виктор Золотов, выразивший желание иметь это чудо техники на вооружении. Правда, для этого нужно сделать его более компактным. Поэтому сейчас радиофизики работают над «похудением» прибора. Он уже уменьшился в два раза – с 1,5 м до 80 см в длину. Весит сейчас 7 кг, а его дальность действия составляет 7 м. Усовершенствование продолжается: в ближайшие полгода планируется еще уменьшить габариты и увеличить дальность действия до 20–40 метров.
Броня крепка
Бронебойные пули не страшны автомобилю «Тайфун» благодаря сверхпрочной бронеплитке, изобретенной в ТПУ. Первая партия нового транспорта повышенной прочности поступила в войска для опытной эксплуатации в конце 2014 года. Он предназначен для перевозки личного состава. Когда-нибудь счет спасенных политехниками жизней пойдет на сотни: томичи помогли создать защиту, более пулестойкую при ударах с близкого расстояния, более прочную на пробой, чем та, что использовалась в машинах такого типа раньше.
Сделана бронеплитка из наноструктурной керамики. Ученые добились особых характеристик прочности, заменив физические методы прессования нанопорошка ультразвуком. Частицы упаковываются равномерно, и керамика спекается прочной, без дефектов. Бронеплитки для техники делаются из оксида алюминия, выпускаются также бронеплитки для бронежилетов из карбида бора, они в два раза легче. Бронежилет стал весить 7 кг – в полтора раза меньше стандартного. В конечные изделия плитки упаковывает партнер проекта – московский НИИ стали.
Как рассказал «ТН» директор научно-образовательного инновационного центра «Наноматериалы и нанотехнологии» ТПУ, завкафедрой наноматериалов и нанотехнологий ТПУ Олег Хасанов, сейчас команда работает над созданием прозрачной бронекерамики. Она будет значительно надежнее, чем пуленепробиваемое стекло.
Плащ-невидимка
Практически плащ-невидимку удалось создать группе ученых СФТИ. Они разработали материал, позволяющий объекту максимально сливаться с окружающей средой в инфракрасном спектральном диапазоне. Маскирующий эффект обеспечивается за счет особой структуры камуфляжа: его отражательная способность подстраивается под любой фон. Это можно использовать при изготовлении спецодежды для охотников или военных. Как поясняет один из разработчиков, сотрудник лаборатории распространения оптических волн СФТИ ТГУ Владимир Харенков, обычно камуфляжные материалы обеспечивают маскирующие свойства в видимой части спектра электромагнитного излучения. Но в живой природе и в технике не менее широко представлены объекты инфракрасного излучения. Для того чтобы скрыть их, к примеру, от средств тепловидения, необходимо приблизить излучение объекта к фоновому излучению окружающей среды, то есть обеспечить минимальный контраст между объектом и средой. Томичам удалось достичь этого за счет особой трехслойной структуры камуфляжа. Его внутренний слой выполнен из теплоизоляционного материала и обеспечивает снижение теплового излучения объекта (Pyrogel ХT), промежуточный – из материала, обладающего охлаждающими свойствами, внешний – из материала ФПА (фильтр Петрянова ацетилцеллюлозный) с включением наночастиц. Именно последний слой обеспечивает необходимый минимальный контраст. Термостойкость верхнего слоя составляет 150°С.
Большая часть составляющих камуфляжа имеется в свободной продаже. Единственный дорогостоящий и трудозатратный компонент – материал ФПА. Для его изготовления требуется спецоборудование.
Могу копать
«Геоход» презентуется как первый подземный робот для военных и спасателей. Аппарат предназначен для быстрой прокладки тоннелей под землей и может быть использован для создания подземных фортификационных сооружений (например, штабов армий) в зоне боевых действий, спасения людей под завалами. И много для чего еще – для прокладки коммуникаций, для подрывной диверсионной деятельности и так далее.
Как рассказал «ТН» директор Юргинского технологического института ТПУ Андрей Ефременков, для испытаний готового образца ученые залили параллелепипед 6х6х10 м и потихоньку его «грызут».
«Геоход» представляет собой цилиндрический корпус диаметром 3,2 м. В головной части установлено породоразрушающее устройство, по периферии – винтовые и продольные элементы, позволяющие создавать напорное усилие. Машина ввинчивается в породу и благодаря винтовым лопастям продолжает движение в среде. И если существующие аналоги работают на границе сред – воздушной и твердой, то «Геохода» движется в твердой среде, используя ее для создания так называемого напорного усилия, чтобы обеспечить себе продольное перемещение – в этом его уникальность. Так летит самолет, опираясь на воздушную среду.
Вес установки – 20 тонн. Минобороны уже заинтересовано, идет процесс сертификации, оказавшийся архисложным для аппаратов для подземных работ.
Радар размером со смартфон
Благодаря радиолокационному датчику нового поколения, созданному в ТУСУРе, можно создать высокоточные и при этом компактные радары. Такие датчики совместно с данными видеокамер позволят обеспечить полностью автономное управление транспортным средством в любых погодных условиях и в любое время суток. Эта разработка перспективна для систем автоматического управления автомобилем и беспилотным летательным аппаратом.
– Существует жесткая связь между размером антенны радара и разрешением – способность «различить» два стоящих рядом объекта. Чем лучше «видит» радар, тем больше его размер. Но мы можем сделать радар размером со смартфон благодаря собственным прогрессивным алгоритмам обработки сигнала. Наша разработка позволяет уменьшить размер радара в 7-10 раз при сохранении высоких характеристик получаемых изображений, – говорит руководитель проекта Андрей Гельцер, кандидат технических наук, руководитель конструкторского бюро «Связь» ТУСУР.
Использование особой технологии позволяет получить максимально полную картину обстановки вокруг транспортного средства с помощью всего одного канала. То есть датчик может быть плоским, и его легко можно встроить в элементы обшивки автомобиля или беспилотника.
Сейчас специалисты конструкторского бюро «Связь» ТУСУРа создают макет радара для первого российского беспилотного грузовика – это совместный проект с КамАЗом.
Под землей достану!
Если обычные металлоискатели, как правило, требуют настройки на объект, то селективный индукционный металлоискатель ученых СФТИ ТГУ осуществляет поиск произвольного объекта и дифференцирует его. Прибор обнаруживает и точно определяет металлические и металлсодержащие объекты во всех средах, включая грунт, а также любой багаж, воду, биологические объекты. При этом он способен определять количество и тип обнаруженного металла. Детище томских физиков отличается эргономичностью, имеет малый вес – около 2 кг – и удобную конструкцию. Тяжелая часть находится в отдельном корпусе и размещается на теле оператора, благодаря чему его руки не испытывают большой нагрузки. Это позволяет увеличить время работы с привычных 30-50 минут до 4-6 часов. Немаловажно, что себестоимость металлоискателя почти в пять раз меньше, чем у импортных устройств подобного назначения.
Новый металлоискатель успешно прошел полигонные и государственные испытания и получил очень высокую оценку экспертов из силовых структур. Но на вооружение он пока не принят – процесс очень долгий. Как только он завершится, можно будет говорить о серийном выпуске. По словам директора Сибирского физико-технического института Александра Потекаева, три томских завода высказали готовность заняться промышленным производством этой разработки.
Пока же создатели совершенствуют и придумывают новые модификации металлоискателя. Например, с корпусом не из металла, а из особого пластика.
И в шторм со связью
В условиях боевых действий обеспечить качественную связь штаба с подразделениями – важное дело. С ним великолепно справляется многоцелевой мобильный комплекс связи «МИК-МКС» от компании «Микран». Он представляет собой четырехосный «КамАЗ» с 32-метровой мачтой. Длина в рабочем положении – почти 12 метров. Комплекс предназначен для быстрого развертывания ретрансляционной точки цифровой радиорелейной линии связи и сетей широкополосного беспроводного доступа. Он обеспечивает построение многоинтервальных линий и сетей связи с передачей цифровой информации на скоростях от 5 до 155 Мбит/с одновременно в четырех направлениях и сетей широполосного беспроводного доступа емкостью до 200 абонентов со скоростью передачи данных до 37 Мбит/с. Развертывается эта махина всего за 15-20 минут экипажем из двух человек. Безотказно работает в сложной помеховой обстановке и в самых сложных метеоусловиях, на любой местности и в любой геоклиматической зоне. «МИК-МКС» выдержит ветер до 30 м/с, жару 55 градусов и мороз –50.
Это все обеспечило успех томской разработке. В 2010 году она впервые демонстрировалась на Международном салоне вооружений в подмосковном Жуковском, и ее назвали «гвоздем» программы. Кстати, машина тогда прибыла в Москву свои ходом, преодолев более 3,5 тыс. км.
Серийное производство комплекса связи начато в 2011 году совместно с Юргинским машиностроительным заводом, на снабжение ВС России принят приказом министра обороны в июле 2012 года.
3D-война
3D-платформа «UNIGINE» от одноименной томской компании помогает создавать виртуальную реальность, да с таким качеством изображения, что ландшафт не отличишь от настоящего.
В 2013 году на стенде Unigine на международной выставке I/ITSEC стояла вертолетная кабина. Сев в нее, можно было увидеть, как трава колышется от создаваемого винтом ветра, пролететь по пространству в 60 000 кв. км и опуститься в любой точке. За последние три года платформа стала востребована по всему миру производителями профессиональных мультимедийных симуляторов. В прошлом году РКК «Энергия» объявила об использовании «Юниджайн» в создании тренажера для тренировки космонавтов.
Томская технология подойдет для воспроизведения совместных действий различных родов войск – можно разрабатывать и тестировать тактические и стратегические решения для всех стадий военных действий. Это какая экономия на боеприпасах и топливе, если проводить учения в виртуальном пространстве без снижения обороноспособности личного состава! По данным «ТН», прямых контрактов с Минобороны и подобными структурами у «UNIGINE» нет, но среди ее клиентов с десяток компаний, работающих на военных.