Лазерный мир

Сегодня ведущим российским разработчиком и производителем оптоэлектроники военного и гражданского назначения является холдинг «Швабе» (входит в госкорпорацию «Ростех»). Первый заместитель гендиректора компании Сергей Попов рассказал в интервью корреспонденту РИА Новости Ивану Сураеву о том, какую оптику получат новейшие танки «Армата» и другая перспективная техника, и о разработках «Швабе» в сфере лазерных технологий, которые сегодня могут показаться фантастикой, но в обозримом будущем сыграют определяющую роль в технологическом развитии страны.

— Сергей Викторович, что представляет собой холдинг «Швабе» сегодня, каковы основные направления работы компании?

— Холдинг «Швабе» составляют несколько десятков основных предприятий оптической отрасли России. Их деятельность связана с разработкой лазерных и оптоэлектронных технологий и производством высокотехнологичной продукции. Сегодня у нас трудятся 18500 работников из них 5000 — это ученые, что позволяет нам ежегодно разрабатывать до 150 новых изделий. Помимо заводов, расположенных в разных регионах РФ, у нас есть и зарубежные активы: «Швабе — Мюнхен», «Швабе — Цюрих», «Швабе — Минск», а также «Швабе — Опто-Электроникс» (Мэйчжоу, Китай), которые мы используем как сборочные производства и точки для реализации нашей гражданской продукции за рубежом.

— Над какими перспективными проектами в сфере оптоэлектроники работает сегодня «Швабе», в частности, в интересах российских вооруженных сил?

— Мы разрабатываем и выпускаем практически все оптико-электронные системы для Воздушно-космических сил, ВМФ и Сухопутных войск. Требования заказчика всегда понятны — он хочет видеть дальше, поэтому мы разрабатываем перспективные комплексы для бронетанковой техники, в частности для танка «Армата». Они работают по несколько иному принципу, чем их предшественники — позволяют одновременно и командиру и наводчику не только вести наблюдение за целью, но и обнаруживать их, идентифицировать и сопровождать. Разработки и исследования по этому проекту практически завершены, и в этом году мы перейдем к серийному производству.

Подчеркну, что все эти приборы будут работать на отечественной элементной базе.

В настоящее время мы увеличиваем дальность обнаружения оптико-электронных комплексов для вертолетов в два раза. Практически все вертолеты будут переходить на эти системы. Мы отходим от систем, построенных на тепловизионных линейках, и переходим на фотоприемники, которые быстрее и более качественно формируют изображение. Первые опытные образцы таких систем мы передадим в войска уже в этом году.

— Занимается ли сегодня «Швабе» оптикой для роботов?

— Да, у нас есть несколько интересных предложений в видимом и инфракрасном диапазоне, еще один очень интересный диапазон мы открыли недавно, вернее, он и раньше был нам известен, но для него было очень сложно создать фоточувствительный элемент. Речь идет о коротковолновой области ИК-диапазона 0,9-1,7 микрона. Этот диапазон хорош тем, что он позволяет видеть в дыму и тумане, что особенно важно для роботов-разведчиков.

Во-вторых, этот диапазон позволяет распознать замаскированные объекты.

Кроме того, сегодня мы разрабатываем перспективные оптические сканеры-лидары (LIDAR, Light Identification Detection and Ranging), которые позволят роботам не только формировать изображение того или иного объекта, но и определять расстояние до него. Это особенно важно при разминировании, когда существующая точность определения расстояния до цели с погрешностью до трех сантиметров может привести к тому, что роботизированный комплекс попросту «оступится» и подорвется.

Поэтому сегодня мы разрабатываем лазерные дальномеры с точностью до нескольких миллиметров и манипулятор, который по изображению объекта, привязанному к расстоянию, сможет формировать полноценную 3D-картинку. Эту технологию мы отрабатывали совместно со специалистами из Бауманского университета: робота-разведчика запустили в неизвестный ему коридор, где он одновременно снимал изображение и измерял расстояние, в результате чего у нас формировался более точный план коридора, для того чтобы, например, спецподразделения могли там уверенней действовать.
Также очень интересно применение оптических лидаров на вертолетах. К сожалению, вертолеты, летящие на низком расстоянии от земли, неоднократно задевали линии электропередач, что приводило к катастрофам. Эти оптические приборы помогут избежать таких ситуаций в дальнейшем.

Ну и наконец, завершая тематику роботов, не могу не рассказать о разработке нашего новосибирского предприятия — 3D-очки, позволяющие их оператору погрузиться в управление роботизированным устройством, то есть эти очки позволяют ему видеть «глазами» робота. Мы готовим целиком всю систему, которая позволяет распознавать цели, ориентироваться на местности и управлять роботом.

— Какие актуальные проекты ведете сегодня вместе с Фондом перспективных исследований (ФПИ)?

— Совместно с ФПИ ищем некоторые интересные решения для беспилотников, в том числе пытаемся совместить видеоизображение с радиолокатором. Это позволит при небольших массово-габаритных характеристиках добиваться очень хороших результатов в распознавании и обнаружении целей.

Есть много интересных перспективных проектов — мы подаем в фонд заявки и по мере возможности получаем финансирование. Так, сейчас мы думаем над тем, можно ли сделать из обычных контактных линз, широко используемых сегодня вместо очков, бинокль — можно ли менять на них фокусное расстояние. Пока рассматривается возможность корректировки изображения при помощи специального пульта, и, может быть, в дальнейшем возможны будут и другие варианты, в том числе и нейроуправление. Хотя, конечно, пока это звучит как фантастика, тем не менее мы уже успешно испытали технологию нейромышечного управления искусственными конечностями. Это самый перспективный способ регулирования бионических систем, и его применение в контактных линзах для изменения фокусного расстояния возможно уже сегодня.

— Какие разработки ведут специалисты «Швабе» в сфере лазерных технологий, в том числе боевых?

— Могу сказать, что мы создали очень важную деталь для работы мощных лазеров любого назначения. Это неодимовое фосфатное стекло, применяющееся в энергетической части лазерной системы в качестве активного элемента. Ионы неодима, находящиеся в матрице стекла, за счет перехода в возбужденное состояние от ламп накачки способны многократно усиливать излучение.

Также наши специалисты активно работают над созданием жидкостных лазеров. В них в роли активного тела выступает специальная жидкость, которая прокачивается через кювету. По сравнению с волоконными лазерами жидкостные обладают высокой концентрацией энергии в узком пучке и компактными размерами. Благодаря этому их можно размещать на наземных, воздушных и космических носителях, а также использовать при передаче энергии на большие расстояния. В перспективе мы планируем изготавливать жидкостные лазеры мощностью 100 кВт и выше с удельной характеристикой энергоотдачи в один кВт излучаемой мощности на каждые 5-7 килограммов массы установки.
Также очень интересный проект у нас есть с МЧС. Как вы знаете, каждый год в России взрывают ледовое покрытие на реках, с экологической точки зрения это не безвредно — гибнет много рыбы. Нами была предложена лазерная установка для судна на воздушной подушке: в местах напряженности лазер сможет надрезать лед как стеклорез. У себя мы провели эксперимент: специально собрали ученых, заказчиков, представителей МЧС — заморозили соленую воду (заказчик принципиально настаивал, чтобы вода была морской, а не пресной), получили метровую глыбу и раскололи ее лазером. Соглашение о сотрудничестве с министерством уже подписано, сейчас прорабатывается вопрос финансирования.

Другой крайне интересный и фантастический проект, который мы относим к разряду глобальных, мы представляли в ФПИ, и он там вызвал большой интерес: мы предлагаем разместить на орбите спутник с системой, включающей кислородно-йодный лазер с прямой солнечной накачкой. Ее предлагается оснастить адаптивным зеркалом диаметром практически 300 метров для фокусировки излучения Солнца. В результате в устройстве формируется мощный лазерный луч диаметром порядка четырех метров, который впоследствии можно передать на Землю и преобразовать в энергию. На самой же Земле формируются специальные принимающие площадки, соответствующие фотонные устройства нами отработаны. Таким образом, в перспективе такая технология позволит обеспечить экологически чистой возобновляемой энергией труднодоступные участки, например, Арктику, где сложно строить атомные электростанции.

— Не является ли это опасным для экологии планеты?

— Риски для экологии мы тоже пытаемся просчитать — выясняем, не будет ли луч проходить через облака, не перегреется ли в этом участке атмосфера, что спровоцирует смерч. Один из вариантов, который рассматривался, к слову, не только нашими, но и американскими учеными, это борьба со смерчами. То есть в «глаз» смерчу светит лазерный луч, меняя температурное соотношение, и таким образом может полностью его погасить. Этот же проект может использоваться для обеспечения энергией Луны.

Сегодня у «Швабе» есть лабораторная установка, которая позволяет направить солнечный луч на лазерный генератор, получившийся лазерный луч передает энергию на приемное устройство и преобразует в прямую электрическую энергию. В лабораторных условиях у нас это получилось.

Другой проект, который мы разделили на несколько из-за его масштабности, тоже связан с адаптивной оптикой. Мы можем вывести ее на орбиту, поймать «солнечный зайчик» и направить его на корабль, таким образом получился бы «солнечный парус». Пока это все на грани фантастики, но в перспективе все это реально. Этот проект нами тоже подан в Фонд перспективных исследований.

— Находится ли, по-вашему, Россия сегодня в авангарде оптико-электронной отрасли или же, наоборот, отстает от других мировых держав? Кто наши ближайшие конкуренты в этом направлении?

— В советское время мы явно превосходили конкурентов. Девяностые привели к тому, что у нас порушились наработанные связи. Сейчас же можно сказать, что мы исправили положение. Взять тот же Лыткаринский завод оптического стекла, который производит сегодня всю номенклатуру Советского Союза. Это особенно важно, учитывая, что часть нашей продукции раньше производилась на Украине (город Изюм, Харьковская область) и других местах. Сейчас мы успешно соперничаем с такими фирмами, как немецкая Shot, наш каталог практически ничем не отличается от их продукции.

Наше предприятие НПО ГОИ им. С.И. Вавилова (Научно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова, Санкт-Петербург — ред.) производит фактически все кристаллы, которые сейчас производятся в оптической отрасли.

Не могу не вспомнить, что десять лет назад американцы приобрели у нас технологию лазерного термораскалывания, при помощи которой сегодня нарезаются экраны для айфонов и прочих гаджетов. Это уже многое говорит о нашей конкурентоспособности.

Источник: https://ria.ru/interview/20180706/1524064282.html