Антон Шумаков: пока есть дискуссия, есть энергия для развития

Цель комплексной научно-технической программы «Новые композиционные материалы: технологии конструирования и производства» ‒ создать передовые материалы и технологии, которые обеспечат выпуск конкурентоспособных изделий из композитов. Это необходимо для преодоления технологического разрыва как в самой композитной отрасли, так и в смежных секторах экономики, например авиастроении и судостроении. Один из проектов ‒ «Разработка новых высокопроизводительных технологий и создание оборудования для получения термопластичных препрегов с пониженным коэффициентом вариации свойств», и по этому направлению уже достигнуты значительные результаты. В эксклюзивном интервью директор проекта «Термопласты» композитного дивизиона «Росатома» Антон Шумаков рассказал о том, как в условиях санкций создаются перспективные материалы, почему необходимо менять подходы в работе конструкторов и в каких аспектах Россия сегодня отстает от мировых лидеров в области создания инновационных материалов.

‒ Любой проект начинается с ключевого вопроса: будет ли этот материал востребован в России? Есть ли для него реальное применение? Мы стремимся к тому, чтобы наши разработки не оставались на бумаге, а находили практическое применение. На начальном этапе разработки мы изучаем огромный массив информации, в том числе научные статьи и патентные документы, в основном это зарубежные источники. И только проанализировав все данные, мы понимаем, возможно ли создать такой материал в текущих условиях. Последние несколько лет, безусловно, привнесли массу вызовов, но мы как будто бы научились жить в современных реалиях.

Мы используем только доступное сырье и оборудование, работаем над созданием собственных технологий. Ни для кого не секрет, что сложной остается ситуация в машиностроении и малотоннажной химии. Однако именно эти вызовы мотивируют нас двигаться вперед: в рамках КНТП мы создаем с нуля и планируем запатентовать полный цикл ‒ от технологии производства до оборудования и самих материалов, ‒ чтобы запустить серийное производство на российских предприятиях.

‒ Где применяются термопласты?

‒ Главный драйвер роста ‒ авиационная промышленность. Элементы конструкций, детали двигателей ‒ это те виды авиационной продукции, для производства которых требуется регулярное внедрение инновационных разработок, без чего невозможна конкуренция на мировом уровне. Но помимо авиации нас интересует гражданский сектор: в электроавтомобилестроении наши материалы позволяют снизить массу машин и увеличить запас хода. Большой потенциал мы видим и в нефтегазовой отрасли, где, например, трубы из термопластов демонстрируют повышенную стойкость к агрессивным средам и существенно более долгий срок службы по сравнению с традиционными материалами.

‒ А в спорте?

‒ В спорте композиты используются очень широко. Из них формируют корпуса спорткаров, клюшки, рамы велосипедов и спортивную обувь ‒ практически все, начиная от специализированной одежды и заканчивая инвентарем. Весь спорт высоких достижений построен на композитах, в основном на углепластике. Идет борьба за каждый грамм. Также критически важны свойства материала изделий – прочность, модуль упругости, ударопрочность ‒ все это напрямую влияет на результаты.

Если говорить о других сферах, композиты давно вышли за рамки спорта. Те же карбоновые гитары ‒ они не боятся влаги и дают интересное звучание. В мебели и дизайне это уже не экзотика: ультралегкие кресла, столешницы сложных форм, корпуса аудиотехники. Такие решения делают вещи практичнее ‒ они служат дольше, а весят меньше, что в быту тоже важно.

‒ В чем ключевое преимущество термопластов?

‒ Термопласты, в отличие от реактопластов, можно переформовать. Если что-то не получилось, процесс можно подкорректировать. Это позволяет создавать сложные интегральные конструкции за несколько операций, используя сварку, без болтовых соединений, клеев и герметиков. Это снижает вес, например, воздушного судна. Другое преимущество ‒ возможность вторичной переработки. Куда девать отработавшую лопасть ветрогенератора? Реактопласт пролежит сто лет, а термопласт можно переработать на новые изделия. Вопрос экологии сегодня стоит очень остро, и с этим связан огромный интерес к изделиям из термопластичных композитов в мире.

‒ Как ваши разработки меняют подход к созданию конструкций в авиации или других отраслях?

‒ Все наши научные разработки и материалы нацелены на внедрение в конструкциях будущего. Процесс внедрения традиционных композитов сложен и небыстр, а внедрение новых, например, на основе термопластов, ‒ еще сложнее. Требуется перевооружение производств, развитие оборудования, технологий и – что, может быть, самое трудное – изменение мышления конструкторов и технологов. Им нужно переосмыслить свои знания, чтобы проектировать конструкции с более высокой весовой эффективностью, которые получаются легче и прочнее.

‒ Как можно «переформатировать» их мышление?

‒ Через популяризацию. Конструкторам необходимо смотреть в будущее ‒ представлять, какими должны быть технологии в 2030–2050 годах. Приведу простой пример: в мире появляются действительно революционные технологии. Например, в странах Европы сложился мощный инновационный кластер в области термопластичных композитов. Именно там сформировались самые передовые технологии по термопластичным композитам, которые теперь масштабируются по всему миру. Уже сегодня эти материалы активно применяются в малой авиации. Именно к таким темпам внедрения термопластов мы просто обязаны стремиться.

‒ То есть популяризация ‒ это ключ к внедрению в России?

‒ Да. Мы сами организовываем конференции и выставки, посвященные термопластичным композитам, и собираем сообщества ‒ отдельно для авиации и гражданских отраслей, например, автопрома. У них разное мышление. Тюнинговым ателье нужно показывать стильный дизайн, а авиаторам ‒ физико-механические характеристики: им не нужна «красота», им нужны свойства.

‒ Разрыв между наукой и производством ‒ это системная проблема. Как ваша модель помогает ее преодолеть?

‒ Мы сознательно выстраиваем полный цикл, и наши разработки идут прямиком в производство. Чтобы исключить разрыв между лабораторией и цехом, на собственные средства мы создали три производственных участка: два в Москве и один в Балаково. Там уже налажены производство препрегов и синтез суперконструкционных термопластов. Объем пока небольшой, 20 тонн в год. Для страны это «копейки», но для старта ‒ очень хорошо. Главное ‒ скорость реализации. Год назад на месте нашего производства был холодный склад, а сегодня ‒ современный R&D-центр и производство под одной крышей. Это задает новый стандарт скорости для подобных проектов.

‒ Как вы оцениваете опыт работы с таким инструментом господдержки, как КНТП?

‒ Мы высоко ценим возможность участвовать в комплексной научно-технической программе. Для нас это не только большая честь, но и серьезная ответственность: необходимо достичь тех амбициозных показателей, которые заложены в проекте. Очень важно, что государство уделяет внимание развитию новых технологий и предоставляет такие возможности в создании новых конкурентоспособных материалов. В то же время система финансирования и отчетности для нас, людей науки, ‒ большой вызов. Периодически приходится тратить больше запланированного времени на эти сложные процессы, но без них никуда.

‒ На каком этапе реализации находится ваш проект сегодня и каковы ключевые цели на ближайшую перспективу?

‒ Проект перешел из стадии исследований в фазу технологической реализации. Мы не только разработали новую технологию производства однонаправленных безутковых препрегов на основе высокотемпературных суперконструкционных термопластов, но и создали опытно-промышленное оборудование для их производства, аналогов которого в России ранее не существовало.

В данный момент проводим пусконаладочные работы и приступаем к опытно-промышленным испытаниям материалов. Наши разработки уже получили конкретные точки приложения: один из ключевых проектов ‒ внедрение наших термопластов в конструкцию самолета МС-21. Цель ‒ помочь снизить массу планера примерно на 10 %, что критически важно для топливной эффективности и дальности полета. Параллельно мы работаем над созданием несущей фермы для космического спутника. Этот проект подтверждает, что наши материалы соответствуют высочайшим требованиям космической отрасли. Существует и ряд других проектов, над которыми мы работаем вместе с нашими потенциальными потребителями.

‒ Вы с самого начала занимались композитами?

‒ Я занимаюсь композитными материалами около 20 лет, еще со времен учебы на аэрокосмическом факультете Южно-Уральского государственного университета в Челябинске. Ну а самим композитам уже около ста лет, и сегодня без них не обходится ни одна передовая отрасль. Весь транспорт ‒ автобусы, троллейбусы, вагоны метро ‒ в значительной степени состоит из композитов. Это и внешние кузовные панели, и интерьер. Например, стеклопластик ‒ тоже композит, сочетание стекла и связующих материалов. А уж в авиации и космонавтике ‒ самолеты, вертолеты, ракетоносители, космические аппараты ‒ композиты используются повсеместно.

Особую роль в моем становлении сыграли наставники ‒ Радий Сергеевич Зиновьев и Сергей Михайлович Таран. Именно они показали мне, как создавать композиты и внедрять их в реальные изделия ‒ например, в элементы интерьера и экстерьера автобусов и трамваев. Я занимался и научными исследованиями, и внедрением технологий в серийное производство. Поэтому я хорошо понимаю, что нужно, чтобы разработки не оставались только на бумаге, а использовались на практике.

‒ Можно ли сказать, что новое производство соответствует мировым стандартам?

‒ Если говорить о России ‒ то, что сейчас создается, это прорыв. Так считают и наши партнеры. В России такого нет вообще. По физико-механическим параметрам продукции мы очень близки к мировым лидерам, таким как Teijin или Toray. Другой вопрос – стоимость и наличие рынка в России. Но доля композитной индустрии России на мировом рынке ‒ меньше 1 %. Но чем больше объемы выпуска, тем ниже себестоимость единицы товара. Поэтому наша цель ‒ активнее внедряться в гражданский сектор, чтобы композиты стали частью повседневной жизни, как это уже давно происходит в мире.

‒ Какие перспективы у вашего направления?

‒ В текущей экономической ситуации и макроэкономических условиях стоит задача удержать текущие проекты, а запуск новых производств – отдельный вызов для любой компании. В этой ситуации требуется серьезная поддержка государства. Мы живем сегодняшним днем, но важно иметь четкое представление, куда мы движемся.

Прогресс есть: создаются новые материалы и технологии, ведется работа с потребителями. Пусть и не так быстро, как хотелось бы, ведь мы приносим в их привычный мир нечто совершенно новое. Для многих компаний композиты ‒ это новая реальность. За последние 40 лет они привыкли работать с одним типом материалов, и теперь им приходится менять подходы.

В профессиональной среде сталкиваются два подхода. Одни специалисты спрашивают: «Зачем изобретать велосипед, раз и так все работает?», другие настаивают: «Пора пересесть на спорткар». И эта конфронтация ‒ индикатор перемен. Пока есть дискуссия, есть энергия для развития. Если мы спорим о будущем ‒ значит, оно нас волнует. Значит, мы уже на пути к изменениям.