Инженерная газета (г.Москва)
6 июня 2007 года, N019

Мехатронные модули - основа наукоемкой техники

Изделие "Кактус" для управления системой мягкой посадки пилотируемых космических кораблей типа "Союз" стало первым значимым достижением Особого конструкторского бюро технической кибернетики (ОКБ ТК), образованного в 1968 году при Ленинградском политехническом институте имени М. И. Калинина (ныне - Санкт-Петербургский государственный политехнический университет).

Впервые "Кактус" был использован для обеспечения благополучного возвращения с орбиты на Землю летчика-космонавта Георгия Берегового. Потом система прочно вошла в состав штатного оборудования космического корабля. Летает она и сейчас, естественно, в усовершенствованном варианте. Модифицированные варианты "Кактуса" появились на самолетах, на средствах десантирования тяжелого вооружения.

В последующие годы была создана аппаратура для межпланетных станций "Луна", "Марс", "Фобос", для космических аппаратов военного назначения и многое другое. Система контроля герметичности космических аппаратов прошла проверку на орбитальной станции "Мир" и сегодня готовится к установке на Международную космическую станцию.

Вторым важным направлением в деятельности ЦНИИ РТК является робототехника. К этой тематике институт обратился в начале 1970-х годов. И вскоре стал одним из ведущих предприятий в стране в этой области. Таковым он остается и поныне. Более чем за 30 лет работы в этом направлении были созданы десятки робототехнических устройств. Ряд образцов был успешно применен при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

Самой масштабной прикладной разработкой по робототехнике для ЦНИИ РТК стало создание системы бортовых манипуляторов "Аист" для космического корабля многоразового использования "Буран", предназначенной для выполнения погрузочно-разгрузочных операций на орбите. В ее состав входили два шарнирных манипулятора длиной 15 метров, размещенных по бокам грузового отсека, управляющее устройство с пультом управления, а также две телекамеры. К сожалению, из-за прекращения работ по "Бурану" "Аист" так никогда и не поработал в условиях космоса. Тем не менее, работы по космическому роботостроению продолжаются. В частности, в последние годы в ЦНИИ РТК были созданы шагающий адаптивный робот "Циркуль", функциональная модель манипулятора для проведения технологических манипуляций в открытом космосе, другие разработки.

Следующее направление деятельности ЦНИИ РТК - радиологический мониторинг. Зародилось оно на рубеже 1960-1970-х годов, когда по заказу КБ "Южное" была создана система поиска головных частей ракет в районе полигона на полуострове Камчатка. В головную часть помещался источник гамма-излучения, способный работать при любых ударах и других воздействиях. А район предполагаемого падения сканировался низколетящим вертолетом с гамма-локатором. Во всех испытаниях головные части обнаруживались меньше чем за час.

С тех пор масштабы работ по радиологическому мониторингу существенно возросли. И переплелись с другими направлениями работ, включая создание наземных роботов.

В спектре предлагаемой сегодня ЦНИИ РТК аппаратуры присутствуют воздушные и наземные мобильные комплексы радиационной разведки, стационарные комплексы радиационного контроля, носимые приборы и робототизированные комплексы.

Весьма актуальна и проблема эвакуации обнаруженных источников излучения. Для решения этой задачи разработан робот-разведчик, оснащенный аппаратурой поиска и манипулятором с захватным устройством, способным осуществить погрузку и транспортировку опасного груза.

Создание подобного механизма было вызвано стремлением обезопасить людей, которым приходится сталкиваться с реальной угрозой здоровью при ликвидации техногенных катастроф в атомной промышленности.

Еще одна разработка ЦНИИ РТК - автоматизированный комплекс технических средств таможенного радиационного контроля. Он представляет собой разветвленную сеть постов, осуществляющих контроль грузового и легкового транспорта, автобусов, пассажиров и багажа. В его состав входят стационарные посты радиационного контроля, портативные носимые приборы. Аппаратура объединена в единую компьютерную сеть. И может передавать полученную информацию совместно с телевизионным изображением на централизованные пункты контроля как национального, так и международного уровня.

Наметившиеся в последние годы общие тенденции развития техники и технологии, которые обещают революционную перестройку буквально всех сфер человеческой деятельности, - это миниатюризация и интеллектуализация. Они тесно взаимосвязаны. И постепенно, как форма и содержание, сливаются в микросистемную мехатронику.

Неудивительно поэтому, что в последние годы в тематике ЦНИИ РТК появились такие направления деятельности, как разработка наноустройств, создание микросамолетов, нано - и пикоспутников, наземных мобильных робототехнических аппаратов малого размера. Можно сказать, что деятельность института в этой сфере - стратегическое направление развития ГНЦ "ЦНИИ РТК".

К сожалению, на этом направлении существуют определенные сложности. Не столько в нашем институте, сколько в России в целом. Суть в том, что работы эти ведутся в рамках отдельных отраслей, для удовлетворения их частных потребностей. Отсюда - неизбежный параллелизм и общий перерасход ресурсов. В то же время в основе всех таких систем лежат одни и те же функциональные компоненты.

Учитывая межотраслевой характер и государственную важность этой проблемы, целесообразно поставить вопрос об унификации и стандартизации этих компонентов в сочетании с разработкой принципов и методик проектирования технических систем на их основе. Расчеты показывают: такой подход позволит более чем на порядок сократить расходы и сроки решения этой комплексной проблемы при одновременном кардинальном повышении качества ее решений.

Предлагаемый системный подход к созданию интеллектуальной микросистемной техники стратегически не имеет альтернативы. Более того, к разработке его концептуальной основы и технико-экономического обоснования следует приступить не теряя времени. Совершенно ясно: страна, которая первой на межотраслевом уровне сможет реализовать такой подход, получит существенный ресурс для стратегического рывка в этом важнейшем научно-техническом направлении. Этому системному прорыву не смогут помешать частные отставания в технологиях или элементной базе.

Конечным результатом должно стать создание системы функционально и конструктивно унифицированных интеллектуальных мехатронных модулей - основы наукоемкой техники нового поколения, а также модернизации действующей.

Все эти задачи могут и должны быть решены в ближайшем будущем. В том числе благодаря участию Государственных научных центров как эффективных организационных структур, способных осуществить разработку и изготовление новой техники, а также подготовить кадры, необходимые для ее освоения и внедрения.

Строго говоря, этой задаче следовало бы придать статус нацпроекта, что позволило бы обеспечить не только необходимое финансирование, но и придало бы работам ту значимость, которую они заслуживают.

Виталий Лопота

Переход на: