Действующий
функциональные материалы и многослойные структуры на основе материалов с фотонной запрещенной зоной, бактериородопсина, синтетических органических и неорганических фотопреобразующих, фотохромных и светоизлучающих материалов для создания перспективной оптоэлектронной техники, оптических носителей информации, хемососенсоров, регуляторов химических реакций различного типа, компонентов интегральной оптики, а также для применения в перспективных информационных системах и в системах защиты ценных бумаг;
3) технологии полимеро-, керамо- и металломатричных композитов и технологии создания на их основе многофункциональных высокопрочных конструкционных материалов.
разработка полимеро-, керамо- и металломатричных, а также древесно-полимерных композитов, в том числе "интеллектуальных" полимерных композиционных материалов и "интеллектуальных" конструкций для теплонапряженных элементов двигательных установок, пар трения, обеспечит создание многофункциональных конструкционных материалов, обладающих комплексом свойств, недостижимых при использовании традиционных материалов. Особого эффекта следует ожидать при создании конструкций, работающих в экстремальных условиях и входящих в изделия авиационной и ракетно-космической техники, кораблестроения, гидротурбостроения, насосостроения, двигателестроения, тяжелого и транспортного машиностроения, строительной индустрии;
разработка высокопрочных размерно-стабильных антифрикционных углестеклопластиков и подшипников скольжения из них, металлополимерных композиционных материалов для ледостойких систем, электрохимической катодной защиты от коррозии металлических конструкций, полимерных и металлополимерных полифункциональных слоисто-армированных и объемно-армированных композитов для корпусных и фундаментных конструкций, керамоматричных композитов для гибридных и керамических подшипников качения, работающих при температурах свыше 2000°С, древесно-полимерных композитов в целях создания конкурентоспособной на мировом рынке продукции, функционирующей в экстремальных условиях эксплуатации, в том числе:
немагнитных радиозащищенных корпусов глиссирующих судов и кораблей нового поколения, экранопланов, морских сооружений для шельфовой добычи углеводородного сырья, крупногабаритных надстроек и башенно-мачтовых конструкций сложной формы, рамных фундаментов для виброактивного оборудования;
экологически чистых, размерно-стабильных, высокоскоростных и тяжелонагруженных узлов трения скольжения из антифрикционных угле-стеклопластиков, работающих при смазке водой и агрессивными жидкостями, рулевых, выдвижных и дэйдвудных устройств судов, надводных и подводных кораблей различных классов и назначения, а также подшипников и торцевых уплотнений вала насосов атомных ледоколов, центробежных насосов поддержания пластового давления нефтегазодобывающих систем, подшипников скольжения направляющих аппаратов гидротурбин, узлов трения скольжения повышенной надежности грузоподъемных машин, шагающих экскаваторов, дробилок щебня и других механизмов, работающих в диапазоне температур от криогенных до 140°С;
ударовиброзащитных полимерных композиционных материалов для защитных экранов, корпусов, обтекателей гидро- и радиолокационных комплексов двойного назначения и блоков положительной плавучести для обитаемых и необитаемых глубоководных аппаратов геолого-разведочного, спасательного и военного назначения;
узлов трения качения и скольжения из керамоматричных композитов, работающих при температурах свыше 2000°С в составе двигателей нового поколения;
ледостойких систем электрохимической защиты от коррозии металлоемких корпусов атомных ледоколов и судов ледового плавания, плавучих и стационарных ледостойких морских буровых платформ для добычи углеводородного сырья на континентальном шельфе арктических морей России и перспективных объектов Военно-морского флота различного назначения;
высокопрочных, легких, экологически безопасных, водостойких конструкций на основе древесно-полимерных композиционных материалов для судостроения, железнодорожного транспорта, домостроения;
разработка высокотемпературных керамических композиционных материалов, обеспечивающих работоспособность, ресурс и надежность эксплуатации в условиях окислительных сред и продуктов сгорания топлива элементов теплонагруженных конструкций при температурах эксплуатации на 300 - 400°С выше существующих;
разработка металлических композиционных материалов для рабочих температур до 1600°С за счет армирования матриц на основе интерметаллидов Ti, Ni, Nb тугоплавкими оксидными волокнами, композиционных материалов на основе оксидалюминиевой керамики с рабочей температурой до 1350°С и диоксидциркониевой керамики с рабочей температурой до 2000°С, работоспособных в окислительных и реакционных средах, повышающих экономическую эффективность изготовления изделий на их основе;
разработка экономичных конструкционных и функциональных изотропных металлических композиционных материалов на алюминиевой, титановой, медной, магниевой матрице, армированной порошками (нанопорошками, нановолокнами) высокопрочных соединений и квазикристаллами с повышенными характеристиками прочности, модуля упругости, твердости и расширенным набором триботехнических свойств, позволяющих повысить экологичность широкого класса двигательных установок, снизить шум и эмиссию двигателей на 25 - 30 процентов;
разработка экологически безопасных полимерных композиционных материалов на основе жгутовых, тканых угле-, стекло-, органогибридных наполнителей, отвечающих новым техническим требованиям, в том числе в части функций адаптации, самодиагностики и расширения диапазона рабочих температур, и обеспечивающих при изготовлении трехслойных сотовых и монолитных конструкций уменьшение веса конструкции на 30 - 50 процентов по сравнению с чисто металлическими, снижение трудоемкости производства изделий в 1,5 раза, влагопоглощения на 15 - 20 процентов, повышение их герметичности, ресурса, надежности и экономической эффективности применения полимерных композиционных материалов в 1,5 - 2 раза.
Ожидаемый объем продаж к 2010 - 2011 годам функциональных материалов с принципиально новыми свойствами составит 1,1 млрд. рублей в год, композитов и керамических материалов - 500 млн. рублей в год, неметаллических материалов и покрытий - 330 млн. рублей в год.
В рамках данного базового технологического направления предусматривается разработка следующих комплексных проектов:
1) разработка технологий и автоматизированного оборудования для изготовления конструкций из композиционных материалов.
Будут созданы отечественные технологии, оборудование, современное опытное производство изделий из композиционных материалов с объемом производства на первом этапе до 1800 млн. рублей с последующим увеличением до 12600 млн. рублей в год.
Разработка новых технологий позволит создать конкурентоспособное высокоэффективное оборудование для изготовления конструкций из композиционных материалов при снижении веса конструкций авиационной, морской и наземной транспортной техники на 25 - 30 процентов и снижении стоимости элементов конструкций транспортной техники на 30 - 40 процентов.
Такое снижение веса и стоимости конструкций позволит повысить экономическую эффективность эксплуатации самолетов гражданской авиации не менее чем на 15 - 20 процентов.
По мере осуществления экспериментальных отработок новые технологии будут внедряться на серийных образцах космической, авиационной, судостроительной и другой техники;
2) создание типоряда термопластоавтоматов нового поколения для различных отраслей промышленности (атомной, авиационной, космической, оборонной и других).
Будут созданы термопластоавтоматы нового поколения производительностью в 1,5 - 2 раза выше существующих;
3) разработка технологий изготовления дисков и валов из жаропрочных сплавов нового поколения, производимых методом порошковой металлургии.
Реализация разработанных технологий обеспечит снижение трудоемкости изготовления продукции на 40 - 70 процентов и рост производительности обработки в 3 - 10 раз;
4) разработка ресурсосберегающих технологий и создание высокоскоростного, интегрированного оборудования для многокоординатной механообработки и оборудования для обработки металлов давлением.
Разработанные технологии позволят создать новое интегрированное оборудование на базе механотронных модулей для высокопроизводительной и высокоскоростной механической обработки деталей сложной формы, обеспечивающее повышение производительности в 3 - 10 раз, точности обработки в 3 - 5 раз и высокое качество изготовления деталей.
Указанные технологии будут применяться в производстве высокотехнологичной продукции (авиационной, ракетно-космической, морской техники, оборудования для топливно-энергетического комплекса, нефтедобычи, гидротурбостроения);
5) разработка технологической базы машиностроения на основе применения методов адаптивного прецизионного позиционирования инструмента на базе измерений в нанометровом диапазоне.
Реализация проекта позволит на 1 - 2 порядка повысить точность обработки деталей на модернизированных станках и создать новое высокоточное обрабатывающее оборудование для прецизионной обработки деталей с точностью до 10(-9) м, что обеспечит технологическое перевооружение базовых отраслей промышленности Российской Федерации с использованием прецизионного оборудования, повышение конкурентоспособности отечественной станкостроительной продукции, а также создание широкой номенклатуры производимых на этом оборудовании товаров высокого качества;
6) разработка технологий создания автоматизированных систем проектирования, производства и сопровождения наукоемкой техники с использованием электронного документооборота.
Будут разработаны комплекс мероприятий по внедрению новых стандартов, обеспечивающих легитимное использование документации в электронной форме, порядок и механизмы использования нормативной базы при осуществлении практической деятельности, необходимые методические материалы и программное обеспечение, проведена промышленная апробация интегрированной системы;
7) создание технологий и оборудования для лазерной обработки, сварки трением интегральных конструкций, лазерного послойного синтеза деталей из металлических порошков, нанесения многофункциональных покрытий, в том числе специализированного оборудования и технологий сварки с использованием энергии трения интегральных конструкций летательных аппаратов, двигателей из алюминий-литиевых и титановых сплавов для авиации, морской техники, атомных и тепловых электростанций производительностью, превышающей в 5 - 10 раз современный уровень (ресурс изделий сложной техники будет повышен в 3 - 5 раз); разработка научно-технической, технологической и конструкторской документации на новые технологии сварки интегральных конструкций летательных аппаратов из высокопрочных алюминиевых сплавов;
8) создание технологии и оборудования для лазерного послойного синтеза деталей из металлических порошков.
Разработка новой технологии обеспечит создание оборудования, позволяющего сократить продолжительность технологической подготовки производства трудоемких изделий сложной формы в 3 - 5 раз и ускорить внедрение в производство новых изделий в среднем в 2,5 - 3 раза.
В рамках данного базового технологического направления предусматривается разработка следующих комплексных проектов:
1) создание технологий гарантированного электроснабжения для обеспечения безопасности особо ответственных объектов.
Работы по данному направлению обеспечат создание высокозащищенных систем внутреннего электроснабжения мощностью от 200 до 15000 кВт для объектов группы 1 (категория 1а) с использованием новых автономных источников энергии. В процессе выполнения работ будет создана демонстрационная энергетическая система и разработана основополагающая элементная база. Будут также разработаны опытные образцы компактных передвижных электростанций мощностью 100 - 200 кВт на основе генератора - силового преобразователя с микропроцессорным управлением с высокоскоростными (до 100 тыс. об/мин) газовыми турбинами с электромагнитными подшипниками для гарантированного электропитания потребителей. Реализация этих мероприятий позволит обеспечить как гарантированное энергоснабжение особо ответственных потребителей, так и широкое внедрение малой энергетики при строительстве объектов жилищно-коммунального хозяйства и промышленных объектов, удаленных от энергосетей;
2) создание технологий и оборудования для изготовления фотоэлектрических преобразователей и фотоприемных модулей на основе многослойных наноструктур.
Будут разработаны технологии и оборудование для изготовления фотоэлектрических преобразователей и фотоприемных модулей с коэффициентом полезного действия более 30 процентов и организовано на их основе производство космических солнечных батарей с удельным энергосъемом более 300 Вт/кв.м и увеличенным более чем в 2 раза сроком службы. Для получения "солнечного" электричества в наземных условиях будут разработаны технологии и переданы для промышленного производства наноструктурные фотопреобразователи и модули с коэффициентом полезного действия более 35 процентов при 1000-кратном концентрировании наземного солнечного излучения и в 1,5 - 2 раза меньшей стоимостью по сравнению с существующими преобразователями;
эффективные и безопасные методы и технологии получения, хранения и использования водорода, научные основы и базовые технологии развития атомно-водородной энергетики, опытные установки для производства синтетического топлива в составе атомно-водородных комплексов;