Композиты нашли широкое применение в ракетно-космической технике (РКТ). Современные композиционные материалы позволяют уменьшить массу, повысить прочность, жесткость, химическую и тепловую стойкость конструкции, что в свою очередь позволяет увеличивать массу полезного груза для ракеты-носителя (РН). Разработчиками активно используются бороалюминиевые, бораэпоксидные, углепластики, органопластики и углепластики.

Поиск патентных публикаций (патентные заявки, патенты на изобретения, полезные модели) по теме "Топливные баки и корпусные конструкции для изделий ракетно-космической техники из композиционных материалов" проводился в следующих базах патентной информации:

В результате поиска по группам МПК B64G, F17C 1/00, B60K 15/00, F02K9/00 и ключевым словам composite, composition material, spacecraft было получено распределение патентных публикаций по странам за период c 1997 г. по 2022 г., представленное на рисунках 2 и 3.

Из распределений, представленных на рисунках 2 и 3, явным образом прослеживается ежегодно растущая востребованность технический решений по рассматриваемому направлению. С точки зрения географии патентования наибольший интерес для исследователей и разработчиков вызывают Китай, США и страны Европы как потенциальные рынки сбыта.

На рисунке 4 представлено распределение патентных публикаций по организациям в мире по теме "Топливные баки и корпусные конструкции для изделий ракетно-космической техники из композиционных материалов" в период с 1997 г. по 2022 г. (представлена первая десятка с наибольшим количеством).

Согласно представленному распределению (рисунок 4) охранные документы на свои разработки получают преимущественно мировые промышленные корпорации и научные институты Китая.

Далее детально рассмотрена патентная активность представителей из разных стран, вошедших в топ-10.

Компания Boeing Company (США) является одной из ведущих мировых аэрокосмических компанией. Boeing разрабатывает, производит и обслуживает коммерческие самолеты, оборонную продукцию и космические системы для заказчиков в более чем 150 странах. Стоит отметить, что у компании есть опыт разработки инновационных решений в том числе в области материаловедения. Еще в 2015 году Boeing представил "самый легкий в мире" материал, состоящий на 99,9 % из воздуха. Для демонстрации феноменальной лёгкости нового материала учёные поместили его на цветок одуванчика, который не деформировался под весом образца.

В целом в космическом направлении компания проводит колоссальные работы. Например, 16 ноября 2022 года состоялся долгожданный первый запуск ракета-носителя SLS (Space Launch System) c космическим кораблем Orion и серией кубсатов. Запуск прошел успешно, следующая миссия по запуску уже команды астронавтов на Луну запланирована на 2024 год.

Как следует из выборки компания Boeing преимущественно рассматривает отечественный рынок, а также ряд стран Европы в качестве поля деятельности и критически важных областей для охраны своих разработок.

Новые публикации:

Государственный исследовательский университет Харбинский институт технологий (Harbin institute of technology, HIT) неизменно входит в топ лучших университетов Китая. Основными направлениям подготовки являются наука и инженерное дело. Касательно инновационной деятельности и коммерческих проектов Харбинский институт технологий преуспевает в спутниковых технологиях, робототехнике, материаловедении, производственных технологиях и информационных технологиях. Другие области оборонных исследований включают ядерные технологии и технологии создания электордвигателей. Харбинский институт технологий наиболее известен своими аэрокосмическими исследованиями и наличием множества проектов с государственной компанией, специализирующейся на разработке баллистических ракет большой дальности и спутниковых технологий – China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC).

Как видно по рисунку 6 HIT нацелен на развитие в границах своей страны. При этом результатом такой стратегии при глобальном рассмотрении будет наполнение мирового уровня техники техническими решениями в рассматриваемом направлении. Подобный подход напрямую не влияет на деятельность технологичных компаний, однако все же ограничивает их в части получения охраны на схожие разработки.

Новые публикации:

Французская химическая компания Arkema, образованная отделением от TotalEnergies SE в 2006 году, специализируется преимущественно на разработке клеев, передовых материалов и покрытиях, также затрагивает область интермедиатов.

Для компании Arkema основными юрисдикциями для охраны разработок являются Китай, США и Южная Корея. При этом, исходя из данной выборки, компания не получала правовою охрану разработок на территории РФ.

Новые публикации:

Здесь стоит отметить, что перечисленные публикации помимо одинакового наименования имеют и одну дату приоритета. Вся разница раскрывается в формуле изобретения. Техническое решение было разделено и, несмотря на схожесть пунктов, в каждой патентной публикации охраняется своя часть разработки Arkema. Таким образом компания, кроме того, что перекрывает своими патентными публикациями больше тематических направлений, так и получает соответствующую гибкость и свободу в разработке дальнейшей стратегии по коммерциализации своего технического решения.

Деятельность американской публичной компании Hexcel направлена на разработку и производство промышленных материалов. На текущий момент Hexcel имеет 1,350 патентов и патентных заявок по всему миру. Компания известна рядом прорывных разработок. Как указано на официальном сайте компании, Hexcel первой разработала клей для приклеивания металла к металлу, что позволило снизить вес самолета и произвело революцию в отрасли. Также Hexcel была первой компанией, которая начала производить соты в промышленных масштабах. Компания сыграла важную роль в разработке первых препрегов для использования в лопатках ветряных турбин. Из материалов Hexcel (алюминиевых сот) были изготовлены энергопоглощающие подножки Apollo 11.

В истории Hexcel есть такие значимые совместные проекты, как создание термопластичных композитных решений для аэрокосмической промышленности с Arkema, предоставление услуг по оснащению передовыми композитами аэрокосмичекские, оборонные и промышленные рынки с Gazechim и разработка перерабатываемых препреговых композитов из углеродного волокна с Fairmat. В топ-3 стран патентования для Hexcel входят США, Китай и страны Европы.

Новые публикации:

Toray Industries Inc. – японская химическая корпорация (публичная компания), входящая в Mitsui Group. В перечень основных направлений деятельности входит производство синтетических волокон (нейлон, полиэстер, акрил), тканей и готовых изделий из них, производство промежуточных веществ для производства синтетических волокон, полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика, химикатов для полупроводниковой промышленности, композитные материалы на основе углеродного волокна, производство промышленного оборудования, строительных материалов, систем очистки воды, проектирование и строительство, а также производство лекарственных препаратов и медицинского оборудования.

Toray Industries Inc. преимущественно охраняет свои разработки на территории Японии. Далее по значимости для компании идут страны Европы и США.

Новые публикации:

Благодаря детальному анализу активности компаний с наибольшим количеством патентных публикаций представляется возможность рассмотреть различных подходы к стратегии правовой охраны технических решений, в частности выбор юрисдикций патентования.

Разработки, предлагаемые компаниями для корпусных конструкций изделий РКТ, преимущественно связаны с покрытиями, в частности, обладающими высокой жаростойкостью. Техническое решение, непосредственно разработанное для топливных баков, среди крайних патентных публикаций встречается только у 1 ведущей компании.

По распределению, представленному на рисунке 10, прослеживается позитивная динамика роста востребованности рассматриваемого направления, однако после пика в 2019 году, уровень количества патентных публикаций снижается.

Далее представлено распределение по странам заявителей, подающих в российское ведомство, и непосредственно по самим компаниям. (Рисунки 11 и 12)

Из распределений, представленных на рисунках 11, 12 можно сделать вывод, что есть множество отечественных организаций, обладающих патентом (патентной заявкой) на разработку в рассматриваемом направлении. И все же количество патентных публикаций в портфеле прав каждой организации отдельно невелико, с чем связано преобладание представителей из других стран в распределении на первых позициях. В целом более 100 организаций являются правообладателями минимум одной патентной публикации, содержащей техническое решение по рассматриваемому направлению.

Оценка публикационной активности среди отечественных разработчиков и исследователей в области разработки композитов для изделий ракетно-космической техники также способствует определению востребованности рассматриваемого направления.

На рисунке 13 представлено распределение публикаций непатентной литературы по теме "Топливные баки и корпусные конструкции для изделий ракетно-космической техники из композиционных материалов" в период с 1997 г. по 2022 г. (по данным портала eLibrary).

Из распределения на рисунке 14 можно сделать вывод, что в публикационной деятельности лидируют образовательные учреждения. Среди представителей ракетно-космической отрасли ведущими являются АО «РЕШЕТНЁВА» и АО «Композит».

При рассмотрении отечественного рынка явно прослеживается востребованность разработок в области композитов (Рисунки 10 и 13). Но несмотря на актуальность работ, описывающих технологии создания композитов или способы их применения для изделий РКТ, приводимых авторами в непатентной литературе, непосредственно запатентованных разработок в данном направлении небольшое количество. Такая тенденция может свидетельствовать об отсутствии большого интереса в отечественном рынке как юрисдикции для патентования со стороны представителей из других стран. Кроме того, как российские организации, так и зарубежные компании вполне могут охранять свои передовые разработки в соответствующем режиме тайны или секрета производства. Выбор подобной стратегии может объясняться влиянием, оказываемом на характеристики продукта, от внедрения нового композиционного материала (например), особенно, когда речь идет об аэрокосмической промышленности.

При решении занять нишу в рассматриваемом направлении стоит учитывать, что конкуренцию на этом рынке составляют не только научные организации и предприятия космической отрасли, но и компании химической и смежных областей, в деятельность которых входит (потенциально может входить) разработка композиционных материалов. Подобные организации рассматривают в качестве своих рынков сбыта широкий спектр направлений, куда определенно включена и космонавтика.

В результате анализа патентной информации в рассматриваемом направлении было получено распределение патентных публикаций по группам МПК (рисунок 14).

В результате анализа было выявлено, что патентные публикации распределяются по следующим группам МПК:

Среди групп СПК, указанных в патентных публикациях, стоит обратить внимание на

Остальные преимущественно дублируют уже перечисленные группы МПК.

Технологию создания композиционных материалов вполне можно назвать одним из величайших изобретений. Ее появление затронуло почти каждую область деятельности человека. И, конечно, аэрокосмическая промышленность – одно из тех направлений, которое больше остальных смогло оценить преимущества данной инновации.

За последние 25 лет наиболее актуальными юрисдикциями для патентования разработок по теме "Топливные баки и корпусные конструкции для изделий ракетно-космической техники из композиционных материалов" оказались Китай, США и страны Европы. Россия уверено занимает свою позицию в первом десятке ведущих юрисдикций. Лидерство Китая получено преимущественно за счёт своих же представителей, однако и иностранные организации предпочитают включать китайский рынок в стратегию патентования как один из приоритетных.

На отечественном и мировом рынках лидирующую позицию занимает американский авиакосмический гигант – компания Boeing.

При рассмотрении патентных публикаций приоритетными вопросами для разработчиков являются жаростойкость и возможности теплозащиты разрабатываемых материалов.

Основываясь на полученных результатах, в целом, можно прийти к выводу о насыщенности рынка патентования техническими решениями по рассматриваемому направлению, при этом ее сопровождает непадающая актуальность данной научной области среди авторов научно-технической литературы. Исследователи продолжают заниматься поиском и разработкой, но достижение прорывных результатов стало более затруднительным.

Желание компаний продолжать работу в таком востребованном направлении несет соответствующий риск - не только не получить прибыль, но и просто не окупить затраченные на НИОКР средства. Кроме того, необходимо учитывать, что в данном случае на мировом рынке есть игроки как космического сегмента, так и других областей, в сферу деятельность которых входит создание композитов, а значит идеи должны проходить через более широкий анализ и оценку перед тем, как трансформироваться в техническое задание или в инвестиционный проект. В случае все же организации НИОКР такие работы обязаны включать периодический мониторинг литературы на предмет появления новых технических решений и оценку свободы действий, если они нацелены на получение максимального результата.

Для идентификации принадлежности национальных патентных ведомств используется международный классификатор стран мира. Двухбуквенные коды стран и организаций соответствуют стандарту ВОИС ST.3

В России Постановлением Госстандарта от 14.12.2001 № 529-ст (в актуальной редакции) действует Общероссийский классификатор стран мира (ОКСМ). ОКСМ гармонизирован с Международным стандартом ИСО 3166-97 «Коды для представления наименований стран», разработанным Международной организацией по стандартизации (ИСО), и Межгосударственным классификатором стран мира МК (ИСО 3166) 004-97.

В настоящем дайджесте были использованы следующие сокращения:

Литература