Venemaal on välja töötatud uued tehnoloogiad sõjaväe- ja tsiviillennukite kabiinide klaaside valmistamiseks silikaatklaasist. Sellised tooted osutuvad kergemaks ja tugevamaks kui siis, kui need oleksid loodud varem kasutatud orgaanilistest materjalidest. Silikaatklaasi kasutatakse ka muudes valdkondades, alates kosmoseuuringutest kuni elamuehituseni.
Kosmoseuurijate seas on juba mitu aastat arutletud rahvusvahelise kosmosejaama ohutuse hindamise ja toimimise üle. Fakt on see, et ISSi Vene segmendis on paigaldatud 13 akent. ISS -i ühistel aruteludel tehakse ettepanek sulgeda Venemaa segmendi aknad pimedate pistikutega, kuna mikrometeoriitide löögi tõttu on klaasil defekte - nende sõnul võib jaama turvalisus paraneda. Kuid Venemaa poole esindaja - tehnilise klaasi teadusliku uurimisinstituudi (NITS) direktor, austatud teadlane, Vene Föderatsiooni inseneriteaduste akadeemia asepresident, tehnikateaduste doktor, professor Vladimir Solinov seisab kindlalt - aastaid on säilinud jääktugevus pärast kosmose mikroosakeste lööki ning mitmesugused kiirgus- ja muud kosmosest lähtuvad ohud ei mõjutanud instituudis loodud akende ega meeskonna turvalisust, seetõttu pole põhjust piirata meie planeedi vaatlus, "varjata" kosmonautide tööd orbitaaljaama vene moodulites.
Orbitaaljaama luugid on vaid üks vähestest NITSi toodetud toodetest. Põhiosa Moskva edelaosas asuva instituudi teadlaste ja tehnoloogide tööst on muidugi seotud struktuuroptika, klaaside või, nagu siin öeldakse, "keeruliste läbipaistvate optiliste süsteemide" loomisega lahingumasinate jaoks. neljanda ja viienda põlvkonna UAC tehased. Ja igal aastal on lennundusele palju rohkem tööd.
Silikaat või orgaaniline
Fotol: T-50 esiklaasi toorikud karastavas kassetis.
Silikaatklaas on ainulaadsete omadustega materjal. Selle läbipaistvus, kõrge optika, kuumuskindlus, tugevus ja võime kasutada erinevaid katteid muudavad selle lennukite klaasimiseks hädavajalikuks. Aga miks eelistati välismaal ja meie riigis lennukikabiinide klaasimisel orgaanilist ainet? Ainult ühel põhjusel - see on lihtsam. Nad ütlevad ka, et silikaatklaas on liiga habras.
Viimastel aastatel on NITS -i materjaliteadlaste areng võimaldanud radikaalselt muuta silikaatklaasi kui rabeda materjali kontseptsiooni. Kaasaegsed tugevdamismeetodid võimaldavad anda kaasaegsetele lahingulennukitele klaasistust, mis on piisav, et taluda kiirusega 900 km / h umbes kahe kilogrammi kaaluva linnu lööki.
“Tänaseks on pinnakihis kõvenemise meetod end ammendanud. On aeg muuta klaasi sisemist struktuuri, selle puudusi,”ütleb Vladimir Solinov. Nii kummaline kui see ka ei tundu, aitavad seda kaasa lääne poolt kehtestatud sanktsioonid. Fakt on see, et isegi "sanktsioonide eelsetel" aegadel ei tarninud välisfirmad NATO otsusega Venemaale parema kvaliteediga silikaatklaase, mida seal eriotstarbel kasutati. See sundis NITS -i kasutama arhitektuuriklaasi. Kuigi Venemaa tootjad toodavad miljoneid ruutmeetreid sellist klaasi, ei sobi selle kvaliteet lennunduses kasutamiseks.
Appi tuli impordi asendamine: Moskvas käivitati uus klaasitööstusele põhimõtteliselt uudne teadus- ja arendustegevuse ning seadmete projekteerimise projekt.
Selle peal testitakse kõiki vene prioriteediga klaasisünteesi protsesse.
Projekt usaldati noorele teadlasele Tatjana Kiselevale. 26-aastane Venemaa keemiatehnika ülikooli vilistlane. D. I. Mendeleeva on labori juhataja, 2015. aastal kaitses ta oma lõputööd. Mendelejevka klaasiosakonnas uuris Tatjana läbipaistvate raudrüüde omadusi. Üks tema professionaalseid väljakutseid on välja töötada klaas, mis oleks omaduste poolest parem kui üks maailma parimaid analooge - herkulitklaas, mida Venemaa pole veel tootnud.
Projekt põhineb uuel originaalsel klaasi sulatamise meetodil. Juba täna on labor saanud klaasiproove, mille konstruktsioonitugevus on kolm korda suurem kui traditsioonilisel meetodil saadud analoogid. Lisage sellele olemasolevad kõvenemismeetodid ja saate klaasi, mille tugevus on mitu korda suurem kui paljude legeerteraste tüübid. Vastupidavam klaas teeb kergemad tooted. Siiski tuleb märkida, et orgaanilise klaasi arendajad parandavad pidevalt oma toodete tehnilisi näitajaid, vaidlus selle üle, milline klaas on parem, pole lõppenud.
Laternad T-50 jaoks
Fotol: klaaside komplekt lennukile T -50 - eesmine visiir ja kokkupandav osa.
Kujutage ette mitme ränidioksiidklaasist plaadi pakki, mida soovite kiirendada lennuki esivisiiri.
Umbes nelikümmend aastat tagasi töötasid NITSi spetsialistid välja sügava painutamise tehnoloogia. Mitu klaasikihti pannakse spetsiaalsesse ahju. Klaas paindub mitu tundi kõrgel temperatuuril oma kaalu all, saavutades soovitud kuju ja kumeruse. Vajadusel suruvad toorikut spetsiaalsed mehhanismid, sundides seda painutama vastavalt spetsiaalsele ajakavale.
Esmakordselt maailmas on seda tehnoloogiat kasutades hävitaja MiG-29 asendanud kolmest klaasist koosneva laterna ühe silikaadivaba klaasiga.
Kiiruse kasvades suurenesid nõuded klaaside kuumuskindlusele, millega orgaaniline klaas enam hakkama ei saanud. Samal ajal karmistati optilisi ja nähtavuse nõudeid. Mitu aastat tagasi töötati koostöös ettevõttega Sukhoi Company, United Aircraft Corporation välja uus tehnoloogia T-50 klaasi tootmiseks.
Arendust rahastasid lennukitootjad, osaliselt tööstus- ja kaubandusministeerium. Ettevõtte tehnilise ümberehituse läbiviimisel anti märkimisväärset abi, ütleb UAC tehnoloogiakeskuse direktor Juri Tarasov.
Seetõttu on lennuki T-50 esiklaas peaaegu kaks korda suurem kui MiG-29 visiir ja klassikalisest silindrist pärit toote kuju on muutunud keerukaks 3D-vorminguks.
Tulemus - esimest korda maailmas valmistati T -50 lennuki varikatuse esiosa ja kokkupandav osa (tootja Sukhoi) 3D -vormingus silikaatklaasist. Pealegi osutus nende osade kaal väiksemaks kui orgaanilisest klaasist.
Saavutatud tulemused andsid tõuke teiste tehaste õhusõidukite ja projekteerimisbüroode varustamiseks, mis kuuluvad UAC -sse, sarnaste klaasidega. Kohe tekkis vajadus moderniseerimise järele, asendades orgaanilised klaasid silikaadiga, näiteks lennukitel Yak-130, Su-35, MiG-31, MiG-35. Pärast sellist asendamist (st klaaside tugevusomaduste parandamist) saavutas näiteks MiG-35 esmakordselt kiiruse kuni 2000 km / h, st suutis lennata 40% kiiremini keskmiselt kui ükski teine lennuk maailmas.
Viimastel aastatel on Moskva teadlaste töö stiil tõsiselt muutunud. Umbes kolmsada NITSi spetsialisti täidavad täistsüklit - alates tehnilistest spetsifikatsioonidest kuni väiketootmiseni. See hõlmab tehnoloogia arengut ja klaasi kasutamisel võtmematerjalide valikut ning suurt katsetsüklit kõikide õhusõidukit mõjutavate tegurite kohta nii maapinnal kui ka õhus.
Kaasaegsele klaasile esitatakse mitmeid põhinõudeid, mille hulgas on lisaks suurele tugevusele ka optiline läbipaistvus, kõrge valguse läbilaskvus, vaatamisulatuse suurendamine, peegeldusvastased omadused, kaitse päikesekiirguse ja muu kiirguse eest, jäätumisvastane toime omadused, tagades ühtlase elektrilise takistuse.
Kõik see saavutatakse aerosool-, vaakum- või magnetronkattega. Võimsad ja keerukad seadmed, mis aurustavad metalli ja ladestavad selle klaaspinnale, võimaldavad NITS -il rakendada mis tahes katteid, sealhulgas neid, mis kaitsevad eritegurite eest.
See omaduste kogum võimaldab rääkida klaasist tootest kui keerukast optilisest süsteemist ning õhusõiduki kokpitisse kuuluva klaasi suure tugevusega omadused lõid uue teaduse ja tehnoloogia valdkonna ning võtsid kasutusele mõiste „struktuuroptika“tooted”(ICO).
Uued tehnoloogiad
Fotol: klaasilehe laadimine edasiseks töötlemiseks.
Kui toode - T -50 laterna hingedega osa - laaditakse ahjust edasiseks töötlemiseks maha, ei sarnane see vaevalt tulevase tootega. Klaasi painutamisel deformeeruvad tooriku servad ja neid on võimatu eemaldada teemanttööriistaga suurel toorikul, millel on keeruline geomeetriline kuju. Appi tuli laser. Robotikompleksi laserkiir mitte ainult ei lõika toorikut vastavalt selles sätestatud programmile, vaid suurendab serva sulatamisega ka toote serva tugevust, vältides pragude tekkimist. Suurte 3D-toodete laserlõikust kasutati esmakordselt Moskvas. See meetod patenteeriti märtsis 2012. Laserkiirt kasutatakse ka klaaspinna elektrit juhtiva kihi katkestamiseks, tekitades kuumutustsoonid. Pärast laserprotsessi näeb toorik üha enam välja nagu taskulamp T-50.
Pärast lõikamist töödeldakse igat toorikut viieteljelisel masinal. Ainulaadne korpus võimaldab sellel nullida esialgseid kinnituspingeid. Instituudi peatehnoloog Alexander Sitkin rääkis väljavaadetest kasutada kompleksi klaaspinna lihvimiseks ja poleerimiseks: tööd, mida vajadusel tehakse ainult käsitsi. Arendatud tehnoloogiad on instituudi uhkus.
Hiljuti paigaldati metallraamile hermeetiku abil valmis klaasplokk. Üleminek komposiitmaterjalidele, mille on välja töötanud NITS, võimaldas vähendada toote massi 25%, suurendada lindude vastupidavust ja klaasimisressurssi klaaspaketi ressursi tasemele. Võimalik oli klaasid välja vahetada põllul.
Kogu ICO tootmistsükkel kestab umbes poolteist kuud. Suurem osa toodetest läheb niinimetatud esmaabikomplektides UAC tootmisettevõtetesse, osa parandatakse tehaseid moderniseerimiseks ja osa õhuväe lennuväljadele. Põhiosa NITSi toodetest viiakse läbi riigikaitsekorralduse raames.
NITS ei soovi lahingumasinate klaaside omaduste kohta teavet jagada. Kuid on selge, et kodumaiste tsiviillennukite kokpiti jaoks välja töötatud klaasid on mitmete parameetrite poolest paremad kui imporditud klaasid.
Näiteks nagu näete NITS-i veebisaidil, on Tu-204 klaasi paksus 17 mm, Boeing 787-ga samade omadustega klaasi paksus on 45 mm.
V põlvkond
Viimase paari aasta jooksul on instituudi direktor Vladimir Solinov suutnud meeskonda oluliselt noorendada. Hiljuti 60. aastapäeva tähistanud Moskva lavastuses töötab nii noori kui ka kogenud spetsialiste. Mendelejevka vanemõpilased tulevad siia meelsasti. Tulles instituudis praktikale ja saades teada, et palgad on 70 tuhat rubla, algul võtavad nad tööle lihttöölised, siis kasvavad nad kiiresti tehnoloogide tasemele. Samuti on palju kogenud töötajaid.
Üks neist, Nikolai Yakunin, töötleb helikopterite klaasi. „Tulin siia kohe pärast sõjaväge, nelikümmend aastat tagasi. Aga kui poleks kõrget automatiseeritust, poleks see ilmselt säilinud. Mul on raske terve päev töötada isegi heas füüsilises vormis 30 kg kaaluva tootega,”ütleb Yakunin.
Inimesed ja küüned
Kogu maailmas kasutatakse paljudes teistes rahvamajanduse sektorites õhusõidukite ehitamiseks välja töötatud tehnoloogiaid, mis võimaldavad toota vajaliku tugevusega prille.
Mitu aastat tagasi tegi instituut silikaatklaasi suure tugevuse tõestamiseks … klaasnaelu. Nad peksid mind haamriga. Nad võiksid leida rakendust antimagnetiliste omadustega toodetes.
Samuti katsetati neid naelu ehitamise ajal, jahtide kere liimimisel klambrite asemel. Kuid küüned jäid ainult eksootilisteks. Nüüd pole kellelgi vaja tõestada klaasi kõrget tugevust - kõik NITSi tööd on tõendid selle iidse ja samal ajal täiesti uue materjali kõrge kvaliteedi kohta.
Instituudi direktor Vladimir Solinov kasutab kõiki oma võimalusi, et tõestada klaasi kõrge tugevuse tagamise vajadust, sealhulgas arhitektuuri ja ehituse osas.
Ta on Vene -Ameerika kosmoseohutuse komisjoni liige, mida arutati käesoleva artikli alguses, samuti riigiduuma all olev linnaarengu komisjon - lõppude lõpuks moodsate hoonete ehitamisel materjalidest on klaas. See tähendab, et lennunduseks välja töötatud tehnoloogiad ja materjalid muudavad lähitulevikus miljonite inimeste elu mugavamaks ja turvalisemaks.
