Новости

12.04.2012 17:18
Рубрика: Digital

Российские ученые создали "стекла-невидимки"

Космические ноу-хау ручной сборки и стекла-невидимки

Россия становится мировым лидером в производстве открытых  платформ для космических аппаратов нового поколения. По ряду важнейших технических характеристик они превосходят зарубежные аналоги. А очень скоро отечественные композиционные материалы станут в нашем авиастроении так же привычны, как металл.

Накануне Дня космонавтики Обнинское научно-производственное предприятие "Технология", бывшее когда-то совершенно секретным, открыло свои двери для журналистов. Корреспондент "РГ" был одним из немногих, кто увидел настоящие тайны высоких технологий. Встречая журналистов, гендиректор предприятия Олег Комиссар напомнил, в общем-то, известную истину. Он сказал: "По своей сути процесс создания авиационной, ракетно-космической и военной техники всегда был инновационным, так как достижение принципиально новых характеристик связано с непрерывными исследованиями и поисками новшеств как в области материаловедения, конструкции, технологии изготовления, так и в методах управления процессами создания новой наукоемкой продукции".

И можно добавить: там, где привычное и поднадоевшее слово "инновация" не пустая декларация, а реальное дело, совершаются настоящие чудеса.

Обнинскому предприятию, созданному в 1959 году, когда-то было определено весьма скромное направление в оборонном секторе авиапрома. Здесь разрабатывали стекла для реактивных самолетов, световое оборудование для аэродромов и радиопрозрачные обтекатели для управляемых ракет. Когда СССР развалился, авиастроение в новой России едва не умерло. Предприятие было обречено, но его спасли разработанные здесь уникальные технологии в области карбоновых композитов, которые создавались в рамках программы "Буран". Они оказались востребованы в космическом ракетостроении.

В 1990-е годы Россия стала активным игроком на мировом рынке космических пусковых услуг.  И тут выяснилось, что даже  самые лучшие советские ракеты-носители были перетяжелены, так как оболочки третьих ступеней и обтекатели изготавливались в основном из алюминия или стеклопластика. Мало того, что эти материалы  -  относительно тяжелые, они не являются звукоизолирующими. А зарубежные научные космические аппараты, которые в массовом порядке стали запускать с Байконура и Плесецка, не могли перенести рев в 100 децибел, издаваемый ракетным двигателем на старте. Для звукоизоляции под обтекатели даже забивали маты - совершенно лишний вес.

И когда для "Протона-М" корпуса третьих ступеней и головные обтекатели изготовили из карбоновых композитов,  общий вес конструкции уменьшился сразу на полторы тонны. Для ракетостроения это - революционный скачок, так как там бьются за снижения веса хотя бы на килограмм и даже сотню граммов.  При этом была достигнута идеальная звукоизоляция, и надобность в совершенно лишнем грузе матов отпала.

Замдиректора научно-производственного комплекса по разработке и производству композиционных материалов Анатолий Свиридов отметил, что при широком использовании современных автоматизированных технологий, самые ответственные элементы, в которых используются композиты, выкладываются все-таки вручную на специальных шаблонах. По словам Свиридова, при этом качество работ и производительность получаются даже выше, чем на Западе.

Еще одно интересное направление. Раньше научно-исследовательскую аппаратуру, выводимую в космос, помещали в герметичный контейнер, который заполняли жидким азотом для постоянного охлаждения. Это было связано с тем, что разница температур на солнечной стороне и в тени мгновенно менялась от +200 до -200 градусов по Цельсию. Не выдерживал металл, на котором крепилась аппаратура, да и сама она не любила таких скачков. Спутники отличались низкой надежностью, быстро выходили из строя из-за неизбежной разгерметизации контейнеров и утечки азота.

В Обнинске совместно с НПО имени "Лавочкина" разработали  специальные, опять же композиционные, тепловые панели, так называемой, пассивной системы терморегулирования, внутри которых по тонким алюминиевым трубочкам циркулирует охлаждающее вещество. На них уже и крепится научная аппаратура. Надежность космических аппаратов, собираемых по новой технологии, возросла многократно.  Гарантийный срок работы спутников на орбите увеличился с 3-5 до 12-15 лет.

По словам заместителя гендиректора по научно-производственной деятельности Анатолия Хмельницкого, в год выпускается около 170 панелей, что позволяет комплектовать 20 спутников. Европейская корпорация "Астриум", выпускающая аналогичные изделия, комплектует всего 5-7 спутников в год. При этом у них на сборке занято почти 200 человек, а у нас - 25, и площадь французского сборочного цеха -  в десять с лишним раз  превышает российский.  

В Обнинске на производство спутниковой панели от получения техзадания, разработки проекта и до сборки конечной продукции уходит менее трех месяцев, на Западе - почти год.

Очень важная технологическая деталь. К панелям клеят специальные стекла (закладные элементы) в количестве до 1500 штук, толщиной 120 микрон и зазором между ними - 100 микрон. В США и Западной Европе операцию выполняют дорогостоящие и сложные в обслуживании роботы. В России это делают вручную. А производительность и точность склейки в несколько раз выше, чем у робота. Когда западные специалисты сравнили, что и как делается у них, а что в России, они испытали состояние близкое к шоку. Этого не может быть! Но это есть.

Важнейший элемент космических аппаратов, как пилотируемых, так и автоматических - солнечные батареи. От них зависит энергетика, а значит и жизнедеятельность космических посланников Земли. В России разработано новое поколение солнечных батарей, которые позволят при минимальной их массе переводить в электроэнергию до 30% световой энергии Солнца.  Вклад Обнинска - создание для этих батарей каркаса на основе карбона. Он обладает уникальными прочностными характеристиками, а весит всего 480 граммов на квадратный метр. У западных аналогов, для сравнения, этот параметр - более полутора кг на квадратный метр. Именно такие каркасы выбраны для батарей на уникальный космический аппарат "Гелио-зонд", который планируют отправить в сторону нашего светила для более детального его изучения.

Мы уверены, что вся продукция отечественного машиностроения уступает зарубежным аналогам по всем параметрам. Однако сказанное выше свидетельствует о том, что сейчас уже не все западные технологии, даже космические, дотягивают до уровня российских. По важнейшим и наукоемким направлениям Россия выходит в лидеры. Нам есть, чем гордиться, но мы об этом и не догадываемся.

А теперь немного об авиации - той сфере деятельности, с которой и начиналась история Обнинской "Технологии".

На Западе в гражданское авиастроение активно внедряются углепластики. Американцы называют свой новейший "Лайнер мечты" самолетом с "черным крылом". Скоро такие крылья будут и у нас. И работы начнутся не на пустом месте, так как первые "черные крылья" появились в России в начале 90-х годов прошлого века на самолетах ОКБ Сухого Су-47 "Беркут" и Су-29.

Не забывают на предприятии и про стекло. Широко используются специальные наноразмерные покрытия, которые творят чудеса. Антибликовые делают их невидимыми для человеческих глаз, и кажется, что пилот летит на огромной скорости в открытой кабине. Другие, наоборот, отражают слишком яркий солнечный свет, насыщенный ультрафиолетом, и рассеивают электромагнитное излучение, делая кабину невидимой для вражеских радаров. Кстати, такие покрытия, но иного технологического уровня, могут весь самолет превратить в "невидимку".

Я поинтересовался: не в Сколково ли разработаны эти уникальные нанотехнологии. Мне ответили: сколковским инноваторам до такого уровня разработок, как до Луны.

Расставаясь с журналистами, руководитель холдинга "РТ-Химкомпозит", в который входит обнинское предприятие, Сергей Сокол сказал, что лично он верит - отечественные высокие технологии, в том числе, по производству композиционных материалов нового поколения, займут лидирующее место на мировом рынке. Тем более что по ряду направлений мы уже впереди.

error 404
Подписка на первое полугодие 2017 года
Спроси на своем избирательном участке