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