В Приамурье представили инновационный композит для космической отрасли

Амурская студентка Александра Рычкова реализует проект по созданию инновационного материала. Его основные свойства - легкость, прочность и виброустойчивость. Ожидается, что композит будет применяться в космической технике, а отработав, сможет сгореть в атмосфере, не создавая лишний мусор на орбите. Александра учится в АмГУ, в Институте компьютерных и инженерных наук по специальности "Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов" - то есть на "космическом" факультете. О своей разработке девушка рассказала в интервью "РГ".

Александра, из чего состоит материал, который вы разрабатываете?

Александра Рычкова: Это арамидные волокна* и полимерная матрица - сейчас мы рассматриваем вариант эпоксидной матрицы. Они соединяются между собой с помощью технологии вакуумной инфузии. Проще говоря, "ткань" соединяется смолой в вакууме.

Ни официального, ни неофициального названия у материала пока нет. Однако на данный момент есть прямоугольные образцы размером 50 на 250 миллиметров. В большинстве ГОСТов как раз такие габариты указаны для проведения испытаний, по крайней мере прочностных. Внешне это твердый материал желтого цвета больше похожий на пластик.

Каковы его основные свойства?

Александра Рычкова: Самое главное - прочностные характеристики. Сгораемость и утилизация - это уже второстепенные. Нельзя внедрить материал в аэрокосмическую технику, если он не будет соответствовать требованиям прочности. И по этим показателям композит как минимум не должен уступать имеющимся аналогам, уже используемым в аэрокосмической отрасли, - углепластикам и алюминиевым сплавам. Важно добиться, чтобы он был на том же уровне или превосходил их. И в таком случае как раз второстепенное свойство в виде утилизации в атмосфере может дать преимущество.

За счет чего он будет сгорать в атмосфере?

Александра Рычкова: Температура плюс кислород приведут к появлению мелкодисперсной пыли, и при горении не будет образовываться крупных обломков, как это происходит в случае с алюминием. В таком случае можно работать без вывода отходов на орбиты, которые начинают уже переполняться за счет того, что там уже слишком много космических аппаратов или их частей.

А когда ракета только взлетает, тоже идут серьезные нагрузки. Материал не разрушится?

Александра Рычкова: Да, здесь есть определенные риски, я их полностью осознаю. Нужны дополнительные испытания. Надеюсь, что грант, который я выиграла (грант всероссийского конкурса "УМНИК-2025", проводимого Фондом содействия инновациям. - Прим. ред.), поможет провести их, и тогда уже можно будет точно сказать, способен ли материал помимо вибрационных нагрузок выдержать и температурные.

Где именно вы предлагаете использовать вашу разработку?

Александра Рычкова: Сначала я рассчитывала, что это будет вторая ступень ракеты-носителя. Но потом поняла, что материал лучше приспособить к верхней ступени и к приборным отсекам. Там главные требования - виброустойчивость и прочность. По исследованиям, которые уже проведены, композит должен выдерживать. Приборный отсек находится чуть дальше от переходных отсеков и двигателей. Не исключаю, что если вдруг будут не те результаты, на которые рассчитываем, можно переориентировать материал и на малые космические аппараты, те же кубсаты.

В ходе испытаний материал показал высокую прочность и виброустойчивость. Фото: Амгу

Теперь предстоит проверить композит на ударную вязкость, растяжение, сжатие, изгибы, какие только можно. Это и исследование термоокислительной стабильности, и кинетики самой термодеструкции, то есть как материал будет гореть, сколько он потеряет в массе в определенном температурном диапазоне. Потом - анализ химического состава и токсичности продуктов сгорания. Может быть, станет ясна потребность в каких-то дополнительных доработках.

Обязательная регистрация предполагается в рамках выполнения обязательств перед Фондом содействия инновациям - в мае-июне следующего года.

* Арамидные волокна - синтетические волокна на основе ароматического полиамида. Полиамиды - пластмассы на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений.