Rusijoje buvo sukurtos naujos technologijos karinių ir civilinių orlaivių salonų stiklinimui gaminti iš silikatinio stiklo. Tokie gaminiai pasirodo lengvesni ir tvirtesni, nei būtų sukurti iš anksčiau naudotų organinių medžiagų. Silikatinis stiklas taip pat naudojamas kitose srityse - nuo kosmoso tyrinėjimo iki būsto statybos.
Jau kelerius metus tarp kosmoso tyrėjų vyksta diskusijos dėl Tarptautinės kosminės stoties saugumo įvertinimo ir veikimo. Faktas yra tas, kad Rusijos TKS segmente yra 13 langų. Bendrų diskusijų dėl TKS metu siūloma uždaryti Rusijos segmento langus akliniais kamščiais dėl stiklo defektų pavojaus dėl mikrometeoritų poveikio - sakoma, kad stoties saugumas galėtų pagerėti. Tačiau Rusijos pusės atstovas - Techninio stiklo mokslinio tyrimo instituto (NITS) direktorius, nusipelnęs mokslininkas, Rusijos Federacijos inžinerinių mokslų akademijos viceprezidentas, technikos mokslų daktaras, profesorius Vladimiras Solinovas - tvirtai laikosi savo pozicijos. daugelį metų buvo išsaugota liekamoji jėga po kosminių mikrodalelių smūgio ir įvairios spinduliuotės bei kitos grėsmės iš kosmoso neturėjo įtakos institute sukurtų langų ir įgulos saugumui, todėl nėra priežasčių apriboti mūsų planetos stebėjimas, „užgožia“kosmonautų darbą Rusijos orbitinės stoties moduliuose.
Orbitinės stoties iliuminatoriai yra tik vienas iš nedaugelio NITS gaminamų gaminių. Pagrindinė Maskvos pietvakariuose įsikūrusio instituto mokslininkų ir technologų darbo dalis, žinoma, yra susijusi su struktūrinės optikos, stiklo arba, kaip čia sakoma, „sudėtingų skaidrių optinių sistemų“, skirtų koviniams lėktuvams, sukūrimu. ketvirtos ir penktos kartos, pagamintos UAC gamyklose. Ir kiekvienais metais aviacijai tenka kur kas daugiau darbo.
Silikatas arba organinis
Nuotraukoje: T-50 priekinio stiklo ruošiniai kietėjančioje kasetėje.
Silikatinis stiklas yra medžiaga, turinti unikalių savybių. Jo skaidrumas, aukšta optika, atsparumas karščiui, stiprumas ir galimybė naudoti įvairias dangas daro jį nepakeičiamu orlaivių stiklinimui. Tačiau kodėl stiklinant orlaivių kabinas užsienyje ir mūsų šalyje pirmenybė buvo teikiama organinėms medžiagoms? Tik dėl vienos priežasties - lengviau. Jie taip pat sako, kad silikatinis stiklas yra per trapus.
Per pastaruosius kelerius metus NITS medžiagų mokslininkų raida leido radikaliai pakeisti silikatinio stiklo kaip trapios medžiagos sampratą. Šiuolaikiniai stiprinimo metodai leidžia šiuolaikiniams koviniams orlaiviams suteikti stiklo, kurio pakanka, kad jis atlaikytų maždaug dviejų kilogramų sveriančio paukščio smūgį 900 km / h greičiu.
„Šiandien paviršinio sluoksnio kietėjimo metodas išseko. Atėjo laikas pakeisti stiklo vidinę struktūrą, jo trūkumus “, - sako Vladimiras Solinovas. Kaip bebūtų keista, tai palengvina Vakarų taikomos sankcijos. Faktas yra tas, kad net „prieš sankcijas“užsienio firmos NATO sprendimu nepateikė Rusijai geresnės kokybės silikatinių stiklų, kurie ten buvo naudojami specialiems tikslams. Tai privertė NITS naudoti architektūrinį stiklą. Nors Rusijos gamintojai gamina milijonus kvadratinių metrų tokio stiklo, jo kokybė netinkama naudoti aviacijoje.
Į pagalbą atėjo importo pakeitimas: Maskvoje buvo pradėtas naujas mokslinių tyrimų ir plėtros bei įrangos projektavimo projektas, kuris buvo iš esmės naujas stiklo pramonei.
Jame bus išbandyti visi stiklo sintezės procesai, turintys Rusijos prioritetą.
Projektas buvo patikėtas jaunai mokslininkei Tatjanai Kiseleva. 26 metų Rusijos chemijos technologijos universiteto absolventas. D. I. Mendelejeva yra laboratorijos vadovė, 2015 metais ji apgynė disertaciją. Stiklo skyriuje Mendelejevkoje Tatjana studijavo skaidrių šarvų savybes. Vienas iš jos profesinių iššūkių yra sukurti stiklą, kurio savybės būtų pranašesnės už vieną geriausių pasaulio analogų - herkulit stiklo, kurio Rusija dar nėra pagaminusi.
Projektas paremtas nauju originaliu stiklo lydymo metodu. Jau šiandien laboratorija gavo stiklo pavyzdžių, kurių konstrukcinis stipris tris kartus didesnis nei analogų, gautų tradiciniu metodu. Prie to pridėjus esamus grūdinimo būdus, gaunamas stiklas, kurio stiprumas kelis kartus didesnis nei daugelio legiruoto plieno rūšių. Iš patvaresnio stiklo gaminami lengvesni gaminiai. Tačiau reikia pažymėti, kad organinio stiklo kūrėjai nuolat tobulina savo gaminių technines charakteristikas, ginčas dėl to, kuris stiklas yra geresnis, nesibaigė.
Žibintas T-50
Nuotraukoje: stiklo paketas lėktuvui T -50 - priekinis skydelis ir sulankstoma dalis.
Įsivaizduokite kelių silicio dioksido plokščių paketą, kurį norite supaprastinti greitojo lėktuvo priekinį skydelį.
Maždaug prieš keturiasdešimt metų NITS specialistai sukūrė gilaus lenkimo technologiją. Keli stiklo sluoksniai dedami į specialią orkaitę. Keletą valandų aukštoje temperatūroje pagal savo svorį stiklas lenkiasi, įgydamas norimą formą ir kreivumą. Jei reikia, specialūs mechanizmai stumia ruošinį, priversdami jį sulenkti pagal specialų grafiką.
Pirmą kartą pasaulyje, naudodamas šią technologiją, naikintuvas „MiG-29“pakeitė žibintą, kurį sudarė trys stiklai, vienu stiklu be silikato.
Padidėjus greičiui, padidėjo stiklo atsparumo karščiui reikalavimai, su kuriais organinis stiklas nebegalėjo susidoroti. Tuo pat metu buvo sugriežtinti optiniai ir matomumo reikalavimai. Prieš keletą metų, bendradarbiaujant su „Sukhoi Company“, „United Aircraft Corporation“, buvo sukurta nauja T-50 stiklo gamybos technologija.
Plėtrą finansavo orlaivių gamintojai, iš dalies - Pramonės ir prekybos ministerija. Didelė pagalba buvo suteikta atliekant techninę įmonės įrangą, sako UAC technologijų centro direktorius Jurijus Tarasovas.
Dėl to lėktuvo T-50 priekinis stiklas yra beveik du kartus didesnis už „MiG-29“skydelį, o gaminio forma iš klasikinio cilindro virto sudėtingu 3D formatu.
Rezultatas - pirmą kartą pasaulyje priekinė ir sulankstoma lėktuvo baldakimo T -50 (pagaminta „Sukhoi“) dalis buvo pagaminta iš 3D formato silikatinio stiklo. Be to, šių dalių svoris pasirodė mažesnis nei tuo atveju, jei jos būtų pagamintos iš organinio stiklo.
Pasiekti rezultatai davė impulsą įrengti kitų gamyklų orlaivius ir projektavimo biurus, kurie yra UAC dalis, panašiais stiklais. Iš karto atsirado poreikis modernizuoti, organinius stiklus pakeisti silikatu, pavyzdžiui, „Yak-130“, „Su-35“, „MiG-31“, „MiG-35“. Po tokio pakeitimo (ty pagerinus stiklo stiprumo charakteristikas), pavyzdžiui, „MiG-35“pirmą kartą pasiekė greitį iki 2000 km / h, tai yra, jis galėjo skristi 40% greičiau vidutiniškai nei bet kuris kitas orlaivis pasaulyje.
Pastaraisiais metais Maskvos mokslininkų darbo stilius labai pasikeitė. Apie tris šimtus NITS specialistų atlieka visą ciklą - nuo techninių specifikacijų iki mažos apimties gamybos. Tai apima technologijų plėtrą ir pagrindinių medžiagų pasirinkimą naudojant stiklą bei didelį visų ciklų, turinčių įtakos orlaiviui, bandymų ciklą tiek žemėje, tiek ore.
Šiuolaikiniam stiklui keliami keli pagrindiniai reikalavimai, tarp kurių, be didelio stiprumo, yra optinis skaidrumas, didelis šviesos pralaidumas, žiūrėjimo diapazono padidinimas, atspindinčios savybės, apsauga nuo saulės spindulių ir kitos spinduliuotės poveikio, apsauga nuo apledėjimo. savybės, užtikrinančios vienodą elektros varžą.
Visa tai pasiekiama padengiant aerozoliu, vakuumu arba magnetronu. Galinga ir sudėtinga įranga, išgarinanti metalą ir nusodinanti jį ant stiklo paviršiaus, leidžia NITS tepti bet kokias dangas, įskaitant tas, kurios apsaugo nuo specialių veiksnių.
Šis savybių rinkinys leidžia kalbėti apie stiklinimo gaminį kaip sudėtingą optinę sistemą, o didelio stiprumo stiklo savybės, kurios yra orlaivio kabinos dalis, sukūrė naują mokslo ir technologijų sritį ir įvedė terminą „struktūrinė optika“. produktai “(ICO).
Naujos technologijos
Nuotraukoje: stiklo lakšto pakrovimas tolesniam apdorojimui.
Kai gaminys - šarnyrinė T -50 žibinto dalis - iškraunamas iš krosnies tolesniam perdirbimui, jis beveik nepanašus į būsimą gaminį. Lankstant stiklą, ruošinio kraštai deformuojasi ir neįmanoma jų nuimti nuo didelio dydžio, sudėtingos geometrinės formos ruošinio, naudojant deimantinį įrankį. Į pagalbą išėjo lazeris. Robotų komplekso lazerio spindulys ne tik pjauna ruošinį pagal jame nustatytą programą, bet ir, lydydamas kraštą, padidina gaminio krašto stiprumą, neleidžia atsirasti įtrūkimams. Didelio dydžio 3D gaminių pjovimas lazeriu pirmą kartą buvo panaudotas Maskvoje. Šis metodas buvo užpatentuotas 2012 m. Kovo mėn. Lazerio spindulys taip pat naudojamas nupjauti elektrai laidų sluoksnį ant stiklo paviršiaus, sukuriant kaitinimo zonas. Po apdorojimo lazeriu ruošinys vis labiau primena žibintuvėlį T-50.
Po pjovimo kiekvienas ruošinys apdorojamas penkių ašių mašina. Unikalus korpusas leidžia jam nulis pradinių montavimo įtempių. Vyriausiasis instituto technologas Aleksandras Sitkinas kalbėjo apie perspektyvas naudoti kompleksą stiklo paviršiaus šlifavimui ir poliravimui: darbas, kuris, jei reikia, atliekamas tik rankiniu būdu. Sukurtos technologijos yra instituto pasididžiavimas.
Visai neseniai baigtas stiklo blokas su sandariklio pagalba buvo sumontuotas metaliniame rėme. Perėjimas prie kompozicinių medžiagų, sukurtų NITS, leido sumažinti produkto svorį 25%, padidinti atsparumą paukščiams ir įstiklinimo išteklius iki stiklo įstiklinimo išteklių lygio. Atsirado galimybė pakeisti stiklus lauke.
Visas ICO gamybos ciklas trunka apie pusantro mėnesio. Didžioji dalis produktų, vadinamųjų pirmosios pagalbos rinkinių, patenka į UAC gamybos įmones, dalis-į remonto įmones modernizavimui, o dalis-į oro pajėgų aerodromus. Pagrindinė NITS produktų dalis vykdoma pagal valstybės gynybos įsakymą.
NITS nenori dalytis informacija apie kovinių orlaivių stiklinimo ypatybes. Tačiau akivaizdu, kad vidaus civilinių orlaivių kabinai sukurti akiniai daugeliu parametrų yra pranašesni už importuotus.
Pavyzdžiui, kaip matote NITS svetainėje, „Tu-204“stiklo storis yra 17 mm, o „Boeing 787“stiklo storis, turintis tas pačias savybes, yra 45 mm.
V karta
Per pastaruosius kelerius metus instituto direktoriui Vladimirui Solinovui pavyko gerokai atjauninti komandą. Neseniai 60 -metį atšventusioje Maskvos gamyboje dirba ir jaunimas, ir patyrę specialistai. Vyresnieji Mendelejevkos mokiniai noriai atvyksta čia. Atėję į praktiką institute ir sužinoję, kad yra 70 tūkstančių rublių atlyginimai, iš pradžių juos įdarbina paprasti darbuotojai, tada jie greitai išauga iki technologų lygio. Taip pat yra daug patyrusių darbuotojų.
Vienas iš jų, Nikolajus Jakuninas, apdoroja sraigtasparnių stiklą. „Atvykau čia iškart po kariuomenės, prieš keturiasdešimt metų. Bet jei ne aukštas automatizavimo lygis, jis tikriausiai nebūtų išgyvenęs. Man sunku visą dieną dirbti net ir geros fizinės formos, kai gaminys sveria 30 kg “, - sako Yakuninas.
Žmonės ir nagai
Visame pasaulyje lėktuvų statybai sukurtos technologijos, leidžiančios pagaminti reikiamo stiprumo akinius, naudojamos daugelyje kitų šalies ekonomikos sektorių.
Prieš keletą metų, norėdamas įrodyti silikatinio stiklo stiprumą, institutas pagamino … stiklo vinis. Jie mušė mane plaktuku. Jie galėtų būti naudojami gaminiuose, turinčiuose antimagnetinių savybių.
Be to, šie vinys buvo išbandyti statybos metu, o ne spaustukai, klijuojant jachtų korpusus. Tačiau nagai liko tik egzotiški. Dabar niekam nereikia įrodyti didelio stiklo stiprumo - visi NITS darbai liudija aukštą šios senovinės ir tuo pačiu visiškai naujos medžiagos kokybę.
Instituto direktorius Vladimiras Solinovas, panaudodamas visas savo galimybes, įrodo, kad reikia užtikrinti didelį stiklo stiprumą, įskaitant architektūrą ir statybą.
Jis yra Rusijos ir Amerikos kosmoso saugos komisijos, kuri buvo aptarta šio straipsnio pradžioje, taip pat Miesto plėtros komisijos prie Valstybės Dūmos narys - juk statant modernius pastatus vis daugiau medžiaga yra stiklas. Tai reiškia, kad aviacijai sukurtos technologijos ir medžiagos netolimoje ateityje padarys milijonų žmonių gyvenimą patogesnį ir saugesnį.
