In Rusland is nuwe tegnologieë ontwikkel vir die vervaardiging van beglazing van die kajuite van militêre en burgerlike vliegtuie uit silikaatglas. Sulke produkte blyk ligter en sterker te wees as as dit gemaak is van organiese materiale wat voorheen gebruik is. Silikaatglas word ook op ander gebiede gebruik, van ruimteverkenning tot behuising.
Daar is al etlike jare 'n debat onder ruimte -navorsers oor die veiligheidsevaluering en werking van die Internasionale Ruimtestasie. Die feit is dat daar 13 vensters in die Russiese segment van die ISS geïnstalleer is. Tydens gesamentlike besprekings oor die ISS word voorgestel dat die vensters in die Russiese segment met blindproppe toegemaak word weens die gevaar van gebreke in die glas as gevolg van die impak van mikrometeoriete - volgens hulle kan die veiligheid van die stasie verbeter. Maar die verteenwoordiger van die Russiese kant - die direkteur van die Scientific Research Institute of Technical Glass (NITS), geëerde wetenskaplike, vise -president van die Akademie vir Ingenieurswetenskappe van die Russiese Federasie, doktor in Tegniese Wetenskappe, professor Vladimir Solinov staan op sy beurt - vir baie jare het die oorblywende sterkte nadat die impak van ruimte -mikropartikels behoue gebly het, verskillende straling en ander bedreigings uit die ruimte nie die veiligheid van die vensters wat by die instituut geskep is, sowel as die bemanning beïnvloed nie, daarom is daar geen redes om dit te beperk nie die waarneming van ons planeet, "verduister" die werk van ruimtevaarders in die Russiese modules van die baanstasie.
Porte vir die baanstasie is slegs een van die min produkte wat deur NITS vervaardig word. Die grootste deel van die werk van wetenskaplikes en tegnoloë van die instituut in die suidweste van Moskou hou natuurlik verband met die skepping van strukturele optika, beglazing, of soos hulle hier sê "komplekse deursigtige optiese stelsels" vir gevegsvliegtuie van die vierde en vyfde generasie wat deur die UAC -aanlegte vervaardig word. En elke jaar is daar baie meer werk vir lugvaart.
Silikaat of organies
Op die foto: T-50 voorruitspasies in 'n verhardende kasset.
Silikaatglas is 'n materiaal met unieke eienskappe. Sy deursigtigheid, hoë optika, hittebestandheid, sterkte en die vermoë om verskillende coatings te gebruik, maak dit onontbeerlik vir vliegtuigglas. Maar waarom is organiese materiaal die prioriteit gegee by die beglazing van vliegtuigkajuite in die buiteland en in ons land? Net om een rede - dit is makliker. Hulle sê ook dat silikaatglas te broos is.
In die afgelope paar jaar het die ontwikkelinge van NITS -materiaalwetenskaplikes dit moontlik gemaak om die konsep van silikaatglas as 'n bros materiaal radikaal te verander. Moderne versterkingsmetodes maak dit moontlik om glas vir moderne gevegsvliegtuie sterkte te gee wat voldoende is om die impak van 'n voël wat ongeveer twee kilogram weeg teen 'n spoed van 900 km / h te weerstaan.
'Vandag is die verhardingsmetode in die oppervlaklaag uitgeput. Dit is tyd om die interne struktuur van die glas en die gebrek daarvan te verander,”sê Vladimir Solinov. Hoe vreemd dit ook al mag lyk, word dit vergemaklik deur die sanksies wat die Weste opgelê het. Die feit is dat buitelandse ondernemings selfs in die "voor-sanksie" -tye, volgens die NAVO-besluit, nie 'n silikaatglas van verbeterde kwaliteit aan Rusland verskaf het wat daar vir spesiale doeleindes gebruik is nie. Dit het NITS genoop om argitektoniese glas te gebruik. Alhoewel Russiese vervaardigers miljoene vierkante meter van sulke glas vervaardig, is die kwaliteit daarvan nie geskik vir gebruik in die lugvaart nie.
Invoervervanging het tot die redding gekom: 'n nuwe projek vir R&D en ontwerp van toerusting wat fundamenteel nuut was vir die glasbedryf, is in Moskou van stapel gestuur.
Alle glas sintese prosesse met Russiese prioriteit sal daarop getoets word.
Die projek is aan die jong wetenskaplike Tatiana Kiseleva toevertrou. 26-jarige gegradueerde van die Russiese Universiteit vir Chemiese Tegnologie. D. I. Mendeleeva is die hoof van die laboratorium, in 2015 verdedig sy haar proefskrif. By die glasafdeling in Mendeleevka het Tatiana die eienskappe van deursigtige wapenrusting bestudeer. Een van haar professionele uitdagings is om glas te ontwikkel wat beter is as een van die beste analoë ter wêreld - herkulietglas, wat Rusland nog nie vervaardig het nie.
Die projek is gebaseer op 'n nuwe oorspronklike metode om glas te smelt. Reeds vandag het die laboratorium glasmonsters verkry, waarvan die strukturele sterkte drie keer hoër is as die analoë wat deur die tradisionele metode verkry is. Voeg hierby die bestaande verhardingsmetodes, en u kry glas, waarvan die sterkte verskeie kere hoër is as baie soorte legeringsstaal. Meer duursame glas maak ligter produkte. Daar moet egter op gelet word dat die ontwikkelaars van organiese glas voortdurend die tegniese prestasie van hul produkte verbeter, die geskil oor watter glas beter is, is nog nie verby nie.
Lantern vir T-50
Op die foto: 'n stel beglazing vir 'n T -50 -vliegtuig - 'n voorste vizier en 'n opvoubare deel.
Stel u voor 'n pakket met verskeie silika-glasplate wat u die voorste vizier van 'n hoëspoedvliegtuig wil vaartbelyn maak.
Ongeveer veertig jaar gelede het NITS -spesialiste die tegnologie van diep buiging ontwikkel. Verskeie lae glas word in 'n spesiale oond gelê. By hoë temperature onder sy eie gewig buig die glas etlike ure en kry die gewenste vorm en kromming. As dit nodig is, druk spesiale meganismes die werkstuk, wat dit volgens 'n spesiale skedule dwing om te buig.
Met die gebruik van hierdie tegnologie het die MiG-29-vegter vir die eerste keer ter wêreld die lantern, wat uit drie glase bestaan het, vervang deur een glas sonder silikaat.
Met 'n toename in die spoed, het die vereistes vir die hittebestandheid van die beglazing toegeneem, waarmee organiese glas nie meer die hoof kon bied nie. Terselfdertyd is die optiese en sigbaarheidsvereistes verskerp. 'N Paar jaar gelede, in samewerking met die Sukhoi Company, die United Aircraft Corporation, is 'n nuwe tegnologie vir die vervaardiging van glas vir die T-50 ontwikkel.
Die ontwikkeling is befonds deur vliegtuigvervaardigers, deels deur die Ministerie van Nywerheid en Handel. Yuri Tarasov, direkteur van die UAC Technology Center, het aansienlike hulp verleen by die uitvoering van die tegniese heruitrusting van die onderneming.
As gevolg hiervan is die voorruit van die T-50-vliegtuig byna twee keer so groot as die vizier van die MiG-29, en het die vorm van die produk van 'n klassieke silinder 'n komplekse 3D-formaat geword.
Die resultaat - vir die eerste keer ter wêreld is die voorste en voubare deel van die T -50 -vliegtuigkap (vervaardig deur Sukhoi) van silikaatglas in 3D -formaat. Boonop blyk die gewig van hierdie dele laer te wees as wanneer dit van organiese glas gemaak is.
Die behaalde resultate het 'n impuls gegee in die toerusting van vliegtuie van ander fabrieke en ontwerpburo's wat deel uitmaak van die UAC met soortgelyke beglazing. Daar was onmiddellik 'n behoefte aan modernisering, die vervanging van organiese beglazing met silikaat, byvoorbeeld op die Yak-130, Su-35, MiG-31, MiG-35 vliegtuie. Na so 'n vervanging (dws verbetering van die sterkte-eienskappe van die beglazing), bereik die MiG-35 byvoorbeeld vir die eerste keer 'n spoed van tot 2000 km / h, dit wil sê dat hy 40% vinniger kon vlieg gemiddeld as enige ander vliegtuig ter wêreld.
In onlangse jare het die werkstyl van wetenskaplikes in Moskou ernstig verander. Ongeveer driehonderd NITS -spesialiste voer 'n volledige siklus uit - van tegniese spesifikasies tot kleinskaalse produksie. Dit sluit die ontwikkeling van tegnologie in, en die keuse van belangrike materiale by die gebruik van glas, en 'n groot toetssiklus vir alle faktore wat die vliegtuig beïnvloed, op die grond sowel as in die lug.
Verskeie sleutelvereistes word aan moderne glas gestel, waaronder, benewens hoë sterkte, optiese deursigtigheid, hoë ligoordrag, groter kykafstand, anti-weerkaatsende eienskappe, beskerming teen die gevolge van sonstraling en ander straling, anti-ys eienskappe verseker eenvormige elektriese weerstand.
Dit word alles bereik deur spuit-, vakuum- of magnetronbedekking. Met kragtige en gesofistikeerde toerusting wat metaal verdamp en dit op die glasoppervlak neersit, kan NITS enige bedekkings aanbring, insluitend die wat beskerm teen spesiale faktore.
Hierdie stel eienskappe maak dit moontlik om te praat van 'n glasproduk as 'n komplekse optiese stelsel, en die hoë sterkte -eienskappe van glas, wat deel uitmaak van die vliegtuigkajuit, het 'n nuwe veld van wetenskap en tegnologie geskep en die term "strukturele optika" bekendgestel. produkte”(ICO).
Nuwe tegnologie
Op die foto: laai 'n glasplaat vir verdere verwerking.
As die produk - die skarnierende deel van die lantern vir die T -50 - uit die oond gelaai word vir verdere verwerking, lyk dit skaars soos 'n toekomstige produk. By die buiging van glas word die rande van die werkstuk vervorm, en dit is onmoontlik om dit uit 'n groot werkstuk met 'n komplekse meetkundige vorm met 'n diamantgereedskap te verwyder. Die laser het tot die redding gekom. Die laserstraal van die robotkompleks sny nie net die werkstuk volgens die program daarin nie, maar verhoog ook die sterkte van die rand van die produkte deur die rand te smelt en voorkom dat daar krake voorkom. Lasersny van groot 3D-produkte is die eerste keer in Moskou gebruik. Hierdie metode is in Maart 2012 gepatenteer. Die laserstraal word ook gebruik om die elektries geleidende laag op die glasoppervlak af te sny, wat verwarmingsones skep. Na laserverwerking lyk die werkstuk meer en meer na 'n T-50 flitslig.
Na die sny word elke werkstuk op 'n vyf-as masjien verwerk. Met die unieke huis kan dit geen aanvanklike spanning op die berging gee nie. Die hooftegnoloog van die instituut, Alexander Sitkin, het gepraat oor die vooruitsigte om die kompleks te gebruik vir die maal en poleer van die glasoppervlak: werk wat indien nodig slegs met die hand uitgevoer word. Die ontwikkelde tegnologieë is die trots van die instituut.
Meer onlangs is 'n afgewerkte glasblok met behulp van 'n seëlmiddel in 'n metaalraam gemonteer. Die oorgang na saamgestelde materiale wat deur NITS ontwikkel is, het dit moontlik gemaak om die gewig van die produk met 25%te verminder, om voëlweerstand en die glasbron te verhoog tot die vlak van die glasglasbron. Dit is moontlik om die beglazing in die veld te vervang.
Die hele produksiesiklus van die ICO duur ongeveer een en 'n half maande. Die meeste van die produkte gaan na die vervaardigingsaanlegte van die UAC, sommige na die aanleg vir herstelwerk, en sommige na die vliegvelde van die lugmag, in die sogenaamde noodhulpstelle. Die grootste deel van NITS -produkte word uitgevoer binne die raamwerk van die staatsbeskermingsbevel.
NITS is huiwerig om inligting oor die kenmerke van beglazing vir gevegsvliegtuie te deel. Maar dit is duidelik dat die bril wat vir die kajuit van binnelandse burgerlike vliegtuie ontwikkel is, beter is as ingevoerde in 'n aantal parameters.
Soos u byvoorbeeld op die NITS-webwerf kan sien, is die glasdikte op die Tu-204 17 mm, die dikte van die glas met dieselfde eienskappe vir die Boeing 787 is 45 mm.
Generasie V
In die afgelope paar jaar het die direkteur van die instituut, Vladimir Solinov, daarin geslaag om die span aansienlik te verjong. Beide jongmense en ervare spesialiste werk by die produksie in Moskou, wat onlangs sy 60ste bestaansjaar gevier het. Senior studente van Mendeleevka kom gewillig hierheen. Om by die instituut te gaan oefen en te wete gekom dat daar salarisse van 70 duisend roebels is, dat hulle eers by gewone werkers werk, en dan word hulle vinnig tot die vlak van tegnoloë. Daar is ook baie ervare werkers.
Een van hulle, Nikolai Yakunin, verwerk glas vir helikopters. 'Ek het hiernatoe gekom net ná die weermag, veertig jaar gelede. Maar as dit nie die hoë outomatiseringsvlak was nie, sou dit waarskynlik nie oorleef het nie. Dit is vir my moeilik om die hele dag te werk, selfs in 'n goeie fisiese toestand, met 'n produk wat 30 kg weeg,”sê Yakunin.
Mense en naels
Oor die hele wêreld word tegnologieë wat ontwikkel is vir die konstruksie van vliegtuie wat die vervaardiging van bril met die nodige sterkte moontlik maak, in baie ander sektore van die nasionale ekonomie gebruik.
'N Paar jaar gelede, om die hoë sterkte van silikaatglas te bewys, het die instituut … spykers gemaak. Hulle het my met 'n hamer geslaan. Hulle kan toegepas word in produkte met antimagnetiese eienskappe.
Hierdie spykers is ook tydens die konstruksie getoets, in plaas van klampe tydens die plak van seiljagte. Maar die naels bly net eksoties. Nou hoef niemand die hoë sterkte van glas te bewys nie - al die werke van NITS is 'n bewys van die hoë kwaliteit van hierdie ou en terselfdertyd heeltemal nuwe materiaal.
Instituutdirekteur Vladimir Solinov gebruik al sy vermoëns om die noodsaaklikheid van hoë sterkte van glas, insluitend argitektuur en konstruksie, te bewys.
Hy is 'n lid van die Russies -Amerikaanse Kommissie vir Ruimteveiligheid, wat aan die begin van hierdie artikel bespreek is, sowel as die Kommissie vir Stedelike Ontwikkeling onder die Staatsduma - immers 'n toenemende deel in die bou van moderne geboue van die materiaal is glas. Dit beteken dat tegnologie en materiaal wat vir lugvaart ontwikkel is, in die nabye toekoms miljoene mense se lewens gemakliker en veiliger sal maak.
