ברוסיה פותחו טכנולוגיות חדשות לייצור זיגוג תאי מטוסים צבאיים ואזרחיים מזכוכית סיליקט. מוצרים כאלה מתגלים כקלים וחזקים יותר מאשר אם הם נוצרו מחומרים אורגניים שהיו בשימוש בעבר. זכוכית סיליקט משמשת גם בתחומים אחרים, החל מחקר החלל ועד בניית דיור.
כבר כמה שנים שמתנהל ויכוח בין חוקרי חלל בנוגע להערכת הבטיחות וההפעלה של תחנת החלל הבינלאומית. העובדה היא שיש 13 חלונות המותקנים בקטע הרוסי של ISS. במהלך דיונים משותפים ב- ISS, מוצע לסגור את החלונות במקטע הרוסי בעזרת תקעים עיוורים בגלל סכנת פגמים בזכוכית עקב פגיעות של מיקרו -מטוריטים - לדבריהם, בטיחות התחנה עשויה להשתפר. אבל נציג הצד הרוסי - מנהל המכון למחקר מדעי לזכוכית טכנית (NITS), מדען מכובד, סגן נשיא האקדמיה למדעי ההנדסה של הפדרציה הרוסית, דוקטור למדעים טכניים, פרופסור ולדימיר סולינוב עומד על שלו - במשך שנים רבות חוזק השאריות לאחר שנשמרה ההשפעה של מיקרו -חלקיקים בחלל, קרינה ואיומים אחרים מהחלל לא השפיעו על בטיחות החלונות שנוצרו במכון, כמו גם על הצוות, ולכן אין סיבות להגביל ההתבוננות בכוכב הלכת שלנו, "מטשטשת" את עבודת הקוסמונאוטים במודולים הרוסים של התחנה המסללית.
נקבובים לתחנת המסלול הם רק אחד מהמוצרים הבודדים המיוצרים על ידי NITS. עיקר עבודתם של מדענים וטכנולוגים של המכון הממוקם בדרום מערב מוסקבה, כמובן, קשור ליצירת אופטיקה מבנית, זיגוג, או כמו שאומרים כאן "מערכות אופטיות שקופות מורכבות" למטוסי קרב מהדור הרביעי והחמישי המיוצרים על ידי מפעלי UAC. ובכל שנה יש הרבה יותר עבודה לתעופה.
סיליקט או אורגני
בתמונה: חלקי השמשה הקדמית T-50 בקסטה מתקשה.
זכוכית סיליקט היא חומר בעל תכונות ייחודיות. השקיפות, האופטיקה הגבוהה, עמידות החום, החוזק והיכולת להשתמש בציפויים שונים הופכים אותו הכרחי לזיגוג מטוסים. אך מדוע ניתנה עדיפות לחומרים אורגניים בעת זיגוג תאי מטוסים בחו ל ובארצנו? מסיבה אחת בלבד - זה קל יותר. הם גם אומרים שזכוכית סיליקט שבירה מדי.
בשנים האחרונות, ההתפתחויות של מדעני חומרי NITS איפשרו לשנות באופן קיצוני את הרעיון של זכוכית סיליקט כחומר שביר. שיטות חיזוק מודרניות מאפשרות לתת זיגוג למטוסים קרביים מודרניים מספיק בכדי לעמוד בפגיעה של ציפור במשקל של כשני קילוגרמים במהירות של 900 קמ ש.
"כיום שיטת ההתקשות בשכבת פני השטח מיצתה את עצמה. הגיע הזמן לשנות את המבנה הפנימי של הזכוכית, את הפגום שלה”, אומר ולדימיר סולינוב. מוזר ככל שזה נראה, הדבר מתאפשר על ידי הסנקציות שהטיל המערב. העובדה היא שגם בתקופות ה"טרום סנקציה ", חברות זרות, בהחלטת נאט"ו, לא סיפקו לרוסיה כוסות סיליקט באיכות משופרת, ששימשו בה למטרות מיוחדות. זה אילץ את NITS להשתמש בזכוכית אדריכלית.למרות שהיצרנים הרוסים מייצרים מיליוני מ"ר של זכוכית כזו, איכותה אינה מתאימה לשימוש בתעופה.
החלפת יבוא הצילה: פרויקט חדש למחקר ופיתוח ועיצוב ציוד שחדש באופן יסודי לתעשיית הזכוכית הושק במוסקבה.
כל תהליכי סינתזת הזכוכית בעלי עדיפות רוסית ייבחנו עליה.
הפרויקט הופקד בידי המדען הצעיר טטיאנה קיסלבה. בוגר בן 26 מהאוניברסיטה הרוסית לטכנולוגיה כימית. D. I. מנדלייב היא ראש המעבדה, בשנת 2015 היא הגנה על עבודת הגמר שלה. במחלקת הזכוכית במנדלייבקה למדה טטיאנה את תכונות השריון השקוף. אחד האתגרים המקצועיים שלה הוא לפתח זכוכית בעלת נכסים עדיפים על אחד האנלוגים הטובים בעולם - זכוכית הרקוליט, שרוסיה עדיין לא ייצרה.
הפרויקט מבוסס על שיטה מקורית חדשה להמסת זכוכית. כבר היום השיגה המעבדה דגימות זכוכית, שעוצמתן המבנית גבוהה פי שלוש מהאנלוגים המתקבלים בשיטה המסורתית. הוסף לכך את שיטות ההתקשות הקיימות, ותקבל זכוכית שעוצמתה גבוהה פי כמה מסוגי פלדת סגסוגת רבים. זכוכית עמידה יותר הופכת מוצרים קלים יותר. עם זאת, יש לציין כי מפתחי הזכוכית האורגנית משפרים כל הזמן את הביצועים הטכניים של המוצרים שלהם, המחלוקת לגבי איזו זכוכית טובה יותר לא הסתיימה.
פנס ל- T-50
בתמונה: סט זיגוג למטוס T -50 - מגן קדמי וחלק מתקפל.
תארו לעצמכם חבילה של כמה לוחות זכוכית סיליקה שתרצו לייעל את המגן הקדמי של מטוס במהירות גבוהה.
לפני כארבעים שנה, מומחי NITS פיתחו את הטכנולוגיה של כיפוף עמוק. כמה שכבות זכוכית מונחות בתנור מיוחד. במשך כמה שעות בטמפרטורות גבוהות במשקלו שלה, הזכוכית מתכופפת, כשהיא מקבלת את הצורה והעקמומיות הרצויה. במידת הצורך, מנגנונים מיוחדים דוחפים את חומר העבודה ומאלצים אותו להתכופף לפי לוח זמנים מיוחד.
לראשונה בעולם, תוך שימוש בטכנולוגיה זו, החליף לוחם המיג 29 את העששית, שהורכבה משלוש כוסות, בכוס אחת ללא סיליקט.
עם עלייה במהירות, הדרישות לעמידות החום של הזיגוג עלו, שאיתן הזכוכית האורגנית כבר לא יכלה להתמודד. במקביל, דרישות האופטיקה והנראות הוחמרו. לפני מספר שנים, בשיתוף עם חברת סוחוי, תאגיד המטוסים המאוחדים, פותחה טכנולוגיה חדשה לייצור זכוכית ל- T-50.
הפיתוח מומן על ידי יצרני מטוסים, בין היתר על ידי משרד התעשייה והמסחר. סיוע משמעותי ניתן בביצוע הציוד הטכני של הארגון מחדש, אומר יורי טרסוב, מנהל המרכז הטכנולוגי של UAC.
כתוצאה מכך, השמשה הקדמית של מטוס ה- T-50 היא כמעט כפולה מגודל המצחייה של ה- MiG-29, וצורת המוצר מצילינדר קלאסי הפכה לפורמט תלת-ממדי מורכב.
התוצאה - לראשונה בעולם, החלק הקדמי והקיפול של חופת המטוסים T -50 (מיוצר על ידי סוחוי) היה עשוי זכוכית סיליקט בפורמט תלת מימד. יתר על כן, משקל חלקים אלה התברר נמוך יותר מאשר אם הם עשויים זכוכית אורגנית.
התוצאות שהושגו נתנו תנופה לצייד מטוסים של מפעלים אחרים ולשכות עיצוב שהם חלק מ- UAC עם זיגוג דומה. מיד היה צורך במודרניזציה, החלפת זיגוג אורגני בסיליקט, למשל, במטוסי Yak-130, Su-35, MiG-31, MiG-35. לאחר החלפה כזו (כלומר שיפור מאפייני החוזק של הזיגוג), המיג -35, למשל, הגיע לראשונה למהירות של עד 2000 קמ ש, כלומר הצליח לעוף 40% מהר יותר בממוצע מכל מטוס אחר בעולם.
בשנים האחרונות סגנון העבודה של המדענים במוסקבה השתנה ברצינות.כשלוש מאות מומחי NITS מבצעים מחזור מלא - ממפרט טכני ועד ייצור בקנה מידה קטן. זה כולל פיתוח טכנולוגיה ובחירת חומרי מפתח בעת שימוש בזכוכית ומחזור בדיקה גדול לכל הגורמים המשפיעים על המטוס, הן על הקרקע והן באוויר.
מספר דרישות מפתח מוטלות על הזכוכית המודרנית, ביניהן, בנוסף לחוזק גבוה, שקיפות אופטית, העברת אור גבוהה, הגדלת טווח הצפייה, תכונות אנטי-רפלקטיביות, הגנה מפני השפעות קרינת השמש וקרינה אחרת, אנטי קרח. תכונות המבטיחות התנגדות חשמלית אחידה.
כל זאת מושגת על ידי ציפוי תרסיס, ואקום או מגנטרון. ציוד רב עוצמה ומתוחכם המאייד מתכת והפקדתו על משטח הזכוכית מאפשר ל- NITS ליישם כל ציפוי, כולל אלה המגינים מפני גורמים מיוחדים.
קבוצת מאפיינים זו מאפשרת לדבר על מוצר זיגוג כמערכת אופטית מורכבת, ותכונות החוזק הגבוהות של הזכוכית, המהווה חלק מתא הטייס, יצרו תחום חדש של מדע וטכנולוגיה והציגו את המונח "אופטיקה מבנית" מוצרים "(ICO).
טכנולוגיות חדשות
בתמונה: העמסת יריעת זכוכית להמשך עיבוד.
כאשר המוצר - החלק הציר של הפנס ל- T -50 - נפרק מהתנור לעיבוד נוסף, הוא כמעט ואינו דומה למוצר עתידי. בעת כיפוף זכוכית הקצוות של חומר העבודה מעוותים, ואי אפשר להסיר אותם מחומר גדול בגודל, בעל צורה גיאומטרית מורכבת, בעזרת כלי יהלום. הלייזר הגיע לעזרה. קרן הלייזר של המתחם הרובוטי לא רק חותכת את חומר העבודה לפי התוכנית שנקבעה בו, אלא גם, על ידי התכת הקצה, מגבירה את חוזק הקצה של המוצרים, ומונעת הופעת סדקים. לראשונה נעשה שימוש במוסקבה בחיתוך לייזר של מוצרי תלת מימד גדולים. שיטה זו קיבלה פטנט במרץ 2012. קרן הלייזר משמשת גם לניתוק השכבה המוליכה החשמלית על משטח הזכוכית, ויוצרת אזורי חימום. לאחר עיבוד לייזר, חומר העבודה נראה יותר ויותר כמו פנס T-50.
לאחר החיתוך, כל פריט מעובד במכונה חמישה צירים. המתחם הייחודי מאפשר לו לספק עליו אפס לחצי הרכבה ראשוניים. הטכנולוג הראשי של המכון, אלכסנדר סיטקין, דיבר על הסיכויים לשימוש במתחם לשחיקה וליטוש של משטח הזכוכית: עבודה שבמידת הצורך מתבצעת באופן ידני בלבד. הטכנולוגיות המפותחות הן גאוותו של המכון.
לאחרונה, בלוק זכוכית מוגמר בעזרת חומר איטום הותקן במסגרת מתכת. המעבר לחומרים מרוכבים שפותחו על ידי NITS אפשר להפחית את משקל המוצר ב -25%, להגדיל את עמידות הציפורים ואת משאב הזגגות לרמה של משאב הזיגוג לזיגוג. אפשר היה להחליף את הזיגוג בשטח.
כל מחזור הייצור של ה- ICO נמשך כחודש וחצי. רוב המוצרים מגיעים למפעלי הייצור של UAC, חלקם לתיקון מפעלים למודרניזציה, וחלקם לשדות התעופה של חיל האוויר, בערכות העזרה הראשונה. החלק העיקרי של מוצרי NITS מתבצע במסגרת צו ההגנה הממלכתי.
NITS לא ששה לחלוק מידע על מאפייני הזגגות למטוסי קרב. אך ברור כי המשקפיים שפותחו עבור תא הטייס האזרחי המקומי עדיפים על אלה המיובאים במספר פרמטרים.
לדוגמה, כפי שניתן לראות באתר NITS, עובי הזכוכית ב- Tu-204 הוא 17 מ"מ, עובי הזכוכית עם אותם מאפיינים עבור בואינג 787 הוא 45 מ"מ.
דור ו '
בשנים האחרונות הצליח מנהל המכון, ולדימיר סולינוב, להצעיר את הצוות באופן משמעותי. צעירים ומומחים מנוסים עובדים בהפקה במוסקבה, שחגגה לאחרונה 60 שנה להיווסדה.סטודנטים בכירים במנדלייבקה מגיעים לכאן ברצון. באים להתאמן במכון ולומדים שיש משכורות של 70 אלף רובל, בהתחלה הם מועסקים על ידי עובדים רגילים, ואז הם צומחים במהירות לרמה של טכנולוגים. יש גם עובדים מנוסים רבים.
אחד מהם, ניקולאי יאקונין, מעבד זכוכית למסוקים. "הגעתי לכאן מיד אחרי הצבא, לפני ארבעים שנה. אבל אלמלא רמת האוטומציה הגבוהה, כנראה שזה לא היה שורד. קשה לי לעבוד כל היום אפילו בכושר גופני טוב עם מוצר שמשקלו 30 ק"ג ", אומר יקונין.
אנשים ומסמרים
בכל רחבי העולם, טכנולוגיות שפותחו לבניית מטוסים המאפשרות ייצור משקפיים בעוצמה הנדרשת משמשות במגזרים רבים אחרים של הכלכלה הלאומית.
לפני מספר שנים, כדי להוכיח את עוצמתה הגבוהה של זכוכית הסיליקט, המכון ייצר … מסמרים מזכוכית. הם היכו אותי בפטיש. הם יכלו למצוא יישום במוצרים בעלי תכונות אנטי-מגנטיות.
כמו כן, מסמרים אלה נבדקו במהלך הבנייה, במקום מלחציים בעת הדבקת גוף יאכטות. אבל הציפורניים נותרו רק אקזוטיות. עכשיו אף אחד לא צריך להוכיח את חוזק הזכוכית הגבוה - כל העבודות של NITS מעידות על האיכות הגבוהה של חומר עתיק זה, ובמקביל, חדש לגמרי.
מנהל המכון ולדימיר סולינוב משתמש בכל יכולותיו כדי להוכיח את הצורך להבטיח חוזק גבוה של זכוכית, כולל אדריכלות ובנייה.
הוא חבר בוועדה הרוסית -אמריקאית לבטיחות חלל, שנדונה בתחילת מאמר זה, וכן בוועדה לפיתוח עירוני בתקופת הדומא - אחרי הכל, בבניית בניינים מודרניים, חלק גובר והולך. מהחומרים הוא זכוכית. המשמעות היא שטכנולוגיות וחומרים שפותחו לתעופה יהפכו בעתיד הקרוב את חייהם של מיליוני אנשים לנוחים ובטוחים יותר.
