V Rusku boli vyvinuté nové technológie na výrobu zasklenia kabín vojenských a civilných lietadiel zo silikátového skla. Takéto výrobky sú ľahšie a pevnejšie, ako keby boli vyrobené z predtým použitých organických materiálov. Silikátové sklo sa používa aj v iných oblastiach, od prieskumu vesmíru po bytovú výstavbu.
Už niekoľko rokov prebieha medzi vesmírnymi výskumníkmi debata o hodnotení bezpečnosti a prevádzke Medzinárodnej vesmírnej stanice. Faktom je, že v ruskom segmente ISS je nainštalovaných 13 okien. Počas spoločných diskusií o ISS sa navrhuje zavrieť okná v ruskom segmente zaslepovacími zátkami z dôvodu nebezpečenstva defektov skla v dôsledku nárazov mikrometeoritov - hovorí sa, že bezpečnosť stanice by sa mohla zlepšiť. Zástupca ruskej strany - riaditeľ Ústavu vedeckého výskumu technického skla (NITS), ctený vedec, viceprezident Akadémie technických vied Ruskej federácie, doktor technických vied, profesor Vladimír Solinov si stojí za svojim - po mnoho rokov bola zachovaná zvyšková pevnosť po náraze vesmírnych mikročastíc a rôzne žiarenie a iné hrozby z vesmíru nemali vplyv na bezpečnosť okien vytvorených v ústave, ako aj na posádku, preto nie sú dôvody na obmedzovanie pozorovanie našej planéty, „zahmlievanie“práce kozmonautov v ruských moduloch orbitálnej stanice.
Okná pre orbitálnu stanicu sú len jedným z mála produktov vyrábaných spoločnosťou NITS. Hlavná časť práce vedcov a technológov ústavu umiestneného na juhozápade Moskvy je samozrejme spojená s vytvorením štrukturálnej optiky, zasklením alebo, ako sa tu hovorí, „komplexnými transparentnými optickými systémami“pre bojové lietadlá štvrtej a piatej generácie produkované závodmi UAC. A každý rok je pre letectvo oveľa viac práce.
Silikátové alebo organické
Na fotografii: polotovary predného skla T-50 v kaliacej kazete.
Silikátové sklo je materiál s unikátnymi vlastnosťami. Jeho priehľadnosť, vysoká optika, tepelná odolnosť, pevnosť a schopnosť používať rôzne povlaky ho robia nepostrádateľným pre zasklenie lietadiel. Prečo však bola pri zasklení kabín lietadiel v zahraničí a u nás daná prednosť organickým látkam? Z jedného dôvodu - je to jednoduchšie. Hovorí sa tiež, že silikátové sklo je príliš krehké.
V posledných rokoch vývoj vedcov v oblasti materiálov NITS umožnil radikálne zmeniť koncept silikátového skla ako krehkého materiálu. Moderné metódy posilnenia umožňujú dať zaskleniu moderných bojových lietadiel dostatočnú silu, aby odolali nárazom vtáka s hmotnosťou asi dva kilogramy pri rýchlosti 900 km / h.
"Dnes sa metóda kalenia v povrchovej vrstve vyčerpala." Je načase zmeniť vnútornú štruktúru skla, jeho defektivitu, “hovorí Vladimir Solinov. Aj keď sa to môže zdať zvláštne, uľahčujú to sankcie uvalené Západom. Faktom je, že ani v časoch „pred sankciami“zahraničné firmy na základe rozhodnutia NATO nedodávali Rusku silikátové poháre vyššej kvality, ktoré sa tam používali na špeciálne účely. To prinútilo NITS používať architektonické sklo. Napriek tomu, že ruskí výrobcovia vyrábajú milióny metrov štvorcových takéhoto skla, jeho kvalita nie je vhodná na použitie v letectve.
Na záchranu prišla náhrada dovozu: v Moskve sa začal nový projekt výskumu a vývoja a dizajnu zariadení, ktoré boli pre sklársky priemysel zásadne nové.
Budú na ňom testované všetky procesy syntézy skla s ruskou prioritou.
Projektom bola poverená mladá vedkyňa Tatiana Kiseleva. 26-ročný absolvent Ruskej univerzity chemickej technológie. D. I. Mendeleeva je vedúcou laboratória, v roku 2015 obhájila diplomovú prácu. Na sklárskom oddelení v Mendeleevke Tatiana študovala vlastnosti priehľadného brnenia. Jednou z jej profesionálnych výziev je vyvinúť sklo, ktoré by svojimi vlastnosťami prevyšovalo jeden z najlepších svetových analógov - sklo herkulit, ktoré Rusko zatiaľ nevyrába.
Projekt je založený na novej originálnej metóde tavenia skla. Laboratórium už dnes získalo vzorky skla, ktorých štruktúrna pevnosť je trikrát vyššia ako analógy získané tradičnou metódou. Pridajte k tomu existujúce metódy kalenia a získate sklo, ktorého pevnosť je niekoľkonásobne vyššia ako u mnohých typov legovaných ocelí. Odolnejšie sklo robí ľahšie výrobky. Je však potrebné poznamenať, že vývojári organického skla neustále zlepšujú technickú výkonnosť svojich výrobkov, spor o to, ktoré sklo je lepšie, sa ešte neskončil.
Lucerna pre T-50
Na fotografii: sada zasklení pre lietadlo T -50 - čelný štít a sklopná časť.
Predstavte si balík niekoľkých dosiek zo silikátového skla, ktoré chcete zefektívniť predný štít vysokorýchlostného lietadla.
Asi pred štyridsiatimi rokmi špecialisti NITS vyvinuli technológiu hlbokého ohýbania. Niekoľko vrstiev skla je položených v špeciálnej rúre. Sklo sa niekoľko hodín pri vysokých teplotách pod vlastnou hmotnosťou ohýba a získava požadovaný tvar a zakrivenie. Ak je to potrebné, špeciálne mechanizmy tlačia na obrobok a nútia ho ohnúť sa podľa špeciálneho plánu.
Stíhačka MiG-29 prvýkrát na svete pomocou tejto technológie nahradila lampu, ktorá sa skladala z troch pohárov, za jedno sklo bez silikátov.
So zvýšením rýchlosti vzrástli požiadavky na tepelnú odolnosť zasklenia, s ktorou si organické sklo už nevedelo poradiť. Súčasne boli sprísnené požiadavky na optiku a viditeľnosť. Pred niekoľkými rokmi bola v spolupráci s Suchojskou spoločnosťou, United Aircraft Corporation, vyvinutá nová technológia výroby skla pre T-50.
Vývoj financovali výrobcovia lietadiel, čiastočne ministerstvo priemyslu a obchodu. Významná pomoc bola poskytnutá pri vykonávaní technického vybavenia podniku, hovorí Jurij Tarasov, riaditeľ technologického centra UAC.
Výsledkom je, že predné sklo lietadla T-50 je takmer dvakrát väčšie ako priezor MiG-29 a tvar výrobku z klasického valca sa zmenil na komplexný 3D formát.
Výsledok - prvýkrát na svete bola predná a sklopná časť vrchlíka lietadla T -50 (výrobca Suchoj) vyrobená zo silikátového skla v 3D formáte. Okrem toho sa ukázalo, že hmotnosť týchto častí je nižšia, ako keby boli vyrobené z organického skla.
Dosiahnuté výsledky dali podnet na vybavenie lietadiel iných tovární a projektových kancelárií, ktoré sú súčasťou UAC, podobným zasklením. Ihneď bola potrebná modernizácia, nahradenie organického zasklenia silikátmi, napríklad na lietadlách Jak-130, Su-35, MiG-31, MiG-35. Po takejto výmene (tj. Zlepšenie pevnostných charakteristík zasklenia) napríklad MiG-35 prvýkrát dosiahol rýchlosť až 2 000 km / h, to znamená, že dokázal letieť o 40% rýchlejšie. v priemere ako akékoľvek iné lietadlo na svete.
V posledných rokoch sa štýl práce moskovských vedcov vážne zmenil. Asi tristo špecialistov NITS vykonáva celý cyklus - od technických špecifikácií po malosériovú výrobu. To zahŕňa vývoj technológie a výber kľúčových materiálov pri použití skla a veľký testovací cyklus pre všetky faktory ovplyvňujúce lietadlo, a to na zemi, ako aj vo vzduchu.
Na moderné sklo je kladených niekoľko kľúčových požiadaviek, medzi ktoré okrem vysokej pevnosti patrí aj optická transparentnosť, vysoký prenos svetla, zvýšenie pozorovacieho dosahu, antireflexné vlastnosti, ochrana pred účinkami slnečného žiarenia a iného žiarenia, ochrana proti námraze vlastnosti, zaisťujúce rovnomerný elektrický odpor.
To všetko je dosiahnuté aerosólovým, vákuovým alebo magnetrónovým poťahom. Výkonné a sofistikované zariadenie odparujúce kov a ukladajúce ho na sklenený povrch umožňuje NITS aplikovať akékoľvek nátery vrátane tých, ktoré chránia pred špeciálnymi faktormi.
Tento súbor vlastností umožňuje hovoriť o zasklievacom výrobku ako o komplexnom optickom systéme a vlastnosti skla, ktoré je súčasťou kokpitu lietadla, s vysokou pevnosťou vytvorili novú oblasť vedy a techniky a zaviedli pojem „štrukturálna optika“. výrobky “(ICO).
Nové technológie
Na fotografii: vloženie sklenenej tabule na ďalšie spracovanie.
Keď je výrobok - závesná časť svietidla pre T -50 - vyložený z pece na ďalšie spracovanie, takmer sa nepodobá na budúci výrobok. Pri ohýbaní skla sú hrany obrobku deformované a nie je možné ich odstrániť z veľkého obrobku, ktorý má zložitý geometrický tvar, diamantovým nástrojom. Na pomoc prišiel laser. Laserový lúč robotického komplexu nielen prerezáva obrobok podľa programu, ktorý je v ňom uvedený, ale tiež roztavením okraja zvyšuje pevnosť okraja výrobkov a zabraňuje vzniku trhlín. Laserové rezanie veľkých 3D produktov bolo prvýkrát použité v Moskve. Táto metóda bola patentovaná v marci 2012. Laserový lúč sa tiež používa na odrezanie elektricky vodivej vrstvy na sklenenom povrchu, čím sa vytvoria vykurovacie zóny. Po laserovom spracovaní obrobok stále viac vyzerá ako baterka T-50.
Po vyrezaní je každý obrobok spracovaný na päťosom stroji. Unikátny ložisko mu umožňuje poskytovať na neho nulové počiatočné napätie pri montáži. Hlavný technológ ústavu Alexander Sitkin hovoril o perspektívach použitia komplexu na brúsenie a leštenie povrchu skla: práce, ktoré sa v prípade potreby vykonávajú iba ručne. Vyvinuté technológie sú pýchou inštitútu.
Nedávno bol v kovovom ráme namontovaný hotový sklenený blok pomocou tmelu. Prechod na kompozitné materiály vyvinutý spoločnosťou NITS umožnil znížiť hmotnosť výrobku o 25%, zvýšiť odolnosť proti vtákom a zdroj zasklenia na úroveň zdroja zasklenia. V teréne bolo možné vymeniť zasklenie.
Celý výrobný cyklus ICO trvá asi jeden a pol mesiaca. Väčšina výrobkov putuje do takzvaných lekárničiek do výrobných závodov UAC, niektoré do opravárenských závodov na modernizáciu a niektoré do letísk amerického letectva. Hlavná časť produktov NITS sa vykonáva v rámci príkazu obrany štátu.
Spoločnosť NITS sa zdráha zdieľať informácie o vlastnostiach zasklenia bojových lietadiel. Je však zrejmé, že okuliare vyvinuté pre kokpity domácich civilných lietadiel sú v mnohých parametroch lepšie ako tie dovážané.
Napríklad, ako môžete vidieť na webových stránkach NITS, hrúbka skla na Tu-204 je 17 mm, hrúbka skla s rovnakými vlastnosťami pre Boeing 787 je 45 mm.
Generácia V.
Riaditeľovi ústavu Vladimírovi Solinovi sa za posledných niekoľko rokov podarilo tím výrazne omladiť. V moskovskej produkcii, ktorá nedávno oslávila 60. výročie, pracujú mladí ľudia aj skúsení špecialisti. Ochotne sem prichádzajú starší študenti Mendeleevky. Prichádzajúc do praxe v inštitúte a učiaci sa, že existujú platy 70 000 rubľov, najskôr ich zamestnávajú obyčajní pracovníci, potom rýchlo rastú na úroveň technológov. Existuje aj veľa skúsených pracovníkov.
Jeden z nich, Nikolaj Jakunin, spracúva sklo pre helikoptéry. "Prišiel som sem tesne po armáde, pred štyridsiatimi rokmi." Ale nebyť vysokej úrovne automatizácie, pravdepodobne by to neprežilo. Je pre mňa ťažké pracovať celý deň aj v dobrej fyzickej kondícii s výrobkom s hmotnosťou 30 kg, “hovorí Yakunin.
Ľudia a nechty
Na celom svete sa technológie vyvinuté pre stavbu lietadiel, ktoré umožňujú výrobu okuliarov požadovanej sily, používajú v mnohých ďalších odvetviach národného hospodárstva.
Pred niekoľkými rokmi inštitút vyrobil … sklenené klince, aby dokázal vysokú pevnosť silikátového skla. Zbili ma kladivom. Mohli by nájsť uplatnenie vo výrobkoch s antimagnetickými vlastnosťami.
Tiež boli tieto klince testované počas stavby, namiesto svoriek pri lepení jachtárskych trupov. Ale nechty zostali len exotické. Teraz nikto nemusí dokazovať vysokú pevnosť skla - všetky diela NITS sú dôkazom vysokej kvality tohto starodávneho a zároveň úplne nového materiálu.
Riaditeľ ústavu Vladimir Solinov využíva všetky svoje schopnosti, aby dokázal potrebu zaistiť vysokú pevnosť skla vrátane architektonického a stavebného.
Je členom rusko -americkej komisie pre bezpečnosť vesmíru, o ktorej sa hovorilo na začiatku tohto článku, ako aj komisie pre rozvoj miest pod Štátnou dumou - koniec koncov, pri výstavbe moderných budov je stále väčšia časť z materiálov je sklo. To znamená, že technológie a materiály vyvinuté pre letectvo v blízkej budúcnosti urobia životy miliónov ľudí pohodlnejšími a bezpečnejšími.
