Rusya'da, askeri ve sivil uçakların kabinlerinin silikat camdan cam üretimi için yeni teknolojiler geliştirilmiştir. Bu tür ürünler, daha önce kullanılmış organik malzemelerden yapılmışlara göre daha hafif ve daha güçlüdür. Silikat cam, uzay araştırmalarından konut inşaatına kadar diğer alanlarda da kullanılmaktadır.
Birkaç yıldır, uzay araştırmacıları arasında Uluslararası Uzay İstasyonunun güvenlik değerlendirmesi ve işleyişi konusunda bir tartışma var. Gerçek şu ki, ISS'nin Rus segmentinde kurulu 13 pencere var. ISS ile ilgili ortak tartışmalar sırasında, mikro meteoritlerin etkileri nedeniyle camda kusur tehlikesi nedeniyle Rus segmentindeki pencerelerin kör tapalarla kapatılması önerildi - diyorlar ki, istasyonun güvenliği artabilir. Ancak Rus tarafının temsilcisi - Teknik Cam Bilimsel Araştırma Enstitüsü (NITS) direktörü, Onurlu Bilim Adamı, Rusya Federasyonu Mühendislik Bilimleri Akademisi Başkan Yardımcısı, Teknik Bilimler Doktoru, Profesör Vladimir Solinov yerini koruyor - uzun yıllar boyunca uzay mikropartiküllerinin etkisinden sonra kalan güç korunmuştur ve çeşitli radyasyon ve uzaydan gelen diğer tehditler enstitüde oluşturulan pencerelerin ve mürettebatın güvenliğini etkilememiştir, bu nedenle sınırlamak için hiçbir neden yoktur. gezegenimizin gözlemi, yörünge istasyonunun Rus modüllerindeki kozmonotların çalışmalarını "gizliyor".
Yörünge istasyonu için lombozlar, NITS tarafından üretilen birkaç üründen sadece biridir. Moskova'nın güneybatısındaki enstitünün bilim adamları ve teknoloji uzmanlarının çalışmalarının ana kısmı, elbette, savaş uçakları için yapısal optiklerin, camların veya burada dedikleri gibi "karmaşık şeffaf optik sistemlerin" oluşturulmasıyla ilişkilidir. UAC fabrikaları tarafından üretilen dördüncü ve beşinci nesiller. Ve her yıl havacılık için çok daha fazla iş var.
Silikat veya organik
Fotoğrafta: Sertleştirme kasetinde T-50 ön cam boşlukları.
Silikat cam, benzersiz özelliklere sahip bir malzemedir. Şeffaflığı, yüksek optiği, ısı direnci, mukavemeti ve çeşitli kaplamaları kullanabilme özelliği onu uçak camları için vazgeçilmez kılmaktadır. Peki yurt dışında ve ülkemizde uçak kabinleri camlanırken neden organik maddeye öncelik verildi? Sadece bir nedenden dolayı - daha kolay. Ayrıca silikat camın çok kırılgan olduğunu söylüyorlar.
Geçtiğimiz birkaç yılda, NITS malzeme bilim adamlarının gelişmeleri, kırılgan bir malzeme olarak silikat cam kavramını kökten değiştirmeyi mümkün kıldı. Modern güçlendirme yöntemleri, 900 km / s hızında yaklaşık iki kilogram ağırlığındaki bir kuşun etkisine dayanacak kadar modern savaş uçağı gücü için cam vermeyi mümkün kılar.
“Bugün, yüzey tabakasında sertleştirme yöntemi kendini tüketti. Camın iç yapısını, kusurunu değiştirme zamanı”diyor Vladimir Solinov. Garip görünse de, Batı'nın uyguladığı yaptırımlar bunu kolaylaştırıyor. Gerçek şu ki, "yaptırım öncesi" zamanlarda bile, yabancı firmalar NATO kararıyla Rusya'ya orada özel amaçlar için kullanılan gelişmiş kalitede silikat camlar tedarik etmediler. Bu, NITS'i mimari cam kullanmaya zorladı. Rus üreticiler bu tür camlardan milyonlarca metrekare üretse de kalitesi havacılıkta kullanıma uygun değil.
İthal ikamesi kurtarmaya geldi: Moskova'da cam endüstrisi için temelde yeni olan yeni bir Ar-Ge ve ekipman tasarımı projesi başlatıldı.
Rusya öncelikli tüm cam sentez işlemleri üzerinde test edilecektir.
Proje genç bilim adamı Tatiana Kiseleva'ya emanet edildi. 26 yaşındaki Rus Kimya Teknolojisi Üniversitesi mezunu. D. I. Mendeleeva laboratuvarın başıdır, 2015 yılında tezini savundu. Mendeleevka'daki cam bölümünde Tatiana, şeffaf zırhın özelliklerini inceledi. Mesleki zorluklarından biri, dünyanın en iyi analoglarından biri olan Rusya'nın henüz üretmediği herkulit camından daha üstün özelliklere sahip cam geliştirmektir.
Proje, yeni bir orijinal cam eritme yöntemine dayanmaktadır. Zaten bugün laboratuvar, yapısal mukavemeti geleneksel yöntemle elde edilen analoglardan üç kat daha yüksek olan cam örnekleri elde etti. Buna mevcut sertleştirme yöntemlerini ekleyin ve mukavemeti birçok alaşımlı çelik türünden birkaç kat daha yüksek olan cam elde edersiniz. Daha dayanıklı cam, daha hafif ürünler yapar. Bununla birlikte, organik cam geliştiricilerinin, ürünlerinin teknik performansını sürekli olarak iyileştirdikleri, hangi camın daha iyi olduğu konusundaki tartışmanın bitmediği belirtilmelidir.
T-50 için Fener
Fotoğrafta: T-50 uçağı için bir dizi cam - ön vizör ve katlanır parça.
Yüksek hızlı bir uçağın ön vizörünü düzene sokmak istediğiniz birkaç silika cam plakadan oluşan bir paket hayal edin.
Yaklaşık kırk yıl önce, NITS uzmanları derin bükme teknolojisini geliştirdi. Özel bir fırına birkaç kat cam serilir. Kendi ağırlığı altında yüksek sıcaklıklarda birkaç saat boyunca cam bükülerek istenen şekli ve eğriliği elde eder. Gerekirse, özel mekanizmalar iş parçasını iterek özel bir programa göre bükmeye zorlar.
Dünyada ilk kez bu teknolojiyi kullanan MiG-29 avcı uçağı, üç camdan oluşan feneri, silikat içermeyen bir camla değiştirdi.
Hızdaki bir artışla, organik camın artık baş edemediği camın ısı direnci gereksinimleri arttı. Aynı zamanda, optik ve görünürlük gereksinimleri sıkılaştırıldı. Birkaç yıl önce, Sukhoi Company, United Aircraft Corporation ile işbirliği içinde, T-50 için cam üretimi için yeni bir teknoloji geliştirildi.
Geliştirme, kısmen Sanayi ve Ticaret Bakanlığı tarafından olmak üzere uçak üreticileri tarafından finanse edildi. UAC Teknoloji Merkezi müdürü Yuri Tarasov, işletmenin teknik yeniden ekipmanının gerçekleştirilmesinde önemli yardımın sağlandığını söyledi.
Sonuç olarak, T-50 uçağının ön camı, MiG-29'un vizörünün neredeyse iki katı büyüklüğünde ve klasik bir silindirden gelen ürünün şekli karmaşık bir 3D formatına dönüştü.
Sonuç - dünyada ilk kez, T-50 uçak kanopinin (Sukhoi tarafından üretilen) ön ve katlanır kısmı 3D formatında silikat camdan yapılmıştır. Üstelik bu parçaların ağırlığı, organik camdan yapılmışlara göre daha düşük çıktı.
Elde edilen sonuçlar, UAC'nin bir parçası olan diğer fabrikaların ve tasarım bürolarının uçaklarının benzer camlarla donatılmasına ivme kazandırdı. Hemen modernizasyona ihtiyaç duyuldu, örneğin Yak-130, Su-35, MiG-31, MiG-35 uçaklarında organik camın silikat ile değiştirilmesi. Böyle bir değiştirmeden sonra (yani, camın mukavemet özelliklerinin iyileştirilmesi), örneğin MiG-35 ilk kez 2000 km / s hıza ulaştı, yani% 40 daha hızlı uçabildi ortalama olarak dünyadaki diğer tüm uçaklardan daha fazla.
Son yıllarda, Moskova bilim adamlarının çalışma tarzı ciddi şekilde değişti. Yaklaşık üç yüz NITS uzmanı, teknik özelliklerden küçük ölçekli üretime kadar tam bir döngü gerçekleştirir. Bu, teknolojinin geliştirilmesini ve cam kullanırken temel malzemelerin seçimini ve hem yerde hem de havada uçağı etkileyen tüm faktörler için geniş bir test döngüsünü içerir.
Modern cama, yüksek mukavemete ek olarak, optik şeffaflık, yüksek ışık geçirgenliği, görüş mesafesini arttırma, yansıma önleyici özellikler, güneş radyasyonu ve diğer radyasyon etkilerinden koruma, buzlanma önleyici gibi birkaç temel gereksinim uygulanır. özellikler, tek tip elektrik direnci sağlar.
Bütün bunlar aerosol, vakum veya magnetron kaplama ile elde edilir. Metali buharlaştıran ve cam yüzey üzerinde biriktiren güçlü ve sofistike ekipman, NITS'nin özel faktörlere karşı koruma sağlayanlar da dahil olmak üzere herhangi bir kaplama uygulamasına olanak tanır.
Bu özellikler seti, bir cam ürününden karmaşık bir optik sistem olarak bahsetmeyi mümkün kılar ve uçak kokpitinin bir parçası olan camın yüksek mukavemet özellikleri, yeni bir bilim ve teknoloji alanı yarattı ve “yapısal optik” terimini tanıttı. ürünler” (ICO).
Yeni teknolojiler
Fotoğrafta: daha fazla işlem için bir cam levha yükleme.
Ürün - fenerin T-50 için menteşeli kısmı - daha fazla işlem için fırından boşaltıldığında, gelecekteki bir ürüne pek benzemiyor. Camı bükerken, iş parçasının kenarları deforme olur ve bunları karmaşık bir geometrik şekle sahip büyük boyutlu bir iş parçasından elmas bir aletle çıkarmak imkansızdır. Lazer kurtarmaya geldi. Robotik kompleksin lazer ışını, iş parçasını sadece içinde belirtilen programa göre kesmekle kalmaz, aynı zamanda kenarı eriterek, ürünlerin kenarının gücünü arttırır ve çatlakların oluşmasını önler. Büyük boyutlu 3D ürünlerin lazer kesimi ilk olarak Moskova'da kullanıldı. Bu yöntemin patenti Mart 2012'de alındı. Lazer ışını ayrıca cam yüzeydeki elektriksel olarak iletken tabakayı kesmek için kullanılır ve ısıtma bölgeleri oluşturur. Lazer işlemeden sonra iş parçası giderek daha çok T-50 el fenerine benziyor.
Kesildikten sonra her iş parçası beş eksenli bir makinede işlenir. Benzersiz yerleştirme, üzerinde sıfır ilk montaj stresi sağlamasına olanak tanır. Enstitünün baş teknoloji uzmanı Alexander Sitkin, kompleksi cam yüzeyin taşlanması ve parlatılması için kullanma umutlarından bahsetti: gerekirse, sadece manuel olarak gerçekleştirilen çalışma. Geliştirilen teknolojiler enstitünün gurur kaynağıdır.
Daha yakın zamanlarda, metal bir çerçeveye bir dolgu macunu yardımıyla bitmiş bir cam blok monte edildi. NITS tarafından geliştirilen kompozit malzemelere geçiş, ürünün ağırlığının %25 oranında azaltılmasını, kuş direncinin artırılmasını ve cam kaynağının cam cam kaynağı seviyesine getirilmesini mümkün kılmıştır. Sahada camın değiştirilmesi mümkün hale geldi.
ICO'nun tüm üretim döngüsü yaklaşık bir buçuk ay sürer. Ürünlerin çoğu UAC üretim tesislerine, bazıları modernizasyon için onarım tesislerine ve bazıları da ilk yardım çantaları olarak adlandırılan Hava Kuvvetleri hava limanlarına gidiyor. NITS ürünlerinin ana kısmı, devlet savunma düzeni çerçevesinde gerçekleştirilir.
NITS, savaş uçakları için camların özellikleri hakkında bilgi paylaşmak konusunda isteksizdir. Ancak yerli sivil uçakların kokpitleri için geliştirilen camların birçok parametrede ithal camlardan daha üstün olduğu açıktır.
Örneğin, NITS web sitesinde görebileceğiniz gibi, Tu-204'teki camın kalınlığı 17 mm, Boeing 787 için aynı özelliklere sahip camın kalınlığı 45 mm'dir.
Nesil V
Son birkaç yılda enstitü müdürü Vladimir Solinov, ekibi önemli ölçüde gençleştirmeyi başardı. Kısa süre önce 60. yılını kutlayan Moskova yapımında hem gençler hem de deneyimli uzmanlar çalışıyor. Mendeleevka'nın kıdemli öğrencileri isteyerek buraya geliyorlar. Enstitüde staja gelip 70 bin ruble maaş olduğunu öğrenerek önce sıradan işçiler tarafından çalıştırılıyorlar, sonra hızla teknoloji uzmanı seviyesine geliyorlar. Ayrıca birçok deneyimli işçi var.
Bunlardan biri, Nikolai Yakunin, helikopterler için cam işliyor. “Kırk yıl önce ordudan hemen sonra buraya geldim. Ancak yüksek düzeyde otomasyon olmasaydı, muhtemelen hayatta kalamayacaktı. 30 kg ağırlığındaki bir ürünle iyi bir fiziksel formda bile bütün gün çalışmak benim için zor”diyor Yakunin.
İnsanlar ve tırnaklar
Tüm dünyada, uçak yapımı için geliştirilen ve gerekli mukavemette camların üretilmesine izin veren teknolojiler, ülke ekonomisinin diğer birçok sektöründe kullanılmaktadır.
Birkaç yıl önce, enstitü silikat camın yüksek mukavemetini kanıtlamak için … cam çiviler yaptı. Beni çekiçle dövdüler. Anti-manyetik özelliklere sahip ürünlerde uygulama bulabilirler.
Ayrıca, bu çiviler, yat gövdelerini yapıştırırken kelepçeler yerine inşaat sırasında test edildi. Ancak tırnaklar sadece egzotik kaldı. Artık kimsenin camın yüksek mukavemetini kanıtlamasına gerek yok - NITS'in tüm çalışmaları bu eski ve aynı zamanda tamamen yeni malzemenin yüksek kalitesinin kanıtıdır.
Enstitü Müdürü Vladimir Solinov, mimari ve inşaat dahil olmak üzere yüksek cam mukavemeti sağlama ihtiyacını kanıtlamak için tüm yeteneklerini kullanıyor.
Bu makalenin başında tartışılan Rus-Amerikan Uzay Güvenliği Komisyonu'nun yanı sıra Devlet Duması altındaki Kentsel Gelişim Komisyonu'nun bir üyesidir - sonuçta, modern binaların inşasında, artan bir kısmı malzemelerden biri camdır. Bu, havacılık için geliştirilen teknolojilerin ve malzemelerin yakın gelecekte milyonlarca insanın hayatını daha konforlu ve güvenli hale getireceği anlamına geliyor.
