Di Rusia, teknologi baru telah dikembangkan untuk pembuatan kaca kabin pesawat tentera dan awam dari kaca silikat. Produk sedemikian ternyata lebih ringan dan lebih kuat daripada jika dihasilkan dari bahan organik yang digunakan sebelumnya. Kaca silikat juga digunakan di bidang lain, dari penerokaan ruang angkasa hingga pembinaan perumahan.
Selama beberapa tahun, terdapat perdebatan di kalangan penyelidik ruang angkasa mengenai penilaian keselamatan dan operasi Stesen Angkasa Antarabangsa. Faktanya ialah terdapat 13 tetingkap yang dipasang di segmen ISS Rusia. Semasa perbincangan bersama mengenai ISS, dicadangkan untuk menutup tingkap di segmen Rusia dengan palam buta kerana bahaya kerosakan pada kaca disebabkan oleh kesan mikrometeorit - mereka mengatakan, keselamatan stesen dapat bertambah baik. Tetapi wakil dari pihak Rusia - pengarah Institut Penyelidikan Ilmiah Kaca Teknikal (NITS), Saintis yang dihormati, Naib Presiden Akademi Sains Kejuruteraan Persekutuan Rusia, Doktor Sains Teknikal, Profesor Vladimir Solinov berdiri teguh - selama bertahun-tahun kekuatan sisa setelah kesan mikropartikel ruang telah dipelihara dan, pelbagai radiasi dan ancaman lain dari angkasa tidak mempengaruhi keselamatan tingkap yang dibuat di institut ini, dan juga kru, oleh itu tidak ada alasan untuk membatasi pemerhatian planet kita, "mengaburkan" karya angkasawan dalam modul Rusia stesen orbit.
Lubang lubang untuk stesen orbit adalah salah satu daripada beberapa produk yang dihasilkan oleh NITS. Bahagian utama karya saintis dan ahli teknologi institusi yang terletak di barat daya Moscow, tentu saja, dikaitkan dengan penciptaan optik struktur, kaca, atau seperti yang mereka katakan di sini "sistem optik telus kompleks" untuk pesawat tempur dari generasi keempat dan kelima yang dihasilkan oleh tanaman UAC. Dan setiap tahun ada lebih banyak pekerjaan untuk penerbangan.
Silikat atau organik
Dalam foto: kaca depan T-50 kosong dalam kaset pengerasan.
Kaca silikat adalah bahan dengan sifat unik. Ketelusannya, optik tinggi, ketahanan terhadap haba, kekuatan, dan kemampuan untuk menggunakan pelbagai lapisan menjadikannya sangat diperlukan untuk kaca pesawat. Tetapi mengapa keutamaan diberikan kepada bahan organik ketika memasang kabin pesawat di luar negeri dan di negara kita? Untuk satu sebab sahaja - lebih mudah. Mereka juga mengatakan bahawa kaca silikat terlalu rapuh.
Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan saintis bahan NITS memungkinkan untuk mengubah konsep kaca silikat secara radikal sebagai bahan rapuh. Kaedah pengukuhan moden memungkinkan untuk memberikan glazer kekuatan pesawat tempur moden yang cukup untuk menahan hentakan burung dengan berat sekitar dua kilogram dengan kecepatan 900 km / jam.
"Hari ini, kaedah pengerasan pada lapisan permukaan telah habis. Sudah waktunya untuk mengubah struktur dalaman kaca, kecacatannya,”kata Vladimir Solinov. Anehnya, ini difasilitasi oleh sekatan yang dikenakan oleh Barat. Faktanya adalah bahawa walaupun pada masa "pra-sanksi", firma asing, dengan keputusan NATO, tidak memberikan kepada Rusia gelas silikat dengan kualiti yang lebih baik, yang digunakan di sana untuk tujuan khas. Ini memaksa NITS menggunakan kaca seni bina. Walaupun pengeluar Rusia menghasilkan berjuta-juta meter persegi kaca seperti itu, kualitinya tidak sesuai digunakan dalam penerbangan.
Penggantian import berjaya dilakukan: projek baru untuk R&D dan reka bentuk peralatan yang pada dasarnya baru untuk industri kaca dilancarkan di Moscow.
Semua proses sintesis kaca dengan keutamaan Rusia akan diuji di atasnya.
Projek ini dipercayakan kepada saintis muda Tatiana Kiseleva. Lulusan berusia 26 tahun dari Universiti Teknologi Kimia Rusia. D. I. Mendeleeva adalah ketua makmal, pada tahun 2015 dia mempertahankan tesisnya. Di jabatan kaca di Mendeleevka, Tatiana mempelajari sifat-sifat perisai telus. Salah satu cabaran profesionalnya adalah mengembangkan kaca yang lebih unggul dalam sifatnya daripada salah satu analog terbaik di dunia - kaca herkulit, yang belum dihasilkan oleh Rusia.
Projek ini berdasarkan kaedah peleburan kaca asli yang baru. Sudah hari ini, makmal telah memperoleh sampel kaca, kekuatan strukturnya tiga kali lebih tinggi daripada analog yang diperoleh dengan kaedah tradisional. Tambahkan ini kaedah pengerasan yang ada, dan anda mendapat kaca, kekuatannya beberapa kali lebih tinggi daripada banyak jenis keluli aloi. Kaca yang lebih tahan lama menjadikan produk lebih ringan. Walau bagaimanapun, perlu diperhatikan bahawa pemaju kaca organik terus meningkatkan prestasi teknikal produk mereka, perselisihan mengenai kaca mana yang lebih baik belum selesai.
Tanglung untuk T-50
Dalam foto: satu set kaca untuk pesawat T-50 - visor depan dan bahagian lipat.
Bayangkan satu bungkusan dari beberapa plat kaca silika yang anda ingin melancarkan visor depan pesawat berkelajuan tinggi.
Kira-kira empat puluh tahun yang lalu, pakar NITS mengembangkan teknologi membongkok dalam. Beberapa lapisan kaca diletakkan di dalam ketuhar khas. Selama beberapa jam pada suhu tinggi di bawah beratnya sendiri, kaca membongkok, memperoleh bentuk dan kelengkungan yang diinginkan. Sekiranya perlu, mekanisme khas mendorong bahan kerja, memaksanya membongkok mengikut jadual khas.
Untuk pertama kalinya di dunia, menggunakan teknologi ini, pesawat tempur MiG-29 telah menggantikan tanglung, yang terdiri dari tiga gelas, dengan satu gelas bebas dari silikat.
Dengan peningkatan kelajuan, keperluan untuk ketahanan haba kaca meningkat, dengan kaca organik tidak lagi dapat mengatasi. Pada masa yang sama, keperluan optik dan penglihatan diperketat. Beberapa tahun yang lalu, bekerjasama dengan Syarikat Sukhoi, United Aircraft Corporation, teknologi baru untuk pengeluaran kaca untuk T-50 dikembangkan.
Pembangunan ini dibiayai oleh pengilang pesawat, sebagian oleh Kementerian Perindustrian dan Perdagangan. Bantuan yang besar diberikan dalam melaksanakan peralatan teknikal perusahaan, kata Yuri Tarasov, pengarah Pusat Teknologi UAC.
Akibatnya, kaca depan pesawat T-50 hampir dua kali ukuran visor MiG-29, dan bentuk produk dari silinder klasik telah berubah menjadi format 3D yang kompleks.
Hasilnya - untuk pertama kalinya di dunia, bahagian depan dan lipat kanopi pesawat T-50 (dihasilkan oleh Sukhoi) dibuat dari kaca silikat dalam format 3D. Lebih-lebih lagi, berat bahagian ini ternyata lebih rendah daripada jika terbuat dari kaca organik.
Hasil yang dicapai memberi dorongan untuk melengkapkan pesawat kilang-kilang lain dan biro reka bentuk yang merupakan sebahagian dari UAC dengan kaca serupa. Segera ada kebutuhan untuk pemodenan, menggantikan kaca organik dengan silikat, misalnya, pada pesawat Yak-130, Su-35, MiG-31, MiG-35. Setelah penggantian seperti itu (iaitu, meningkatkan ciri kekuatan kaca), MiG-35, misalnya, untuk pertama kalinya mencapai kecepatan hingga 2000 km / jam, iaitu, ia dapat terbang 40% lebih cepat rata-rata daripada pesawat lain di dunia.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, gaya kerja para saintis Moscow telah berubah dengan serius. Kira-kira tiga ratus pakar NITS melakukan kitaran penuh - dari spesifikasi teknikal hingga pengeluaran kecil. Ini termasuk pengembangan teknologi, dan pemilihan bahan utama ketika menggunakan kaca, dan kitaran ujian besar untuk semua faktor yang mempengaruhi pesawat, baik di darat maupun di udara.
Beberapa syarat utama dikenakan pada kaca moden, antaranya, selain kekuatan tinggi, adalah ketelusan optik, transmisi cahaya tinggi, meningkatkan jarak tontonan, sifat anti-pantulan, perlindungan dari kesan sinaran matahari dan sinaran lain, anti-ais sifat, memastikan ketahanan elektrik yang seragam.
Semua ini dicapai dengan lapisan aerosol, vakum atau magnetron. Peralatan yang kuat dan canggih yang menguap logam dan meletakkannya di permukaan kaca membolehkan NITS menggunakan pelapis, termasuk yang melindungi daripada faktor khas.
Kumpulan sifat ini memungkinkan untuk menyebut produk kaca sebagai sistem optik yang kompleks, dan sifat kekuatan tinggi kaca, yang merupakan sebahagian dari kokpit pesawat, menciptakan bidang sains dan teknologi baru dan memperkenalkan istilah optik struktur produk”(ICO).
Teknologi baru
Dalam foto: memuatkan selembar gelas untuk proses selanjutnya.
Apabila produk - bahagian tanglung berengsel untuk T-50 - dikeluarkan dari tungku untuk diproses lebih lanjut, ia hampir tidak menyerupai produk masa depan. Semasa membongkok kaca, tepi benda kerja cacat, dan mustahil untuk melepaskannya dari benda kerja bersaiz besar, yang mempunyai bentuk geometri yang kompleks, dengan alat berlian. Laser datang untuk menyelamatkan. Sinar laser kompleks robot tidak hanya memotong bahan kerja sesuai dengan program yang ditetapkan di dalamnya, tetapi juga, dengan mencairkan tepi, meningkatkan kekuatan tepi produk, mencegah munculnya retakan. Pemotongan laser produk 3D bersaiz besar pertama kali digunakan di Moscow. Kaedah ini dipatenkan pada bulan Mac 2012. Rasuk laser juga digunakan untuk memotong lapisan konduktif elektrik di permukaan kaca, mewujudkan zon pemanasan. Selepas pemprosesan laser, bahan kerja kelihatan lebih seperti lampu suluh T-50.
Setelah memotong, setiap benda kerja diproses pada mesin lima paksi. Pondok unik membolehkannya memberikan sifar tekanan pemasangan awal di atasnya. Ketua teknolog institut, Alexander Sitkin, berbicara tentang prospek menggunakan kompleks untuk mengisar dan menggilap permukaan kaca: kerja yang, jika perlu, dilakukan hanya secara manual. Teknologi yang dibangunkan adalah kebanggaan institusi ini.
Baru-baru ini, blok kaca siap dengan bantuan sealant dipasang di bingkai logam. Peralihan ke bahan komposit yang dikembangkan oleh NITS memungkinkan untuk mengurangkan berat produk sebanyak 25%, untuk meningkatkan daya tahan burung dan sumber glasir ke tahap sumber glazing glazing. Menjadi mungkin untuk mengganti kaca di ladang.
Keseluruhan kitaran pengeluaran ICO berlangsung sekitar satu setengah bulan. Sebilangan besar produk pergi ke kilang pembuatan UAC, beberapa untuk membaiki kilang untuk dimodenkan, dan beberapa ke lapangan udara Angkatan Udara, dalam apa yang disebut alat pertolongan cemas. Bahagian utama produk NITS dilakukan dalam rangka perintah pertahanan negara.
NITS enggan berkongsi maklumat mengenai ciri-ciri kaca untuk pesawat tempur. Tetapi jelas bahawa kacamata yang dikembangkan untuk kokpit pesawat awam domestik lebih unggul daripada yang diimport dalam sejumlah parameter.
Sebagai contoh, seperti yang anda lihat di laman web NITS, ketebalan kaca pada Tu-204 adalah 17 mm, ketebalan kaca dengan sifat yang sama untuk Boeing 787 adalah 45 mm.
Generasi V
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengarah institut itu, Vladimir Solinov, telah berjaya meremajakan pasukan dengan ketara. Kedua-dua orang muda dan pakar berpengalaman bekerja di produksi Moscow, yang baru-baru ini menyambut ulang tahun ke-60. Pelajar senior Mendeleevka dengan rela hati datang ke sini. Datang untuk berlatih di institut ini dan mengetahui bahawa ada gaji 70 ribu rubel, pada mulanya mereka dipekerjakan oleh pekerja biasa, kemudian mereka dengan cepat meningkat ke tahap teknologi. Terdapat juga banyak pekerja yang berpengalaman.
Salah satunya, Nikolai Yakunin, memproses kaca untuk helikopter. Saya datang ke sini tepat setelah tentera, empat puluh tahun yang lalu. Tetapi jika bukan kerana automasi yang tinggi, mungkin tidak akan dapat bertahan. Sukar untuk saya bekerja seharian walaupun dalam keadaan fizikal yang baik dengan produk seberat 30 kg,”kata Yakunin.
Orang dan kuku
Di seluruh dunia, teknologi yang dikembangkan untuk pembinaan pesawat udara yang membolehkan pengeluaran gelas kekuatan yang diperlukan digunakan di banyak sektor ekonomi nasional yang lain.
Beberapa tahun yang lalu, untuk membuktikan kekuatan tinggi kaca silikat, institut ini membuat … paku kaca. Mereka memukul saya dengan tukul. Mereka dapat mencari aplikasi dalam produk dengan sifat anti-magnetik.
Juga, kuku ini diuji semasa pembinaan, bukannya pengapit ketika menempelkan kapal layar. Tetapi kuku tetap eksotik. Sekarang tidak ada yang perlu membuktikan kekuatan kaca yang tinggi - semua karya NITS adalah bukti kualiti tinggi kuno ini dan, pada masa yang sama, bahan yang sama sekali baru.
Pengarah Institut Vladimir Solinov menggunakan semua kemampuannya untuk membuktikan keperluan untuk memastikan kekuatan kaca yang tinggi, termasuk seni bina dan pembinaan.
Dia adalah anggota Suruhanjaya Rusia-Amerika mengenai Keselamatan Ruang Angkasa, yang dibincangkan pada awal artikel ini, dan juga Suruhanjaya Pembangunan Bandar di bawah Duma Negeri - bagaimanapun, dalam pembinaan bangunan moden, semakin meningkat dari bahan tersebut adalah kaca. Ini bermaksud bahawa teknologi dan bahan yang dikembangkan untuk penerbangan dalam masa terdekat akan menjadikan kehidupan berjuta-juta orang lebih selesa dan selamat.
