Юный техник, 2001 № 12
Шрифт:
«Измерительной технике ВИАМа могут позавидовать многие научные учреждения страны», — рассказывает директор ВИАМа Е.Н. Каблов.
Ныне все чаще при изготовлении новых летательных аппаратов применяют не металл, а композитные материалы. И тут сотрудники ВИАМа сказали свое веское слово. Вспомним хотя бы эпопею с созданием космического челнока «Буран» в конце 80-х годов XX века. Знаменитые термоизоляционные плитки, которыми была обклеена нижняя часть космического самолета, создавались здесь же, в ВИАМе. Причем, как показали позднейшие сравнительные испытания, наша плитка оказалась лучше, чем у американцев. Хотя пришлось ее создавать буквально с нуля.
— Ее главная особенность — плитка состоит на 93 % практически из воздуха, — пояснил руководитель одного из научно-технологических комплексов ВИАМа Г.М.Гуняев. — Остальное приходится на кварцевые волокна. Только для одного такого летательного аппарата понадобилось 38 000 таких плиток. Носки же крыла и фюзеляжа, где уже и плитка не выдерживала нагрева, были выполнены из тугоплавкого графитового материала.
Ныне сотрудники ВИАМа шагнули еще дальше. Нам продемонстрировали детали из материала «тигр». Название экзотическое, но логичное: так называется композит на основе ТИтана и ГРафита.
Сейчас авиаконструкторы ведущих стран мира напряженно работают над созданием истребителя пятого поколения. В частности, в скором будущем наши специалисты намерены продемонстрировать своим зарубежным коллегам свои перспективные машины Су-49 и Су-52, целиком выполненные из композитов на основе углерода. Материалы для них успешно проходят испытания в конструкции экспериментальной машины ОКБ им. П.О. Сухого с крылом обратной стреловидности С-37 «Беркут».
— В основе конструкции лежат так называемые интеллектуальные материалы, которые самостоятельно откликаются на физические воздействия, — пояснил профессор Георгий Михайлович Гуняев. — Например, крыло меняет свою форму таким образом, чтобы наилучшим образом соответствовать данным аэродинамическим условиям, оптимизировать угол атаки независимо даже от воли летчика, автоматически. В итоге удается избежать сваливания в штопор и прочих неприятностей…
Причем новые материалы проявили себя наилучшим образом при полетах не только в дозвуковом, но и в сверхзвуковом режимах. Накопленный опыт теперь используется и для изготовления крыльев больших самолетов. Законцовки плоскостей выполняются на них из композиционных материалов и работают таким образом, чтобы снизить нагрузки на корневую часть крыла. Только за счет этого удалось облегчить летательный аппарат на 3500 кг.
Исходным материалом для изготовления композитов может послужить и стеклоткань.
Профессор Эдуард Константинович Кондрашов рассказал нам об авиационных покрытиях. Казалось бы, невелика хитрость — покрасить самолет. Однако даже для забора надо правильно подобрать краску. Что же тогда говорить о летательном аппарате?
Вот лишь перечень некоторых требований к авиационному покрытию. Оно должно надежно держаться на покрываемой поверхности во всем диапазоне температур и скоростей. Предохранять поверхность от коррозии. Не ухудшать, а хорошо бы — улучшать аэродинамическое обтекание машины. Не быть тяжелым — а то ведь только при окраске самолет может потяжелеть на 200–300 кг.
И это примерный набор лишь так называемых общих требований конструкторов. А есть еще и специальные. Например, чтобы покрытие обеспечивало малую радиозаметность машины, поглощало и рассеивало лучи радаров. Чтобы краска еще и от радиации защищала… или меняла цвет при изменении температуры… И сотрудники ВИАМа не теряются.
— Нам приходится иметь дело практически со всей таблицей Д.И. Менделеева, — подвел итог своему рассказу Э.К. Кондрашов. — Да и бионикой тоже интересуемся: как, скажем, работает механизм изменения окраски у того же хамелеона, что у него можно позаимствовать?..
И это лишь одно из перспективных направлений. Из других отметим хотя бы использование волокон в авиационных конструкциях. Говоря упрощенно, некоторые детали и узлы авиационной техники в будущем намерены… ткать, подобно тому, как ткут ныне ткани. И такие материалы обещают быть еще прочнее нынешних композитов, в их структуру еще в процессе изготовления будут закладывать всевозможные датчики и микроэлектронные устройства. Ну а там, глядишь, дойдут и до того, чтобы выращивать из расплавов не только лопатки турбин, но и готовые узлы, и даже целые машины. Последние достижения нанотехнологии позволяют на это надеяться.
И можно быть уверенными, одними из первых в мире эти новинки опробуют, начнут активно использовать сотрудники Государственного научного центра «Всероссийский институт авиационных материалов».
ИНФОРМАЦИЯ
ОТКУДА БЕРЕТСЯ МЕТАН? Раньше полагали, что запасы природного газа метана связаны преимущественно с нефтяными залежами. Однако пять лет назад российские и швейцарские геологи открыли скопления природного газа в подземных горизонтах, где нефти мало, но циркулируют горячие солевые растворы.
Н.В. Верховцева, доктор биологических наук из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, полагает, что горючий газ выделяют архебактерии, живущие в подземных водах. Это подтверждают исследования пластовых вод, взятых из Воротиловской глубокой скважины в 70 км к северу от Нижнего Новгорода. В образцах, отобранных с глубин от 1,5 до 4,5 км, обнаружили архебактерии, выделяющие метан. Они живут при температуре от 30 до 80 °C в растворах, насыщенных хлоридными и сульфатными солями кальция, натрия и магния.
КАБЕЛЬ, КОТОРЫЙ НЕ ГОРИТ, разработан в Научно-техническом центре кабельной промышленности (ОАО «ВНИИКП»). Его изоляция способна не разрушаться как минимум 3 часа при температуре 1000 °C! Это достигается применением в качестве изоляции слюдяной ленты элмикатекс. Первая партия новых кабелей выпущена на Подольском кабельном заводе для вагонеток на электрической тяге, которыми сгружают руду в плавильные печи. В дальнейшем их предполагается прокладывать всюду, где есть опасность разрушения сетей электропитания из-за повышенной температуры. К сказанному остается добавить, что наши кабели втрое дешевле импортных, хотя и не уступают им по качеству.