БЕЗ НЕМЕТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ ЛІТАКИ НЕ ЛІТАЮТЬ | Наука і життя

  1. БЕЗ НЕМЕТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ ЛІТАКИ НЕ ЛІТАЮТЬ У 1930-х роках металевими вузлами літака були тільки мотор...
  2. БЕЗ НЕМЕТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ ЛІТАКИ НЕ ЛІТАЮТЬ

БЕЗ НЕМЕТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ ЛІТАКИ НЕ ЛІТАЮТЬ У 1930-х роках металевими вузлами літака були тільки мотор і шасі.Тому не дивно, що в 1932 році за указом наркома важкої промисловості у знову утворений Всесоюзний інститут авіаційних матеріалів з ЦАГІ перебралася лабораторія авіалеса, а з ЦИАМ - лабораторія гум.З них і утворився підрозділ неметалевих авіаційних матеріалів.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Фюзеляж легендарного винищувача Ла-5 виготовляли з дельта-деревини - спеціальної фанери з деревного шпону і бакелітовій смоли.

На даху одного з корпусів інституту зараз знаходиться майданчик кліматичних випробувань. Саме тут в грудні 1941 року випробовували нітролак, яким повинні були покривати обшивки винищувачів.

У нових обтічниках з радіопрозорого склопластику розміщуються радари - "очі" бойового літака. На знімку: Су-34 - один з найсучасніших бойових літаків.

У безлунна камерах вимірюють рівень електромагнітного випромінювання від самих різних джерел. У цій камері, розташованої на АвтоВАЗі, вимірюють електромагнітний фон, створюваний легковими автомобілями.

Стільники склеюють з листів спеціальної полімерної папери, а потім розтягують і отримують легку і жорстку конструкцію.

Лопаті вертолітного гвинта мають складну конструкцію, більшість елементів якої тримається на клеї.

<

>

Одним з головних досягнень інституту в той період було створення дельта-деревини, або, як її ще називали, авіаційної фанери - легкого і міцного матеріалу. Її виготовляли з деревного шпону і бакелітовій смоли. Дельта-деревина не вбирала вологу і тому не збільшувала масу у вологому атмосфері, а високі характеристики дозволяли використовувати її для корпусів літаків. У роки Великої Вітчизняної війни з дельта-деревини будували винищувачі, зокрема легендарний Ла-5.

У 1937 році, коли побудували "четвертий корпус", основний корпус ВІАМ, в ньому була організована лабораторія лакофарбових матеріалів, ще трохи пізніше - лабораторія скління.

У 1937 році, коли побудували четвертий корпус, основний корпус ВІАМ, в ньому була організована лабораторія лакофарбових матеріалів, ще трохи пізніше - лабораторія скління

Пригадується один з епізодів війни, в якому фахівці інституту зіграли важливу роль. Під час битви під Москвою, перед самим нашим настанням, командувач фронтом повідомив Сталіну, що воно під загрозою зриву. На літаках почала тріскатися тканинна обшивка, покрита нітроцелюлозним авіалаком, і вони не могли літати. Для з'ясування причин в інститут приїхав перший заступник наркома авіаційної промисловості П. В. Дементьєв. Він піднявся на дах четвертого корпусу, де знаходився майданчик атмосферних випробувань. Йому показали знаходилися там зразки, і він переконався, що зразки всі цілі, ніяких тріщин немає.

Стали розбиратися, і з'ясувалося, що на Челябінськом заводі порушили технологію виготовлення лаку. Звинувачувати в цьому заводчан важко. З них в першу чергу вимагали план. Щоб його виконати, директор заради прискорення процесу пішов на ризик, трохи змінивши рецептуру. І промахнувся. Не знаю, чому там справа скінчилося, але обшивки, покриті лаком, виготовленим за нашою технологією, більше не рвалися.

З появою реактивної авіації потрібні були зовсім інші матеріали. У ВІАМ організовуються лабораторії склопластиків, пінопластів. Але ми займалися не тільки твердими матеріалами: важливою проблемою була розробка термостійкої рідини для гідросистем. Адже на реактивному літаку зусилля для повороту керма стали дуже великими, і льотчику за допомогою звичайних тяг, без гідравліки, з цим не впоратися. Ця рідина використовувалася і для того, щоб прибирати і випускати шасі. Начальник лабораторії Н. С. корисними за створення цієї рідини отримав Сталінську премію.

Сталінську премію отримав і М. М. Гудімов за створення для кабін бойових літаків скління мозаїчної структури. Зробити монолітне скління складної криволінійної форми з триплексу не вдавалося, тому брали плоскі фрагменти, закріплювали їх в металевому каркасі, і виходив міцний ліхтар. При попаданні кулі або осколка снаряда руйнувався тільки один фрагмент і огляд знижувався ненабагато.

Активно йшла розробка склопластиків - радіопрозорих і міцних матеріалів, з яких робили носові обтічники літаків. У них розміщували радари для огляду місцевості і виявлення цілей.

Під керівництвом академіка К. А. Андріанова були створені термостійкі кремнийорганические лакофарбові покриття, що витримували температури до 500 ° С. Ними фарбували сталеві кожухи камер згоряння для захисту від корозії.

Переходячи до сьогоднішнього дня, треба сказати, що випускається величезна номенклатура неметалевих авіаційних матеріалів. Їх ділять на два класи - конструкційні та функціональні. До конструкційних крім згаданих склопластику відносяться органопластікі і самий, мабуть, перспективний матеріал - легкі і міцні вуглепластики. Уже зараз планер літака на 60% складається з углепласті ков. З них роблять фюзеляж, крила, хвостове оперення.

До слова сказати, Радянський Союз був у трійці світових лідерів з виробництва вуглецевого волокна для углепластиков. Але в роки плутанини хтось примудрився продати й вивезти до Угорщини стояла в Саратові лінію з річною продуктивністю 1000 т волокна. Зараз ми робимо величезні зусилля, щоб відновити виробництво і забезпечити авіабудівників вуглепластика для пасажирських літаків для місцевих ліній.

Органопластікі знайшли застосування в вертольотобудуванні. Вони легше углепластиков, мають більшу ударну міцність, тому обшивки вертольотів можна зробити дуже тонкими.

Широкі можливості застосування в перспективних авіаційних двигунах і гіперзвукових літальних апаратах знайдуть конструкційні матеріали на основі кераміки. В інституті розроблено унікальний керамічний композит, що володіє високим комплексом фізико-механічних властивостей в поєднанні з високою температурою експлуатації (вище 1500оС), який витримує не властиве традиційної кераміці різкі перепади температур.

Якщо поглянути на літак, то функціональних авіаційних матеріалів можна відразу і не побачити, але без них він літати не може. За номенклатурою функціональних матеріалів, до речі, в літаку набагато більше, ніж конструкційних. Це різні за термостійкості типи герметиків: полісульфідні, фторсілаксановие, кремнійорганічні. Це органічні скла різних марок, гуми, клеї, лакофарбові матеріали, матеріали для інтер'єру.

Причиною, яка змушує нас взятися за розробку того чи іншого матеріалу, на жаль, досить часто стають трагічні події. Так вийшло і з інтер'єрами салонів пасажирських літаків. Ми почали активно займатися цими матеріалами після катастрофи літака Іл-18 під Магнітогорському в 1972 році. Тоді загорівся багажний відсік і фанерний стать, і пасажири загинули через отруєння продуктами горіння. Аналогічний випадок стався і під час пожежі літака у Внуково, де загинули всі пасажири, отруївшись синильною кислотою, що виділилася при горінні звичайного пінополіуретану при нестачі кисню.

З середини 1970-х років в ВІАМ розроблені десятки марок негорючих тканин, килимових покриттів, термопластів. Ми створили панелі спеціального стільникового конструкції для інтер'єру. За конструкцією вони нагадують розгортаються ялинкові іграшки з цигаркового паперу. А роблять їх так. Беруть аркуш паперу, наносять паралельні смужки клею і кладуть наступний лист. На нього теж наносять клейові смужки, але зі зрушенням. І так далі. Коли стопку склеєних листів розтягують як гармошку, можна отримати об'ємні фігурки самої різної форми або об'ємні блоки.

Правда, для панелей ми використали не звичайний папір, а полімерну, на основі фенілонових волокон. На дотик такий папір нагадує пергамент, але вона не горить. Стільники просочують сполучною матеріалом, і виходить жорсткий блок, якому можна надати будь-яку потрібну форму. Вперше такі панелі з приклеєними обшивками з негорючого склопластику застосували на аеробусі Іл-86, а зараз вони замінили алюмопласт і фанеру практично на всіх наших літаках: з них роблять багажні полиці, підлогу салону і т. Д.

Всі вироби ми відчуваємо на відповідність вимогам Міжнародної організації цивільної авіації (ІКАО) по горючості і димовидалення. Останнім часом з'явилися нові обмеження по тепловиділенню при дії полум'я. Встановлена ​​норма граничного виділення тепла - 65 кВт / м2 протягом 2 хвилин.

Спеціальні неметалеві матеріали зараз використовують для ущільнення люків, ілюмінаторів. Ці матеріали з класу еластомерів не горючі, не виділяють диму. В якості захисту від обмерзання застосовують спеціальні проводять покриття, які нагріваються при пропущенні струму і не дають утворитися крижаній кірці.

Зараз пред'являються дуже жорсткі вимоги до шуму як в салоні, так і навколо літака. Доводиться створювати нові звуко- і вібропоглинаючі матеріали, що працюють в діапазоні 500-11 000 Гц. Панелі з таких матеріалів ставлять в стіни салону, в кожухи двигунів. Завдання це дуже складна, оскільки ефективність звукопоглинання тим вище, чим більше маса звукоізоляції, а в авіації боротьба за зниження маси ведеться з моменту створення першого літака. Є відомості, що закордонні авіабудівні компанії готові платити конструкторам до мільйона доларів за зниження на 1 дБ шуму в салоні.

В авіабудуванні, може бути, як ніде, широко застосовують клей. Наприклад, лопаті вертольота - цілком клеєні конструкції. Всередині знаходиться стільникова конструкція, до якої приклеєна обшивка.

Окремо варто згадати лопаті гвинто-вентиляторних двигунів. Спроби виготовляти лопаті з алюмінієвих сплавів не дали позитивного результату, оскільки підшипники не витримували навантаження на вісь. Але гвинто-вентиляторні двигуни дуже економічні, і відмовлятися від них недоцільно. Щоб зменшити масу лопаті, на головному підприємстві з виготовлення гвинто-вентилятор них двигунів, на Ступинском НПП "Аеросила", розробили дуже складну конструкцію, в якій використовуються наші скло, вугле-, органопластікі. У перетині лопаті можна побачити і короба і жолоби. Полегшені гвинти ставлять на літаки Іл-114, Ан-72.

Нарешті, ще про одну категорію неметалічних матеріалів, які добре поглинають радіовипромінювання. Такі матеріали відомі за технологією "стеллс", яка застосовується для будівництва літаків-невидимок. Але вони потрібні і для інших цілей. На літаку дуже багато радіоелектронної апаратури, що працює в різних діапазонах частот, і, звичайно, різні пристрої впливають один на одного, вносячи перешкоди. Радіопоглинаючі матеріали допомагають усунути це шкідливе явище і узгодити роботу апаратури.

Сфера застосування радиопоглощающих матеріалів не обмежується тільки авіацією. Ми розробили матеріали, з яких виготовляють так звані безлунна камери. У них перевіряють радіоапаратуру на рівень випромінювання, коли потрібно уникнути відображення хвиль. У безлунна камерах з недавнього часу перевіряють випромінювання автомобільної електроніки. Це пов'язано з тим, що машин з'явилося занадто багато і їх системи запалювання та інші електроприлади в сумі роблять серйозний вплив на навколишнє середовище, хоча, здавалося б, металевий капот повинен надійно екранувати випромінювання.

Останнім часом дуже цікавим напрямком нашої роботи стала наномодіфікація неметалічних матеріалів, тобто внесення в них домішок, частки яких за розмірами можна порівняти з молекулами. Додаючи в уже відомі речовини модифікатори типу фулеренів, можна отримати матеріали з зовсім іншими властивостями, наприклад забезпечують захист від блискавки углепластиков. Не змінюючи технологічного процесу, за допомогою Наномодифікатори вдається на 20-30% підвищити фізико-механічні характеристики неметалічних матеріалів.

Використовуючи наномодіфікацію поліамідних термопластів наносілікатамі на основі природної сировини, ми розраховували підвищити міцність виробів, а виявилося, що крім цього знижується і їх горючість. Така удача дозволила відмовитися від дорогих антипиренов. Так що в нашій роботі подібні щасливі випадковості, як то кажуть, мають місце бути.

Ми не замикаємось тільки на своїх дослідженнях. Багато робіт ведемо спільно з академічно ми і галузевими науково-дослідними інститутами. Причому використовуємо різні форми співпраці: договори, кооперацію, спільні проекти, спільне виконання державних контрактів.

ВІАМ готовий працювати з будь-якими організаціями, якщо це взаємовигідно. Правда, іноді доводиться стикатися з несанкціонованим використанням наших досягнень. Коли близько десяти років тому інститут переживав важкі часи, багато співробітників йшли і, на жаль, несли з собою секрети технологій. І ось зараз в продукції тієї або іншої комерційної фірми ми дізнаємося наші розробки, хоча інститут на використання своїх ноу-хау дозволу не давав. Довести авторство не завжди просто, але ми будемо намагатися захистити наші права.

Див. В номері на ту ж тему

Е. Кабл - ВІАМ - національне надбання.

А. ЖИРНОВ - Крилаті метали і сплави.

І. ДЕМОНІС - У всі лопатки.

М. Бронфін - Випробувачі - дослідники і контролери.

Академіки дають дозвіл на безпосадочний переліт Н. С. Хрущова в Нью-Йорк на наддалекі літаку ТУ-114.

І. ФРІДЛЯНДЕР - Старіння - не завжди погано.

Б. ЩЕТАНОВ - Тепловий захист "Бурана" почалася з листа кальки.

С. МУБОЯДЖЯН - Плазма проти пара: перемога за явною перевагою.

БЮРО НАУКОВО-ТЕХНІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ.

І. КОВАЛЬОВ - В науку - зі шкільної лави.

С. КАРІМОВА - Корозія - головний ворог авіацііc.

А. ПЕТРОВА - Посадити на клей.

БЕЗ НЕМЕТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ ЛІТАКИ НЕ ЛІТАЮТЬ

У 1930-х роках металевими вузлами літака були тільки мотор і шасі.Тому не дивно, що в 1932 році за указом наркома важкої промисловості у знову утворений Всесоюзний інститут авіаційних матеріалів з ЦАГІ перебралася лабораторія авіалеса, а з ЦИАМ - лабораторія гум.З них і утворився підрозділ неметалевих авіаційних матеріалів.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Фюзеляж легендарного винищувача Ла-5 виготовляли з дельта-деревини - спеціальної фанери з деревного шпону і бакелітовій смоли.

На даху одного з корпусів інституту зараз знаходиться майданчик кліматичних випробувань. Саме тут в грудні 1941 року випробовували нітролак, яким повинні були покривати обшивки винищувачів.

У нових обтічниках з радіопрозорого склопластику розміщуються радари - "очі" бойового літака. На знімку: Су-34 - один з найсучасніших бойових літаків.

У безлунна камерах вимірюють рівень електромагнітного випромінювання від самих різних джерел. У цій камері, розташованої на АвтоВАЗі, вимірюють електромагнітний фон, створюваний легковими автомобілями.

Стільники склеюють з листів спеціальної полімерної папери, а потім розтягують і отримують легку і жорстку конструкцію.

Лопаті вертолітного гвинта мають складну конструкцію, більшість елементів якої тримається на клеї.

<

>

Одним з головних досягнень інституту в той період було створення дельта-деревини, або, як її ще називали, авіаційної фанери - легкого і міцного матеріалу. Її виготовляли з деревного шпону і бакелітовій смоли. Дельта-деревина не вбирала вологу і тому не збільшувала масу у вологому атмосфері, а високі характеристики дозволяли використовувати її для корпусів літаків. У роки Великої Вітчизняної війни з дельта-деревини будували винищувачі, зокрема легендарний Ла-5.

У 1937 році, коли побудували "четвертий корпус", основний корпус ВІАМ, в ньому була організована лабораторія лакофарбових матеріалів, ще трохи пізніше - лабораторія скління.

У 1937 році, коли побудували четвертий корпус, основний корпус ВІАМ, в ньому була організована лабораторія лакофарбових матеріалів, ще трохи пізніше - лабораторія скління

Пригадується один з епізодів війни, в якому фахівці інституту зіграли важливу роль. Під час битви під Москвою, перед самим нашим настанням, командувач фронтом повідомив Сталіну, що воно під загрозою зриву. На літаках почала тріскатися тканинна обшивка, покрита нітроцелюлозним авіалаком, і вони не могли літати. Для з'ясування причин в інститут приїхав перший заступник наркома авіаційної промисловості П. В. Дементьєв. Він піднявся на дах четвертого корпусу, де знаходився майданчик атмосферних випробувань. Йому показали знаходилися там зразки, і він переконався, що зразки всі цілі, ніяких тріщин немає.

Стали розбиратися, і з'ясувалося, що на Челябінськом заводі порушили технологію виготовлення лаку. Звинувачувати в цьому заводчан важко. З них в першу чергу вимагали план. Щоб його виконати, директор заради прискорення процесу пішов на ризик, трохи змінивши рецептуру. І промахнувся. Не знаю, чому там справа скінчилося, але обшивки, покриті лаком, виготовленим за нашою технологією, більше не рвалися.

З появою реактивної авіації потрібні були зовсім інші матеріали. У ВІАМ організовуються лабораторії склопластиків, пінопластів. Але ми займалися не тільки твердими матеріалами: важливою проблемою була розробка термостійкої рідини для гідросистем. Адже на реактивному літаку зусилля для повороту керма стали дуже великими, і льотчику за допомогою звичайних тяг, без гідравліки, з цим не впоратися. Ця рідина використовувалася і для того, щоб прибирати і випускати шасі. Начальник лабораторії Н. С. корисними за створення цієї рідини отримав Сталінську премію.

Сталінську премію отримав і М. М. Гудімов за створення для кабін бойових літаків скління мозаїчної структури. Зробити монолітне скління складної криволінійної форми з триплексу не вдавалося, тому брали плоскі фрагменти, закріплювали їх в металевому каркасі, і виходив міцний ліхтар. При попаданні кулі або осколка снаряда руйнувався тільки один фрагмент і огляд знижувався ненабагато.

Активно йшла розробка склопластиків - радіопрозорих і міцних матеріалів, з яких робили носові обтічники літаків. У них розміщували радари для огляду місцевості і виявлення цілей.

Під керівництвом академіка К. А. Андріанова були створені термостійкі кремнийорганические лакофарбові покриття, що витримували температури до 500 ° С. Ними фарбували сталеві кожухи камер згоряння для захисту від корозії.

Переходячи до сьогоднішнього дня, треба сказати, що випускається величезна номенклатура неметалевих авіаційних матеріалів. Їх ділять на два класи - конструкційні та функціональні. До конструкційних крім згаданих склопластику відносяться органопластікі і самий, мабуть, перспективний матеріал - легкі і міцні вуглепластики. Уже зараз планер літака на 60% складається з углепласті ков. З них роблять фюзеляж, крила, хвостове оперення.

До слова сказати, Радянський Союз був у трійці світових лідерів з виробництва вуглецевого волокна для углепластиков. Але в роки плутанини хтось примудрився продати й вивезти до Угорщини стояла в Саратові лінію з річною продуктивністю 1000 т волокна. Зараз ми робимо величезні зусилля, щоб відновити виробництво і забезпечити авіабудівників вуглепластика для пасажирських літаків для місцевих ліній.

Органопластікі знайшли застосування в вертольотобудуванні. Вони легше углепластиков, мають більшу ударну міцність, тому обшивки вертольотів можна зробити дуже тонкими.

Широкі можливості застосування в перспективних авіаційних двигунах і гіперзвукових літальних апаратах знайдуть конструкційні матеріали на основі кераміки. В інституті розроблено унікальний керамічний композит, що володіє високим комплексом фізико-механічних властивостей в поєднанні з високою температурою експлуатації (вище 1500оС), який витримує не властиве традиційної кераміці різкі перепади температур.

Якщо поглянути на літак, то функціональних авіаційних матеріалів можна відразу і не побачити, але без них він літати не може. За номенклатурою функціональних матеріалів, до речі, в літаку набагато більше, ніж конструкційних. Це різні за термостійкості типи герметиків: полісульфідні, фторсілаксановие, кремнійорганічні. Це органічні скла різних марок, гуми, клеї, лакофарбові матеріали, матеріали для інтер'єру.

Причиною, яка змушує нас взятися за розробку того чи іншого матеріалу, на жаль, досить часто стають трагічні події. Так вийшло і з інтер'єрами салонів пасажирських літаків. Ми почали активно займатися цими матеріалами після катастрофи літака Іл-18 під Магнітогорському в 1972 році. Тоді загорівся багажний відсік і фанерний стать, і пасажири загинули через отруєння продуктами горіння. Аналогічний випадок стався і під час пожежі літака у Внуково, де загинули всі пасажири, отруївшись синильною кислотою, що виділилася при горінні звичайного пінополіуретану при нестачі кисню.

З середини 1970-х років в ВІАМ розроблені десятки марок негорючих тканин, килимових покриттів, термопластів. Ми створили панелі спеціального стільникового конструкції для інтер'єру. За конструкцією вони нагадують розгортаються ялинкові іграшки з цигаркового паперу. А роблять їх так. Беруть аркуш паперу, наносять паралельні смужки клею і кладуть наступний лист. На нього теж наносять клейові смужки, але зі зрушенням. І так далі. Коли стопку склеєних листів розтягують як гармошку, можна отримати об'ємні фігурки самої різної форми або об'ємні блоки.

Правда, для панелей ми використали не звичайний папір, а полімерну, на основі фенілонових волокон. На дотик такий папір нагадує пергамент, але вона не горить. Стільники просочують сполучною матеріалом, і виходить жорсткий блок, якому можна надати будь-яку потрібну форму. Вперше такі панелі з приклеєними обшивками з негорючого склопластику застосували на аеробусі Іл-86, а зараз вони замінили алюмопласт і фанеру практично на всіх наших літаках: з них роблять багажні полиці, підлогу салону і т. Д.

Всі вироби ми відчуваємо на відповідність вимогам Міжнародної організації цивільної авіації (ІКАО) по горючості і димовидалення. Останнім часом з'явилися нові обмеження по тепловиділенню при дії полум'я. Встановлена ​​норма граничного виділення тепла - 65 кВт / м2 протягом 2 хвилин.

Спеціальні неметалеві матеріали зараз використовують для ущільнення люків, ілюмінаторів. Ці матеріали з класу еластомерів не горючі, не виділяють диму. В якості захисту від обмерзання застосовують спеціальні проводять покриття, які нагріваються при пропущенні струму і не дають утворитися крижаній кірці.

Зараз пред'являються дуже жорсткі вимоги до шуму як в салоні, так і навколо літака. Доводиться створювати нові звуко- і вібропоглинаючі матеріали, що працюють в діапазоні 500-11 000 Гц. Панелі з таких матеріалів ставлять в стіни салону, в кожухи двигунів. Завдання це дуже складна, оскільки ефективність звукопоглинання тим вище, чим більше маса звукоізоляції, а в авіації боротьба за зниження маси ведеться з моменту створення першого літака. Є відомості, що закордонні авіабудівні компанії готові платити конструкторам до мільйона доларів за зниження на 1 дБ шуму в салоні.

В авіабудуванні, може бути, як ніде, широко застосовують клей. Наприклад, лопаті вертольота - цілком клеєні конструкції. Всередині знаходиться стільникова конструкція, до якої приклеєна обшивка.

Окремо варто згадати лопаті гвинто-вентиляторних двигунів. Спроби виготовляти лопаті з алюмінієвих сплавів не дали позитивного результату, оскільки підшипники не витримували навантаження на вісь. Але гвинто-вентиляторні двигуни дуже економічні, і відмовлятися від них недоцільно. Щоб зменшити масу лопаті, на головному підприємстві з виготовлення гвинто-вентилятор них двигунів, на Ступинском НПП "Аеросила", розробили дуже складну конструкцію, в якій використовуються наші скло, вугле-, органопластікі. У перетині лопаті можна побачити і короба і жолоби. Полегшені гвинти ставлять на літаки Іл-114, Ан-72.

Нарешті, ще про одну категорію неметалічних матеріалів, які добре поглинають радіовипромінювання. Такі матеріали відомі за технологією "стеллс", яка застосовується для будівництва літаків-невидимок. Але вони потрібні і для інших цілей. На літаку дуже багато радіоелектронної апаратури, що працює в різних діапазонах частот, і, звичайно, різні пристрої впливають один на одного, вносячи перешкоди. Радіопоглинаючі матеріали допомагають усунути це шкідливе явище і узгодити роботу апаратури.

Сфера застосування радиопоглощающих матеріалів не обмежується тільки авіацією. Ми розробили матеріали, з яких виготовляють так звані безлунна камери. У них перевіряють радіоапаратуру на рівень випромінювання, коли потрібно уникнути відображення хвиль. У безлунна камерах з недавнього часу перевіряють випромінювання автомобільної електроніки. Це пов'язано з тим, що машин з'явилося занадто багато і їх системи запалювання та інші електроприлади в сумі роблять серйозний вплив на навколишнє середовище, хоча, здавалося б, металевий капот повинен надійно екранувати випромінювання.

Останнім часом дуже цікавим напрямком нашої роботи стала наномодіфікація неметалічних матеріалів, тобто внесення в них домішок, частки яких за розмірами можна порівняти з молекулами. Додаючи в уже відомі речовини модифікатори типу фулеренів, можна отримати матеріали з зовсім іншими властивостями, наприклад забезпечують захист від блискавки углепластиков. Не змінюючи технологічного процесу, за допомогою Наномодифікатори вдається на 20-30% підвищити фізико-механічні характеристики неметалічних матеріалів.

Використовуючи наномодіфікацію поліамідних термопластів наносілікатамі на основі природної сировини, ми розраховували підвищити міцність виробів, а виявилося, що крім цього знижується і їх горючість. Така удача дозволила відмовитися від дорогих антипиренов. Так що в нашій роботі подібні щасливі випадковості, як то кажуть, мають місце бути.

Ми не замикаємось тільки на своїх дослідженнях. Багато робіт ведемо спільно з академічно ми і галузевими науково-дослідними інститутами. Причому використовуємо різні форми співпраці: договори, кооперацію, спільні проекти, спільне виконання державних контрактів.

ВІАМ готовий працювати з будь-якими організаціями, якщо це взаємовигідно. Правда, іноді доводиться стикатися з несанкціонованим використанням наших досягнень. Коли близько десяти років тому інститут переживав важкі часи, багато співробітників йшли і, на жаль, несли з собою секрети технологій. І ось зараз в продукції тієї або іншої комерційної фірми ми дізнаємося наші розробки, хоча інститут на використання своїх ноу-хау дозволу не давав. Довести авторство не завжди просто, але ми будемо намагатися захистити наші права.

Див. В номері на ту ж тему

Е. Кабл - ВІАМ - національне надбання.

А. ЖИРНОВ - Крилаті метали і сплави.

І. ДЕМОНІС - У всі лопатки.

М. Бронфін - Випробувачі - дослідники і контролери.

Академіки дають дозвіл на безпосадочний переліт Н. С. Хрущова в Нью-Йорк на наддалекі літаку ТУ-114.

І. ФРІДЛЯНДЕР - Старіння - не завжди погано.

Б. ЩЕТАНОВ - Тепловий захист "Бурана" почалася з листа кальки.

С. МУБОЯДЖЯН - Плазма проти пара: перемога за явною перевагою.

БЮРО НАУКОВО-ТЕХНІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ.

І. КОВАЛЬОВ - В науку - зі шкільної лави.

С. КАРІМОВА - Корозія - головний ворог авіацііc.

А. ПЕТРОВА - Посадити на клей.

БЕЗ НЕМЕТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ ЛІТАКИ НЕ ЛІТАЮТЬ

У 1930-х роках металевими вузлами літака були тільки мотор і шасі.Тому не дивно, що в 1932 році за указом наркома важкої промисловості у знову утворений Всесоюзний інститут авіаційних матеріалів з ЦАГІ перебралася лабораторія авіалеса, а з ЦИАМ - лабораторія гум.З них і утворився підрозділ неметалевих авіаційних матеріалів.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Фюзеляж легендарного винищувача Ла-5 виготовляли з дельта-деревини - спеціальної фанери з деревного шпону і бакелітовій смоли.

На даху одного з корпусів інституту зараз знаходиться майданчик кліматичних випробувань. Саме тут в грудні 1941 року випробовували нітролак, яким повинні були покривати обшивки винищувачів.

У нових обтічниках з радіопрозорого склопластику розміщуються радари - "очі" бойового літака. На знімку: Су-34 - один з найсучасніших бойових літаків.

У безлунна камерах вимірюють рівень електромагнітного випромінювання від самих різних джерел. У цій камері, розташованої на АвтоВАЗі, вимірюють електромагнітний фон, створюваний легковими автомобілями.

Стільники склеюють з листів спеціальної полімерної папери, а потім розтягують і отримують легку і жорстку конструкцію.

Лопаті вертолітного гвинта мають складну конструкцію, більшість елементів якої тримається на клеї.

<

>

Одним з головних досягнень інституту в той період було створення дельта-деревини, або, як її ще називали, авіаційної фанери - легкого і міцного матеріалу. Її виготовляли з деревного шпону і бакелітовій смоли. Дельта-деревина не вбирала вологу і тому не збільшувала масу у вологому атмосфері, а високі характеристики дозволяли використовувати її для корпусів літаків. У роки Великої Вітчизняної війни з дельта-деревини будували винищувачі, зокрема легендарний Ла-5.

У 1937 році, коли побудували "четвертий корпус", основний корпус ВІАМ, в ньому була організована лабораторія лакофарбових матеріалів, ще трохи пізніше - лабораторія скління.

У 1937 році, коли побудували четвертий корпус, основний корпус ВІАМ, в ньому була організована лабораторія лакофарбових матеріалів, ще трохи пізніше - лабораторія скління

Пригадується один з епізодів війни, в якому фахівці інституту зіграли важливу роль. Під час битви під Москвою, перед самим нашим настанням, командувач фронтом повідомив Сталіну, що воно під загрозою зриву. На літаках почала тріскатися тканинна обшивка, покрита нітроцелюлозним авіалаком, і вони не могли літати. Для з'ясування причин в інститут приїхав перший заступник наркома авіаційної промисловості П. В. Дементьєв. Він піднявся на дах четвертого корпусу, де знаходився майданчик атмосферних випробувань. Йому показали знаходилися там зразки, і він переконався, що зразки всі цілі, ніяких тріщин немає.

Стали розбиратися, і з'ясувалося, що на Челябінськом заводі порушили технологію виготовлення лаку. Звинувачувати в цьому заводчан важко. З них в першу чергу вимагали план. Щоб його виконати, директор заради прискорення процесу пішов на ризик, трохи змінивши рецептуру. І промахнувся. Не знаю, чому там справа скінчилося, але обшивки, покриті лаком, виготовленим за нашою технологією, більше не рвалися.

З появою реактивної авіації потрібні були зовсім інші матеріали. У ВІАМ організовуються лабораторії склопластиків, пінопластів. Але ми займалися не тільки твердими матеріалами: важливою проблемою була розробка термостійкої рідини для гідросистем. Адже на реактивному літаку зусилля для повороту керма стали дуже великими, і льотчику за допомогою звичайних тяг, без гідравліки, з цим не впоратися. Ця рідина використовувалася і для того, щоб прибирати і випускати шасі. Начальник лабораторії Н. С. корисними за створення цієї рідини отримав Сталінську премію.

Сталінську премію отримав і М. М. Гудімов за створення для кабін бойових літаків скління мозаїчної структури. Зробити монолітне скління складної криволінійної форми з триплексу не вдавалося, тому брали плоскі фрагменти, закріплювали їх в металевому каркасі, і виходив міцний ліхтар. При попаданні кулі або осколка снаряда руйнувався тільки один фрагмент і огляд знижувався ненабагато.

Активно йшла розробка склопластиків - радіопрозорих і міцних матеріалів, з яких робили носові обтічники літаків. У них розміщували радари для огляду місцевості і виявлення цілей.

Під керівництвом академіка К. А. Андріанова були створені термостійкі кремнийорганические лакофарбові покриття, що витримували температури до 500 ° С. Ними фарбували сталеві кожухи камер згоряння для захисту від корозії.

Переходячи до сьогоднішнього дня, треба сказати, що випускається величезна номенклатура неметалевих авіаційних матеріалів. Їх ділять на два класи - конструкційні та функціональні. До конструкційних крім згаданих склопластику відносяться органопластікі і самий, мабуть, перспективний матеріал - легкі і міцні вуглепластики. Уже зараз планер літака на 60% складається з углепласті ков. З них роблять фюзеляж, крила, хвостове оперення.

До слова сказати, Радянський Союз був у трійці світових лідерів з виробництва вуглецевого волокна для углепластиков. Але в роки плутанини хтось примудрився продати й вивезти до Угорщини стояла в Саратові лінію з річною продуктивністю 1000 т волокна. Зараз ми робимо величезні зусилля, щоб відновити виробництво і забезпечити авіабудівників вуглепластика для пасажирських літаків для місцевих ліній.

Органопластікі знайшли застосування в вертольотобудуванні. Вони легше углепластиков, мають більшу ударну міцність, тому обшивки вертольотів можна зробити дуже тонкими.

Широкі можливості застосування в перспективних авіаційних двигунах і гіперзвукових літальних апаратах знайдуть конструкційні матеріали на основі кераміки. В інституті розроблено унікальний керамічний композит, що володіє високим комплексом фізико-механічних властивостей в поєднанні з високою температурою експлуатації (вище 1500оС), який витримує не властиве традиційної кераміці різкі перепади температур.

Якщо поглянути на літак, то функціональних авіаційних матеріалів можна відразу і не побачити, але без них він літати не може. За номенклатурою функціональних матеріалів, до речі, в літаку набагато більше, ніж конструкційних. Це різні за термостійкості типи герметиків: полісульфідні, фторсілаксановие, кремнійорганічні. Це органічні скла різних марок, гуми, клеї, лакофарбові матеріали, матеріали для інтер'єру.

Причиною, яка змушує нас взятися за розробку того чи іншого матеріалу, на жаль, досить часто стають трагічні події. Так вийшло і з інтер'єрами салонів пасажирських літаків. Ми почали активно займатися цими матеріалами після катастрофи літака Іл-18 під Магнітогорському в 1972 році. Тоді загорівся багажний відсік і фанерний стать, і пасажири загинули через отруєння продуктами горіння. Аналогічний випадок стався і під час пожежі літака у Внуково, де загинули всі пасажири, отруївшись синильною кислотою, що виділилася при горінні звичайного пінополіуретану при нестачі кисню.

З середини 1970-х років в ВІАМ розроблені десятки марок негорючих тканин, килимових покриттів, термопластів. Ми створили панелі спеціального стільникового конструкції для інтер'єру. За конструкцією вони нагадують розгортаються ялинкові іграшки з цигаркового паперу. А роблять їх так. Беруть аркуш паперу, наносять паралельні смужки клею і кладуть наступний лист. На нього теж наносять клейові смужки, але зі зрушенням. І так далі. Коли стопку склеєних листів розтягують як гармошку, можна отримати об'ємні фігурки самої різної форми або об'ємні блоки.

Правда, для панелей ми використали не звичайний папір, а полімерну, на основі фенілонових волокон. На дотик такий папір нагадує пергамент, але вона не горить. Стільники просочують сполучною матеріалом, і виходить жорсткий блок, якому можна надати будь-яку потрібну форму. Вперше такі панелі з приклеєними обшивками з негорючого склопластику застосували на аеробусі Іл-86, а зараз вони замінили алюмопласт і фанеру практично на всіх наших літаках: з них роблять багажні полиці, підлогу салону і т. Д.

Всі вироби ми відчуваємо на відповідність вимогам Міжнародної організації цивільної авіації (ІКАО) по горючості і димовидалення. Останнім часом з'явилися нові обмеження по тепловиділенню при дії полум'я. Встановлена ​​норма граничного виділення тепла - 65 кВт / м2 протягом 2 хвилин.

Спеціальні неметалеві матеріали зараз використовують для ущільнення люків, ілюмінаторів. Ці матеріали з класу еластомерів не горючі, не виділяють диму. В якості захисту від обмерзання застосовують спеціальні проводять покриття, які нагріваються при пропущенні струму і не дають утворитися крижаній кірці.

Зараз пред'являються дуже жорсткі вимоги до шуму як в салоні, так і навколо літака. Доводиться створювати нові звуко- і вібропоглинаючі матеріали, що працюють в діапазоні 500-11 000 Гц. Панелі з таких матеріалів ставлять в стіни салону, в кожухи двигунів. Завдання це дуже складна, оскільки ефективність звукопоглинання тим вище, чим більше маса звукоізоляції, а в авіації боротьба за зниження маси ведеться з моменту створення першого літака. Є відомості, що закордонні авіабудівні компанії готові платити конструкторам до мільйона доларів за зниження на 1 дБ шуму в салоні.

В авіабудуванні, може бути, як ніде, широко застосовують клей. Наприклад, лопаті вертольота - цілком клеєні конструкції. Всередині знаходиться стільникова конструкція, до якої приклеєна обшивка.

Окремо варто згадати лопаті гвинто-вентиляторних двигунів. Спроби виготовляти лопаті з алюмінієвих сплавів не дали позитивного результату, оскільки підшипники не витримували навантаження на вісь. Але гвинто-вентиляторні двигуни дуже економічні, і відмовлятися від них недоцільно. Щоб зменшити масу лопаті, на головному підприємстві з виготовлення гвинто-вентилятор них двигунів, на Ступинском НПП "Аеросила", розробили дуже складну конструкцію, в якій використовуються наші скло, вугле-, органопластікі. У перетині лопаті можна побачити і короба і жолоби. Полегшені гвинти ставлять на літаки Іл-114, Ан-72.

Нарешті, ще про одну категорію неметалічних матеріалів, які добре поглинають радіовипромінювання. Такі матеріали відомі за технологією "стеллс", яка застосовується для будівництва літаків-невидимок. Але вони потрібні і для інших цілей. На літаку дуже багато радіоелектронної апаратури, що працює в різних діапазонах частот, і, звичайно, різні пристрої впливають один на одного, вносячи перешкоди. Радіопоглинаючі матеріали допомагають усунути це шкідливе явище і узгодити роботу апаратури.

Сфера застосування радиопоглощающих матеріалів не обмежується тільки авіацією. Ми розробили матеріали, з яких виготовляють так звані безлунна камери. У них перевіряють радіоапаратуру на рівень випромінювання, коли потрібно уникнути відображення хвиль. У безлунна камерах з недавнього часу перевіряють випромінювання автомобільної електроніки. Це пов'язано з тим, що машин з'явилося занадто багато і їх системи запалювання та інші електроприлади в сумі роблять серйозний вплив на навколишнє середовище, хоча, здавалося б, металевий капот повинен надійно екранувати випромінювання.

Останнім часом дуже цікавим напрямком нашої роботи стала наномодіфікація неметалічних матеріалів, тобто внесення в них домішок, частки яких за розмірами можна порівняти з молекулами. Додаючи в уже відомі речовини модифікатори типу фулеренів, можна отримати матеріали з зовсім іншими властивостями, наприклад забезпечують захист від блискавки углепластиков. Не змінюючи технологічного процесу, за допомогою Наномодифікатори вдається на 20-30% підвищити фізико-механічні характеристики неметалічних матеріалів.

Використовуючи наномодіфікацію поліамідних термопластів наносілікатамі на основі природної сировини, ми розраховували підвищити міцність виробів, а виявилося, що крім цього знижується і їх горючість. Така удача дозволила відмовитися від дорогих антипиренов. Так що в нашій роботі подібні щасливі випадковості, як то кажуть, мають місце бути.

Ми не замикаємось тільки на своїх дослідженнях. Багато робіт ведемо спільно з академічно ми і галузевими науково-дослідними інститутами. Причому використовуємо різні форми співпраці: договори, кооперацію, спільні проекти, спільне виконання державних контрактів.

ВІАМ готовий працювати з будь-якими організаціями, якщо це взаємовигідно. Правда, іноді доводиться стикатися з несанкціонованим використанням наших досягнень. Коли близько десяти років тому інститут переживав важкі часи, багато співробітників йшли і, на жаль, несли з собою секрети технологій. І ось зараз в продукції тієї або іншої комерційної фірми ми дізнаємося наші розробки, хоча інститут на використання своїх ноу-хау дозволу не давав. Довести авторство не завжди просто, але ми будемо намагатися захистити наші права.

Див. В номері на ту ж тему

Е. Кабл - ВІАМ - національне надбання.

А. ЖИРНОВ - Крилаті метали і сплави.

І. ДЕМОНІС - У всі лопатки.

М. Бронфін - Випробувачі - дослідники і контролери.

Академіки дають дозвіл на безпосадочний переліт Н. С. Хрущова в Нью-Йорк на наддалекі літаку ТУ-114.

І. ФРІДЛЯНДЕР - Старіння - не завжди погано.

Б. ЩЕТАНОВ - Тепловий захист "Бурана" почалася з листа кальки.

С. МУБОЯДЖЯН - Плазма проти пара: перемога за явною перевагою.

БЮРО НАУКОВО-ТЕХНІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ.

І. КОВАЛЬОВ - В науку - зі шкільної лави.

С. КАРІМОВА - Корозія - головний ворог авіацііc.

А. ПЕТРОВА - Посадити на клей.

*/?>