0
2254
Газета Наука и технологии Интернет-версия

26.06.2002 00:00:00

Как соткать... самолет

Тэги: виам, исследование, самолет


Идея любой машины, механизма, аппарата зарождается, как известно, в мозгу конструктора. Потом ее детали прорисовываются на листе бумаги, выверяются на компьютерах. Но оживет новая машина лишь тогда, когда будет выполнена "в железе" - из тех материалов, которые могут выдержать всевозможные нагрузки. Для авиации подобные материалы поставляет ВИАМ - государственный научный центр "Всероссийский институт авиационных материалов", отмечающий в эти дни свой 70-летний юбилей...

"Приказ по Наркомату тяжелой промышленности СССР был подписан 28 июня 1932 года, - показал нам в заводском музее копию этого приказа генеральный директор ВИАМа, член-корреспондент РАН, профессор и лауреат многих премий Евгений Каблов. - Сейчас 96% материалов, применяемых в отечественной авиационной технике, разработаны в ВИАМе".

Главные детали современного реактивного двигателя - лопатки компрессора высокого давления и газовой турбины. Уже сегодня температура рабочего газа в камере сгорания и сразу после него достигает 1700-1800 градусов, то есть превосходят температуру плавления самого материала. Приходится прибегать к их интенсивному охлаждению. Но если снизить температуру камеры довольно просто - стенки ее неподвижны, то со вращающимися с огромной скоростью лопатками дело обстоит куда сложнее. А если лопатку вдруг сорвет с ее законного места, бед она может натворить не меньше, чем артиллерийский снаряд. Поэтому для большей прочности лопатки ныне не вытачивают, а отливают из особых сплавов. Создают в специальных камерах условия, при которых из расплава происходит кристаллизация металла, и постепенно выращивают деталь нужной формы. Как это делать - целая наука. И сотрудники ВИАМа ею владеют в совершенстве.

Однако мало этого. Для лучшего охлаждения лопаток до недавнего времени их приходилось делать пустотелыми. А через внутреннюю полость прогоняли поток охлаждающего воздуха. Однако такое решение намного усложняет технологию производства лопатки. Прочность при этом, естественно, существенно снижается. Как быть?

"Надо заставить лопатку... попотеть!" - решили технологи. В самом деле, как решает проблему охлаждения, скажем, наш организм? Во время интенсивной работы поры на коже расширяются, через них выделяется пот, унося с собой излишнее тепло. Аналогичной способностью наделяют теперь лопатки компрессоров и турбин. Каждая из них выращивается из цельного монокристалла, без всяких пустот. Но сам кристалл пронизан тончайшими канальцами диаметром 0,2-0,3 мм, сквозь которые и прогоняют охлаждающий газ. Лопатка как бы "потеет". А если к этому добавить, что на соседнем участке на выращенные лопатки наносят еще и специальные покрытия, существенно улучшающие качество изделия, то новая технология (ее автор - профессор С.А. Мубояджан) позволит в ближайшем будущем создать авиадвигатели нового поколения, рабочие температуры в которых будут достигать 2000 градусов и выше.

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 ХХ века. Знаменитые термоизоляционные плитки, которыми была обклеена нижняя часть космическая самолета, создавались здесь же, в ВИАМе. Причем, как показали позднейшие сравнительные испытания, наш теплоизолятор оказался лучше, чем у американцев.

"Ее главная особенность - плитка состоит на 93% практически из воздуха, - поясняет руководитель одного из научно-технологических комплексов ВИАМа Г.М. Гуняев. - Остальное приходится на кварцевые волокна. Только для одного такого летательного аппарата понадобилось 38 тысяч таких плиток. Носки же крыла и фюзеляжа, где уже и плитка не выдерживала нагрева, были выполнены из тугоплавкого графитового материала".

Празднуя свой юбилей, ВИАМ вовсе не намерен останавливаться в своем развитии. Так, скажем, специальный стенд в институтском музее посвящен рению - редкому металлу, сплавы которого обладают уникальными свойствами. Добавка от 4 до 10% рения в сплав позволяет выдерживать температуры более 2000 градусов без потери прочности.

Впрочем, до недавнего времени об уникальных свойствах рения практически ничего не знали. Скажем, за период с 1925 по 1967 год вся мировая промышленность израсходовала всего 4,5 тонны рения. Ныне же, потребность только США в рении составляет около 30 тонн в год. И спрос все растет... В зависимости от степени очистки цена рения колеблется от 1,5 до 900 долларов за грамм. Основной производитель его на территории СНГ - Казахстан. По запасам рения это государство СНГ занимает второе место в мире вслед за США.

И вот ученые Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов РАН нашли уникальный выход из положения. Впервые в мире на вершине действующего вулкана они размещают опытно-промышленную установку. С ее помощью исследователи надеются получить стратегически важный металл из вулканического газа. Виамовцы с интересом следят за ходом работ, ведут исследования по созданию новых сплавов на основе рения.

И это лишь одно из перспективных направлений. Из других отметим хотя бы использование волокон в авиационных конструкциях. Говоря совсем уж упрощенно, некоторые детали и узлы авиационной техники в будущем намерены... ткать, подобно тому, как ткут ныне ткани. 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 то надеяться.


Комментарии для элемента не найдены.

Читайте также


Япония пытается сдержать Китай шестью эсминцами

Япония пытается сдержать Китай шестью эсминцами

Надежда Мельникова

Токио усиливает оборонные возможности Филиппин – одного из потенциальных противников КНР

0
798
Конституционный суд РФ не стал заниматься мелочью

Конституционный суд РФ не стал заниматься мелочью

Екатерина Трифонова

Механизм денежной компенсации нарушенных прав продолжит работать со сбоями

0
577
ОПЕК готовит цены на нефть к снижению до 60 долларов за баррель

ОПЕК готовит цены на нефть к снижению до 60 долларов за баррель

Ольга Соловьева

Наращивание добычи не защитит российский бюджет от сокращения сырьевых доходов

0
780
КПРФ политически реабилитирует Сталина спустя 71 год

КПРФ политически реабилитирует Сталина спустя 71 год

Дарья Гармоненко

Иван Родин

Коммунисты Зюганова осудили доклад Хрущева XX съезду КПСС о культе личности

0
724

Другие новости