131

Композиты из Обнинска: от ракет до адронного коллайдера

Композитные материалы — легкие, сверхпрочные и термостойкие — основа современной авиации и космических технологий. В устройстве планера многих самолетов процент композитов сегодня достигает половины всех материалов. Колыбелью для большинства отечественных промышленных композитов является Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А. Г. Ромашина, входящее в Госкорпорацию Ростех.

  •  © rostec.ru

Что такое композитные материалы?

Композитом считается материал, включающий две и более составляющих. При этом свойства материалов, входящих в композит, комбинируются. Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала. Использование композитов позволяет уменьшить массу изделия и улучшить его технические характеристики. Замена традиционных для авиации алюминия и титана на композиты — угле- и стеклопластики — тренд в отечественном авиастроении.

Композиты дороже металла и сложнее в производстве. Но такие плюсы, как легкость, прочность и термостойкость, с лихвой покрывают дополнительные расходы на создание композитов при серийном производстве. Кроме того, из композитных материалов можно делать цельные детали больших размеров, что особенно важно в создании космических аппаратов. Композитное производство сегодня переживает бурное развитие, и флагманом этого процесса в России является обнинское предприятие «Технология».

История «Технологии»

История обнинского научного центра начинается в 1959 году. Это был год революции на Кубе, американской выставки в Москве и поездки Хрущева в США. В это «оттепельное» время в Калужской области строится новый опытно-экспериментальный завод технического стекла. Страна, первой запустившая искусственный спутник, нуждалась в новых материалах для авиации и дальнейшего освоения космоса. Уже в 1962 году выпускается первая серийная продукция. В 1977 году сотрудники будущей «Технологии» работают над остеклением и теплозащитой орбитального корабля «Буран». В 1978 году предприятие получает свое современное название.

  •  © rostec.ru

В начале 80-х обнинские композитные материалы прошли проверку экстремальными температурами планеты Венера на космических аппаратах «Венера-15» и «Венера-16». В 1994 году предприятию был присвоен статус Государственного научного центра РФ. В 90-е годы сотрудники «Технологии» успешно решили задачу модернизации ракеты-носителя «Протон», разработав крупногабаритные композиционные конструкции головного обтекателя. Это позволило снизить массу всей конструкции на полторы тонны. «Протон» − самая мощная и самая активно используемая на данный момент российская ракета, и работа по ее совершенствованию ведется до сих пор. Вывод в космос тонны груза по стоимости сопоставим с тонной золота. Поэтому любой килограмм, сэкономленный за счет композитных материалов, так ценен.

Углепластиковые агрегаты для ракет-носителей, при минимальном весе, имеют внушительные габариты — диаметр более 4 метров и площадь более 30 квадратных метров. Большой опыт работы с композитами позволил «Технологии» запустить в производство углепластиковые обтекатели для ракет-носителей «Протон», «Рокот», «Ангара», тепловые панели для самых современных спутников, детали и блоки для военных и гражданских самолетов.

Композиты в гражданской сфере

Для гражданской авиации на предприятии с 2010 года создаются композитные звукопоглощающие конструкции для двигателей самолетов нового поколения Sukhoi Superjet 100 и МС-21. Использование этих конструкций позволяет снизить шумность двигателей, что является требованием многих зарубежных аэродромов.

Если продолжить разговор о самой ожидаемой новинке гражданского авиапрома в России — авиалайнере МС-21 — то в конструкции этого самолета самая высокая доля углекомпозитных материалов — 35%. Крыло и некоторые другие элементы лайнера выполнены из полимерных композитов производства ОНПП «Технология». Сверхпрочное композитное крыло позволяет значительно улучшить аэродинамику и уменьшить расходы при эксплуатации лайнера на 12-15% по сравнению с существующими аналогами. Выход самолета в серийное производство был запланирован на 2017 год, но в связи с введением санкций прекратились поставки комплектующих, и выпуск был отложен. Сейчас идет активная работа по замене зарубежных материалов на отечественные разработки, в том числе и производства обнинского предприятия.

  •  © rostec.ru

В 2018 году «Технологией» были подписаны первые контракты на поставку цельнокомпозитного одноместного самолета Т-500 сельскохозяйственного назначения. Благодаря использованию метода горячего формования самолет пригоден для применения в районах со сложными климатическими условиями.

Если изначально композитные технологии создавались для нужд оборонной промышленности и освоения космоса, то сегодня композиционные материалы покоряют гражданский сектор. Изделия «Технологии» применяются в строительстве, транспорте, энергетике, машиностроении, медицине и других сферах.

Не только композиты

Специализация ОНПП «Технология» не ограничивается только производством композитов. На предприятии создано более 800 материалов для авиации и космонавтики, в том числе инновационная технология остекления кабины летательного аппарата с применением поликарбоната, за которую в 2018 году коллектив авторов получил премию Правительства РФ. Новая технология призвана обеспечить безопасность пилота при сверхзвуковых перегрузках.

Разработка большинства сложных оптических изделий в России происходит при участии обнинских ученых. На базе ОНПП «Технология» создаются фонари остекления для боевых самолетов и вертолетов, подводных лодок и батискафов. Ученые из Обнинска работали и над такими необычными изделиями, как кремлевские звезды или саркофаг для мавзолея Владимира Ленина.

  •  © rostec.ru

В 2005 году ОНПП «Технология» создало новейший метод нанесения наноразмерных покрытий. При использовании такого нанесения улучшаются характеристики летательного аппарата, а кроме того, при сохранении оптической прозрачности стекла, пилоты защищены от вредоносных факторов.

Нанопокрытие состоит из тончайшего напыления золота и индий-олова. Каждый слой в тысячи раз тоньше человеческого волоса, и толщина его не превышает 20 нанометров. Нанопокрытие, не видное для глаза, снижает заметность самолета и защищает летчика от ультрафиолетового излучения. Такие стекла обладают повышенной прочностью и стойкостью к воздействию атмосферы. Эта технология используется в истребителях пятого поколения Су-57. Все композитные материалы самолета также производятся на ОНПП «Технология».

Международные проекты

Обнинские ученые принимают участие в международных научных проектах. Так, в 2004 году на предприятии были созданы уникальные углепластиковые опорные конструкции для Большого адронного коллайдера. Для реализации этой нетривиальной задачи ученым и инженерам из Обнинска пришлось обобщить весь имеющийся опыт в работе с композитами. Показателем уровня компетенции российских ученых можно считать тот факт, что никакое другое предприятие в мире не взялось обеспечить заявленные параметры. Обнинские специалисты справились с задачей.

  •  © rostec.ru

В феврале 2019 года с космодрома Байконур был запущен египетский спутник EgyptSat-A, бескаркасный корпус для которого был создан в Обнинске. Технология бескаркасного строительства позволяет значительно сократить процесс сборки спутника и, что не менее важно, уменьшить его вес на 15%.

Другим ярким международным проектом является участие ОНПП «Технология» в совместной российско-европейской миссии «ЭкзоМарс-2020» по исследованию Красной планеты. В рамках проекта Россия готовит десантный модуль и посадочную платформу. Защитит модуль при вхождении в марсианскую атмосферу специальный экран из «космического» композита — легкого и прочного материала, который называется стеклосотопласт. Такой материал выдерживает сильную вибрацию, экстремальные температуры и при этом мало весит.

За более чем 50-летнюю историю существования ОНПП «Технология» стало крупнейшим центром по изучению современных неметаллических материалов. Сегодня перед предприятием стоят задачи по импортозамещению и увеличению доли гражданской продукции, с которыми оно успешно справляется. Созданные обнинскими учеными инновационные материалы и технологии изготовления композитов являются самыми передовыми в мире.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • Комментарий скрыт по причине низкого рейтинга. показать
    • Комментарий скрыт по причине низкого рейтинга. показать
      • 5
        Allmat Allmat
        12.03.1901:07:20

        Понимаете, что самое технологически сложное, это создание больших деталей, эти технологии, действительно на порядок превосходят технологии создания компонентов для композитов, но стоимость входа в эту нишу, достаточно высокая, а при том, это не очень наукоемкая сфера, больше денег ушло бы на оборудование и наши специалисты решили, что в условиях мировой кооперации, ненужно так тратится, что мы их просто закупим и все. Но «партнеры» нас подвели…

        • 3
          Clausson Clausson
          12.03.1902:10:01

          то мы их просто закупим и все

          Именно так и говорил в свое время покойный Егор Гайдар… дозакупались.

        • -2
          Николай Южаков
          12.03.1913:08:22

          наши специалисты решили

          Да никто ничего не решал, заказали там где они есть по доступной стоимости, а есть композиты в странах которые занимаются развитием их производства. Технология не такая уж и новая, на фоне СССР в России, скорей можно говорит о спаде производства композитов, индустриальной робототехники и прочего.

        • 0
          Валерий Кузнецов Валерий Кузнецов
          12.03.1916:37:30

          Вот, вот. Сначала нужно думать, а потом решать. Уж если задумали кооперироваться, так нужно было заключить твердые контракты загодя с огромной неустойкой на случай срыва. И судиться, не где-то там за бугром, а как у друзей китайцев, в наших судах. Кроме того, понятно было, Штаты конкурен, а Япония полностью подконтрольна Штатам. Снова, возвращаемся к теме думанья на берегу, а не когда в реку кинулись, а потом начали считать доплывем, не доплывем. Вот и приплыли. С уважением.    

        • 1
          Zveruga Zveruga
          12.03.1919:18:44

          Вопрос с композитами решается с 2012 года. Завод по их производству, Алабуга-Волокно, запущен в опытное производство в 2015 году. В этом, 2019 году, завершается первый этап строительства. В 2020 году второй, заключительный этап.

          Смещение сроков серийного производства МС-21 на 2021 год как раз связано с этим заводом, введением его в эксплуатацию.

          Отредактировано: Zveruga~19:42 12.03.19
      • 11
        Нет аватара nik.f
        12.03.1903:57:11

        Валерий Кузнецов, Ничего подобного. Бурное развитие — это создание новых материалов. В России такие есть и создаются новые, в том числе лучше иностранных. Что есть факт бурного развития отрасли. Касаемо же МС-21, то там вопрос в том, что иностранные материалы сертифицированы, а российские нет. Ибо сертификация требует огромных средств. Вы же путаете науку (где как раз идет бурное развитие) и продажи (продажи это не развитие, это продажи). От того, что вы завтра изобретете какой-нибудь невероятный и потрясающий материал, абсолютно не значит, что после этого будет очередь на него, потому что его продажа (и производство) дело совершенно отдельное и независимое.

        • -2
          Валерий Кузнецов Валерий Кузнецов
          12.03.1916:49:28

          Развитие это замечательно если ради развития. Только по результату бурное развитие, а разработка зависла. А каждый год потерянный, это огромные убытки, вместо прибыли, и потеря темпа. Между прочим, деньги вложенные в сертификацию и частично в разработку, как раз можно было вернуть, если не полностью, то частично из той прибыли, которую мы потеряли. Как и дополнительные средства в науку. Затраты сделан, а отдачи нет, вот вам рост издержек и соответственно себестоимости. Такая вот хреновина получается. Развивайтесь дальше. С уважением.

      • 15
        Нет аватара Rockets
        12.03.1906:56:25

        А пока все наоборот. Мы как минимум на год сорвали программу МС-21 именно потому, что бурно развили Япония и Штаты, а нам фигу из кармана вытащили.

        Материалы уже есть Так как под проект МС 21 выделялись средства и на материалы (композиты) Сертификата нет для использования конкретно в МС 21. А это большая разница.

        МСу, что бы пойти в серию, нужно пройти ряд сертификационных комиссий. Без которых вы ни куда не полетите. А это как минимум года 3. Для того, что бы сэкономить время и было принято решение о изготовление из импортных СЕРТИФИЦИРОВАННЫХ материалов, используемых в авиастроении. А не то что вы себе на фантазировали и выдаёте на гора.

        У СУ 57 площадь поверхности планера — 70% композиты Не на какие УМНЫЕ мысли не наводит?

        Отредактировано: Rockets~07:00 12.03.19
  • 2
    Нет аватара Ветер
    12.03.1914:38:55

    панику тут народ развел, как обычно у нас в рунете и происходит… наша страна один из нескольких мировых лидеров в композитах и в том что их касается… в конструкции мс-21 использовали не только передовые материалы, а и уникальную передовую технологию их применения, в частности при изготовлении крыльев… разработка этих материалов велась, ведется и будет вестись в нашей стране, причем успешная разработка и применение… но вот в чем проблема, этих материалов «тыщапятсот» видов и типов, и на момент сборки планера мс-21, не все необходимые типы их были в наличии, в смысле чтобы своей разработки и сертифицированные, то есть гарантированно подходящие… поэтому закупили импорт… еще раз, для альтернативно мыслящих, импортные не крылья и не фюзеляж, а смола для их изготовления именно для мс-21… потому что композитов своих для других наших самолетов, как военных так и гражданских — полно… и вот с подачи амеров нас и подловили на этом узком моменте, пока не готова и не сертифицирована наша смола… таких ситуаций в мире происходит по тыще на день… конкуренты не спят и всегда стараются подкакать своим противникам… мы могли бы тоже мелко подгадить той же Японии или штатам, но это не принесло бы ничего кроме морального удовлетворения и убытков для наших производителей… и лично мое мнение, правильно наше руководство поступает, если мы начнем махать шашками в ответ, это приведет только лишь к изоляции страны от стран запада, их технологий, их денег… поэтому там где это выгодно мы на это пошли, например в сельском хозяйстве… а отмахиваться на любую мелкую провокацию — это значит вестись на разводку от наших врагов… вообще вопрос со смолой для мс-21 выеденного яйца не стоит, но был искусственно раздут в рунете, где подхватывается любой бред, как с водой из Байкала, или с качком-учителем, или с Платоном, или с Битцевским парком… мне это напоминает кучку обезьян в зоопарке, куда приходят цивилизованные люди, бросают в кучку обезьян банан и смотрят как они дерутся и верещат…

    • -5
      Николай Южаков
      12.03.1915:00:45

      Технологию по производству крыльев мс 21 купили в Европе, там так делали для ветряков)) сырье тоже импортное))

      Чтобы делать свои композиты нужна среда для этого соответствующая, тарифы на электроэнергию для промпроизвоств низкие(энергорасточительное производство), тарифы на грузоперевозки низкие, чтобы к примеру композитную арматуру было выгодно возить для строительства по стране, НДС на подобную продукцию сниженный, соответственно рынок сформировать, и все это 15 лет назад, тогда можно говорить о лидерстве))

      • 4
        Нет аватара Ветер
        12.03.1915:56:29

        вообще то, если вы не в теме, в области композитов, наша страна в лидерах еще со времен ВОВ, тогда, вынужденно правда, из-за дефицита аллюминия, наши конструктора широко применяли композиты при сборке самолетов, как в виде авиационной фанеры, так и в виде дельта-древесины…

        тарифы на электроэнергию для промпроизвоств низкие(энергорасточительное производство)
        у нас в стране один из самых низких тарифов на ЭЭ, да и самой ЭЭ просто завались, даже экспортируем лишнюю…

        тарифы на грузоперевозки низкие, чтобы к примеру композитную арматуру было выгодно возить для строительства по стране,
        то есть для обычной арматуры тарифы нормальные, а для композитной высокие? да и при чем тут арматура, мы подняли тему мс-21, для всего годового выпуска этого самолета надо пару-тройку вагонов смолы, каким боком тут тарифы?

        НДС на подобную продукцию сниженный, соответственно рынок сформировать, и все это 15 лет назад, тогда можно говорить о лидерстве))
        короче набор «высосанных из пальца» доводов, а реальную продукцию из композитов в виде самолетов и ракет выпускает пара-тройка стран в мире, в том числе и наша страна, то есть мы в первой пятерке стран мира по композитам, при том что этих стран более 200, разве это не лидерство? но в принципе вы можете считать лидерами даже страны Африки, я все это пишу не для вас, а для читателей СуНа…

        Технологию по производству крыльев мс 21 купили в Европе, там так делали для ветряков)) сырье тоже импортное))
        да-да… колесо тоже не мы придумали, и Аурус передрали с Роллс-Ройса, а еще велосипед, танк, керосинку и много-много других гениальных изобретений англосаксов и древних укров…

      • 3
        Zveruga Zveruga
        12.03.1919:28:27

        Мы уже делаем свои авиа-космические композиты на Алабуга-Волокно. Запуск второй очереди завода в 2020 году.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,