Статья
Главная страница

ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВЫЕ ПОДХОДЫ И РЕШЕНИЯ

    Викулин Владимир Васильевич -
    Генеральный директор Государственного научного центра РФ ФГУП "ОНПП "Технология", доктор технических наук, профессор, академик Международной Академии Керамики и Международной Инженерной Академии.
    Статья опубликована в "Инженерной газете" N38 в октябре 2006 года
Новые экономические отношения значительно активизировали деятельность предприятий авиационно-космического и оборонного комплексов в освоении новых рынков сбыта продукции за счет реализации своего высокого научно-технического потенциала. Используя наукоемкие технологии и большой научно-технический задел в результатах исследований, удается в короткие сроки создавать уникальную конкурентоспособную продукцию для народнохозяйственного применения.
ФГУП "ОНПП "Технология" является одним из ведущих предприятий страны в области создания и серийного производства уникальных изделий из неметаллических материалов для авиационной и ракетно-космической техники. Научно-производственная структура предприятия обеспечивает успешную реализацию непрерывной цепочки: от исследований, разработки новой продукции до организации производства, нацеленную на конечный результат - поставку продукции заказчику. Такой подход значительно увеличивает количество партнеров предприятия не только в нашей стране, но и за рубежом. Сегодня продукция ОНПП "Технология" производится и поставляется заказчикам из Индии, Франции, Германии, Китая, Кореи, США и других стран.
Предприятие уделяет большое внимание разработке технологий и оптимизации режимов формования крупногабаритных конструкций из высококачественных стеклянных и углеродных волокон зарубежного производства, проведению исследований и отработки таких импортных вспомогательных материалов, как вакуумные формующие пленки и эластичные цулаги, антиадгезионные покрытия, дренажные слои и др., применяемые в серийном производстве. Это не только улучшает качество продукции, но и обеспечивает ее ритмичное производство в условиях нестабильной российской сырьевой базы, создает серьезные дополнительные конкурентные преимущества.
Ведутся комплексные исследования и разработка навесных звукопоглощающих панельных конструкций нового поколения на основе многослойных сотовых заполнителей для силовых установок самолетов Ту-204, Як-42, Ил-76МФ, Ил-96-300, что обеспечит выполнение международных норм по уровню шума.
Помимо воздушного транспорта рассматриваются вопросы применения трехслойных панельных конструкций с различными видами заполнителей в судостроении, автомобильном и железнодорожном транспорте, в подвижном составе метрополитенов и в строительстве.
Опыт, полученный при изготовлении размеростабильных конструкций космического назначения, использован при проектировании и изготовлении углепластиковых опорных конструкций по международному проекту ATLAS для ускорителя ядерных частиц LHC, создаваемого в XXI веке Европейским центром ядерных исследований CERN (Женева). Детектор переходного излучения TRT ускорителя  LHC (CERN, Швейцария) (слева: опорная рама детектора)
Детектор переходного излучения TRT ускорителя LHC (CERN, Швейцария) имеет длину 20 м, массу около 15000 тонн, многие годы создается 35 странами мира и не имеет аналогов в мировой практике. По соотношению высокого модуля упругости и крайне малого удельного веса углепластик является одним из конструкционных материалов, предпочтительных для использования в элементах механических конструкций высокоточного регистрирующего оборудования. ОНПП "Технология" провело разработку, исследования и поставку натурных размеростабильных конструкций детектора, монтаж которого успешно завершился в сентябре этого года.
Результаты сопутствующих исследований легли в основу 26 научных публикаций, и разработка отмечена медалями российских и международных выставочных салонов. Созданный уникальный научно-технический задел по конструкциям и технологиям толстостенных размеростабильных рам из углепластика позволил в короткие сроки создать размеростабильную платформу космического аппарата "РАМОС" ГКНПЦ им. М.В. Хруничева в рамках российско-американского проекта.
Уровень возможностей современной техники практически исчерпан, и дальнейшее развитие связано с поиском принципиально новых решений и подходов. Например, Калужским ОАО "Специальное конструкторское бюро Радиооборудования" создана принципиально новая экологически чистая турбохолодильная установка повышенной мощности, в которой хладагентом выступает не фреон или аммиак, а обычный атмосферный воздух. ФГУП "ОНПП "Технология" разработало и изготовило уникальный теплообменник из полимерных композиционных материалов в виде сотовой структуры. Турбохолодильная установка, названная разработчиком "Арктический ветер", может использоваться в рефрижераторных контейнерах и вагонах и в системах обогрева зданий, производственных помещений.
Многокилометровый Северомуйский туннель Байкало-Амурской магистрали с двух сторон прикрыт крупногабаритными легкими автоматическими воротами. Их шестиметровые полотна разработаны и изготовлены во ФГУП "ОНПП "Технология". Применение пенопластовых заполнителей, помимо значительного снижения массы, позволило обеспечить высокие термоизолирующие характеристики. Стеклопластиковые обшивки с композитными балками придали конструкции необходимую жесткость, прочность и электробезопасность. Специально разработанные конструктивные решения и методы проектирования позволили решить задачу безопасного разрушения полотен ворот при аварийном столкновении с поездом. Авиационные материалы, технологии и методы контроля дефектов обеспечили качественное соединение деталей при большой площади склейки. Низкая масса ворот по сравнению с металлической конструкцией позволила снизить инерционные нагрузки и повысить надежность автоматического открытия перед приближающимся составом. Такие конструкции могут применяться в тоннелях метро для предотвращения обледенения путей при пониженной температуре воздуха.
На предприятии разработано и паспортизовано более 30 керамических высокотемпературных материалов на основе оксида алюминия, аморфного кремнезёма, нитрида и карбида кремния, нитрида бора, диоксида циркония. Впервые в мире были получены керамические материалы на основе нитрида кремния c эффектом самоармирования, благодаря чему прочность и ресурс работы изделий значительно увеличились. Разработана технология производства сверхчистой керамики с содержанием нитрида бора 99,98%. Такая чистота позволяет эксплуатировать материал при температурах до 2500°С в тиглях для выращивания монокристаллов и плавки изделий из высокочистых сплавов. Уже выпускаются теплозащитные экраны и тигли для стоматологических печей с ресурсом до 40 плавок.
В процессе эксплуатации скважин газовых и нефтяных месторождений в зонах вечной мерзлоты за счет теплообмена между газом (нефтью) и грунтом происходит растепление пород, что недопустимо. Наиболее простой и эффективный способ исключения этого явления состоит в применении теплоизолированных лифтовых труб из легкого вакуумируемого теплоизоляционного материала, имеющего высокопористую структуру. Разрабатываемые в ОНПП "Технология" конструкционные элементы вакуумной теплоизоляции лифтовых труб на основе базальтовых волокон обладают хорошей температуростойкостью, прекрасными тепло- и звукоизоляционными свойствами, виброустойчивостью и долговечностью.
Эти изделия не выделяют токсичных веществ в воздушной и водяной средах, не горючи и взрывобезопасны. Рассматривается выполнение из износостойкой и химически устойчивой корундовой керамики ступеней центробежного погружного насоса для поднятия нефти из скважины, что позволяет повысить ресурс работы насоса как минимум в 5 раз. Изделия из волластонита (секции желоба для алюмопроводов)
Впервые в России организовано опытно-промышленное производство огнеупорной керамики из волластонита, из которой выпускается широкая номенклатура изделий для предприятий алюминиевой промышленности. Это позволяет российским металлургическим предприятиям уменьшить зарубежные закупки дорогостоящей продукции.
Среди материалов, разработанных в ОНПП "Технология", значительное место занимают бесцветные и цветные термостойкие стекла и ситаллы, широко используемые не только в авиакосмической, но и в автомобильной, химической, судостроительной, электротехнической, медицинской и других отраслях промышленности. Cинтезировано, паспортизовано и внедрено более 70 марок стекол и ситаллов, разработаны технологии их получения.
Для изделий остекления кабин пилотов пассажирских самолетов и вертолетов семейства "Ансат" ведутся разработки ударопрочных многослойных электрообогреваемых композиций с низкими весовыми характеристиками, сохраняющих технические характеристики в сложных климатических условиях. На предприятии создается производство и разрабатывается принципиально новая технология изготовления крупногабаритного сложнопрофильного органического и гетерогенного остекления с применением термоформующих машин глубокой вытяжки. Владение прецизионной технологией нанесения наноразмерных покрытий методом катодного и магнетронного напыления позволяет создавать крупногабаритное остекление с уникальными свойствами.
Плазменная нанотехнология получения металлооптических покрытий наноразмерной толщины базируется на глубоком исследовании свойств пленок металлов и диэлектриков толщиной 3-10 нм в зависимости от их структуры и технологических параметров. Оптически прозрачные покрытия обеспечивают защиту органического остекления от внешних воздействующих факторов и существенно улучшают его характеристики.
В ОНПП "Технология" разработаны промышленные технологии нанесения многофункциональных покрытий и органосиликатных составов для производства изделий остекления из силикатного и органического стекла. Это обеспечивает снижение в 3-4 раза воздействия электромагитного излучения на экипаж и приборное оборудование, ослабление теплового потока солнечного излучения на 40%, улучшает оптические и антибликовые свойства.
Для бортовой навигационной и светосигнальной аппаратуры космических кораблей, самолётов разработаны цветные стекла, не изменяющие свои свойства в процессе воздействия ионизирующей радиации и имеющие стабильные светотехнические и оптические характеристики в температурном интервале от -80 до +150°С, которые дали толчок исследованиям по синтезу и технологии получения термостойких цветных стекол для светотехнических изделий категорированных аэродромов в городах Омск, Якутск и др. За внедрение в производство этих разработок авторскому коллективу ОНПП "Технология" присуждена премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники.
На основе авиационных технологий на предприятии активно развивается новое крупное направление по производству высокопрочного электрообогреваемого остекления для железнодорожного и других видов наземного транспорта. Разработаны изделия остекления для более 40 наименований электровозов, тепловозов, электропоездов, головного вагона метро и рельсового автобуса, которые освоены в серийном производстве.
Начато создание ударопрочных лобовых стекол с самоадаптирующимися к внешним условиям покрытиями типа "Хамелеон", применение которых рассматривается в будущем как для кабин машинистов перспективных пассажирских поездов, так и для легковых автомобилей "Фольксваген", серийное производство которых разворачивается в Калужской области в 2007 году.
Освоение морских глубин потребовало новых конструкций светотехнических изделий систем освещения для глубоководных спускаемых аппаратов. Разработанные для этих целей высокопрочные стекла обладают повышенной химической устойчивостью и термостойкостью. Полученные светотехнические изделия могут эксплуатироваться в морской воде на глубинах до 6 км.
С начала 90-х годов ХХ века во многих странах мира ведутся НИОКР по новому перспективному направлению - нанотехнологии и наноматериалы. Новый подход обеспечивает революционное изменение способов разработки и производства конструкционных и специальных материалов. Возможность создавать наноблоки с контролируемыми свойствами, а затем собирать из них требуемых структуры, приводит к созданию материалов и конструкций с уникальными свойствами. ОНПП "Технология" более 15 лет ведет исследования в области нанотехнологий и сегодня имеет серьезные практические результаты, которые внедряются в конкретную продукцию авиационного, ракетно-космического назначения, существенно улучшая ее характеристики.
В настоящее время в соответствии с достигнутым соглашением между концерном "Наноиндустрия", администрацией Калужской области и рядом других научных предприятий начато создание "Калужского регионального центра наноиндустрии" на базе ФГУП "ОНПП "Технология".
Модифицированные углеродными нанотрубками и наночастицами полимерные матрицы позволяют увеличить упругие и прочностные характеристики армированных композиционных материалов на 25-35%, что является крайне важным для угле-стеклопластиковых однонаправленных строительных профилей и силовой арматуры бетонных сооружений. Установлено, что углеродные наночастицы активно влияют на реологию эпоксидного связующего, деформативность гель-фазы, морфологию, упруго-деформационные свойства застеклованного полимера. Микрофазовая надмолекулярная структура эпоксидной матрицы становится более мелкой и однородной. Наноструктурированная матрица отличается существенно сниженным разбросом характеристик, что повышает стабильность свойств композитного изделия без изменения технологии ее формования.
Ведутся работы по получению наноразмерных порошков на основе диоксида циркония и керамических материалов на их основе для применения в металлургии и машиностроении. Созданная технология позволяет получать нанопорошки размером 25-40 нм в агломератах 1-2 мкм, что дает возможность создавать твердые электролиты в виде керамических нанопленок для датчиков концентрации кислорода в выхлопных газах автомобилей, в жидкой стали при производственных процессах металлургической промышленности и в жидких теплоносителях систем безопасности атомных электростанций.
Инновационные разработки новых материалов, высокоэффективных технологий и уникальных конструктивно-технологических решений позволяют постоянно улучшать технические и эксплуатационные характеристики продукции и обеспечивать ее существенное конкурентное преимущество на российском и на зарубежном рынках. За последние 5 лет предприятие экспонировало свои изделия на 53 выставках, получило 43 диплома, награждено 12 медалями.

Главная страница