ในรัสเซียมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับการผลิตกระจกห้องโดยสารของเครื่องบินทหารและพลเรือนจากกระจกซิลิเกต ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมีน้ำหนักเบาและแข็งแรงกว่าที่ผลิตจากวัสดุอินทรีย์ที่ใช้ก่อนหน้านี้ แก้วซิลิเกตยังใช้ในด้านอื่น ๆ ตั้งแต่การสำรวจอวกาศไปจนถึงการก่อสร้างที่อยู่อาศัย
เป็นเวลาหลายปีแล้วที่มีการถกเถียงกันในหมู่นักวิจัยอวกาศเกี่ยวกับการประเมินความปลอดภัยและการดำเนินงานของสถานีอวกาศนานาชาติ ความจริงก็คือมีหน้าต่าง 13 บานที่ติดตั้งในส่วนรัสเซียของ ISS ในระหว่างการหารือร่วมกันเกี่ยวกับ ISS เสนอให้ปิดหน้าต่างในส่วนรัสเซียด้วยปลั๊กตาบอดเนื่องจากอันตรายจากข้อบกพร่องในกระจกอันเนื่องมาจากผลกระทบของไมโครอุกกาบาต - พวกเขากล่าวว่าความปลอดภัยของสถานีสามารถปรับปรุงได้ แต่ตัวแทนของฝ่ายรัสเซีย - ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของแก้วเทคนิค (NITS), นักวิทยาศาสตร์ผู้มีเกียรติ, รองประธานสถาบันวิทยาศาสตร์วิศวกรรมแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย, วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต, ศาสตราจารย์วลาดิมีร์โซลินอฟยืนหยัด - เป็นเวลาหลายปีที่ความแข็งแรงตกค้างหลังจากผลกระทบของอนุภาคขนาดเล็กในอวกาศได้รับการเก็บรักษาไว้และรังสีต่างๆและภัยคุกคามอื่น ๆ จากอวกาศไม่ส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของหน้าต่างที่สร้างขึ้นที่สถาบันรวมถึงลูกเรือดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะ จำกัด การสังเกตดาวเคราะห์ของเรา "ปิดบัง" การทำงานของนักบินอวกาศในโมดูลรัสเซียของสถานีโคจร
ช่องหน้าต่างสำหรับสถานีโคจรเป็นเพียงหนึ่งในผลิตภัณฑ์ไม่กี่ชิ้นที่ผลิตโดย NITS แน่นอนว่าส่วนหลักของงานของนักวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของสถาบันที่ตั้งอยู่ทางตะวันตกเฉียงใต้ของมอสโกนั้นเกี่ยวข้องกับการสร้างเลนส์โครงสร้างกระจกหรืออย่างที่พวกเขาพูดในที่นี้ว่า "ระบบแสงโปร่งใสที่ซับซ้อน" สำหรับเครื่องบินรบ รุ่นที่สี่และห้าที่ผลิตโดยโรงงาน UAC และทุกปีมีงานด้านการบินมากขึ้น
ซิลิเกตหรืออินทรีย์
ในภาพ: ช่องว่างของกระจกหน้ารถ T-50 ในตลับชุบแข็ง
แก้วซิลิเกตเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว ความโปร่งใส ทัศนศาสตร์สูง ทนความร้อน ความแข็งแรง และความสามารถในการใช้สารเคลือบต่างๆ ทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการเคลือบเครื่องบิน แต่เหตุใดจึงให้ความสำคัญกับอินทรียวัตถุเมื่อเคลือบห้องโดยสารเครื่องบินในต่างประเทศและในประเทศของเรา ด้วยเหตุผลเดียวเท่านั้น - มันง่ายกว่า พวกเขายังกล่าวอีกว่าแก้วซิลิเกตนั้นบอบบางเกินไป
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพัฒนาของนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุของ NITS ทำให้สามารถเปลี่ยนแนวคิดของแก้วซิลิเกตเป็นวัสดุที่เปราะได้อย่างสิ้นเชิง วิธีการเสริมกำลังที่ทันสมัยทำให้สามารถเคลือบกระจกสำหรับเครื่องบินรบสมัยใหม่ได้เพียงพอที่จะทนต่อแรงกระแทกของนกที่มีน้ำหนักประมาณสองกิโลกรัมที่ความเร็ว 900 กม. / ชม.
“วันนี้ วิธีการชุบแข็งในชั้นผิวได้หมดลงแล้ว ได้เวลาเปลี่ยนโครงสร้างภายในของกระจกข้อบกพร่อง” วลาดิมีร์โซลินอฟกล่าว อาจดูแปลก แต่สิ่งนี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการคว่ำบาตรที่กำหนดโดยตะวันตก ความจริงก็คือว่าแม้ในช่วงเวลา "ก่อนการลงโทษ" บริษัทต่างชาติโดยการตัดสินใจของ NATO ไม่ได้จัดหาแว่นตาซิลิเกตของรัสเซียที่มีคุณภาพดีขึ้นซึ่งถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ สิ่งนี้บังคับให้ NITS ใช้กระจกสถาปัตยกรรมแม้ว่าผู้ผลิตในรัสเซียจะผลิตแก้วดังกล่าวได้หลายล้านตารางเมตร แต่คุณภาพของแก้วนั้นไม่เหมาะสำหรับใช้ในการบิน
การทดแทนการนำเข้าได้รับการช่วยเหลือ: โครงการใหม่สำหรับ R&D และการออกแบบอุปกรณ์ที่เป็นพื้นฐานใหม่สำหรับอุตสาหกรรมแก้วได้เปิดตัวในมอสโก
กระบวนการสังเคราะห์แก้วทั้งหมดที่มีลำดับความสำคัญของรัสเซียจะได้รับการทดสอบ
โครงการนี้มอบหมายให้ Tatiana Kiseleva นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ จบการศึกษา 26 ปีจาก Russian University of Chemical Technology D. I. Mendeleeva เป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการในปี 2558 เธอปกป้องวิทยานิพนธ์ของเธอ ที่แผนกกระจกใน Mendeleevka ตาเตียนาศึกษาคุณสมบัติของเกราะโปร่งใส หนึ่งในความท้าทายระดับมืออาชีพของเธอคือการพัฒนากระจกที่จะมีคุณสมบัติเหนือกว่ากระจกอะนาลอกที่ดีที่สุดในโลก นั่นคือแก้วเฮอร์คูลิต ซึ่งรัสเซียยังไม่ได้ผลิต
โปรเจ็กต์นี้ใช้วิธีการหลอมแก้วแบบใหม่ที่เป็นต้นฉบับ วันนี้ห้องปฏิบัติการได้รับตัวอย่างแก้วซึ่งมีความแข็งแรงของโครงสร้างซึ่งสูงกว่าอะนาล็อกที่ได้จากวิธีการแบบเดิมถึงสามเท่า เพิ่มวิธีการชุบแข็งที่มีอยู่แล้วและคุณจะได้แก้วซึ่งมีความแข็งแรงสูงกว่าเหล็กโลหะผสมหลายประเภทหลายเท่า แก้วที่ทนทานยิ่งขึ้นทำให้สินค้ามีน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าผู้พัฒนาแก้วอินทรีย์กำลังปรับปรุงประสิทธิภาพทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์ของตนอย่างต่อเนื่อง ข้อพิพาทเกี่ยวกับแก้วที่ดีกว่านั้นยังไม่สิ้นสุด
ตะเกียงสำหรับ T-50
ในภาพ: ชุดกระจกสำหรับเครื่องบิน T-50 - กระบังหน้าและส่วนพับ
ลองนึกภาพแพ็คเกจแผ่นกระจกซิลิกาหลายแผ่นที่คุณต้องการทำให้กระบังหน้าของเครื่องบินความเร็วสูงมีความคล่องตัว
เมื่อประมาณสี่สิบปีที่แล้ว ผู้เชี่ยวชาญของ NITS ได้พัฒนาเทคโนโลยีการดัดงอลึก แก้วหลายชั้นวางในเตาอบพิเศษ เป็นเวลาหลายชั่วโมงที่อุณหภูมิสูงภายใต้น้ำหนักของมันเอง กระจกจะโค้งงอเพื่อให้ได้รูปร่างและความโค้งที่ต้องการ หากจำเป็น กลไกพิเศษจะดันชิ้นงานโดยบังคับให้โค้งงอตามกำหนดการพิเศษ
เป็นครั้งแรกในโลกที่ใช้เทคโนโลยีนี้ เครื่องบินรบ MiG-29 ได้เปลี่ยนโคมไฟซึ่งประกอบด้วยแก้วสามใบ โดยปราศจากซิลิเกตหนึ่งแก้ว
ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น ข้อกำหนดในการทนความร้อนของกระจกจึงเพิ่มขึ้น ซึ่งแก้วออร์แกนิกไม่สามารถรับมือได้อีกต่อไป ในขณะเดียวกัน ข้อกำหนดด้านการมองเห็นและการมองเห็นก็เข้มงวดขึ้น เมื่อหลายปีก่อน โดยความร่วมมือกับบริษัท Sukhoi หรือ United Aircraft Corporation ได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับการผลิตกระจกสำหรับ T-50
การพัฒนาได้รับทุนจากผู้ผลิตเครื่องบิน ส่วนหนึ่งจากกระทรวงอุตสาหกรรมและการค้า Yuri Tarasov ผู้อำนวยการศูนย์เทคโนโลยี UAC กล่าวว่าความช่วยเหลือที่สำคัญในการดำเนินการปรับอุปกรณ์ทางเทคนิคขององค์กร
เป็นผลให้กระจกหน้ารถของเครื่องบิน T-50 มีขนาดเกือบสองเท่าของกระบังหน้าของ MiG-29 และรูปร่างของผลิตภัณฑ์จากกระบอกสูบแบบคลาสสิกได้กลายเป็นรูปแบบ 3 มิติที่ซับซ้อน
ผลลัพธ์ - เป็นครั้งแรกในโลกที่ส่วนหน้าและส่วนพับของหลังคาเครื่องบิน T-50 (ผลิตโดย Sukhoi) ทำจากแก้วซิลิเกตในรูปแบบ 3 มิติ ยิ่งไปกว่านั้น น้ำหนักของชิ้นส่วนเหล่านี้กลับกลายเป็นว่าต่ำกว่าที่ทำมาจากแก้วออร์แกนิก
ผลลัพธ์ที่ได้นั้นเป็นแรงผลักดันในการติดตั้งเครื่องบินของโรงงานอื่นๆ และสำนักงานออกแบบที่เป็นส่วนหนึ่งของ UAC ที่มีกระจกที่คล้ายกัน จำเป็นต้องปรับปรุงให้ทันสมัยทันทีโดยแทนที่กระจกอินทรีย์ด้วยซิลิเกตเช่นบนเครื่องบิน Yak-130, Su-35, MiG-31, MiG-35 หลังจากการเปลี่ยนดังกล่าว (เช่น การปรับปรุงลักษณะความแข็งแรงของกระจก) ตัวอย่างเช่น MiG-35 เป็นครั้งแรกที่ความเร็วสูงสุดถึง 2,000 กม. / ชม. นั่นคือสามารถบินได้เร็วขึ้น 40% โดยเฉลี่ยมากกว่าเครื่องบินลำอื่นในโลก
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมารูปแบบการทำงานของนักวิทยาศาสตร์มอสโกได้เปลี่ยนไปอย่างมากผู้เชี่ยวชาญ NITS ประมาณสามร้อยคนดำเนินการครบวงจร ตั้งแต่ข้อกำหนดทางเทคนิคไปจนถึงการผลิตขนาดเล็ก ซึ่งรวมถึงการพัฒนาเทคโนโลยี และการเลือกใช้วัสดุหลักเมื่อใช้กระจก และวงจรการทดสอบขนาดใหญ่สำหรับปัจจัยทั้งหมดที่ส่งผลต่อเครื่องบิน ทั้งบนพื้นดินและในอากาศ
มีข้อกำหนดสำคัญหลายประการสำหรับกระจกสมัยใหม่ ซึ่งนอกเหนือจากความแข็งแรงสูงแล้ว ได้แก่ ความโปร่งใสของแสง การส่งผ่านแสงสูง การเพิ่มระยะการมอง คุณสมบัติป้องกันแสงสะท้อน การป้องกันผลกระทบจากรังสีดวงอาทิตย์และรังสีอื่น ๆ การป้องกันน้ำแข็ง คุณสมบัติทำให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ
ทั้งหมดนี้ทำได้โดยการเคลือบสเปรย์ สุญญากาศ หรือแมกนีตรอน อุปกรณ์ที่ทรงพลังและซับซ้อนในการระเหยโลหะและนำไปวางบนพื้นผิวกระจกช่วยให้ NITS สามารถเคลือบใดๆ ได้ รวมถึงสารที่ป้องกันปัจจัยพิเศษ
คุณสมบัติชุดนี้ทำให้สามารถพูดถึงผลิตภัณฑ์กระจกว่าเป็นระบบออปติคัลที่ซับซ้อนได้ และคุณสมบัติความแข็งแรงสูงของกระจกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของห้องนักบินของเครื่องบิน ได้สร้างสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีใหม่ และนำเสนอคำว่า "ออปติกโครงสร้าง" ผลิตภัณฑ์” (ICO)
เทคโนโลยีใหม่
ในภาพ: กำลังโหลดแผ่นแก้วเพื่อดำเนินการต่อไป
เมื่อผลิตภัณฑ์ - ส่วนบานพับของตะเกียงสำหรับ T-50 - ถูกนำออกจากเตาเผาเพื่อดำเนินการต่อไป แทบจะไม่เหมือนผลิตภัณฑ์ในอนาคต เมื่อดัดกระจก ขอบของชิ้นงานจะเสียรูป และไม่สามารถถอดออกจากชิ้นงานขนาดใหญ่ซึ่งมีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนได้ด้วยเครื่องมือเพชร เลเซอร์เข้ามาช่วยชีวิต ลำแสงเลเซอร์ของคอมเพล็กซ์หุ่นยนต์ไม่เพียงแต่ตัดชิ้นงานตามโปรแกรมที่วางไว้ในนั้น แต่ยังรวมถึงการหลอมขอบเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของขอบของผลิตภัณฑ์ ป้องกันไม่ให้เกิดรอยแตก การตัดด้วยเลเซอร์ของผลิตภัณฑ์ 3 มิติขนาดใหญ่ถูกใช้ครั้งแรกในมอสโก วิธีนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรในเดือนมีนาคม 2555 ลำแสงเลเซอร์ยังใช้เพื่อตัดชั้นนำไฟฟ้าบนพื้นผิวกระจก ทำให้เกิดโซนความร้อน หลังจากการประมวลผลด้วยเลเซอร์ ชิ้นงานจะดูเหมือนไฟฉาย T-50 มากขึ้นเรื่อยๆ
หลังจากตัดแล้ว ชิ้นงานแต่ละชิ้นจะถูกประมวลผลด้วยเครื่องจักรห้าแกน ที่พักที่ไม่ซ้ำกันช่วยให้สามารถให้ความเครียดในการติดตั้งเริ่มต้นเป็นศูนย์ได้ หัวหน้านักเทคโนโลยีของสถาบัน Alexander Sitkin กล่าวถึงโอกาสในการใช้คอมเพล็กซ์สำหรับการเจียรและขัดผิวกระจก: งานที่ต้องดำเนินการด้วยตนเองเท่านั้นหากจำเป็น เทคโนโลยีที่พัฒนาแล้วถือเป็นความภาคภูมิใจของสถาบัน
ไม่นานมานี้บล็อกแก้วสำเร็จรูปโดยใช้วัสดุเคลือบหลุมร่องฟันถูกติดตั้งในกรอบโลหะ การเปลี่ยนไปใช้วัสดุคอมโพสิตที่พัฒนาโดย NITS ทำให้สามารถลดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ได้ 25% เพื่อเพิ่มความต้านทานนกและทรัพยากรการเคลือบให้อยู่ในระดับของทรัพยากรการเคลือบกระจก มันเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนกระจกในทุ่ง
วงจรการผลิตทั้งหมดของ ICO ใช้เวลาประมาณหนึ่งเดือนครึ่ง ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ไปที่โรงงานผลิต UAC บางส่วนเพื่อซ่อมแซมโรงงานเพื่อความทันสมัย และบางส่วนไปที่สนามบินของกองทัพอากาศ ในชุดปฐมพยาบาลที่เรียกว่า ส่วนหลักของผลิตภัณฑ์ NITS ดำเนินการภายใต้กรอบคำสั่งป้องกันประเทศ
NITS ไม่เต็มใจที่จะแบ่งปันข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของกระจกสำหรับเครื่องบินรบ แต่เป็นที่ชัดเจนว่าแว่นตาที่พัฒนาขึ้นสำหรับห้องนักบินของเครื่องบินพลเรือนในประเทศนั้นเหนือกว่าแว่นตาที่นำเข้าในหลายตัวแปร
ตัวอย่างเช่น ดังที่คุณเห็นในเว็บไซต์ NITS ความหนาของกระจกบน Tu-204 คือ 17 มม. ความหนาของกระจกที่มีคุณสมบัติเหมือนกันสำหรับโบอิ้ง 787 คือ 45 มม.
รุ่น V
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้อำนวยการสถาบัน วลาดิมีร์ โซลินอฟ ได้พยายามทำให้ทีมรู้สึกกระปรี้กระเปร่าอย่างมาก ทั้งคนหนุ่มสาวและผู้เชี่ยวชาญที่มีประสบการณ์ทำงานที่การผลิตในมอสโกซึ่งเพิ่งฉลองครบรอบ 60 ปีเมื่อไม่นานมานี้นักเรียนอาวุโสของ Mendeleevka เต็มใจมาที่นี่ มาฝึกงานที่สถาบันและเรียนรู้ว่ามีเงินเดือน 70,000 รูเบิลในตอนแรกพวกเขาถูกจ้างโดยคนงานธรรมดาจากนั้นพวกเขาก็เติบโตอย่างรวดเร็วถึงระดับนักเทคโนโลยี นอกจากนี้ยังมีพนักงานที่มีประสบการณ์มากมาย
หนึ่งในนั้นคือ Nikolai Yakunin แปรรูปแก้วสำหรับเฮลิคอปเตอร์ “ฉันมาที่นี่ทันทีหลังจากกองทัพเมื่อสี่สิบปีก่อน แต่ถ้าไม่ใช่สำหรับระบบอัตโนมัติระดับสูงก็อาจจะไม่รอด มันยากสำหรับฉันที่จะทำงานทั้งวันแม้จะอยู่ในสภาพที่ดีด้วยผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนัก 30 กก.” ยาคูนินกล่าว
คนและเล็บ
ทั่วโลก เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นสำหรับการก่อสร้างเครื่องบินที่สามารถผลิตแว่นตาที่มีความแข็งแรงตามต้องการได้ถูกนำมาใช้ในภาคส่วนอื่นๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ
เมื่อหลายปีก่อน เพื่อพิสูจน์ความแข็งแกร่งของแก้วซิลิเกต สถาบันจึงทำ … ตะปูแก้ว พวกเขาทุบฉันด้วยค้อน พวกเขาสามารถหาการประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติป้องกันแม่เหล็ก
นอกจากนี้ เล็บเหล่านี้ได้รับการทดสอบในระหว่างการก่อสร้าง แทนที่จะใช้ที่หนีบเมื่อทำการติดเปลือกเรือยอทช์ แต่เล็บยังคงแปลกใหม่เท่านั้น ตอนนี้ไม่มีใครต้องพิสูจน์ความแข็งแรงสูงของแก้ว - ผลงานทั้งหมดของ NITS เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงคุณภาพของโบราณนี้และในขณะเดียวกันก็เป็นวัสดุใหม่อย่างสมบูรณ์
ผู้อำนวยการสถาบัน วลาดิมีร์ โซลินอฟใช้ความสามารถทั้งหมดของเขาเพื่อพิสูจน์ความจำเป็นในการทำให้แน่ใจว่ากระจกมีความแข็งแรงสูง รวมถึงสถาปัตยกรรมและการก่อสร้าง
เขาเป็นสมาชิกของคณะกรรมาธิการความปลอดภัยในอวกาศของรัสเซีย - อเมริกันซึ่งถูกกล่าวถึงในตอนต้นของบทความนี้เช่นเดียวกับคณะกรรมาธิการการพัฒนาเมืองภายใต้ State Duma - ในการก่อสร้างอาคารสมัยใหม่เพิ่มขึ้น ของวัสดุเป็นแก้ว ซึ่งหมายความว่าเทคโนโลยีและวัสดุที่พัฒนาขึ้นสำหรับการบินในอนาคตอันใกล้นี้จะทำให้ชีวิตของผู้คนนับล้านสะดวกสบายและปลอดภัยยิ่งขึ้น