Юный техник, 2010 № 07 - [4]
А если ракета стартует не с обычного наземного космодрома, а из-под воды, с борта подводной лодки, на ракету давит всей своей массой еще и окружающая лодку вода.
Академик В.П. Макеев в свое время пошел на хитрость, предложив перед стартом ракету надувать, словно футбольный мяч. То есть сжатый воздух подавался под оболочку ракеты и своей упругостью противодействовал давлению воды. А когда ракета оказывалась в воздухе, излишнее давление тут же сбрасывалось, чтобы ракету не раздуло, как воздушный шарик, и она не лопнула из-за излишнего давления изнутри.
Все эти ухищрения, конечно, усложняли и саму конструкцию ракеты, и процедуру ее запуска.
Тогда конструкторы решили отказаться от изготовления ракет из титановых сплавов, перейдя на еще более прочные и легкие композиты.
Что такое композит? В простейшем случае, это сетка из углеродных или металлических нитей, запрессованная в стеклопластик или иной легкий материал.
Но не зря же говорят, что новое — это хорошо забытое старое. Специалисты вспомнили об опыте нашего замечательного ученого и инженера В.Г. Шухова, который еще в начале прошлого века создал ажурное перекрытие на Киевском вокзале, а потом сконструировал металлическую сетчатую башню на Шаболовке, откуда начинались первые в нашей стране телетрансляции.
И решили использовать прочные и легкие сетчатые конструкции в космическом деле.
Микрофотографии металлических сетеполотен: а и в — из стальной проволоки диаметром 20 мкм; б и г — из вольфрамовой нити диаметром 15 мкм.
Сейчас по этой технологии серийно изготавливают оболочки ракет боевого ракетного комплекса «Тополь-М», тяжелой грузовой ракеты «Протон-М», а также морской ракеты нового поколения «Булава». На стадии экспериментального производства находятся также космические платформы, разрабатываемые в Центре информационных спутниковых систем им. М.Ф. Решетнева, а также и проектируются конструкции космических носителей в РКК «Энергия» им. С.П. Королева.
Разработанные в России сетчатые композитные конструкции получили признание за рубежом и даже особое название — Russian Anisogrid Structures.
Подобная технология интересна и авиастроителям. Уже завершен эскизный проект композитной конструкции секции фюзеляжа, стабилизатора и концевой части крыла для отечественного пассажирского самолета МС-21.
Понятное дело, что освоить такую технологию инженерам помогают текстильщики. Они принимают активное участие в новых разработках. Так, по словам ректора Московского государственного текстильного университета (МГТУ), профессора, доктора технических наук С.Д. Николаева, более трети материалов, используемых в летательных аппаратах, состоит из «технотекстиля».
Работы эти были начаты на кафедре технологии трикотажа еще в 70-х годах прошлого столетия совместно со специалистами НПО прикладной механики, возглавляемым тогда академиком М.Ф. Решетневым. Текстильщики совместно с инженерами трудились над созданием легких, прочных и гибких материалов на базе вязаных сетеполотен.
Группа специалистов под руководством профессоров Л. А. Кудрявина и В.А. Заваруева разработала технологию производства трикотажа из тончайших металлических нитей. Нить, а точнее, проволока диаметром 30–50 мкм, была использована для создания антенны, которую в 1985 году установили на космической станции «Мир».
В последующих разработках для повышения эластичности материала и снижения его веса была разработана технология вязания антенн из вольфрамовой микропроволоки диаметром 11–15 мкм и стальной — диаметром 20 мкм. Из них стали «ткать» сетеполотна с размеров ячейки до 0,2 мм.
Шуховская башня на Шаболовке.
Обрабатывать такие волокна на обычных текстильных машинах оказалось не просто: проволока не переносит многократных изгибов, ломается, пружинит. Но наши ученые нашли выход из положения — проволоку окутали оболочкой из материала, который можно было после того, как трикотаж готов, просто-напросто сжечь.
Трикотажное сетеполотно оказалось почти идеальным материалом для отражательной поверхности антенн телекоммуникационных спутников. Оно прекрасно складывается или разворачивается, не оставляя складок на поверхности антенны. А для улучшения радиоотражающих свойств на сетеполотно наносятся покрытия из золота или никеля; в итоге коэффициент радиоотражения достигает 99 %.
Сетка легкая, она весит всего около 30–40 г/м>2, что очень важно для космической техники, когда каждый избыточный килограмм, выводимый на орбиту, обходится в несколько лишних тысяч долларов. В качестве материала для полотна наши специалисты используют сталь, вольфрам или молибден. Трикотажный материал поверхности антенны выдерживает удары космических частиц. Сегодня, когда идет подготовка к запуску космических радиотелескопов «Радиоастрон» и «Миллиметрон», сетеполотна для отражения радиоволн востребованы как никогда.
На кафедре технологии трикотажа занимаются и крупноячеистым сетеполотном, которое успешно применяется для изготовления подложек солнечных батарей космических кораблей, а также, как уже сказано, для изготовления элементов конструкций самих ракет.
Публикацию подготовил
