Социалистическая индустрия
18 мая 1989 года

Земля - космосу, космос - Земле

Космонавтика стимулирует развитие наиболее передовых технических отраслей страны. Многие интересные и важные разработки были начаты и приобрели права на существование благодаря исследованию космоса.

Однако, когда говорят о практической пользе космонавтики, чаще всего вспоминают о спутниках связи, погоды - то есть только о непосредственном применении космической техники. Между тем отработка аппаратуры и методов работы, предварительные исследования и наземные испытания, материаловедческие вопросы дают не меньше неожиданных на первый взгляд ответвлений, позволяющих с успехом применять передовые космические технологии в народном хозяйстве.

Большинство из них разработано непосредственно в организациях, занятых созданием космической техники, иные - другими промышленными предприятиями по заказу и соответственно при финансировании космической отрасли.

Следует сказать о высоком уровне организации работ в космонавтике. Чтобы выйти на передний край развития науки и техники, нужны были новые принципы планирования и учета, сотрудничества большого числа разработчиков. Обстановка делового взаимодействия и высокой ответственности специалистов различных министерств и ведомств, созданная Советом главных конструкторов, позволила выполнить многие трудные задачи в относительно короткие сроки. Этот опыт может стать серьезным подспорьем при создании организационных схем управления народным хозяйством.

Предлагая вашему вниманию рассказ о новых разработках, выполненных при участии НПО "Энергия", хотелось бы отметить, что это лишь малая часть уже внедренных технологий, общий эффект от использования которых по самым приблизительным оценкам составляет миллиарды рублей.

К этому следует добавить достижения, полученные при разработке систем управления и связи, обработки данных, медицинской техники и многих других направлений. Хотелось бы надеяться, что подобного рода публикации заставят серьезно задуматься тех, кто ратует о сокращении расходов на космонавтику в государственном бюджете. В наши дни появляются возможности для большей открытости, и это определенно будет способствовать усилению интенсивности внедрения достижений космической техники.

Ю. Семенов
главный конструктор НПО "Энергия", член-корреспондент АН СССР

И в огне не горит

"Огненным болидом врываемся в атмосферу. Стекла иллюминаторов пересекают алые шнуры плазмы. Мы летим словно в огненном шаре". Это отрывок из книги космонавта А.Березового "211 суток на орбите". Какими же стойкими материалами должен быть облицован космический корабль, чтобы выдержать огненный смерч, температура которого достигает 10 тысяч градусов?

Для защиты кораблей "Союз" применяются композиции, которые под воздействием высоких тепловых потоков разрушаются лишь в сравнительно тонком поверхностном слое, а внутри остаются "холодными". Понятно, что разрушающиеся покрытия годятся только для ракетно-космических систем. А вот составляющие их материалы - стеклонаполнители, теплоизоляторы, клей, герметики - широко используют в народном хозяйстве.

Например, термостойкие материалы, созданные для космической техники в НПО "Стеклопластик" Минхимпрома, применяются ныне в авиации, электротехнике, судостроении, металлургии. Их использование для фильтрации кислых и нейтральных растворов, для улавливания примесей из газов за счет повышения температурного режима только в металлургии экономит не менее миллиона рублей. А общий эффект перевалил уже за миллиард. Надеемся, что эти цифры заставят задуматься тех, кто считает космонавтику "иждивенкой" государственного бюджета.

Работа над кораблем многоразового использования "Буран" потребовала создания поистине уникальных материалов. В том же НПО "Стеклопластик" родился материал на основе кремнеземных волокон - при малой объемной массе он обладает великолепными теплоизолирующими свойствами. Сейчас к нему пристально присматриваются в авиации и электронике - его использование здесь сулит как минимум 3-5 миллионов рублей экономии.

"Наветренные" поверхности "Бурана" - кромки крыла и киля, носовой кок - при аэродинамическом торможении в атмосфере разогреваются до 1600 градусов. Разрушающаяся теплозащита "Союзов" тут не годится - какой же тогда это будет многоразовый корабль? Для "Бурана" были созданы углеродистые волокнистые материалы и углерод-углеродные композиты. Сам космический "челнок" пока лишь раз вышел на орбиту, а предназначенные для него материалы уже широко использует промышленность. И неудивительно - работа над ними начиналась еще в 60-е годы.

На предприятиях Минцветмета и Минэлектротехпрома углеграфитовым войлоком изолируют оборудование, работающее в вакууме при температуре до двух тысяч градусов, а в инертных средах - и при более высокой. Углеродные нетканые материалы, очищая растворы от вредных веществ, значительно улучшают условия труда в гальванических цехах. Углеродные ткани - отличные нагревательные элементы. Диапазон их применения чрезвычайно широк: от закалочных электропечей до бытовых приборов - грелок, одеял и обогреваемых костюмов для сварщиков, работающих на Крайнем Севере. Ожидаемый эффект - около трех миллионов рублей.

Стремление защитить космическую технику от высоких температур заставляло создавать надежные электроизоляционные материалы, которые, естественно, не лежали под спудом. Именно они позволили разработать принципиально новые виды электротехнического оборудования, выдерживающего нагрев до семисот градусов вместо прежних двухсот. Таким оборудованием оснащены сейчас 30 предприятий различных отраслей. Экономический эффект - более 8 миллионов рублей ежегодно. Органосиликатные материалы применяют более 500 предприятий. Ежегодная экономия - свыше 5 миллионов рублей.

Нет смысла продолжать перечень примеров, их десятки. Отметим главное - затраты на материаловедческие исследования для космической техники окупаются полностью, а в ряде случаев дают пяти- и десятикратную прибыль. Тем не менее, сейчас есть тенденция свернуть это направление - дескать, надо экономить средства, выделяемые на космические программы. Убеждены - нельзя рубить сук, на котором сидишь. Ведь пионерные материаловедческие исследования нужны не только космосу - всей стране. А что будет, если коллективы, накопившие солидный теоретический багаж, создавшие оригинальные экспериментальные методики, переключить на решение других задач? Ответ очевиден – растеряем опыт, уступим передовые позиции в целом ряде направлений, наконец вынудим переквалифицироваться специалистов, привыкших к решению, казалось бы, невыполнимых задач, фанатически преданных своему делу.

В. Бурлуцкий,
доктор технических наук,
В. Колосков,
В. Рыжиков,
кандидаты технических наук

Заглядывая в будущее, ученые все больше надежд возлагают на жидкий водород. Во-первых, запасы нефти на планете рано или поздно будут исчерпаны. Во-вторых, водород - энергоемкое и экологически чистое топливо. Но то, что для транспорта пока далекое будущее, для космонавтики - день сегодняшний. Ракета "Энергия" работает на жидком водороде. Значит, некоторые материалы, созданные специально для нее, могут быть использованы в перспективных конструкциях самолетов, автомобилей, судов. Пригодятся они и в других отраслях, готовых использовать жидкий водород в качестве топлива.

А в традиционном криогенном машиностроении сплав 1201 можно эффективно использовать уже сейчас - он в два-три раза прочнее хромоникелевых сталей. "Космический" металл может резко увеличить ресурс машин и механизмов, работающих на Крайнем Севере. Известно ведь, что в тамошних лютых морозах обычная сталь становится почти такой же хрупкой, как стекло. По нашим расчетам, созданные для "Энергии" сплавы криогенного назначения способны в 2,5-3 раза продлить срок жизни машин, создающихся в северном исполнении.

Л. Бунин,
В.Сергеев,
А. Плотников,
кандидаты технических наук

У всех на памяти уникальная операция - вывод на орбиту и возвращение аэрокосмического корабля "Буран". Сложнейшие задачи пришлось решить ученым, инструкторам и испытателям, чтобы обеспечить последний этап программы. Скорость снижения машины - 60 метров в секунду. Двигатели в атмосфере не работают, а это значит, что на посадку отводится одна попытка.

В такой ситуации и с обычным самолетом порой невозможно справиться - даже опытный пилот спасует. "Буран" идеально приземлился автоматически.

Успеху предшествовали небывалые в отечественной практике аэродинамические расчеты. Бесчисленные продувки модулей. По сути, конструкция была до мелочей отработана еще на земле. И все же сотни раз поднимались в воздух и садились истребители, на которых проверялась теория. Был переоборудован в летающую лабораторию самолет "Ту-154". Аппаратура, установленная на нем для моделирования полета, почти в точности повторяла систему электродистанционного управления и вычислительный комплекс реального корабля.

Этот опыт пригодится не только космонавтам. Ведь одна из острейших проблем современной авиации - благополучная посадка самолета с отказавшими двигателями. И если уж удалось справиться с задачей крайней сложности, то можно будет найти выход и в более простых ситуациях.

Сейчас "Буран" готовится к очередному полету. Нынешний рейс не в космос - во Францию. "Оседлав" крупнейший транспортный самолет "Ан-225" "Мрия", машина приземлится в Ле-Бурже и станет экспонатом международного авиакосмического салона.

Чем красят ракету

Серию оригинальных лакокрасочных покрытий создали специалисты для ракетно-космического комплекса "Энергия" - "Буран". Эти материалы могут и должны широко применяться в народном хозяйстве.

Зачем мы окрашиваем какое-либо изделие? Задайте такой вопрос первому встречному, и он ответит - для красоты. Представьте себе, что вдруг исчезло все многоцветье вещей - насколько унылой стала бы жизнь, насколько скучнее стали бы, наверное, и мы сами. Космос - не исключение. Для жилых отсеков космических кораблей химики создали эмали нежных пастельных тонов. Но спокойная, ненавязчивая гамма - не единственное их достоинство. Космическая техника всегда выдвигает особые требования. Эмали не просто красивы - они не горят, не выделяют опасных для здоровья экипажа вредных химических соединений, технология их нанесения технологически безвредна. Эти качества были бы отнюдь не лишними на земле, например, при отделке жилых домов, гостиниц.

А теперь задайте тот же вопрос специалисту, и он ответит - мы окрашиваем изделие главным образом для того, чтобы защитить его от коррозии, которая ежегодно съедает примерно десятую часть всей мировой добычи металлов. Но и это не все - научно-технический прогресс стал «крестным отцом» покрытий с незнакомыми прежде свойствами, например, электроизоляционных или, наоборот, проводящих ток, химически стойких, временных, легко снимающихся, когда в них уже нет нужды.

Специалисты НПО "Энергия" в содружестве с ведущими научно-исследовательскими институтами авиационной и химической промышленности создали целый ряд таких покрытий. Например, грунтовка ЭП-0214 надежно защищает алюминиевые сплавы и стали от коррозии. Она прекрасно "прилипает" к металлу, а главное, сохраняет эластичность в очень широком интервале температур - от минус 253 до плюс 200 градусов. Зачем это нужно, понятно - ведь ракета "Энергия" работает на жидком водороде. Но разве в других отраслях криогенная техника не применяется?

При подготовке ракеты к пуску и на ней, и на узлах стартового комплекса скапливаются заряды статического электричества. Случайно прискочившая искра чревата опасностью пожара и взрыва, особенно если топливо - жидкий водород. Снимать заряды помогают антистатические терморегулирующие покрытия. Они также могут найти применение и на земле, например, в вычислительных центрах, и даже под землей - в шахтах, где проблема взрывозащищенности оборудования стоит весьма остро.

Тепловой режим некоторых узлов и систем космического корабля обеспечивает греющее токопроводящее, нетоксичное и негорючее покрытие АК-5260, на которое наносят электроизоляционную эмаль ВАС-980 изумрудного цвета. Из такого "сэндвича" сделаны компактные и красивые обогреватели для иллюминаторов, баллонов со сжатыми газами. Опытному технологу не надо объяснять, где и как он мог бы применить подобные покрытия.

Но… большинство новинок в народном хозяйстве практически не используются. Отчасти это объясняется отсутствием широкой, открытой информации. Отчасти тем, что к ним прикреплены ярлыки "фондовых", "целевого назначения" материалов. Вот и выпускают их в малых количествах (что заметно повышает стоимость) на якобы дефицитном сырье (а что у нас не дефицитно?). Такое положение можно и нужно исправить.

Г.Лунина,
Г. Комоцкая,
А. Копылов,
кандидаты технических наук.