rus kaz2018

crymtransforum2018

army2018

prioritet2018

impc2017

podzemstroy2018

microel2018

htexpo2018

agrosalon2018

pta moscow2018

con crimea2018

cryo2018

oil gas2018

metallexpo2018

rosprom2018

Эволюция стекла

steklo01Авиация становится другой. Материалы совершенствуются, делая самолеты быстрее, легче, надежнее, экономичнее. Этот процесс настолько же стремителен, насколько и непрерывен. Первое – реечно-перкалевое – поколение летательных аппаратов сменили аппараты из фанеры, их - алюминиевые, потом пришли различные авиационные сплавы и вот – день сегодняшний, с его полимерными композиционными материалами. Теперь,  благодаря композитам, планер самолета способен принимать самые причудливые очертания, удовлетворяя возрастающим требованиям в области аэродинамики, прочности и надежности. Но есть в авиастроении область, эволюция материалов в которой не так заметна. Это конструкционная оптика.

На вопросы, в чем её особенности и почему стекло летательных аппаратов остается неизменным практически всю историю авиации, ответил Дмитрий Петрачков – директор НПК «Стекло» Государственного научного центра Российской Федерации ОНПП «Технология» им. А.Г.Ромашина.
По итогам прошедшего года этот центр компетенций занял 45% рынка авиационного остекления (в 2016steklo04 г. было 35%) и остается лидирующим поставщиком железнодорожного остекления кабин машинистов (70% рынка, годом ранее - 65%). Именно здесь знают об этом материале, если и не абсолютно всё, то весьма близко к этому.
- Чем обусловлена столь медленная эволюция материалов для авиационного остекления?
- Это не совсем так. Новые виды остекления разрабатываются и внедряются всю историю авиации. Причём, с той же скоростью, что и другие материалы. Просто это не так заметно. Целлулоид, силикатное стекло, плексиглас, ориентированное органическое, разнообразные композиции из них… Существует великое многообразие «исходников» для авиационного остекления. Просто, будучи неспециалистом, трудно их различить. Ведь все они будут обеспечивать хороший обзор, а их другие свойства (прочность, весовые характеристики, абразивостойкость и т.д.) внешне почти не проявляются.
- Но при таком многообразии – как выбирается материал для остекления летательных аппаратов?
- Это зависит от многих параметров. Например – от скорости, которую будет этот самолет или вертолет развивать, в регионах с каким климатом его собираются эксплуатировать, каково назначение этого летательного аппарата вообще и многих других параметров, которые закладываются steklo02в конструкторскую документацию. Но сразу хочу отметить, что в подавляющем большинстве используется именно сочетание материалов, поскольку каждому из них присущи свои свойства. Силикатное стекло прозрачно, не мутнеет в ходе эксплуатации, но тяжелое и при этом достаточно хрупкое. Зато органическое – кратно превышает его по прочностным характеристикам, но очень уязвимо перед воздействием абразивных частиц – быстро мутнеет под воздействием той же пыли или песка. По этой причине наиболее часто встречаются гетерогенные композиции, где «органику» защищает «силикат» тонкого номинала.
- Но ведь в авиастроении идет борьба за экономичность летательных аппаратов, а силикатное стекло, как было упомянуто, имеет большой вес.
- А вот здесь мы можем наглядно убедиться, что эволюция применяемых материалов абсолютно реальна. Как пример – разработанное нами остекление для вертолета Ка-62. В ходе работ мы последовательно создали органо-силикатный, органо-органический и органо-органический электрообогреваемый триплекс. То есть, была решена задача:  изготовить легкое и прочное изделие, обеспечивающее лётчику безопасность и хороший обзор, дающее возможность эксплуатировать вертолет в северных широтах. Решение, потребовавшее создать новую технологии склейкиsteklo03 разнородных материалов, нанесения токопроводящего слоя на органическое стекло и многое другое. Этот результат стал предтечей следующего эволюционного шага - сегодня наше предприятие вывело на рынок конструкционную оптику из материала уже нового поколения – монолитного оптического поликарбоната. Его прочность выше, чем у органического стекла, а вес вдвое меньше силикатного. Основным препятствием к массовому внедрению была высокая стоимость производства из него изделий сложной кривизны. Ученые нашего предприятия решили эту проблему, разработав собственную оригинальную технологию формования. Теперь мы готовы выпускать поликарбонатное остекление не только для авиации, но и для судостроения и скоростного железнодорожного транспорта. Можно с уверенностью говорить, что за поликарбонатом будущее.
- Но как решается проблема с низкой абразивостойкостью, помутнением и остальными недостатками органического стекла, каковым можно условно считать и поликарбонат?
- Существует два пути: дополнительный слой из силикатного стекла или нанесение кремнийорганического лака, выполняющего защитные функции. В зависимости от стоящей задачи применяется тот или иной способ. Делая поликарбонатное остекление кабины пилота для нашего сельскохозяйственного самолета Т-500, у которого весовые характеристики имеют критическое значение (самолет очень лёгкий, поскольку его планер целиком выполнен из композитов), мы применили лак. Там, где эти параметры не столь значимы, можно создать гетерогенный триплекс. Это все решаемо, особенно с учетом возможностей Национального центра изделий конструкционной steklo05оптики, объединившим научно-производственный потенциал нашего предприятия и Научно-исследовательского института технического стекла. О возможностях этого центра компетенций говорит хотя бы и тот факт, что 90% отечественного авиационного остекления рождено в его цехах и лабораториях.
- Получается, что благодаря специальному покрытию можно добиться от органического стекла свойств, присущих его более тяжелому «коллеге»?
- С помощью покрытий можно добиться уникальных характеристик у любого вида оптических изделий.  Например, наши металлооптические покрытия, нанесенные на изделия авиационного остекления, надёжно защищают лётчиков от теплового излучения, электромагнитного и ультрафиолетового излучения. Причем делают это в максимально жёстких условиях, как в случае с «летающим радаром» А-100 «Премьер». Чтобы защитить экипаж от собственной мощной РЛС, работающей в очень широком диапазоне, нами были использованы принципиально новые решения. Благодаря инновационному металлооптическому покрытию и технологии магнетронного напыления удалось повысить светопропускаемость изделий с 25-30 до 65-70% при сохранении защитных свойств стёкол. Исследовательская работа в области новых видов покрытий и технологии их нанесения ведется непрерывно. В частности, нами запатентован способ нанесения покрытия на внешнюю часть фонаря кабины пилота, значительно снижающий заметность самолета на радарах.
- А в чем отличие перечисленной продукции «Технологии» от отечественных и зарубежных аналогов?
- Отечественных сопоставимых аналогов в области авиационной конструкционной оптики, а тем более металлооптических покрытий, просто неsteklo06т. От зарубежных нас отличает более чем конкурентоспособная цена (особенно это касается поликарбонатного остекления) и собственные, как правило, более удачные решения. В качестве примера можно привести те же металлооптические покрытия. Если взять решения иностранных ученых, то их золотое (по составу, а не только по стоимости)  покрытие фонаря кабины пилота, защищая от негативных внешних факторов, имеет серьезный недостаток – очень высокий коэффициент отражения. То есть, в ночное время, посмотрев вверх, летчик увидит свои колени, педали, что угодно, кроме окружающей обстановки, поскольку покрытие превращает фонарь в зеркало. А вот у нашего состава коэффициент отражения втрое меньше. Он практически такой же, как у обычного стекла. Это тот маленький нюанс, который характеризует всю нашу систему работы. Работы, воплощающей не просто самые передовые разработки, а предвосхищающей требования дня завтрашнего. Можно сказать, что мы не просто участник эволюционного процесса конструкционной оптики. Мы – в числе его организаторов.

Анатолий СЕРГЕЕВ