Отложенные крылья



Так сложилось, что исторические эпохи, начиная с каменного века, даже по названию связаны с материалами, которые освоил и использует человек. XXI век открывает длительный период, где будут доминировать материалы с заданными свойствами, в том числе композитные. К этому подталкивают и нужды обороны, и гражданская тематика – от освоения Арктики до автомобилестроения и медицины. Создание композитов – молодая отрасль, утвердившаяся лишь с развитием самых современных технологий, напоминает начальник отделения прочности судов и морских сооружений ФГУП «Крыловский государственный научный центр» Валерий Шапошников.

– В советское время при том уровне развития техники и технологий в полной мере не представляли, чего можно добиться от композита. К примеру, существовала технология так называемого контактного формования конструкции, но процесс полностью не контролировался, и какие свойства получатся в конечном изделии, можно было лишь догадываться. Сколько смолы нужно нанести на ту или иную поверхность, как вы натянете основу, ровно или нет наклеите – все зависело от человеческого фактора. Большую часть конструкций изготавливали методом литья из полимерного материала. Конфигурация была относительно простой и не обладала интересными свойствами, которых можно достичь сейчас. Когда же это все делается на основе компьютерных технологий, мы можем абсолютно точно управлять процессами чуть выше молекулярного уровня и прогнозировать нужные характеристики.


– Чем ценны композиты для судостроения?

– Преимущество композитов – совмещение нескольких параметров: легкости, прочности, коррозийной стойкости, проникновения или отражения сигналов и излучений и многих других. Скажем, мы определенным образом под разными углами армируем материал, внедряем внутрь отдельные элементы, обладающие заданными характеристиками. И можем добиваться нужных свойств, например, высокого демпфирования – подавления вибрации и шума на кораблях рассеиванием энергии за счет перераспределения направлений ее движений, которые гасятся внутри материала. Задавая определенные свойства, можно добиваться требуемых шумоизоляционных и других характеристик. К примеру, по таким технологиям мы предлагаем выполнять надстройки на новом ледоколе. Они будут в 1,8 раза легче стальных, снизят шум и вибрацию.

Из композитов логично изготавливать модули для работы в условиях Крайнего Севера, выдерживающие сверхнизкие температуры. И конечно, новые материалы просто необходимы боевым кораблям, где мультифункциональные конструкции обеспечат целый комплекс защитных свойств – от бронирования до радиопрозрачности, радиопоглощения, в зависимости от того, что требуется.

На Средне-Невском судостроительном заводе построен уникальный тральщик, корпус которого немагнитный. Он целиком выполнен из стеклопластика, что особенно важно для корабля противоминной обороны.

Композитные материалы лежат в основе стелс-технологий, благодаря чему наши новые корветы, что строятся на Северной верфи, называют «невидимыми». Причем «стелс» по техзаданию может быть в разных ипостасях – с точки зрения отражения и поглощения сигналов и с точки зрения звукоизлучения – либо пропускает звук насквозь, либо, если нужно, наоборот, все отражает.

Подобные «невидимые» технологии сверхвостребованы, разумеется, и на подводных лодках. Притом что композит не расчески из пластмассы. Это материал относительно дорогой, хотя и дешевле, чем, например, титан. Правда, уже обозначилась тенденция: металлоконструкции по мере развития техники становятся дороже, а композиты, наоборот, дешевле и доступнее.

Хорошей альтернативой титановым сплавам для подводных аппаратов может стать акрил, который наряду с достаточной прочностью обладает очень важным качеством – прозрачностью. За рубежом из перспективного материала уже формируют прочные корпусы для погружения на малые и средние глубины. У нас в России акрил пока применяется только в конструкциях иллюминаторов обитаемых подводных аппаратов. Сложность и новизна задачи связана с тем, что необходимо создать материал в больших толщинах, в частности для глубины погружения 300 метров требуется оболочка толщиной около 200 миллиметров.

– Получается, композитные изделия способны конкурировать с металлическими аналогами везде?

– У нас есть весьма интересные разработки, связанные с применением углепластика, стеклопластика. Если будут заказы, мы готовы такие конструкции спроектировать и изготовить для подводного флота. Наши технологии позволяют это сделать.

Крылья будущих самолетов из углепластиков уже показывали по телевизору. У нас в эллинге есть спроектированные, изготовленные и испытанные образцы подводных крыльев для морской техники. Они пока еще не нашли широкого применения, но уже готовы к внедрению.

ЦНИИ КМ «Прометей» наладил производство подшипников из углепластика. На повестке дня – выпуск различной арматуры (клапанов, задвижек), которые нужны в огромных количествах.

В Крыловском центре разработаны для нефтяников добычные райзеры, связывающие устье скважины и платформу специальные трубы, из композиционных материалов, которые обладают высокой морозостойкостью, легкие и не требуют дополнительных блоков плавучести, чтобы их поддерживать в море.

Еще одна наша разработка – изоляция для перевозки сжиженного газа готова к производству и ждет заказчиков. Тем более поставки сжиженного газа из порта Сабетта уже начались и наши комплектующие вполне могут заменить импортные, они ничем не хуже по потребительским качествам.

А еще изделия из композитных материалов выгодны благодаря увеличенному сроку эксплуатации или жизненному циклу. Пусть металлический клапан вдвое дешевле композитного, но прослужит он вчетверо меньше. Об этом наши заказчики пока не задумываются.

Вообще, как это ни грустно, в российском судостроении применяется только полпроцента мирового объема полимерных композиционных материалов, а в Китае – 28 процентов, в США – 14 процентов.

Вероятно, до сих пор сказывается провал нашей промышленности в разрушительные 90-е годы, но основная причина, мне кажется, все же в определенном консерватизме наших конструкторов и производственников.

Инженеры, проектанты, заводчане готовы делать все что угодно из любого железа и не очень стремятся к широкому применению композитов. Притом что еще одна наша извечная беда – слишком долгий путь от идеи до внедрения – уже фактически побеждена. Да и пример тральщиков Средне-Невского завода и корабельных надстроек для корветов вполне убедителен для любых скептиков.

– Чего недостает России для «композитной революции»?

– Чтобы композитные материалы быстрее и успешнее использовались в производстве, входили в жизнь, необходимы конкуренция – наши разработки выдержат ее в сравнении с импортными аналогами – и, конечно, политическая воля. Без этого процесс идет и медленно, и тяжело. Отраслевую программу внедрения композиционных материалов в судостроение на 200 листах мы разработали еще года четыре назад. Она была одобрена в Минпромторге, но до реализации по большому счету дело так и не дошло.

Хотя там приводится аттестация отечественных компонентов, есть номенклатура, которую целесообразно выпускать из них, необходимые производственные мощности и требуемые средства, кстати, не астрономические. Во всяком случае любой проектант, создавая те или иные сооружения, морскую технику, сегодня может использовать наши данные и творить, не обращаясь ни к каким ОКР, не проводя никаких дополнительных затрат.

– Хорошие композиты требуют качественных составляющих. Насколько развито их производство в России?

– В свое время государство вложило достаточно большие деньги в строительство заводов по производству компонентов. Угольное и стекловолокно, различные клеевые смеси, компаунды выпускаются у нас в достаточном количестве для успешного старта. Даже с некоторым избытком. С имеющимися заказами сейчас вполне справляется Средне-Невский завод. Но в перспективе, конечно, необходимы локальные современные производства и на других ведущих судостроительных заводах.

Безусловно, продвижение композитных материалов жестко связано с финансированием. В этом плане Крыловский центр как головной институт судостроения находится в особой ситуации. Мы тратим средства, разрабатываем и испытываем ноу-хау, а затем передаем готовые полуфабрикаты в конструкторские бюро и на предприятия, которые получают за них живые деньги. По уровню разработок мы не отстаем от общемирового, а кое в чем даже опережаем зарубежных конкурентов. Однако рынок композитных материалов развивается очень стремительно, и необходимо вкладывать средства в создание новых компонентов и изделий.

– Прежде чем вкладывать, эти средства необходимо где-то найти…

– Конечно, было бы полезно, если бы этими разработками заинтересовались наши ведущие сырьевые компании – конечные потребители высокотехнологичной гражданской продукции. Но они раскачиваются медленно, опираясь на проверенные десятилетиями металлы и не торопясь внедрять что-то новое, которое окупится и принесет прибыль лишь в обозримом будущем. Поэтому серьезных вложений в разработку, производство и продвижение композитных материалов приходится ждать лишь от государства. Как, впрочем, принято в мире в части всех фундаментальных исследований. И в этом плане принятие межотраслевой федеральной материаловедческой программы на уровне высшего руководства страны пошло бы на пользу.

Композитные материалы уже не чудо. Это рабочий инструмент, за которым будущее. А на будущем не стоит экономить.

К примеру, наконец-то освоение Арктики стало одним из ключевых направлений государственной политики России. Оживает Северный морской путь – в 2017-м по заполярной трассе было перевезено 8,5 миллиона тонн грузов, а к 2022 году прогнозируется рост до 40 миллионов тонн. В нашей Арктической зоне сосредоточено до 30 процентов от общемировых запасов минерального и углеводородного сырья. В настоящее время локализовано до 25 процентов прогнозируемого объема месторождений, разведка, разработка и промышленное освоение которых впереди. Все это потребует создания широкой номенклатуры надводных и подводных технических средств. Без композитных материалов здесь не обойтись.
Автор: Шапошников Валерий,Захарцев Алексей
Первоисточник: https://vpk-news.ru/articles/41018


Читайте "Военное обозрение" в Яндекс Новостях

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также

Комментарии 17

Информация

Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.
Уже зарегистрированы? Войти
  1. 210окв (дмитрий) 31 января 2018 06:21
    Почему все новое и передовое только для газовиков и нефтяников,ну или для обороны?Конечно правильно,не поспоришь.Просто впечатление такое что остальным это не нужно,или этого "остального" у нас просто нет,точнее уничтожено.
    1. Мар.Тира (Олег) 31 января 2018 06:54
      Так уж повелось на Руси.Что ни сделаешь,танк,или автомат получается.Мне интересно было бы посмотреть использование композитов в ледоколе,как они себя покажут при бешеной вибрации и тряске хождения по льдам?Там кстати много резины используют для гашения.Я ходил по льдам.Болты креплений отлетали будь здоров.не говоря уже про посуду,и всё остальное.Всё летает!!!!!
    2. Serg65 (Сергей) 31 января 2018 09:31
      Цитата: 210окв
      Почему все новое и передовое только для газовиков и нефтяников,ну или для обороны?Конечно правильно,не поспоришь.Просто впечатление такое что остальным это не нужно,или этого "остального" у нас просто нет,точнее уничтожено.

      Дмитрий, вы не правы. Вот к примеру ДПК (древесно-полимерный композит) - прекрасная вещь, идёт на ура по всему Миру, но в России не востребован! Почему! Главная проблема-цена, натуральная доска или брус дешевле, не намного но дешевле и по барабану качество и долговечность! Хотя китайцы из ДПК делают огромный ассортимент изделий! Или вот СМЛ (стекломагниевый лист) - его называют убийцей гипсокартона. СМЛ - уникальный строительный материал, по качеству и области применения в сотни раз превосходит гипсокартон, НО опять же цена! Хотя при правильном расположение производства, продуманной логистике, привлечение смежников(химиков) и грамотной ценовой политике, я думаю, успех гарантирован.
      1. jjj 31 января 2018 09:39
        По ДПК пока нет предложения. Его вряд ли найдешь в наших магазинах. Вот и обходимся тем, что пропитываем доски антисептиками до позеленения
        jjj
        1. Serg65 (Сергей) 31 января 2018 10:03
          Цитата: jjj
          По ДПК пока нет предложения

          smile Отнюдь, предложений много, но от производителей, а они ориентируются на крупных покупателей. Розничные же торговцы боятся брать ДПК, поэтому...
          Цитата: jjj
          Его вряд ли найдешь в наших магазинах

          А заводы есть в Москве и области, Владимере, Мари Эл, Тольяти, Башкирии, Кургане и ещё куча мест yes
          Сейчас в России осваивают производство компазитных водопроводныхмагистральных туб, но у этих будет огромный внутренний рынок! hi
      2. воттак 31 января 2018 14:18
        к сожалению наше производство это убийца СМЛ (из опыта работы с ним ), как впрочем и гипсокартона и тд
        1. Serg65 (Сергей) 31 января 2018 14:24
          Цитата: воттак
          к сожалению наше производство это убийца СМЛ (из опыта работы с ним ), как впрочем и гипсокартона и тд

          laughing Т.е. маде ин Россия всё фигня?????
          1. воттак 31 января 2018 14:45
            над счет всего не знаю, но в соседнем городке гкл штампуют-фигня
            1. Serg65 (Сергей) 31 января 2018 14:55
              Цитата: воттак
              в соседнем городке гкл штампуют-фигня

              laughing Это говорит только об одном...в соседнем городке в обход качества снижают себес, т.е. химичат хлопцы!
  2. Mavric (Анрей) 31 января 2018 09:58
    Всё лучшее - армии и детям (с)
  3. михаил3 (Михаил) 31 января 2018 14:55
    Так. Композитные корпуса вот прямо кораблей. При этом компьютерные технологии позволяют добиться однородности? Ух ты! А как? Корабельный корпус - изделие переменной кривизны и очень большого обьема. То есть нужно строить передвижную ферму, с эффекторами нанесения - роликами, соплами, катушками и многим другим. И все это добро будет управляться неким программно-аппаратным комплексом...
    Не удивительно, что промышленность осторожничает. А ну как не получится достичь приемлемых параметров в полном масштабе? Металлические листы отрезал, другие приварил и все. А с цельнонамотанным композитом что делать? Заплаты ослабят его в разы...
    1. svd-73 (Сергей) 31 января 2018 21:46
      Тут может еще от военных вопрос о живучести стать,так как возникнут проблемы с латанием пробоин.Да и с огнестойкостью еще вопросы.
  4. Галеон (Андрей) 31 января 2018 15:24
    Малое судостроение давно перешло на пластик, который интервьюер называет композитом. Яхты, лодки, катера - давно уж композитные, в т.ч. у нас. Даже самоделки строят, пропитывая стеклопластик методом вакуумной диффузии. То, что на заводе
    инженеры, проектанты, заводчане готовы делать все что угодно из любого железа и не очень стремятся к широкому применению композитов
    - это понятно - они живут заказом, графиком работ и любые новые технологии в производственную цепочку могут войти только по групповому изнасилованию заводчан новаторами по предварительному сговору.
    Раньше делали корпуса тральщиков из фанеры. Спустя большое время построили наконец пластиковый тральщик, удалось внедрить технологию для корпуса около 500 тонн водоизмещением (если навскидку не ошибаюсь). Да, хорошо. Конечно, есть трудности. Пластик надо внедрять. Та же арматура в бетон пластиковая в 2 раза дешевле стальной. Я использовал в личных целях такую, нормально. Но строить ПЛ из акрила, это, конечно, улыбает.
  5. Dedall (Alexy) 31 января 2018 22:23
    В статейке пишется, что только в конечном итоге новые технологии находят применение в гражданской сфере. Для нашей страны это утверждение очень спорно и в качестве примера могу привести катер "Крым". С конструкцией, скопированной с западного "зодиака", он и в советские годы стоил дороже "волги". При этом, сам катер имел отработанный десятилетиями стеклопластиковое днище и резиновые боковины. А доски для виндсёрфинга? Их ведь у нас даже и производили. И уж совсем показательные примеры в автотранспортной технике, когда мы. завалив полмира танками, не смогли завалить своё население нормальными автомобилями.
    1. vka (vovka) 1 февраля 2018 01:10
      танки производить было выгодней и дороже !!!!!!!!!! и сейчас за них больше платят
      vka
    2. Genry (Genry) 2 февраля 2018 12:07
      Цитата: Dedall
      И уж совсем показательные примеры в автотранспортной технике, когда мы. завалив полмира танками, не смогли завалить своё население нормальными автомобилями.

      Если бы к руководству СССР не влез туповатый Хрущёв, протащивший кучу своих гнилых людишек и боровшийся со структурами Сталина, всё было бы (но увы...).
  6. Бензорез (Виталий) 2 февраля 2018 22:15
    Согласен, за композитами будущее. Тем более не ясно мне почему на заводе "Море" разваливается цех "новинка"(филиал феодосийского "Судокомпозита")? Кто скажет мне-тупому рабочему?..
Картина дня