» » Первый в космосе

Финансовые события

Первый в космосе

Первый в космосе

В 9 часов 7 минут по московскому времени 12 апреля 1961 года с космодрома Байконур стартовал корабль «Восток — 1» с Юрием Гагариным на борту. 108 минут, проведенных первым космонавтом Земли на ее орбите, начали отсчет космической истории человечества. Но так уж получилось, что алюминий оказался в околоземном пространстве на несколько лет раньше первого пилотируемого полета в космос и уж точно раньше других металлов. О роли алюминия в научно-техническом прогрессе, — в материале «Ленты.ру».

Изменил мировоззрение миллионов

Алюминий — это металл, который позволяет человеку двигаться с высокой скоростью, переплывать океаны, подниматься в небо и покидать пределы нашей планеты.

Широкое использование алюминия при создании космических аппаратов Жюль Верн предсказал еще в 1865 году в научно-фантастическом романе «С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут». Сегодня спрос на алюминиевые полуфабрикаты в аэрокосмической отрасли в мире составляет 33,5 тысячи тонн, эксперты полагают, что к 2030 году эта цифра возрастет до 59 тысяч тонн.

В космонавтике сочетание минимальной массы с максимальной прочностью играет важную роль. Вот почему корпус первой отечественной ракеты на жидком топливе, запущенной в 1933 году, был сделан из дюраля толщиной 0,5 миллиметра. Полет снаряда стартовой массой 19 килограммов длился 18 секунд — за это время ракета пролетела около 400 метров.

В октябре 1957 года СССР вывел на орбиту первый искусственный спутник Земли — «ПС — 1». Корпус спутника состоял из двух силовых полусферических оболочек диаметром 58 сантиметров из алюминиево-магниевого сплава АМг6 толщиной 2 миллиметра со стыковочными шпангоутами. «Небольшой алюминиевый шарик с радиопередатчиком», по выражению президента Российской академии наук академика Юрия Осипова, «изменил мировоззрение миллионов жителей планеты».

А уже 12 апреля 1961 года ракета Р — 7 с космическим кораблем «Восток» отправила впервые в космос Юрия Гагарина. В «Востоке» было использовано большое количество алюминия: в герметичном корпусе спускаемого аппарата и приборном отсеке, трубопроводах, силовых деталях и системах жизнеобеспечения. В самой же ракете широко был применен сплав АМг6 для топливных баков. Об этом стоит рассказать подробнее.

Лети, «лепесток», на «Восток»

С апреля 1959 года в разработке технологий отливки алюминиевых сплавов Д16, АМг6, 1201 и промышленного производства полуфабрикатов для аэрокосмической отрасли принимал участие Куйбышевский металлургический завод — сегодня это «Арконик СМЗ», входящий в Алюминиевую Ассоциацию. Все началось с производства плит из сплава Д16. Затем последовали спецзаказы на шпангоуты из прессованных профилей и оребренные панели. Но вернемся к топливным бакам.

С конструктивной точки зрения они представляли собой шаровидные емкости от 3 до 12 метров в диаметре. Конструкторы сочли целесообразным изготавливать шары из сегментов (лепестков), свариваемых по стыкам. На предприятии предложили собственную технологию получения штамповок лепестков. Спроектированная специалистами завода простейшая опытная конструкция крепления полуфабрикатов на столе пресса была представлена 28 декабря 1963 года.

В конце 1965-го — начале 1966 года опытную партию лепестков сделали из листа толщиной 10 миллиметров (сплав АМг6). Результаты испытаний механических свойств превзошли ожидания. Лепестки отправились на сварочный стапель завода-заказчика — куйбышевского «Прогресса». А на самом Куйбышевском металлургическом заводе начали серийно выполнять заказы космической отрасли с мая 1979 года.

От «Союза — 5» до «Ярила»

Сплавы на основе алюминия использовались для изготовления корпуса космических челноков «Спейс шаттл» (челноки примерно на 90 процентов состоят из алюминиевых сплавов), телескопической балки антенны космического телескопа «Хаббл», также из них изготавливаются водородные ракетные баки, носовые части ракет, конструкции разгонных блоков, корпуса орбитальных космических станций и крепежей для солнечных батарей на них.

В современной ракете около половины ее веса приходится на алюминиевые конструкции. В ракетах-носителях традиционно используются алюминиевые сплавы с добавлением магния, которые в мировой практике последних лет все чаще улучшаются легированием редкоземельными элементами, в первую очередь скандием. Добавление небольшого количества скандия позволяет значительно повысить прочность материалов, что важно при создании новых аэрокосмических продуктов и техники.

В 2020 году с космодрома Плесецк был запущен спутник «Ярило» с теплообменником из сплава РС — 333 производства Института легких материалов и технологий (ИЛМиТ). Разработчики РС — 333 решили проблему низкой технологичности при печати алюминиевых сплавов, легированных магнием и кремнием. Эти сплавы обладают хорошей теплопроводностью и высокой прочностью. Как показали наземные тесты, а затем и эксплуатация в космосе, новая сетчатая конструкция, полученная при помощи 3D-печати с использованием нового высокотеплопроводного сплава, обеспечила снижение массы на 20 процентов при увеличении теплового потока на 25 процентов. А тепловой поток является основным показателем эффективности деталей, участвующих в терморегулировании.

Космос зовет

Перспективы применения алюминия в космической отрасли эксперты связывают прежде всего с появлением новых сплавов, позволяющих снизить вес ракет, кораблей и станций, что в свою очередь обеспечит значительное сокращение расхода топлива при выводе аппаратов на орбиту и значительно расширит их функционал.

Основное направление — это создание новых высокопрочных сплавов для конструктивных элементов, а также сплавов с низким коэффициентом теплового расширения для исключения их деформации и повреждения в условиях космических полетов. Внедрение новых сплавов позволяет уменьшать вес конструкций примерно на 20 процентов. Учитывая, что стоимость отправки на орбиту одного килограмма груза сегодня оценивается в несколько сотен тысяч рублей, такие разработки имеют большое экономическое значение. Образно говоря, чемоданы, в которые будут укладывать вещи будущие члены экспедиции на Марс, должны быть из легкого материала — одного из сплавов алюминия.

В этом году мы отмечаем 60-летие первого пилотируемого полета в космос, а в будущем году — 65-летие запуска первого искусственного спутника Земли. Все эти годы космонавтика и алюминиевая отрасль шли рука об руку, дополняя и взаимно обогащая друг друга научными идеями и технологиями. Гагаринское «Поехали!» и сегодня звучит как руководство к действию для научных и производственных коллективов отрасли, создающих для космоса уникальные изделия из современных высокотехнологичных сплавов алюминия.

Константин Ляпунов




Похожие новости

Новости других разделов

Присоединяйтесь

Деньги — предельно обобщённая информация о продуктообмене.

Журналисты

Цитата

Заблуждение не перестаёт быть заблуждением оттого, что большинство разделяет его.

Л.Н. Толстой.