سوفوروف الألمانية في منتدى InSpace 2018يجب أن تكون المنتجات الخاصة بالكرة الفضائية قوية وخفيفة الوزن وتتحمل درجات الحرارة المنخفضة للغاية (وكذلك عالية جدًا) ، وأحيانًا تنقل الإشعاع الكهرومغناطيسي. صرح بذلك الألماني Suvorov ، رئيس شركة "Engineering" ، المتخصصة في تصنيع المنتجات من المواد المركبة في مجال الأجهزة والفضاء.
شارك في حلقة النقاش في
منتدى InSpace 2018 ، الذي عقد في موسكو في 21 مارس. التقينا هناك وتحدثنا عن كيفية تطور المنتجات في الفضاء ، وما الفرق بينها وبين الهياكل "الأرضية".
المقابل: سيرجي كاربوف
المدعى عليه: German Suvorov
مرحباً بالألمانية. أخبرنا كيف يتم تطوير المواد للطلبات في الفضاء؟
في الواقع ، نقوم دائمًا بتطوير كل من المواد والمنتج في نفس الوقت. يتكون المركب من مادتين أو أكثر مترابطتين معًا. لذا فإن المادة الجديدة تحصل على خصائص جديدة. مهمتنا هي اختيار مثل هذه المواد للطلبات من المجال الفضائي الذي سيعطي الخصائص اللازمة. نحن نعمل مع ألياف الكربون ، الألياف الزجاجية ، الكيفلار ، البولي يوريثين ، السيليكون ، السيراميك ، المعادن.
يطلب العميل إنشاء مادة ذات خصائص معينة. على سبيل المثال ، يحتاج إلى أن يكون المنتج قابلاً للنفاذ إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي لمدى معين. بالنسبة لنا ، هذا يعني أن الألياف المعززة يجب أن تكون مشعة. أو ، على سبيل المثال ، يحتاج عميل آخر إلى المنتج ليعكس المجال الكهرومغناطيسي - في هذه الحالة ، نأخذ ألياف التدريع.
هناك أمر: صنع منتج بخصائص معينة. ندرس خصائص المواد الموصوفة في مصادر مفتوحة. ولكن دائمًا ما يتعين علينا إجراء الاختبارات. عندما يكون من الضروري توفير الخصائص المطلوبة بدرجة عالية من الموثوقية ، نقوم بشراء عينات من المواد ، ونصنع منتج اختبار منها ، ونختبرها لمعرفة الخصائص المطلوبة. بناءً على النتائج ، نقوم بتصميم المنتج النهائي واختباره بالفعل. يمكن أن يكون عدد الاختبارات مختلفًا ، لأنه غالبًا ما تكون المعلومات حول مادة معينة من جهات تصنيع مختلفة غير صحيحة تمامًا.
ما هي المتطلبات التي يجب أن تلبيها صناعة الفضاء؟هذا ، كقاعدة عامة ، يتحمل درجات الحرارة المبردة ، وغياب انبعاثات الغازات والخصائص الميكانيكية المطلوبة. نحن على دراية بجميع أحدث التطورات في المواد في العالم ، لذلك نختار مكونات المركب بعناية فائقة. غالبًا ما يكون نوعًا من البوليمر وألياف التقوية.
من خلال الخواص الميكانيكية عادة ما تكون "كلاسيكية": القوة والصلابة ، قدرة الهيكل على مقاومة الكسر والتشوه. بالإضافة إلى تقييد الوزن. وفقًا للنهج الهندسي التقليدي ، إذا كنت بحاجة إلى جعل الهيكل أقوى أو أكثر صرامة ، يتم تغيير الشكل وإضافة المزيد من المواد. وبمساعدة التقنيات الحديثة ، لا يمكننا زيادة الكتلة ، ولكن في نفس الوقت زيادة القوة والصلابة بشكل ملحوظ.
من المهم أيضًا بالنسبة للفضاء عدم إطلاق غاز من المادة. في الفضاء ، يمكن أن يصل الغاز إلى العناصر الحساسة للمركبة الفضائية: العدسات والمرايا والأجهزة الإلكترونية. قد يؤدي ذلك إلى إتلاف تشغيل الوحدة. لضمان عدم وجود غاز في المادة ، نحقق البلمرة الكاملة ، بحيث لا توجد جزيئات غير منضمة مجانية ، ولا يتم إطلاقها في الفضاء ، وتستقر على العناصر الحساسة للجهاز. بشكل منفصل ، نجري اختبارات لعينات من المواد التي يجب استخدامها في تصنيع المنتج.
ماذا عن الحماية من الإشعاع الكوني؟
نعم ، تم استيفاء متطلبات الاتصال اللاسلكي. لكن ذلك يعتمد على مكان وجود المنتج: يتم إغلاقه بقشرة واقية أو مفتوح للإشعاع.
يتم تحديد المشكلة عن طريق اختيار المواد. اعتمادًا على المتطلبات ، نضيف ببساطة بعض الإضافات إلى التركيبة ، والتي تعطي خصائص الحماية من نطاق معين من الإشعاع.
أخبرنا المزيد عن تطوير حالة البطارية للقمر الصناعي GLONASS . ماذا كان يجب أن يكون التصميم؟ ما هو؟ كم من الوقت استغرق صنعه؟
تعمل الحالة نفسها ببساطة كخلية للبطارية. قد يبدو أنها مهمة بسيطة ، ولكن نظرًا لجميع المتطلبات ، فإنها تصبح مشكلة هندسية عالية التقنية. المتطلبات الرئيسية هي القوة والصلابة الميكانيكية. كان على الهيكل أن يبقي شكله تحت الأحمال ، ويتحمل الاهتزازات التي كانت موجودة عند إطلاق الصاروخ. بالطبع ، لم يكن من المفترض أن تصدر المادة غازًا في الفضاء ، وكان لابد من إزالة الهيكل نفسه في الغلاف الجوي: وهذا يعني أن الهواء والغازات الأخرى من جميع التجاويف الخفية يجب أن تخرج بسرعة كافية حتى لا تؤثر على الهيكل. ينتقل منتجنا إلى فراغ من الظروف الجوية في 8-10 دقائق - يجب أن يؤخذ هذا في الاعتبار ، لأنه إذا كان هناك غاز في التجاويف الخفية ، يمكن أن يكسر المنتج.
يجب أن تستوفي الحالة متطلبات مقاومة الحريق والمقاومة الكيميائية - بحيث لا تدمر المواد الكيميائية للبطاريات في حالة الثقب الهيكل.
استغرق إنشاؤه حوالي شهرين ، واستغرق اختبار المنتج حصة الأسد في ذلك الوقت. هذا في الواقع سريع جدا.
مشروع آخر "هندسة" - طائرة شراعية للطائرات بدون طيار . ما المهام التي حددها العميل لك وكيف تم حلها؟كان لدى العميل بالفعل تصميم طائرة شراعية مركبة. كان من الضروري زيادة حجم الحمولة ، مع الحفاظ على نفس الوزن. تم حل المشكلة عن طريق استبدال المواد والتكنولوجيا. جعلنا هيكل القشرة أرق وأخف وزنا. أخشى أن أخطئ في الأرقام ، لكن مساحة الطائرة الشراعية زادت بنحو 20٪ ، وخفضنا الوزن بنسبة 30٪.
في هذا الترتيب ، لم نغير الديناميكا الهوائية للجهاز. كانت مهمتنا تقديم تصميم جديد في هذه الخطوط الديناميكية الهوائية. استخدمنا العديد من الحلول التي سمحت لنا بتبسيط الهندسة بشكل كبير. أولاً ، كان تعليقًا لمفصلات الإرتفاعات بدون مفاصل. هذا هو ، بدأت الارتفاعات في الانحراف ليس بسبب عمل المفصلة الميكانيكية ، ولكن بسبب مرونة المادة - قمنا بتنظيم مناطق مرنة خاصة في الهيكل. هذه واحدة من "الحيل" للمركبات: يمكننا صنع صلابة متغيرة في منتج متجانسة. يبسط هذا الحل التجميع ويقلل من وزن المنتج.
ما هي ميزات الطلبات لصناعة الفضاء؟ ما هي الاختلافات عن المنتجات الأرضية؟
بادئ ذي بدء ، يحتاج الفضاء إلى كتلة منخفضة. نحن نعمل دائمًا على تقليل وزن منتجاتنا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن شرط عدم قيام المنتج بإصدار غازات غير ذي صلة عمليًا بالمنتجات "الأرضية" ، في حين أنه مهم للغاية بالنسبة للفضاء. دائمًا ما تكون تكنولوجيا الفضاء في طليعة التقدم ، لذلك هناك المزيد من الفرص للقيام بشيء جديد.
بالإضافة إلى ذلك ، على عكس صناعة الطيران ، لا يتم تنظيم الفضاء بشكل كبير. نحن نحب هذا ، لأنه يمكننا تطبيق أحدث التطورات - سواء الخاصة بنا وإنجازات البلدان الأخرى. في الطائرات المأهولة ، من الصعب القيام بذلك.
لماذا؟ هل هناك متطلبات محددة للمواد والبناء في مجال الطيران؟نعم يحتاجون إلى شهادة إلزامية لكل شيء تقريبًا يتم إجراؤه للطائرة. هناك العديد من السلطات التي تراقب هذا وتصدر التراخيص والشهادات. هناك ترخيص من وزارة الصناعة والتجارة لتطوير وإنتاج الطائرات. هناك شهادة IPA المعلقة لكل طائرة - وعندما تجري أدنى تغيير في التصميم ، تحتاج إلى الخضوع للشهادة مرة أخرى.
بشكل عام ، هذا أمر مفهوم ، لأن الناس يطيرون على متن طائرات مأهولة ، وإذا حدث خطأ ما ، يمكن أن تكون حياة الإنسان هي ثمن الخطأ. من ناحية أخرى ، هناك أشياء تمنع التقدم التكنولوجي.
ما هو الأمر الأكثر تعقيدًا والأكثر صعوبة للشركة الهندسية؟ ما هي الصعوبات الرئيسية وكيف تعاملتم معها؟في الواقع ، لدينا الكثير من المهام المعقدة ومن الصعب للغاية تحديد أي منها. يأتون إلينا عندما واجه فريق من المهندسين مشكلة ، ولم يصل إلى نتيجة ، والمواعيد النهائية لا تزال قائمة بالفعل. هناك شيء غير تافه في كل مهمة.
هل لدى شركتك أوامر لتطوير مواد فقط ، بدون أي منتج؟كانت هناك مثل هذه المهمة. تم الاتصال بنا من قبل عميل يعمل مع تقنية التبريد. أجرينا أبحاثًا واخترنا موادًا تعمل في بيئات مبردة (حوالي -200 درجة مئوية) ، ونحتفظ بالقوة الميكانيكية وشفافة تجاه الإشعاع الكهرومغناطيسي. من مكونات مختلفة ، قمنا بتجميع مركب يلبي جميع هذه المتطلبات.
ما الخطوات التي يمر بها منتج معين قبل إرساله إلى أحد العملاء؟كقاعدة ، يبدأ كل شيء بتطوير المواصفات الفنية ، لأن العملاء غالبًا ما يأتون بمهام تتطلب التوضيح. هذه مرحلة مهمة للغاية - أساس المشروع بأكمله.
التالي هو مرحلة التصميم. في بعض الأحيان تحتاج إلى القيام بالتصميم الصناعي. بعد ذلك ، نعمل مع نماذج ثلاثية الأبعاد للهياكل في بيئة افتراضية. ثم نقوم بإعداد الإنتاج - المعدات التكنولوجية. نقوم بإعداد المواد ، ثم إنشاء نموذج أولي. في النموذج الأولي ، نقوم باختبار جميع المتطلبات الضرورية التي تهم العميل. بناءً على نتائج البحث ، نقوم بإجراء التعديلات اللازمة - وعندها فقط ننظم الإنتاج الضخم. كقاعدة ، تختلف التكنولوجيا التسلسلية عن تلك التي تم استخدامها لإنشاء النموذج الأولي.
كيف تمارس مراقبة الجودة؟إنها دائمًا اختبارات ودراسات ، ولكن كل هذا يتوقف على المواد والمنتج المحدد. كقاعدة ، لهذه المركبات هي طرق اختبار غير مدمرة. أنها تسمح لك بالنظر عميقًا في المواد والكشف عن أماكن التفريغ المحتملة ، غير الملصقة. بفضلها ، يمكنك التحقق من سلامة المادة وكيف يتم بلمرتها. لدينا مقاولون بالمعدات اللازمة - ندعوهم ونجري الاختبارات. نتحقق دائمًا من المنتج النهائي. إذا كانت هناك تناقضات - نرسل للمراجعة. إذا كان كل شيء في محله ، فإن المنتج جاهز للإنتاج التسلسلي.
للاطلاع على جدول الأحداث المخصصة للتقنيات المبتكرة ، انظر موقع Smile-Expo . سيعقد أقرب في موسكو: M-Health Congress (3 أبريل) - حدث مخصص للتطبيب عن بعد وصناعة الصحة المتنقلة ؛ ومؤتمر الذكاء الاصطناعي (19 أبريل) - مؤتمر حول استخدام الذكاء الاصطناعي في الأعمال.