अंतरिक्ष के लिए सम्मिश्र: वे क्या होने चाहिए और कैसे बनाए जाते हैं

InSpace फोरम 2018 में जर्मन सुवोरोव

अंतरिक्ष क्षेत्र के लिए उत्पाद मजबूत, हल्के, अल्ट्रा-कम तापमान (और साथ ही अल्ट्रा-हाई) का सामना करना चाहिए, और कभी-कभी विद्युत चुम्बकीय विकिरण भी प्रसारित करते हैं। यह कंपनी "इंजीनियरिंग" के प्रमुख जर्मन सुवोरोव द्वारा कहा गया था, जो इंस्ट्रूमेंटेशन और स्पेस के क्षेत्र में मिश्रित सामग्री से उत्पादों के निर्माण में माहिर हैं।

उन्होंने 21 मार्च को मॉस्को में आयोजित इनस्पेस फोरम 2018 में चर्चा पैनल में भाग लिया। वहां हमने बैठक की और बात की कि अंतरिक्ष क्षेत्र के लिए उत्पादों का विकास कैसे हो रहा है और "स्थलीय" संरचनाओं से उनका अंतर क्या है।

साक्षात्कारकर्ता: सर्गेई कार्पोव
उत्तरदाता: जर्मन सुवोरोव

हैलो जर्मन। हमें बताएं कि अंतरिक्ष में ऑर्डर के लिए सामग्रियों का विकास कैसे होता है?

वास्तव में, हम लगभग हमेशा एक ही समय में सामग्री और उत्पाद दोनों विकसित करते हैं। एक समग्र में दो या अधिक सामग्री शामिल होती हैं जो एक साथ जुड़ जाती हैं। तो नई सामग्री को नए गुण मिलते हैं। हमारा कार्य अंतरिक्ष क्षेत्र से आदेशों के लिए ऐसी सामग्री का चयन करना है जो आवश्यक गुण देगा। हम कार्बन फाइबर, फाइबरग्लास, केवलर, पॉलीयुरेथेनेस, सिलिकॉन्स, सिरेमिक, धातुओं के साथ काम करते हैं।

ग्राहक कुछ विशेषताओं के साथ सामग्री बनाने की आवश्यकता बनाता है। उदाहरण के लिए, उसे एक निश्चित सीमा के विद्युत चुम्बकीय विकिरण के पारगम्य होने के लिए उत्पाद की आवश्यकता होती है। हमारे लिए, इसका मतलब यह है कि मजबूत करने वाले तंतुओं को रेडिओलसेंट होना चाहिए। या, उदाहरण के लिए, एक अन्य ग्राहक को एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को प्रतिबिंबित करने के लिए उत्पाद की आवश्यकता होती है - इस मामले में, हम परिरक्षण फाइबर लेते हैं।

एक आदेश है: कुछ विशेषताओं के साथ एक उत्पाद बनाने के लिए। हम खुले स्रोतों में वर्णित सामग्रियों के गुणों का अध्ययन करते हैं। लेकिन लगभग हमेशा हमें परीक्षण करने होते हैं। जब उच्च स्तर की विश्वसनीयता के साथ आवश्यक गुण प्रदान करना आवश्यक होता है, तो हम सामग्रियों के नमूने खरीदते हैं, उनमें से एक परीक्षण उत्पाद बनाते हैं, और वांछित गुणों के लिए इसका परीक्षण करते हैं। परिणामों के आधार पर, हम अंतिम उत्पाद को डिज़ाइन करते हैं और पहले से ही इसका परीक्षण करते हैं। परीक्षणों की संख्या भिन्न हो सकती है, क्योंकि अक्सर विभिन्न निर्माताओं से किसी विशेष सामग्री के बारे में जानकारी काफी सही नहीं होती है।

अंतरिक्ष उद्योग के लिए क्या आवश्यकताएं होनी चाहिए?

यह एक नियम के रूप में, क्रायोजेनिक तापमान को समझने, गैस उत्सर्जन की अनुपस्थिति और आवश्यक यांत्रिक गुणों के साथ है। हम दुनिया के सभी आधुनिक सामग्रियों के विकास के बारे में जानते हैं, इसलिए हम समग्र रूप से घटकों का चयन बहुत सावधानी से करते हैं। ज्यादातर अक्सर यह किसी प्रकार का बहुलक और मजबूत करने वाला फाइबर होता है।

यांत्रिक गुणों द्वारा यह आमतौर पर एक "क्लासिक" है: ताकत और कठोरता, फ्रैक्चर और विरूपण का विरोध करने के लिए एक संरचना की क्षमता। साथ ही वजन पर प्रतिबंध। पारंपरिक इंजीनियरिंग दृष्टिकोण के अनुसार, यदि आपको संरचना को मजबूत या कठिन बनाने की आवश्यकता है, तो आकार बदल जाता है और अधिक सामग्री जोड़ दी जाती है। और आधुनिक तकनीकों की मदद से, हम द्रव्यमान में वृद्धि नहीं कर सकते हैं, लेकिन एक ही समय में ताकत और कठोरता में काफी वृद्धि करते हैं।

अंतरिक्ष क्षेत्र के लिए यह भी बहुत महत्वपूर्ण है कि सामग्री से कोई गैस नहीं निकले। अंतरिक्ष में, गैस अंतरिक्ष यान के संवेदनशील तत्वों पर प्राप्त कर सकते हैं: लेंस, दर्पण, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण। इससे यूनिट के संचालन को नुकसान हो सकता है। सामग्री में गैस की अनुपस्थिति सुनिश्चित करने के लिए, हम पूर्ण पोलीमराइजेशन प्राप्त करते हैं, ताकि कोई मुक्त अनबाउंड अणु न हों, और वे अंतरिक्ष में जारी नहीं होते हैं, तंत्र के संवेदनशील तत्वों पर बसते हैं। अलग-अलग, हम उन सामग्रियों के नमूनों के लिए परीक्षण करते हैं जिनका उपयोग उत्पाद के निर्माण में किया जाना चाहिए।

ब्रह्मांडीय विकिरण के खिलाफ सुरक्षा के बारे में क्या?

हां, रेडियोकॉन्टैक्ट की आवश्यकता भी पूरी होती है। लेकिन यह इस बात पर निर्भर करता है कि उत्पाद कहां स्थित होगा: यह एक परिरक्षण शेल द्वारा बंद है या विकिरण के लिए खुला है।

सामग्री के चयन से समस्या का निर्णय लिया जाता है। आवश्यकताओं के आधार पर, हम बस संरचना में कुछ योजक जोड़ते हैं, जो विकिरण की एक निश्चित सीमा से सुरक्षा के गुण देते हैं।

ग्लोनास उपग्रह के लिए बैटरी मामले के विकास के बारे में अधिक बताएं। क्या डिजाइन होना चाहिए था? इसके लिए क्या है? इसे बनाने में कितना समय लगा?

मामला खुद बैटरी के लिए एक सेल के रूप में कार्य करता है। यह एक सरल कार्य प्रतीत होता है, लेकिन सभी आवश्यकताओं को देखते हुए, यह एक उच्च तकनीक इंजीनियरिंग समस्या बन जाती है। मुख्य आवश्यकताएं यांत्रिक शक्ति और कठोरता हैं। पतवार को रॉकेट के प्रक्षेपित होने के दौरान मौजूद कंपन का सामना करते हुए, अपने आकार को बोझ के नीचे रखना पड़ा। बेशक, सामग्री को अंतरिक्ष में गैस का उत्सर्जन नहीं करना चाहिए था, और संरचना को स्वयं वायुमंडल में विघटित होना पड़ा: इसका मतलब है कि सभी छिपे हुए गुहाओं से हवा और अन्य गैसों को जल्दी से पर्याप्त रूप से बाहर निकलना चाहिए ताकि संरचना को प्रभावित न करें। हमारा उत्पाद 8-10 मिनट में वायुमंडलीय परिस्थितियों से निर्वात में चला जाता है - इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए, क्योंकि यदि छिपे हुए गुहाओं में गैस है, तो यह उत्पाद को तोड़ सकता है।

मामले को आग प्रतिरोध और रासायनिक प्रतिरोध के लिए आवश्यकताओं को पूरा करना था - ताकि एक पंचर के मामले में बैटरी के रसायन संरचना को नष्ट न करें।

इसे बनाने में लगभग दो महीने का समय लगा और उत्पाद के परीक्षणों में उस समय के शेर की हिस्सेदारी थी। यह वास्तव में बहुत तेज है।

एक और परियोजना "इंजीनियरिंग" - यूएवी के लिए एक ग्लाइडर । ग्राहक ने आपके लिए क्या कार्य निर्धारित किए और आपने उन्हें कैसे हल किया?

ग्राहक के पास पहले से ही मिश्रित ग्लाइडर डिजाइन था। समान भार को बनाए रखते हुए, पेलोड का आकार बढ़ाना आवश्यक था। सामग्री, तकनीक को बदलकर समस्या का समाधान किया गया। हमने शेल संरचना को पतला और हल्का बना दिया। मुझे आंकड़ों में गलती करने से डर लगता है, लेकिन ग्लाइडर का क्षेत्र लगभग 20% बढ़ गया, और हमने 30% वजन कम कर दिया।

इस क्रम में, हमने उपकरण के वायुगतिकी को नहीं बदला। हमारा काम इन एयरोडायनामिक कंट्रोल्स में एक नए डिजाइन को पेश करना था। हमने कई समाधानों का उपयोग किया जिससे हमें इंजीनियरिंग को सरल बनाने में मदद मिली। सबसे पहले, यह ऊंचाई का एक टिका-मुक्त निलंबन था। यही है, यांत्रिक काज के काम के कारण नहीं, बल्कि सामग्री के लोच के कारण, ऊंचाई शुरू हुई - हमने संरचना में विशेष लचीले क्षेत्रों का आयोजन किया। यह कंपोजिट के "ट्रिक्स" में से एक है: हम एक अखंड उत्पाद में परिवर्तनशील कठोरता बना सकते हैं। यह समाधान विधानसभा को सरल करता है और उत्पाद के वजन को कम करता है।

अंतरिक्ष उद्योग के लिए ऑर्डर की विशेषताएं क्या हैं? सांसारिक उत्पादों से क्या अंतर हैं?

सबसे पहले, अंतरिक्ष को कम द्रव्यमान की आवश्यकता होती है। हम हमेशा अपने उत्पादों के वजन को कम करने के लिए काम कर रहे हैं। इसके अलावा, आवश्यकता यह है कि उत्पाद गैस का उत्सर्जन नहीं करता है, "स्थलीय" उत्पादों के लिए व्यावहारिक रूप से अप्रासंगिक है, जबकि अंतरिक्ष के लिए यह अत्यंत महत्वपूर्ण है। अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी हमेशा प्रगति के मामले में सबसे आगे है, इसलिए कुछ नया करने के अधिक अवसर हैं।

इसके अलावा, विमानन उद्योग के विपरीत, अंतरिक्ष इतना भारी विनियमित नहीं है। हमें यह पसंद है, क्योंकि हम सबसे आधुनिक विकास को लागू कर सकते हैं - हमारे अपने और अन्य देशों की उपलब्धियों दोनों। मानवयुक्त विमान में, यह करना मुश्किल है।

क्यों? क्या विमानन में सामग्री और निर्माण के लिए एक विशिष्ट आवश्यकता है?

हां। उन्हें विमान के लिए किए जाने वाले लगभग सभी चीजों के अनिवार्य प्रमाणन की आवश्यकता होती है। ऐसे कई प्राधिकरण हैं जो इसकी निगरानी करते हैं और लाइसेंस और प्रमाण पत्र जारी करते हैं। विमान के विकास और उत्पादन के लिए उद्योग और व्यापार मंत्रालय का एक लाइसेंस है। एक आईपीए प्रमाणीकरण है जो हर विमान के लिए उत्कृष्ट है - और जब आप डिज़ाइन में थोड़ा बदलाव करते हैं, तो आपको फिर से प्रमाणीकरण से गुजरना होगा।

सामान्य तौर पर, यह समझ में आता है, क्योंकि लोग मानव विमानों पर उड़ते हैं, और अगर कुछ गलत किया जाता है, तो मानव जीवन त्रुटि की कीमत हो सकती है। दूसरी ओर, ऐसी चीजें हैं जो तकनीकी प्रगति को रोकती हैं।

इंजीनियरिंग कंपनी के लिए कौन सा आदेश सबसे जटिल था, सबसे चुनौतीपूर्ण? मुख्य कठिनाइयाँ क्या थीं और आपने उनके साथ कैसे व्यवहार किया?

वास्तव में, हमारे पास कई जटिल कार्य हैं और किसी भी एक को बाहर करना बहुत मुश्किल है। वे हमारे पास आते हैं जब इंजीनियरों की एक टीम एक समस्या से जूझती है, परिणाम नहीं आया है, और समय सीमा पहले से ही जारी है। हर कार्य में कुछ गैर-तुच्छ है।

क्या आपकी कंपनी के पास बिना किसी उत्पाद के केवल सामग्री के विकास के आदेश हैं?

ऐसा कार्य था। हमें क्रायोजेनिक प्रौद्योगिकी के साथ काम करने वाले एक ग्राहक द्वारा संपर्क किया गया था। हमने अनुसंधान और चयनित सामग्रियों का आयोजन किया जो क्रायोजेनिक वातावरण (लगभग -200 डिग्री सेल्सियस) में काम करते हैं, यांत्रिक शक्ति बनाए रखते हैं और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के लिए पारदर्शी हैं। विभिन्न घटकों से, हमने एक समग्र संकलित किया है जो इन सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है।

किसी ग्राहक को भेजने से पहले किसी विशेष उत्पाद के माध्यम से क्या कदम उठाए जाते हैं?

एक नियम के रूप में, यह सभी तकनीकी विशिष्टताओं के विकास के साथ शुरू होता है, क्योंकि अक्सर ग्राहक ऐसे कार्यों के साथ आते हैं जिन्हें स्पष्टीकरण की आवश्यकता होती है। यह एक बहुत महत्वपूर्ण चरण है - संपूर्ण परियोजना का आधार।

अगला डिज़ाइन चरण है। कभी-कभी आपको औद्योगिक डिजाइन करने की आवश्यकता होती है। उसके बाद, हम एक आभासी वातावरण में संरचनाओं के 3 डी मॉडल के साथ काम कर रहे हैं। फिर हम उत्पादन - तकनीकी उपकरण तैयार करते हैं। हम सामग्री तैयार करते हैं, फिर एक प्रोटोटाइप बनाते हैं। प्रोटोटाइप पर हम सभी आवश्यक आवश्यकताओं का परीक्षण करते हैं जो ग्राहक के लिए महत्वपूर्ण हैं। अनुसंधान परिणामों के आधार पर, हम आवश्यक समायोजन करते हैं - और उसके बाद ही हम बड़े पैमाने पर उत्पादन का आयोजन करते हैं। एक नियम के रूप में, धारावाहिक तकनीक उस एक से भिन्न होती है जिसका उपयोग प्रोटोटाइप बनाने के लिए किया गया था।

आप गुणवत्ता नियंत्रण कैसे करते हैं?

यह हमेशा परीक्षण और अध्ययन होता है, लेकिन यह सभी विशिष्ट सामग्री और उत्पाद पर निर्भर करता है। एक नियम के रूप में, कंपोजिट के लिए ये गैर-विनाशकारी परीक्षण विधियां हैं। वे आपको सामग्री में गहराई से देखने और संभव प्रदूषण, बिना-चिपके स्थानों का पता लगाने की अनुमति देते हैं। उनके लिए धन्यवाद, आप सामग्री की अखंडता की जांच कर सकते हैं और यह कैसे बहुलक हो सकता है। हमारे पास आवश्यक उपकरण वाले ठेकेदार हैं - हम उन्हें आमंत्रित करते हैं और परीक्षण करते हैं। हम हमेशा तैयार उत्पाद की जांच करते हैं। यदि विसंगतियां हैं - हम संशोधन के लिए भेजते हैं। यदि सब कुछ क्रम में है, तो उत्पाद धारावाहिक उत्पादन के लिए तैयार है।

नवीन तकनीकों को समर्पित घटनाओं की अनुसूची के लिए, स्माइल-एक्सपो वेबसाइट देखें । मॉस्को में आयोजित किया जाएगा: एम-हेल्थ कांग्रेस (3 अप्रैल) - टेलीमेडिसिन और मोबाइल स्वास्थ्य उद्योग के लिए समर्पित एक घटना; और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस सम्मेलन (19 अप्रैल) - व्यापार में कृत्रिम बुद्धिमत्ता के उपयोग पर एक सम्मेलन।