Уникальную технологию производства высококачественного сотового заполнителя создали и внедрили специалисты Сколтеха и АО «ИСС»

Результатом совместной опытно-конструкторской работы (ОКР) специалистов Сколковского института науки и технологий (Сколтех) и АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева» (АО «ИСС») стала новая технология изготовления композиционного материала – сотового заполнителя из алюминиевой фольги. Сотовые конструкции широко применяются в космической технике, авиа- и судостроении, мебельной, автомобильной и других отраслях промышленности.

tsl_8870

Работы по изготовлению композита по новой технологии проводились по заказу госкорпорации «Роскосмос». Сотовый заполнитель из алюминиевой фольги относится к типу композиционных материалов – очень прочных и одновременно лёгких, толщина фольги (на фото) – 23 микрометра, длина грани ячейки – 2,5 миллиметра; применяется, в первую очередь, в конструкциях космических аппаратов.

Инженеры Сколтеха разработали уникальное оборудование для изготовления заполнителя с применением лазерных технологий, технологий машинного зрения и современных систем автоматизации. Впервые предложен и реализован новый способ позиционирования клеевых полос, обеспечивающий высокую точность сборки заполнителя и повышенные механические характеристики.

В рамках совместного проекта разработано два вида сотового заполнителя: с шестигранными ячейками – для плоских конструкций, с гибкими ячейками – для криволинейных (цилиндрических, параболических и т.д.) несущих конструкций, которые благодаря формам этих ячеек, оптимально драпируются на криволинейных плоскостях, например, на таких, как рефлектор антенны.

Следует отметить универсальность разработанной и реализованной технической концепции, позволяющей получать на одном и том же оборудовании различные виды заполнителя – с гибкой и шестигранной формой ячейки. По существу, сегодня создано производство нового материала, открывающего новые возможности для реализации идей конструкторов по проектированию легких и прочных конструкций с поверхностью второго порядка кривизны.

Высокая точность позиционирования листов при сборке заполнителя – ключевая техническая задача проекта. Ее решение обеспечили разработанные в Сколтехе технологии машинного зрения и высокоскоростные алгоритмы обработки видеоданных. Научить машину выполнять операции, кажущиеся простыми для человека с его уникальными возможностями зрительного аппарата, но с фиксированной скоростью и с трудом достижимой точностью – классическая когнитивная задача машинного зрения.

«Применение этих решений позволило инженерам и математикам Сколтеха разработать технологию получения заполнителя на новом, ранее недостижимом техническом уровне. И мы удовлетворены тем, что наши идеи получили высокую оценку в АО «ИСС», обеспечили решение насущной проблемы снабжения отечественной космической отрасли высококачественным сотовым заполнителем», – подчеркнул ректор Сколтеха, академик РАН Александр Кулешов.

Сотовый алюминиевый заполнитель широко применяется в конструкциях, которые должны удовлетворять требованиям высокой удельной прочности, то есть конструкции, выдерживающие высокие нагрузки и характеризующиеся при этом минимальной массой. Такие конструкции нужны во многих отраслях промышленности, и, особенно – в космической отрасли, где каждый «лишний» килограмм веса, выведенный на орбиту, влечет за собой несоизмеримые затраты.

Пуск линии по производству алюминиевых сот состоялся в октябре этого года в НПО ПМ – Малое конструкторское бюро (АО «НПО ПМ МКБ», входит в структуру АО «ИСС»). Уникальная производственная линия была разработана с нуля: всего за один год был создан и испытан сложный производственный комплекс, не имеющий аналогов в России.

«Благодаря созданной в Сколтехе методологии сквозного проектирования нам удалось за один год пройти путь от первоначальной концепции до практической реализации и выполнения цикла комплексных испытаний сложной промышленной установки с высокой степенью автоматизации. В ходе этой работы первоначальная концепция многократно модифицировалась и совершенствовалась. Реализованные в Сколтехе новые организационные и методологические подходы к управлению ОКР продемонстрировали свою эффективность в разработке и создании новейших образцов сложной продукции мирового уровня в кратчайшие сроки», – подытожил научный руководитель проекта, профессор Сколтеха Игорь Ужинский.

Разработанное оборудование позволяет выпускать заполнитель из фольги толщиной от 20 до 40 мкм, выполнять лазерную перфорацию фольги с минимальным риском возникновения микротрещин в зоне отверстий. Оборудование характеризуется высокой степенью автоматизации, снижающей до минимума вероятность негативного влияния «человеческого фактора».

«Технические возможности новой линии позволяют не только закрывать потребности в сотозаполнителе АО «ИСС», но и обеспечивать качественным материалом и другие организации «Роскосмоса»; рассматривается возможность поставок сотозаполнителя с видоизмененными характеристиками для авиационных, судостроительных предприятий, строительных организаций. Но тогда нужно будет заниматься разработкой новой линии, в чем рассчитываем на дальнейшее сотрудничество со Сколтехом», – подчеркнул заместитель директора по развитию АО «НПО ПМ МКБ» Павел Гошковский.

В АО «ИСС» отмечают, «что задачи подобного рода силами одного предприятия если и могут быть решены, то в очень длительные сроки, поэтому в данном проекте участвовали ведущие в своей области предприятия страны: Сколковский институт науки и технологий, Казанский национальный исследовательский авиационный институт, ряд субподрядчиков, которые внесли свой вклад в проект».

tsl_8670

На фото:

В городе Железногорск Красноярского края научные сотрудники и инженеры Сколтеха совместно с инженерно-техническим персоналом АО «НПО ПМ МКБ» (входит в структуру АО «ИСС») завершили монтажные и пусконаладочные работы по введению в эксплуатацию комплекса оборудования; произведены первые пуски. Производственные мощности новой линии в настоящий момент двукратно «закрывают» потребности АО «ИСС» в сотовом заполнителе, что существенно расширяет перспективы производства композита по новой технологии для нужд других предприятий.

 

Справочно.

Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) – негосударственный образовательно-исследовательский институт, важнейший элемент экосистемы инновационного центра «Сколково». Созданный в 2011 году при участии Массачусетского технологического института (MIT), Сколтех готовит новые поколения исследователей и предпринимателей, продвигает научные знания и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром. Институт строит свою работу опираясь на лучшие традиции российских и международных образовательных и исследовательских практик, делая особый акцент на предпринимательской и инновационной деятельности.

 

История компании «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» насчитывает более полувека. Предприятие образовано в 1959 г. как восточный филиал ОКБ-1 С.П. Королёва в г. Красноярске-26 (ныне г. Железногорск Красноярского края). Его руководителем был назначен М.Ф. Решетнёв – ученик и соратник С.П. Королёва.

Первоначально специализацией молодого коллектива было конструкторское сопровождение серийного производства баллистических ракет, но уже в начале 1960-х годов компания приступила к разработке ракеты-носителя легкого класса типа «Космос» и малых связных космических аппаратов. С тех пор создание спутников стало основным направлением деятельности предприятия.

АО «ИСС» первым в стране начало разработку низкоорбитальных спутников связи, навигационных и геодезических космических аппаратов, спутников непосредственного телевещания и ретрансляции. По многим направлениям сибирское предприятие до настоящего времени не имеет конкурентов на отечественном рынке.

За 55 лет космической деятельности, опираясь на высокий научный и кадровый потенциал, АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» создало мощную производственно-технологическую и экспериментальную базу. В течение этого периода специалисты компании изготовили более 1200 космических аппаратов различного назначения, на основе которых было сформировано свыше 40 многоспутниковых систем и комплексов на всех орбитах. За решение стратегически важных задач национального и международного масштаба предприятие награждено орденами Ленина и Трудового Красного Знамени. Более 80 работников АО «ИСС» отмечено Ленинскими, Государственными премиями СССР, а также Премиями РФ и Правительства РФ.

 

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook23Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK