Ракетни и космически композитни конструкции от кого да работят. Композитни материали в самолетите. Концепцията за композитни материали и приложение в ракетостроенето

Въведение

Съвременната ракетна и космическа техника е немислима без полимер композитни материали. При разработването на инструменти за изследване на космоса са необходими нови материали, които трябва да издържат на натоварването на космическите полети (високи температури и налягане, вибрационни натоварвания по време на фазата на изстрелване, ниски температурикосмическото пространство, дълбок вакуум, излагане на радиация, излагане на микрочастици и др.), като същевременно имат доста ниска маса. Композитните материали отговарят на всички тези изисквания. Композитните материали са широко използвани в самолетите и космическите технологии поради доброто им тегло и механични характеристики, което прави възможно създаването на леки и издръжливи конструкции, които работят и при повишени температури.

Концепцията за композитни материали и приложение в ракетостроенето

Днес композитите са най-популярните и често използвани материали в самолетостроенето и ракетостроенето. Много от тези материали са по-леки и по-здрави от най-подходящите в тях физични свойстваметални (алуминиеви и титанови) сплави. В повечето композити (с изключение на ламинати) компонентите могат да бъдат разделени на матрица (или свързващо вещество) и подсилващи елементи (или пълнители), включени в нея. В композитите за структурни цели усилващите елементи обикновено осигуряват необходимите механични характеристики на материала (якост, твърдост и др.), а матрицата осигурява работим заедноусилващи елементи и защитата им от механични повредии агресивна химическа среда. Когато се комбинират усилващи елементи и матрица, се образува състав, който има набор от свойства, които отразяват не само първоначални характеристикинеговите компоненти, но и нови свойства, които отделните компоненти не притежават

Използването на композитни материали позволява да се намали теглото на продукта (ракета, космически кораб) с 10...50% в зависимост от вида на конструкцията и съответно да се намали разходът на гориво, като същевременно се увеличи надеждността. Създадени са и композитни материали, в които пластмасова (полимерна) основа е подсилена със стъклени, кевларови или въглеродни влакна. Композитните материали се използват широко в самолетостроенето и космическите технологии поради доброто им тегло и механични характеристики, които правят възможно създаването на леки и издръжливи конструкции, които могат да работят и при повишени температури.

Намаляването на теглото е основен приоритет при проектирането на космически кораби. Много постижения в областта на създаването на тънкостенни черупки дължат своя произход на това изискване. Типични примери за този дизайн са течната ракета-носител Atlas и конструкцията на ракетата с твърдо гориво. За Atlas е създадена специална монококова обвивка с компресор. Ракета с двигател с твърдо гориво се произвежда чрез навиване на стъклена нишка около дорник, оформен като заряд с твърдо гориво, и импрегниране на навития слой със специална смола, която се втвърдява след вулканизация. С тази технология се получават едновременно както носещата обвивка на самолета, така и ракетният двигател с дюза. Използвайки съвременни композитни материали, космическите кораби за повторно влизане са проектирани с конусовидна обвивка, покрита със слой топлозащитен материал, който, изпарявайки се, високи температури, охлажда структурата.

Друг ярък примеризползването на композитни материали - орбиталната космическа совалка, способна да лети в земната атмосфера с хиперзвукова скорост (повече от 5 Mach или 6000 km/h). Крилата на устройството имат многослойна рамка; Подсиленият монококов кокпит, както и крилата, е направен от алуминиева сплав. Вратите на товарното отделение са изработени от графитно-епоксиден композитен материал. Термичната защита на устройството се осигурява от няколко хиляди бели дробове керамични плочки, които покриват части от повърхността, изложени наголеми топлинни потоци.

За космическа станция"Алфа", създаден в съответствие с руско-американската програма, много структурни елементи са направени от композитни материали: високоякостни пръти, панели слънчеви панели, съдове под налягане, „сухи“ отделения, рефлектори и др.

Леките съдове и контейнери, изработени от полимерни композитни материали и работещи под налягане, се използват успешно в ракетно-космическата техника. Създаден и управляван резервоари за гориво, балони, корпуси на ракетни двигатели, акумулатори на налягане, дихателни цилиндри за пилоти и космонавти???. Използването на органични и стъклени влакна ще направи възможно създаването на издръжливи цилиндри под налягане с висок коефициент на съвършенство на теглото.

В момента пластмасите от въглеродни влакна, т.е., се използват широко в авиацията и ракетостроенето. полимери, подсилени с въглеродни влакна.

Въглеродните влакна и въглеродните композити имат дълбоко черно? оцветяват и провеждат добре електричество, което осигурява специални електрофизични свойства (например за радарни антени), както и изисквания за устойчивост на топлина и топлопроводимост.

Въглеродните влакна се използват за направата на носови конуси на ракети, части от високоскоростни самолети, подложени на максимално аеродинамично натоварване, дюзи на ракетни двигатели и др. Освен това, като се има предвид, че графитът е твърда смазка, накладките и дисковете за високоскоростни самолети се правят от въглеродни влакна??? Космически корабисовалки за многократна употреба и състезателни коли. Огледалата на антенните конструкции, изработени от въглеродни влакна, ще намерят широко приложение за решаване на комуникационни проблеми чрез сателити. Важно е да се има предвид, че използването им с маса до 15 kg ще осигури разрушително натоварване от 900 kgf с експлоатационен живот най-малко 20 години. Композитни материали (трислойни) от въглеродни влакна в носещи елементиконструкции в сравнение с еднослойни (монолитни) при определени условия на работа и нарастващи натоварвания при дадена маса на елемента ще осигурят: намаляване на масата на конструктивния елемент с 40...50% и увеличаване на неговата твърдост с 60...80%; повишаване на надеждността с 20...25% и нарастване гаранционен срокс 60...70%.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://allbest.ru

Докладвай

Композитни материали V самолет

Въведение

Съвременната ракетна и космическа техника е немислима без полимерни композитни материали. При разработването на инструменти за изследване на космоса са необходими нови материали, които трябва да издържат натоварванията на космическите полети (високи температури и налягане, вибрационни натоварвания по време на фазата на изстрелване, ниски температури на космическото пространство, дълбок вакуум, излагане на радиация, излагане на микрочастици и др.) , като Това е доста ниска маса. Композитните материали отговарят на всички тези изисквания. Композитните материали се използват широко в самолетостроенето и космическите технологии поради доброто им тегло и механични характеристики, които правят възможно създаването на леки и издръжливи конструкции, които могат да работят и при повишени температури.

1. Понятие за композитни материали и приложение в ракетостроенето

Днес композитите са най-популярните и често използвани материали в самолетостроенето и ракетостроенето. Много от тези материали са по-леки и по-здрави от най-подходящите метални (алуминиеви и титанови) сплави по отношение на техните физични свойства. В повечето композити (с изключение на ламинати) компонентите могат да бъдат разделени на матрица (или свързващо вещество) и подсилващи елементи (или пълнители), включени в нея. В композитите за конструктивни цели усилващите елементи обикновено осигуряват необходимите механични характеристики на материала (якост, твърдост и др.), А матрицата осигурява съвместната работа на усилващите елементи и тяхната защита от механични повреди и агресивни химически среди. Когато се комбинират усилващи елементи и матрица, се образува състав, който има набор от свойства, които отразяват не само първоначалните характеристики на неговите компоненти, но и нови свойства, които отделните компоненти не притежават

Намаляването на теглото е основен приоритет при проектирането на космически кораби. Много постижения в областта на създаването на тънкостенни черупки дължат своя произход на това изискване. Типични примери за този дизайн са течната ракета-носител Atlas и конструкцията на ракетата с твърдо гориво. За Atlas е създадена специална монококова обвивка с компресор. Ракета с двигател с твърдо гориво се произвежда чрез навиване на стъклена нишка около дорник, оформен като заряд с твърдо гориво, и импрегниране на навития слой със специална смола, която се втвърдява след вулканизация. С тази технология се получават едновременно както носещата обвивка на самолета, така и ракетният двигател с дюза. Използвайки съвременни композитни материали, космическите кораби за повторно влизане са проектирани с конична обвивка, покрита със слой топлозащитен материал, който, изпарявайки се при високи температури, охлажда структурата.

Друг ярък пример за използването на композитни материали е орбиталната космическа совалка, способна да лети в земната атмосфера с хиперзвукова скорост (над 5 Мах или 6000 км/ч). Крилата на устройството имат многослойна рамка; Подсиленият монококов кокпит, подобно на крилата, е изработен от алуминиева сплав. Вратите на товарното отделение са изработени от графитно-епоксиден композитен материал. Термичната защита на устройството се осигурява от няколко хиляди олекотени керамични плочки, които покриват части от повърхността, изложени на големи топлинни потоци.

За космическата станция „Алфа“, създадена в съответствие с руско-американската програма, много конструктивни елементи са направени от композитни материали: високоякостни ферми, слънчеви панели, съдове под налягане, сухи отделения, рефлектори и др.

Леките съдове и контейнери, изработени от полимерни композитни материали и работещи под налягане, се използват успешно в ракетно-космическата техника. Създадени са и се използват резервоари за гориво, цилиндрични балони, корпуси на ракетни двигатели, акумулатори на налягане, дихателни цилиндри за пилоти и космонавти??? Използването на органични и стъклени влакна ще направи възможно създаването на издръжливи цилиндри под налягане с висок коефициент на съвършенство на теглото.

Въглеродните влакна се използват за направата на носови конуси на ракети, части от високоскоростни самолети, подложени на максимално аеродинамично натоварване, дюзи на ракетни двигатели и др. В допълнение, като се има предвид, че графитът е твърда смазка, въглеродните влакна се използват за направата на спирачни накладки и дискове за високоскоростни самолети, космическа совалка за многократна употреба и състезателни коли. Огледалата на антенните конструкции, изработени от въглеродни влакна, ще намерят широко приложение за решаване на комуникационни проблеми чрез сателити. Важно е да се има предвид, че използването им с маса до 15 kg ще осигури разрушително натоварване от 900 kgf с експлоатационен живот най-малко 20 години. Композитни материали (трислойни), изработени от въглеродни влакна в носещи конструктивни елементи, в сравнение с еднослойни (монолитни) при определени условия на работа и нарастващи натоварвания за дадена маса на елемента ще осигурят: намаляване на масата на конструктивен елемент с 40...50% и увеличаване на неговата твърдост с 60...80%; повишаване на надеждността с 20...25% и увеличаване на гаранционния срок с 60...70%.

2. Приложение на нанотехнологиите в разработването на композитни материали

НАСА и космическият център Джонсън сключиха споразумение за съвместна разработка и приложение висока технологияи по-специално нанотехнологиите за изследване на космоса. НАСА планира да опрости изстрелването на космически кораби??? в орбита с помощта на космически асансьор, базиран на нанотръби.

Нанотръбите се характеризират с висока твърдост и следователно материалите, базирани на тях, могат да заменят повечето съвременни аероструктурни материали. Композитите на базата на нанотръби ще намалят теглото на съвременните космически кораби??? почти двойно.

Изследователи от НАСА и LiftPort Inc. предлагат да се опрости изхода на големи обекти??? в орбита, използвайки система, която те нарекоха „космически асансьор“. Космическият асансьор е лента, чийто един край е прикрепен към повърхността на Земята, а другият е в орбитата на Земята в космоса (на височина 100 000 km). Гравитационното привличане на долния край на лентата се компенсира от силата, причинена от центростремителното ускорение на горния край и лентата е постоянно в напрегнато състояние.

Чрез промяна на дължината на лентата могат да се постигнат различни орбити. Космическа капсула, съдържаща полезни? товарът ще се движи по колана. На крайната станция, ако е необходимо, капсулата се откача от асансьора и излиза в открития космос.

Скоростта на капсулата ще бъде 11 км/сек. Тази скорост ще бъде достатъчна, за да започне пътуването до Марс и други планети. Въз основа на горното стигаме до извода, че разходите за изстрелване на капсулата ще бъдат само в началото на нейното пътуване в орбита. Слизането ще се извърши при обратен ред- в края на спускането капсулата ще бъде ускорена от гравитационното поле на Земята.

Едностенните въглеродни нанотръби, изобретени през 1991 г., са достатъчно здрави, за да служат като сърцевина на асансьорни ремъци.

Те са 100 пъти по-здрави от стоманата и теоретично 3-5 пъти по-здрави от това, което е необходимо за изграждането на един асансьор.

Лентата, състояща се от нанотръби с дължина 1 м и ширина 5 см, има висока якост. Съотношението якост/тегло на материала на колана е по-високо от това на силно закалена стомана.

Нанотръбите също ще бъдат много полезни при разработването на наноелектронни устройства, високомощни компютри и устройства с памет.

3. Самовъзстановяващи се композитни материали

композитен ракетен конструктивен материал

Експериментално? структурен? материал за космически кораб??? ще удвои експлоатационния живот на техните корпуси. Пукнатини и малки дупки ще бъдат незабавно поправени със специално бързо втвърдяващо се съединение, без това да доведе до намаляване на здравината на конструкцията.

Корпуси на космически кораби??? постоянно са изложени на резки температурни контрасти???. слънчеви лъчиможе да загрее повърхността до 100°C или по-висока. След като попадне в земната сянка, устройството започва бързо да се охлажда. Дори обикновеното въртене води до постоянни температурни колебания на повърхността на устройството.

Постоянните температурни промени генерират напрежение в материала на корпуса и водят до появата на микропукнатини.

Друг механизъм на космическа ерозия са ударите на микрометеорите???. Не говорим за обекти, които могат да причинят сериозни разрушения – такива са изключително редки. Но в същото време зърната от космически прах и частици от космически отпадъци с размери по-малки от милиметър са доста многобройни и при скорости от десетки километри в секунда причиняват постепенно разрушаване на структурите.

Разработен нов материал? в Европейската космическа агенция има повишена стабилносткъм факторите на космическата ерозия поради способността за самолечение при повреда. При създаването му разработчиците са били вдъхновени от способността на живата тъкан да лекува самостоятелно малки рани поради ефекта на кръвосъсирването.

Вярно е, че съсирването на кръвта става под въздействието на въздуха, така че за космически технологииТрябваше да възприема малко по-различен подход. В композитния материал бяха въведени много от най-тънките стъклени съдове с външен диаметър 60 микрона и вътрешен диаметър 30. Съдовете бяха напълнени с две течности, които, подобно на компонентите епоксидна смола, бързо се втвърдяват при смесване. Когато се получи пукнатина, стъклените съдове се счупват и съдържащите се в тях течности запълват пукнатината. Скоростта на процеса е такава, че течностите нямат време да се изпарят във вакуума на космоса. Така незабавно се спира по-нататъшното разпространение на пукнатината - процес, който причинява много повече щети от самата пукнатина.

Проби от новия материал преминаха успешно първите тестове във вакуумна камера. Все още предстоят многобройни тестове, предимно за якост и температурна стабилност. Така практическо приложениеСамовъзстановяващите се материали в космическите кораби могат да се очакват не по-рано от десет години. ESA обаче вече вярва в това нов материалще ви позволи да удължите времето за работа на тези космически кораби, за които ерозията е ограничаващ фактор.

Заключение

Както показва практиката, композитните материали, въпреки техните висока ценаи трудности в производството, може да стане най-използваният и удобни материалипри правилна употреба. Композитните материали осигуряват конструкции с висока якост и устойчивост на износване, както и ниско тегло, което е жизненоважно при проектирането на самолети и космически кораби. В допълнение, композитните материали се използват не по-малко успешно в други области, от машиностроенето до медицината. Широки перспективи се откриват и при създаването на нови композитни материали с уникални свойства, които ще открият нови хоризонти в много области на човешката дейност.

Библиография

1. Наръчник по композитни материали: в 2 книги. Книга 2 Изд. Й. Любина. - М.: Машиностроене, 1988

2. Зуев Н.И., Голиковская К.Ф. - списание "Новини на Самарския научен център" Руска академияНауки“ Брой № 4-2 / том 14 / 2012 г

3. Списание " Реални проблемиАвиация и космонавтика“ Брой № 6 / Том 1 / 2010 г.

4. Композитни материали в ракетната и космическа техника Изд. Гардимова Г.П. - Санкт Петербург: СпецЛит, 1999

Публикувано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Разнообразие от космически материали. Нов класконструкционни материали – интерметални съединения. Космос и нанотехнологии, ролята на нанотръбите в структурата на материалите. Самолечение космически материали. Приложение на "интелигентни" космически композити.

доклад, добавен на 26.09.2009 г

Главна информацияотносно композитните материали. Свойства на композитни материали като сибунит. Гама от порести въглеродни материали. Екраниращи и радиопоглъщащи материали. Калциево-фосфатната керамика е биополимер за възстановяване на костната тъкан.

резюме, добавено на 13.05.2011 г

Видове композитни материали: с метална и неметална матрица, техните Сравнителна характеристикаи спецификата на приложение. Класификация, видове композитни материали и определение икономическа ефективностприложение на всеки от тях.

резюме, добавено на 01/04/2011

Класификация на композитните материали, техните геометрични характеристики и свойства. Използването на метали и техните сплави, полимери, керамични материаликато матрици. Характеристики на праховата металургия, свойства и приложение на магнитодиелектриците.

презентация, добавена на 14.10.2013 г

Концепцията за полимерни композитни материали. Изисквания към тях. Използването на композити в производството на самолети и ракети, използването на полиестерно фибростъкло в автомобилната индустрия. Методи за производство на изделия от твърда пяна.

резюме, добавено на 25.03.2010 г

Нормативни материали за регулиране на труда, тяхното приложение. Същност, разнообразие, изисквания, разработване на нормативни материали. Методически положенияотносно разработването на нормативни материали. Индустриални стандарти. Класификация на трудовите стандарти.

резюме, добавено на 10/05/2008

Производство на изделия от композитни материали. Подготвителен технологични процеси. Изчисляване на количеството армиращ материал. Избор и подготовка за работа на технологично оборудване. Оформяне и изчисляване на единично време, формоване на конструкцията.

курсова работа, добавена на 26.10.2016 г

Разработване на принципи и технологии за лазерна обработка на полимерни композитни материали. Проучване на примерна лазерна инсталация на базата на фибролазер за тестване на технологии за лазерно рязане на материали. Състав на оборудването, избор на излъчвател.

курсова работа, добавена на 12.10.2013 г

Технология на монтаж на санитарни системи и оборудване. Производство на компоненти от термопласти, стомана и чугунени тръби. Състав, структура и свойства на композитните материали. Монтаж на водостоци, вътрешноблокови и дворни газоразходни мрежи.

дисертация, добавена на 18.01.2014 г

Структура на композитни материали. Характеристики и свойства на системата от дисперсно-укрепени сплави. Обхват на приложение на усилени с влакна материали. Дълготрайна здравина на CMs, подсилени с частици с различни геометрии, стареене на никелови сплави.

От 2008 г. до момента катедрата се ръководи от Резник Сергей Василиевич, доктор на техническите науки, професор, Почетен работникпо-висок професионално образование RF.

Една от характеристиките на CM е, че те не могат да се разглеждат отделно от дизайна и производствената технология. На настоящия етап от развитието на ракетната и космическата технология има няколко области, в които използването на CM ще играе ключова роля: разгръщаеми космически структури (антени, електроцентрали, структури с голям обем), обтекатели на ракети, космически кораби за многократна употреба, хиперзвукови самолети с въздушно-реактивни въздушно-реактивни двигатели.

Нова дума в създаването на сила космически дизайничерупки от стоманена мрежа, изработени от CM (фиг. 3-6). Теорията и технологията за производство на такива конструкции се разработват в ЦНИИСМ под ръководството на чл.-кор. РАН В. В. Василиев, неговите колеги А. Ф. Разин, В. А. Бунаков и др.

Ориз. 3 Композитен мрежест отсек на ракетата-носител Протон-М

Ориз. 4 Адаптер от композитна мрежа полезен товар

Ориз. 5 Композитна мрежа Основна структураТяло на космическия кораб от серията "Експрес".

Ориз. 6 композитни мрежести спици на разгъваема космическа антена

Обекти научно изследванепрофесори А. М. Думански, Г. В. Малишева, П. В. Просунцов, С. В. Резник, М. Ю. Русин, Б. И. Семенов, О. В. Татарникова, В. П. Тимошенко са възлите, блоковете и отделенията на изкуствени спътници на Земята, планетарни и орбитални станции, космически антени, многократни туристически клас космически кораб, различни ракети, двигатели. ОсобеностТези изследвания са комбинация от изчислителни и физически експерименти (фиг. 7-9).

Ориз. 7 Свръхлеки рефлектора на бордови огледални космически антени, изработени от въглеродни влакна

Ориз. 8 Резултати от математическото моделиране на температурното състояние на рефлектора на бордовата огледална космическа антена

Ориз. 9 Студентски проект на космическия кораб за многократна употреба „Сивка“ (проектът е иницииран от първия учен космонавт, професор K.P. Feoktistov и е разработен от студенти от отделите SM-1 и SM-13)

Като част от изследователската работа с PJSC RSC Energia на името на. S.P.Korolev" с помощта на програми за анализ на крайни елементи на пакета "CAR" са изследвани температурни полета, напрежения и деформации в тънкостенни елементи от композитната структура на антенен рефлектор с диаметър 14 m на перспективен геостационарен комуникационен спътник. Получените резултати са в добро съответствие с резултатите от независими изчисления, извършени от италиански специалисти от компанията Alenia Spazio, използвайки изчислителните програми ESATAN и EASARAD на Европейската космическа агенция, както и с данните, получени по време на термични тестове в Европейския център за космоса Изследвания и технологии в Нордвейк, Холандия.

Сред успешно завършените проекти е участието в проектирането и отстраняването на грешки на тестови стендове и инсталации в АО ONPP Technology на името на. А. Г. Ромашина". от технически спецификации JSC "Композит" е извършил редица научноизследователски и развойни проекти за овладяване на производствените технологии и цялостно изследване на характеристиките на въглеродно-керамичните материали. От 2011 г. няколко големи проекта са завършени в сътрудничество с Научноизследователския център „Нови материали, композити и нанотехнологии“ с общ обем от около 300 милиона рубли.

За 15 години под научното ръководство на преподаватели от катедрата са защитени 25 кандидатски и 3 докторски дисертации. Преподаватели, докторанти и студенти от катедрата участваха в изследователска работа по 5 грантове на RFBR.

Всяка година студентите от катедрата представят 12-15 доклада на конференцията на SNTO на името на. Н. Е. Жуковски.

Завършилите катедрата получават знанията, уменията и способностите, необходими на съвременния инженер за провеждане на научни изследвания и производство на ново оборудване. Теоретичната основа на учебния процес се състои от дисциплините от математическия и природонаучен цикъл - висша математика, химия, физика, теоретична механика, термодинамика и топлообмен. Между специални дисциплини- "Основи физическа химиякомпозити", " Строителна механика композитни конструкции“, „Механика на композитните среди”, „Оптимизиране на композитни структури и технологии”, „Основи на ракетно-космическата техника”. Учебната програма предвижда изучаване на методи за компютърно проектиране, производство и изпитване на композитни конструкции с различни комбинациипълнители и матрици. IN последните годиниВ учебната програма са включени нови дисциплини: „Наноинженерство на космически кораби”, „Методи за създаване на иновативна среда”, „ Техническо обучениекосмически експедиции”, „Технология на космически кораби за многократна употреба”, които ги няма в нито един университет в Русия.

Шоурумът съдържа уникални образци от материали и пълномащабни конструкции (елемент от ръба на крилото на космическия кораб "Буран", носов обтекател на космическия кораб "Бор", мрежести адаптери на ракетата носител "Протон", тръбопроводи за подаване на компоненти за ракетно гориво, цилиндри за сгъстен газ). , носови обтекатели на ракети S-300, X-35, дюзови блокове, ремонтни лепилни комплекти и др.). Към катедрата е създаден Център информационни технологиидизайн, оборудван със съвременна компютърна техника.

Катедрата обучава студенти от Беларус, България, Виетнам, Индия, Италия, Казахстан, Китай, Корея, Мианмар, Словакия, Франция и специализанти от Беларус, Виетнам, Казахстан, Китай, Мианмар. Установени са връзки с редица чуждестранни университети: Университет на Любляна (Словения), Университет Глиндор (Рексъм, Обединеното кралство), Политехнически институт (Леон, Франция), Пекински технологичен институт (Университет), Политехнически университет в Харбин (Китай), Национален Аерокосмически университет. N. E. Zhukovsky (KhAI), Харков, Украйна и др. Плодотворни партньорства се поддържат с Института по топло- и масопренос на името на. A. V. Lykova NAS на Беларус, Минск.

Сътрудници на катедрата са организатори на международни научни конференции и симпозиуми: „Материали и покрития в екстремни условия"(съвместно с Института по проблеми на науката I.N. Frantsevich на Националната академия на науките на Украйна, Кацивели, Крим, 6 конференции през 2002–2012 г.), „Напреднали композитни материали и аерокосмически технологии" (Рексам, Уелс, Обединеното кралство, ежегодно през 2011–2015), „Напреднали технически системии технологии" (Севастопол, ежегодно от 2005 г.), "Ракетна и космическа техника: фундаментални и приложни проблеми" (Москва, 5 конференции през 1998–2018 г.).

В рамките на международния проект INTAS 00-0652 през 2000–2005 г. бяха проведени съвместни изследвания със специалисти от Беларус, Германия, Испания и Франция в областта на топлозащитните материали за перспективни космически кораби за многократна употреба, резултатите от които са на световно ниво.

Катедрата е организирана и през 2002–2008 г. озаглавен Буланов Игор Михайлович(1941–2008), заместник-ректор на Московския държавен технически университет. Н. Е. Бауман, доктор на техническите науки, професор, лауреат на Правителството на Руската федерация, почетен работник на висшето професионално образование на Руската федерация, действителен член на Руската академия по естествени науки и Руската академия по космонавтика на името на. К. Е. Циолковски. От 2008 г. до момента катедрата се ръководи от Резник Сергей Василиевич, доктор на техническите науки, професор, почетен работник на висшето професионално образование на Руската федерация.

Катедрата е организирана през 2002 г. за обучение на специалисти в областта на проектирането, производството и изпитването на ракети и космически кораби, с широкото използване на композитни материали (CM), способни да работят в най-трудни условия (изключително високи / ниски температури, вакуум, високо налягане, химически активни среди, потоци от ерозионни частици и др.).

Формиране и развитие на научната школа на MSTU им. Н. Е. Бауман в областта на квантовата механика е неразривно свързана с историята на развитието на ракетната и космическата техника. Ярките страници на тази история са резултат от тясното сътрудничество между работници от индустрията, академичната наука и висшето образование, много от които са завършили нашия университет. Особеността на научната школа е комбинацията от напреднали изследвания в областта на механиката, термичната физика, материалознанието и най-новите технологии.

В края на 40-те години на миналия век конструкторите на първите домашни управляеми балистични ракети с голям обсег (LGBM), ръководени от S.P. Королев, се сблъскаха с проблема с термичната защита на бойните глави на ракетите от аеродинамично нагряване при повторно влизане. Възпитаници на Московския висш технически университет на името на. N. E. Bauman - служители на SRI-88 V. N. Iordansky, G. G. Konradi заедно с колеги учени по материали от OKB-1 (A. A. Severov и др.) и VIAM (A. T. Tumanov и др.) за първи път в света, те решиха този проблем чрез с помощта на аблационно покритие от полимер CM (асбопласт) върху главата на ракетата R-5 (8K51). Този подход за преодоляване на „топлинната бариера“ по-късно беше успешно приложен в конструкциите на спускаемите модули на пилотираните космически кораби „Восток“, „Восход“, „Союз“, автоматични космически кораби (КА) като „Зенит“, „Зонд“ , „Венера“ и „Марс“, се превърна в основно решение за подобни приложения в ракетни двигатели и електроцентрали с твърдо гориво. Задълбочено проучване на въпросите на термичната защита с помощта на CM е отразено в трудовете на професорите от нашия университет I. S. Epifanovsky, V. V. Gorsky, D. S. Mikhatulin, член-кореспондент. РАН Ю. В. Полежаева, акад. РАН С. Т. Суржикова.

През 1960-1980-те години СССР реши безпрецедентно сложните проблеми на създаването на мобилни и силозни ракетни системи с твърдо гориво UBRDD. Имаше нужда от разработване на композитни композити твърди гориваи технологии за навиване на едрогабаритни цилиндрични обвивки на корпуси на ракетни двигатели от фибростъкло, а по-късно и обвивки тип „пашкул“ от органопластика. Сред пионерите на това направление са главен конструкторОКБ-1, акад. С. П. Королев, който инициира проектирането на ракетите 8К95 и 8К98, и известният учен в областта на ракетите с твърдо гориво Ю. А. Победоносцев. Под ръководството на възпитаник на Московския висш технически университет на име. Н. Е. Бауман, главен конструктор на ЦКБ-7 (Конструкторско бюро на Арсенал) П. А. Тюрин в началото на 60-те години проектира първата мобилна ракетна система РТ-15 с ракета със среден обсег 8К96, разработи междуконтиненталната балистична ракета 8К98П, която беше на бойно дежурство през стратегическите ракетни сили през 1971-1994 г. (Фиг. 1).

Ориз. 1. Първата местна междуконтинентална балистична ракета, използваща твърдо гориво, 8K98P, се състои от 90% композитни материали (двигатели, бойна глава, смесени горива). Ракетата е създадена под ръководството на възпитаници на Московското висше техническо училище им. Н. Е. Бауман - С. П. Королев и П. А. Тюрин. Музей на OJSC "Motovilikha Plants", Перм

Изключителен принос в създаването на съвременните ракетни системи RT-2PM Topol и RT-2PM2 Topol-M направиха генералните конструктори на MIT Б. Н. Лагутин и Ю. С. Соломонов. През последните години MIT създаде най-новия междуконтинентален балистични ракетикомплекси "Ярс" и Р-30 "Булава".

Транспортните и стартови контейнери, изработени от CM, станаха неразделна част от мобилните ракетни системи Temp-2S, Pioneer, Topol и други (фиг. 2). В изследването и внедряването на технологии за навиване на композитни черупки на корпуси на ракетни двигатели и транспортни и изстрелващи контейнери, ролята на възпитаник на Московското висше техническо училище на име. Н. Е. Бауман, главен дизайнер и директор на ЦНИИСМ, член-кореспондент. РАН В. Д. Протасов, неговите колеги и последователи В. И. Смислов, В. А. Барынин, А. А. Кулков, А. Б. Миткевич и др.

Ориз. 2. Мобилна наземна ракетна система "Топол-М" с ракета 15Ж55: ракетата и транспортно-пусковият контейнер са изработени от композитни материали

Благодарение на широчината на възгледите на редица изключителни учени и учители, като V. I. Feodosiev и E. A. Satel, и под влиянието на изискванията на практиката в MSTU. Н. Е. Бауман в отделите М-1 (сега SM-1) и М-8 (сега SM-12) са назначени курсове за обучение, отразяващи спецификата на проектиране, производство и изпитване на композитни конструкции. През 1986 г. Управителният съвет на Министерството на общото машиностроене на СССР реши, че е целесъобразно да се открие нова специалност „Проектиране и производство на продукти от CM“ в Московското висше техническо училище. Беше организирано набирането на не една, а три групи студенти наведнъж. Значително внимание беше отделено на създаването на модерна база за тестване в Учебно-експерименталния център в село Орево, Дмитровски район, Московска област (сега Дмитровски клон на MSTU на името на N.E. Бауман).

Ентусиасти на новото направление в областта на технологиите бяха А. К. Доброволски, С. С. Ленков, И. М. Буланов, М. А. Комков, В. М. Кузнецов, Г. Е. Нехороших, В. А. Шишацки. Студентите усвоиха методи за изчисляване на якостта на композитни конструкции под ръководството на Н. А. Алфутов, П. А. Зиновиев, Б. Г. Попов, В. И. Усюкин. Характеристиките на изчисленията на топлинна и термична якост на композитни конструкции бяха обхванати в лекции от В. С. Зарубин, В. Н. Елисеев, С. В. Резник. Под ръководството на Г. Б. Синярев е разработена теорията за термично изпитване на композитни конструкции, много от положенията на която се основават на резултатите от експерименти, проведени на нови тестови стендове в с. Орево.

Катедрата е организирана през 2002 г. за обучение на специалисти в областта на проектирането, производството и изпитването на ракети и космически кораби, с широкото използване на композитни материали (CM), способни да работят в най-трудни условия (екстремни високи / ниски температури, вакуум, високо налягане, химически активни среди, потоци от ерозионни частици и др.).

През 1960-1980-те години СССР реши безпрецедентно сложните проблеми на създаването на мобилни и силозни ракетни системи с твърдо гориво UBRDD. Имаше нужда от разработване на композитни смесени твърди горива и технологии за навиване на големи цилиндрични черупки на корпуси на ракетни двигатели от фибростъкло, а по-късно и черупки тип „пашкул“, изработени от органопластика. Сред пионерите в тази посока са главният конструктор на ОКБ-1 академик С. П. Королев, който инициира проектирането на ракетите 8К95 и 8К98, и известният учен в областта на ракетите с твърдо гориво Ю. А. Победоносцев. Под ръководството на възпитаник на Московския висш технически университет на име. Н. Е. Бауман, главен конструктор на ЦКБ-7 (Конструкторско бюро на Арсенал) П. А. Тюрин в началото на 60-те години проектира първата мобилна ракетна система РТ-15 с ракета със среден обсег 8К96, разработи междуконтиненталната балистична ракета 8К98П, която беше на бойно дежурство през стратегическите ракетни сили през 1971-1994 г. (Фиг. 1).

Изключителен принос в създаването на съвременните ракетни системи RT-2PM Topol и RT-2PM2 Topol-M направиха генералните конструктори на MIT Б. Н. Лагутин и Ю. С. Соломонов. През последните години MIT създаде най-новите междуконтинентални балистични ракети на комплексите Ярс и Р-30 Булава.

Благодарение на широчината на възгледите на редица изключителни учени и учители, като V. I. Feodosiev и E. A. Satel, и под влиянието на изискванията на практиката в MSTU. N. E. Bauman в отделите M-1 (сега SM-1) и M-8 (сега SM-12) предоставя курсове за обучение, отразяващи спецификата на проектирането, производството и изпитването на композитни конструкции. През 1986 г. Управителният съвет на Министерството на общото машиностроене на СССР реши, че е целесъобразно да се открие нова специалност „Проектиране и производство на продукти от CM“ в Московското висше техническо училище. Беше организирано набирането на не една, а три групи студенти наведнъж. Значително внимание беше отделено на създаването на модерна база за тестване в Учебно-експерименталния център в село Орево, Дмитровски район, Московска област (сега Дмитровски клон на MSTU на името на N.E. Бауман).