13 रॉकेट और अंतरिक्ष मिश्रित संरचनाएँ देखें। विमान में मिश्रित सामग्री. मिश्रित सामग्री की अवधारणा और रॉकेट विज्ञान में अनुप्रयोग

2008 से वर्तमान तक, विभाग का नेतृत्व किया जाता है रेज़निक सर्गेई वासिलिविच, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर, मानद कार्यकर्ताउच्च व्यावसायिक शिक्षाआरएफ.

सीएम की एक विशेषता यह है कि उन्हें डिज़ाइन और उत्पादन तकनीक से अलग नहीं माना जा सकता है। रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के विकास के वर्तमान चरण में, ऐसे कई क्षेत्र हैं जिनमें सीएम का उपयोग महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा: तैनाती योग्य अंतरिक्ष संरचनाएं (एंटीना, बिजली संयंत्र, बड़ी मात्रा वाली संरचनाएं), रॉकेट फेयरिंग, पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष यान, हाइपरसोनिक रैमजेट एयर जेट इंजन वाले विमान।

शक्ति निर्माण में एक नया शब्द अंतरिक्ष डिजाइनसीएम से बने स्टील जाल के गोले (चित्र 3-6)। ऐसी संरचनाओं के उत्पादन के लिए सिद्धांत और प्रौद्योगिकी को संबंधित सदस्य के नेतृत्व में TsNIISM में विकसित किया जा रहा है। आरएएस वी.वी. वासिलिव, उनके सहयोगी ए.एफ. रज़िन, वी.ए. बुनाकोव और अन्य।

चावल। प्रोटॉन-एम प्रक्षेपण यान का 3 समग्र जाल कम्पार्टमेंट

चावल। 4 समग्र जाल एडाप्टर पेलोड

चावल। 5 समग्र जाल बुनियादी संरचना"एक्सप्रेस" श्रृंखला अंतरिक्ष यान निकाय

चावल। तैनाती योग्य अंतरिक्ष एंटीना के 6 समग्र जाल स्पोक

वस्तुओं वैज्ञानिक अनुसंधानप्रोफेसर ए. एम. डुमांस्की, जी. वी. मालिशेवा, पी. वी. प्रोसुंत्सोव, एस. वी. रेजनिक, एम. यू. रुसिन, बी. आई. सेमेनोव, ओ. वी. टाटारनिकोवा, वी. पी. टिमोशेंको कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों, ग्रहीय और कक्षीय स्टेशनों, अंतरिक्ष एंटेना, पुन: प्रयोज्य पर्यटक के नोड्स, इकाइयां और डिब्बे हैं। श्रेणी के अंतरिक्ष यान, विभिन्न रॉकेट, इंजन। विशेषताये अध्ययन कम्प्यूटेशनल और भौतिक प्रयोगों का एक संयोजन हैं (चित्र 7-9)।

चावल। कार्बन फाइबर से बने ऑनबोर्ड मिरर स्पेस एंटेना के 7 अल्ट्रा-लाइट रिफ्लेक्टर

चावल। 8 ऑन-बोर्ड मिरर स्पेस एंटीना के परावर्तक की तापमान स्थिति के गणितीय मॉडलिंग के परिणाम

चावल। 9 पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष यान "सिवका" की छात्र परियोजना (परियोजना पहले अंतरिक्ष यात्री वैज्ञानिक, प्रोफेसर के.पी. फेओक्टिस्टोव द्वारा शुरू की गई थी और एसएम-1 और एसएम-13 विभागों के छात्रों द्वारा विकसित की गई थी)

पीजेएससी आरएससी एनर्जिया के साथ अनुसंधान कार्य के भाग के रूप में नामित। एस.पी. कोरोलेव" ने "सीएआर" पैकेज के परिमित तत्व विश्लेषण कार्यक्रमों का उपयोग करते हुए, एक आशाजनक भूस्थैतिक संचार उपग्रह के 14 मीटर व्यास वाले एंटीना रिफ्लेक्टर की समग्र संरचना के पतली दीवार वाले तत्वों में तापमान क्षेत्र, तनाव और विकृतियों का अध्ययन किया। प्राप्त परिणाम यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के ESATAN और EASARAD कंप्यूटिंग कार्यक्रमों का उपयोग करके कंपनी एलेनिया स्पाज़ियो के इतालवी विशेषज्ञों द्वारा की गई स्वतंत्र गणना के परिणामों के साथ-साथ यूरोपीय अंतरिक्ष केंद्र में थर्मल परीक्षणों के दौरान प्राप्त डेटा के साथ अच्छे समझौते में थे। नोर्डविज्क, नीदरलैंड में अनुसंधान और प्रौद्योगिकी।

सफलतापूर्वक पूर्ण की गई परियोजनाओं में जेएससी ओएनपीपी टेक्नोलॉजी के नाम पर टेस्ट बेंच और इंस्टॉलेशन के डिजाइन और डिबगिंग में भागीदारी शामिल है। ए. जी. रोमाशिना।" द्वारा तकनीकी निर्देशजेएससी "कम्पोजिट" ने उत्पादन प्रौद्योगिकियों के विकास और कार्बन की विशेषताओं के व्यापक अध्ययन पर कई शोध और विकास कार्य किए हैं। सिरेमिक सामग्री. 2011 के बाद से, लगभग 300 मिलियन रूबल की कुल मात्रा के साथ अनुसंधान केंद्र "नई सामग्री, कंपोजिट और नैनोटेक्नोलॉजीज" के सहयोग से कई बड़ी परियोजनाएं पूरी की गई हैं।

15 वर्षों में, विभाग के प्रोफेसरों की वैज्ञानिक देखरेख में 25 उम्मीदवारों और 3 डॉक्टरेट शोध प्रबंधों का बचाव किया गया। विभाग के शिक्षक, स्नातक छात्र और छात्राएं 5 आरएफबीआर अनुदान के तहत अनुसंधान कार्य में भागीदार थे।

हर साल, विभाग के छात्र एसएनटीओ के सम्मेलन में 12-15 रिपोर्ट प्रस्तुत करते हैं। एन. ई. ज़ुकोवस्की।

विभाग के स्नातक एक आधुनिक इंजीनियर के लिए वैज्ञानिक अनुसंधान करने और नए उपकरण तैयार करने के लिए आवश्यक ज्ञान, कौशल और क्षमताएं प्राप्त करते हैं। शैक्षिक प्रक्रिया का सैद्धांतिक आधार गणितीय और प्राकृतिक विज्ञान चक्र के विषयों से बना है - उच्च गणित, रसायन विज्ञान, भौतिकी, सैद्धांतिक यांत्रिकी, थर्मोडायनामिक्स और गर्मी हस्तांतरण। के बीच विशेष अनुशासन- “मूल बातें भौतिक रसायनकंपोजिट", " संरचनात्मक यांत्रिकीसमग्र संरचनाएँ”, “समग्र मीडिया के यांत्रिकी”, “समग्र संरचनाओं और प्रौद्योगिकियों का अनुकूलन”, “रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत”। पाठ्यक्रम कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिजाइन, उत्पादन और समग्र संरचनाओं के परीक्षण के तरीकों के अध्ययन के लिए प्रदान करता है विभिन्न संयोजनफिलर्स और मैट्रिसेस। में पिछले साल कापाठ्यक्रम में नए विषय शामिल हैं: "अंतरिक्ष यान की नैनोइंजीनियरिंग", "एक अभिनव वातावरण बनाने के तरीके", " तकनीकी प्रशिक्षणअंतरिक्ष अभियान", "पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष यान की तकनीक", जो रूस के किसी भी विश्वविद्यालय में उपलब्ध नहीं हैं।

शोरूम में सामग्री और पूर्ण पैमाने की संरचनाओं के अनूठे नमूने (बुरान अंतरिक्ष यान के पंख के किनारे का एक तत्व, बोर अंतरिक्ष यान की नाक की फ़ेयरिंग, प्रोटॉन लॉन्च वाहन के जाल एडेप्टर, रॉकेट ईंधन घटकों की आपूर्ति के लिए पाइपलाइन, संपीड़ित गैस सिलेंडर) शामिल हैं। , रॉकेट नाक फ़ेयरिंग एस-300, एक्स-35, नोजल ब्लॉक, मरम्मत चिपकने वाली किट, आदि)। विभाग में एक सेंटर बनाया गया है सूचना प्रौद्योगिकीडिज़ाइन, आधुनिक कंप्यूटर तकनीक से सुसज्जित।

विभाग बेलारूस, बुल्गारिया, वियतनाम, भारत, इटली, कजाकिस्तान, चीन, कोरिया, म्यांमार, स्लोवाकिया, फ्रांस के छात्रों और बेलारूस, वियतनाम, कजाकिस्तान, चीन, म्यांमार के स्नातक छात्रों को प्रशिक्षित करता है। कई विदेशी विश्वविद्यालयों के साथ संबंध स्थापित किए गए हैं: ज़ुब्लज़ाना विश्वविद्यालय (स्लोवेनिया), ग्लिंडर विश्वविद्यालय (रेक्सहैम, यूके), इकोले पॉलिटेक्निक (लियोन, फ्रांस), बीजिंग इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (विश्वविद्यालय), हार्बिन पॉलिटेक्निक विश्वविद्यालय (चीन), नेशनल एयरोस्पेस यूनिवर्सिटी. एन. ई. ज़ुकोवस्की (खाई), खार्कोव, यूक्रेन, आदि के नाम पर इंस्टीट्यूट ऑफ हीट एंड मास ट्रांसफर के साथ उपयोगी साझेदारी कायम है। बेलारूस, मिन्स्क के ए. वी. लाइकोवा एनएएस।

विभाग के कर्मचारी अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक सम्मेलनों और संगोष्ठियों के आयोजक हैं: "सामग्री और कोटिंग्स" चरम स्थितियां"(यूक्रेन की नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज, कात्सिवली, क्रीमिया के आई.एन. फ्रांत्सेविच इंस्टीट्यूट ऑफ प्रॉब्लम्स ऑफ साइंस के साथ, 2002-2012 में 6 सम्मेलन), "उन्नत समग्र सामग्री और एयरोस्पेस प्रौद्योगिकियां" (व्रेक्सहैम, वेल्स, यूके, सालाना) 2011-2015), “उन्नत तकनीकी प्रणालियाँऔर प्रौद्योगिकियां" (सेवस्तोपोल, 2005 से वार्षिक), "रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी: मौलिक और व्यावहारिक समस्याएं" (मास्को, 1998-2018 में 5 सम्मेलन)।

2000-2005 में अंतर्राष्ट्रीय परियोजना INTAS 00-0652 के ढांचे के भीतर। पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष यान के लिए ताप-सुरक्षात्मक सामग्री के क्षेत्र में बेलारूस, जर्मनी, स्पेन और फ्रांस के विशेषज्ञों के साथ संयुक्त अनुसंधान किया गया, जिसके परिणाम विश्व स्तरीय हैं।

विभाग का आयोजन 2002-2008 में भी किया गया था। अध्यक्षता बुलानोव इगोर मिखाइलोविच(1941-2008), मॉस्को स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी के वाइस-रेक्टर। एन. ई. बाउमन, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर, रूसी संघ की सरकार के पुरस्कार विजेता, रूसी संघ के उच्च व्यावसायिक शिक्षा के मानद कार्यकर्ता, पूर्ण सदस्य रूसी अकादमीप्राकृतिक विज्ञान और रूसी कॉस्मोनॉटिक्स अकादमी के नाम पर रखा गया। के. ई. त्सोल्कोवस्की। 2008 से वर्तमान तक, विभाग का नेतृत्व किया जाता है रेज़निक सर्गेई वासिलिविच, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर, रूसी संघ के उच्च व्यावसायिक शिक्षा के मानद कार्यकर्ता।

व्यापक उपयोग के साथ रॉकेट और अंतरिक्ष यान के डिजाइन, उत्पादन और परीक्षण के क्षेत्र में विशेषज्ञों को प्रशिक्षित करने के लिए 2002 में विभाग का आयोजन किया गया था। कंपोजिट मटेरियल(केएम), सबसे कठिन परिस्थितियों में काम करने में सक्षम (अत्यंत उच्च/ कम तामपान, वैक्यूम, उच्च दबाव, रासायनिक रूप से सक्रिय वातावरण, क्षरणकारी कणों का प्रवाह, आदि)।

एमएसटीयू के वैज्ञानिक स्कूल का गठन और विकास। क्वांटम यांत्रिकी के क्षेत्र में एन. ई. बाउमन रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के विकास के इतिहास से अटूट रूप से जुड़े हुए हैं। इस इतिहास के उज्ज्वल पन्ने उद्योग, शैक्षणिक विज्ञान और उच्च शिक्षा में श्रमिकों के बीच घनिष्ठ सहयोग का परिणाम हैं, जिनमें से कई ने हमारे विश्वविद्यालय से स्नातक किया है। वैज्ञानिक स्कूल की ख़ासियत यांत्रिकी, थर्मल भौतिकी, सामग्री विज्ञान और नवीनतम प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में उन्नत अनुसंधान का संयोजन है।

1940 के दशक के अंत में, एस.पी. कोरोलेव के नेतृत्व में पहली घरेलू लंबी दूरी की निर्देशित बैलिस्टिक मिसाइलों (एलजीबीएम) के डिजाइनरों को पुन: प्रवेश पर वायुगतिकीय हीटिंग से मिसाइल वारहेड की थर्मल सुरक्षा की समस्या का सामना करना पड़ा। मास्को उच्च तकनीकी विश्वविद्यालय के स्नातकों के नाम पर रखा गया। एन. ई. बाउमन - एसआरआई-88 के कर्मचारी वी. एन. इओर्डान्स्की, जी. जी. कोनराडी ने ओकेबी-1 (ए. ए. सेवेरोव और अन्य) और वीआईएएम (ए. टी. तुमानोव और अन्य) के साथी सामग्री वैज्ञानिकों के साथ मिलकर दुनिया में पहली बार इस समस्या को हल किया। R-5 (8K51) रॉकेट के शीर्ष पर पॉलिमर CM (एस्बोप्लास्टिक) से बनी एब्लेटिव कोटिंग का उपयोग करना। "थर्मल बैरियर" पर काबू पाने के इस दृष्टिकोण को बाद में मानव चालित वंश वाहनों के डिजाइन में सफलतापूर्वक लागू किया गया। अंतरिक्ष यान"वोस्तोक", "वोसखोद", "सोयुज", स्वचालित अंतरिक्ष यान (एससी) जैसे "जेनिथ", "ज़ोंड", "वेनेरा" और "मार्स", ठोस ईंधन रॉकेट इंजन और बिजली संयंत्रों में समान अनुप्रयोगों के लिए मुख्य समाधान बन गए। . सीएम का उपयोग करके थर्मल संरक्षण के मुद्दों का गहन अध्ययन हमारे विश्वविद्यालय के प्रोफेसरों आई. एस. एपिफ़ानोव्स्की, वी. वी. गोर्स्की, डी. एस. मिखाटुलिन, संबंधित सदस्य के कार्यों में परिलक्षित हुआ। आरएएस यू. वी. पोलेज़हेवा, अकादमी। आरएएस एस टी सुरझिकोवा।

1960-1980 के दशक में, यूएसएसआर ने ठोस ईंधन यूबीआरडीडी के साथ मोबाइल और साइलो-आधारित मिसाइल सिस्टम बनाने की अभूतपूर्व जटिल समस्याओं को हल किया। समग्र कंपोजिट विकसित करने की आवश्यकता थी ठोस ईंधनऔर फाइबरग्लास रॉकेट इंजन हाउसिंग के बड़े आकार के बेलनाकार गोले और बाद में ऑर्गेनोप्लास्टिक से बने "कोकून" प्रकार के गोले को लपेटने की तकनीक। इस दिशा के अग्रदूतों में से हैं मुख्य डिजाइनरओकेबी-1, शिक्षाविद एस.पी. कोरोलेव, जिन्होंने 8K95 और 8K98 मिसाइलों के डिजाइन की शुरुआत की, और ठोस ईंधन रॉकेट के क्षेत्र में प्रसिद्ध वैज्ञानिक, यू. ए. पोबेडोनोस्तसेव। मॉस्को हायर टेक्निकल यूनिवर्सिटी के एक स्नातक के मार्गदर्शन में। टीएसकेबी-7 (आर्सेनल डिजाइन ब्यूरो) के मुख्य डिजाइनर एन. ई. बाउमन, पी. ए. ट्यूरिन ने 1960 के दशक की शुरुआत में 8K96 मध्यम दूरी की मिसाइल के साथ पहली मोबाइल मिसाइल प्रणाली RT-15 को डिजाइन किया, 8K98P अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइल विकसित की, जो युद्धक ड्यूटी पर थी। 1971-1994 में सामरिक मिसाइल बल। (चित्र .1)।

चावल। 1. ठोस ईंधन का उपयोग करने वाली पहली घरेलू अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइल, 8K98P, 90% कंपोजिट (इंजन, वारहेड, मिश्रित ईंधन) से बनी है। रॉकेट का नाम मॉस्को हायर टेक्निकल स्कूल के स्नातकों के नेतृत्व में बनाया गया था। एन. ई. बाउमन - एस. पी. कोरोलेव और पी. ए. ट्यूरिन। ओजेएससी का संग्रहालय "मोटोविलिखा प्लांट्स", पर्म

आधुनिक मिसाइल सिस्टम RT-2PM टोपोल और RT-2PM2 टोपोल-एम के निर्माण में एमआईटी के जनरल डिजाइनर बी.एन. लागुटिन और यू.एस. सोलोमोनोव द्वारा उत्कृष्ट योगदान दिया गया था। हाल के वर्षों में, एमआईटी ने नवीनतम इंटरकांटिनेंटल बनाया है बलिस्टिक मिसाइलकॉम्प्लेक्स "यार्स" और आर-30 "बुलवा"।

सीएम से बने परिवहन और लॉन्च कंटेनर टेंप-2एस, पायनियर, टोपोल और अन्य मोबाइल मिसाइल सिस्टम (चित्र 2) का एक अभिन्न अंग बन गए। रॉकेट इंजन हाउसिंग और परिवहन और लॉन्च कंटेनरों के मिश्रित गोले को घुमाने के लिए प्रौद्योगिकियों के अनुसंधान और कार्यान्वयन में, मॉस्को हायर टेक्निकल स्कूल के स्नातक की भूमिका। एन. ई. बाउमन, मुख्य डिजाइनर और TsNIISM के निदेशक, संबंधित सदस्य। आरएएस वी. डी. प्रोतासोव, उनके सहयोगी और अनुयायी वी. आई. स्मिस्लोव, वी. ए. बैरिनिन, ए. ए. कुलकोव, ए. बी. मिटकेविच और अन्य।

चावल। 2. 15Zh55 मिसाइल के साथ मोबाइल ग्राउंड-आधारित मिसाइल सिस्टम "टोपोल-एम": मिसाइल और ट्रांसपोर्ट-लॉन्च कंटेनर कंपोजिट से बने होते हैं

वी. आई. फियोदोसिव और ई. ए. सैटेल जैसे कई उत्कृष्ट वैज्ञानिकों और शिक्षकों के विचारों की व्यापकता और एमएसटीयू में अभ्यास की मांगों के प्रभाव के लिए धन्यवाद। एन. ई. बाउमन को एम-1 (अब एसएम-1) और एम-8 (अब एसएम-12) विभागों में नियुक्त किया गया था प्रशिक्षण पाठ्यक्रम, समग्र संरचनाओं के डिजाइन, उत्पादन और परीक्षण की बारीकियों को दर्शाता है। 1986 में, यूएसएसआर जनरल मैकेनिकल इंजीनियरिंग मंत्रालय के बोर्ड ने मॉस्को हायर टेक्निकल स्कूल में एक नई विशेषता "सीएम से उत्पादों का डिजाइन और उत्पादन" खोलने की सलाह पर निर्णय लिया। एक नहीं बल्कि एक साथ तीन-तीन छात्र समूहों की भर्ती का आयोजन किया गया। मॉस्को क्षेत्र के दिमित्रोव्स्की जिले के ओरेवो गांव (अब एन.ई. बाउमन के नाम पर एमएसटीयू की दिमित्रोव्स्की शाखा) में शैक्षिक और प्रायोगिक केंद्र में एक आधुनिक परीक्षण आधार के निर्माण पर काफी ध्यान दिया गया था।

प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में नई दिशा के उत्साही ए.के. डोब्रोवोल्स्की, एस.एस. लेनकोव, आई.एम. बुलानोव, एम.ए. कोमकोव, वी.एम. कुज़नेत्सोव, जी.ई. नेखोरोशिख, वी.ए. शिशात्स्की थे। छात्रों ने एन. ए. अल्फुतोव, पी. ए. ज़िनोविएव, बी. जी. पोपोव, वी. आई. उस्युकिन के मार्गदर्शन में समग्र संरचनाओं की ताकत की गणना करने के तरीकों में महारत हासिल की। समग्र संरचनाओं की थर्मल और तापीय शक्ति गणना की विशेषताओं को वी.एस. ज़रुबिन, वी.एन. एलिसेव, एस.वी. रेज़निक के व्याख्यानों में शामिल किया गया था। जी.बी. सिन्यारेव के नेतृत्व में, मिश्रित संरचनाओं के थर्मल परीक्षण का सिद्धांत विकसित किया गया था, जिसके कई प्रावधान ओरेवो गांव में नए परीक्षण बेंचों पर किए गए प्रयोगों के परिणामों पर आधारित थे।

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प्रतिवेदन

कंपोजिट मटेरियलवी हवाई जहाज

परिचय

आधुनिक रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी पॉलिमर मिश्रित सामग्री के बिना अकल्पनीय है। अंतरिक्ष अन्वेषण उपकरण विकसित करते समय, नई सामग्रियों की आवश्यकता होती है जो अंतरिक्ष उड़ानों के भार (उच्च तापमान और दबाव, प्रक्षेपण चरण के दौरान कंपन भार, बाहरी अंतरिक्ष का कम तापमान, गहरे वैक्यूम, विकिरण जोखिम, सूक्ष्म कणों के संपर्क आदि) का सामना कर सकें। , यह काफी कम द्रव्यमान है। मिश्रित सामग्रियाँ इन सभी आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। विमान निर्माण में मिश्रित सामग्रियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है अंतरिक्ष प्रौद्योगिकीउनके अच्छे वजन के कारण और यांत्रिक विशेषताएं, जिससे हल्के और टिकाऊ ढांचे बनाना संभव हो जाता है जो ऊंचे तापमान पर भी काम करते हैं।

1. मिश्रित सामग्री की अवधारणा और रॉकेट विज्ञान में अनुप्रयोग

आज, कंपोजिट विमान और रॉकेटरी में सबसे लोकप्रिय और अक्सर उपयोग की जाने वाली सामग्री है। इनमें से कई सामग्रियां अपने सबसे उपयुक्त सामग्रियों की तुलना में हल्की और मजबूत हैं भौतिक गुणधातु (एल्यूमीनियम और टाइटेनियम) मिश्र धातु। अधिकांश कंपोजिट में (लैमिनेट्स के अपवाद के साथ), घटकों को एक मैट्रिक्स (या बाइंडर) में विभाजित किया जा सकता है और इसमें शामिल तत्वों (या फिलर्स) को मजबूत किया जा सकता है। संरचनात्मक उद्देश्यों के लिए कंपोजिट में, मजबूत करने वाले तत्व आमतौर पर सामग्री की आवश्यक यांत्रिक विशेषताएं (ताकत, कठोरता, आदि) प्रदान करते हैं, और मैट्रिक्स प्रदान करता है एक साथ काम करनातत्वों को सुदृढ़ करना और उनसे सुरक्षा प्रदान करना यांत्रिक क्षतिऔर आक्रामक रासायनिक वातावरण। जब मजबूत करने वाले तत्व और एक मैट्रिक्स संयुक्त होते हैं, तो एक संरचना बनती है जिसमें गुणों का एक सेट होता है जो न केवल प्रतिबिंबित करता है प्रारंभिक विशेषताएँइसके घटक, लेकिन नए गुण भी जो व्यक्तिगत घटकों के पास नहीं होते हैं

मिश्रित सामग्रियों के उपयोग से संरचना के प्रकार के आधार पर किसी उत्पाद (रॉकेट, अंतरिक्ष यान) के वजन को 10...50% तक कम करना संभव हो जाता है और, तदनुसार, विश्वसनीयता में वृद्धि करते हुए ईंधन की खपत को कम करना संभव हो जाता है। मिश्रित सामग्री भी बनाई गई है जिसमें प्लास्टिक (बहुलक) आधार को कांच, केवलर या कार्बन फाइबर से मजबूत किया जाता है। मिश्रित सामग्रियों का उपयोग उनके अच्छे वजन और यांत्रिक विशेषताओं के कारण विमान निर्माण और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से किया जाता है, जिससे हल्के और टिकाऊ ढांचे बनाना संभव हो जाता है जो ऊंचे तापमान पर भी काम कर सकते हैं।

अंतरिक्ष यान डिज़ाइन में वज़न कम करना सर्वोच्च प्राथमिकता है। पतली दीवार वाले गोले बनाने के क्षेत्र में कई प्रगतियाँ इसी आवश्यकता के कारण हुई हैं। इस डिज़ाइन के विशिष्ट उदाहरण एटलस तरल प्रक्षेपण वाहन और ठोस रॉकेट डिज़ाइन हैं। एटलस के लिए एक विशेष सुपरचार्ज्ड मोनोकोक शेल बनाया गया था। एक ठोस प्रणोदक इंजन वाला रॉकेट एक ठोस प्रणोदक आवेश के आकार के मेन्ड्रेल के चारों ओर एक ग्लास फिलामेंट को लपेटकर और एक विशेष राल के साथ घाव की परत को संसेचित करके बनाया जाता है, जो वल्कनीकरण के बाद कठोर हो जाता है। इस तकनीक से विमान का सपोर्टिंग शेल और नोजल वाला रॉकेट इंजन दोनों एक ही बार में प्राप्त हो जाते हैं। आधुनिक मिश्रित सामग्रियों का उपयोग करते हुए, पुन: प्रवेश अंतरिक्ष यान को एक शंक्वाकार आकार के खोल के साथ डिजाइन किया गया था जो गर्मी-सुरक्षात्मक सामग्री की एक परत से ढका हुआ था, जो वाष्पित हो जाता है। उच्च तापमान, संरचना को ठंडा करता है।

एक और ज्वलंत उदाहरणमिश्रित सामग्रियों का उपयोग - कक्षीय अंतरिक्ष शटल, हाइपरसोनिक गति (मैक 5 या 6000 किमी/घंटा से अधिक) पर पृथ्वी के वायुमंडल में उड़ान भरने में सक्षम। डिवाइस के पंखों में एक मल्टी-स्पार फ्रेम होता है; पंखों की तरह प्रबलित मोनोकोक कॉकपिट, से बना है एल्यूमीनियम मिश्र धातु. कार्गो डिब्बे के दरवाजे ग्रेफाइट-एपॉक्सी मिश्रित सामग्री से बने होते हैं। डिवाइस की थर्मल सुरक्षा कई हजार फेफड़ों द्वारा प्रदान की जाती है सेरेमिक टाइल्स, जो सतह के कुछ हिस्सों को कवर करते हैं, से अवगत करायाबड़े ताप प्रवाह.

के लिए अंतरिक्ष स्टेशन"अल्फा", रूसी-अमेरिकी कार्यक्रम के अनुसार बनाया गया, कई संरचनात्मक तत्व मिश्रित सामग्री से बने थे: उच्च शक्ति ट्रस छड़ें, पैनल सौर पेनल्स, दबाव वाहिकाओं, "सूखे" डिब्बे, परावर्तक, आदि।

पॉलिमर मिश्रित सामग्री से बने और दबाव में चलने वाले हल्के जहाजों और कंटेनरों का रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। बनाया एवं संचालित किया गया ईंधन टैंक, गुब्बारे, रॉकेट इंजन आवास, दबाव संचायक, पायलटों और अंतरिक्ष यात्रियों के लिए श्वास सिलेंडर???। कार्बनिक और ग्लास फाइबर के उपयोग से वजन पूर्णता के उच्च गुणांक के साथ टिकाऊ दबाव सिलेंडर बनाना संभव हो जाएगा।

वर्तमान में, कार्बन फाइबर प्लास्टिक, यानी, विमानन और रॉकेटरी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कार्बन फाइबर प्रबलित पॉलिमर।

कार्बन फाइबर और कार्बन कंपोजिट में गहरा काला रंग होता है? रंग और बिजली का संचालन अच्छी तरह से करता है, जो विशेष इलेक्ट्रोफिजिकल गुण (उदाहरण के लिए, रडार एंटेना के लिए), साथ ही गर्मी प्रतिरोध और तापीय चालकता की आवश्यकताएं प्रदान करता है।

कार्बन फाइबर का उपयोग रॉकेट नाक शंकु, अधिकतम वायुगतिकीय भार के अधीन उच्च गति वाले विमान के हिस्सों, रॉकेट इंजन नोजल आदि बनाने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, यह देखते हुए कि ग्रेफाइट एक ठोस स्नेहक है, कार्बन फाइबर का उपयोग उच्च गति वाले हवाई जहाज, पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष शटल और रेसिंग कारों के लिए ब्रेक पैड और डिस्क बनाने के लिए किया जाता है। उपग्रहों के माध्यम से संचार समस्याओं को हल करने के लिए कार्बन फाइबर से बने एंटीना संरचनाओं के दर्पणों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि 15 किलोग्राम तक के द्रव्यमान के साथ उनका उपयोग कम से कम 20 वर्षों की सेवा जीवन के साथ 900 किलोग्राम का विनाशकारी भार प्रदान करेगा। मिश्रित सामग्री (तीन-परत) कार्बन फाइबर से बनी होती है भार वहन करने वाले तत्वदी गई परिचालन स्थितियों के तहत सिंगल-लेयर (मोनोलिथिक) संरचनाओं की तुलना में और तत्व के दिए गए द्रव्यमान पर बढ़ते भार प्रदान करेंगे: संरचनात्मक तत्व के द्रव्यमान में 40...50% की कमी और इसकी कठोरता में वृद्धि 60...80% तक; विश्वसनीयता 20...25% बढ़ रही है और बढ़ रही है वारंटी अवधि 60...70% तक।

2. मिश्रित सामग्रियों के विकास में नैनोटेक्नोलॉजी का अनुप्रयोग

नासा और जॉनसन स्पेस सेंटर ने संयुक्त विकास और अनुप्रयोग पर एक समझौता किया है उच्च प्रौद्योगिकीऔर, विशेष रूप से, अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए नैनोटेक्नोलॉजी। नासा ने अंतरिक्ष यान के प्रक्षेपण को सरल बनाने की योजना बनाई है??? नैनोट्यूब पर आधारित एक अंतरिक्ष लिफ्ट का उपयोग करके कक्षा में।

नैनोट्यूब की विशेषता उच्च कठोरता है, और इसलिए उन पर आधारित सामग्री अधिकांश आधुनिक एयरोस्ट्रक्चरल सामग्रियों की जगह ले सकती है। नैनोट्यूब पर आधारित कंपोजिट आधुनिक अंतरिक्ष यान का वजन कम कर देंगे??? लगभग दोगुना.

नासा और लिफ्टपोर्ट इंक के शोधकर्ता। बड़ी वस्तुओं के आउटपुट को सरल बनाने की पेशकश??? वे एक प्रणाली का उपयोग करके कक्षा में प्रवेश करते हैं जिसे वे "अंतरिक्ष लिफ्ट" कहते हैं। अंतरिक्ष लिफ्ट एक रिबन है, जिसका एक सिरा पृथ्वी की सतह से जुड़ा होता है, और दूसरा अंतरिक्ष में पृथ्वी की कक्षा में (100,000 किमी की ऊंचाई पर) होता है। टेप के निचले सिरे के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण की भरपाई ऊपरी सिरे के अभिकेन्द्रीय त्वरण के कारण लगने वाले बल से होती है और टेप लगातार तनावपूर्ण स्थिति में रहता है।

टेप की लंबाई बदलकर अलग-अलग कक्षाएँ हासिल की जा सकती हैं। एक अंतरिक्ष कैप्सूल उपयोगी युक्त? भार बेल्ट के साथ चलेगा। अंतिम स्टेशन पर, यदि आवश्यक हो, कैप्सूल लिफ्ट से अलग हो जाता है और खुली जगह में चला जाता है।

कैप्सूल की गति 11 किमी/सेकेंड होगी। यह गति मंगल और अन्य ग्रहों की यात्रा शुरू करने के लिए पर्याप्त होगी। उपरोक्त के आधार पर, हम इस निष्कर्ष पर पहुंचते हैं कि कैप्सूल को लॉन्च करने की लागत केवल कक्षा में इसकी यात्रा की शुरुआत में होगी। अवतरण पर बनाया जाएगा उल्टे क्रम- अवतरण के अंत में, कैप्सूल पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा त्वरित हो जाएगा।

1991 में आविष्कार किए गए एकल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब, लिफ्ट बेल्ट के मूल के रूप में काम करने के लिए पर्याप्त मजबूत हैं।

वे स्टील से 100 गुना अधिक मजबूत हैं और, सैद्धांतिक रूप से, लिफ्ट बनाने के लिए आवश्यक मात्रा से 3-5 गुना अधिक मजबूत हैं।

1 मीटर लंबे और 5 सेमी चौड़े नैनोट्यूब से बने टेप में उच्च शक्ति होती है। बेल्ट सामग्री की ताकत/वजन अनुपात अत्यधिक कठोर स्टील की तुलना में अधिक है।

नैनोट्यूब नैनोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, उच्च-शक्ति कंप्यूटर और मेमोरी उपकरणों के विकास में भी बहुत उपयोगी होंगे।

3. स्व-उपचार मिश्रित सामग्री

समग्र रॉकेटरी संरचनात्मक सामग्री

प्रायोगिक? संरचनात्मक? अंतरिक्ष यान के लिए सामग्री??? उनके आवासों का सेवा जीवन दोगुना हो जाएगा। संरचना की ताकत में कमी किए बिना, दरारें और छोटे गड्ढों की तुरंत एक विशेष तेजी से सख्त होने वाले यौगिक से मरम्मत की जाएगी।

अंतरिक्ष यान के पतवार??? लगातार तेज तापमान विरोधाभासों के संपर्क में हैं??? सूरज की किरणेंसतह को 100°C या इससे अधिक तक गर्म कर सकता है। एक बार पृथ्वी की छाया में आने के बाद, उपकरण तेजी से ठंडा होना शुरू हो जाता है। यहां तक कि साधारण घुमाव से भी डिवाइस की सतह पर लगातार तापमान में उतार-चढ़ाव होता रहता है।

लगातार तापमान परिवर्तन से आवास सामग्री में तनाव उत्पन्न होता है और माइक्रोक्रैक की उपस्थिति होती है।

अंतरिक्ष क्षरण का एक अन्य तंत्र सूक्ष्म उल्का प्रभाव है??? हम उन वस्तुओं के बारे में बात नहीं कर रहे हैं जो गंभीर विनाश का कारण बन सकती हैं - ऐसी वस्तुएं अत्यंत दुर्लभ हैं। लेकिन एक ही समय में, ब्रह्मांडीय धूल के कण और एक मिलीमीटर से कम आकार के अंतरिक्ष मलबे के कण काफी संख्या में होते हैं और, दसियों किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से, संरचनाओं के क्रमिक क्षरण का कारण बनते हैं।

नई सामग्री विकसित हुई? यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी में, है बढ़ी हुई स्थिरताक्षतिग्रस्त होने पर स्वयं ठीक होने की क्षमता के कारण अंतरिक्ष क्षरण के कारक। इसे बनाते समय, डेवलपर्स रक्त के थक्के के प्रभाव के कारण छोटे घावों को स्वतंत्र रूप से ठीक करने के लिए जीवित ऊतक की क्षमता से प्रेरित थे।

सच है, रक्त का थक्का जमना हवा के प्रभाव में होता है, इसलिए अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के लिए थोड़ा अलग दृष्टिकोण का उपयोग करना आवश्यक था। 60 माइक्रोन के बाहरी व्यास और 30 के आंतरिक व्यास वाले बहुत से पतले कांच के बर्तनों को मिश्रित सामग्री में पेश किया गया था। बर्तन दो तरल पदार्थों से भरे हुए थे, जो घटकों की तरह थे एपॉक्सी रेजि़न, मिश्रित होने पर जल्दी कठोर हो जाता है। जब दरार पड़ती है, तो कांच के बर्तन टूट जाते हैं और उनमें मौजूद तरल पदार्थ दरार में भर जाते हैं। प्रक्रिया की गति ऐसी है कि तरल पदार्थों को अंतरिक्ष के निर्वात में वाष्पित होने का समय नहीं मिलता है। इस प्रकार, दरार का आगे प्रसार तुरंत रोक दिया जाता है - एक ऐसी प्रक्रिया जो दरार की तुलना में कहीं अधिक नुकसान पहुंचाती है।

नई सामग्री के नमूनों ने निर्वात कक्ष में पहला परीक्षण सफलतापूर्वक पास कर लिया। अभी भी आगे कई परीक्षण होने बाकी हैं, मुख्य रूप से ताकत और तापमान स्थिरता पर। इसलिए व्यावहारिक अनुप्रयोगअंतरिक्ष यान में स्व-उपचार सामग्री की अब से दस साल से पहले उम्मीद नहीं की जा सकती। हालाँकि, ईएसए पहले से ही ऐसा मानता है नई सामग्रीयह आपको उन अंतरिक्षयानों के परिचालन समय को बढ़ाने की अनुमति देगा जिनके लिए क्षरण एक सीमित कारक है।

निष्कर्ष

जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, समग्र सामग्री, उनके बावजूद उच्च लागतऔर उत्पादन में कठिनाइयाँ, सबसे अधिक उपयोग की जा सकती हैं और आरामदायक सामग्रीपर सही उपयोग. मिश्रित सामग्रियां उच्च शक्ति और पहनने के प्रतिरोध के साथ-साथ कम वजन वाली संरचनाएं प्रदान करती हैं, जो विमान और अंतरिक्ष यान को डिजाइन करते समय महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, मैकेनिकल इंजीनियरिंग से लेकर चिकित्सा तक, अन्य क्षेत्रों में भी मिश्रित सामग्रियों का कम सफलतापूर्वक उपयोग नहीं किया जाता है। अद्वितीय गुणों वाली नई मिश्रित सामग्रियों के निर्माण में व्यापक संभावनाएं भी खुल रही हैं, जो मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों में नए क्षितिज खोलेगी।

ग्रन्थसूची

1. समग्र सामग्री की पुस्तिका: 2 पुस्तकों में। पुस्तक 2 संस्करण. जे. लुबिना. - एम.: मैकेनिकल इंजीनियरिंग, 1988

2. ज़ुएव एन.आई., गोलिकोव्स्काया के.एफ. - जर्नल "रूसी विज्ञान अकादमी के समारा वैज्ञानिक केंद्र का समाचार" अंक संख्या 4-2 / खंड 14 / 2012

3. पत्रिका " वास्तविक समस्याएँएविएशन एंड कॉस्मोनॉटिक्स" अंक संख्या 6/खंड 1/2010

4. रॉकेट और अंतरिक्ष इंजीनियरिंग में समग्र सामग्री एड। गार्डिमोवा जी.पी. - सेंट पीटर्सबर्ग: स्पेट्सलिट, 1999

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विभाग का आयोजन 2002-2008 में भी किया गया था। अध्यक्षता बुलानोव इगोर मिखाइलोविच(1941-2008), मॉस्को स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी के वाइस-रेक्टर। एन. ई. बाउमन, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर, रूसी संघ की सरकार के पुरस्कार विजेता, रूसी संघ के उच्च व्यावसायिक शिक्षा के मानद कार्यकर्ता, रूसी प्राकृतिक विज्ञान अकादमी और रूसी कॉस्मोनॉटिक्स अकादमी के पूर्ण सदस्य। के. ई. त्सोल्कोवस्की। 2008 से वर्तमान तक, विभाग का नेतृत्व किया जाता है रेज़निक सर्गेई वासिलिविच, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर, रूसी संघ के उच्च व्यावसायिक शिक्षा के मानद कार्यकर्ता।

विभाग का गठन 2002 में रॉकेट और अंतरिक्ष यान के डिजाइन, उत्पादन और परीक्षण के क्षेत्र में विशेषज्ञों को प्रशिक्षित करने के लिए किया गया था, जिसमें सबसे कठिन परिस्थितियों (अत्यधिक उच्च/निम्न तापमान, वैक्यूम, उच्च दबाव, रासायनिक रूप से सक्रिय वातावरण, कटाव कणों का प्रवाह, आदि)।

1940 के दशक के अंत में, एस.पी. कोरोलेव के नेतृत्व में पहली घरेलू लंबी दूरी की निर्देशित बैलिस्टिक मिसाइलों (एलजीबीएम) के डिजाइनरों को पुन: प्रवेश पर वायुगतिकीय हीटिंग से मिसाइल वारहेड की थर्मल सुरक्षा की समस्या का सामना करना पड़ा। मास्को उच्च तकनीकी विश्वविद्यालय के स्नातकों के नाम पर रखा गया। एन. ई. बाउमन - एसआरआई-88 के कर्मचारी वी. एन. इओर्डान्स्की, जी. जी. कोनराडी ने ओकेबी-1 (ए. ए. सेवेरोव और अन्य) और वीआईएएम (ए. टी. तुमानोव और अन्य) के साथी सामग्री वैज्ञानिकों के साथ मिलकर दुनिया में पहली बार इस समस्या को हल किया। R-5 (8K51) रॉकेट के शीर्ष पर पॉलिमर CM (एस्बोप्लास्टिक) से बनी एब्लेटिव कोटिंग का उपयोग करना। "थर्मल बैरियर" पर काबू पाने का यह दृष्टिकोण बाद में मानवयुक्त अंतरिक्ष यान "वोस्तोक", "वोसखोद", "सोयुज", स्वचालित अंतरिक्ष यान (एससी) जैसे "जेनिथ", "ज़ोंड" के वंश मॉड्यूल के डिजाइन में सफलतापूर्वक लागू किया गया था। , "वेनेरा" और "मार्स", ठोस ईंधन रॉकेट इंजन और बिजली संयंत्रों में समान अनुप्रयोगों के लिए मुख्य समाधान बन गए हैं। सीएम का उपयोग करके थर्मल संरक्षण के मुद्दों का गहन अध्ययन हमारे विश्वविद्यालय के प्रोफेसरों आई. एस. एपिफ़ानोव्स्की, वी. वी. गोर्स्की, डी. एस. मिखाटुलिन, संबंधित सदस्य के कार्यों में परिलक्षित हुआ। आरएएस यू. वी. पोलेज़हेवा, अकादमी। आरएएस एस टी सुरझिकोवा।

1960-1980 के दशक में, यूएसएसआर ने ठोस ईंधन यूबीआरडीडी के साथ मोबाइल और साइलो-आधारित मिसाइल सिस्टम बनाने की अभूतपूर्व जटिल समस्याओं को हल किया। फाइबरग्लास रॉकेट इंजन हाउसिंग के बड़े आकार के बेलनाकार गोले और बाद में ऑर्गेनोप्लास्टिक से बने "कोकून" प्रकार के गोले को लपेटने के लिए मिश्रित मिश्रित ठोस ईंधन और प्रौद्योगिकियों को विकसित करने की आवश्यकता थी। इस दिशा के अग्रदूतों में OKB-1 के मुख्य डिजाइनर, शिक्षाविद् एस.पी. कोरोलेव, जिन्होंने 8K95 और 8K98 मिसाइलों के डिजाइन की शुरुआत की, और ठोस ईंधन रॉकेट के क्षेत्र में प्रसिद्ध वैज्ञानिक, यू. ए. पोबेडोनोस्तसेव शामिल हैं। मॉस्को हायर टेक्निकल यूनिवर्सिटी के एक स्नातक के मार्गदर्शन में। टीएसकेबी-7 (आर्सेनल डिजाइन ब्यूरो) के मुख्य डिजाइनर एन. ई. बाउमन, पी. ए. ट्यूरिन ने 1960 के दशक की शुरुआत में 8K96 मध्यम दूरी की मिसाइल के साथ पहली मोबाइल मिसाइल प्रणाली RT-15 को डिजाइन किया, 8K98P अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइल विकसित की, जो युद्धक ड्यूटी पर थी। 1971-1994 में सामरिक मिसाइल बल। (चित्र .1)।

आधुनिक मिसाइल सिस्टम RT-2PM टोपोल और RT-2PM2 टोपोल-एम के निर्माण में एमआईटी के जनरल डिजाइनर बी.एन. लागुटिन और यू.एस. सोलोमोनोव द्वारा उत्कृष्ट योगदान दिया गया था। हाल के वर्षों में, एमआईटी ने यार्स और आर-30 बुलावा कॉम्प्लेक्स की नवीनतम अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइलें बनाई हैं।

वी. आई. फियोदोसिव और ई. ए. सैटेल जैसे कई उत्कृष्ट वैज्ञानिकों और शिक्षकों के विचारों की व्यापकता और एमएसटीयू में अभ्यास की मांगों के प्रभाव के लिए धन्यवाद। एम-1 (अब एसएम-1) और एम-8 (अब एसएम-12) विभागों में एन. ई. बाउमन ने समग्र संरचनाओं के डिजाइन, उत्पादन और परीक्षण की बारीकियों को दर्शाते हुए प्रशिक्षण पाठ्यक्रम प्रदान किए। 1986 में, यूएसएसआर जनरल मैकेनिकल इंजीनियरिंग मंत्रालय के बोर्ड ने मॉस्को हायर टेक्निकल स्कूल में एक नई विशेषता "सीएम से उत्पादों का डिजाइन और उत्पादन" खोलने की सलाह पर निर्णय लिया। एक नहीं बल्कि एक साथ तीन-तीन छात्र समूहों की भर्ती का आयोजन किया गया। मॉस्को क्षेत्र के दिमित्रोव्स्की जिले के ओरेवो गांव (अब एन.ई. बाउमन के नाम पर एमएसटीयू की दिमित्रोव्स्की शाखा) में शैक्षिक और प्रायोगिक केंद्र में एक आधुनिक परीक्षण आधार के निर्माण पर काफी ध्यान दिया गया था।

परिचय

आधुनिक रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी पॉलिमर मिश्रित सामग्री के बिना अकल्पनीय है। अंतरिक्ष अन्वेषण उपकरण विकसित करते समय, नई सामग्रियों की आवश्यकता होती है जो अंतरिक्ष उड़ानों के भार (उच्च तापमान और दबाव, प्रक्षेपण चरण के दौरान कंपन भार, बाहरी अंतरिक्ष का कम तापमान, गहरे वैक्यूम, विकिरण जोखिम, सूक्ष्म कणों के संपर्क आदि) का सामना कर सकें। , यह काफी कम द्रव्यमान है। मिश्रित सामग्रियाँ इन सभी आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। मिश्रित सामग्रियों का उपयोग उनके अच्छे वजन और यांत्रिक विशेषताओं के कारण विमान निर्माण और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से किया जाता है, जिससे हल्के और टिकाऊ ढांचे बनाना संभव हो जाता है जो ऊंचे तापमान पर भी काम कर सकते हैं।

मिश्रित सामग्री की अवधारणा और रॉकेट विज्ञान में अनुप्रयोग

आज, कंपोजिट विमान और रॉकेटरी में सबसे लोकप्रिय और अक्सर उपयोग की जाने वाली सामग्री है। इनमें से कई सामग्रियां अपने भौतिक गुणों के संदर्भ में सबसे उपयुक्त धातु (एल्यूमीनियम और टाइटेनियम) मिश्र धातुओं की तुलना में हल्की और मजबूत हैं। अधिकांश कंपोजिट में (लैमिनेट्स के अपवाद के साथ), घटकों को एक मैट्रिक्स (या बाइंडर) में विभाजित किया जा सकता है और इसमें शामिल तत्वों (या फिलर्स) को मजबूत किया जा सकता है। संरचनात्मक उद्देश्यों के लिए कंपोजिट में, मजबूत करने वाले तत्व आमतौर पर सामग्री की आवश्यक यांत्रिक विशेषताएं (ताकत, कठोरता, आदि) प्रदान करते हैं, और मैट्रिक्स मजबूत करने वाले तत्वों के संयुक्त संचालन और यांत्रिक क्षति और आक्रामक रासायनिक वातावरण से उनकी सुरक्षा सुनिश्चित करता है। जब मजबूत करने वाले तत्व और एक मैट्रिक्स संयुक्त होते हैं, तो एक संरचना बनती है जिसमें गुणों का एक सेट होता है जो न केवल इसके घटकों की मूल विशेषताओं को दर्शाता है, बल्कि नए गुण भी दर्शाता है जो व्यक्तिगत घटकों के पास नहीं होते हैं

अंतरिक्ष यान डिज़ाइन में वज़न कम करना सर्वोच्च प्राथमिकता है। पतली दीवार वाले गोले बनाने के क्षेत्र में कई प्रगतियाँ इसी आवश्यकता के कारण हुई हैं। इस डिज़ाइन के विशिष्ट उदाहरण एटलस तरल प्रक्षेपण वाहन और ठोस रॉकेट डिज़ाइन हैं। एटलस के लिए एक विशेष सुपरचार्ज्ड मोनोकोक शेल बनाया गया था। एक ठोस प्रणोदक इंजन वाला रॉकेट एक ठोस प्रणोदक आवेश के आकार के मेन्ड्रेल के चारों ओर एक ग्लास फिलामेंट को लपेटकर और एक विशेष राल के साथ घाव की परत को संसेचित करके बनाया जाता है, जो वल्कनीकरण के बाद कठोर हो जाता है। इस तकनीक से विमान का सपोर्टिंग शेल और नोजल वाला रॉकेट इंजन दोनों एक ही बार में प्राप्त हो जाते हैं। आधुनिक मिश्रित सामग्रियों का उपयोग करते हुए, पुन: प्रवेश अंतरिक्ष यान को गर्मी-सुरक्षात्मक सामग्री की एक परत से ढके शंक्वाकार खोल के साथ डिजाइन किया गया है, जो उच्च तापमान पर वाष्पित होकर संरचना को ठंडा करता है।

मिश्रित सामग्रियों के उपयोग का एक और उल्लेखनीय उदाहरण कक्षीय अंतरिक्ष शटल है, जो हाइपरसोनिक गति (मैक 5 या 6000 किमी/घंटा से अधिक) पर पृथ्वी के वायुमंडल में उड़ान भरने में सक्षम है। डिवाइस के पंखों में एक मल्टी-स्पार फ्रेम होता है; पंखों की तरह प्रबलित मोनोकोक कॉकपिट एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बना है। कार्गो डिब्बे के दरवाजे ग्रेफाइट-एपॉक्सी मिश्रित सामग्री से बने होते हैं। डिवाइस की थर्मल सुरक्षा कई हजार हल्के सिरेमिक टाइलों द्वारा प्रदान की जाती है, जो बड़े ताप प्रवाह के संपर्क में आने वाले सतह के हिस्सों को कवर करती हैं।

रूसी-अमेरिकी कार्यक्रम के अनुसार बनाए गए अल्फा अंतरिक्ष स्टेशन के लिए, कई संरचनात्मक तत्व मिश्रित सामग्रियों से बने थे: उच्च शक्ति वाली ट्रस छड़ें, सौर पैनल, दबाव वाहिकाओं, सूखे डिब्बे, परावर्तक, आदि।

पॉलिमर मिश्रित सामग्री से बने और दबाव में चलने वाले हल्के जहाजों और कंटेनरों का रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। पायलटों और अंतरिक्ष यात्रियों के लिए ईंधन टैंक, सिलेंडर गुब्बारे, रॉकेट इंजन हाउसिंग, दबाव संचायक, श्वास सिलेंडर बनाए गए हैं और उनका उपयोग किया जा रहा है??? कार्बनिक और ग्लास फाइबर के उपयोग से वजन पूर्णता के उच्च गुणांक के साथ टिकाऊ दबाव सिलेंडर बनाना संभव हो जाएगा।

कार्बन फाइबर का उपयोग रॉकेट नाक शंकु, अधिकतम वायुगतिकीय भार के अधीन उच्च गति वाले विमान के हिस्सों, रॉकेट इंजन नोजल आदि बनाने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, यह देखते हुए कि ग्रेफाइट एक ठोस स्नेहक है, कार्बन फाइबर का उपयोग उच्च गति वाले हवाई जहाज, पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष शटल और रेसिंग कारों के लिए ब्रेक पैड और डिस्क बनाने के लिए किया जाता है। उपग्रहों के माध्यम से संचार समस्याओं को हल करने के लिए कार्बन फाइबर से बने एंटीना संरचनाओं के दर्पणों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि 15 किलोग्राम तक के द्रव्यमान के साथ उनका उपयोग कम से कम 20 वर्षों की सेवा जीवन के साथ 900 किलोग्राम का विनाशकारी भार प्रदान करेगा। दी गई परिचालन स्थितियों के तहत सिंगल-लेयर (मोनोलिथिक) की तुलना में लोड-असर संरचनात्मक तत्वों में कार्बन फाइबर से बनी समग्र सामग्री (तीन-परत) और तत्व के दिए गए द्रव्यमान के लिए बढ़ते भार प्रदान करेंगे: के द्रव्यमान में कमी संरचनात्मक तत्व 40...50% और इसकी कठोरता में 60...80% की वृद्धि; विश्वसनीयता 20...25% और वारंटी अवधि 60...70% बढ़ रही है।