Материалы ВИАМ в космической технике

ВИАМ/2011-205740
Материалы ВИАМ в космической технике
И.М. Демонис
кандидат технических наук
А.П. Петрова
доктор технических наук
Январь 2011
Всероссийский институт авиационных материалов (ФГУП
«ВИАМ» ГНЦ) – крупнейшее российское государственное
материаловедческое предприятие, на протяжении 80 лет
разрабатывающее и производящее материалы, определяющие
облик современной авиационно-космической техники. 1700
сотрудников ВИАМ трудятся в более, чем в 30-ти научноисследовательских лабораториях, отделах, производственных
цехах и испытательном центре, а также в 4-х филиалах
института. ВИАМ выполняет заказы на разработку и поставку
металлических и неметаллических материалов, покрытий,
технологических процессов и оборудования, методов защиты
от коррозии, а также средств контроля исходных продуктов,
полуфабрикатов и изделий на их основе. Работы ведутся как по
государственным программам РФ, так и по заказам ведущих
предприятий
авиационно-космического
комплекса
России
и мира.
В 1994 г. ВИАМ присвоен статус Государственного
научного центра РФ, многократно затем им подтвержденный.
За разработку и создание материалов для авиационнокосмической и других видов специальной
техники 233
сотрудникам ВИАМ присуждены звания лауреатов различных
государственных премий. Изобретения ВИАМ отмечены
наградами на выставках Международных салонах в Женеве и
Брюсселе. ВИАМ награжден 4 золотыми, 9 серебряными и 3
бронзовыми медалями, получено 15 дипломов.
Возглавляет институт лауреат Государственных премий
СССР и РФ, академик РАН Е.Н. Каблов.
Статья подготовлена для опубликования в журнале «Все
материалы. Энциклопедический справочник», №6, 2011 г.
Электронная версия доступна по адресу: www.viam.ru/public
Материалы ВИАМ в космической технике
И.М. Демонис, А.П. Петрова
Всероссийский институт авиационных материалов
В честь 50-летия полета в космос Ю.А. Гагарина Указом Президента РФ
Д.А. Медведева 2011 год объявлен Годом российской космонавтики.
С первого дня освоения космоса сотрудники ВИАМ принимают активное
участие в работах по созданию материалов для космической техники. Как
свидетельствует
аннотированный
каталог
рассекреченных
архивных
документов по истории отечественного ракетостроения и космонавтики
«Дорога в пятый океан: мы покоряем космос» (Российский государственный
архив НТД), в ВИАМ в период с 1958 по 1978 гг. выполнено
122
тематические
работы
по
разработке
материалов
и
новых
технологических процессов для космической техники.
4 октября 1957 г. – точка отсчета в покорении космического
пространства. Выведенный на околоземную орбиту первый спутник Земли
был изготовлен из разработанного в ВИАМ алюминиевого сплава АМг6.
Разработкой
этого
сплава,
освоением
промышленного
производства
полуфабрикатов, технологических процессов сварки и формообразования
занимались сотрудники: Н.Б. Кондратьева, А.А. Постнова, С.П. Кузьмина,
Ю.П. Арбузов и др.
Вывод спутника на орбиту был осуществлен ракетой Р-7 с двигателями
РД-107 и РД-108, «создание которых было бы невозможным без материалов
ВИАМ», – так заявил Генеральный конструктор, академик В.П. Глушко.
В сороковые годы прошлого века Правительство СССР поставило перед
институтом сложную задачу – создать материалы и системы их защиты от
коррозии для работы в сильно агрессивной топливной среде ракетных
двигателей. В предельно короткие сроки была создана аустенитномартенситная сталь марки ЭИ654, легированная кремнием (Г.В. Акимов,
В.П. Батраков, А.Г. Речменская, Л.Я. Гурвич и др.), которая до настоящего
времени
успешно
применяется
для
изготовления
топливных
баков,
заправляемых агрессивным окислителем.
Одновременно с разработкой стали был создан ингибитор (Л.Я. Гурвич),
введение которого в топливо на несколько порядков снизило коррозионную
активность высококонцентрированной азотной кислоты. Эти работы на
10–12 лет опередили аналогичные зарубежные разработки и обеспечили
ресурс топливных баков – не менее 25 лет.
12 апреля 1961 г. впервые в мире ракетой Р-7 был осуществлен запуск
космического корабля «Восток» с летчиком-космонавтом Ю.А. Гагариным
на борту. Этот день открыл новую эру в покорении космоса.
Подготовка к полету человека в космос осуществлялась в соответствии с
Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 569-264 от 22 мая
1959 г. «Об объекте «Восток»». В нем ВИАМ был определен «исполнителем
по созданию жаропрочных материалов и теплозащитных покрытий в части
разработки рецептур, технологии изготовления, пригодной для натурных
объектов
и
получения
характеристик
теплозащитных
материалов
и
покрытий, и в части разработки и создания теплоизоляционных материалов
малой плотности».
Возглавил
работы
начальник
ВИАМ,
генерал-майор
инженерной
авиационной службы А.Т. Туманов – выдающийся ученый и организатор науки.
В
космическом
корабле
«Восток»
были
применены
следующие
металлические материалы, разработанные ВИАМ:
• алюминиевый сплав АМг6 (лист толщиной 3 мм) в герметичном
корпусе спускаемого аппарата и приборном отсеке;
• алюминиевые сплавы АМг2, АМг3 в трубопроводах;
• алюминиевые сплавы Д16, Д19, АК6, АК8 в силовых деталях;
• магниевый сплав МА8 в приборной раме приборного отсека (профили,
трубы, фитинги);
• стали марок 12Х18Н10Т, 07Х16Н6, Ст.20, Ст.45 – для крепежа и
силовых деталей;
• титановые сплавы ВТ6, ВТ 14 в шаровых баллонах высокого давления.
28
января
1960
Межведомственный
г.
Постановлением
Правительства
научно-технический
совет
был
по
создан
космическим
исследованиям при АН СССР во главе с академиком М.В. Келдышем, а
секцию Совета по космическому материаловедению возглавил А.Т. Туманов.
В ВИАМ в шестидесятые годы XX века были разработаны: напыляемый
теплозащитный
материал
ВШ-4
на
основе
модифицированных
фенолформальдегидных олигомеров и минеральных порошкообразных
наполнителей
(В.Н.
теплоизоляционный
Новиков,
материал
В.В.
Чеботаревский),
(В.Г.
ATM-1
Набатов)
а
также
на
основе
стекловолокна с размером волокон 2–3 мкм. Материал АТМ-1 имеет низкую
плотность (10 кг/м3) и по эксплуатационным характеристикам является
непревзойденным до настоящего времени. На его основе создана экранновакуумная теплоизоляция спускаемого аппарата корабля «Восток» и всех
последующих космический аппаратов.
В составе теплозащитной конструкции впервые использованы соты на
основе стеклоткани, пропитанной полимерными связующими (М.С. Горячев,
O.К. Белый и др.), разработанные в ВИАМ.
По техническому заданию НПП «Звезда» в ВИАМ были выполнены
работы по созданию гермошлемов для космонавтов из стеклопластиков
(М.Ц. Сакаллы, И.А. Воронцов и др.). Первоначально гермошлемы
изготовляли из рубленого стекловолокна, пропитанного полиэфирным
связующим, и отформовывали в пресс-форме, однако они не отвечали
требованиям по герметичности. Для обеспечения герметичности была
использована
технология
пропитки
под
давлением,
разработанная
специалистами ВИАМ для изготовления антенных обтекателей самолетов и
ракет. В качестве армирующего наполнителя применялась разреженная
стеклоткань,
пропитка
осуществлялась
новым
связующим
911ПН
(Н.С. Лезнов, В.А. Кудишина и др.). Разработанная в институте технология
была внедрена на НПП «Звезда».
Специалисты ВИАМ внесли большой вклад в совместные с НПП
«Звезда» работы по созданию светофильтров иллюминаторов гермошлемов
скафандров космонавтов. Это обеспечило защиту глаз от прямого солнечного
излучения и терморегуляцию скафандра. Эффективность принятых решений
впервые подтвердилась при выходе А.А. Леонова в открытый космос.
В
дальнейшем
(в
1969
г.)
для
перехода
летчиков-космонавтов
Е.В. Хрунова и С.В. Елисеева из корабля «Союз-5» в корабль «Союз-4» были
разработаны более совершенные светофильтры «Ястреб» на основе
металлизированного в вакууме золотом и сульфидом меди бесцветного
ориентированного метилметакрилатного органического стекла.
Для выхода из станции «Салют-6» в открытый космос космонавтов
Г.М. Гречко, Ю.В. Рыбалко, В.В. Коваленко, А.С. Иванчикова, В.А. Ляхова,
В.В. Рюмина были разработаны – для скафандра «Орлан Д» – светофильтры
из поликарбоната с комбинированным светофильтрующим покрытием из
золота, сульфида меди и двух слоев лака (М.М. Гудимов, Э.Ф. Маркина,
Э.К. Кондрашов, Я.И. Миндлин, Е.Г. Сентюрин, Г.В. Чубарова). Эти
светофильтры позволили надежно защитить лицо и глаза космонавтов от
солнечной
радиации
и
обеспечить
необходимый
для
проведения
экспериментов обзор.
Институт поставил более 100 светофильтров различных типов, которые
кроме ВИАМ на тот момент изготовлялись только в США.
Для комплектации снаряжения космонавтов были разработаны небьющиеся
зеркала из органического стекла с напылением алюминия и лаковой защитой,
которые изготовили и поставили в количестве более 500 штук.
Кресла для космонавтов в космических кораблях изготовлялись по
разработанной в ВИАМ технологии самоформования крупногабаритных
изделий из пенополистерола (В.В. Павлов). За рубежом эта технология была
неизвестна.
Из материалов, созданных в ВИАМ, изготовлялись также алюминиевые
шаровые баллоны для обеспечения космонавтов воздухом.
В конструкции спускаемого аппарата использован и ряд других
материалов, разработанных в ВИАМ, в том числе: клеи (ВК-9, ВС-10Т,
ВС-350),
герметизирующие
материалы
(ТГ-18,
У-30МЭС-5
и
др.),
терморегулирующие лакокрасочные покрытия (АК-573).
По инициативе начальника института А.Т. Туманова, наряду с
разработкой
новых
материалов
и
технологий,
в
ВИАМ
создается
современная исследовательская база по изучению поведения авиационных
материалов в условиях, имитирующих космические.
За работу «Создание исследовательского комплекса и испытание
материалов в условиях, имитирующих космические» молодые сотрудники
института Е.А. Барбашов и В.А. Богатов в 1974 г. были удостоены премии
Ленинского комсомола в области науки и техники.
Последующие исследования на стенде космического материаловедения
свойств материалов в лабораторных условиях при воздействии факторов,
имитирующих космические, а также материаловедческие эксперименты на
станциях
«Салют-5»,
«Салют-6»,
«Мир»,
проводимые
совместно
с
ОКБ «Салют» и НПО «Энергия», позволили выделить факторы космического
пространства, влияние которых на материалы необходимо испытывать в
лабораторных условиях для прогнозирования изменения свойств материалов
в условиях космоса.
С 1979 г. в ВИАМ длительное время проводились совместные работы с
РКК «Энергия» и ГКНПЦ им. М.В. Хруничева по исследованию структуры и
физико-механических свойств образцов материалов: материалы прошли
длительную (в течение 1501 сут.) натурную экспозицию в составе
микрометеоритной защиты орбитального комплекса «Мир», и после
возвращения на Землю исследованы различными методами.
В процессе проведенных исследований были разработаны и внедрены в
практику методология и методы оценки длительной работоспособности
неметаллических
материалов
наружных
конструкций
орбитальных
комплексов «Салют» и «Мир». Получен большой объем информации по
эксплуатационной устойчивости исследованных материалов к факторам
космического пространства и подтверждены сроки эксплуатации (до 15 лет)
конструкции микрометеоритной защиты станции «Мир».
В ВИАМ продолжили активно выполнять работы по созданию
теплозащитных
материалов
–
разработаны
высокоэффективные
теплозащитные материалы на основе эпоксидного связующего ЭДТ-10 и
многослойных тканей с трехмерным переплетением ТЗМКТ-1 и ТЗМКХТ-1.
Из этих теплозащитных материалов впервые в отечественной практике
изготовлено днище спускаемого аппарата диаметром около 3 м с бесшовным
теплозащитным
покрытием
без
расслоений,
однородностью
физических
свойств
(В.В.
вздутий,
Павлов,
с
высокой
В.П.
Фролов,
Л.Л. Краснов, М.И. Душин и др.).
Проведенные исследования по изучению влияния факторов космического
пространства на оптические свойства материалов позволили разработать
принципиально новый класс материалов – терморегулирующие лакокрасочные
покрытия. Наиболее востребованной оказалась белая акриловая эмаль АК-573
(В.А.
Молотова),
которая
обеспечивала
требуемый
тепловой
режим
космических летательных аппаратов. В разные годы ВИАМ выпускал по 500 кг
эмали. Если учесть, что для окраски 100 м2 поверхности требуется 25–30 кг
эмали, следовательно окрашивалось более 1500 м2 поверхностей космических
летательных аппаратов и орбитальных станций в год. Впервые эмаль АК-573
применена на внешней поверхности аппарата «Луноход-1».
В ВИАМ разработана эмаль КО-819 с термостойкостью 600°С и
коэффициентом излучения (степенью черноты) не менее 0,9 при этой
температуре. Эмаль поставлялась для окраски теплообменников ядерных
энергетических установок «Бук» и «Топаз» (на тот период не имеющих
аналогов в мире), которые использовались в качестве источников энергии на
ряде космических летательных аппаратов серии «Космос» и на «Луноходе-1»,
обеспечив его многомесячную работу на Луне.
Начиная с 1973 г. в космической технике нашли применение полимерные
композиционные материалы (ПКМ), которые по сочетанию конструктивных
параметров и весовой эффективности в несколько раз превосходят
алюминиевые и титановые сплавы. Кроме того, ПКМ имеют высокую
радиационную стойкость, обеспечивающую сохранение их свойств на период
эксплуатации при воздействии солнечного излучения и космического фона.
Конструкционные углепластики КМУ-1, КМУ-4 и другие первоначально
использовались
в
каркасах
солнечных
батарей,
установленных
на
искусственных спутниках Земли различного назначения серии «Космос», а
затем серий «Молния» и «Экран», на орбитальных космических станциях
«Салют»,
«Алмаз»
и
международной
космической
станции
(МКС),
межпланетных станциях «Венера-13», «Венера-14», «Вега-1», Вега-2»,
«Луна-21», «Марс» и др.
Из углепластиков изготовляются каркасы солнечных батарей, зеркала
остронаправленных антенн космической связи, фидерные устройства,
каркасы
фотоаппаратуры
разнообразные
платформы
и
телескопов,
штанги
для
установки
приборов
манипуляторов,
и
специальной
аппаратуры, конструктивные элементы интерьера, обтекаемые днища
спускаемых аппаратов.
В изделиях космической техники нашли применение герметизирующие
материалы разработки ВИАМ. На первых этапах освоения космической
техники
использовались
тиоколовые
герметики
(Н.Б.
Барановская),
работоспособные в диапазоне температур от -60 до +130°С (У-30М,
У-30МЭС-10, У-30МЭС-5, УТ-32, УТ-34, позднее У-30МЭС-5М, ВИТЭФ-ШТ,
ВИТЭФ-2НТ). Позже в институте в короткие сроки разработаны первые
отечественные
кремнийорганические
герметики
(Н.Б.
Барановская,
Л.Л. Полстянко), работоспособные в диапазоне температур от -60 до +300°С,
уплотнительная замазка ТГ-18, вулканизующаяся при 150°С, а затем
ВИКСИНТы (У-1-18, К-18, У-2-28), вулканизующиеся при комнатной
температуре (А.И. Мизикин). Их применяют для герметизации конструкций
и стыков рабочих и приборных отсеков, люков различного назначения,
штепсельных разъемов, термоэлектронагревателей и гермовводов.
Впоследствии были разработаны заливочные герметики (А.В. Савенкова)
специального приборного назначения с повышенными диэлектрическими
свойствами и эластичные кремнийорганические компаунды ВИКСИНТы
(ПК-68, ПКФ-68, К-68, КТ-73), которые нашли применение при создании
радиоэлектронного оборудования для эксплуатации в космических условиях,
в том числе были использованы при реализации проекта «Союз–Аполлон».
Из
клеев
в
космической
технике
широко
применяются
ВК-9
(Д.А. Кардашев, Е.Ф. Исаева) – для склеивания металлов и неметаллов, ВК-3,
ВК-20, ВК-20М (А.П. Петрова и др.), пленочный клей ВК-36 (В.П. Батизат) –
для склеивания ПКМ.
Разработаны газоплотные стеклоэмалевые покрытия ЭВ-8, ЭВ-15,
ЭВ-300-60М (С.С. Солнцев, В.А. Розененкова и др.), предназначенные для
защиты
от
возгорания
деталей
жидкостных
ракетных
двигателей
(конструкторов В.П. Глушко, Н.Д. Кузнецова и др.), используемых для вывода
на космическую орбиту орбитальной станции «Мир», межпланетных
космических станций «Луна», «Марс», «Венера» и др. Разработаны также
стеклоэмалевые покрытия для космических бортовых ядерных электростанций
(БЭС), обеспечивающие удержание водорода в замкнутом объеме.
В Советском Союзе все космические программы – «Восток», «Восход»,
«Союз», «Луна», «Венера» – выполнялись с использованием деформируемых
магниевых сплавов: МА2-1, МА12, МА14, МА15 и др. (А.А. Бляблин,
Е.Ф. Волкова, Е.И. Смирнова, Ю.А. Степанов и др.). Так, аппараты типа
«Марс»
изготовлены
с
применением
на
каждое
изделие
3500
кг
деформированных полуфабрикатов из сплава МА2-1 и 1500 кг – из сплава
МА15. В конструкции аппаратов типа «Луна» применено 1860 кг
полуфабрикатов из сплава МА2-1, 900 кг – из сплава МА15; в аппаратах
«Венера» – соответственно 1200 и 600 кг.
В конструкции приборных отсеков ракеты Р-7 также использован
магниевый сплав МА2-1, обеспечивший высокую удельную прочность,
жесткость
и
демпфирующую
способность,
хорошие
свойства
по
сопротивлению усталости, тепловое и противошумное экранирование,
снижение их (отсеков) массы на 25–30% по сравнению с изготовленными из
алюминиевых сплавов.
Особо следует отметить создание на базе системы Mg–Zn–Zr–Y
жаропрочного, высокопрочного свариваемого сплава ВМД10, не имеющего
аналогов в мире по совокупности высоких эксплуатационных характеристик.
Сплав применяется в НПО им. С.А. Лавочкина для головных частей
разгонного блока, шпангоутов аппаратов «Венера», «Марс», «Фрегат» и др., а
также для изготовления свариваемого приборного контейнера космического
аппарата «ОКО».
Широкое применение в космической технике нашли титановые сплавы,
которые впервые в СССР были разработаны в ВИАМ С.Г. Глазуновым.
Основными аппаратами космической техники, в которых применяются
титановые сплавы, являются: космический корабль «Астрон», космические и
спускаемые аппараты «Луна», «Марс» и «Венера», Международный
космический проект «Вега».
В космических аппаратах «Луна», «Марс», «Венера» применение титановых
сплавов (ВТ14, ВТ6С, ВТ16, ВТ2св) и новых технологических процессов
позволило значительно снизить массу конструкций: на 40 кг – в аппарате
«Луна», на 300 кг – в аппарате «Марс», на 250 кг – в системе «Венера». В
спускаемом аппарате «Венера» масса титановых конструкций составляет почти
90%. Конструкция спускаемого аппарата «Венера» успешно выдержала на
поверхности планеты давление почти в 100 ат при температуре порядка 500°С.
Для последней ступени ракеты-носителя проекта «Вега» в НПО
им. С.А. Лавочкина изготовляют баки для топлива и окислителя из
комплекснолегированого сплава ВТ23. При создании баков применены
новые прогрессивные технологии. На ракете устанавливаются четыре бака из
сплава ВТ23 массой 19,5 кг каждый. Масса аналогичного бака из
алюминиевого сплава составила бы 30,5 кг.
Для лунных аппаратов в НПО им. С.А. Лавочкина впервые изготовлены
шаровые баллоны высокого давления из сплава ВТ6С, что позволило снизить
их массу более чем на 40 кг. Большой вклад в эти работы внесли
С.Г. Глазунов, Е.А. Борисова, А.И. Хорев, Н.А. Ночовная и др.
В феврале 1976 г. вышло Постановление Центрального Комитета КПСС и
Совета Министров СССР о создании многоразовой космической системы. В
состав системы входили ракетоноситель «Энергия» и орбитальный корабль
«Буран».
Создание советского многоразового космического корабля «Буран» в
рамках программы «Энергия–Буран» было самым масштабным проектом в
истории отечественной космонавтики, результатом колоссального труда и
продуктом творчества большого коллектива лучших ученых страны.
Министерство авиационной промышленности (МАП) координировало
работу по созданию планера орбитального самолета и его теплозащиты,
средств
его
воздушной
транспортировки
и
посадочного
комплекса.
Сотрудникам ВИАМ было поручено решение наиболее ответственной задачи
– разработки принципиально новых высокоэффективных материалов и
технологий.
Этот проект по своим масштабам, а также политической, научнотехнической и социально-экономической значимости можно с полным
основанием сравнить с реализацией атомного проекта, который в свое время
обеспечил нашей стране статус мировой сверхдержавы.
Разработкой конструкции многоразового корабля занималось НПО
«Молния», специально созданное в системе Минавиапрома в феврале 1976 г.,
во главе с Генеральным директором, главным конструктором Г.Е. ЛозиноЛозинским.
В феврале 1976 г. Г.Е. Лозино-Лозинский приехал в ВИАМ и на встрече с
руководством
определил
как
приоритет
создание
тепловой
защиты
многоразового космического корабля, подчеркнув, что решение этой
сложнейшей проблемы целиком и полностью ложится на институт.
Сложность задачи состояла в том, что многие проблемы приходилось решать
впервые в мировой и отечественной практике.
Ученые ВИАМ успешно выполнили все обязательства – разработали
более 70 материалов и технологий, которые полностью соответствовали
техническим заданиям и были применены на корабле «Буран». Исходя из
требования минимизации массы конструкции планера и многоразовости его
использования, в нем были применены металлические сплавы с низкой
плотностью: алюминиевые и титановые, а для отдельных агрегатов были
разработаны гибридные конструкции. В них, наряду с металлическими
материалами, использовались армированные пластики.
Ключевой проблемой, исходя из условий эксплуатации корабля «Буран»,
явилось создание многоразовой комплексной плиточной теплозащиты,
которая включала материалы и технологии получения специальных плиток с
плотностью 0,12–0,25 г/см3 из супертонкого кварцевого волокна.
Сложность состояла в том, что к началу проектирования «Бурана» в
стране не было необходимого сырья для производства волокна. Ученые
ВИАМ разработали уникальную технологию изготовления теплозащитных
плиток,
которые
по
теплофизическим
и
физико-механическим
характеристикам имели лучшие показатели, чем зарубежный аналог.
Впервые
в
нашей
стране
было
создано
уникальное
неуносимое
теплозащитное покрытие радиационного типа, которое выдерживает без
разрушения более 100 циклов перепада температур от 150 до 1250°С и при
плотности менее 0,15 г/см3 имеет прочность более 0,2 МПа. Теплозащитное
покрытие изготовлялось в виде отдельных элементов-плиток, вырезанных из
блоков, в которых только 10% объема занимали супертонкие кварцевые
волокна, а до 90% – воздух (В.Н. Грибков, Б.В. Щетанов, Р.А. Яковлева и др.).
Не менее сложной и ответственной задачей явилось создание силикатных
эрозионно-стойких терморегулирующих влагозащитных покрытий черного и
белого цветов (С.С. Солнцев, В.А. Розененкова, М.Н. Трохина). Поскольку
теплозащитное покрытие (ТЗП) работает в высокотемпературном воздушном
потоке, который может разрушать поверхность плиток, на каждый
теплозащитный элемент размером 150×150 мм наносился наружный слой
силикатной обжиговой эмали, обеспечивающий требуемые оптические
характеристики
эрозионную
для
защиту
эффективного
материала
переизлучения
и
защиту
теплового
потока,
высокогигроскопичного
теплозащитного материала плитки от попадания воды и влаги. Было
синтезировано соединение с уникальными свойствами – тетраборид кремния,
который
является
оптически
активной
добавкой,
обеспечивающей
стеклокерамическим покрытиям устойчивые излучательные характеристики и
способность к реакционному отверждению при высоких температурах обжига.
Для защиты наружных поверхностей носового обтекателя и передних
кромок крыльев планера от температурных нагрузок в интервале 1590–1780°С
в ВИАМ в соавторстве с учеными других институтов и предприятий
разработаны жаростойкие углерод-углеродные материалы Гравимол и
Гравимол-В, в которых в качестве наполнителя использована углеродная
ткань. Эти материалы по многим физико-механическим характеристикам
существенно превосходили американские аналоги.
Важнейшей проблемой для обеспечения надежной работы плиточной
теплозащиты явилось создание термостойких фетров и специальных клеев.
За короткие сроки учеными ВИАМ (А.П. Петрова, Л.П. Козлова, М.Г. Лурье)
совместно с ГНИИХТЭОС разработан клей-герметик Эластосил 137-175М,
который использовался для склеивания термостойкого калиброванного фетра
с плиткой и фетра с обшивкой, предварительно покрытой специально
разработанной эпоксикаучуковой грунтовкой ЭП-0214 (Д.С. Лялюшко,
В.В. Чеботаревский). При этом не менее сложной задачей явилась разработка
технологии применения клея, а также организация его промышленного
производства. В частности, были разработаны и внедрены технологические
процессы с чрезвычайно высокой культурой производства и чистотой
производственных участков в условиях завода. Разработаны и применены
гидрофобизирующие жидкости для плиток и фетра и антикоррозионные
влагозащитные
лакокрасочные
покрытия,
гибкая
теплоизоляция,
уплотнительные и другие материалы, обеспечивающие работоспособность
конструкции при циклической нагрузке в температурном диапазоне от -150 до
+1250°С, а на участках кромок крыльев и носового обтекателя – до 1780°С.
Первый полет космического корабля «Буран» состоялся 15 ноября 1988 г.
По результатам решения материаловедческих задач, создания собственных
уникальных приборов и средств автоматики отечественные ученые и
конструкторы заметно превзошли американских ученых. Благодаря более
мощной ракете-носителю «Энергия» орбитальный корабль «Буран» мог
находиться в космосе до 30 сут., а не 15 сут. как «Шаттл».
В ознаменование первого полета человека в космос в 1979 г. скульптор
П.И. Бондаренко и архитектор Я.Б. Белопольский приступили к созданию
монумента Ю.А. Гагарину. Перед авторами стояла задача – подобрать сплав,
позволяющий выразить идею памятника.
В июне 1979 г. П.И. Бондаренко и Я.Б. Белопольский посетили ВИАМ,
где ознакомились с работами института в области титановых сплавов.
Специалисты ВИАМ рекомендовали для скульптуры сплав BT5Л, как
наиболее технологичный литейный сплав, обладающий хорошей блестящей
поверхностью и тональностью цвета.
Для листов, закрывающих постамент, архитектором Я.Б. Белопольским
был выбран сплав ОТ4-0. Этот сплав по тональности цвета близок к сплаву
BT5Л, что принципиально при изготовлении монумента, и обеспечивает
получение хорошей полированной поверхности.
В ВИАМ были разработаны специальные технические условия, по
которым на ВСМПО были поставлены слитки из сплава BT5Л с низким
содержанием кислорода (0,12%). Совместно с НИАТ, БЛМЗ и Мытищинским
заводом художественного литья разработаны и выпущены СТУ-2114–79 на
отливку блоков скульптуры из сплава ВТ5Л и на их основе разработан
директивный техпроцесс.
В ВИАМ выполнили большой объем работ, обеспечивших создание
памятника в установленные сроки:
• разработали технические условия на сплав ОТ4-0 с повышенной
чистотой, по которым были изготовлены и поставлены листы для постамента
с высоким качеством поверхности;
• разработали технологию травления литых блоков скульптуры и
технологию травления, позволяющую удалить железо с поверхности
сварного шва после его обработки для обеспечения единого тона
скульптуры;
• осуществляли
техническое
руководство
и
сопровождение
всех
рекомендованных процессов.
Московским
заводом
художественного
литья
была
изготовлена
скульптура из гипса в натуральную величину. Из нее вырезались гипсовые
промодели, по которым изготовлялись формы для каждой отливки.
Всего для скульптуры отлили 250 блоков в набивные графитовые формы.
Для каждого типа блока создавалась своя литниковая система для заливки
способом центробежного литья для обеспечения высокой плотности отливок.
Скульптура была разбита на 13 ярусов. Каждый ярус собирался из блоков с
помощью болтовых соединений, затем блоки сваривались между собой
декоративным швом.
В июле 1980 г. состоялось торжественное открытие памятника
Ю.А. Гагарину на площади, которая носит его имя и символизирует престиж
России – первого государства, чей гражданин покорил космос.
За создание и разработку материалов для авиационно-космической
техники «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных
материалов» (ВИАМ) награжден орденом Октябрьской революции (1982 г.).
Более 70 сотрудников института были отмечены Государственными
премиями,
премиями
Правительства
комсомола, орденами и медалями.
СССР,
премиями
Ленинского