Техника - молодёжи 1998-02, страница 5

ется в пар, который под действием той же дуги ионизируется. Одновременно растет давление, которое заставляет плазму с огромной скоростью (до 220 м/с) вырываться из сопла.

Особо важно подчеркнуть: режим подобран так, чтобы эта струя была строго центрирована паром, — тот обжимает ее со всех сторон. Поэтому, хотя ее температура очень высока, сами электроды разогреты не так сильно, их можно делать даже из меди, плавящейся при 900° С.

Такая «водяная рубашка» вокруг плазмы заодно обеспечивает экологичность прибора. Попадая на поверхность металла, пар конденсируется, и капельки смывают частички кипящего слоя. Не даром прибор разрешен для использования в любых помещениях.

Вопрос, наиболее часто задаваемый авторам: раз вода разлагается на водород и кислород, должна образовываться гремучая смесь. Взрыв!?

Действительно, диссоциация происходит, но количество газов и время их существования до момента ионизации столь мизерно, что никакая химическая реакция просто не успевает произойти.

Сейчас «Алплаз» уже продается не только у нас, но и за рубежом, защищен патентами США, Японии, Южной Кореи, Европа-тентом. А авторы вовсю трудятся над его усовершенствованием. Готов к выпуску аппарат, питающийся от аккумуляторной батареи 12 и 24 В. Создается модификация, позволяющая вести сварку не только на спиртовых смесях, но и на воде.

Пока мощность плазмотрона не превышает 1,8 кВт и он не может выполнять все виды сварки. Но даже в таком виде у него много областей применения — от промышленности до домашней мастерской. Так что далеко не случайно на Салоне «Брюс-сель-Эврика» изобретатели плазмотрона были удостоены Золотой медали с отли-

И последнее: цена «Алплаза» от 600 дол. □

на — Большую Золотую медаль — получил изобретатель из России — В.С.Пичугин.

Десяток лет назад у этого изобретения не было никаких шансов даже пересечь границу СССР. О нем вообще знало очень ограниченное число лиц, трудившихся в оборонке, хотя оно присутствовало практически в любом фантастическом рассказе о космосе.

Помните захватывающие воображение межпланетные станции, где приземляются и откуда стартуют ракеты? А размещенные на орбитах огромные солнечные электростанции, которые навсегда решат энергетические проблемы Земли?

Над этим, казалось бы, таким далеким грядущим вовсю работали в закрытых КБ и других научных организациях. В частности, и группа В.Пичугина в Московском авиацион-но-технологическом институте. Здесь создавали конструкции, которые должны стать остовом или каркасом для сооружения будущих космических поселений.

Совершенно очевидно, что их следует делать не из металла, а композитов, которые хорошо «держат» колебания температуры, то есть сохраняют размеры. Это крайне важно — ведь разница в нагреве солнечной и те

невой сторон конструкции достигает нескольких сотен градусов, а возникающие деформации сильно влияют на точность работы аппаратуры.

Ясно, что конструкции должны быть ажурными, подобно Эйфелевой башне — вывод на орбиту каждого килограмма материалов обходится в десятки тысяч долларов.

Чтобы получить еще больший выигрыш по массе, В.Пичугин и его коллеги предложили кардинальное решение — изготавливать в виде сетки не только саму несущую конструкцию, но и каждый ее элемент (его так и назвали — сетчатый стержневой элемент или ССЭ). И очень продвинулись в своих

Но наступили иные времена, и завоевание космоса было отложено. Продолжать исследования Пичугину пришлось уже в Центре по межвузовским инновационным и научно-техническим программам Минобразования РФ.

Надо сказать, что с появлением таких высокопрочных и легких композитов, как углепластики, многие связывали революцию в материаловедении,считали, что они начнут активно вытеснять металл. Большие надежды возлагали на них и специалисты, занимающиеся сетчатыми изделиями. И действительно, в ряде лабораторий у нас и за рубежом из композитов сумели сделать легкие и прочные в виде цилиндров «сетки», которые использовались в качестве силовых элементов в космонавтике и авиации.

Но все они отличались одной особенностью: их длина была та же, что и диаметр. А вот длинномерные элементы с высокой прочностью и жесткостью никто не изготавливал.

Почему? Причина, скорей всего, проста: непонятно, где их использовать. Ведь такие стержни нужны прежде всего для того, чтобы из них монтировать сложные пространственные конструкции. Значит, надо уметь надежно соединять их между собой. Для чего на торцах следует укрепить так называемые металлические законцовки или фитинги (к примеру, с резьбой). И тут-то и возникают проблемы.

Начнем с того, что именно контакт композита и металла — наименее прочное место конструкции. Поскольку они по разному деформируются.

Группе Пичугина удалось найти кардинальное решение: создано такое соединение металла и композита, что деформация в его зоне та же, как и у самого стержня. Этот факт наиболее поражает всех специалистов, очень интересующихся ноу-хау наших изобретателей.

Кроме того, разработана технология изготовления длинномерных ССЭ, которые по удельным характеристикам превосходят все трубчатые цельные стержни из любых материалов не менее, чем в три раза! К примеру, при диаметре 50 мм, длине 500 мм, массе 150 г они выдерживают усилие на растяже-

— Естественно, суть технологии мы не раскрываем, — говорит Владимир Сергеевич Пичугин. — Если в самых общих чертах, то ее отличие от существующих в следующем. Обычно сетчатый элемент делают так. На эластичную форму-матрицу наматываются пропитанные связующим прочные нити из композита. Каждый виток — слой, а в результате образуется своеобразный «пирог». Когда связующие застывают, форму извлекают и изделие готово. Проблема в том, как сделать натяжение нитей по всем их слоям и по его периметру одинаковым. Только тогда ССЭ не будет иметь слабых мест. Нам это удалось, введя в технологию принципиально новые операции.

В зависимости от условий, в которых ССЭ предстоит работать, рисунок сетки разный. Элементы с одной конфигурацией предназначены для работы только на растяжение, другой — на кручение, третьей — «держат» оба вида нагрузок.

Кажется, область применения удивительных стержней должна быть очень обширной. И тем не менее это не так. Внедрение сдерживает стоимость, которая пока довольно высока. Потому прежде всего им найдется дело там, где транспортировка грузов обходится в копеечку — космосе и авиации, допустим, во всех прочностных панелях, отсеках фюзеляжа и т.д.

Следующая область использования — валы двигателей летательных аппаратов и судов. Они должны иметь минимальный вес и высокую жесткость на кручение — этим требованиям вполне отвечают ССЭ. Из ССЭ также можно делать виброизоляторы, вес которых значительно меньше, чем у ныне существующих.

Эти легкие композитные конструкции выдер-

При перевозке тяжелых грузов по воздуху или по воде для их закрепления приходится брать на борт мощные домкраты, распорки и прочие «приспособы» в несколько центнеров, Если они будут из ССЭ — общий груз уменьшится на порядок.

И конечно, очевидная область применения сетчатых стержней — различные опоры, в частности, линий электропередач, антенн, солнечных и ветровых электростанций. Естественно, ставить столь дорогостоящие конструкции на протяжении всей трассы ЛЭП — весьма накладно. Но если где-то, в трудно доступной местности, скажем, в горах, случилась авария, доставка легкой и быстро собираемой мачты из композита — очень даже окупаемо.

И еще одна перспектива вырисовывается перед ССЭ. Геологи предсказывают, что огромные запасы нефти и газа залегают под дном океана, где его глубина более 2 км. Пользуясь нынешними стальными трубами, выкачать ископаемые на поверхность невозможно — подводная металлическая гирлянда рвется под собственным весом. А вот составленную из ССЭ запросто можно опустить и на пять километров.

Словом, ССЭ — это поистине «изделие XXI века», уже близкого времени, когда диапазон его «профессий» резко расширится. Ш

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2 ' 9 8

шш