Директор института академик Василий Фомин и заместитель директора по научной работе доктор физико-математических наук Александр Шиплюк рассказали о своём участии в работе Международного авиакосмического салона «МАКС-2009», а заместитель директора доктор физико-математических наук Анатолий Оришич познакомил с работами института в сфере конкретного применения лазерных технологий.
Посещение журналистами ИТПМ на этот раз было интересно ещё и потому, что буквально накануне, после разбора причин катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС, президент РФ Дмитрий Медведев отчётливо сформулировал одну из них — технологическое отставание России от западных стран. Но как раз в области авиационной и космической техники мы ещё «держимся». И поэтому тезисы доклада академика Фомина, с которым ему довелось выступить на конференции в рамках «МАКС-2009», воспринимались с большим вниманием.
Судя по всему, гражданская авиационная промышленность в настоящее время не только в России, но и во всём мире переживает некий технический кризис. Запас идей — летать выше, быстрее и дальше — почти исчерпан. Известные неудачи «Конкорда» и отечественных образцов сверхзвуковой техники заставляют авиапромышленников искать новые пути завоевания рынка, и в основе современного западного создания новых образцов техники становится их экономическая целесообразность. То есть не столько дальше, выше и быстрее, сколько надёжнее и дешевле.
Европейская авиапромышленность объединяет свои усилия в рамках Евросоюза, и почти три десятка стран континента работают в этом направлении, кооперируя усилия. Аэробусы серии А (300, 320 и т. д.) конкурируют на рынке с мощными американскими самолётами типа «Боинг». И если нашей стране не предпринимать усилий, то скоро мы все пересядем на импортную технику.
Отсюда неподдельный интерес к совместной разработке с американцами «Суперджет-100», и вскоре мы увидим среднемагистральный новый и экономичный авиалайнер на наших и международных линиях. Правда, заметил академик Василий Фомин, мы как бы плетёмся в хвосте у американцев, потому что лётные характеристики новой машины уступают даже старым отечественным образцам.
Интересна другая модель, над которой сейчас работает холдинг «Сухой»: это перспективная сверхзвуковая машина С21, которая будет дорогой, поскольку рассчитана для бизнес-класса, но она позволит добираться из Москвы до Новосибирска значительно быстрее.
Похоже, что «детство» и восторженная «юность» не только российского самолётостроения закончились. Нужно решать совершенно конкретные технические проблемы, прежде чем снова в разы улучшать лётные характеристики машин. Одна из этих проблем — звуковой барьер, который преодолеть, конечно, можно, но вот какой ценой? Аэродинамический удар по-прежнему остаётся одной из главных опасностей сверхзвуковой техники.
Ведётся интенсивный поиск способов смягчения ударной волны. Это и изменение конуса носовой части самолёта, и применение новых материалов, и даже опережающее действие на сопротивление спрессованного воздуха с помощью — как это ни покажется невероятным — лазера.
ИТПМ СО РАН — не отраслевой институт типа СибНИА. Его научный поиск носит несколько другой характер, он призван выявлять физические закономерности в работе с материалами, в том числе и применительно к самолётостроению. И сейчас в поле его зрения исследование возможностей снижения трения самолётных поверхностей, изменение конфигурации его отдельных частей. Причём простому человеку даже трудно представить себе, как, например, поверхность крыла самолёта может быть «нашпигована» датчиками и приспособлениями для создания дополнительных микропотоков воздуха, что в свою очередь снижает трение поверхности об основной воздушный поток, и т. п.
Законная гордость ИТПМ СО РАН — его уникальные аэродинамические трубы и мощные лазерные аппараты для «раскройки» стальных, алюминиевых и титановых листов. Лазерный луч в отличие от газовой плазмы режет металлы дороже, но с большей точностью — на порядок.
Отдельная научно-техническая проблема, над решением которой работает институт, — лазерная сварка легких металлов. Стальные корпуса кораблей, котлов и т. д. люди давно научились изготавливать с помощью сварки. Но вот что касается авиа- и космической техники, тут не всё так просто. Сегодня на автостанции вам могут сварить в аргоновой среде дюралевую деталь вашей машины. Вопрос в том, насколько прочна эта сварка. При высоких температурах тот же титан изменяет свою структуру, и сварочный шов пока не очень надёжен. Поэтому на современном самолёте десятками миллионов штук измеряется количество заклёпок. Клепальщицы на том же заводе им. Чкалова — одна из самых уважаемых профессий. Хрупкая женщина невеликого телосложения с пневмомолотком в руках проводит внутри корпуса, или — что ещё труднее — внутри воздухозаборника будущего самолёта многие часы напряжённейшего труда, и пока заменить её нельзя, нет такой технологии и машины.
Вот над решением этой задачи и работают учёные ИТПМ СО РАН.
Научно-исследовательские работы в авиакосмической сфере — лишь одно из направлений деятельности одного из старейших институтов Академгородка. Основанный сподвижником академика М. А. Лаврентьева академиком С. А. Христиановичем в 1957 году, ИТПМ СО РАН сегодня на самом переднем крае в инновационном научном поиске. Гостям «Interra-2009», который будет проходить в Новосибирске в начале сентября, будет что посмотреть.
