Волноводы для космических аппаратов станут доступнее для российских аэрокосмических предприятий благодаря разработке красноярских ученых и инженеров.

В Сибирском государственном университете науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева разработали установку, позволяющую автоматизировать процесс индукционной пайки волноводных трактов для ракетно-космической отрасли, что повысит качество и существенно снизит массо-габаритные характеристики волноводов и, как следствие, космических аппаратов.

Разработка уже нашла свое применение на Железногорском предприятии Красноярского края АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва».

Владимир Халиманович, кандидат физико-математических наук, директор Отраслевого центра крупногабаритных трансформируемых механических систем АО «ИСС» имени академика М.Ф. Решетнёва рассказал:

«Внедрение установки проходит в рамках программы импортозамещения. Стоимость одного волновода на европейском рынке может достигать от 400 до 1000 евро за штуку, в то же время на одном спутнике может использоваться порядка полутора тысяч волноводов.

Поэтому автоматизация производства сборки волноводов позволит существенно сократить расходы предприятия и повысить производительность труда. Учитывая, что сами волноводы также производятся на предприятии, автоматизированная система индукционной пайки, предложенная учеными, позволит замкнуть производственный цикл и полностью перейти на собственное производство волноводов».

Волноводы являются частью трактов антенно-фидерных устройств, передающих информацию с помощью высоких радиочастот (порядка 16 ГГц) с минимальными искажениями и потерями. Сборка волноводов осуществляется с помощью индукционной пайки-соединения элементов за счет расплавления присадочного материала – проволоки. Применение такого метода соединения позволяет сократить межблочные расстояния в спутнике и снизить габариты и массу космического аппарата на 15–20%.

Однако индукционная пайка тонкостенных волноводных трактов – сложный технологический процесс. Разница между температурой плавления припоя и самой трубы волновода всего 50 градусов, а нагревание происходит при средней скорости 20–25 °С/сек. В таких условиях высок риск получения брака.

Чтобы улучшить качество, при грантовой поддержке РФФИ и Красноярского краевого фонда науки группа ученых разработала оборудование, которое кардинально отличается от предыдущего.

По словам руководителя проекта, доктора технических наук, заведующего кафедрой информационно-управляющих систем СибГУ имени М.Ф. Решетнева Александра Мурыгина, в новой разработке реализован принцип управления режимом пайки. Он предусматривает контроль и программное управление температурой нагрева элементов паяемого соединения за счет управления мощностью индукционного генератора и изменением расстояния от индуктора до волновода с помощью управляемого электропривода манипулятора. Контроль температур соединяемых деталей, а также реализация обратной связи осуществляется с использованием оптических пирометров. Такая схема управления исключает вероятность прожогов, оплавления элементов и влияние человеческого фактора. Оригинальное устройство запатентовано и является совместной разработкой СибГУ и «ИСС им М.Ф. Решетнёва.

Кроме того, благодаря внедрению устройства удалось отделить оператора от зоны вредного электромагнитного излучения. Кооперация с высокотехнологичными предприятиями позволяет вывести научную разработку на стадию практического применения. При поддержке РФФИ была разработана технология, которая позволит отечественным предприятиям космической промышленности отказаться от закупки и использования зарубежных дорогостоящих технологий, повысить производительность и качество продукции, а также сохранить здоровье персонала. Такой результат проекта является примером взаимовыгодного развития науки и производства.



По материалам РФФИ