На земле и в воздухе: что томские ученые делают для авиации

ТОМСК, 16 авг – РИА Томск. Первые радары, определяющие турбулентность, дефектоскопы для поиска повреждений в фюзеляже, исследования того, как перегрузки влияют на слух человека – к этим и многим другим разработкам томские ученые имеют непосредственное отношение. О некоторых разработках – в материале РИА Томск, посвященном Дню Воздушного флота России, который отмечается в воскресенье.

Дороже золота

В конце 2014 года ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно со специалистами Сибирского химического комбината произвели первый опытный образец российского бериллия. Получено всего несколько граммов, но благодаря этому Россия может стать четвертой страной, освоившей пусть пока опытное, но все же производство бериллия. До этого этот стратегический металл производили только в США, Китае и Казахстане.

Бериллий – один из самых твердых металлов (в чистом виде) и легких металлов, обладающий высочайшей теплостойкостью и упругостью. Металл используют в основном как добавку к сплавам, что позволяет значительно повысить их твердость и прочность. Перспективным считается получение сплавов бериллия с литием – они будут легче воды.

Облегченные конструкции самолетов с применением бериллия увеличивают дальность и потолок полетов. Руль направления самолета-истребителя, изготовленных из бериллия, весит на сорок процентов меньше, чем алюминиевый, а жесткость его больше почти в пять раз.

Также бериллий используется для изготовления тормозных дисков колес шасси самолетов, поскольку они легче стальных и нагреваются при посадке и последующем торможении значительно меньше, чем "конкуренты".

В этом году томские ученые планируют произвести первый килограмм качественного металла. Не исключено, что уже в 2020 году в регионе появится промышленное производство этого металла.

До применения этой томской разработки в аэрокосмической отрасли еще далеко, но перспектива весьма заманчива.

Следить за самолетами…

Для работы с самолетами с земли томская научно-производственная фирма "Микран" разработала для Госкорпорации по организации воздушного движения целый ряд датчиков с различными диапазонами рабочих частот. Плохая погода для сенсоров – не помеха: они все равно обозревают площадь 19 квадратных километров за 2,5 секунды как днем, так и ночью.

"Совместное использование оптических и радиолокационных датчиков позволяет значительно сократить время обзора зоны при повышении вероятности правильного обнаружения вторжения. <…> (Сенсноры) могут быть использованы для модернизации систем безопасности, в том числе охраны периметра и решения задач обзора летного поля", – сообщили в пресс-службе компании.

А томская "дочка" столичного Лианозовского электромеханического завода, резидент томской особой экономической зоны ООО "ЛЭМЗ-Т" занимается разработкой "интеллектуальной начинки" для его систем управления воздушным движением.

Разрабатываемые ими алгоритмы позволяют значительно ускорить работу систем и сделать ее точнее, снизив уровень помех, а также увеличить дальность работы радаров.

"Это и гражданские радары, и военные. Большой был очень заказ при проведении Олимпиады в Сочи. Ими был закрыт весь Кавказский хребет, все побережье, все Сочи. На несколько эшелонов было перекрыто. И наши специалисты там дежурили, так как это наше программное обеспечение. Сейчас они (радары) стоят во многих регионах", – рассказал директор компании Юрий Светличный.

…и погодой

Кроме того, программное обеспечение "ЛЭМЗ-Т" позволило создать первый метеорадар, который "видит" турбулентность. Уже несколько лет его устанавливают в разных городах России.

"Он (метеорадар) позволяет на 500 километров в разные стороны просматривать воздушное пространство на наличие грозовых потоков, определят – что это: грозовое, дождевое облако, с градом или со снегом. И точность прогноза на порядок увеличивает. В России до этого такое оборудование у метеорологов отсутствовало", – рассказал Светличный.

По его словам, такой точности удалось достичь благодаря особым зондирующим сигналам, которые, отражаясь от метеообразований, позволяют получить реальную картину, и томским алгоритмам обработки, которые с высокой точностью отличают нужный сигнал от помех.

Найдется все

Тепловая томография – это способ, который позволяет "просвечивать" предмет с использованием тепла. Объект для начала нагревают, а потом делают снимок тепловизором – прибором, отображающим участки в зависимости от их температуры.

Томские "политехники", которые изучают тепловую томографию, предложили усовершенствовать технологию таким образом, чтобы она подходила и для корпуса самолета.

"Существует традиционный тепловой контроль, а для авиации мы используем еще и источники оптической стимуляции – лампы ксеноновые или галогеновые, и дальше мы используем компьютерную обработку термоизображений и на основе такого бесконтактного способа определяем дефекты типа ударных повреждений, расслоений и другие", – рассказал РИА Томск директор томского Института неразрушающего контроля Валерий Бориков.

По его словам, такой способ идеально подходит для стекло-, боро- и углепластики, из которых изготовлены изделия для авиации.

"Если, например, птица ударяется – последствия удара незаметны для глаза, а если использовать такие дефектоскопы-томографы, можно определить, есть ли вода в конструкции самолета или повреждения", – отметил Бориков.

В настоящее время создан прототип устройства. Технологией интересуются несколько российских и зарубежных фирм.

Кроме того, политехники работают над технологией, в которой для поиска дефектов будет использоваться не нагревание, а ультразвук. Результаты обследования также можно оценивать через тепловизоры: ультразвук вызовет колебания и трещины, в результате трения стенок места, где есть дефекты, будут нагреваться.

Что везем?

Еще одно изобретение ТПУ – бетатроны – используются при производстве комплексов таможенного осмотра, в том числе, и для аэропортов.

"Частицы внутри бетатрона, разгоняясь, а потом резко замедляясь, дают эффект рентгеновского снимка. Рентген, полученный на томских ускорителях, может просвечивать сталь толщиной до 30 сантиметров", – отметили в пресс-службе вуза.

При этом бетатрон примерно в три раза дешевле аналогов. А за счет того, что он более компактный, на его основе можно делать мобильные установки.

Досмотровые комплексы уже продаются за рубеж: например, такая установка стоит на границе Сингапура и Малайзии.  

Дайверы – летчикам

Ученые не забыли и о самих пилотах: сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) и Научно-клинического центра оториноларингологии ФМБА России проводят на томских подводниках исследования, которые помогут изучить последствия воздействия избыточного давления окружающей среды на состояние слуховой системы и вестибулярного аппарата человека.

В качестве "подопытных" выступают 23 дайвера, занимающиеся подводным плаванием от 2,5 лет. Они прошли несколько тестов, в том числе проверку отоакустической эмиссии (акустический ответ, являющийся отражением нормального функционирования слухового рецептора) и импедансометрию (оценка сокращения слуховых мышц и порога акустического рефлекса, в том числе порога дискомфорта).

По данным вуза, эта работа позволит выработать рекомендации для людей, которые регулярно находятся в условиях измененного давления окружающей среды – водолазов, дайверов, летчиков, космонавтов, моряков и других.