Внешнеэкономическая деятельность
АО «Композит» с 1990 года реализовано более 70 внешнеэкономических контрактов по направлениям:
— производство и поставка материалов и заготовок;
— испытания материалов;
— изготовление и поставка оборудования для испытания материалов;
— разработка методик испытаний и технологических процессов;
— изготовление и поставка изделий по документации заказчика.
Потребителями продукции и услуг АО «Композит» стали фирмы различных стран, в т.ч. ФРГ, Японии, Франции, Италии, Швейцарии, США, Бразилии, Венгрии, Израиля, Индии, КНР, Южной Кореи.
По итогам международного тендера АО «Композит» реализовало контракт с ЦЕРН (Швейцария) на изготовление и поставку элементов ионопровода из бериллия для Большого адронного коллайдера (БАК) трубчатые конструкции в виде усечённых конусов с длиной 3,8 и 6,0 м, толщиной стенки от 1,0 до 2,4 мм.
Разработки АО «Композит» отмечены дипломоми и медалями Всемирного салона изобретений «Брюссель-Эврика» в 1993, 1995, 1997 и 2003 годах.
Либерализация внешнеэкономической деятельности позволила расширить взаимодействие отечественных предприятий с зарубежными коллегами в различных областях техники.
АО «Композит» (ранее ЦНИИМВ, НПО «Композит») , традиционно занимающееся разработкой материалов, комплексным изучением их свойств и технологий применения новых материалов в изделиях космической техники, в 1990 году получило разрешение на внешнеэкономическую деятельность и организовало направленные работы по продвижению своих достижений на внешний рынок.
В обеспечение этого :
- — На основе сопоставительного анализа уровня разработок были выбраны конкурентоспособные направления и разработаны альбомы информационных материалов , предназначенные для широкого ознакомления зарубежных специалистов.
- — Организовано представление достижений предприятия на международных выставках в Франции (1993, 1995 г.г.), в Швейцарии (1998 г.) , в Индии (1999 г.), в Югославии (1999 г.), в Российской Федерации (МАКС и др. ), в Брюсселе (1993, 1995, 1997, 2003 г.г. ) , в Испании ( 1996 г.).
- — организована передвижная выставка в Китайской Народной Республике (1992-1994 г.г.),
- — организована специализированная выставка по бериллиевым материалам и оптике в Чехословакии (1993 ).
Разработки АО “Композит” неоднократно представлялись на всемирном салоне изобретений “Брюссель-Эврика” и получали награды салона:
- — эндопротез тазобедренного сустава, золотая медаль 1993 г.,
- — рентгенозащитный фартук, диплом 1993 г.,
- — курительное изделие, серебряная медаль 1994 г.,
- — электромеханический преобразователь, золотая медаль, 1995 г.,
- — устройство для крепления облицовочных плит, серебряная медаль 1997 г,
- — индивидуальный индикатор УФИ, серебряная медаль, 1997 г.,
- — резиновая смесь и способ ее переработки, серебряная медаль 1997 г.,
- — способ получения композиционного материала, золотая медаль , 2003 г.
Целевое информационное обеспечение и активное участие АО «Композит» в международных выставках и конференциях дало возможность найти потенциальных потребителей за рубежом и приступить к оформлению и выполнению конкретных заказов.
За период с 1990 г. по настоящее время подразделениями предприятия выполнено более 70 внешнеэкономических контрактов.
Основными направлениями внешнеэкономического сотрудничества являются:
- — изготовление и поставка изделий по документации зарубежных заказчиков,
- — выполнение испытаний материалов по заказам зарубежных заказчиков,
- — организация изготовления и поставки оборудования для испытания материалов и изделий,
- — организация производства и поставки материалов и полуфабрикатов по спецификациям зарубежных заказчиков,
- — выполнение научно-исследовательских работ по разработке новых материалов и покрытий,
- — разработка методик испытаний и технологических процессов.
Партнерами “Композита” по международным сделкам были фирмы из 13 стран. (Бразилия, Венгрия, Германия, Израиль, Индия, Италия, КНР, США, Сирия, Франция, Швейцария, Южная Корея, Япония).
Сводные показатели по внешнеэкономическим контрактам представлены в таблице 1
Международное сотрудничество АО «Композит» Табл.1
| Страна | Заказчик | Предмет сотрудничества |
| Венгрия | Kozmu-EpitiesiTechnological Kfk> | Изготовление и поставка стеклоблоков |
| Германия | Siеmens | Изготовление и поставка цилиндров из бериллия |
| Израиль | I.A.I Tamam Division Electronic Group Israel Aircraft Industries Ltd. | Изготовление и поставка изделий из бериллиевых материалов для космических аппаратов |
| Индия | India Space Research Organization | Изготовление и поставка узлов из УУКМ для космических аппаратов |
| India Space Research Organization | Изготовление и поставка установки для высокотемпературных испытаний | |
| India Space Research Organization | Проведение комплексных испытаний материалов индийского производства | |
| Италия | Alfa Romeo | Изготовление и поставка дисков из гранульного никелевого сплава |
| КНР | Шанхайский физико-технический институт | Изготовление и поставка корпусов космических зеркал из бериллия.Изготовление и поставка узлов крепления приборов на космических аппаратах из бериллия и литейного бериллиевого сплава |
| Пекинский институт космической механики и электротехники | Изготовление и поставка корпусов космических зеркал из бериллия.Изготовление и поставка корпусов космического телескопа из литейного бериллиевого сплава и углепластика | |
| Пекинский институт контрольных приборов | Изготовление и поставка оснований для крепления датчиков космической навигации из бериллия и бериллиевого сплава | |
| Shaanxi Non-Mrtallic Materials and Technology Institute | Изготовление и поставка промышленного компьютерного томографа | |
| Хунанская компания новых материалов | Изготовление и поставка сферических гранул из никелевого сплава | |
| Выполнение совместных НИР по разработке клеев и эмалей | ||
| США | Pioneer Group | Изготовление и поставка сферических гранул из технического титана |
| Synertech P/M, Inc. | Изготовление и поставка сферических гранул из титановых сплавов | |
| K-TEK Int. | Изготовление и поставка рентгеновских окон из бериллия | |
| Rockwell Science Center | Изготовление и поставка экспериментальных образцов неохлаждаемых микрокамер из УУКМСовместное исследование никелевого сплава | |
| Brookhaven National Laboratory | Изготовление и испытание макетов камеры ускорителя из углепластика | |
| Сирия | Scientific and Research Centre | Поставка полуфабрикатов из алюминиевых сплавов и сталей |
| Франция | SAGEM | Изготовление и поставка деталей из бериллия |
| Societe Europeenne De Propulsion | Изготовление и поставка экспериментальных образцов неохлаждаемых микрокамер из МКМ, | |
| Aerospeciale | Изготовление ипоставка экспериментальных образцов трубчатых элементов из МКМ | |
| SNEKMA Propulsion Solide | Выполнение НИР по новому способу получения заготовок из карбида кремния | |
| Швейцария | CERN | Изготовление и поставка трубчатых элементов ускорителя из бериллияИзготовление и поставка экспериментальных образцов тонкостенных зеркал ускорителя из бериллия |
| Medicoat AG | Изготовление и поставка сферических порошков из титана | |
| Южная Корея | Корейский институт науки и технологий | Выполнение испытаний образцов материалов производства Южной Кореи |
| CnFK Co. | Изготовление и поставка заготовок узлов для установок выращивания монокристалловкремния | |
| Япония | NISSHO IWAI CORPORATION | Изготовление и поставка рентгеновских окон из бериллия |
Ниже представлены сведения о наиболее интересных конкретных примерах работ, выполненных АО «Композит» по взаимодействию с иностранными предприятиями и организациями.
Бериллиевые материалы
Бериллий наряду с особыми ядерными свойствами обладает уникальным сочетанием физико-механических характеристик, что позволило рассматривать его, как эффективный конструкционный материал.
Низкая плотность (ρ=1850 кг/м3) и высокий модуль упругости (Е = 290 ГПа) обеспечивают бериллию превосходное значение удельного модуля упругости (Е/ρ), который в шесть раз больше соответствующих параметров для сталей, титановых и алюминиевых сплавов (табл.2)
Таблица №2
Сравнительные характеристики материалов
| Материал | Плотность γ кг/м 3 | Модуль упругости, Е, ГПа | Удельный модуль упругости Е/γ,км. |
| Бериллий | 1850 | 290 | 15,67х103 |
| Титан | 4500 | 112 | 2,48х103 |
| Алюминий | 2690 | 67 | 2,48х103 |
| Сталь | 7800 | 210 | 2,69х103 |
Удельная теплоемкость бериллия (Ср=1840 Дж/кг К) является наивысшей для твердых металлов.
Указанные выше выдающиеся свойства бериллия сочетаются с высокой температурой плавления ( Тпл = 1284 С), достаточно высокой теплопроводностью ( λ = 159 Вт/м К ), низким коэффициентом линейного термического расширения ( α = 11х10 -6 1/К), высокой размерной стабильностью.
АО «Композит» располагает лабораторно-производственной базой, обеспечивающей соблюдение необходимых мер безопасности при обработке токсичных бериллиевых материалов, включая защиту персонала и предотвращение загрязнения окружающей среды.
На основе выполненных разработок, изготовления и испытания опытных образцов были обоснованы и реализованы в экспериментальных и штатных изделиях следующие направления применения бериллиевых материалов.
Элементы ускорителей.
Одним из основных элементов Ускорителя элементарных частиц БАК (Большой Адронный Коллайдер, ЦЕРН , Щвейцария) является замкнутый кольцевой ионопровод ,представляющий собой, сборную трубчатую конструкцию общей протяженностью около 26 км. На протяжении всего ионопровода располагаются различные экспериментальные установки для изучения взаимодействия элементарных частиц.
Одной из новых установок является установка LHCb, располагающаяся в Церне.
Установка LHCb предназначена для регистрации результатов взаимодействий ускоренных потоков элементарных частиц , происходящих внутри ионопровода.
Для решения задачи регистрации частиц с малыми энергиями требуется , чтобы материал ионопровода обладал минимальной поглощающей способностью для частиц с малыми энергиями. Единственным материалом отвечающим этим требованиям является бериллий, который практически прозрачен для потоков элементарных частиц (пропускающая способность бериллия примерно в 17 раз выше , чем у алюминия). В связи с этим разработчиками физического эксперимента на установке было принято решение об изготовлении части ионопровода ускорителя в районе указанной установки из бериллия.
АО «Композит» выиграло международный тендер на изготовление трех элементов ионопровода из бериллия. Это стало возможным благодаря имеющимся в АО «Композит» технологическим возможностям обработки бериллиевых материалов и большому опыту производства разнообразных конструкций их этих материалов.
Элементы ионопровода представляют собой тонкостенные сварные трубчатые конструкции из технического бериллия в виде усеченных конусов, основные параметры которых приведены в таблице
Таблица №3
Параметры труб из бериллия для ускорителя в ЦЕРНЕ
| № | Индекс | Длина, мм | Диаметр, мм | Толщина, мм | Примечание |
| 1 | UX 85/ 1 | 1876 | 50-110,4 | 1,0-1,5 | Фото рис.1 |
| 2 | UX 85/ 2 | 3822 | 64,5-141,0 | 1,0-1,4 | |
| 3 | UX 85/ 3 | 6050 | 140,9-262,0 | 1,4-2,4 | Фото рис.2 |
Каждая бериллиевая труба с двух сторон соединена сваркой с концевыми фланцами из алюминиевого сплава, которые предназначены для монтажа труб в контур ионопровода ускорителя .
Трубы изготавливались в цехах института «Бериллий» АО «Композит». В обеспечение изготовления заказанных конструкций были разработаны технологические процессы прецизионной механической обработки конических труб переменной толщины из бериллия, уникальные процессы сварки конических бериллиевых труб между собой и с концевыми элементами из алюминиевых сплавов, финишной химической обработки.
В окончательно обработанном состоянии изготовленные трубы из бериллия обеспечивают достижение вакуума в откачанном состоянии величиной 2х10-10 Ра. Течь при внешнем давлении гелия, равном 1 атм, соответствует требованиям и не превышает величины 4х10-9Па м3сек-1м2.
В настоящее время бериллиевые трубы успешно эксплуатируются в составе ускорителя в ЦЕРНЕ.
Элементы космических оптических систем.
В оптических системах, размещаемых на космических аппаратах, значительное место принадлежит бериллиевым материалам. Применение бериллия позволяет оптимизировать параметры таких элементов космической оптики, как корпуса телескопов и корпуса зеркал.
Ряд оригинальных разработок было выполнено АО “Композит” совместно с учеными и конструкторами из КНР.
В частности была создана уникальная конструкция корпуса космического телескопа в виде ажурной пространственной фермы, изготавливаемой из литейного бериллиевого сплава типа ЛБС методом высокоточного литья по выплавляемым моделям с последующей прецизионной механической обработкой (рис.3). Масса этого корпуса была в три раза меньше по сравнению с массой аналогичного корпуса из титанового сплава. Телескоп с корпусом из бериллиевого сплава успешно эксплуатируется в составе спутника Земли в течение нескольких лет.
Совместно с Шанхайским физико-техническим институтом разработана серия зеркал эллиптической формы с размером большой оси 290-305 мм. Зеркала представляют собой монолитную конструкцию с облегчением в виде прямоугольных окон (рис.4). На корпусе зеркала предусмотрено место для его консольного закрепления на валу вращателя. Технология механической обработки обеспечивает неплоскостность рабочей поверхности корпуса зеркала не хуже 0,01 мм, и высокую точность выполнения отверстия со шпоночной канавкой для крепления зеркала на валу вращателя. Вес корпуса зеркала из бериллия всего около 0,7 кг. Зеркала успешно эксплуатируются на спутниках Земли серии Feng >Yun
Принципиально другой вид корпусов зеркал из бериллия изготавливается для Пекинского института космической механики и электротехники. Эллиптические корпуса имеют симметричную форму и представляют собой полую паяную конструкцию. Каждая половина корпуса изготавливается в виде вафельной панели с квадратными ячейками различных размеров для отличающихся вариантов корпусов (рис.5).
Точность изготовления позволяет провести сборку под пайку с практически полным совпадением ребер и плоскостей двух половин корпуса. Высокотемпературная пайка обеспечивает высокую прочность паяного соединения половин корпуса , в результате чего формируется облегченная и жесткая конструкция корпуса. По описанной схеме изготавливались корпуса с размером большой оси эллипса до 625 мм. Масса корпуса с размерами осей 600х475 мм составляет всего 6,5 кг.
Паяные бериллиевые корпуса зеркал используются в Китайско-Бразильских спутниках CBERS для исследования ресурсов Земли.
Применение бериллия в корпусах зеркал дает следующие преимущества: повышенная размерная стабильность, значительное снижение массы , уменьшение инерции при поворотах зеркал, снижение нагрузок на узлы крепления зеркал и приводы вращения.
Элементы систем космической навигации.
Точность систем космической навигации неразрывно связана с точностью взаимного расположения чувствительных элементов и датчиков. Отсюда вытекают высокие требования к параметрам узлов для их установки. Благодаря указанному выше комплексу свойств бериллий отвечает наибольшему количеству требований, предъявляемых к материалу для опорных узлов. Опорные узлы изготавливаются либо путем прецизионной механической обработки, либо точным литьем по выплавляемым моделям с последующей прецизионной механической обработкой. Примером такого узла , полученного механической обработкой из монолитного бериллиевого блока , являются основания, изготовленные по заказу Пекинского института контрольных приборов (рис.6). Точность основных параметров таких , как неплоскостность, непараллельность, неперпендикулярность шести основных плоскостей составляет не хуже 5 микрон при габаритных размерах детали 220х240х145 мм. Вес такого основания не превышает 1,7 кг.
Рентгеновские окна из бериллия.
По заказам американской фирмы K-TEK Int. специалистами АО «Композит» изготовлено и поставлено более 50 типоразмеров рентгеновских окон из бериллия различной конфигурации и размеров (полусферические, плоские, цилиндрические) (рис. 7). Размеры окон от 15 до 250 мм., толщина окон от 30 до 500 микрон. Разработанные процессы изготовления бериллиевых окон и методов их соединения с фланцами из алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей и ковара обеспечивают вакуумную плотность окон не хуже 2х10-6Ра. Изготовленные рентгеновские окна из бериллия успешно эксплуатируются в исследовательских установках в различных странах (США, Япония, Норвегия).
Композиционные материалы
АО «Композит» располагает достаточной производственной базой, позволяющей изготавливать разнообразные изделия из углерод-углеродных, полимерных и металлических композиционных материалов для зарубежных заказчиков.
Приведем некоторые примеры выполненных заказов.
Корпус космического телескопа из углепластика,
изготовленный по заказу Пекинского института космической механики и электротехники, представляет собой цилиндрическую конструкцию с закладными элементами (рис.8). Материал корпуса углепластик обладает сочетанием высокого модуля упругости (150ГПа ), высокой прочности (900 МПа), низким коэффициентом линейного термического расширения и малым удельным весом (1530 кг/м3, что позволяет изготовить жесткую размерностабильную конструкцию с высоким весовым совершенством. Основные технологические процессы: намотка углеродной нити, автоклавное формование, механическая обработка.
Камера фотонного ускорителя из углепластика
предназначена для исследования результатов взаимодействия ускоренных пучков частиц , которые ,как правило, осуществляется с помощью детекторов, располагающихся вне вакуумных камер ускорителей. Примером одной из таких камер является камера фотонного ускорителя, применение которой предполагается в проекте KOPIO, реализуемом в Брукхейвенской Национальной Лаборатории США. Одно из основных требований к материалу камеры- пропускать без значительных искажений элементарные частицы, образующиеся в результате взаимодействия потоков , происходящего внутри камеры. Предварительно рассматривались наиболее подходящие материалы — бериллий и материалы на основе углерода. Вариант бериллия был отложен в связи отсутствием технологических возможностей изготовления камеры диаметром более 2000 мм. В результате совместного решения представителей США, Института физики высоких энергий и АО «Композит» было принято решение провести эксперименты по изготовлению модели камеры из углепластика в масштабе 1:5.
Модель представляла собой цилиндрическую оболочку, соединенную с двумя эллиптическими днищами и плоскими ионопроводами. В обеспечение изготовления моделей в АО «Композит» были проведены прочностные расчеты и выбрана схема армирования элементов модельной камеры. Было изготовлено и испытано 4 модели. Внешний вид модельной камеры показан на рис. 9. Результаты испытаний позволили определить параметры ,необходимые для расчета и проектирования полномасштабного изделия.
Узлы из УУКМ для спускаемой космической капсулы
проекта SRE Projekt индийской разработки, изготавливались в АО «Композит» по традиционной схеме путем создания многомерного углеродного каркаса с последующим насыщением углеродом до получения плотности не менее 1600 кг/м3 (прочность 80-150 МПа, теплоемкость 680-2000 Дж/кг К)
В состав поставленных в Индию узлов входило две детали: лобовой обтекатель в виде массивной усеченной сферы (рис.10) и стыковочная тонкостенная коническая оболочка с фланцами .Конечная геометрия деталей обеспечивалась путем механической обработки насыщенных заготовок.
Назначение деталей обеспечить сохранение расчетной траектории спуска при входе в плотные слои атмосферы за счет равномерного уноса массы с поверхности и защитить находящиеся в спускаемом аппарате объекты от теплового воздействия за счет теплозащитных свойств УУКМ.
Теплонагруженные узлы из УУКМ для технологических установок.
В последние годы в связи с развитием альтернативных источников энергии резко увеличивается спрос на монокристаллы кремния, используемые для изготовления солнечных батарей. Соответственно потребовалось увеличить ресурс работы различных теплонагруженных узлов установок выращивания монокристаллов. Одним из путей этого является замена графита на УУКМ в таких узлах ,как нагреватели, подставки , узлы крепления, облицовки тиглей. Применение УУКМ позволяет увеличить ресурс работы технологических установок в 2-3 раза.
По заказу южнокорейской фирмы CnFK Co. АО «Композит» изготавливает предварительно обработанные заготовки из УУКМ, предназначенные для изготовления типовых узлов установок выращивания монокристаллов кремния (рис. 11).
Многослойный металлический композиционный материал
на основе тугоплавких металлов (ниобий, молибден, цирконий, гафний) используются для изготовления малогабаритных неохлаждаемых камер сгорания. Основные характеристики: прочность 50-60 МПа при 18000С, рабочая температура в окислительной среде до 18000С, толщина стенки от 0,3 до 2,5 мм. Применяемые процессы : послойное ионно-плазменное напыление, нанесение керамических покрытий. АО «Композит» по заказу французской компании SEP изготовило и поставило 4 комплекта изделий. Проведенные на SEP испытания в условиях , имитирующих эксплуатацию космического аппарата «Гермес» , подтвердили эффективность применения разработанного в АО «Композит» металлического композиционного материала для камер сгорания двигателей систем ориентации космических аппаратов.
Волокнистый металлический композиционный материал (МКМ)
Волокнистый металлический композиционный материал (МКМ) алюминий- бор в основном предназначен для трубчатых ферменных конструкций повышенной жесткости. В ОАО «Композит» разработан оригинальный технологический процесс изготовления трубчатых элементов из МКМ алюминий-бор, включающий изготовление моноленты путем напыления алюминия на борное волокно и последующее паростатическон прессование труб из моноленты. Основные характеристики материала: прочность при растяжении 1000 МПа, прочность при сжатии 1400 МПа, модуль упругости 220-240 ГПа, удельный вес 2650 кг/м3. Освоенные размеры труб : диаметр 30-80 мм, длина 200-1500 мм., толщина стенки 1,-3,0 мм. (рис.12). Трубы используются в ряде российских космических аппаратах.
По заказу французской компании Aerospeciale АО «Композит» изготовило и поставило партию трубчатых элементов из МКМ алюминий-бор для проведения комплексных испытаний, результаты которых позволили оценить целесообразность применения этого материала в разрабатываемых во Франции космических объектах.
Услуги по испытаниям материалов
АО «Композит» располагает оборудованием и методиками испытаний теплофизических, механических и эксплуатационных характеристик металлических и неметаллических материалов в широком диапазоне температур и условий.
В рамках международного сотрудничества АО «Композит» выполнило ряд работ с зарубежными фирмами по испытаниям материалов.
Для заказчиков из КНР АО «Композит» провело изучение изменения характеристик образцов полимерных материалов и покрытий под воздействием факторов, имитирующих условия работы космических аппаратов . Была испытана партия образцов из материалов, представленных заказчиком. Исследовалась деградация оптических характеристик (Аs,ξ), как под воздействием отдельных факторов (вакуум, ультрафиолетовое излучение Солнца, электронное и протонное излучения), так и под комплексным воздействием нескольких факторов.
Индийская компания India Space Research Organization заказала проведение испытаний ряда собственных неметаллических и композиционных материалов для определения теплофизических характеристик (удельная теплоемкость, теплопроводность, коэффициент линейного термического расширения и др.) и механических свойств (прочность на растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг, модуль упругости) при повышенных температурах, вплоть до 3000 0С (для УУКМ). Всего было выполнено несколько серий испытаний таких материалов, как пенопласты, углепластики, УУКМ.
По контракту с Корейским институтом науки и технологий АО «Композит» провело цикл испытаний углерод-углеродных материалов, разработанных и поставленных этим институтом. Испытания включали определение теплофизических характеристик материалов в диапазоне температур от 300 0 до 3000 0С.
Сотрудничество АО «Композит» с зарубежными партнерами позволяет поддерживать высокий уровень разработок и обеспечивает до 25% бюджета предприятия.