Учёные Сибирского государственного университета 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 своё применение на Железногорском предприятии Красноярского края АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва». ​​

— 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 учёными, позволит замкнуть производственный цикл и полностью перейти на собственное производство волноводов, — комментирует результаты проекта Владимир Халиманович, кандидат физико-математических наук, директор Отраслевого центра крупногабаритных трансформируемых механических систем АО «ИСС» имени академика М.Ф. Решетнёва».

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 счёт расплавления присадочного материала – проволоки. Применение такого метода соединения позволяет сократить межблочные расстояния в спутнике и снизить габариты и массу космического аппарата на 15-20 %. 

Нагревание трубопровода.jpg 

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 некачественной продукции и брака. Поэтому требуется точная отработка, воспроизведение технологических режимов и, как следствие, высокая квалификация персонала, тем более что до недавнего времени работа проводилась вручную, а существующие методы автоматизации процесса – имели явные недостатки, осложняющие контроль за процессом пайки и дающие высокий процент брака при высокой стоимости изделий и низкой повторяемости процесса.

При грантовой поддержке РФФИ и Красноярского краевого фонда науки группа учёных разработала оборудование, которое кардинально отличается от аналогов.

— В новой разработке реализован принцип управления режимом пайки, предусматривающий 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, — поясняет руководитель проекта, доктор технических наук, заведующий кафедрой информационно-управляющих систем СибГУ имени М.Ф. Решетнева  Александр Мурыгин. — 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. Если раньше он должен был находиться рядом, чтобы непосредственно наблюдать за процессом и управлять им, то теперь может уходить и с безопасного расстояния контролировать процесс: автоматизированная система сама проведёт необходимые расчёты и завершит технологический процесс пайки точно в срок.

— Кооперация с высокотехнологичными предприятиями позволяет вывести научную разработку на стадию практического применения, — комментирует исполнительный директор Краевого фонда науки Ирина Пантелеева. — При поддержке фонда 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. 

Пайка волноводов Релиз.docx 

Фото: 

1.      Автоматизация пайки волноводов. 

2.      Нагревание трубопровода в защитной среде при проведении экспериментальных исследований автоматизированной установки индукционной пайки трубопроводов на опытных образцах. 


Источники

Волноводы для космических аппаратов станут доступнее для российских аэрокосмических предприятий благодаря разработке красноярских учёных
Краевой фонд науки, 09/03/2021
Волноводы для космических аппаратов станут доступнее для российских аэрокосмических предприятий благодаря разработке красноярских ученых
СибГУ им. М.Ф. Решетнева (sibsau.ru), 10/03/2021
Волноводы для космических аппаратов станут доступнее для российских аэрокосмических предприятий
Научная Россия (scientificrussia.ru), 10/03/2021
Волноводы для космических аппаратов станут доступнее для российских аэрокосмических предприятий благодаря разработке красноярских ученых
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 09/03/2021
Волноводы для космических аппаратов станут доступнее для российских аэрокосмических предприятий благодаря разработке красноярских ученых
Краевой фонд науки (sf-kras.ru), 09/03/2021

Похожие новости

  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    1843
  • 02/03/2021

    Ученые НГТУ НЭТИ и ИХТТМ СО РАН создали стенд для испытаний деградации аккумуляторов электромобилей

    Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ создали лабораторную установку для испытаний литиевых аккумуляторов (ЛИА) для электромобилей с целью определения деградационной стойкости аккумуляторов.
    702
  • 29/01/2020

    Красноярский ученый ведет разработки интеллектуальных информационных технологий с научной группой из Японии

    ​В настоящее время выполняются работы по совместному российско-японскому проекту вместе с научной группой Университета Префектуры Аичи (Япония). Со стороны СибГУ имени М.Ф. Решетнева руководителем проекта является Ахмедова Ш.
    421
  • 04/02/2021

    Учёные спасают автотрассу Норильск – Алыкель от снежных завалов

    Учёные Сибирского федерального университета представили второй этап программы «Дорога ветров». До конца 2021 года будут проведены работы по восстановлению снегозаградительных щитов Потапова в целях снижения снеговых заносов автомобильной дороги Норильск — Алыкель.
    390
  • 27/04/2021

    В ТГУ придумали, как за 2 часа рассчитать процессы в двигателе ракеты

    ​Аспирант физико-технического факультета Томского государственного университета Александр Кирюшкин совместно с профессором кафедры математической физики ФТФ ТГУ Леонидом Миньковым усовершенствовал алгоритм расчета внутрикамерных процессов в ракетных двигателях, существенно увеличив его точность и сократив время работы до 2-х часов.
    346
  • 01/04/2021

    3D-печать, нейросети и наноматериалы для «Новой медицины»

    ​Нейросети, 3D-печать имплантатов, доставка лекарств с помощью наноматериалов – об этом вы узнаете в заключительной, третьей части обзора уникальных исследований и технологий университетов Проекта 5-100 по направлению «Новая медицина».
    391
  • 26/09/2019

    Международная группа с участием ученых НГУ опубликовала статью о новом методе управления лазером

    В НГУ проведены исследования волоконного лазера с оригинальным управляющим элементом, использующим композитный наноматериал нового поколения на основе углеродных нанотрубок и ионной жидкости. Результаты работы опубликованы в престижном журнале Nano Letters.
    1011
  • 15/04/2021

    Гиперзвуковые двигатели на полимерах: новая ступень развития авиации

    Аспирант физико-технического факультета ТГУ Надежда Скибина при поддержке РФФИ проводит исследование процессов, протекающих при работе прямоточного воздушно-реактивного двигателя со сверхзвуковым течением окислителя в камере сгорания.
    568
  • 30/12/2020

    Группа учёных Тюменского индустриального университета выиграла грант РФФИ

    ​Научный проект «Теоретическое и экспериментальное исследование восходящего газожидкостного потока в вертикальных каналах применительно к решению прикладных задач нефтегазовой отрасли», представленный группой учёных под руководством доктора физико-математических наук, профессора Тюменского индустриального университета, главного научного сотрудника ТюмФ ИТПМ СО РАН Наиля Мусакаева, стал победителем первого регионального конкурса грантов на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, проводимого совместно Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) и Тюменской областью.
    1363
  • 27/04/2020

    Авторский адсорбент магистранта СФУ получил признание на международной студенческой конференции

    ​Исследование магистранта Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета Марии Атамановой «Механизм адсорбции красителя эозина на поверхности частиц из разнозаряженных природных полисахаридов» заняло второе место в подсекции «Физические методы исследования функциональных материалов и наносистем» в рамках 58-й Международной научной студенческой конференции, которая прошла на базе Новосибирского государственного университета с 10 по 13 апреля 2020 года онлайн.
    602