Ученые Томского научного центра СО РАН в кооперации с коллегами из Томского госуниверситета, Института физики металлов УрО РАН и Харбинского инженерного университета ведут работы по созданию методов защиты поверхности космических аппаратов от повреждений, моделированию условий возникновения подобных чрезвычайных ситуаций на орбите и формированию нового перспективного класса слоистых материалов для авиа- и ракетостроения. Этот проект получил финансовую поддержку Российского научного фонда.

Космос — это очень агрессивная среда, находясь в которой автоматические и пилотируемые аппараты постоянно подвергаются опасности. Любая встреча с крупным осколком техногенного происхождения может стать причиной серьезной аварии, а столкновение с мелкими частицами космического мусора и метеорных тел (даже если размер объекта на наш взгляд ничтожно мал — это какие-то доли миллиметра) может привести к повреждениям поверхности аппарата и сбоям в работе оборудования на его борту. Поэтому одна из приоритетных задач — исключить подобные ситуации, обеспечив надежность всех элементов и конструкций аппарата.

— Одно из направлений, которое активно развивается в ходе выполнение гранта, это создание уникальных слоистых материалов, — рассказывает руководитель отдела структурной макрокинетики ТНЦ СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Алексеевич Зелепугин. — Чем-то по своему строению они напоминают оболочки морских раковин, главный принцип — это чередование слоев интерметаллидов, способных задерживать крошечные летящие частицы, и слоев титанового сплава.

В Институте физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН под руководством старшего научного сотрудника кандидата физико-математических наук Александра Михайлович Пацелова была создана экспериментальная установка, позволяющая проводить синтез подобных материалов. Уже достигнуты первые успехи — получены образцы подобных слоистых материалов, имеющие высокий уровень прочности.

Следует отметить, что эта научная тематика активно развивается в Китае: в Харбинском инженерном университете добились синтеза многослойных материалов с добавлением нановолокон, что положительно влияет на их прочностные свойства.

— Значимую роль в процессе создания новых материалов играет именно математическое моделирование, — отметил С.А. Зелепугин. — Мы тесно взаимодействуем с российскими и китайскими партнерами, которые работают в этом направлении. Применение программных комплексов и моделей, созданных в ТНЦ СО РАН, помогает ученым подобрать оптимальные толщины слоев.

Настоящим прорывом можно считать создание объединенного программного комплекса, который включает несколько численных методов и позволяет описывать все стадии поведения сплошной среды в процессе высокоскоростного нагружения и разрушения. Эти работы ведутся под руководством старшего научного сотрудника лаборатории прочности отдела механики деформируемого твердого тела Научно-исследовательского института прикладной математики и механики ТГУ кандидата физико-математических наук Романа Олеговича Черепанова. В основе нового объединенного программного комплекса, способного справиться с этой задачей, лежат несколько комплексов, созданных ранее специалистами ТНЦ СО РАН и ТГУ. Его применение позволит значительно повысить эффективность проводимых вычислительных экспериментов и лучше изучить поведение материалов в условиях открытого космоса.

— Одна из важнейших задач современной механики — это исследование проблемы удара группы тел по преграде: процесс множественного удара всегда был очень сложен для математического и физического моделирования, — поясняет Сергей Алексеевич. — Особенно это касалось стадии формирования потока осколков, их разлета и последующего взаимодействия. Ранее существовавшие модели не позволяли детально описать процесс взаимодействия потока осколков с поверхностью летательного аппарата.

Результаты, полученные объединенным научным коллективом, подтверждены патентами и получили признание как в России, так и за рубежом: в Англии, Португалии, Южной Корее, в Китае и США.

Ольга Булгакова, ТНЦ СО РАН

Источники

Раковина для космического корабля: в России ведут разработку систему защиты летательных аппаратов
ПолитРоссия (politros.com), 11/04/2018
Раковина для космического корабля: в России ведут разработку систему защиты летательных аппаратов
123ru.net, 11/04/2018
Томские ученые разрабатывают систему защиты космических кораблей от повреждений
Редкие земли (rareearth.ru), 11/04/2018
Томские ученые разрабатывают систему защиты космических кораблей от повреждений
ИноТомск (inotomsk.ru), 11/04/2018
Защитить космический корабль поможет математика
Наука в Сибири (sbras.info), 12/04/2018
Томские ученые разрабатывают систему защиты космических кораблей от повреждений
В Томске (news.vtomske.ru), 12/04/2018
Томские ученые разрабатывают систему защиты космических кораблей
Томск.ру (tomsk.ru), 12/04/2018
Главная: Томские ученые разрабатывают систему защиты космических кораблей
123ru.net, 12/04/2018
Главная: Томские ученые разрабатывают систему защиты космических кораблей
Gorodskoyportal.ru/tomsk, 12/04/2018
Математика защитит космические корабли
Новости всемирной сети (news-w.com), 14/04/2018
Математика защитит космические корабли
Русская планета (rusplt.ru), 13/04/2018

Похожие новости

  • 04/10/2016

    В Томске создадут «рой» малых спутников в помощь сельскому хозяйству

    ​Томский политехнический университет (ТПУ) и томский Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (ИФПМ СО РАН) выступят одними из инициаторов проекта по созданию группировки малых космических аппаратов для прорывных технологий в сфере сельского хозяйства, который планируется запустить в 2017 году.
    1756
  • 03/10/2016

    Томский государственный университет: научные исследования - широким фронтом

    ​Томский государственный университет ведет научные исследования широким фронтом. Сегодня "Поиск" расскажет о последней находке палеонтологов, о достижениях химиков, помогающих фармацевтам, а также о проекте физиков, математиков и биологов, объединившихся в интересах медицины.
    1832
  • 24/07/2017

    Начинаются подготовительные работы к запуску спутника «Томск-ТПУ-120» в открытый космос

    ​​24 июля экипаж российского сегмента Международной космической станции (МКС) проверит работоспособность спутника "Томск-ТПУ-120" перед запуском аппарата в открытый космос. Сам запуск запланирован на 17 августа.
    1035
  • 01/06/2016

    Keysight Technologies и ТУСУР подписали договор

    ​​Компания Keysight Technologies и Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) в рамках XXI Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Научная сессия ТУСУР" подписали договор о передаче ТУСУРу лицензий на программное обеспечение компании Keysight Technologies для использования в учебном процессе при подготовке инженеров в области СВЧ-технологий и информационно-коммуникационных систем.
    1874
  • 03/11/2018

    «Догнать и перегнать»: Россия потеснит Европу на рынке квантовой связи

    В мире началась вторая квантовая революция. Чтобы не остаться на обочине прогресса, Россия создает Центр квантовых коммуникаций в рамках Национальной технологической инициативы (НТИ). Здесь сосредоточат силы и ресурсы ведущих исследовательских центров и коммерческих компаний.
    278
  • 25/12/2018

    Магистранты ТПУ разработали проекты по стратегии продвижения крупных IT-компаний Томска

    ​Первокурсники новых магистерских профилей Школы инженерного предпринимательства Томского политехнического университета «Цифровой маркетинг» и «Технологическое брокерство» с начала учебного года работали над созданием проектов по заказу реальных предприятий города.
    384
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    326
  • 27/11/2018

    Развитие новых технологий обсудят на конференции в ТУСУРе

    ​28 – 30 ноября Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники проведёт международную научно-практическую конференцию «Электронные средства и системы управления».
    979
  • 28/04/2017

    Томские ученые готовы поставить в Милан уникальную машину для имплантатов

    ​Ученые томского Института сильноточной электроники (ИСЭ) СО РАН планируют до конца 2017 года поставить в Миланский политехнический университет уникальную машину для обработки поверхностей. Она может применяться, как в изготовлении медицинских имплантатов, так и в машиностроительной отрасли, сообщил ученый секретарь Томского научного центра Алексей Марков.
    982
  • 29/01/2018

    3D – принтеры для печати сердца будут стоять в каждой клинике

    ​Аортальный стеноз, коарктация аорты, транспозиция магистральных сосудов, тотальная аномалия впадения легочных вен, тетрада Фалло — в современной медицине насчитываются десятки видов пороков сердца, которые бывают как врожденными, так и приобретенными.
    841