Самарский университет изготовит “космическую” систему виброизоляции для новых российских тепловозов

Уче­ные Самар­ско­го уни­вер­си­те­та раз­ра­бо­та­ют и изго­то­вят систе­му виб­ро­изо­ля­ции для новей­ших теп­ло­во­зов, про­из­во­ди­мых маши­но­стро­и­тель­ным хол­дин­гом Груп­пы Сина­ра — АО «Сина­ра-Транс­порт­ные Маши­ны» (СТМ).

Виб­ро­изо­ли­ру­ю­щие устрой­ства будут выпол­не­ны из метал­ли­че­ской рези­ны (мате­ри­ал МР) — уни­каль­но­го демп­фи­ру­ю­ще­го мате­ри­а­ла, раз­ра­бо­тан­но­го самар­ски­ми уче­ны­ми и про­из­во­ди­мо­го в уни­вер­си­тет­ских лабо­ра­то­ри­ях. Мате­ри­ал МР обла­да­ет полез­ны­ми свой­ства­ми рези­ны и спо­со­бен, вме­сте с тем, про­ти­во­сто­ять агрес­сив­ным сре­дам, высо­ким и низ­ким тем­пе­ра­ту­рам и дру­гим небла­го­при­ят­ны­ми внеш­ним воз­дей­стви­ям. Сек­рет заклю­ча­ет­ся в осо­бой тех­но­ло­гии пле­те­ния и прес­со­ва­ния спи­раль­ных метал­ли­че­ских нитей раз­но­го диаметра.

Полу­чен­ные таким спо­со­бом демп­фе­ры на осно­ве мате­ри­а­ла МР суще­ствен­но пре­вос­хо­дят (в част­но­сти, по надёж­но­сти и ресур­су) извест­ные в Рос­сии и за рубе­жом ана­ло­ги, они с успе­хом исполь­зу­ют­ся в про­из­вод­стве оте­че­ствен­ной кос­ми­че­ской тех­ни­ки. «Рези­но­вые виб­ро­изо­ля­то­ры деше­вые, но непрак­тич­ные при экс­плу­а­та­ции в слож­ных кли­ма­ти­че­ских и тем­пе­ра­тур­ных усло­ви­ях, — рас­ска­зы­ва­ет заме­сти­тель глав­но­го кон­струк­то­ра отрас­ле­вой науч­но-иссле­до­ва­тель­ской лабо­ра­то­рии ОНИЛ‑1 Самар­ско­го уни­вер­си­те­та Дани­ла Давы­дов. — Под воз­дей­стви­ем тем­пе­ра­тур рези­на теря­ет свои свой­ства выхо­дит из строя. Тро­со­вые виб­ро­изо­ля­то­ры име­ют низ­кий ресурс – нити тро­са быст­ро пере­ти­ра­ют­ся, кро­ме того, из-за круп­ных габа­ри­тов они не вез­де могут быть установлены».

Изде­лия же из мате­ри­а­ла МР, бла­го­да­ря цель­но­ме­тал­ли­че­ской струк­ту­ре, спо­кой­но выдер­жи­ва­ют тем­пе­ра­ту­ры до 400 гра­ду­сов Цель­сия, а так­же име­ют высо­кие ресурс­ные пока­за­те­ли, посколь­ку про­цес­сы раз­ру­ше­ния в них раз­ви­ва­ют­ся срав­ни­тель­но мед­лен­но. Еще одной инте­рес­ной осо­бен­но­стью метал­ли­че­ско­го ана­ло­га рези­ны явля­ет­ся то, что при раз­ру­ше­нии прес­со­ван­ных нитей спи­ра­ли внут­ри виб­ро­изо­ля­то­ра его демп­фи­ру­ю­щие свой­ства уси­ли­ва­ют­ся. Напри­мер, гаран­тия каче­ства на виб­ро­изо­ля­то­ры из МР для локо­мо­ти­вов дает­ся на 25 лет, а для кос­ми­че­ской тех­ни­ки – на 15 лет.

В насто­я­щее вре­мя в хол­дин­ге СТМ раз­ра­ба­ты­ва­ют линей­ку пер­спек­тив­ных моде­лей теп­ло­во­зов, осна­щен­ных новей­ши­ми оте­че­ствен­ны­ми высо­ко­обо­рот­ны­ми дизель­ны­ми дви­га­те­ля­ми. В июле 2016 года маши­но­стро­и­те­ли обра­ти­лись к самар­ским уче­ным с пред­ло­же­ни­ем раз­ра­бо­тать виб­ро­изо­ли­ру­ю­щие устрой­ства для этих дви­га­те­лей. Заин­те­ре­со­ван­ность СТМ в инно­ва­ци­он­ных систе­мах виб­ро­изо­ля­ции свя­за­на с необ­хо­ди­мо­стью мини­ми­зи­ро­вать воз­дей­ствие шума и виб­ра­ции на раму теп­ло­во­за и каби­ну маши­ни­стов. Высо­ко­обо­рот­ный дизель созда­ет повы­шен­ную виб­ра­ци­он­ную нагруз­ку, кото­рая, в част­но­сти, уве­ли­чи­ва­ет утом­ля­е­мость локо­мо­тив­ной бри­га­ды во вре­мя рей­са и риск про­фес­си­о­наль­ных забо­ле­ва­ний ее участников.

В ОНИЛ‑1 Самар­ско­го уни­вер­си­те­та уже завер­ше­ны про­ект­ные рабо­ты и ведет­ся под­го­тов­ка про­из­вод­ства виб­ро­изо­ля­то­ров из мате­ри­а­ла МР для теп­ло­во­зов: выпол­не­ны соот­вет­ству­ю­щие рас­че­ты и экс­пе­ри­мен­ты, созда­на необ­хо­ди­мая тех­ни­че­ская доку­мен­та­ция. Пер­вая пар­тия этой инно­ва­ци­он­ной про­дук­ции будет постав­ле­на заказ­чи­ку в янва­ре 2017 года.

Для справ­ки.

Виб­ро­аку­сти­че­ские про­цес­сы сопро­вож­да­ют рабо­ту любой маши­ны — от ком­пью­тер­ной тех­ни­ки до само­ле­тов и кос­ми­че­ских кораб­лей. При этом даже незна­чи­тель­ные коле­ба­ния ощу­ти­мо вли­я­ют на каче­ство и надеж­ность рабо­ты как отдель­ных узлов, так все­го устройства.

Исполь­зо­ва­ние систем аку­сти­че­ской и виб­ра­ци­он­ной защи­ты спо­соб­но не толь­ко в разы про­длить срок служ­бы слож­но­го и доро­го­сто­я­ще­го обо­ру­до­ва­ния, но и сде­лать его экс­плу­а­та­цию более удоб­ной и ком­форт­ной для чело­ве­ка. Поэто­му фун­да­мен­таль­ные и при­клад­ные иссле­до­ва­ния в этой обла­сти все более вос­тре­бо­ва­ны во мно­гих отрас­лях маши­но­стро­е­ния – при про­из­вод­стве транс­порт­но­го, энер­ге­ти­че­ско­го, авто­мо­биль­но­го, метал­лур­ги­че­ско­го и неф­те­хи­ми­че­ско­го обо­ру­до­ва­ния, а так­же узлов кос­ми­че­ских аппаратов.

Осно­вы науч­но-прак­ти­че­ской шко­лы дина­ми­ки и виб­ро­аку­сти­ки машин зало­же­ны в Сама­ре (Куй­бы­ше­ве) более полу­ве­ка назад, сего­дня она вхо­дит в чис­ло наи­бо­лее авто­ри­тет­ных в мире и явля­ет­ся брен­дом Самар­ско­го наци­о­наль­но­го иссле­до­ва­тель­ско­го уни­вер­си­те­та им. ака­де­ми­ка С.П. Коро­лё­ва. Одним из недав­них резуль­та­тов иссле­до­ва­ний вузов­ских уче­ных в обла­сти защи­ты аппа­ра­ту­ры авиа­ци­он­ной и ракет­но-кос­ми­че­ской тех­ни­ки от дина­ми­че­ских и виб­ро­аку­сти­че­ских воз­дей­ствий ста­ла раз­ра­бот­ка в коопе­ра­ции с РКК «Энер­гия» и Инсти­ту­том меди­ко-био­ло­ги­че­ских про­блем РАН новой бего­вой дорож­ки для меж­ду­на­род­ной кос­ми­че­ской стан­ции (МКС) — тре­на­жер­ный ком­плекс БД‑2. Осна­ще­ние это­го тре­на­жё­ра инно­ва­ци­он­ной систе­мой виб­ро­изо­ля­ции поз­во­ли­ло устра­нить опас­ные низ­ко­ча­стот­ные коле­ба­ния кон­струк­ций МКС, тем самым сохра­няя ее ресурс, и успеш­но заме­нить бего­вую дорож­ку аме­ри­кан­ско­го производства.

В ходе назем­ной отра­бот­ки в ОНИЛ‑1 был создан уни­каль­ный стен­до­вый ком­плекс, поз­во­ля­ю­щий про­во­дить ресурс­ные, авто­ном­ные и дру­гие виды испы­та­ний, а так­же выпол­нять упраж­не­ния на тре­на­же­ре БД‑2, уста­нов­лен­ном на систе­му виб­ро­изо­ля­ции, с ими­та­ци­ей усло­вий неве­со­мо­сти. С 2013 г. тре­на­жер­ный ком­плекс БД‑2 с систе­мой виб­ро­изо­ля­ции штат­но вве­ден в экс­плу­а­та­цию и про­хо­дит лет­ные испы­та­ния на бор­ту МКС.