Читаем «Энергия» - «Буран» полностью

     Титановые сплавы - не только довольно дорогой исходный материал, но и материал, требующий больших затрат для реализации сложных технологических процессов изготовления конструкций из него. Сварка больших конструкций, например, в воздушной среде связана с высокой опасностью загрязнения сварного шва посторонними элементами независимо от применения каких-либо методов защиты, в том числе с использованием среды инертного газа. Кроме того, могут образовываться также микродефекты, которые невозможно обнаружить методами неразрушающего контроля. По некоторым оценкам, применение титана в производстве баков приведет к удорожанию технологических процессов изготовления примерно в пять раз по сравнению с производством баков из алюминиевых сплавов.

     Алюминий и его сплавы - достаточно высокопрочные материалы, обеспечивающие создание легких конструкций. Благодаря подбору оптимального химического состава удалось добиться повышения вязкости новых алюминиевых сплавов, что повышает живучесть реальной конструкции даже при наличии дефектов в виде трещин или включений различного рода. Новые алюминиевые сплавы обладают хорошей коррозионной стойкостью в жестких условиях работы, в том числе стойкостью к коррозии под напряжением. В силовой конструкции центрального бака применяется ряд алюминиевых сплавов.

     Так как материалы составляют основу всех создаваемых конструкций, то их совершенство - весовое, эстетическое, техническое - прямо зависит от оптимизации свойств всех применяемых в конструкции материалов. Создание системы "Энергия" -"Буран", где впервые в отечественной практике использовалось экологически чистое топливо водород-кислород, выдвинуло перед материаловедами ряд задач:

     - освоение и технология изготовления баковых систем, работающих при температуре -253 ºС из термически упрочняемого высокопрочного алюминиевого сплава 1201;

     - разработка и исследование материалов для водородного двигателя, стойких в жидком и газообразном водороде, в том числе и при высоких температурах и давлениях;

     - освоение высокопрочных нержавеющих сталей, не требующих термообработки после сварки для наземных сооружений;

     - разработка теплоизоляционньхх и теплозащитных материалов для баковых систем, наземных сооружений и водородного двигателя;

     - создание металлургии гранул, производства роторов и крыльчатки из жаропрочных и титановых сплавов методом горячего изостатического прессования;

     - разработка методов и средств, предотвращающих возгорание двигателя в кислороде при высоких давлениях и повышенной температуре.

     Для успешного решения всех текущих вопросов по материалам на полигоне "Байконур" по вахтовому методу постоянно работали две бригады: одну возглавлял заместитель генерального директора Юрий Георгиевич Бушуев, вторую - Евгений Владимирович Выговский. Работа велась под общим руководством генерального директора "Композита" Станислава Петровича Половникова как в стенах института, так и на ряде предприятий отрасли и смежных отраслей, в первую очередь на заводе "Прогресс", Волжском механическом заводе, на "Энергомаше", на металлургических и химических заводах.

     Сложное положение на полигоне возникло в связи с массовым разрушением сварных соединений высокопрочной нержавеющей стали ЭП810 в трубопроводах подачи топлива в ракету. Проведенные исследования обнаружили следы меди в зоне сварки. Оказалось, что следы меди на внутренней поверхности труб при стандартной технологии прокатки на медном керне сделали сталь непригодной для эксплуатации при температуре жидкого водорода. Была изменена технология прокатки на Первоуральском Новотрубном заводе и заменены десятки километров трубопроводов на блоке Ц на Байконуре.

     Для нанесения теплоизоляционного покрытия на трубопроводы и для ремонтных работ на водородном баке были созданы малогабаритные установки для напыления теплоизоляции непосредственно на месте.

     "Композит" был задействован для предотвращения проблемы возгорания "520"-го двигателя, использующего в качестве окислителя кислород при высоких давлениях. Суть проблемы заключалась в том, что массивные стальные детали турбонасосного агрегата сгорали в кислороде высокого давления за доли секунды. Проблему удалось решить за счет оптимального сочетания материаловедческих и конструктивных решений, направленных на повышение работоспособности двигателя. Работы по выяснению причин возгорания и внедрению комплекса мер, препятствующих возгоранию, проводились под руководством доктора В.Полянского.