Исследования по формообразованию в условиях полёта высотной ракеты

Капиллярное формообразование. Одно из перспективных направлений космической технологии — получение за счет сил поверхностного натяжения изделий заданной формы, например, оптических элементов (линз, сфер и т. п.), тонкостенных полых конструкций, деталей определенного профиля. Оптические элементы с высоким качеством поверхности, не требующие дополнительной обработки, можно изготавливать из стеклообразных сред, которые не подвержены усадке или расширению при затвердевании. Впрочем, эксперименты со стеклами на ракетах не дали пока положительного результата, поскольку расплавить прозрачный образец и охладить его за короткое время в экзопечах сложно.

На высотной ракете впервые был поставлен эксперимент по выращиванию кристаллов заданного профиля. Удобный способ получения таких кристаллов разработал советский ученый А. В. Степанов. Сущность метода состоит в том, что кристалл выращивают из мениска расплава, профиль которого создается специальным формообразователем. Перспективность метода очевидна — можно организовать автоматический непрерывный процесс получения кристаллов, сразу имеющих профиль, необходимый для использования в приборах, причем сделать это удается на простом оборудовании, так как, по теории, устойчивость мениска в невесомости повышается во много раз. Первым «подопытным» металлом была медь.

Когда образцы вернулись из космоса, их форма вполне соответствовала расчетной. Позднее эксперимент повторили на кремнии. Опыты показали, что формой образцов, выращиваемых способом Степанова, легко управлять, меняя давление расплава. Для этого можно использовать те же капиллярные силы, варьируя кривизну мениска внутри тигля за счет размеров несмачиваемой поверхности.

Научное значение экспериментов

В настоящее время стало понятно, что технологические эксперименты на ракетах, открывшие для космической технологии ускоренные режимы обработки материалов, представляют собой важный класс опытов, имеющий самостоятельное значение. Они подтвердили возможность улучшения качества различных материалов, позволили изучить особенности бесконтейнерной кристаллизации и способов капиллярного формования, проверить принципы построения перспективных технологических установок и приборов (например, акселерометров, печей прямого солнечного нагрева, устройств для бесконтейнерного приготовления образцов и др.). Часть результатов имеет приоритетное значение для советской науки. Высокая эффективность и обнадеживающие результаты делают целесообразным дальнейшее развитие экспериментальных работ по ускоренной кристаллизации слитков. Здесь есть то,чтотебе нужно https://vulkan-udachi-777.com/vulkan-udachi-777-vernyj-put-k-uspexu-i-pobede/ заходи и смотри.