Амурская студентка Александра Рычкова работает над проектом по созданию инновационного материала.
Основными характеристиками материала являются легкость, прочность и устойчивость к вибрациям. Планируется, что композит будет использоваться в космических технологиях, а после завершения своего срока службы сможет сгореть в атмосфере, не оставляя мусора на орбите. Александра учится в АмГУ, в Институте компьютерных и инженерных наук по специальности «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов», то есть на «космическом» факультете. О своей разработке девушка рассказала в интервью «РГ».
Александра, из чего состоит материал, который вы разрабатываете?
Александра Рычкова: Это арамидные волокна и полимерная матрица — мы сейчас рассматриваем вариант эпоксидной матрицы. Они соединяются между собой с помощью технологии вакуумной инфузии. Проще говоря, «ткань» соединяется смолой в вакууме.
У материала пока нет ни официального, ни неофициального названия. Однако на данный момент имеются прямоугольные образцы размером 50 на 250 миллиметров. В большинстве ГОСТов именно такие размеры указаны для проведения испытаний, по крайней мере прочностных. Внешне это твердый материал желтого цвета, который больше напоминает пластик.
Каковы его основные характеристики?
Александра Рычкова: Самое важное — прочностные характеристики. Сгораемость и утилизация — это уже второстепенные аспекты. Невозможно внедрить материал в аэрокосмическую технику, если он не соответствует требованиям прочности. И по этим показателям композит как минимум не должен уступать имеющимся аналогам, уже используемым в аэрокосмической отрасли — углепластикам и алюминиевым сплавам. Важно добиться того, чтобы он был на том же уровне или превосходил их. И в таком случае как раз второстепенное свойство в виде утилизации в атмосфере может стать преимуществом.
За счет чего он будет сгорать в атмосфере?
Александра Рычкова: Температура плюс кислород приведут к образованию мелкодисперсной пыли, и при горении не будет образовываться крупных обломков, как это происходит с алюминием. Таким образом, можно работать без вывода отходов на орбиты, которые уже переполняются из-за того, что там слишком много космических аппаратов или их частей.
А когда ракета только взлетает, тоже идут серьезные нагрузки. Материал не разрушится?
Александра Рычкова: Да, здесь есть определенные риски, я их полностью осознаю. Нужны дополнительные испытания. Надеюсь, что грант, который я выиграла (грант всероссийского конкурса «УМНИК-2025», проводимого Фондом содействия инновациям), поможет провести их, и тогда уже можно будет точно сказать, способен ли материал помимо вибрационных нагрузок выдержать и температурные.
Где именно вы предлагаете использовать вашу разработку?
Александра Рычкова: Сначала я рассчитывала, что это будет вторая ступень ракеты-носителя. Но потом поняла, что материал лучше приспособить к верхней ступени и к приборным отсекам. Там главные требования — виброустойчивость и прочность. По исследованиям, которые уже проведены, композит должен выдерживать. Приборный отсек находится чуть дальше от переходных отсеков и двигателей. Не исключаю, что если результаты не будут теми, на которые рассчитываем, можно переориентировать материал и на малые космические аппараты, те же кубсаты.
Теперь предстоит проверить композит на ударную вязкость, растяжение, сжатие, изгибы, какие только можно. Это и исследование термоокислительной стабильности, и кинетики самой термодеструкции, то есть как материал будет гореть, сколько он потеряет в массе в определенном температурном диапазоне. Затем — анализ химического состава и токсичности продуктов сгорания. Возможно, станет ясна потребность в каких-то дополнительных доработках.
Обязательная регистрация предполагается в рамках выполнения обязательств перед Фондом содействия инновациям — в мае-июне следующего года.
* Арамидные волокна — синтетические волокна на основе ароматического полиамида. Полиамиды — пластмассы на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений.
Фото: hi-tech.mail.ru