Зварювання в космосі - Енциклопедія Сучасної України
Beta-версія
Зварювання в космосі

ЗВА́РЮВАННЯ В КО́СМОСІ – процеси нероз’ємного з’єднання матеріалів в умовах космічного простору. З. в к. здійснюють у твердій (зварювання тиском) і рідкій (зварювання плавленням, паяння) фазах, а також шляхом випаровування й конденсації речовин на твердофазну підкладку (нанесення покриття та поверхневе оброблення). Відмінності З. в к. пов’язані з особливостями косміч. середовища – невагомістю, глибоким вакуумом і різким перепадом температур. стану поверхонь. Дослідж. та розроблення устаткування і технологій ремонту й монтажу косміч. конструкцій розпочато 1963 в Ін-ті електрозварювання АН УРСР (Київ) під кер-вом Б. Патона. 1965 київ. фахівцями у галузі зварювання проведено комплекс дослідж. у короткочас. умовах невагомості на літаючій лабораторії Ту-104, внаслідок яких створ. установку «Вулкан». З її допомогою 1969 космонавти В. Кубасов і Г. Шонін на косміч. кораблі «Союз-6» провели перший у світі експеримент зі З. в к. Були успішно випробувані електронно-променеве зварювання, дугове зварювання, різання. Існує значна кількість операцій, у першу чергу ремонтних, виконання яких з поперед. назем. підготовкою й відпрацьовуванням є ускладненим або взагалі неможливим. У деяких випадках необхідна саме особиста участь оператора-космонавта, який на місці оцінює обсяг необхід. робіт і ухвалює рішення щодо способів їх виконання. В Ін-ті електрозварювання АН УРСР уперше створ. універсал. ручний електронно-променевий інструмент (УРІ), яким 1984 космонавти С. Савицька й В. Джанібеков на н.-д. орбітал. комплексі «Салют-7» у відкритому космосі виконали вручну зварювання, паяння та різання зразків, а також провели експерименти з нанесення покриттів. У подальшому УРІ неодноразово удосконалювали і використовували на орбіті для проведення різноманіт. робіт зі зварювання та паяння. 1986 на станції «Салют-7» уперше здійснено паяння вузлів фермових конструкцій. Узагальнення накопиченого досвіду дозволило створити в Ін-ті електрозварювання АН УРСР універсал. комплект косміч. зварювал. інструментів типу «Універсал», призначений для експлуатації на довгострокових косміч. орбітал. станціях. 1975–79 укр. фахівцями у галузі зварювання досліджено процеси, розроблено технологію і апаратуру для нанесення покриттів у космосі методом терміч. випаровування та конденсації. 1979–89 на орбітал. комплексах «Салют-6», «Салют-7» і «Мир» із застосуванням установок «Випарник М», «Кристал» і «Янтар» у косміч. умовах проведено експерименти з одержання тонкоплівк. метал. покриттів. Експерименти зі З. в к. стали підґрунтям для проведення подіб. фундам. дослідж. в ін. наук. напрямах. Зокрема розроблену для зварювання малогабаритну електронно-променеву апаратуру використовували для інжектування електрон. пучків під час дослідж. магнітосфери Землі й навколозем. плазми (експерименти «Блискавиця-1», 1973; «Блискавиця-2», 1975). Під кер-вом Б. Патона в 1970-х рр. започатковано дослідж., спрямовані на створення великогабарит. конструкцій, виготовлення та наступна експлуатація яких тісно пов’язані зі З. в к.: несучі силові тверді ферми; висувні системи на базі ферм. конструкцій; негерметичні та герметичні оболонки; трубопроводи. Унаслідок тривалої експлуатації повністю підтверджено ефективність і високу якість великогабарит. косміч. конструкцій, виготовлених і компактно укладених у стаціонар. умовах на Землі з мінімізацією габаритів, маси й енергоспоживання та подальшим перетворенням до робочого розміру після виведення в космос. Конструкції, створювані за допомогою цього методу, можна використовувати як самостійні і як окремі елементи інших, ще більших споруд. Такі конструкції мають значну перспективу при створенні орбітал. комплексів. У 1970-х рр. дослідж. зі З. в к. виконували також вчені Ін-ту проблем матеріалознавства АН УРСР (Київ), Моск. вищого тех. уч-ща ім. М. Баумана, Ін-ту косміч. досліджень АН СРСР (Москва), Центру підготовки космонавтів ім. Ю. Гагаріна (Зоряне містечко, Моск. обл.), Моск. авіац. ін-ту, які запропонували застосування геліозварювання, зварювання вибухом, магнітоімпульс. та ін. видів зварювання і родин. технологій. Від 1990-х рр. низку експериментів зі З. в к. і родин. технологій Ін-т електрозварювання НАНУ проводить спільно з ракетно-косміч. корпорацією «Енергія» (м. Корольов Моск. обл.), НАСА (США), Нім. косміч. агентством. Іноді у твердій фазі у вузлах і деталях косміч. механізмів у глибокому вакуумі, при високій т-рі (понад 400 К) і великому питомому тиску може відбуватися ненавмисне З. в к. Можлива також ненавмисна конденсація пару на поверхнях виробів. Ці процеси спричиняють заклинювання механізмів, погіршення оптич. властивостей поверхонь.

Літ.: Патон Б. Е., Кубасов В. Н. Эксперимент по сварке металлов в космосе // АС. 1970. № 5; B. E. Paton. Welding in Space // Welding Engineering. 1972. № 1; Патон Б. Е., Патон В. Е., Дудко Д. А. и др. Космические исследования на Украине. К., 1973; Лапчинский В. Ф. Сварка в космосе // Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. Москва, 1974; Патон Б. Е., Дудко Д. А, Бернадский В. Н. Применение сварки для ремонта сварных космических объектов. К., 1976; Бондарев А. А., Лапчинский В. Ф., Лозовская А. В. и др. Исследование структуры и распределения элементов в сварных соединениях, выполненных электронным лучом на сплавах 1201 и АМ-Г6 в условиях невесомости. Москва, 1978; Лапчинский В. Ф. Сварка в космосе // Сварка в СССР. Т. 1. Москва, 1982; Патон Б. Е., Лапчинский В. Ф. Сварка и родственные технологии в космосе. Особенности и перспективы. К., 1998; Космос: технологии, материаловедение, конструкции: Сб. науч. тр. К., 2000; Загребельный А. А., Цыганков О. С. Сварка в космосе // СП. 2002. № 12.

В. Ф. Лапчинський

Стаття оновлена: 2010