Магнитные жидкости: Иваново – космос – Иваново
Благодаря нашим ученым луноход может двигаться в вакууме
Все детали, устройства и механизмы, отлаженно действующие на земле, в космосе будут функционировать совсем по-другому или не будут вовсе. Например, колеса, приводимые в действие электромеханикой, в высоком вакууме на Луне не вращаются, а значит, и луноход мог бы никуда не поехать. Магнитно-жидкостные устройства, вакуумные уплотнения – вот что способствует решению проблемы. Этим занимался выдающийся ученый, профессор Ивановского государственного энергетического университета Дмитрий Орлов.
Луноходы были рядом с нами
Работы по созданию герметизирующих устройств космических аппаратов начались в ивановском энергоинституте с 1965 года. Молодому талантливому ученому Д.В. Орлову удалось организовать коллектив единомышленников – выпускников, студентов и аспирантов кафедры.
Думаю, вряд ли горожане в конце 60-х годов догадывались, что ходят по одним улицам с соразработчиками советских луноходов «Луноход 1» и «Луноход 2». Именно наши ивановские ученые предложили вводы, которые были использованы для стендовых испытаний космических аппаратов. Вот так едешь в трамвае с человеком и не подозреваешь, что он сейчас думает о вакуумных уплотнениях мотор-колес лунохода.
«Полюс» магнитных жидкостей
К сожалению, та разработка не получила широкого распространения из-за небольшого перепада давления, удерживаемого этими уплотнителями. Поиск более эффективного метода решения проблемы герметизации продолжился.
В 1970 году научная группа Д.В. Орлова предложила использовать магнитные жидкости (МЖ). Свидетель и участник той работы – кандидат технических наук, доцент кафедры электромеханики ИГЭУ Николай Морозов.
Н. А. Морозов автор более 200 научных публикаций, в том числе пяти монографий, статей, учебно-методических пособий, 20 авторских свидетельств, патентов РФ на изобретения, свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ.
«В 1969 году Дмитрий Васильевич начал заниматься магнитными жидкостями и сумел создать уплотнители, позволяющие выходить в космический вакуум. Позже все-таки стало возможным создать внутри колеса лунохода атмосферу Земли, благодаря чему его электрические двигатели смогли работать и на Луне. То есть уплотнители успешно выдерживали неизбежное истечение газов, и колеса лунохода крутились долго и исправно – всё благодаря тем самым вакуумным вводам, которые создал Дмитрий Васильевич».
В связи с перспективой использования магнитожидкостных устройств в космосе по решению союзного правительства при ИЭИ в 1980 году были образованы Проблемная научно-исследовательская лаборатория прикладной феррогидродинамики и специальное конструкторско-технологическое бюро (СКТБ) «Полюс» – первые в СССР организации, специализировавшиеся на изучении магнитных жидкостей. Научным руководителем лаборатории и директором, конечно, был назначен Д.В. Орлов. Именно «Полюс» подготовил и освоил мелкосерийное производство семи наименований МЖ и различных электромагнитных устройств на их основе, оказал помощь по подготовке серийного производства магнитожидкостных уплотнений на предприятиях аэрокосмического комплекса.
«У этих открытий появились возможности широчайшего применения, во многих космических устройствах, – продолжает Николай Александрович. – Антенны, всевозможные манипуляторы, даже детали костюмов космонавтов – всё, что требовало уплотнения. Например, для соединения шлема со скафандром, чтобы космонавт мог поворачивать голову и видеть окружающую среду. На станции «Мир» применялось пятнадцать различных типов уплотнителей. Позже под руководством Д.В. Орлова была разработана технология их производства. Она передана на спецпредприятия, где применяется до сих пор. С уверенностью могу сказать: сейчас нет ни одного космического аппарата, где не использовались бы наши магнитные жидкости».
Космос работает на нас
«Не только ученые работали на космос, но и космос тоже стал работать на нас, – заявляет Николай Морозов. – Как, например, в свое время автомобилестроение привело к развитию химической промышленности, производству резинотехнических изделий, к повышению рейтинга нефти и т.п. Так и здесь: магнитные жидкости, которые изначально были созданы именно для космической промышленности, находят свое применение и на земле.
У нас есть, к примеру, патент на очистку нефтепродуктов с поверхности воды и другие разработки по использованию магнитных жидкостей. Они, конечно, уже востребованы и в земных, совсем не в космических целях».
Правда, справедливости ради нужно сказать, что пока широко применяться они не могут – очень дорого. Один литр магнитной жидкости стоит порядка тысячи долларов. «Конечно, мы работаем над снижением ее себестоимости, – говорит Николай Александрович. – В идеале хорошо бы уложиться в 200–250 рублей за литр, чтобы можно было уже широко ее использовать в обычных промышленных целях. Один наш коллега недавно защитил диссертацию о создании магнитных жидкостей на более дешевых материалах – на бензине, керосине и даже на отходах металлургических комбинатов, что будет способствовать еще и улучшению экологии».
***
Разработки Д.В. Орлова и его соратников опробованы и широко применяются в космической технике, химических и биологических реакторах, в криогенной и атомной энергетике, в установках по вакуумной плавке и электронно-лучевой сварке, в накопителях памяти персональных компьютеров, в технологических лазерах и текстильном отделочном оборудовании, в механизмах передачи движения. Благодаря применению новых магнитных жидкостей нашим ученым удалось создать принципиально новую технику, не имеющую аналогов в отечественной и зарубежной практике, например спецаппарат для дистанционного космического зондирования Земли, установку для электронно-лучевой сварки крупногабаритных конструкций с локальным вакуумированием шва, высокоскоростную систему горизонтирования платформы и другие.
