Иосиф Фридляндер. ВИАМ и КУМЗ. Грани творческого содружества
28 сентября исполняется 95 лет Иосифу Наумовичу Фридляндеру - известнейшему теоретику-металловеду, создателю научных школ по алюминиевым и алюминиево-бериллиевым сплавам, одному из наиболее ярких представителей Всероссийского института авиационных материалов (ФГУП "ВИАМ"), в котором он работает с 1936 года. Иосиф Наумович - академик РАН, заместитель председателя Международной ассоциации академий наук (МААН), член постоянного оргкомитета Международной конференции по алюминиевым сплавам, доктор технических наук, профессор. Лауреат Государственной и Ленинской премий, премии Совета Министров СССР. Награжден многими орденами и правительственными наградами, в том числе орденом "За заслуги перед Отечеством" III степени.
Творческая деятельность Иосифа Наумовича тесно связано с Каменск-Уральским металлургическим заводом, в первую очередь ориентированному на запросы авиационно-космического комплекса. Все разработанным Фридляндером алюминиевые сплавы, являющиеся основным конструкционным материалом всех советских (российских) самолетов, жидкостных и твердотопливных ракет и сверхскоростных центрифуг для обогащения урана осваивались и производились на КУМЗе. Каждый новый сплав всегда вызывал большие сложности, но коллектив КУМЗа вместе со специалистами ВИАМа успешно их трудности и каждый новый сплав осваивался и широко применялся в различных конструкциях, способствуя укреплению народного хозяйства, обороны страны и повышению экспортных возможностей.
Важным этапом в истории КУМЗа явилась разработка технологии производства листов из высокопрочного сплава В95 для пикирующего бомбардировщика (впоследствии первого советского ракетоносца) Ту-16. Сроки производства бомбардировщика находились под контролем руководства страны. Не все ладилось, первые партии листов вызвали серьезные нарекания со стороны заказчиков. Ситуация до крайности обострилась. Иосиф Наумович был направлен на КУМЗ. Проведя, совместно со специалистами КУМЗа, ряд экспериментов по отливке плоских слитков из сплава В95, он добился необходимого качества слитка и устранения брака на листах. И в небе появились грозные пикирующие бомбардировщики Ту-16.
В начале пятидесятых годов к Фридляндеру обратился академик И.Кикоин с предложением разработки нового алюминиевого сплава, который сочетал бы малый удельный вес алюминия с прочностью среднелегированной стали. Реализация проекта сулила огромную выгоду. Речь шла об обогащении урана 235 методом центрифугирования. Новый метод должен был заменить существующий термодиффузионный способ обогащения урана, требующий колоссальных расходов электроэнергии. Центрифуги позволяют в десятки раз сократить расход электроэнергии, сделать обогащенный уран значительно более дешевым, при этом можно легко увеличить его выпуск. Высокопрочный сплав должен был работать в центрифугах в экстремальных условиях при максимальных оборотах непрерывно в течение многих лет.
Так, ВИАМ совместно с КУМЗом приступил к многолетней работе по созданию сверхлегкого алюминиевого сплава В96ц, впервые в мире легированного цирконием, и получению из него труб и сложных по форме штамповок. Разработанная технология была уникальна для своего времени, а некоторые ее элементы, такие, как отливка слитков, диаметром 55 мм, до сих пор освоена только в России. В 1963 году группу специалистов во главе с И.Н. Фридляндером наградили Ленинской премией. В 1982 году успешные работы по дальнейшему усовершенствованию технологии изготовления заготовок для центрифуг были отмечены премией Совета Министров СССР.
В начале шестидесятых годов появилась идея создания сверхзвукового пассажирского самолета. Для изготовления Ту-144 (2200-2300 км/час, обшивка самолета разогревается до 125-135 градусов) необходимы плиты шириной 1200-1400 мм, длиной 15 м, толщиной 30-80 мм, из алюминиевого сплава типа дуралюмин, дополнительно легированного небольшими добавками - железом и никелем для повышения жаропрочности (АК4-1). За освоение плит из нового сплава взялся КУМЗ. На предприятии, основываясь на работах И.Н. Фридляндера, был построен вакуумный миксер жидкого металла, внедрена новая система его фильтрации. Это позволило значительно повысить качество плит. Проведенные сравнительные исследования плит из АК4-1 и его западного аналога во Франции показали высокое качество металла КУМЗа.
Но самые революционные идеи И.Н. Фридляндера были воплощены в изделиях из алюминиевых сплавов, легированных литием.
Первый в истории алюминиево-литиевый сплав, ВАД23, был предложен им для ТУ-144. Литий - самый легкий металл, соответственно, новый сплав намного легче АК4-1 и существенно превосходит его по прочности и другим характеристикам. В то же время, высокая активность лития создает множество проблем в процессе плавки металла и литья слитков. В тот период только КУМЗ, имевший уже опыт работы с магниевыми сплавами смог поддержать смелые идеи Иосифа Наумовича. На КУМЗе были изготовлены вафельные панели и плиты из сплава ВАД23. Однако весной 1969 года стало ясно, что, несмотря на огромный размах опытных работ, преодолеть хрупкость сплава ВАД23 в массивных плитах и профилях не удается из-за кадмия, который входил в сплав ВАД23. В современных алюминиево-литиевых сплавах кадмия нет. В тоже время, низкая пластичность сплава ВАД23 стала преимуществом - при использовании его в оперении противотанковых ракет, где он использовался до конца прошлого века.
В 1965 году И.Фридляндер открыл эффект упрочнения обширной группы сплавов в тройной системе алюминий-литий-магний и разработал новый алю-миниевый сплав 1420, обладающий высокой коррозионной стойкостью, хорошей свариваемостью, повышенным модулем упругости и достаточной статической прочностью. Сплав был успешно освоен на КУМЗе.
В 1970-1971 годах началось серийное производство самолетов вертикального взлета Як-36 и Як-38 с клепаными фюзеляжами из сплава 1420. За все годы их эксплуатации не было ни одной неприятности по вине сплава 1420. Но КБ им. Микояна пошло значительно дальше: решило сделать сварным фюзеляж нового истребителя (одна из модификаций МиГ-29) из сплава 1420. До этого никто в мире не делал сварных самолетов из алюминиевых сплавов. В сварном варианте не нужны герметики, нахлестка деталей, они свариваются впритык, не нужны заклепки и болты. Это уменьшает вес баков на 12%. А поскольку сплав 1420 на 12% легче дуралюмина Д16, выигрыш в весе составил 24%.У самолета увеличивалась боевая дальность. Кроме обычного вооружения для борьбы с воздушным противником можно было установить дополнительное вооружение для обстрела земли.
Однако возникло много сложных проблем в металлургии. Сплав 1420 в металлургическом производстве имеет принципиальные отличия от обычных алюминиевых сплавов. Литий не только очень легкий, но и легко окисляющийся металл. На КУМЗе был построен агрегат, где весь процесс - плавка, перелив жидкого металла из печи в миксер и из миксера в кристаллизатор - протекает под надежной защитой аргона. К ноябрю 1986 года были уже сделаны три машины МиГ-29, они удачно прошли статические и летные испытания. Принято решение о запуске крупной серии МиГ-29 в алюминиево-литиевом варианте с выходом сразу на двух крупных серийных заводах. Сплав 1420 до сих пор остается самым легким алюминиевым сплавом в мире.
В 90-х годах было опробовано множество новых алюминиевых сплавов, легированных литием. Из сплава 1450 были изготовлены панели крыла самого большого в мире самолета "Мрия", из сплава 1441 впервые в мире изготовлен фюзеляж пассажирского самолета Бе103, из сплава 1460 баки для жидкого ки-слорода диаметром 4,5 м для американской ракеты "Дельта" вертикального взлета и посадки. Эти успехи напрямую связаны с новыми идеями академика И.Н. Фридляндера и с высоким качеством полуфабрикатов КУМЗа.
Основываясь на идеях И.Н. Фридляндера ныне в Европе и в США прорабатывается возможность изготовления из алюминиево-литиевых сплавов больших пассажирских и транспортных самолетов.
За работы по созданию и применению в авиастроении и ракетостроении алюминиево-литиевых сплавов коллектив специалистов, во главе с академиком И.Н. Фридляндером, удостоен Государственной премии Российской Федерации за 1999 год.
В 2007-2008 годах ОАО "КУМЗ" совместно со специалистами ФГУП "ВИАМ" провел ряд работ по освоению производства различных полуфабрикатов из четырех алюминиево-литиевых сплавов нового поколения, двух сплавов системы алюминий-магний-кремний, нового жаропрочного сплава, двух высокопрочных сплавов, легированных серебром, созданных при непосредственном участии Иосифа Наумовича и предназначенных для новых разработок в отечественной и зарубежной авиации.
Управляющая компания "Алюминиевые продукты" и ОАО "КУМЗ" поздравляют И.Н. Фридляндера с 95-летием и желают ему крепкого здоровья и новых творческих успехов.
www.kumz.ru
25/09/2008
