Особливості технологічного забезпечення при розробці, створенні та виробництві виробів РКТ

Досвід та практика становлення та розвитку радянської ракетно-космічної промисловості показали високу ефективність вжитих заходів щодо створення системи роботи на всіх рівнях міністерства, в основі якої – відповідальність кожного за доручену справу, постійне професійне зростання, спрямоване на забезпечення високого технічного рівня розробок та вибір пріоритетів .

Головним пріоритетом галузі з перших днів організації стало створення виробів ракетно-космічної техніки (РКТ) у задані терміни, що забезпечують тактико-технічні характеристики (ТТХ) кращих зарубіжних зразків. Це зажадало організації системи роботи за основними напрямами діяльності та, насамперед, щодо проведення роботи з удосконалення рівня розробок – наукових, конструкторських, технологічних робіт, забезпечення якості його на всіх етапах життєвого циклу розробки, створення, виробництва та експлуатації виробів, що гарантують високу надійність роботи РКТ.

Особливого значення надавалося, з одного боку, технологічного забезпечення виробництва виробів (прогресивними технологіями, спеціального обладнання та СТО, а також технічного переозброєння), а з іншого – технологічного супроводу розробки та створення нових виробів по всьому життєвому циклу (відповідно до розроблених Положень РК- 98, РК-11, що строго регламентують порядок та взаємодію роботи численних учасників цього процесу: розробників, підприємств-виробників, головних інститутів та численних постачальників комплектуючих виробів різного рівня).

Провідна роль та відповідальність за створення нових виробів покладалася на генерального конструктора – розробника виробу, але за активної та безпосередньої участі головних інститутів галузі та, в першу чергучерга, нашого технологічного інституту (тоді – НДІТМ). До обов'язків інституту входило забезпечення конструкторських розробок новими технологіями як на основі власних НДДКР, так і із залученням (використанням) розробок інститутів РАН, найкращих вузів та інститутів країни.

Серед пріоритетів – створення спеціального технологічного обладнання та засобів технологічного забезпечення для виконання принципово нового рівня завдань щодо здійснення основних функціональних вимог, у тому числі забезпечення вимог ТТХ (складально-стапельне обладнання, спеціальні складально-монтажні стенди для визначення центру мас тощо). ), а також створення технологій та обладнання, що забезпечують «вагову досконалість».

Одночасно з відпрацюванням нових конструкцій та освоєння технології їх виготовлення у підприємств-виробників проводилася «паралельна» цілеспрямована робота з підготовки виробництва їх на серійному заводі, в т.ч. реконструкція, технічне переозброєння, запровадження нових потужностей та технологій для забезпечення заданої програми випуску. Координація та організація цих робіт, а також відповідальність за їх виконання поряд із заводськими виконавцями покладалася на НДІТМ.

Встановлені стислі терміни освоєння комплексу «Енергія-Буран» викликали необхідність суттєвої зміни організації робіт головного НДІТМ та матеріалознавчого ЦНДІМВ з підприємствами-розробниками та виробниками РКТ.

Відомо, що покращені ТТХ виробів закладаються при проектуванні, процес якого об'єктивно проходить в умовах вирішення протиріччя між здійсненням конструкторського задуму та можливістю його здійснення (а це – технології та матеріали), для чого необхідно створити випереджаючий заділ перспективних технологій.озброюючих розробника можливістю вибору оптимальних варіантів (методів, технологій, устаткування), тобто. працювати на «випередження».

Об'єктивно виріб є втіленням трьох єдиних початків – конструкції, матеріалу та технології, які мають створюватися одночасно. Тому виникає необхідність розробки такої системи, яка б закласти технологічні властивості в конструкцію на ранніх стадіях проектування і заздалегідь вести технологічну підготовку виробництва. Такі роботи проведено в НДІТМ у 1981–1985 рр., у результаті яких створено методологію та науково обґрунтовано нову концепцію технологічного забезпечення проектування виробів РКТ на основі типових конструкторсько-технологічних рішень.

Конструкторсько-технологічне рішення в загальному випадку є сукупністю конструктивних елементів проектованого об'єкта, що виготовляється з певних матеріалів (або збирається з певних деталей, агрегатів тощо) і технологічних операцій (або процесів), що забезпечують реалізацію заданих вимог, що висуваються до цього об'єкта. .

В результаті рівноправними є три складові конструкторсько-технологічного рішення.

Конструкція, що розкриває конструктивне виконання (форма, геометричні співвідношення, зв'язки тощо), та відповідні технічні характеристики (вага, міцність, герметичність тощо) об'єкта.
Матеріали, що використовуються для виготовлення деталей або вхідні деталі, агрегати, блоки при складанні виробу.
Технологія, що включає методи виготовлення та технічні засоби для її реалізації.

В основі розробленої складної системи у вигляді трьох рівнів ієрархії (рис. 1):

система-координатор;
сукупністьактивних систем (НДІ, КБ, завод, полігон);
сукупність пасивних систем (аналог, моделі, проекти тощо).

Мал. 1. Схема взаємодії активних та пасивних систем у життєвому циклі БТС.

Джерело: http://технодоктрина.рф/

В результаті проведених робіт сформовано основні завдання дослідження та створено систему технологічно орієнтованого проектування (ТОПР), до складу якої увійшли технічні засоби, інформаційне та математичне забезпечення.

Для дослідження взаємозв'язків конструктивних та технологічних параметрів застосовано методи моделювання. Розроблена комплексна логіко-математична модель формування та вибору раціонального варіанта технологічного процесу передбачає формування переліку можливих варіантів процесу за допомогою локальних моделей, здійснення синтезу допустимих варіантів, оцінку точності та трудомісткості, порівняння та вибір оптимального варіанту.

Проведено технічну декомпозицію БТС, яка включає такі рівні:

велика технічна система;
комплекс (стартовий, командно-вимірювальний та ін);
виріб (літальний апарат, стартова установка тощо);
відсік (ступінь, блок, модель тощо).

Розроблено класифікацію конструкторсько-технологічних рішень (КТР) з використанням теорії багаторівневих ієрархічних систем, проведено форматизацію математичного опису складної системи. Система КТР представляє відображення твору множин, що містять елементи конструкторської (Jk), технологічної (Jт) та виробничої (Jп) інформації в інформаційному масиві КТР:

Sктр: Jk х Jт х Jп →Jктр

Розроблено підсистеми таалгоритми цих підсистем та інформаційна модель формування та застосування КТР.

При цьому як критерій ефективності системи ТОПР прийнято:

∆Стопр – скорочення витрат ресурсів на забезпечення заданих основних проектних параметрів у встановлені терміни (Ттр) та низку інших критеріїв.

Документальним носієм інформації про КТР є інформаційна картка. Ефективність застосування та розвитку цієї системи багато в чому визначається можливостями застосування автоматизованих систем обробки даних та постійним розвитком перспективних (випереджальних) КТР на основі новітніх технологій.

Виходячи з особливостей наших виробів для нас принципово важливе значення мають ті, які забезпечують новий рівень ТТХ виробів та конкурентоспроможність їх на світовому ринку ракетно-космічних послуг. До таких технологій належать:

адитивні технології;
комбіновані методи обробки металевих та неметалічних матеріалів, у т.ч. термодифузійні зрощування, газове формування в умовах надпластичності;
фізико-хімічні методи опрацювання, в т.ч. електроерозійний, електрохімічний, ультразвуковий, плазмовий, рідкофазного силікування;
комплекси технологій, які забезпечують підвищення коефіцієнта використання матеріалів та багато іншого.

Автор:Ісаченко В.А. - д-р. техн. наук, проф., НВО «Техномаш»