Сталі та високолеговані сплави зі значним умістом дефіцитного сировинного матеріалу широко використовують у багатьох промислових застосуваннях, особливо для екстремальних умов роботи, де потрібна стійкість до корозії та зношування. Як правило, вважають, що інтерметаліди, зокрема дешевий Fe-Al-сплав, мають унікальні властивості.

На жаль, важко перенести їхні властивості на реальні вироби, оскільки інтерметаліди мають низьку пластичність за температури навколишнього середовища, і їх складно обробляти. Використання інтерметалевих Fe-Al-сплавів як недорогої альтернативи, що не містить хрому, для нержавіючої сталі було б значно поширенішим, якби був доступний економічно ефективний промисловий процес, який дозволяє виготовляти складні 3D-деталі майже необмежених форм.

У 2016 р. ДП «КБ «Південне» розпочало виконання робіт з науково-дослідного проєкту «EQUINOX», який було реалізовано у рамках програми Європейського Союзу «Горизонт 2020».

Основною метою EQUINOX було розроблення нового процесу, що дозволяє замінити дефіцитний сировинний матеріал для деталей на основі нержавіючих сталей, які використовують у значних обсягах у продукції кінцевого споживача у таких галузях, як замкова промисловість, електроніка, оброблювальна й автомобільна промисловість, новим класом передових пластичних інтерметалідів на основі Fe-Al, використовуючи нову технологію виготовлення деталей.

У рамках проєкту ДП «КБ «Південне» забезпечувало експертну оцінку потенційного використання отриманого матеріалу в ракетно-космічній продукції у жорстких умовах. Основна мета ДП «КБ «Південне» у проєкті – це адаптація матеріалу EQUINOX до конструкції ракетно-космічної техніки.
Основні завдання ДП «КБ «Південне» у проєкті:

Докладна інформація доступна за посиланням: http://equinox-project.eu/

Сьогоднішні технологічні потреби значно підвищують вимоги до традиційних матеріалів для збільшення їх застосування у більш жорстких і екстремальних умовах, при цьому скорочуючи витрати на виготовлення та власне сам продукт.

Проєкт MODCOMP спрямований на розроблення нових матеріалів на основі вуглецевого волокна для технологічних, цінних і високоефективних виробів із прийнятною вартістю, з поліпшеними показниками безпеки та функціональності.

У рамках проєкту MODCOMP ДП «КБ «Південне» виконало роботи з проєктування, виготовлення та комплексного наземного випробування на працездатність пробних конструкцій (прототипів) для ракетно-космічної та автомобільної промисловостей з модифікованих матеріалів для підтвердження впливу модифікування. Зокрема, ДП «КБ «Південне» виконало такі дослідні роботи:

Використання вуглецевого волокна в різних галузях промисловості розширюється з кожним днем. Це пов’язане з тим, що питомі міцнісні характеристики вуглепластиків перевищують аналогічні властивості інших конструкційних матеріалів. Полімерні композиційні матеріали на основі вуглецевого волокна використовували для виготовлення панелей сонячних батарей, несучих ферменних конструкцій і теплових екранів КА розроблення ДП «КБ «Південне», а потенційні можливості застосування вуглепластиків практично не обмежені.
У 2014 р. ДП «КБ «Південне» розпочало виконання робіт з науково-дослідного проєкту FIBRALSPEC, який реалізовано у рамках Сьомої рамкової програми Європейського Союзу. Основною метою проєкту було розроблення перспективних вуглеволокон з новітніх економічно вигідних прекурсорів зі спеціальними властивостями.
Роботи ДП «КБ «Південне» у проєкті FIBRALSPEC були спрямовані на проведення комплексних детальних випробувань розроблюваних у рамках проєкту вуглеволокон, розроблення та виготовлення устаткування, що дозволяє модифікувати сполучне, і підтвердження розроблених рішень шляхом виготовлення демонстраторів з модифікованих матеріалів.
У результаті реалізації проєкту було створено технологію та устаткування для модифікування сполучного наночастинками, яке потім було інтегровано в існуючу на ДП «КБ «Південне» промислову лінію з намотування вуглепластикових виробів. Технологію модифікування було підтверджено шляхом виготовлення та випробування демонстраторів структурних елементів несучої ферменної конструкції.
Цей проєкт було профінансовано за Сьомою рамковою програмою Європейського Союзу з розвитку наукових досліджень і технологій. Угода про грант № 604248.
Докладна інформація доступна за посиланням: www.fibralspec.net

Вуглеволокно є одним з найбільш ефективних зміцнювальних матеріалів для композитних конструкцій, які потребують підвищеної міцності. Композити, армовані вуглецевим волокном, на 80 % легше сталі та на 50 % легше алюмінію, і водночас мінімум удвічі міцніше.

Проте широке застосування подібного матеріалу обмежене його високою ринковою ціною. Висока ринкова вартість вуглеволокна обумовлена залежністю від вартості прекурсорів на нафтовій основі і трудомістким, дорогим і шкідливим для навколишнього середовища процесом їх перероблення.

У 2013 р. на ДП «КБ «Південне» розпочато роботи з науково-дослідного проєкту Європейського Союзу з назвою NEWSPEC. Головним завданням проєкту є розроблення нового вуглеволокна із застосуванням недорогих перспективних полімерів.

У рамках цього проєкту ДП «КБ «Південне» разом з партнерами з проєкту розробили та випробували новий метод обробляння вуглецевого волокна в плазмі, який дозволяє збільшити його міцнісні характеристики на 15–18 % залежно від якості вихідного волокна. Для підтвердження результатів проєкту ДП «КБ Південне» спроєктувало, виготовило та випробувало структурні макети труб для нафтогазової промисловості і лопатей для вітряних електростанцій з обробленого вуглеволокна.

Розроблена технологія обробляння вуглеволокна дозволяє знизити вартість вуглепластикових виробів за рахунок застосування більш дешевих волокон, міцнісні характеристики яких значно підвищуються після оброблення.

Цей проєкт частково профінансовано за Сьомою рамковою програмою Європейського Союзу з розвитку наукових досліджень і технологій. Угода про грант № 604168.
Докладна інформація доступна за посиланням: www.newspec.eu

З кожною космічною місією усе гостріше постає проблема космічного сміття. Загальна вага космічного сміття на низькій навколоземній орбіті Землі становить близько 2500 т (на 2013 р.). При цьому більшу його частину становлять верхні ступені РН. Зіткнення КА з об’єктами космічного сміття будуть усе більш реальною загрозою для майбутніх космічних місій.

Одержання можливості відведення з орбіти хоча б декількох типів ступенів РН є актуальним завданням для світової космічної спільноти.
У 2013 р. ДП «КБ «Південне» розпочало роботи з реалізації амбіційного науково-дослідного проєкту LEOSWEEP, реалізованого в рамках Сьомої рамкової програми ЄС. Метою проєкту є демонстрація технологічної здійсненності першої місії з активного видалення українського верхнього ступеня з використанням технології іонного променя, яка забезпечує ефективну безконтактну маніпуляцію космічним сміттям з низьким рівнем ризику.

Основним напрямом робіт ДП «КБ «Південне» у рамках проєкту LEOSWEEP було розроблення демонстраційної місії з видалення з орбіти верхнього ступеня РН, використовуючи падаючий іонний промінь, що випромінює співорбітальний космічний апарат, а також аналіз безпеки процесу видалення та повернення в атмосферу верхнього ступеня.

Було проаналізовано вплив іонного променя на матеріал зовнішньої поверхні верхнього ступеня РН «Циклон-3». Виготовлено і випробувано у змодельованих умовах космосу зразок матеріалу зовнішньої поверхні для підтвердження безпеки безконтактної маніпуляції об’єктом за допомогою іонного променя. Аналіз руйнування верхніх ступенів РН під час повернення в атмосферу показав, що деякі частини двигуна і паливні баки можуть долетіти до Землі, що вимагає виділення спеціальних зон падіння.

Цей проєкт було частково профінансовано за Сьомою рамковою програмою Європейського Союзу з розвитку наукових досліджень і технологій. Угода про грант № 607457.
Докладна інформація доступна за посиланням: www.leosweep.upm.es

Інтерес до полегшеного теплозахисту КА, що повертаються, зростає в усьому світі, проте на сьогоднішній день не існує теплозахисту, що забезпечує багаторазове використання серійно виготовлених КА. Зокрема, немає теплозахисту з прийнятною вартістю, технологічністю і ремонтопридатністю, а також високою надійністю під час експлуатації, що відповідає вимогам з масового обмеження.

Проєкт LIGHT-TPS спрямований на розроблення нової надлегкої системи теплового захисту (СТЗ) для різних застосувань у космосі, насамперед для космічних апаратів, що повертаються, здатної працювати в діапазоні спектра робочих температур до 1200 °С протягом 100 пусків.

Основними завданнями проєкту були: розроблення інноваційних жаростійких, жароміцних й теплоізоляційних матеріалів (металевих і керамічних), нових конструкцій і технологій виготовлення для виробництва надлегкої системи теплозахисту нового покоління.

У рамках проєкту ДП «КБ «Південне» відповідало за створення конструкції теплозахисту з металевою зовнішньою панеллю та внутрішньою теплоізоляцією і проведення повного комплексу наземних випробувань СТЗ для підтвердження її багаторазового використання.

Було розроблено нову конструкцію СТЗ, яка забезпечує швидке й економічне обслуговування та заміну пошкоджених плиток. Нові металеві композиційні порошкові сплави на основі хрому і ніобію в комбінації з оптимізованою конструкцією плитки дозволяють вийти на ліміт питомої маси СТЗ в 10 кг/м². Виготовлені демонстратори металевих зовнішніх панелей СТЗ пройшли повний комплекс наземних випробувань, що моделюють теплові та механічні навантаження на поверхню космічного корабля під час входу в атмосферу. Методи неруйнівного контролю оптимізовано для перевірки різних можливих дефектів і деградації металевих елементів конструкції СТЗ у процесі експлуатації. У результаті реалізації проєкту ДП «КБ «Південне» одержало патент на розроблену конструкцію СТЗ з зонішньою металевою панеллю та внутрішньою теплоізоляцією.

Цей проєкт профінансовано за Сьомою рамковою програмою Європейського Союзу з розвитку наукових досліджень і технологій. Угода про грант № 607182. Докладна інформація доступна за посиланням: http://www.light-tps.eu/