마지막 미크론까지
국내 박막 압전기가 선도적 인 위치를 차지합니다.
최신 MiG-29KR / KUBR 및 Su-35 전투기와 Ka-52 헬리콥터의 탑재 장비를 위해 설계된 PNP-10 압전 기울임 플랫폼은 세계 여러 아날로그 제품을 능가합니다. Zelenograd Scientific-Research Institute "Elpa"가 개발하여 생산에 투입했습니다.
스톡홀름 평화 연구소 (SIPRI)에 따르면 러시아 무기 수출은 몇 년 연속 빠르게 증가하고있다. MiG-29 및 Su-30 전투기, Mi-35M 및 Mi-28 헬리콥터, 탱크 T-90A, TOS-1A 중형 화염 방사기 시스템은 세계 시장에서 러시아 국방 산업의 히트 목록과는 거리가 멀습니다. 그러나 전문가들이 지적 하듯이 SIPRI가 사용하는 방법, 즉 소위 플랫폼, 즉 고객에게 제공되는 완제품을 계산하는 방법은 많은 국가에서 주로 마이크로 전자, 하이테크 요소, 구성 요소 및 어셈블리를 해외에 공급하기 때문에 신뢰할만한 그림을 제공하지 않습니다.
최근까지 우리 고유의 요소 기반을 만드는 문제는 물론 다양한 종류의 무기 및 군용 장비에 대한 구성 요소 및 어셈블리를 기반으로 한 개발 및 연속 생산이 국내 산업에있어 상당한 의미를 가졌음을 인식해야합니다. 수입 대체 프로그램은 비록 어려움을 겪었지만 상황을 전개 할 수 있었고, 이제 우리는 이미 자랑스러워할만한 것을 가지고있다.
초정밀의 비결
현대 러시아 전투기의 사진과 비디오를 서양의 "경쟁자"와 비교하면 조종석 앞에 위치한 독특한 모양의 돌출부가 있습니다. 소위 말하는 광학 레이더 (OLS)가 바로 우리 기계의 눈을 사로 잡습니다. 이전에는 적외선으로 적의 항공기를 검색하는 용도로만 사용되었습니다. 최신 OLS-U (MiG-29K / KUB 전투기 용), OLS-35 (Su-35) 및 기타는 대기, 지상 및 표적을 탐지, 포착 및 추적하고, 레이저 방사 등으로 강조 표시 할 수 있습니다.
공중 전투 조건에서 초음속으로 전투기를 비행하거나 지상 목표를 타격 할 때 광학 위치 스테이션의 기초를 형성하는 광학 및 레이저 시스템의 이동 정확도는 센티미터가 아니라 밀리미터가 아니라 마이크로 미터로 측정되어야합니다. 그러나 그러한 정확성을 달성하는 방법은 무엇입니까?
현재 소위 박막 피에조 세라믹 액추에이터를 기반으로하는 장치는 정밀 및 적응 광학 시스템을 제어하는 데 사용됩니다.
"층은 10에서 100 마이크론 두께로 만들어지며,이 층들에서 2에서 100 밀리미터까지 두께에 도달하는 압전 팩이 형성됩니다. 압전 패키지의 구조에 일정한 전위가 가해지면 상당히 큰 변위를 일으킬 수 있으며 경우에 따라 100 미크론까지 가능합니다. 고체 세라믹스의 제어가 최대 1 킬로 볼트의 전압을 필요로한다면 얇은 레이어의 경우 90 볼트에서 150 볼트까지 "엘파 연구소 (Elpa Research Institute)의 세르게이 네르 소 소프 (Sergei Nersesov) 총책임자는 개발의 장점을 밝힙니다.
흥미롭게도 인도 해군 MiG-29K / KUB 전투기에서 구입 한 최신 OLS-UE 광학 위치 스테이션에 설치된 미러를 제어하기 위해 독일 회사 인 Physik Instruments의 S-330 제품군의 피에조 드라이브가있는 블록이 사용되었습니다.
S-330 피에조 틸팅 플랫폼은 두 쌍의 차동 제어 액추에이터를 기반으로하는 최대 10mrad (밀리 라디안)의 틸트 각도를 가진 첨단 제품입니다. 이러한 플랫폼은 러시아 OLS에있을뿐만 아니라 미국, 프랑스, 이스라엘 기업인 고정밀 제조업체에서도 적극적으로 구매하고 있습니다. 항공 광전자 시스템.
그러나 곧 러시아 해군 함대에 합류하게 될 MiG-29K / KUBR에게 Elpa 연구소의 개발 엔지니어는 S-10보다 열등하지 않은 고유 한 PNP-330 압전 플랫폼을 만들 수 있지만 특정 특성을 능가합니다 그녀의
"우리의 압전 플랫폼은 에너지가 공급되면 40 마이크론으로 확장되는 4 개의 액추에이터로 구성됩니다. PNP의 제어 시스템은 특수 프로그램 하에서 액츄에이터의 움직임을 제공합니다. 액추에이터 자체는 10 mrad에서 두 개의 평면 (축 X 및 U.-AR)에서 벗어난 회전 거울이있는 플랫폼에서 작동합니다. 최대 5km의 거리에서 우리 플랫폼은 최대 1 미터의 정확도를 제공합니다 "라고 독특한 압전 플랫폼의 개발자 인 Anatoly Gritsenko는 말합니다.
PNP-10에서 Zelenograd의 전문가들은 피드백에 사용되는 자체 노하우 - 스트레인 게이지를 소개하고 소위 철회를 제거했습니다. "우리의 액추에이터에는 피드백을 위해 사용되는 특수 스트레인 게이지가 있기 때문에 분해능이 증가합니다 (적용된 전압 단위당 액츄에이터 작동 체의 최소 운동 가능성 - A.P.). 명확하게 말하면 : 스트레인 게이지가 없으면 액추에이터의 정확도는 10 - 15 나노 미터이며 스트레인 게이지를 사용하면이 수치는 1 나노 미터에 도달합니다! 따라서 지침의 정확성이 높아집니다. "라고 Elpa Research Institute의 프로젝트 관리 센터 책임자 인 Andrey Daineko는 설명합니다.
그러나 액추에이터의 정확성은 스트레인 게이지의 사용뿐만 아니라 가장 중요한 역할은 여러 피에조 플랫폼에 전류를 직접 공급하는 전원에 의해 수행됩니다. PI 자체는 실제로받은 명령에 따라 복잡한 알고리즘을 사용하여 플랫폼 액추에이터에 전기 충격을 보내는 프로그래밍 가능한 장치를 기반으로 한 미니 컴퓨터입니다.
"우리의 동력원은 Veliky Novgorod의 SPP SPC가 독자적으로 개발 한 것입니다. 이는 10 나노 볼트까지의 전압 공급의 정확성을 보장하므로 미러 자체의 위치 결정 해상도가 증가합니다. 결국, 액추에이터는 전압 변동을 모니터링하며 이는 정확성에 심각한 영향을 미칩니다 "라고 Andrei Daineko는 말합니다.
그러나 높은 정확성은 러시아 제품을 외국 아날로그와 구별합니다. 특히 독일의 S-330가 사용되는 전자 광학 시스템에서는 액추에이터가 항상 너무 큰 측면 굽힘을 견딜 수 없으며 과부하가 발생할 때 떨어지기 때문에 종종 오류가 발생합니다. "PNP-10을 개발하는 동안 우리는 즉시 액츄에이터의 생존 가능성 문제에주의를 기울 였고 횡단 면적을 1.5 배로 늘렸다. 강도가 높아지면서 자원 수명이 길어졌습니다. 내구성 테스트를 수행하고 30 수천 시간을 달성했습니다. 그들은 3 개의 액추에이터를 설치하고,인가 된 전압을 + 85 도의 온도에서 지속적으로 "속이게"합니다. 테스트 과정에서 물리적 특성은 천 시간마다 측정되었습니다. 수천 시간의 30 - 지속적인 작업을 의미합니다. 펄스로 측정 한 경우이 수치는 여러 번 증가합니다. 이 비행기는별로 살지 않습니다! "- 과학을위한 연구 및 생산 단지의 대리인 인 Viktor Nikiforov는 말했다.
현재 PNP-10은 MiG-29KR / KUBR, Su-35 전투기 및 최신 Ka-52 정찰 및 공격 헬리콥터의 레이저 조명 시스템의 일부로 사용되는 광학 위치 측정 스테이션의 일부로 테스트 중입니다.
Su-10, MiG-35 및 T-29와 같은 기계에서 사용하기 위해 계획된 조준 컨테이너 인 "Alligator"에 대한 PNP-50의 사용 범위.
Prospection
엘파 연구 개발 연구소 (Elpa Research and Development Institute)의 설계자와 기술자는 여전히 존재하지 않습니다. PNP-10이 대량 생산에 들어갈 때 해상도, 변위 등이 다른 기지에서 압전 플랫폼을 만들 계획입니다. 그런데 Elpa 연구소에서 수년 동안 처음 개발 한 박막 압전 세라믹스의 독특한 기술로 인해 , 액추에이터는 외국 경쟁사보다 저렴합니다.
"액추에이터는 다층 구조로되어있어 많은 접점이 있습니다. 제조 과정에서이 층은 매우 높은 온도에서 소결되므로 팔라듐은 가장 싼 원료가 아닌 접촉 패드에 사용됩니다. 우리는 소결 온도를 낮추는 방법을 발견하여 팔라듐 수요를 30 % 이상 줄였습니다. 따라서 비용이 많이 듭니다. 독자들에게 분명히하기 위해서 : 액추에이터는 소위 큐브로부터 모집됩니다. 예를 들어, 하나의 70- 밀리미터 액추에이터 PNP-10에서 30. 세계 시장에서 40-50 레이어 큐브 하나의 표준 가격은 약 4 유로입니다. 우리 비용은 약 4 분의 1 쌉니다. 그리고 박막 압전 세라믹스 생산 라인은 이미 백만 분의 1 년에이 같은 큐브를 생산할 준비가되어 있습니다 "라고 Andrei Daineko는 말합니다.
PNP-10를 기반으로 한 선형 변위의 피에조 플랫폼이 만들어졌습니다. 즉, X와 Y뿐만 아니라 Z에서도 평면으로 움직입니다. 이러한 제품은 항공 및 우주 프로그램에서 모두 요구되며 정찰 시스템에는 물론 고정밀 оружия. 엘파 연구소 (Elpa Research Institute)의 대표에 따르면이 연구소는이 방향으로 여러 기업과 공동 작업을하고 있지만 구체적인 결과에 관해 이야기하기에는 너무 이르다.
박막 압전 세라믹스의 또 다른 중요한 응용 분야는 진동 감쇠 시스템입니다. "그들은 F-16에서 미국 항공기 제조업체에 의해 처음 테스트되었습니다. 꼬리의 진동을 줄이기 위해 테이프 액추에이터로 만들어진 특수 패널이 사용되었습니다. 작동 원리는 아주 간단합니다. 우리는 진동하는 항공기의 구조적 요소를 가지고 있으며 반대 위상에서 우리는 반대편에서 누를 액추에이터를 넣습니다. 우리 연구소는 압전 플랫폼을 일종의 충격 흡수 장치로 사용하는보다 흥미로운 옵션을 제공합니다. 특히, 원자력 잠수함의 유닛 및 어셈블리에 매우 중요합니다. 우리는 러시아 과학원 역학 연구소와 공동 연구를 수행하여 PNP가 핵 잠수함의 일부 서브 어셈블리와 메커니즘에 설치되면 진동을 거의 제로로 줄일 수 있다고 결론을 내 렸습니다! "- Andrey Daineko는 요약합니다.
엘파 연구소 (Elpa Research Institute)는 수년 동안 자체 압전 플랫폼뿐만 아니라 방위 산업의 여러 분야에서 사용되는 세계에서 가장 비길 데없는 새로운 제품을 대량 생산할 수있는 박막 압전 세라믹의 고유 한 기술을 창안 한 기업입니다.
최신 MiG-29KR / KUBR 및 Su-35 전투기와 Ka-52 헬리콥터의 탑재 장비를 위해 설계된 PNP-10 압전 기울임 플랫폼은 세계 여러 아날로그 제품을 능가합니다. Zelenograd Scientific-Research Institute "Elpa"가 개발하여 생산에 투입했습니다.
스톡홀름 평화 연구소 (SIPRI)에 따르면 러시아 무기 수출은 몇 년 연속 빠르게 증가하고있다. MiG-29 및 Su-30 전투기, Mi-35M 및 Mi-28 헬리콥터, 탱크 T-90A, TOS-1A 중형 화염 방사기 시스템은 세계 시장에서 러시아 국방 산업의 히트 목록과는 거리가 멀습니다. 그러나 전문가들이 지적 하듯이 SIPRI가 사용하는 방법, 즉 소위 플랫폼, 즉 고객에게 제공되는 완제품을 계산하는 방법은 많은 국가에서 주로 마이크로 전자, 하이테크 요소, 구성 요소 및 어셈블리를 해외에 공급하기 때문에 신뢰할만한 그림을 제공하지 않습니다.
최근까지 우리 고유의 요소 기반을 만드는 문제는 물론 다양한 종류의 무기 및 군용 장비에 대한 구성 요소 및 어셈블리를 기반으로 한 개발 및 연속 생산이 국내 산업에있어 상당한 의미를 가졌음을 인식해야합니다. 수입 대체 프로그램은 비록 어려움을 겪었지만 상황을 전개 할 수 있었고, 이제 우리는 이미 자랑스러워할만한 것을 가지고있다.
초정밀의 비결
현대 러시아 전투기의 사진과 비디오를 서양의 "경쟁자"와 비교하면 조종석 앞에 위치한 독특한 모양의 돌출부가 있습니다. 소위 말하는 광학 레이더 (OLS)가 바로 우리 기계의 눈을 사로 잡습니다. 이전에는 적외선으로 적의 항공기를 검색하는 용도로만 사용되었습니다. 최신 OLS-U (MiG-29K / KUB 전투기 용), OLS-35 (Su-35) 및 기타는 대기, 지상 및 표적을 탐지, 포착 및 추적하고, 레이저 방사 등으로 강조 표시 할 수 있습니다.
공중 전투 조건에서 초음속으로 전투기를 비행하거나 지상 목표를 타격 할 때 광학 위치 스테이션의 기초를 형성하는 광학 및 레이저 시스템의 이동 정확도는 센티미터가 아니라 밀리미터가 아니라 마이크로 미터로 측정되어야합니다. 그러나 그러한 정확성을 달성하는 방법은 무엇입니까?현재 소위 박막 피에조 세라믹 액추에이터를 기반으로하는 장치는 정밀 및 적응 광학 시스템을 제어하는 데 사용됩니다.
"층은 10에서 100 마이크론 두께로 만들어지며,이 층들에서 2에서 100 밀리미터까지 두께에 도달하는 압전 팩이 형성됩니다. 압전 패키지의 구조에 일정한 전위가 가해지면 상당히 큰 변위를 일으킬 수 있으며 경우에 따라 100 미크론까지 가능합니다. 고체 세라믹스의 제어가 최대 1 킬로 볼트의 전압을 필요로한다면 얇은 레이어의 경우 90 볼트에서 150 볼트까지 "엘파 연구소 (Elpa Research Institute)의 세르게이 네르 소 소프 (Sergei Nersesov) 총책임자는 개발의 장점을 밝힙니다.
흥미롭게도 인도 해군 MiG-29K / KUB 전투기에서 구입 한 최신 OLS-UE 광학 위치 스테이션에 설치된 미러를 제어하기 위해 독일 회사 인 Physik Instruments의 S-330 제품군의 피에조 드라이브가있는 블록이 사용되었습니다.
S-330 피에조 틸팅 플랫폼은 두 쌍의 차동 제어 액추에이터를 기반으로하는 최대 10mrad (밀리 라디안)의 틸트 각도를 가진 첨단 제품입니다. 이러한 플랫폼은 러시아 OLS에있을뿐만 아니라 미국, 프랑스, 이스라엘 기업인 고정밀 제조업체에서도 적극적으로 구매하고 있습니다. 항공 광전자 시스템.그러나 곧 러시아 해군 함대에 합류하게 될 MiG-29K / KUBR에게 Elpa 연구소의 개발 엔지니어는 S-10보다 열등하지 않은 고유 한 PNP-330 압전 플랫폼을 만들 수 있지만 특정 특성을 능가합니다 그녀의
"우리의 압전 플랫폼은 에너지가 공급되면 40 마이크론으로 확장되는 4 개의 액추에이터로 구성됩니다. PNP의 제어 시스템은 특수 프로그램 하에서 액츄에이터의 움직임을 제공합니다. 액추에이터 자체는 10 mrad에서 두 개의 평면 (축 X 및 U.-AR)에서 벗어난 회전 거울이있는 플랫폼에서 작동합니다. 최대 5km의 거리에서 우리 플랫폼은 최대 1 미터의 정확도를 제공합니다 "라고 독특한 압전 플랫폼의 개발자 인 Anatoly Gritsenko는 말합니다.
PNP-10에서 Zelenograd의 전문가들은 피드백에 사용되는 자체 노하우 - 스트레인 게이지를 소개하고 소위 철회를 제거했습니다. "우리의 액추에이터에는 피드백을 위해 사용되는 특수 스트레인 게이지가 있기 때문에 분해능이 증가합니다 (적용된 전압 단위당 액츄에이터 작동 체의 최소 운동 가능성 - A.P.). 명확하게 말하면 : 스트레인 게이지가 없으면 액추에이터의 정확도는 10 - 15 나노 미터이며 스트레인 게이지를 사용하면이 수치는 1 나노 미터에 도달합니다! 따라서 지침의 정확성이 높아집니다. "라고 Elpa Research Institute의 프로젝트 관리 센터 책임자 인 Andrey Daineko는 설명합니다.
그러나 액추에이터의 정확성은 스트레인 게이지의 사용뿐만 아니라 가장 중요한 역할은 여러 피에조 플랫폼에 전류를 직접 공급하는 전원에 의해 수행됩니다. PI 자체는 실제로받은 명령에 따라 복잡한 알고리즘을 사용하여 플랫폼 액추에이터에 전기 충격을 보내는 프로그래밍 가능한 장치를 기반으로 한 미니 컴퓨터입니다.
"우리의 동력원은 Veliky Novgorod의 SPP SPC가 독자적으로 개발 한 것입니다. 이는 10 나노 볼트까지의 전압 공급의 정확성을 보장하므로 미러 자체의 위치 결정 해상도가 증가합니다. 결국, 액추에이터는 전압 변동을 모니터링하며 이는 정확성에 심각한 영향을 미칩니다 "라고 Andrei Daineko는 말합니다.
그러나 높은 정확성은 러시아 제품을 외국 아날로그와 구별합니다. 특히 독일의 S-330가 사용되는 전자 광학 시스템에서는 액추에이터가 항상 너무 큰 측면 굽힘을 견딜 수 없으며 과부하가 발생할 때 떨어지기 때문에 종종 오류가 발생합니다. "PNP-10을 개발하는 동안 우리는 즉시 액츄에이터의 생존 가능성 문제에주의를 기울 였고 횡단 면적을 1.5 배로 늘렸다. 강도가 높아지면서 자원 수명이 길어졌습니다. 내구성 테스트를 수행하고 30 수천 시간을 달성했습니다. 그들은 3 개의 액추에이터를 설치하고,인가 된 전압을 + 85 도의 온도에서 지속적으로 "속이게"합니다. 테스트 과정에서 물리적 특성은 천 시간마다 측정되었습니다. 수천 시간의 30 - 지속적인 작업을 의미합니다. 펄스로 측정 한 경우이 수치는 여러 번 증가합니다. 이 비행기는별로 살지 않습니다! "- 과학을위한 연구 및 생산 단지의 대리인 인 Viktor Nikiforov는 말했다.
현재 PNP-10은 MiG-29KR / KUBR, Su-35 전투기 및 최신 Ka-52 정찰 및 공격 헬리콥터의 레이저 조명 시스템의 일부로 사용되는 광학 위치 측정 스테이션의 일부로 테스트 중입니다.
Su-10, MiG-35 및 T-29와 같은 기계에서 사용하기 위해 계획된 조준 컨테이너 인 "Alligator"에 대한 PNP-50의 사용 범위.
Prospection
엘파 연구 개발 연구소 (Elpa Research and Development Institute)의 설계자와 기술자는 여전히 존재하지 않습니다. PNP-10이 대량 생산에 들어갈 때 해상도, 변위 등이 다른 기지에서 압전 플랫폼을 만들 계획입니다. 그런데 Elpa 연구소에서 수년 동안 처음 개발 한 박막 압전 세라믹스의 독특한 기술로 인해 , 액추에이터는 외국 경쟁사보다 저렴합니다.
"액추에이터는 다층 구조로되어있어 많은 접점이 있습니다. 제조 과정에서이 층은 매우 높은 온도에서 소결되므로 팔라듐은 가장 싼 원료가 아닌 접촉 패드에 사용됩니다. 우리는 소결 온도를 낮추는 방법을 발견하여 팔라듐 수요를 30 % 이상 줄였습니다. 따라서 비용이 많이 듭니다. 독자들에게 분명히하기 위해서 : 액추에이터는 소위 큐브로부터 모집됩니다. 예를 들어, 하나의 70- 밀리미터 액추에이터 PNP-10에서 30. 세계 시장에서 40-50 레이어 큐브 하나의 표준 가격은 약 4 유로입니다. 우리 비용은 약 4 분의 1 쌉니다. 그리고 박막 압전 세라믹스 생산 라인은 이미 백만 분의 1 년에이 같은 큐브를 생산할 준비가되어 있습니다 "라고 Andrei Daineko는 말합니다.
PNP-10를 기반으로 한 선형 변위의 피에조 플랫폼이 만들어졌습니다. 즉, X와 Y뿐만 아니라 Z에서도 평면으로 움직입니다. 이러한 제품은 항공 및 우주 프로그램에서 모두 요구되며 정찰 시스템에는 물론 고정밀 оружия. 엘파 연구소 (Elpa Research Institute)의 대표에 따르면이 연구소는이 방향으로 여러 기업과 공동 작업을하고 있지만 구체적인 결과에 관해 이야기하기에는 너무 이르다.
박막 압전 세라믹스의 또 다른 중요한 응용 분야는 진동 감쇠 시스템입니다. "그들은 F-16에서 미국 항공기 제조업체에 의해 처음 테스트되었습니다. 꼬리의 진동을 줄이기 위해 테이프 액추에이터로 만들어진 특수 패널이 사용되었습니다. 작동 원리는 아주 간단합니다. 우리는 진동하는 항공기의 구조적 요소를 가지고 있으며 반대 위상에서 우리는 반대편에서 누를 액추에이터를 넣습니다. 우리 연구소는 압전 플랫폼을 일종의 충격 흡수 장치로 사용하는보다 흥미로운 옵션을 제공합니다. 특히, 원자력 잠수함의 유닛 및 어셈블리에 매우 중요합니다. 우리는 러시아 과학원 역학 연구소와 공동 연구를 수행하여 PNP가 핵 잠수함의 일부 서브 어셈블리와 메커니즘에 설치되면 진동을 거의 제로로 줄일 수 있다고 결론을 내 렸습니다! "- Andrey Daineko는 요약합니다.
엘파 연구소 (Elpa Research Institute)는 수년 동안 자체 압전 플랫폼뿐만 아니라 방위 산업의 여러 분야에서 사용되는 세계에서 가장 비길 데없는 새로운 제품을 대량 생산할 수있는 박막 압전 세라믹의 고유 한 기술을 창안 한 기업입니다.
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