|
Ионопровод российского адронного коллайдера
Весной 2019 года Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) из города Дубны в лице группы разработчиков эксперимента BM@N из проекта NICA вышел на нас, приметив в интернете наш проект разработки технологии прецизионного изготовления углепластикового зеркала космического телескопа «Миллиметрон». |
Вкратце опишу сам проект. В настоящий момент на территории института ведется строительство коллайдера тяжелых частиц под названием NIСA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility). Окончание строительства планируется в 2022 году. В строительстве принимают участие более 70 институтов из 32 стран мира.
В NICA будет проводиться множество экспериментов. Первым из них запланирован эксперимент BM@N (Baryonic Matter at Nuclotron). Он состоит в изучении процесса перехода материи от сверхсжатого состояния, которое могло быть в первые моменты после большого взрыва, и сейчас существует только в ядрах нейтронных звезд, к ее нынешнему привычному нам состоянию. Так же этот эксперимент поможет пролить свет на физику зарождения сверхновых звезд.
Эксперимент проводится путём разгона ядра золота до скоростей близких к скорости света и последующем столкновении разогнанного ядра с металлической мишенью. В момент столкновения достигаются значения температуры и давления такие, что привычные нам электроны и ядра превращаются в смесь из составляющих их элементов – барионов. Далее процесс превращения этой «каши» в обычную материю фиксируется множеством детекторов.
Наша задача состоит в изготовлении, проходящего через эти детекторы, 5 метрового углепластикового ионопровода – разборной четырехсегментной трубки переменного сечения (диаметром от 80 до 50 мм), изогнутой в направлении полета продуктов столкновения частиц.
Главная цель – обеспечить чистый и постоянный вакуум внутри заключенного объема для недопущения не запланированных столкновений с частицами газов из атмосферы. Была информация о похожих разработках заграницей, которые не дали ожидаемых результатов. Это еще более подстегнуло наш энтузиазм.
Первый этап работ состоял в практическом доказательстве гипотезы о применимости углепластика в качестве материала ионопровода. В процессе работ были разработаны:
1) Герметичное разборное соединение между сегментами изделия с толщиной стенки 1 мм, которое конструктивно позволяет позиционировать сегменты между собой с угловой точностью в 0,1° относительной общей оси.
2) Уникальная технология изготовления тонкостенных профилей со строгим требованием к равнотолщинности стенки 0,1 мм на всей длине сегмента – 1,2 м. Это требования связанно с тем, что лишний объем материала может поглотить продукты столкновения и испортить результаты эксперимента.
3) Ламинат с трехкратным запасом прочности, выдерживающий атмосферное давление при вакууме внутри, не дающий значительных прогибов при торцевом креплении.
Одной из основных задач также стала разработка метода предварительной дегазации ионопровода для удаления молекулярного слоя атмосферных газов и паров воды, адсорбированных на внутренней поверхности изделия.
К декабрю 2019 года мы произвели полный цикл разработки изделия, включая расчеты, завершили технологическую обкатку разработанной технологии, провели тесты образцов и были готовы к производству полноценного сегмента ионопровода.
Под новый год мы провели финальные двухсторонние приемо-сдаточные испытания, которые показали верность выбранного пути по изготовлению ионопровода из углепластика.
В настоящее время мы закончили разработку полноценного изделия и готовимся к его производству.
После уточнения необходимых параметров эксперимента требования к точности сборки увеличились на порядок, также появилась задача компоновки ионопровода с деталями детекторов.
Мы уверены в успехе и гордимся возможностью внести свой вклад в мировую науку.
Ведение проекта в КБ Архипов и статья CTO Белов Кирилл @bekasgod (подготовлена для научно-популярного журнала Compositebook)
В NICA будет проводиться множество экспериментов. Первым из них запланирован эксперимент BM@N (Baryonic Matter at Nuclotron). Он состоит в изучении процесса перехода материи от сверхсжатого состояния, которое могло быть в первые моменты после большого взрыва, и сейчас существует только в ядрах нейтронных звезд, к ее нынешнему привычному нам состоянию. Так же этот эксперимент поможет пролить свет на физику зарождения сверхновых звезд.
Эксперимент проводится путём разгона ядра золота до скоростей близких к скорости света и последующем столкновении разогнанного ядра с металлической мишенью. В момент столкновения достигаются значения температуры и давления такие, что привычные нам электроны и ядра превращаются в смесь из составляющих их элементов – барионов. Далее процесс превращения этой «каши» в обычную материю фиксируется множеством детекторов.
Наша задача состоит в изготовлении, проходящего через эти детекторы, 5 метрового углепластикового ионопровода – разборной четырехсегментной трубки переменного сечения (диаметром от 80 до 50 мм), изогнутой в направлении полета продуктов столкновения частиц.
Главная цель – обеспечить чистый и постоянный вакуум внутри заключенного объема для недопущения не запланированных столкновений с частицами газов из атмосферы. Была информация о похожих разработках заграницей, которые не дали ожидаемых результатов. Это еще более подстегнуло наш энтузиазм.
Первый этап работ состоял в практическом доказательстве гипотезы о применимости углепластика в качестве материала ионопровода. В процессе работ были разработаны:
1) Герметичное разборное соединение между сегментами изделия с толщиной стенки 1 мм, которое конструктивно позволяет позиционировать сегменты между собой с угловой точностью в 0,1° относительной общей оси.
2) Уникальная технология изготовления тонкостенных профилей со строгим требованием к равнотолщинности стенки 0,1 мм на всей длине сегмента – 1,2 м. Это требования связанно с тем, что лишний объем материала может поглотить продукты столкновения и испортить результаты эксперимента.
3) Ламинат с трехкратным запасом прочности, выдерживающий атмосферное давление при вакууме внутри, не дающий значительных прогибов при торцевом креплении.
Одной из основных задач также стала разработка метода предварительной дегазации ионопровода для удаления молекулярного слоя атмосферных газов и паров воды, адсорбированных на внутренней поверхности изделия.
К декабрю 2019 года мы произвели полный цикл разработки изделия, включая расчеты, завершили технологическую обкатку разработанной технологии, провели тесты образцов и были готовы к производству полноценного сегмента ионопровода.
Под новый год мы провели финальные двухсторонние приемо-сдаточные испытания, которые показали верность выбранного пути по изготовлению ионопровода из углепластика.
В настоящее время мы закончили разработку полноценного изделия и готовимся к его производству.
После уточнения необходимых параметров эксперимента требования к точности сборки увеличились на порядок, также появилась задача компоновки ионопровода с деталями детекторов.
Мы уверены в успехе и гордимся возможностью внести свой вклад в мировую науку.
Ведение проекта в КБ Архипов и статья CTO Белов Кирилл @bekasgod (подготовлена для научно-популярного журнала Compositebook)
Ионопровод российского адронного коллайдера
Весной 2019 года Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) из города Дубны в лице группы разработчиков эксперимента BM@N из проекта NICA вышел на нас, приметив в интернете наш проект разработки технологии прецизионного изготовления углепластикового зеркала космического телескопа «Миллиметрон».
Вкратце опишу сам проект. В настоящий момент на территории института ведется строительство коллайдера тяжелых частиц под названием NIСA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility). Окончание строительства планируется в 2022 году. В строительстве принимают участие более 70 институтов из 32 стран мира.
В NICA будет проводиться множество экспериментов. Первым из них запланирован эксперимент BM@N (Baryonic Matter at Nuclotron). Он состоит в изучении процесса перехода материи от сверхсжатого состояния, которое могло быть в первые моменты после большого взрыва, и сейчас существует только в ядрах нейтронных звезд, к ее нынешнему привычному нам состоянию. Так же этот эксперимент поможет пролить свет на физику зарождения сверхновых звезд.
Эксперимент проводится путём разгона ядра золота до скоростей близких к скорости света и последующем столкновении разогнанного ядра с металлической мишенью. В момент столкновения достигаются значения температуры и давления такие, что привычные нам электроны и ядра превращаются в смесь из составляющих их элементов – барионов. Далее процесс превращения этой «каши» в обычную материю фиксируется множеством детекторов.
Наша задача состоит в изготовлении, проходящего через эти детекторы, 5 метрового углепластикового ионопровода – разборной четырехсегментной трубки переменного сечения (диаметром от 80 до 50 мм), изогнутой в направлении полета продуктов столкновения частиц.
Главная цель – обеспечить чистый и постоянный вакуум внутри заключенного объема для недопущения не запланированных столкновений с частицами газов из атмосферы. Была информация о похожих разработках заграницей, которые не дали ожидаемых результатов. Это еще более подстегнуло наш энтузиазм.
Первый этап работ состоял в практическом доказательстве гипотезы о применимости углепластика в качестве материала ионопровода. В процессе работ были разработаны:
1) Герметичное разборное соединение между сегментами изделия с толщиной стенки 1 мм, которое конструктивно позволяет позиционировать сегменты между собой с угловой точностью в 0,1° относительной общей оси.
2) Уникальная технология изготовления тонкостенных профилей со строгим требованием к равнотолщинности стенки 0,1 мм на всей длине сегмента – 1,2 м. Это требования связанно с тем, что лишний объем материала может поглотить продукты столкновения и испортить результаты эксперимента.
3) Ламинат с трехкратным запасом прочности, выдерживающий атмосферное давление при вакууме внутри, не дающий значительных прогибов при торцевом креплении.
Одной из основных задач также стала разработка метода предварительной дегазации ионопровода для удаления молекулярного слоя атмосферных газов и паров воды, адсорбированных на внутренней поверхности изделия.
К декабрю 2019 года мы произвели полный цикл разработки изделия, включая расчеты, завершили технологическую обкатку разработанной технологии, провели тесты образцов и были готовы к производству полноценного сегмента ионопровода.
Под новый год мы провели финальные двухсторонние приемо-сдаточные испытания, которые показали верность выбранного пути по изготовлению ионопровода из углепластика.
В настоящее время мы закончили разработку полноценного изделия и готовимся к его производству.
После уточнения необходимых параметров эксперимента требования к точности сборки увеличились на порядок, также появилась задача компоновки ионопровода с деталями детекторов.
Мы уверены в успехе и гордимся возможностью внести свой вклад в мировую науку.
Ведение проекта в КБ Архипов и статья CTO Белов Кирилл @bekasgod (подготовлена для научно-популярного журнала Compositebook)
В NICA будет проводиться множество экспериментов. Первым из них запланирован эксперимент BM@N (Baryonic Matter at Nuclotron). Он состоит в изучении процесса перехода материи от сверхсжатого состояния, которое могло быть в первые моменты после большого взрыва, и сейчас существует только в ядрах нейтронных звезд, к ее нынешнему привычному нам состоянию. Так же этот эксперимент поможет пролить свет на физику зарождения сверхновых звезд.
Эксперимент проводится путём разгона ядра золота до скоростей близких к скорости света и последующем столкновении разогнанного ядра с металлической мишенью. В момент столкновения достигаются значения температуры и давления такие, что привычные нам электроны и ядра превращаются в смесь из составляющих их элементов – барионов. Далее процесс превращения этой «каши» в обычную материю фиксируется множеством детекторов.
Наша задача состоит в изготовлении, проходящего через эти детекторы, 5 метрового углепластикового ионопровода – разборной четырехсегментной трубки переменного сечения (диаметром от 80 до 50 мм), изогнутой в направлении полета продуктов столкновения частиц.
Главная цель – обеспечить чистый и постоянный вакуум внутри заключенного объема для недопущения не запланированных столкновений с частицами газов из атмосферы. Была информация о похожих разработках заграницей, которые не дали ожидаемых результатов. Это еще более подстегнуло наш энтузиазм.
Первый этап работ состоял в практическом доказательстве гипотезы о применимости углепластика в качестве материала ионопровода. В процессе работ были разработаны:
1) Герметичное разборное соединение между сегментами изделия с толщиной стенки 1 мм, которое конструктивно позволяет позиционировать сегменты между собой с угловой точностью в 0,1° относительной общей оси.
2) Уникальная технология изготовления тонкостенных профилей со строгим требованием к равнотолщинности стенки 0,1 мм на всей длине сегмента – 1,2 м. Это требования связанно с тем, что лишний объем материала может поглотить продукты столкновения и испортить результаты эксперимента.
3) Ламинат с трехкратным запасом прочности, выдерживающий атмосферное давление при вакууме внутри, не дающий значительных прогибов при торцевом креплении.
Одной из основных задач также стала разработка метода предварительной дегазации ионопровода для удаления молекулярного слоя атмосферных газов и паров воды, адсорбированных на внутренней поверхности изделия.
К декабрю 2019 года мы произвели полный цикл разработки изделия, включая расчеты, завершили технологическую обкатку разработанной технологии, провели тесты образцов и были готовы к производству полноценного сегмента ионопровода.
Под новый год мы провели финальные двухсторонние приемо-сдаточные испытания, которые показали верность выбранного пути по изготовлению ионопровода из углепластика.
В настоящее время мы закончили разработку полноценного изделия и готовимся к его производству.
После уточнения необходимых параметров эксперимента требования к точности сборки увеличились на порядок, также появилась задача компоновки ионопровода с деталями детекторов.
Мы уверены в успехе и гордимся возможностью внести свой вклад в мировую науку.
Ведение проекта в КБ Архипов и статья CTO Белов Кирилл @bekasgod (подготовлена для научно-популярного журнала Compositebook)
