Выдержат ли материалы космических аппаратов сверхэкстремальные температуры при спуске через атмосферу? Как ячеистая структура позволяет материалам расширяться при растяжении и выдерживать большие нагрузки? Как оптимизировать работу роботов-манипуляторов для повышения производительности? Эти задачи решают в Институте проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН. О работе института в пятницу 16 октября рассказали студентам российских вузов — в ИПМех РАН прошел студенческий тур, организованный порталом «Научная Россия».
Актуальные исследования института посвящены роботизации производств, взаимодействию материалов с плазмой и излучением, исследованию новых материалов и их свойств. Студентам провели экскурсию по тематическим лабораториям.
Так, важное направление cвязано с ауксетиками — это материалы, которые при растяжении не сжимаются в поперечном сечении, как классические, а наоборот, расширяются. Это, в том числе, значительно повышает их устойчивость к проникновению. Изучение таких материалов и понимание того, как они ведут себя в тех или иных обстоятельствах, открывает новые пути создания защитных конструкций или изделий для медицины.
В лаборатории робототехники и мехатроники студентам показали роботов вертикального перемещения, в том числе способных работать в экстремальных условиях. Такие аппараты, например, исследуют состояние кессонов — подводных оснований буровых платформ, установленных на шельфе. А кроме того, очищают подводную часть судов от моллюсков и ракушек: при долгом нахождении в морях они неизбежно нарастают на днище, снижая скорость и увеличивая расход топлива.
Также специалисты лаборатории изучают возможности повышения эффективности роботизации производств без существенных вложений и значительного увеличения количества самих роботов. Это направление называется эргономикой рабочего пространства роботов: определив наиболее эффективные зоны для тех или иных операций, возможно повысить их скорость и качество.
Фото: Елена Либрик / Научная Россия
«Эргономика, наука о том, как удобно работать, очень хорошо развита в отношении человека, есть четкие рекомендации, например, как правильно поднимать груз. Но для промышленных роботов этой науки нет. Но мы интуитивно понимаем, что раз у человека есть какие-то благоприятные конфигурации рук и ног, то и у манипулятора тоже есть какие-то зоны, которые будут благоприятны. Мы можем исследовать рабочую зону манипулятора и дать рекомендации», — рассказал главный научный сотрудник лаборатории робототехники и мехатроники ИПМех РАН член-корреспондент РАН Иван Ермолов.
В лаборатории взаимодействия плазмы и излучения с материалами гостям института продемонстрировали работу высокочастотных индукционных плазмотронов. Это уникальные научные установки, позволяющие моделировать экстремальные условия, с которыми сталкиваются космические спускаемые аппараты при прохождении через слои атмосферы: высокую температуру, давление, скорость. Именно в этой лаборатории около 40 лет назад испытывали теплозащитные плитки «Бурана». При этом, регулируя состав газа, поступающего в установку, и интенсивность подачи, можно воссоздать условия атмосферы других планет, например, Марса.
Фото: Елена Либрик / Научная Россия
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
