Версия для печати

Звездная оптика из Подмосковья

Самый большой телескоп Европы сделан в Лыткарине
Власов Евгений
Перемещение формы со стеклом к карусельному станку

Четвертого октября 1957 года радио- и телестанции СССР сообщением о запуске первого в мире искусственного спутника Земли известили мир о начале космической эры. Развитие исследований внеземного пространства потребовало создания не только ракет, космодромов, но и крупных телескопов для наблюдения за орбитальными объектами.

Лыткаринский завод оптического стекла уже в начале 60-х годов освоил выпуск крупногабаритных оптических стекол для телескопов астрофизических обсерваторий. Зеркала диаметром 2,6 метра работали в приборах Крымского и Бюраканского научных комплексов. Однако одно дело наблюдать за звездами и планетами, а другое – видеть стремительное перемещение по небосводу рукотворного космического объекта. Астрономам требовались более мощные по оптическим параметрам телескопы.

25 марта 1960 года Советом министров СССР было принято постановление о создании крупнейшего в мире (в США в то время существовал телескоп «Паломарис» с главным зеркалом пять метров и весом около 20 тонн) телескопа-рефрактора БТА с главным монолитным зеркалом диаметром шесть метров и весом около 40 тонн. Лыткаринский завод определили головным предприятием в части разработки марки стекла, технологии получения заготовки зеркала и его механической обработки для окончательного завершения работ.

Научная часть проекта была поручена известному конструктору астрономических инструментов, доктору технических наук Баграту Константиновичу Иоаннисиани.

За шесть лет с лицевой поверхности зеркала Большого азимутального телескопа снято пять миллиметров стекла, после полирования заданная кривая получена с точностью до микрона

Заготовка зеркала, отлитая и обработанная до окончательной полировки рабочей поверхности, должна была представлять собой вогнутый мениск диаметром 6060 миллиметров, толщиной 655 миллиметров, с радиусом рабочей поверхности 48 метров. Примерный вес – 43 тонны. С тыльной стороны заготовки предстояло высверлить 66 глухих отверстий переменных (430, 350, 310 мм) диаметров глубиной 430 миллиметров. Разметка положений отверстий потребовала в дальнейшем весьма тщательного подхода к их размещению, ибо в них входили посадочные стержни, жестко закрепленные на несущей поверхности для зеркала.

Все параметры следовало соблюсти в процессе получения заготовки на ЛЗОСе. И лишь несколько миллиметров стекла с лицевой поверхности для доведения рабочей поверхности зеркала до заданной точности удаляли специалисты Ленинградского оптико-механического объединения (ЛОМО).

Для решения организационных и технических вопросов создали группу специалистов, руководителем которой и одновременно основным исполнителем масштабного проекта стал главный технолог Лыткаринского завода оптического стекла Игорь Михайлович Бужинский.

После всестороннего обсуждения выработали директивную технологию получения заготовки будущего прибора. Следовало провести навар в газовой ванной печи около ста тонн однородного малопузырного стекла, слить его через поток и платиновую трубу в форму на передвижной платформе, переместить стекло в печь для обжига, после освободить заготовку из формы и обработать до заданной конфигурации и размеров на карусельном станке.

Предприятиям, привлеченным к созданию комплекса, выдавались технические задания. Конструкцию ванной печи разрабатывали специалисты ленинградского института «Гипростекло», форму-колокол для стекольной массы и перемещения в обжиговую печь поручили изготовить Коломенскому заводу тяжелого машиностроения, подъемно-передвижной платформой и изготовлением 250-тонного мостового крана занимались на Красноярском заводе и Сибтяжмаше, конструкцию печи обжига проектировали специалисты Московского института электротермического оборудования.

Кроме этого, специалисты ЛЗОСа, Государственного оптического института (ГОИ) и Государственного института стекла (ГИС) после проведенных исследований определились с маркой стекла – 316, которое имело сравнительно низкий коэффициент линейного расширения и не ухудшало свои оптические свойства и длительное время.

Звездная оптика из Подмосковья
Форма заполнена стеклом

На заводе была решена проблема перемещения наваренного стекла из ванной печи через специальный поток и платиновую трубу диаметром 135 метров и длиной 5040 миллиметров в форму. Возник вопрос: чем нагревать платиновую тубу? Газом нельзя, так как моментально разрушится платина. Выход нашли в обогреве трубы сжиганием водорода.

Когда все было построено, смонтировано, отлажено оборудование, начали навар стекла в ванной печи. Первый отлив провели примерно через три с половиной года после выхода постановления Совмина СССР. Второй отлив от начала попадания стекла из платиновой трубы на дно формы до закрытия крышкой продлился 5 часов 56 минут. Была отлита заготовка диаметром 6200 миллиметров, толщиной 800 миллиметров и весом 60 тонн. Через шесть часов после окончания процесса кран перенес форму со стеклом в печь обжига, где заготовка остывала. Это был, пожалуй, самый ответственный момент: если ускорить его или задержать на произвольной температуре, по окончании обжига получится не целый диск, а его сектора – стекло растрескается. Поэтому более 15 часов Бужинский и другие члены группы не выходили из цеха. 28 суток стекло в обжиговой печи охлаждалось до 600 градусов, затем было выдержано при этой температуре еще 30 дней. Охлаждение с 600 до 400 градусов проводилось со снижением по 0,7–2 градуса в сутки четыре месяца. Вся надежда тогда возлагалась на четкую и безотказную работу автоматики. С 400 градусов до комнатной температуры охлаждение продолжалось три месяца. Весь цикл занял 10 месяцев.

Специалисты по стеклу считают, что это был ускоренный режим обжига, а для такой махины стекла нужен более плавный и щадящий режим уменьшения температуры.

Третий, окончательный отлив заготовки зеркала провели в конце ноября 1964 года. Процесс обжига для гарантии получения качественного стекла увеличили на пять месяцев за счет более медленного снижения температуры и длительности ступеней выдержки при определенной температуре.

Заготовка из печи обжига была извлечена в ноябре 1966 года и после механической обработки и контроля принята межведомственной комиссией и перемещена в построенный корпус, где специалисты Ленинградского оптико-механического объединения отшлифовывали зеркало для получения на поверхности точной параболы. Эта работа велась шесть лет. За это время с лицевой поверхности зеркала было снято пять миллиметров (по толщине) стекла, после чего ее отполировали. Кропотливый процесс продолжался долго, но результат того стоил: на тридцати зеркальных квадратных метрах заданная кривая получена с точностью до микрона.

Принимала зеркало 10 июня 1974 года специальная государственная комиссия. Приемный акт подписал председатель комиссии академик АН СССР Александр Михайлович Прохоров, а протокол приемки утвердили министр оборонной промышленности Сергей Алексеевич Зверев и президент АН СССР академик Мстислав Всеволодович Келдыш.

Пятеро сотрудников ЛЗОСа за создание главного зеркала БТА награждены Государственной премией СССР, большинство причастных к реализации этого масштабного проекта – орденами и медалями.

После изготовления зеркало законсервировали специальной защитной пленкой и переместили на амортизационные опоры в специальный транспортный контейнер с высокой степенью теплоизоляции установленными внутри датчиками ускорений и температуры. Чтобы исключить неожиданности при перевозке столь ценного груза, сначала решили провести по заданному маршруту имитатор зеркала. В этом рейсе определились с тем, какая скорость должна быть в движении по воде, на подъемах по горным дорогам. И только после этого в путь отправили главное зеркало БТА.

30 июня 1974 года трейлеры с контейнером и оправой зеркала выехали из Лыткарина в Московский южный речной порт, со специального причала их установили на баржу и мощный буксир в сопровождении спецбригады на отдельном судне потянул груз через канал Москва – Волга, по Волге и каналу Волго-Донскому до Ростова-на-Дону.

В Ростове-на-Дону трейлеры выехали на берег и направились в горы Карачаево-Черкесии. Этот участок пути оказался самым сложным. Вес более 40 тонн тянул машину не вверх, а вниз. Ехали на тормозах, из-за чего колеса тягача дымили и их приходилось постоянно охлаждать водой из цистерны рядом идущей водовозки. Доехали благополучно.

Смонтированный телескоп исправно несет свою научную вахту в обсерватории Карачаево-Черкесии.

Периодически, раз в 10 лет зеркало доставляют на ЛЗОС. Южные ветра, зной, пыль действуют на поверхность стекла телескопа. В Лыткарине дефекты устраняют, и зеркало снова отправляется по уже знакомой дорожке обратно.

Евгений Власов,
инженер-конструктор, лауреат премии Совмина СССР

Опубликовано в выпуске № 9 (872) за 16 марта 2021 года

Loading...
Загрузка...

 

 

  • Past:
  • 3 дня
  • Неделя
  • Месяц