«НАУКА И ЖИЗНЬ» Ежемесячный научно-популярный журнал № 6 июнь 2000

НАУКА. ДАЛЬНИЙ ПОИСК

Сварка и родственные технологии в освоении космоса и мирового океана. XXI век

Ученый с мировым именем, организатор науки Борис Евгеньевич Патон вот уже 47 лет возглавляет Научно-исследовательский институт электросварки им. Е. О. Патона в Киеве. Под его руководством здесь развиваются научные основы и техника сварки, создаются и внедряются в промышленность новые, прогрессивные сварочные технологии. Много раз Б. Е. Патон, бессменный член редакционного совета «Науки и жизни», выступал на страницах журнала со статьями о путях развития науки и научно-технического прогресса (см. «Наука и жизнь» № 5, 1969 г.; № 10, 1972 г.; № 9, 1974 г.; № 7, 1976 г.; № 4, 1977 г.; № 10, 1981 г.; № 5, 1986 г.; № 1, 1988 г.).

Сегодня ученый обращает взгляд в будущее и размышляет о том, какие проблемы придется решать сварочной науке в XXI веке и какое место займут сварочные технологии в освоении космоса и Мирового океана.

Президент Национальной академии наук Украины, академик Российской академии наук Б. ПАТОН, директор Института электросварки им. Е. О. Патона (Киев).

Борис Евгеньевич Патон.

В преддверии нового века возникает естественное желание поразмышлять над тем, что нас ожидает впереди, куда мы идем, какими путями. Это в полной мере относится к научно-техническому прогрессу, к сварочной науке и технике, без которых просто невозможно представить себе современное производство и строительство.

БУДУЩЕЕ СВАРОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В соответствии с терминологией, предложенной Европейской сварочной федерацией, термин «сварка» означает соединение, резку и обработку поверхности материалов всех типов с использованием таких процессов, как сварка, пайка (твердая и мягкая), термическая резка, газотермическое напыление, адгезионное сцепление, микросоединение. Этот перечень включает и управление, обеспечение качества, неразрушающий контроль, гигиену труда и охрану здоровья персонала.

Основная задача сварочного производства — проектирование и изготовление сварных конструкций. Сварными в наше время делают конструкции из стали, цветных металлов и сплавов. Все глубже проникает сварка в производство изделий из синтетических материалов, создаются технологии сварки разнородных металлов и сплавов, освоена сварка композиционных материалов. Наиболее ответственные гражданские и военные машины и инженерные сооружения изготовляются в сварном исполнении. Год от года растут требования к качеству сварных конструкций, повышаются их надежность и долговечность.

О масштабах применения сварки можно судить по данным статистики: примерно 70 % всего выпускаемого в мире стального проката используется в сварных конструкциях; годовой объем мирового производства сварочных материалов и оборудования достигнет в нынешнем году в денежном выражении 40 миллиардов долларов. В разных странах мира в сварочном производстве заняты миллионы сварщиков, резчиков, дефектоскопистов и других специалистов.

Конечно, все это относится к производству и строительству в земных условиях. Однако на всех этапах развития человечества его привлекали Вселенная (ближний и дальний космос) и гидросфера (Мировой океан). Во все века люди стремились овладеть небесным и водным пространствами.

Эпохой активного вторжения человека в космос, в глубины океанов и морей стала вторая половина XX века. И это естественно и закономерно. Вместе с тем благодаря достижениям научно-технического прогресса появилась иллюзорная надежда на то, что человек обретет безграничную власть над окружающей средой, над природой. Такая философия очень опасна. Она может привести к глобальной катастрофе. Мы должны всегда помнить об этом.

Несомненно, в наступающем XXI веке будут интенсивно развиваться космические исследования, направленные на решение земных проблем, продолжатся глубокие фундаментальные исследования происхождения жизни на планете и эволюции человека. Дальнейшее проникновение человека в космос позволит создать такие новые жизненно важные отрасли, как глобальная информационная система, добыча внеземных ресурсов, космическая биотехнология, космическая энергетика, технология производства полупроводниковых монокристаллов, и другие.

Сейчас на орбите объединенными усилиями космических держав сооружается международная космическая станция. Реально рассматривается задача освоения Луны, ее минеральных и энергетических ресурсов. Продолжается штурм Марса. Чтобы осуществить эти грандиозные планы, нужно строить совершенно новые сооружения, создавать принципиально новые материалы. При этом решающую роль будут играть микрогравитация и вакуум, наличием которых определяются характеристики различных конструкций. Принципиально изменятся условия и методы труда человека.

Новую космическую технику будут создавать как в земных, так и в орбитальных условиях. И здесь очень важная роль отводится сварке и связанным с ней совершенно новым процессам и технологиям.

Говоря о гидросфере, прежде всего стоит вспомнить, что три четверти поверхности нашей планеты составляют океаны, моря, озера, реки. Они всегда привлекали людей своими необъятными просторами и глубинами. И хотя складывались легенды об ихтиандрах, до недавнего времени человек мог проникнуть лишь в верхние, мелководные зоны Мирового океана.

Практическое освоение континентального шельфа началось во второй половине нашего столетия. Сегодня в крупных промышленных масштабах добывают нефть и газ. Согласно прогнозу, в 2004 году мировая добыча нефти составит 3150 миллионов тонн, из них 32 % будет получено со дна морей и океанов. Примерно такую же долю составит объем добытого на шельфе природного газа. Развитие этой отрасли было бы невозможно без строительства мощных буровых и эксплуатационных платформ, терминалов, обустройства подводных месторождений. Кроме этого создана современная технология укладки мощных подводных трубопроводов. Так, в Северном море сооружен газопровод «Zip Pipe» диаметром до 1220 миллиметров, протяженностью более 1000 километров.

Грузовая стрела-манипулятор транспортирует космонавта-оператора и оборудование к месту проведения работ на внешней поверхности станции