В результате проведённой работы была подтверждена гипотеза о том, что причиной изменения дрейфа при снижении атмосферного давления является смещение центра тяжести поплавка, вызванное деформацией кожухов и клеевых соединений.
...
Для уменьшения зависимости дрейфа от снижения атмосферного давления в нашем отчёте были даны рекомендации по фиксации кожухов не только по клею, но и по металлу с помощью распорных шайб, предлагалось ввести контроль отбора кожухов одинаковой жёсткости, усовершенствовать технологию склеивания и сушки деталей гироузла, а также обеспечить алгоритмическую компенсацию изменения дрейфа при снижении атмосферного давления либо поместить гироскопы в герметичный отсек.
В 1989 году статья основных исполнителей работы: И. Д. Грудева, М. Б. Грабовского, Е. Б. Соболевой и А. Д. Валько “Причины изменения дрейфа трёхстепенного поплавкового гироскопа при снижении атмосферного давления” была опубликована в журнале “Авиационная промышленность”. Моя очередная работа была успешно завершена, а впереди моего решения ждали очень интересные задачи.
Глава 9 Творческое сотрудничество
Я смотрю в список своих научных трудов и вижу название темы, над которой я работала в 1987 году, когда моей дочери Лиле исполнилось семнадцать лет и она поступила в МГУ на механико-математический факультет. Этому знаменательному событию предшествовали её занятия в Вечерней математической школе при факультете вычислительной математики и кибернетики, а также индивидуальные занятия с преподавателями математики и физики. Однако дочь несколько раз ухитрилась пропустить эти занятия, отдав деньги, предназначенные на оплату работы педагогов своей старшей по возрасту приятельнице, чтобы та приобрела продукты детского питания для своего ребёнка. Как выяснилось позднее, её взрослая подруга в материальной помощи вовсе не нуждалась. Словом, разного рода волнений с поступлением дочери в вуз было предостаточно. Тем не менее, Лиля получила оценку “отлично” на устном и “хорошо” на письменном по математике и была принята в университет без дальнейшей сдачи экзаменов.
Я даже не ожидала такого блестящего результата, и для меня её поступление явилось не только огромной радостью, но и огромным эмоциональным потрясением. У меня до сих пор перед глазами стоит картина: на фоне здания Московского государственного университета в свой семнадцатый день рождения, когда состоялось её зачисление, стоит Лиля, счастливая, улыбающаяся, с букетом из семнадцати ярко-красных роз.
А для меня это был обычный трудовой год. Я получила задание определить усилия в клеевых швах гироузла ГУС-Л2 гироскопа ГПА-Л2 при изменении температуры. Потребность в проведении такого исследования возникла потому, что клеевые соединения кожухов и оси, а также кожухов и среднего корпуса гироузла подвергались воздействию циклических термоударов от минус шестидесяти до плюс девяноста градусов Цельсия и в режиме выхода гироскопа на рабочий режим.
Когда я приступила к изучению монографий А. С. Фрейдлина “Прочность и долговечность клеевых соединений”, а также В. М. Куковякина и И. А. Скорого “Оценка напряжённости клеевых цилиндрических соединений”, передо мной открылся новый, неизвестный доселе мир – мир полимеров. Познакомилась я и с отчётом ведущего конструктора нашего предприятия Бориса Сергеевича Киршина “Расчёт клеевых швов гироузла ГПА-Л2 на прочность и определение относительных перемещений склеиваемых элементов”, выполненным на основе теории сопротивления материалов.
Поскольку недостаточное понимание физико-механических процессов, протекающих в адгезионных соединениях, не давало возможности дать правильную оценку прочности клеевых соединений даже в первом приближении, то мне потребовалось осмыслить природу наполненных полимеров, к которым относится использовавшийся в ГУС-Л2 компаунд ЭД-5-К3.
...
Напряжённо-деформированное состояние клеевых соединений всегда неоднородно, а их разрушение начинается в зоне, где напряжения достигают критических для данного соединения значений. Напряжения в клеевом шве возникают не только при приложении к соединению нагрузки, но и при структурировании полимера и воздействии на него различных эксплуатационных факторов. Различие же в механических свойствах клеев и склеиваемых материалов приводит к возникновению на границе их раздела дополнительных напряжений, которые частопрепятствуют нормальной эксплуатации клеевых соединений.
Одновременно со мной инженер теоретического отдела Ира Родыгина работала над моделированием тепловых процессов в гироскопе ГПА-Л2-1 при термоударах. Общение с Ирой всегда доставляло мне истинное удовольствие. В ней было столько света, столько искреннего и доброго отношения к людям, что, несмотря на то, что она была гораздо моложе меня, мне всегда хотелось пообщаться с ней, переброситься хотя бы парой слов. И сейчас, находясь на пенсии, я изредка общаюсь с ней по телефону. В последний раз она рассказала мне о своём путешествии вместе с мужем в Южную Африку. А тогда мы выпустили совместный отчёт, в заключении к которому указали, что традиционные методы расчёта с использованием методов теории сопротивления материалов не позволяют определить сложное напряжённое состояние клеевых соединений, так как они принципиально не могут учесть фазовые переходы в компаунде при изменении температуры и остаточные напряжения в адгезионных соединениях из-за усадки, охлаждения или набухания.
Основной вывод нашей работы заключался в том, что наибольшие напряжения в клеевых швах возникают при термоударе в диапазоне температур от минус шестидесяти до плюс девяноста градусов Цельсия. Величина возникающих при этом в клее касательных напряжений не вызывает опасений. Более опасным для клея ЭД-5-К3 является само пребывание при отрицательных температурах, когда возрастает и хрупкость клея, и остаточные напряжения, и возможность появления трещин. Кроме того, по мере увеличения числа циклов термоударов растёт утомляемость клея, и поэтому прочность склеивания снижается.
Напряжённое состояние клея возрастает ещё в связи с тем, что при отрицательных температурах роль концентратора напряжений начинает играть наполнитель – кварцевый порошок, так как наибольшие напряжения возникают на поверхности соприкосновения эпоксидной смолы ЭД-20 с частицами кварца. На основании проведённого исследовании научно-исследовательскому технологическому отделу были даны рекомендации разработать программу по определению некоторых характеристик клея и завершить работу по измерению микродеформаций гироузла ГУС-Л2 на голографической установке при изменении внутреннего давления и температуры. Исполнители этой работы А. Д. Валько, И. Д. Грудев, С. Б. Киршин и И. Н. Родыгина опубликовали в 1991 году статью “Определение усилий и напряжений в клеевых соединениях гироузлов при изменении температуры” в сборнике “Вопросы авиационной науки и техники”.
