В первые дни Великой Отечественной войны производство заклепочной проволоки оказалось в критическом положении. Ее изготавливал Кольчугинский металлургический завод, но в ходе эвакуации часть оборудования была отправлена в Сибирь, а другая – в Узбекистан. Наладить технологический процесс не удавалось. На небольшой самолет требовалось 100–200 тысяч заклепок, на истребители и штурмовики – 600–800 тысяч, а на более крупные – около миллиона. Без заклепочной проволоки авиационные заводы останавливались, а фронт остро нуждался в самолетах.
В этот критический момент инженер Василий Георгиевич Головкин предложил революционное решение. Вместо традиционного метода изготовления проволоки – через создание слитка, его деформацию и волочение – он разработал технологию прямой кристаллизации жидкого металла в форму проволоки. Совместно с Владимиром Александровичем Ливановым Головкин отработал метод непрерывной отливки проволочной заготовки из алюминиевых сплавов в свободно подвешенном состоянии.
Технология была удивительно простой. В плавильной печи чуть ниже уровня расплавленного металла делали выпускное отверстие. В него вставляли проволоку и медленно вытягивали ее в горизонтальном положении. За проволокой тянулась струя жидкого металла, сохранявшая круглую форму благодаря силам поверхностного натяжения. Сразу после выхода из отверстия металл охлаждали холодной водой, после чего он поступал на тянущие ролики и наматывался на мотки. Кристаллизация происходила в малом объеме, что исключало усадку и другие дефекты, делая проволоку достаточно прочной для заклепочных соединений.
В пустующих цехах эвакуированного из Сетуни завода №95 под руководством Иосифа Наумовича Фридляндера в рекордные сроки были построены плавильные печи и установки для отливки проволоки. Простота метода и минимальные требования к оборудованию позволили в кратчайшие сроки наладить производство литой заклепочной проволоки из дюралюминия.
Уже через один-два месяца было сооружено несколько печей с установками для вытягивания проволоки, и цех начал выпускать продукцию в объемах, полностью удовлетворявших потребности авиационной промышленности. На этой проволоке советские авиационные заводы работали всю войну.
За разработку этой уникальной и высокопроизводительной технологии Василий Георгиевич Головкин был удостоен Сталинской премии. По предложению Иосифа Наумовича Фридляндера он перешел работать в ВИАМ, где до конца своих дней занимался исследованиями в области алюминиево-бериллиевых сплавов.
Еще одним важным достижением военного времени стала разработка комбинированной сварки для элементов конструкции самолетов Ил-2 и Як-7 из закаленной стали. До войны сварка в авиастроении в основном выполнялась газовой сваркой, которая имела существенные недостатки, такие как снижение ударной и статической вязкости основного материала в зоне сварного шва.
Для решения этой проблемы Михаил Васильевич Поплавко-Михайлов предложил метод комбинированной сварки. Основные швы конструкции выполнялись дуговой сваркой, а в местах повышенных напряжений применялась газовая подварка (заделка). Это позволяло устранить концентрацию напряжений и придать швам плавные очертания, характерные для газовой сварки. Предел выносливости конструкции повышался до 200%, а производительность сварки увеличилась в 2,5 раза при сокращении расхода дефицитных кислорода и карбида кальция на 75%.
За эту разработку Михаил Васильевич Поплавко-Михайлов и его коллеги также были удостоены Сталинской премии. Американские специалисты, посетившие завод, где применялась комбинированная сварка, были поражены и признались: «Мы в Америке до этого не додумались» (Алексей Иванович Шахурин, книга «Крылья победы»).
Эти истории напоминают нам, что даже в самые тяжелые времена наука и инженерная мысль способны находить решения, которые не только спасают жизни, но и определяют будущее. В следующих статьях мы продолжим рассказывать о жизни института в годы войны, о людях, изменивших мир и о том, как наследие военных лет повлияло на дальнейшие достижения НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, авиацию, науку в СССР и современной России.
Управление «Корпоративные коммуникации»