17 Июл Композитные и полимерные материалы стали неотъемлемыми элементами авиастроения

Накануне МАКС-2017 генеральный директор предприятия АО «Институт пластмасс» Владислав Ашмарин рассказал, как полимерные материалы помогают строить самолеты будущего.

— Какую роль сегодня играют полимерные и композиционные материалы в авиастроении?

— Авиастроение является одной из высокотехнологичных отраслей промышленности, где современные полимерные и композиционные материалы играют решающие роли. В своё время именно полимерные материалы позволили самолетам подняться на высоту 10 тысяч метров. В условиях, когда масса воздушного судна становится существенным фактором в грузоподъемности и дальности осуществляемых перелетов, современные композиционные и полимерные материалы становятся успешными конкурентами традиционных материалов. Еще в 1950-е годы прошлого века конструкторы попытались применить стеклопластик для обшивки передней части авиационных двигателей.

Полимерные лакокрасочные материалы играют особую роль в авиастроении: защита от атмосферных воздействий и агрессивных сред, морозостойкость, гашение вибрации, терморегуляция и другие.

Применение композиционных материалов позволяет снизить массу различных типов авиационной техники в среднем от 21 до 35 процентов.

Использование полимерных материалов в авиастроении позволяет снизить затраты на обработку, сборку, транспортировку и существенно снизить цены на готовые комплектующие. Так, при выработке деталей самолета из алюминия в отходы и в обратную переработку уходит до 90 процентов материала, а изготовление полимерной детали, позволяет без отходов получить деталь в заданных параметрах.

У металлов есть понятие «старение», есть усталостная прочность, у углепластика этого быть не должно. На практике у металлического самолета ресурс по «крылу» может быть от 10 до 25 лет. У композитного крыла ресурс закладывается от 50 лет. Применение углепластиков еще дорогое удовольствие, но благодаря падению цены и развитию технологий оно уже стало экономически выгодным.

— На Ваш взгляд, будут ли возрастать доля полимерных и композиционных материалов в авиастроении уже в ближайшие годы? Есть ли к этому предпосылки?

— Как сказал один самых успешных конструкторов Формулы 1 Эдриан Ньюи: — В то время когда конструктора бьются за каждый грамм веса болида, зубы, волосы и ногти становятся лишними…

К счастью авиастроение еще имеет значительный потенциал снижения веса судна за счет использования полимерных и композиционных материалов без применения таких крайних мер.

Как обещал ОАК — МС-21 будет композитным на 40 процентов.

В авиастроении доля полимеров в 2005 году составляла около 15 процентов общей массы самолета, сейчас — около 20. К 2020 году предполагается увеличить долю полимерных комплектующих до 25 процентов. В целом менее чем за десятилетие аэрокосмическая промышленность увеличила спрос на полимеры более чем в 5 раз.

Детали, изготовленные из полимерных материалов, в среднем на треть легче металлических аналогов при одинаковой прочности.

Современные композитные и полимерные материалы стали неотъемлемыми элементами авиастроения.

Достаточно ярким примером использования инновационных полимерных материалов является — самолет «Сухой Суперджет 100». В составе использованных при его создании материалов доля композитов занимает порядка 10-12 процентов. Из композиционных материалов были созданы его агрегаты механизации крыла и оперения, элероны, обтекатель стыка крыла с фюзеляжем, тормозные щитки, рули, интерцепторы, носовой радиопрозрачный конус.

Очень активно полимеры сегодня применяются при создании летательных аппаратов для малой авиации. Почти все мировые производители летательных аппаратов такого типа перешли на применение ПКМ, причем уже давно. Иностранные крупные производители большой авиации также переходят на использование ПКМ в своих изделиях. Это Dreamliner и Airbus. Они уже доказали, что полимеры — это выгодно.

Кроме этого уже начаты разработки самолета с электродвигателями, питающимися от солнечной энергии, что еще больше сможет расширить спектр применения полимеров и композитов в авиастроении.

— Скажите, Институт пластмасс учувствует в разработке современных полимеров для авиастроения? Есть какие-то перспективные наработки в этом направлении?

— Да. Институт пластмасс разрабатывает, производит или участвует в производстве новейших полимерных материалов для широкого круга высотехнологичных отраслей промышленности, в том числе применяемых в авиастроении. Это и инженерные пластики и изделия из них, и клеи, герметики и связующие для композитных материалов, и специальные покрытия. Выделить полимерные материалы, имеющие специфическое применение только для авиации достаточно сложно. Наиболее близки авиации — оптически прозрачные пластики для внешнего остекления, в том числе кабины пилотов, высокотемпературные связующие для композитных материалов и радиопрозрачные конструкционные пластики.

В Институте пластмасс уже разработаны и производятся целый ряд полимеров уже применяемых в самолетах иностранного производства, а также сформированы планы по разработке и постановке суперкострукционных полимеров, не производимых в нашей стране.

Источник: организация «Центр навыков и компетенций SkillsCenter»