По прогнозам экспертов в ближайшие 15 лет доля их внедрения должна составить не менее 25%.

Расширение применения термопластичных материалов – одно из ключевых направлений развития отрасли. Эти материалы позволяют снизить массу силовой установки, сократить сроки изготовления деталей и снизить стоимость авиадвигателей.

«В сравнении с традиционными композитами, термопласты выгодно отличаются сокращением производственного цикла, возможностью вторичной переработки и ремонтом деталей. Их применение – мировая тенденция авиастроения. Мы рассчитываем, что к 2030 году не менее 5% массы авиационного двигателя будут составлять детали из термопластичных полимеров, а к 2040 году этот показатель достигнет 25%», – отметил заместитель главного инженера опытного завода по полимерным композиционным материалам ОДК-Сатурн Виталий Крупенников.

Специалисты ОДК активно работают над внедрением полимерных композиционных материалов при производстве силовых установок. На предприятиях ОДК-Сатурн и ОДК-Авиадвигатель развивают технологии прессования и сварки термопластичных материалов, которые планируется внедрить при производстве авиационных двигателей нового поколения ПД-14, ПД-8 и ПД-35. В перспективе термопласты будут применяться для изготовления элементов наружного контура авиационных двигателей, в том числе корпуса и лопаток вентилятора, разделительного корпуса, обшивки газогенератора. Впервые в России передовые звукопоглощающие конструкции применены при производстве турбовентиляторного двигателя четвертого поколения ПС-90А.

Сейчас ведутся научно-исследовательские и поисковые работы по перспективным направлениям применения 3D-печати с послойной наплавкой непрерывно армированного филамента и автоматизированной выкладки препрегов, вторичной переработки материалов и создания 3D армированных полимерных композиционных материалов с применением технологии 3D-ткачества. Для развития этого направления планируется расширить научно-технологическую кооперацию с институтами и предприятиями, обладающими отечественными технологиями формообразования деталей и изготовления термопластичных материалов.

Перспективы применения термопластичных материалов Виталий Крупенников представил в рамках тематического трека «Термопласты — новые материалы для промышленности» на выставке «Иннопром-2025».

Международная промышленная выставка «Иннопром» проходит с 7 по 10 июля 2025 года в Екатеринбурге. Ее главной темой является достижение технологического лидерства и обеспечение индустриального прорыва. Организаторами выступают Минпромторг России и Правительство Свердловской области.

Источник: АО «ОДК»

]]> https://niieap.com/2024/04/26/%d0%be%d0%b4%d0%ba-%d1%80%d0%b0%d0%b7%d1%80%d0%b0%d0%b1%d0%b0%d1%82%d1%8b%d0%b2%d0%b0%d0%b5%d1%82-%d1%81%d0%b8%d1%81%d1%82%d0%b5%d0%bc%d1%83-%d0%bf%d1%80%d0%be%d0%b5%d0%ba%d1%82%d0%b8%d1%80%d0%be/ https://niieap.com/2024/04/26/%d0%be%d0%b4%d0%ba-%d1%80%d0%b0%d0%b7%d1%80%d0%b0%d0%b1%d0%b0%d1%82%d1%8b%d0%b2%d0%b0%d0%b5%d1%82-%d1%81%d0%b8%d1%81%d1%82%d0%b5%d0%bc%d1%83-%d0%bf%d1%80%d0%be%d0%b5%d0%ba%d1%82%d0%b8%d1%80%d0%be/#respond Fri, 26 Apr 2024 06:59:12 +0000 https://niieap.com/?p=55518 Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха на демо-дне индустриального центра компетенции «Двигателестроение» представила проекты по созданию нового индустриального программного обеспечения для разработки и производства газотурбинных двигателей.

В частности, системы проектирования деталей авиадвигателей из полимерных композиционных материалов. Сумма инвестиций в создание отечественных решений составляет несколько миллиардов рублей.

Отечественные ИТ-решения, созданные в рамках реализации особо значимых проектов и инновационных стартапов, будут применяться на предприятиях-участниках индустриального центра компетенций.

Директор департамента цифровых технологий Минпромторга РФ Владимир Дождев отметил, что высокотехнологичная отрасль двигателестроения решает самые сложные задачи. В связи с этим требования к реализуемым проектам по цифровизации постоянно растут.

«Сейчас ОДК реализует два особо значимых проекта. Это доработка и внедрение системы управления производством и цепочками поставок на машиностроительных предприятиях с внутренней кооперацией. Проект реализуется совместно с компанией «НПЦ «1С». Также к особо значимым относится создание отечественных инженерных решений в области PLM и CAD. Особенностью этого проекта является то, что в его рамках будет разработана система, которая позволяет проектировать детали авиадвигателей из полимерных композиционных материалов. Разработка программ ведется на средства гранта Российского фонда развития информационных технологий, общая сумма финансирования — 2 млрд рублей. Поддержка со стороны государства позволяет создать необходимые для двигателестроения ИТ-продукты», — сказал директор по цифровой трансформации ОДК Вячеслав Христолюбов.

Помимо реализации особо значимых проектов ОДК активно привлекает к разработке отечественных ИТ-продуктов других разработчиков и стартапы. Так, группа компаний «ПЛМ Урал» создает программу для моделирования процессов изготовления деталей авиадвигателей методом аддитивных технологий. Программное обеспечение показывает процесс 3D-печати и делает прогноз возможных отклонений от конструкторской документации. Проект планируется завершить в следующем году.

Также ОДК сотрудничает с российской компанией «Моделирование и цифровые двойники» (АО «МЦД»), которая разрабатывает программный комплекс для управления данными о свойствах материалов. Хранение этих данных в одной базе и управление ими позволяют анализировать, как меняются свойства материала в процессе создания изделия, его испытаний и эксплуатации. Создание единой базы обеспечивает достоверность и точность информации о материалах.

Интеллектуальная система поддержки принятия решений «Цифровой инженер» совместной разработки компаний «Силовые машины» и «НордЭнергоГрупп ИТ» сократит сроки и повысит качество технологической подготовки производства на 25-30%. Функция поиска аналогов и копирования техпроцессов на основе технологии искусственного интеллекта сокращает объемы «ручной» работы и сроки подготовки технической документации, оптимизируя существующие рабочие процессы.

Еще один инновационный проект — программа «Вибротекс» АО «НПП «Рубин» уже применяется на российских предприятиях. В ней используются элементы системы «Защищенная программно-аппаратная платформа управления и диагностики промышленного оборудования». Программно-аппаратный комплекс прошел заводские испытания на одном из предприятий ОДК и был рекомендован как система вибрационной защиты и вибродиагностики газотурбинных двигателей. Полностью цифровой настраиваемый комплекс «Вибротекс» с контроллерами WARP позволяет быстро настроить необходимые функции без необходимости внесения изменений в конструкцию системы.

Перспективные разработки были представлены в Рыбинске в ходе демо-дня индустриального центра компетенций «Двигателестроение», головной организацией которого является ОДК. Мероприятие состоялось при участии Минпромторга России, Минцифры России, АНО «Цифровая экономика» и Российского фонда развития информационных технологий (РФРИТ). Демо-день в Рыбинске стал вторым по счету и прошел в рамках Международного технологического форума «Инновации. Технологии. Производство».

АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (входит в Госкорпорацию Ростех) – интегрированная структура, специализирующаяся на разработке, серийном изготовлении и сервисном обслуживании двигателей для военной и гражданской авиации, космических программ и военно-морского флота, а также нефтегазовой промышленности и энергетики.

Госкорпорация Ростех – крупнейшая машиностроительная компания России. Объединяет свыше 800 научных и производственных организаций в 60 регионах страны. Компания выступает ключевым поставщиком вооружений, военной и специальной техники в рамках гособоронзаказа. Развивает высокотехнологичные гражданские производства в стратегических важных для страны отраслях, таких как авиастроение, двигателестроение, транспортное и энергетическое машиностроение, медицинское приборостроение, фармацевтика, новые материалы и др. Консолидированная выручка в 2022 году превысила 2,1 трлн рублей, доля гражданской продукции составила 44,5%.

Источник: АО «ОДК»

Он заменит иностранное оборудование и будет использоваться при серийном производстве «черного» крыла новейшего самолета МС-21. Все ключевые элементы, включая программное обеспечение и системы управления процессами, произведены в России.

Композитное, или «черное», крыло – одно из преимуществ МС-21, которое позволяет уменьшить вес планера и улучшить аэродинамическое качество самолета. Его создание – сложнейший процесс, который требует высокотехнологичного оборудования. С помощью роботов происходит автоматическая укладка сухой углеродной ленты, которая послойно формирует будущую деталь авиалайнера. При помощи лазера углеродная лента разогревается и склеивается с предыдущим слоем. Непрерывность выкладки обеспечивается применением свернутой на бобине ленты длиной от 3000 до 3500 метров. Раньше оборудование для этой работы закупалось за рубежом, однако после введенных против России санкций поставки были остановлены.

«МС-21 – важный для нашей страны самолет, от которого во многом зависит устойчивость авиатранспортной системы России. В кратчайшие сроки мы заменили импортные композитные материалы в его крыле, получив в конце прошлого года одобрение от Росавиации главных изменений в типовую конструкцию самолета. Теперь для отечественного «черного» крыла создали и российского робота-укладчика, который ни в чем не уступает иностранным аналогам, а во многом превосходит их. Оборудование позволит нам не зависеть от зарубежных поставщиков и поможет выйти на ритмичный выпуск до 36 самолетов МС-21 в год», – сказал первый заместитель генерального директора Госкорпорации Ростех Владимир Артяков.

Опытный образец робота запущен в промышленную эксплуатацию в московской лаборатории компании «АэроКомпозит», которая является центром компетенций ОАК в сфере инновационных разработок и производства деталей и агрегатов из полимерных композиционных материалов.

«Мы полностью отработали отечественную технологию, добившись высокого качества, скорости и надежности системы. Следующая цель – масштабирование этого решения для серийного производства композитных конструкций крыла МС-21 и увеличение объемов выпуска самолетов», – отметил первый заместитель генерального директора корпорации «Иркут» – генеральный директор АО «АэроКомпозит» Анатолий Гайданский.

МС-21 – среднемагистральный пассажирский самолет нового поколения вместимостью от 163 до 211 пассажиров. Лайнер ориентирован на наиболее востребованный сегмент рынка пассажирских перевозок. Самолет создается на базе новейших разработок в области авиастроения. Передовая аэродинамика, двигатели и системы последнего поколения обеспечивают высокие летно-технические характеристики и сниженные, по сравнению с аналогами, эксплуатационные расходы. Аэродинамическое совершенство самолета обеспечивается крылом большего удлинения из композиционных материалов. Кроме того, самая большая в своем классе ширина фюзеляжа МС-21 позволяет увеличить личное пространство для пассажиров.

Источник: ГК «Ростех»

Всего до 2030 года по 4-м направлениям (композиты, редкоземельные металлы, аддитивные технологии, цифровое материаловедение) предстоит разработать почти сотню новых продуктов. Главная задача — не только удовлетворить запросы гражданских секторов промышленности и ОПК в высокотехнологичных материалах и отечественном оборудовании, но и обеспечить технологическое лидерство России в области создания принципиально новых материалов и веществ.

Для этого Правительство обеспечит комплексную поддержку по всем этапам жизненного цикла новых продуктов, задействовав как финансовые, так и регуляторные механизмы. В свою очередь, «Росатом» берет на себя организацию исследований, обеспечение производства и привлечение внебюджетных инвестиций вместе с другими участниками.

«Аналогичные соглашения планируется также заключить с МГТУ имени Баумана и Новосибирским национальным исследовательским госуниверситетом. В целом заинтересованность в работе по дорожной карте уже обозначили более 90 крупных и малых компаний, научных институтов, ВУЗов и проф.объединений. Они готовы обеспечить свой вклад в формирование научно-технического задела. На выполнение всех мероприятий до 2030 года потребуется более 500 млрд рублей. Из них пятую часть должно выделить государство», — рассказал Денис Мантуров.

«Достижение технологического суверенитета и последующего технологического прорыва невозможно без создания и внедрения инновационных материалов, имеющих уникальные свойства и характеристики. Подписание Соглашения — это огромное доверие со стороны Государства и высочайшая ответственность для Госкорпорации «Росатом». Безусловно, это знаковое событие, подтверждающее наш статус технологического лидера. Подчеркну, что это уже не проект Росатома, это проект национального значения, где Росатом лишь предлагает, помещает в этот проект свои компетенции и свою организационную поддержку.» — прокомментировал генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев.

Источник: Минпромторг России

Технологический процесс может применяться при создании материалов для машиностроения, энергетики, оптики, медицины и электроники. С его помощью можно упрочнить поверхность деталей, устройств и защитить элементы от коррозии, царапин, истирания, а драгоценные металлы – от старения.

Метод молекулярного наслаивания заключается в том, что на основу наносится равномерный слой толщиной в тысячи раз тоньше волоса, который соединяется с ней прочной химической связью. Технология позволяет чередовать различные химические соединения в слоях и обеспечивает их равномерное нанесение с точностью до 1 ангстрема (0,0001 мкм).

Применение молекулярного наслаивания в промышленности позволяет повысить долговечность изделий. Так, например, сталь, покрытая нанопленкой, выдерживает более 600 часов на тестах для определения коррозионной стойкости с использованием солевого распыления. В то же время необработанный металл начинал ржаветь уже через два часа. Такие свойства материала могут оказаться полезными при производстве авиа- и автодеталей, а также при изготовлении медицинских инструментов и оборудования.

Первые опыты с применением новой технологии начнутся с наслаивания ферритов (гексаферрита бария и феррограната иттрия) для сверхвысокочувствительных устройств – резонаторов и вентилей миллиметрового диапазона частот.

«Исследование молекулярного напыления направлено на создание композитных материалов нового поколения с уникальными свойствами. Такие композиты позволят создавать оборудование и устройства с новыми качественными характеристиками. Они найдут применение практически во всех отраслях промышленности – от машиностроения до микроэлектроники», – сказал исполнительный директор Госкорпорации Ростех Олег Евтушенко.

Входящий в «Росэлектронику» НИИ «Феррит-Домен» заключил соглашение о научно-техническом сотрудничестве со Всероссийским инжиниринговым центром технологии молекулярного наслаивания (ИЦТМН) на базе Санкт-Петербургского государственного технологического института. Для проведения исследований предприятие получит установку для молекулярного наслаивания от производителя оборудования – Инжинирингового центра молекулярного наслаивания (ИЦМН), с которым также заключено соответствующее соглашение.

«Для НИИ «Феррит-Домен» заключенные соглашения станут стартом большой работы, которая определит перспективы развития новой технологии в микроэлектронике и других высокотехнологичных отраслях на долгие годы вперед. Мы намерены стать одним из центров компетенций по молекулярному наслаиванию. Уже сейчас институт ведет активную работу по консолидации научно-технических сил с коллегами из Первого всероссийского инжинирингового центра технологии молекулярного наслаивания Технологического института и Инжинирингового центра молекулярного наслаивания. На специальные стипендии предприятия мы привлечем перспективных студентов для построения прочной кадровой системы, которая обеспечит настоящее и будущее развитие нового направления», – заявил генеральный директор НИИ «Феррит-Домен» Максим Каваев.

Источник: ГК «Ростех»

Они будут использоваться в легких многоцелевых вертолетах Ансат. Исследования проводятся по заказу холдинга «Вертолеты России» Госкорпорации Ростех.

В ЦАГИ накоплен многолетний опыт разработки специализированных вертолетных профилей для несущих и рулевых винтов, превосходящих мировой уровень. Используя этот опыт, инновационную технологию изготовления и исследования различными методами характеристик лопастей винтов, был выполнен большой объем расчетно-экспериментальных работ. Это позволило разработать аэродинамические компоновки несущего и рулевого винтов лопастей вертолета, имеющих более высокий уровень аэродинамического совершенства. Совместно с новыми технологиями изготовления и применением полимерных композиционных материалов это выводит Ансат на новый технический уровень.

Как показывают предварительные расчеты, разработка увеличит максимальный взлетный вес вертолета на 200 кг, снизит уровень шума, вибрацию и расход топлива. Кроме того, увеличится скорость набора высоты, скорость полета в крейсерском режиме возрастет на 15 км/ч — до 235 км/ч. Лопасти получили противообледенительную систему, которая позволит осуществлять полеты в условиях кратковременного обледенения.

В настоящее время ведется подготовка к экспериментальным исследованиям опытных образцов, изготовленных по новейшей технологии. Результаты испытаний в аэродинамических трубах ЦАГИ позволят сопоставить аэродинамические характеристики существующих и новых винтов винтокрылых машин.

«Исследования по вертолету Ансат, которые проводились в ЦАГИ с самого старта проекта, сегодня выходят на новый виток развития. На этот раз в фокусе внимания ученых института такое стратегически значимое направление, как новые технологии изготовления лопастей винтокрылых машин из полимерно-композиционных материалов. Их применение сулит массу преимуществ. Но в то же время — это тема для весьма большого объема расчетных и экспериментальных исследований, которые предстоит провести объединенной команде сотрудников ЦАГИ и Казанского вертолетного завода», — прокомментировал генеральный директор ФАУ «ЦАГИ», член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало.

Предполагается, что новыми лопастями могут оснащаться не только поставляемые Ансат, но и машины, уже находящиеся в эксплуатации. Полеты вертолетов с новыми лопастями начнутся в конце 2023 года, а серийное производство лопастей для импортозамещенной версии вертолета — в 2024 году.

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») основан 1 декабря 1918 года. Сегодня ЦАГИ — крупнейший государственный научный центр авиационной и ракетно-космической отрасли Российской Федерации, где успешно решаются сложнейшие задачи фундаментального и прикладного характера в областях аэро- и гидродинамики, аэроакустики, динамики полета и прочности конструкций летательных аппаратов, а также промышленной аэродинамики. Институт обладает уникальной экспериментальной базой, отвечающей самым высоким международным требованиям. ЦАГИ осуществляет государственную экспертизу всех летательных аппаратов, разрабатываемых в российских КБ, и дает окончательное заключение о возможности и безопасности первого полета. ЦАГИ принимает участие в формировании государственных программ развития авиационной техники, а также в создании норм летной годности и регламентирующих государственных документов.

Национальный исследовательский центр «Институт имени Н.Е. Жуковского» (далее — Центр) создан в соответствии с Федеральным законом от 4 ноября 2014 года № 326-ФЗ, принятым во исполнение поручения Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина от 15 сентября 2011 года № ВП-П7-6543, для организации и выполнения научно-исследовательских работ, разработки новых технологий по приоритетным направлениям развития авиационной техники, ускоренного внедрения в производство научных разработок и использования научных достижений в интересах отечественной экономики.

Центр осуществляет от имени Российской Федерации полномочия учредителя и собственника имущества организаций в соответствии с перечнем, утвержденным Распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 декабря 2015 года № 2489-р, в порядке и объеме полномочий, которые устанавливаются Правительством Российской Федерации.

В состав ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» входят следующие предприятия: ФАУ «ЦАГИ» (г. Жуковский, Московская область); ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (г. Москва); ФАУ «ГосНИИАС» (г. Москва); ФАУ «СибНИА им. С.А. Чаплыгина» (г. Новосибирск); ФКП «ГкНИПАС» (пос. Белозерский, Московская область).

Источник: ЦАГИ

Она предназначена для испытаний на флаттер — опасное явление в аэроупругости, при котором может произойти разрушение несущих поверхностей летательного аппарата или его органов управления.

В разработке модели принимали участие специалисты ЦАГИ совместно с представителями ПАО «Корпорация «Иркут» и РСК «МиГ». Ее масштаб — 1:7, размах крыла — 5,19 м, вес — 219 кг.

«Перед нами стояла задача разработать динамически подобную модель, соответствующую обновленным упруго-массовым характеристикам по крылу из отечественных композитов. Применение нового материала привело к изменениям в изгибной и крутильной жесткостях, а также в распределении массово-инерционных характеристик крыла. В результате мы создали модель, соответствующую натурной конструкции, с учетом масштабов моделирования», — рассказывает научный сотрудник научно-исследовательского комплекса прочности летательных аппаратов ФАУ «ЦАГИ» Антон Долгополов.

Модель успешно прошла комплекс испытаний. На первом этапе специалисты института провели наземные частотные и жесткостные испытания. Это подтвердило соответствие динамически подобной модели натурной конструкции. Вторым этапом стали испытания на флаттер в аэродинамической трубе Т-104. Их цель — оценить изменение критической скорости флаттера самолета с крылом из отечественных полимерных композиционных материалов. В итоге отсутствие флаттера в летном диапазоне скоростей и наличие необходимых запасов по флаттеру доказано экспериментально.

МС-21-300 — пассажирский самолет нового поколения вместимостью от 163 до 211 пассажиров, ориентированный на самый массовый сегмент рынка авиаперевозок. Летательный аппарат обеспечит пассажирам качественно новый уровень комфорта благодаря самому большому в классе узкофюзеляжных самолетов поперечному сечению фюзеляжа. По своим летно-техническим данным и экономичности самолет МС-21 превосходит существующие аналоги. Прежде всего — благодаря крылу из полимерных композиционных материалов, впервые в мире созданному для узкофюзеляжных самолетов вместимостью свыше 130 пассажиров.

Источник: Пресс-служба ЦАГИ

Это стало возможным благодаря успешно проведенной программе замены зарубежных композитов, поставки которых были приостановлены из-за санкций.

Как создается «черное крыло» для новейшего российского лайнера читайте в нашем материале.

Композитные преимущества

Современный лайнер примерно от 30 до 50 процентов состоит из композитных материалов. В конструкции отечественных пассажирских самолетов их стали использовать достаточно давно. Например, еще в 1990-х годах в авиалайнере Ту-204 доля композитов составляла примерно четверть деталей. В самолете Sukhoi Superjet 100 композитными стали закрылки, створки шасси, обтекатели и прочие элементы. В этой «композитной гонке» все отечественные самолеты обогнал новый среднемагистральный МС-21 – на композиты приходится 40% массы лайнера. Это первый отечественный, а также первый в мире в своем классе, самолет с композитным крылом.

Дело в том, что на протяжении долгого времени считалось, что композиты целесообразно использовать только на широкофюзеляжных лайнерах. На узкофюзеляжных самолетах, хоть они и являются самыми массовыми в мире, применение деталей из композитов было ограничено. В проекте МС-21 российские конструкторы наглядно показали преимущества «черного крыла» для среднемагистрального самолета.

Композитные материалы позволяют создать крыло более совершенной аэродинамической формы и одновременно легкое, что позволяет снизить расход топлива. Конструкторы всегда пытаются увеличить показатель удлинения крыла – отношения размаха крыла к его средней хорде. С алюминием добиться хорошего результата очень сложно, он имеет большую плотность и вес соответственно. Поэтому при большом удлинении собственный вес конструкции становится большим, особенно в корневой зоне. Значение удлинения алюминиевого крыла составляет примерно 8-9. Прочный, но одновременно легкий углепластик позволяет добиться результата повыше – в случае МС-21 он достигает уровня 11,5.

Улучшенная таким образом аэродинамика крыла – это увеличенная крейсерская скорость и высота полета, а также экономия в плане расхода топлива. По подсчетам за все годы эксплуатации среднемагистральный самолет с традиционным алюминиевым крылом тратит около 140 тыс. тонн топлива. Композитное крыло позволяет МС-21 расходовать примерно на 6% меньше. Таким образом, несложно подсчитать, что только за счет «черного крыла» новейший российский лайнер сможет сэкономить свыше 11 тыс. тонн горючего.

Технологии «АэроКомпозита»

Композитное крыло для МС-21 было разработано компанией «АэроКомпозит» в составе Корпорации «Иркут» (входит в ОАК Ростеха). Предприятие отвечает за полный цикл производства крыла – на Иркутский авиазавод поставляется уже готовая консоль. В создании композитного крыла участвуют два предприятия компании «АэроКомпозит». Основные панели и лонжероны выпускает «АэроКомпозит-Ульяновск». Этот ульяновский завод также осуществляет финальную сборку. Вся механизация крыла, часть внутреннего набора производится в Казани компанией «КАПО-Композит».

На предприятиях применяют два основных способа производства композитных элементов. Первый – традиционный, автоклавный. Вначале формируется препрег, так называемый «сэндвич», состоящий из слоев углепластика. Затем препрег размещают в автоклаве, где спустя несколько часов он превращается в авиационную деталь. По автоклавной технологии на казанском «КАПО-Композит» изготавливается механизация крыла и хвостового оперения.

Другой способ производства композитных авиадеталей – инфузионная технология. Данный метод позволяет гораздо быстрее изготовить сложные конструкции, например, панель крыла. При автоклавном способе крупная конструкция может быть собрана только из отдельных элементов и невозможно сделать интегральную деталь в отличие от инфузии. Ну, и явный бонус инфузионной технологии – вовсе не нужны автоклавы. На сегодняшний день «АэроКомпозит-Ульяновск» – единственный в России завод по изготовлению композитных авиационных деталей таким способом. Это ульяновское предприятие Объединенной авиастроительной корпорации Ростеха стало первым в мире, где данная технология применяется при производстве крупногабаритных конструкций панелей кессона крыла. Кроме того, в российской технологии используется автоматизированная выкладка углеродной ленты. Такая технология не используется при производстве композитных конструкций существующих сегодня иностранных  аналогов.

Новое крыло для российской авиации

Первоначально поставщиками композитных материалов для крыла самолета МС-21 были зарубежные компании. Импортировались и препреги, и материалы для инфузии, специально изготовленные по техническим требованиям «АэроКомпозита». Так были произведены комплекты крыла для первых пяти опытных образцов МС-21.

В связи с санкциями и торговыми ограничениями с конца 2018 года поставки композитных материалов из-за границы были прекращены. Российским авиастроителям удалось быстро отреагировать на ситуацию – поставщики композитов были заменены на отечественные. Ускорить процесс импортозамещения помог некий технологический задел – работа в части композитов велась в стране с 2015 года. Материалы для силовых композитных конструкций крыла были созданы при участии ученых МГУ и «Росатома».

Сегодня при создании крыла МС-21 используются материалы исключительно российского производства, и для инфузионной технологии, и для автоклавной. Как рассказывают в «АэроКомпозите», по своим характеристикам они ничем не уступают зарубежным аналогам. Самолет МС-21-300 с полностью российским композитным крылом впервые поднялся в небо 25 декабря 2021 года.

В марте этого года история с импортозамещением композитов подошла к своему логическому завершению – корпорация «Иркут», ее филиал «АэроКомпозит» и ЦАГИ окончили статические испытания «черного крыла» самолета МС-21, изготовленного из российских материалов. Во время этих испытаний кессон в плановом порядке был доведен до разрушения. Согласно нормам авиабезопасности он должен выдержать так называемую расчетную нагрузку, которая в полтора раза больше максимально возможной нагрузки при эксплуатации. В ходе испытаний часть конструкции крыла также нагревалась, чтобы проверить устойчивость композитов к высоким температурам. Кессон МС-21 выдержал нагрузку, намного превышающую расчетную, доказав наглядно свою прочность и безопасность при любых условиях полета.

Источник: ГК «Ростех»

Он повысит экологичность предприятий химической отрасли и позволит получить недорогое сырье для производств.

Мировой рынок композитов в последние годы динамично развивается. По оценкам экспертов, его объемы составляют более 12 млн тонн в год, и этот показатель будет только увеличиваться. Материал, который ценят за сочетание легкости и высокой прочности, особо популярен в ветроэнергетике, автомобиле- и авиастроении. Так, полностью «черное» крыло получил МС-21, который сейчас проходит летные испытания.

Но рост объемов производства композитов заостряет другую проблему – утилизацию этих материалов. Традиционные способы – захоронение и сжигание – в первую очередь неэкологичны, период разложения таких материалов составляет сотни лет. Эти способы утилизации постепенно ограничивают и запрещают во многих странах мира.

Специалисты Восточного научно-исследовательского углехимического института предлагают собственное решение проблемы дальнейшего использования полимерных композиционных материалов. В ее основе – усовершенствованная технология сольволиза – обменного разложения отходов композитного производства.

«Уникальность метода, запатентованного ВУХИН, – в использовании в качестве активного вещества-растворителя экономичных компонентов – каменноугольных или нефтяных пеков, или остатков перегонки продуктов коксования или нефтяной перегонки. В результате такой обработки волокна (углеродные, стеклянные, кварцевые) сохраняют все свои исходные свойства и могут использоваться вторично. Эта технология не только решит вопрос утилизации композиционных материалов, но и повысит экологичность предприятий химической отрасли за счет низкого выделения канцерогенов в процессе переработки, а также позволит дополнительно обеспечивать производства недорогими углеродными волокнами, столь необходимыми в гражданском секторе», – сказал исполнительный директор Ростеха Олег Евтушенко.

Источник: ГК «Ростех»

Однако в силу своей многокомпонентности ПКМ требуют к себе особенно внимательного подхода — например, при изготовлении из них деталей и агрегатов. В настоящее время ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») совместно с коллегами из Института конструкторско-технологической информатики (ИКТИ) РАН занимаются совершенствованием инструмента, применяемого для обработки ПКМ.

Проект ведут специалисты научно-производственного комплекса ФАУ «ЦАГИ», где создаются композитные образцы с целью последующего изготовления агрегатов летательных аппаратов. Одна из решаемых задач — реновация инструмента, используемого при обработке композитов. «Применяемая фреза имеет недолгий срок жизни — ее стойкость около одного часа. Мы освоили технологию заточки, которая позволяет использовать ее повторно, продлевает рабочее время и, как следствие, позволяет существенно снизить затраты», — рассказал начальник сектора исследования технологий механической обработки на оборудовании с ЧПУ научно-технического центра научно-производственного комплекса ФАУ «ЦАГИ» Сергей Болсуновский.

Вторая задача проекта, которую ЦАГИ решает совместно с ИКТИ РАН, — подбор и нанесение оптимального упрочняющего покрытия. Оно не только сохраняет фрезу и продлевает срок ее работы, но и обеспечивает снижение трения — а значит, уменьшает вероятность повреждений ПКМ в результате обработки. Ведь из-за неверного выбора инструмента или «режима» механической обработки можно повредить композитную деталь и потерять до 10–20 процентов в характеристиках прочности композитного материала.

Наносимые покрытия являются многослойными: это обеспечивает устойчивость самого инструмента к разрушениям. Ученые ЦАГИ уже протестировали фрезы с покрытиями на основе титана и циркония, а также алмазоподобным покрытием. Предварительное заключение сводится к тому, что оптимальный вариант — циркониевое покрытие. Оно не уступает алмазоподобному в обеспечении низкоповреждающей обработки и упрочняющим свойствам, однако является более экономичным в изготовлении. Дальнейший анализ полученных результатов позволит найти оптимальное решение для реновации инструмента.

Источник: Пресс-служба ЦАГИ