Сегодня композиты повышают эффективность деталей для самолетов, позволяя авиаконструкторам разрабатывать и изготавливать более совершенные, продуманные и оптимизированные конструкции. Благодаря новым материалам масса некоторых элементов воздушного судна становится меньше, не снижая прочности, за счет чего можно разместить больше пассажирских мест или сделать габариты более просторными, а также повышается управляемость самой машины. Об этом на ВЭФ рассказал ведущий инженер Центра НТИ “Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества” МГТУ им. Н. Э. Баумана Андрей Новиков.
“На сегодняшний день композиты в значительной степени меняют облик самой авиации. Внедрение в конструкцию самолетов полимерных композитов в значительной степени повышает удельные характеристики самолетов, и как следствие – экономику авиаперелета для самой авиакомпании. Так, например, за счет облегчения отдельных элементов можно разместить больше сидений. Или габариты станут чуть иными, чтобы самолет был просторнее”, — рассказал ведущий инженер Центра НТИ “Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества” МГТУ им. Н. Э. Баумана Андрей Новиков.
По его словам, если исходить из расчетов массы материалов, то плотность углепластика намного ниже других материалов — 1600 кг/м3, алюминия — 2700 кг/м3, стали — 7800 кг/м3. При этом модуль упругости, то есть жесткость, углепластика — это около 100 ГПа, алюминия — 70 ГПа, стали — 210 ГПа, что создает преимущество в массе материала. При этом грузоподъемность новых самолетов ниже, но авиакомпаниям выгоднее сделать два рейса на легком композитном самолете, чем на одном, тяжелом, двухпалубном и четырехдвигательном.
“Говоря про отечественные пассажирские самолеты – тут тоже применяются композиты. В Сухом Суперджете отдельные элементы выполнены из композитов (преимущественно стеклопластик, благодаря его радиопрозрачности), в Ту-214 содержание композитов составляет 14%. И российский МС-21 — здесь применено уникальное, черное, углепластиковое крыло. Машина долго выходит в производство, есть ряд сложностей как конструкторского характера (впервые в мире произведено крыло с такими параметрами), так и внешнеполитические (пришлось менять поставщиков компонентов). Но на сегодняшний день все композитное производство этого самолета полностью импортозамещено. Используются отечественные волокна, полимерные смолы. На выходе получился самолет с уникальными характеристиками, главное из которых – удлинение крыла”, — уточнил Новиков.
Применение углепластика позволило добиться значения в 11,5, тогда как у других “композитных самолетов” Airbus A350 этот параметр составляет 9,49, у Boeing 787 Dreamliner 10,03. Благодаря этому, например, стало возможным избавиться от законцовок крыла. У современных самолетов они применяются для снижения расхода топлива, но снижают управляемость самолета. У МС-21 благодаря такому удлинению крыла законцовки отсутствуют. То есть получился одновременно и более экономичный, и более управляемый самолет. И это исключительно заслуга композита, углепластика.
“Важно понимать, что современные “композитные” самолеты только на 50 и более % состоят из новых материалов. Полного перехода на композиты никогда не произойдет. Но активное применение новых материалов “развязывает” руки конструкторам, и мы можем разрабатывать и изготавливать более совершенные, продуманные и оптимизированные конструкции”, — заключил ведущий инженер Центра НТИ “Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества” МГТУ им. Н. Э. Баумана.
Свежие комментарии