Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное





Главная Обзоры СМИ Статьи


Композитные преимущества


16 декабря 2021 года Ростех


Композиты в свое время совершили настоящую революцию в авиастроении и продолжают развиваться. Сегодня самолеты уже больше, чем наполовину состоят не из металла. На новейшем МС-21 используется целое крыло, изготовленное из углепластика. Это нововведение не только для отечественной гражданской авиации, но и для среднемагистральных лайнеров во всем мире. Корпорация «Иркут» уже завершила постройку первого самолета МС-21-300, крыло которого изготовлено из полимерных композиционных материалов.

Композиты в свое время совершили настоящую революцию в авиастроении и продолжают развиваться. Сегодня самолеты уже больше, чем наполовину состоят не из металла. На новейшем МС-21 используется целое крыло, изготовленное из углепластика. Это нововведение не только для отечественной гражданской авиации, но и для среднемагистральных лайнеров во всем мире. Корпорация «Иркут» уже завершила постройку первого самолета МС-21-300, крыло которого изготовлено из полимерных композиционных материалов.

Рассказываем, из чего строят современные самолеты, как создают «черное крыло» и какие преимущества предоставляет лайнеру углепластик.

Композиты в небе

Композит – это материал, состоящий из двух или более компонентов, которые в сочетании друг с другом создают новый материал или улучшают характеристики одного из них. Таким образом, все композиционные материалы в своем составе имеют матрицу и жесткий армирующий наполнитель. Как правило, роль наполнителя играют углеродные или стеклянные волокна, а матрица – это полимерный материал. Такая конструкция позволяет создавать легкие, но очень прочные детали. Поэтому именно в авиастроении композиты стали особенно популярны – они увеличивают прочность авиационных деталей, снижают их вес и увеличивают антикоррозийную стойкость.

Применять композиционные материалы авиаконструкторы начали примерно с 1960-х годов. С того времени объем использования композитов в авиации неуклонно возрастает. Например, ровно половину веса самолета Boeing 787 Dreamliner составляют композиционные материалы, 20% – алюминий, около 15% – титан, 10% – сталь.

В конструкции российских лайнеров также используются композиты, причем давно. Еще в начале 1990-х в среднемагистральном Ту-204 из композитных материалов было сделано 25% деталей, в том числе вся механизация крыла, а также панели люков, полов и интерьера. В самолете Sukhoi Superjet 100 из композитных материалов выполнены закрылки, створки шасси, обтекатели и другие элементы. Рекордсменом среди отечественных лайнеров стал среднемагистральный МС-21 – на композиты приходится 40% массы. Кроме того, это первый российский самолет с крылом, полностью состоящим из композиционных материалов, а также первый в мире среди лайнеров такого класса.

 Долгое время было распространено мнение, что композиты выгодно использовать только на больших летательных аппаратах – широкофюзеляжных дальнемагистральных лайнерах. Не такие большие, хотя и более массовые узкофюзеляжные самолеты, получали лишь некоторые композитные детали, такие как элементы механизации крыла. В проекте МС-21 конструкторы корпорации «Иркут» продемонстрировали, что использование композитов для изготовления крыла среднемагистрального самолета выгодно по всем параметрам.

«Черное крыло» для российской авиации

При создании самолета конструкторы всегда стараются увеличить удлинение крыла – отношение размаха крыла к средней хорде крыла. Ведь, чем длиннее крыло, тем меньше сопротивление. Однако проблема в том, что удлинение крыла приводит к увеличению массы конструкции. Ведь алюминий – мягкий металл, и чтобы крыло из него вышло достаточно жестким и не прогибалось в полете, нужно существенно увеличить его толщину. Поэтому удлинение алюминиевого крыла на самолетах не превышало 8-9. Углепластик – более жесткий материал, поэтому крылья из него могут достигать удлинения 10-11, и даже выше. Для углепластикового крыла МС-21 удалось достичь этого показателя на уровне 11,5.

Композитное крыло, которое часто называют «черным крылом» из-за характерного цвета углепластика, считается главной особенностью МС-21. Оно позволяет новейшему российскому лайнеру расходовать на 8% меньше топлива по сравнению с существующими аналогами. Специалисты подсчитали, что за свою «жизнь» среднемагистральный самолет с «обычным» алюминиевым крылом тратит порядка 140 тыс. тонн горючего. Только за счет композитного крыла МС-21 сможет сэкономить более 11 тыс. тонн топлива. Плюс к этому преимуществу – увеличенная крейсерская скорость и высота полета.

Прочнее, легче и дешевле

Композиты считаются достаточно дорогим удовольствием – килограмм дюрали для самолета стоит в разы дешевле, чем килограмм углепластика. Несмотря на это, производство и применение композитов в авиастроении остается выгодным. При этом выбор правильной технологии изготовления композитов может даже снизить суммарную себестоимость лайнера.

На сегодняшний день известны два основных способа производства композитных элементов. Первый –– традиционный, автоклавный. В этом случае формируется своеобразный «сэндвич»: внутри – алюминиевые соты, сверху и снизу – сотни слоев углепластика, которые наносятся лазерным проектором слой за слоем. После выкладки этот «сэндвич» (препрег) проводит восемь часов в автоклаве, где превращается в прочную и легкую авиационную деталь.

Второй способ производства композитных элементов – инфузионная технология. Главное достоинство данного метода – возможность изготовлять за один технический передел весьма сложные конструкции, например, панель крыла. С препрегами такое не провернуть – конструкцию пришлось бы собирать из отдельных деталей, то есть потратить больше времени, а главное увеличить вес из-за использования крепежа. Кроме того, для инфузионной технологии не нужны автоклавы, которые особенно затратны для крупных деталей. Все эти преимущества делают производство «черного крыла» выгодным.

«АэроКомпозит-Ульяновск» – единственный в России завод по производству авиадеталей из композитов при помощи инфузионной технологии. Здесь данная технология впервые в мире применяется при изготовлении крупногабаритных конструкций – панелей кессона крыла. Именно на «АэроКомпозите» производят целиком «черное» крыло для МС-21. На предприятии проходит полный технологический цикл – из Ульяновска в Иркутск приходит уже готовая консоль крыла. Тем самым не нужно тратить время и затраты на сборку непосредственно на авиазаводе.

Корпорация «Иркут» уже завершила постройку первого самолета МС-21-300, крыло которого изготовлено из полимерных композиционных материалов российского производства. 30 ноября 2021 года самолет был переведен из цеха окончательной сборки Иркутского авиационного завода в летно-испытательное подразделение. 

Вклад композитных материалов в авиастроение сложно переоценить. В то же время, авиастроительная отрасль сыграла значительную роль в эволюции самих композитов. Стремление конструкторов сделать самолеты прочнее и легче, становится стимулом для создания все более легких и прочных материалов. Ими стали композиты и совершили своеобразную революцию в авиастроении и ракетно-космической области. Сегодняшнее применение композитов в этой сфере – лишь начало большого пути.




комментарии (0):











Материалы рубрики

Артём Кореняко
РБК
«Аврора» предложила летать в аэропорты Дальнего Востока без диспетчеров

Эксперт
«Байкал» идет на взлет
Дмитрий Литовкин
ТАСС
Самолеты оперативного реагирования: как за сутки развернуть ударную армию
Александр Храмчихин
Военно-промышленный курьер
Ставка на истребители
Владимир Ераносян
Военно-промышленный курьер
«Утята» летят на север
Максим Талавринов, Вера Кузьмина, Ирина Цырулева
Известия
Пробковый спор: авиаколлапс в Нижнем Новгороде обернулся пятью делами
Ирина Альшаева
Газета.ru
«Американцы проявили мужество, признав ошибки в проекте F-35»
Дмитрий Петроченко
Forbes
Почему вырос спрос на частные самолеты и как это изменит рынок авиаперевозок




Ростех
Ка-62: из военных в гражданские
Михаил Котов
Известия
Степной полк: почему России по-прежнему не обойтись без Байконура
Максим Талавринов, Вероника Кулакова
Известия
Бес опозданий: в России удвоилось число задержанных авиарейсов
Михаил Короткевич
АвиаСоюз
Использование цифровых технологий в разработке вертолетной техники
Вероника Ваганова, Татьяна Леонтьева
Бизнес ONLINE
«После полета на «Победе» хочется отмыться»: как Ирада Аюпова билась с лоукостером
Иван Афанасьев
Вгудок
Авиаперевозки облетели РЖД
Арсений Замостьянов
Известия
Тот, кто делал ракеты: каким был первый главный конструктор космических кораблей
Михаил Котов
ТАСС
Гений, которого не хватает: как Сергей Королев реализовывал в железе мечты о космосе
Максим Талавринов
Известия
Не на высоте: авиадиспетчеры сообщили об угрозе безопасности полетов из-за сокращений
Алексей Рамм, Богдан Степовой
Известия
«Кинжал» в ножнах: для гиперзвуковых ракет готовят инфраструктуру
Антон Лавров, Алексей Рамм
Известия
Свободный пилот: Минобороны приняло программу развития ударных дронов
Александр Тимохин
Взгляд
Тысячи беспилотников изменят облик российской армии
Константин Липавский
ПолитРоссия
Первый полностью украинский самолет оказался наполовину состоящим из российских комплектующих
Михаил Кувырко
Взгляд
Крупнейший проект решит хроническую проблему Дальнего Востока
Анастасия Платонова, Мария Перевощикова, Ирина Цырулева, Максим Талавринов, Валерий Кодачигов
Известия
Табло невылета: что происходит в аэропортах из-за беспорядков в Казахстане
Андрей Ельчанинов
АвиаСоюз
Об актуальных вопросах развития беспилотной авиации в Российской Федерации
Максим Борисов
Газета.ru
«Они нас превзойдут»: китайский спутник назвали кошмаром для США
Роман Крецул, Антон Лавров
Известия
Авиа толк: оборону Калининграда усилят морскими «Супер-Сухими»
Александр Храмчихин
Военно-промышленный курьер
Первым делом вертолеты
Максим Кустов
Военно-промышленный курьер
«Ахиллесова пята» истребителя И-15 и способ ее защиты
Дмитрий Хоанг
Военно-промышленный курьер
«Барсук» вооружен и опасен
Виталий Виконт
Военно-промышленный курьер
Ты наш шедевральный
Николай Новичков
Военно-промышленный курьер
«Рафали» полетят в Эмираты
Федор Булашов
MK.ru
Эксперт подвел итоги неудачного для российской авиации года: «Человеческие ошибки»
Александр Нерадько
АвиаСоюз
Качество подготовки авиаспециалистов – основа обеспечения безопасности полетов и развития отрасли
Ольга Коленцова
Известия
Отходы отсюда: космический мусор уберёт с орбиты российский спутник-буксир

Business FM
МС-21 с крылом из российских композитов совершил первый полет
Андрей Резчиков
Взгляд
Уникальное крыло выводит Россию из-под давления Запада
Максим Талавринов
Известия
Отлетные цены: авиакомпании могут отказаться от повышения тарифов в 2022 году
Ольга Коленцова
Известия
Эпоха возрождения: 2021 год стал прорывным для российского космоса
Евгений Гайва
Российская Газета
Появилась еще одна причина для роста цен на авиабилеты
Дмитрий Хазанов
ТАСС
Наш ответ американским стратегам: почему Ту-160 остается уникальным боевым самолетом

Business FM
Компания "Ростеха" сообщила о пропаже десяти самолетов
Инна Сидоркова
РБК
"Дочка" "Ростеха" сообщила о пропаже 10 самолетов спецназначения в Казани
Александр Храмчихин
Военно-промышленный курьер
«Сабли» против МиГов
Анатолий Журин
Военно-промышленный курьер
Уж не посмотришь свысока
Сергей Кетонов
Военно-промышленный курьер
Американский военпром прибирает к рукам Хельсинки

Интерфакс
Российская авиация заняла сравнительно безопасный эшелон
Артём Кореняко
РБК
Тарифы на обслуживание пассажиров резко вырастут в трех аэропортах
Дмитрий Мигунов
Известия
Грузовая грусть: авиаперевозки обострили мировой транспортный кризис
Антон Лавров, Алексей Рамм
Известия
Виданное дело: Минобороны показало экспериментальный образец С-70 "Охотник"
Андрей Иванов
ТАСС
"Небо закрывают". Участники полетов — о Договоре по открытому небу

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer