Как портативное устройство заменит авиаремонтный цех

Ученые из Московского авиационного института (МАИ) разработали новый отечественный портативный комплекс для восстановления композитных частей самолетов. Такие приборы в виде «ремонтных чемоданчиков» позволяют оперативно устранить усталостные трещины в конструкции воздушного судна, а также повреждения от мелких ударов, попадания камней или крупного града.

— Предложенное устройство предназначено для создания вакуумной среды и контролируемого нагрева. Сначала при обнаружении дефекта специалисты определяют его границы. Для этого используют технологии неразрушающего контроля — ультразвуковую дефектоскопию, ширографию и другие. Затем поврежденный участок шлифуют, создавая либо сквозное отверстие, либо локальную полость. После вручную послойно укладывают заплатку из композита, аналогичного материалу детали. На следующем этапе область ремонта накрывают вакуумным мешком. И портативная станция, которая выполняет роль «мозга» процесса, запускает цикл отверждения, — рассказал «Известиям» один из разработчиков, начальник группы усталостной прочности и ремонтов Центра композитных конструкций МАИ Сергей Ковтунов.

Как объяснил инженер, оборудование автоматически создает необходимое давление и поддерживает нужный температурно-временной режим, спекая уложенные слои в прочный монолит.

По словам Сергей Ковтунова, преимущество технологии в том, что она избавляет от необходимости сверлить в материале отверстия, которые концентрируют напряжения и способствуют ослаблению всей конструкции.

Внедрение нового метода ремонта самолетов

Как отметил ученый, вес «чемоданчика» — около 10 кг. При этом он работает об обычной электросети. Это делает прибор оптимальным для выездных работ. В частности, предложенное оборудование позволяет произвести ремонт непосредственно на месте эксплуатации авиационной конструкции.

Например, на крыле самолета, в агрегатном отсеке или на фюзеляже. Для этого достаточно поднять технику на уровень поврежденного участка и произвести ремонт. Такая технология значительно ускоряет процесс возвращения воздушных судов в строй.

— Сейчас в МАИ испытывают методику, проводя тестовый ремонт более 100 панелей из композиционных материалов с последующими прочностными исследованиями. Для контроля качества применяют рентгеновскую томографию, которая позволяет выявить несплошности или расслоения. Эта кропотливая работа, которая дает возможность создать отработанные технологические карты и сертифицировать метод для широкого применения в авиационной отрасли, — рассказал Сергей Ковтунов.

По его словам, внедрение разработки обеспечит независимость отечественной авиационной отрасли от иностранных решений и снизит стоимость обслуживания воздушных судов.

— Использование полимерных композиционных материалов — тренд современного авиастроения. Российская промышленность не может оказаться в стороне. Активное строительство самолетов, в конструкции которых используют композитные материалы, обязывает наших инженеров развивать это направление. При этом без методов и средств для ремонта агрегатов из композитов невозможна нормальная эксплуатация воздушных судов, — рассказал «Известиям» ведущий инженер АО «Аэрокомпозит» Виктор Виленц.

По опыту отечественных и зарубежных исполнителей, отметил он, известно, что ресурс правильно выполненного ремонта вполне соответствует сроку службы самолета. Вместе с тем разработки для нужд авиации могут применять и в судостроении, где также нарастает использование композиционных материалов.

— Технологии ремонта композитных конструкций известны давно. Существует целая линейка иностранного оборудования, которая позволяет в полевых условиях провести оперативный ремонт появившихся повреждений либо дефектов. В России несколько научных коллективов занимаются разработкой подобных приборов, — объяснил директор передовой инженерной школы Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н. Туполева — КАИ Леонид Шабалин.

Однако одного лишь оборудования мало для понимания того, насколько отремонтированное изделие пригодно к эксплуатации, подчеркнул он. Необходим комплекс мероприятий по созданию цифровых моделей, проведению виртуальных испытаний, анализу остаточной прочности отремонтированной зоны, прогнозирования ее эксплуатации и ресурсов.

Однозначно стоит сказать, что отремонтированная область будет обладать более низкими характеристиками как по жесткости, так и по прочности. Но основной вопрос остается в части длительной прочности, эксплуатации и ресурса отремонтированного участка, добавил эксперт.

Справка «Известий»

Ультразвуковая дефектоскопия основана на прохождении высокочастотных звуковых волн сквозь материал и регистрации сигналов, отраженных от дефектов. Этот способ эффективен для выявления скрытых повреждений. Ширографический контроль — это оптический метод, который позволяет визуализировать повреждения на поверхности и определить их характер.