В России создали авиадетали из сверхтонких композитов
Ученые Московского авиационного института опробовали технологию производства деталей из сверхтонких композиционных материалов. Такие решения позволяют сделать элементы каркаса крыла, фюзеляжа и оперения самолета на 20–25 процентов легче, сообщили в пресс-службе вуза ТАСС.
В МАИ отметили, что сверхтонкие композиты уже применяются в медицине, электронике и других сферах. Однако для авиационных деталей эту технологию в институте адаптировали впервые.
Толщина одного слоя такого материала составляет 0,05 миллиметра. При этом по прочности он не уступает стандартному композиту, слой которого в 2,6 раза толще.
Наибольший эффект применение материала дает там, где особенно важна экономия массы. Речь идет о легких летательных аппаратах средней и малой нагруженности.
Композит представляет собой материал, собранный из отдельных монослоев специального волокна, пропитанных клеевым составом. Для обеспечения прочности и жесткости в разных направлениях слои укладывают под различными углами.
Стандартная толщина одного слоя составляет 0,13 миллиметра, а общее количество слоев обычно не меньше семи. Из-за этого при необходимости получить определенную расчетную толщину иногда приходится использовать больше материала, чем требуется.
Например, если по расчетам нужен композит толщиной 0,20 миллиметра, два стандартных слоя дают 0,26 миллиметра. В результате появляется лишний материал, а масса детали увеличивается.
Сверхтонкий композит позволяет точнее набирать нужную толщину и избегать перерасхода. За счет этого детали становятся легче без потери прочности.
В проекте участвовали специалисты лаборатории «Моделирование композиционных конструкций» института Передовой инженерной школы и лаборатории «Прочность» Центра композитных конструкций МАИ.
Начальник лаборатории и ведущий инженер МАИ Николай Турбин рассказал, что работа велась поэтапно. Сначала специалисты, опираясь на данные производителя, разработали собственные компьютерные модели материала.
Затем были изготовлены и испытаны образцы, которые сравнили со стандартными материалами. С помощью томографа и микроскопа ученые проверяли наличие внутренних дефектов, влияющих на прочность, включая микроскопические пустоты.
Материал также исследовали под нагрузкой. По итогам работы компьютерные модели откалибровали и подготовили рекомендации для производства.
