
«Черное крыло» для МС-21: как используют композиты при постройке воздушного судна
Основные преимущества полимерных композитов (ПКМ) перед металлами заключаются в малом весе, устойчивостью к коррозии и высокой сопротивляемости к распространению разрушений. Этот материал все активнее применяется в корабле- и самолетостроении, где к конструкции предъявляются высокие требования по жесткости, весу и долговечности.
Основной метод –формование при помощи автоклавного оборудования. Его суть заключается в получении препрегов – композитных полуфабрикатов из углеродных материалов, которые пропитывают смолой.
Вот эта панель хвостового стабилизатора из композитов весит менее 45 кг. Фото: YouTube.com
Технология имеет большой минус – чрезмерную стоимость готовой продукции. Это обусловлено продолжительностью производства, малым сроком хранения полуфабрикатов (год при -18°) и большой ценой необходимого оснащения. В обычных условиях заводского цеха полуфабрикаты нужно использовать в течение 10 дней.
Является альтернативой автоклавной технологии. Здесь происходит соединение процедуры пропитки волокна с формованием элемента конструкции самолета. Это сокращает продолжительность изготовления детали, снижает расходы на энергию, да и сам процесс менее трудозатратный.
Метод подразумевает осуществление пропитки и формование заготовки на специальном оборудовании с вакуумным мешком. Он нужен для получения разрежения. Именно за счет него полимер заполняет подготовленную форму. Такая система не только удешевляет производство из-за сравнительно недорогого оборудования, сокращает временные затраты, но и позволяет изготавливать более крупные детали.
А220 частично сделан из композитов. Фото: YouTube.com
Недостаток технологии заключается в необходимости тщательной ее отработки: иначе получение элементов конструкции с безупречно точными размерами и нужными физическими качествами невозможно.
Консоли крыла, фюзеляж Boeing B787 Dreamliner изготовлены автоклавным методом. Отклоняемые элементы, хвост, закрылки, элероны и некоторые другие части самолета сделаны способом контролируемой диффузии. При создании Airbus А220 использована полимеризация посредством автоклавов. Английская GKN Aerospace в 2016-м показала центральную часть самолета, сделанную способом вакуумной диффузии.
Ульяновский завод «Аэрокомпозит» взял за основу метод VARTM, подразумевающий отсутствие автоклавного оборудования. Использование композитов позволяет уменьшить массу лайнера: на крылья и оперение уходит 45 % веса всего планера. А фюзеляж «отнимает» еще 42 %. В итоге вакуумная диффузия сокращает траты в среднем на 45 %.
Склад готовой продукции – деталей МС-21 из композитов. Фото: YouTube.com
Еще в 2009-м году использование технологии VARTM показало, что она способна обеспечить изготовление деталей площадью от 8-ми до 130-ти кв. м. Используемая для этого печь (а не автоклав) снижает капитальные затраты в четыре раза! Также цена волокна и полимерного заполнителя дешевле препрегов примерно на 70 %.
Полимерный наполнитель представляет собой тонкие углеволоконные нити. Фото: YouTube.com
Стоит напомнить: размер крыла МС-21 составляет 3Х36 м. Как раз возможность создания цельных элементов конструкции, а не только стоимость технологии, стало главным критерием при ее выборе. И еще один плюс метода: карбоновое волокно хранится бесконечно долго.
Для российского планера компания «Аэрокомпозит» изготавливает такие габаритные силовые элементы, как лонжероны, панели фюзеляжа, обшивку оперения, киля. Однако метод автоклавного формования тоже не забыт: его применяет казанское «КАПО-Композит», делающее спойлеры, закрылки и некоторые другие важные элементы.
Как делают композиты для воздушных судов
Основной метод –формование при помощи автоклавного оборудования. Его суть заключается в получении препрегов – композитных полуфабрикатов из углеродных материалов, которые пропитывают смолой.

Технология имеет большой минус – чрезмерную стоимость готовой продукции. Это обусловлено продолжительностью производства, малым сроком хранения полуфабрикатов (год при -18°) и большой ценой необходимого оснащения. В обычных условиях заводского цеха полуфабрикаты нужно использовать в течение 10 дней.
Прямой процесс
Является альтернативой автоклавной технологии. Здесь происходит соединение процедуры пропитки волокна с формованием элемента конструкции самолета. Это сокращает продолжительность изготовления детали, снижает расходы на энергию, да и сам процесс менее трудозатратный.
Вакуумная диффузия (VART)
Метод подразумевает осуществление пропитки и формование заготовки на специальном оборудовании с вакуумным мешком. Он нужен для получения разрежения. Именно за счет него полимер заполняет подготовленную форму. Такая система не только удешевляет производство из-за сравнительно недорогого оборудования, сокращает временные затраты, но и позволяет изготавливать более крупные детали.

Недостаток технологии заключается в необходимости тщательной ее отработки: иначе получение элементов конструкции с безупречно точными размерами и нужными физическими качествами невозможно.
Что используют сегодня
Консоли крыла, фюзеляж Boeing B787 Dreamliner изготовлены автоклавным методом. Отклоняемые элементы, хвост, закрылки, элероны и некоторые другие части самолета сделаны способом контролируемой диффузии. При создании Airbus А220 использована полимеризация посредством автоклавов. Английская GKN Aerospace в 2016-м показала центральную часть самолета, сделанную способом вакуумной диффузии.
А что в России?
Ульяновский завод «Аэрокомпозит» взял за основу метод VARTM, подразумевающий отсутствие автоклавного оборудования. Использование композитов позволяет уменьшить массу лайнера: на крылья и оперение уходит 45 % веса всего планера. А фюзеляж «отнимает» еще 42 %. В итоге вакуумная диффузия сокращает траты в среднем на 45 %.

Россияне первыми в гражданском авиастроении использовали безвакуумную и безавтоклавную диффузию для производства элементов конструкции самолета.
Еще в 2009-м году использование технологии VARTM показало, что она способна обеспечить изготовление деталей площадью от 8-ми до 130-ти кв. м. Используемая для этого печь (а не автоклав) снижает капитальные затраты в четыре раза! Также цена волокна и полимерного заполнителя дешевле препрегов примерно на 70 %.

Стоит напомнить: размер крыла МС-21 составляет 3Х36 м. Как раз возможность создания цельных элементов конструкции, а не только стоимость технологии, стало главным критерием при ее выборе. И еще один плюс метода: карбоновое волокно хранится бесконечно долго.
Для российского планера компания «Аэрокомпозит» изготавливает такие габаритные силовые элементы, как лонжероны, панели фюзеляжа, обшивку оперения, киля. Однако метод автоклавного формования тоже не забыт: его применяет казанское «КАПО-Композит», делающее спойлеры, закрылки и некоторые другие важные элементы.
- Сергей М.
- https://youtube.com
Рекомендуем для вас

В России возрождают советский порт и железную дорогу к нему – есть ли перспективы?
Город должен был стать энергетическим и судоходным центром региона, но совокупность факторов не позволила этому случиться. Теперь о порте заговорили вновь и...

Второй Ил-96-400Т начал выполнять коммерческие полеты
Теперь важные грузы можно оперативно доставлять в отдаленные от центра регионы. Осталось наладить постоянные маршруты....

Настоящий тяжеловес – в Архангельский авиапарк вернулся легендарный вертолет
Это одна из самых мощных машин в мире. Гражданская версия будет трудиться в сложных условиях грузовых и пассажирских сценариев....

Tugella – все: в Белорусии начнут выпускать новый Belgee S50
Это глубоко локализованная версия Geely Emgrand. Планируют выйти на 5000 автомобилей в год....

Поставки российских двигателей ТВ7-117СТ-01 для Ил-114-300 начнутся уже в этом году
Первые 6-7 экземпляров отгрузят для статических и летных экземпляров. Ждать осталось немного....

«МотоВелоЗавод» начал выпускать патрульные мотоциклы для ГАИ
Теперь у МВД появилась отечественная модель для нужд мотобата. Правда, она имеет китайское происхождение....

Зачем в Мурманской области построили новый морской порт
Несмотря на то, что порт Мурманска считается недозагруженным, на противоположном берегу построили новую гавань для перевалки угля....

Одномоторный самолет E1000 AX демонстрирует впечатляющую производительность и может сесть без помощи человека
Даже место для посадки модель способна выбрать сама. Подробнее о новом проекте читайте в нашем материале....

ЛиАЗ-677: тяжелое восстановление спустя 25 лет простоя
Спустя почти полвека с момента выпуска легендарного ЛиАЗ-677 1976 года автор видео на YouTube-канале «Автобусная мастерская VegaBus» решается вдохнуть в него...

На Камчатке достраивают первую в истории региона серию рыболовных судов
Два корабля введут в эксплуатацию уже в мае. Они займутся рыболовным промыслом....

Верховина 7 Спорт – самый «крутой» львовский мопед для советских пацанов
Мопеды в позднем СССР были представлены в основном двух заводов – львовского и рижского. Одни считались похуже, другие получше, но в продаже последние...

Новый российский серийный бульдозер Б11 Электро – превосходство технологий
Все давно привыкли, что бульдозеры, в том числе российские, оснащаются только дизельными двигателями. Гибридные модели если и делают, то это место явно...

Впервые в истории удалось обслужить спутник на орбите захоронения
Аппарат компании Northrop Grumman стал спасителем спутниковых устройств. Планируется запуск целой серии....

Новая Toyota RAV4 – сравниваем китайскую и японскую сборку
Одним из первых наиболее заметных отличий на днище этих автомобилей являются защитные экраны из пластика. Они мало походят на те, которыми оснащались RAV4...

«Скучать не будем» – десяток китайских брендов покинет рынок России
Не каждый покупатель готов довериться «безымянному» китайскому бренду. Некоторые из них не смогли продать и 20 машин за последние три месяца....

Автобус КАВЗ-3976 – последняя советская «барбухайка»
Эта модель создана на шасси грузовика ГАЗ-3307. Несмотря на простоту конструкции, они выпускались 20 лет....