Прогадили все композиты для МС-21

При обсуждении проблем использования композитов в перспективном самолете МС-21 отдельные авторы, ссылаясь на мнение ФГУП «ЦАГИ», исказили его суть. В связи с этим считаем необходимым обозначить официально позицию нашего института, который в качестве головного авиастроительного научного центра отвечает за научную и технологические составляющие программы МС-21.

Как пишет одна из газет, ЦАГИ предлагает «избавиться от композитов в МС-21 и перепроектировать крыло и киль в металле».

Вопрос «композит или металл» применительно к крылу и другим силовым конструкциям самолета МС-21 действительно обсуждался, но это было 10 лет назад.

Именно тогда, опираясь на обширный опыт (композиты в нашей авиации применяются десятки лет) и системные исследования ЦАГИ, был сделан вывод о перспективности применения композиционных материалов в сложных конструкциях. При этом специалисты осознавали как трудности освоения инновационной технологии, так и риски, связанные со сроками реализации новых программ.

Композиционные материалы обеспечивают меньший вес конструкции, дают возможность «вылепить» ее элементы под конкретные нагрузки. Кроме этого, применение композитов позволяет изготавливать крупные элементы самолета, как говорится, «в один присест» — интегрально. При этом резко уменьшается трудоемкость изготовления изделий.

Создание авиационных конструкций из композитов потребовало продвижения в трех направлениях:

— исходные материалы;

— методики проектирования и испытаний;

— технологии и производственные мощности.

Исходные материалы, безусловно, важны, но гораздо более значимо, что в России создана школа разработки силовых авиационных конструкций из композитов. В ее рамках сформированы совершенные цифровые модели деталей и агрегатов различного назначения, разработаны новые конструктивно-силовые схемы крыла и оперения, отрабатываются методики проектирования летательных аппаратов из композитных материалов. В ходе статических испытаний самолета МС-21-300 и его агрегатов удалось верифицировать методики прочностных расчетов. Российские ученые и конструкторы научились оптимизировать параметры композитных узлов и агрегатов в зависимости от конкретных свойств применяемого материала.

Параллельно в России были освоены принципиально новые технологии производства силовых конструкций из композитов и создана производственная база для их серийного выпуска. Проведя в ЦАГИ испытания отечественных агрегатов самолета МС-21 (включая самый сложный из них — кессон крыла), мы убедились, что необходимая прочность силовых конструкций и требуемая весовая эффективность обеспечены.

Число производителей исходных материалов для композитных конструкций растет и в мире, и в России, а сами они постоянно совершенствуются. Ведущие российские НИИ (в частности, ЦАГИ) накопили большой опыт, работая с разными по свойствам композиционными материалами, как отечественными, так и зарубежными.

Созданные за последние годы в России компетенции позволяют в требуемые сроки создать крыло и другие агрегаты самолета МС-21 из отечественных композитных материалов, а также минимизировать задержку сертификации, связанную со сменой поставщиков отдельных компонентов.

Полученные экспериментальные данные, опыт разработки и испытаний, адаптированные к новым условиям, будут максимально использованы не только для самолета МС-21-300, но и для всего семейства магистральных лайнеров разной размерности.

Годы, прошедшие с момента принятия решения о применении в конструкции МС-21 композитного крыла и оперения, опыт реализации этого решения подтвердили правильность выбора. Поэтому сегодня вопрос о металлическом крыле для самолета МС-21 не рассматривается.

Мы уверены, что в самое ближайшее время наш новый авиалайнер встанет на крыло, изготовленное из отечественных композиционных материалов. Работы в этом направлении развернуты в полном объеме и успех не за горами!

Генеральный директор ФГУП «ЦАГИ», член-корреспондент РАН К.И. Сыпало,
Научный руководитель ФГУП «ЦАГИ», академик РАН С.Л. Чернышев
Источник:
http://www.tsagi.ru/pressroom/news/4144/

Это официальное заявление. Теперь давайте я вам расскжау, о чем тут идет речь.

Композитное крыло для МС-21, которое сделано сейчас — сделано с использованием импортных углеволоконных препрегов HexPly® от компании Hexcel. Ну просто потому, что с ними всё было более понятно, чем с отечественными материалами.

Прямо сейчас наша промышленность препрегов с 60-градусным перекрещиванием плетей углеволокна (аналогов HexPly) не выпускает — тупо потому, что до сих пор они были в России никому не нужны. Скажу больше — самая большая заявленная прочность углеродного волокна, производимого серийно «Росатомом» (завод UMATEX Group) — 4.9 единиц, в то время как китайцы производят в больших количествах углеволокно с прочностью 5.9 единиц, а по спецзаказам — даже 6.7 (это класс кевлара Т-1000). И понятно, что российское углеволокно дороже, чем китайское.

Однако на препрегах HexPly® свет клином не сошелся. Хитрые русские в процессе работы над технологиями углепластиковых элементов МС-21 научились мотать детали прямо из плетей углеволокна, с произвольным перекрещиванием. Под это разработаны математические модели и схемы проектирования таких деталей. Кроме того, в России производится углепластиковая «дерюжка» с простым перекрещиванием плетей под 90 градусов — она тоже пригодна в больинстве случаев.

ЦАГИ говорит о том, что сделать «черное крыло» из российских материалов можно, и даже не слишком сложно — соответствующий задел уже есть. Просто тут надо определиться — потому что крыло из отечественного материала пока будет несколько тяжелее и дороже. Надо понять — какие именно материалы нужны, в каких количествах их закажут у Росатома. Что можно заказать у китайцев с целью удешевления — но так, чтобы при необходимости заменить на отечественный материал оперативно. Потом слепить углепластиковые элементы из отечественных материалов, простестировать и сертифицировать.

ЦАГИ уверено, что значительной задержки это не вызовет.

«Росатом» объединил свои композитные активы под брендом UMATEX Group в 2016 году, в структуру вошло несколько производств, среди них — «Аргон» в Самарской области и Завод углеродных и композиционных материалов (ЗУМК) в Челябинской области. Оба предприятия были созданы более 40 лет назад, в течение 2010-2012 гг. на этих площадках была проведена модернизация и увеличена эффективность производства. В течение 2012-2015 гг. был также построен с нуля новый завод по выпуску углеволокна «Алабуга-Волокно» в особой экономической зоне «Алабуга» в Татарстане, его мощность — 1,4 тыс. тонн продукции в год (чтобы было понятно — до его пуска в РФ производилось около 400 тонн углеволокна в год). Кроме того, в UMATEX Group входит научно-исследовательский центр в Москве.

Первый экспортный заказ продукции под маркой UMATEX был реализован в начале 2016 года, когда компания начала поставлять свою продукцию в Китай. По итогам 2017 года суммарные объемы продаж за рубеж составили более 300 тонн.

Как отмечают эксперты Research And Markets, ключевыми производителями углеволокна являются японские компании Toray, Teijin и Mitsubishi Rayon, американская Hexcel, немецкая SGL и китайская Formosa Plastics. Они же являются конкурентами российского производителя.

В компании рассчитывают подписать контракт на поставку композитов с «Объединенной авиастроительной корпорацией» (ОАК), чтобы потеснить импортные аналоги в отечественной авиации, в 2017 году UMATEX прошли профильные тестирования своих материалов. В пресс-службе ОАК подтвердили, что среднепрочные углеродные материалы были опробованы, их характеристики находятся на высоком уровне. В настоящее время ведутся коммерческие переговоры по определению стоимости данных материалов и перспектив их использования в авиационной промышленности, рассказали в корпорации.

Сейчас UMATEX расширяет свои мощности. Так, в июне 2018 года компания выкупила у «Роснано» акции АО «Препрег-СКМ» — одного из крупнейших в России производителей тканей и препрегов (композиционных материалов-полуфабрикатов) из карбона, сделка должна была быть завершена в октябре 2018 года.

Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Читайте также:

новые старые
На почту
Толян
Толян

Был в Челябе в 80 годах. Все от директора и гл. инженера до рабочих ходили в телогрейках и чумазые от графита. Зато термостойкие, многомерные обтекатели и наконечники уже тогда были не хуже пендоских.

Hmm4
Hmm4

Намедни И.Ашманов высказал тезис (https://clck.ru/F3rgx ), что любую новость имеет смысл всерьёз обсуждать не раньше, чем через 3 дня. Иначе очень велика вероятность нарваться на фейк или вброс. Волна с «чёрным крылом МС-21» это хорошо иллюстрирует.
Напомню, что санкции против МС-21 ввели ещё в ноябре, а истерику начали раздувать в середине января…

mkant
mkant

Люблю Ашманова, спасибо за ссылку, прикольное видео

Kugelblitz !
Kugelblitz !

Знатная была истерика у глистов на момент выбуха коммерсанта. Какло заскакали радостно похрюкивая весьмирснаме. Лёгкое гугление однако вызвало лютую зраду.

ironback
ironback

В последних «Аргументах недели» вышла статья под хлёстким названием «Тайна Суперджета, или история госизмены». Трэш, угар и содомия. Из неё я узнал, что нам не нужны композиты (правда не понял почему), что Суперджет не пригоден для эксплуатации из-за низкого расположения двигателей, что интригами Погосяна и Ко были задвинуты отличные машины КБ Туполева.
Я рыдалЪ.