english
Авиация 
Airbus и Boeing готовят переход к композитным конструкциям новых узкофюзеляжных лайнеров
Оба крупнейших производителя уже имеют значительный опыт применения углепластиков в конструкциях гражданских самолётов. Boeing 787, представленный в 2004 году, стал первым пассажирским самолётом, в конструкции которого широко применены композитные материалы. Airbus A350 получил композитное крыло. Фюзеляж лайнера в значительной части выполнен из полимерных композиционных материалов. У Boeing 777X, который проходит сертификационные испытания, композитное крыло сочетается с традиционным металлическим фюзеляжем.
При разработке нынешних узкофюзеляжных семейств Airbus и Boeing пошли по менее радикальному пути. A320neo и В737 MAX сохранили алюминиевые сплавы в конструкции фюзеляжа и крыла, унаследовав их от предыдущих поколений самолётов. Следующее поколение узкофюзеляжных машин должно появиться в 2030-х годах, и теперь перед отраслью стоит вопрос о масштабе применения композитов.
Глава производителя углеродного волокна – компании Hexcel – Том Джентиле считает, что Airbus и Boeing почти наверняка выберут композитное крыло для новых узкофюзеляжных самолётов. Возможность применения композитов для фюзеляжа, по его оценке, остаётся предметом обсуждения, хотя он также ожидает такого перехода.
Композиты позволяют снизить массу конструкции по сравнению с алюминиевыми аналогами и сократить объём технического обслуживания. Их производство, однако, сложнее и дольше по времени. Для изготовления крупных элементов используются автоклавы, где конструкции проходят термическую обработку, а стоимость композитных компонентов пока выше стоимости металлических аналогов.
Масштаб будущего производства станет главной проблемой для производителей самолётов и поставщиков элементов конструкции фюзеляжа и крыла. Сейчас Airbus и Boeing вместе выпускают менее 15 широкофюзеляжных самолётов в месяц. Потенциальный объём производства новых узкофюзеляжных машин может составить почти 200 самолётов за тот же период. Для перехода на крупносерийное производство композитных конструкций потребуется значительное увеличение производственных возможностей не только самих авиастроительных компаний, но и предприятий-поставщиков.
Переход к крупносерийному выпуску самолётов с композитными конструкциями потребует расширения производственных возможностей авиастроителей и поставщиков, т.к. композитные элементы требуют специализированного оборудования и отработанной технологии изготовления. Том Джентиле считает, что развитие материалов и методов производства позволит решить эти задачи. По его оценке, к 2050-м годам композиты могут стать основным конструкционным материалом для узкофюзеляжных пассажирских самолётов.
Пример такой технологии уже есть в гражданском авиастроении для узкофюзеляжных самолётов. На российском МС-21 композиты применяются примерно в 40% конструкции, а крыло полностью изготовлено из полимерных композиционных материалов. Консоли крыла и центроплан производит «АэроКомпозит-Ульяновск». При этом для изготовления основных силовых элементов крыла используется безавтоклавная технология вакуумной инфузии, запатентованная в России.
При инфузионном методе сухое углеволокно укладывается в оснастку и после герметизации пропитывается связующим под действием вакуума. Такая технология позволяет изготавливать крупногабаритные интегральные элементы, в том числе лонжероны и панели кессона крыла, без последующей сборки крупной конструкции из множества отдельных деталей. В Ульяновске по этой технологии производятся верхние и нижние панели кессона, передний и задний лонжероны, а также панели центроплана.
Другие композитные элементы МС-21 изготавливаются автоклавным методом из препрегов. В частности, «КАПО-Композит» (Казань) производит механизацию крыла и панели горизонтального и вертикального оперения. Таким образом, программа МС-21 уже предусматривает сочетание двух технологий изготовления композиционных деталей – инфузионной для основных силовых элементов крыла и автоклавной препреговой для ряда других компонентов.
