Лазерные технологии обезопасят композитные конструкции

ОАК начала внедрение системы лазерного мониторинга композитных конструкций. Новая технология сама определит место удара на поверхности самолёта и упростит эксплуатацию.

При создании как боевых, так и гражданских воздушных судов постоянно увеличивается доля композитных материалов. Например, 70% омываемой поверхности истребителя пятого поколения Су-57 – углепластик. Композиты существенно облегчают вес конструкции, улучшают аэродинамику и позволяют кардинально снижать заметность боевой машины для радаров.

Но в отличие от традиционных металлов, композиты более требовательны в обслуживании. Во время эксплуатации самолёта агрегаты из углепластика могут подвергаться в воздухе столкновениям с птицами, а на земле – неосторожным действиям обслуживающего персонала. В отличие от металлических поверхностей, где последствия повреждения сразу заметны, на композитном крыле после удара могут появляться невидимые глазу трещины. Трещины под воздействием нагрузок со временем увеличиваются в размере и при определённых обстоятельствах могут даже разрушить конструкцию летательного аппарата.

Регулярно после нескольких полётов углепластиковые агрегаты – крыло, хвостовое оперение или фюзеляж – подвергаются тщательной инспекции неразрушающего контроля.

Чтобы сократить время проверок и увеличить безопасность самолёта, в 2013-2014 гг. Министерство промышленности и торговли, ОАК и компания «Сухой» начали проект по разработке новой технологии.

«Идея проста – сделать “композитный материал” умным, чтобы он сам информировал и лётчика, и эксплуатанта о состоянии конструкции», – говорит главный технолог ОКБ Сухого Андрей Филатов.

ОАК и компания «Сухой» стали развивать партнёрство с рядом отечественных научных институтов. Учёные предложили ещё на этапе изготовления включать в конструкцию композитного покрытия, состоящего из миллионов композитных углепластиковых лент, специальное оптическое волокно. Часть работ выполняется самостоятельно, часть – с помощью Научно-инновационного центра «Институт развития исследований, разработок и трансферта технологий» (НИЦ ИРТ). К моменту начала сотрудничества московские ученые наработали определённый опыт в обеспечении безопасности композитных лопастей для вертолётов.

А летом 2018 года НИЦ ИРТ и компания «Сухой» создали опытный образец крыла истребителя пятого поколения Т-50. Сделанная из композитов конструкция пронизана оптоволоконными датчиками.

Для своих заказчиков входящий в «Росатом» «НИИграфит» разработал специальный композитный материал, в структуру которого начали монтировать специальные оптико-волоконные датчики. Буквально весь перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации пронизан несколькими сотнями метров оптоволокна, постоянно пропускающих сигнал. При появлении неполадки, а появление трещин в композитах всегда сопровождается специфическим треском, автоматика моментально определяет место и предлагает необходимые алгоритмы поведения.

При появлении любого повреждения компьютер выдает лётчику рекомендацию – оценивает ресурс действия конструкции, выдает команду пилоту вернуться на базу, а если повреждение критическое – срочно покинуть самолёт.

«Условно, на обслуживание самолётов с композитными конструкциями предусмотрено 900 часов традиционными методами. Автоматизация позволяет сократить время на сервисное обслуживание самолётов в несколько раз, – говорит директор НИЦ ИРТ Николай Львов. – Общий вес конструкции и материалов не более 5–7 килограммов, но значение для эксплуатации сложно переоценить».

«За умными конструкциями, конечно, будущее. Они могут сами диагностировать состояние материала, определять уровень безопасности полёта. Однако пока предстоит преодолеть большой путь. Определить, насколько успешно датчики слышат шум, оптимальное размещение», – объясняет Андрей Филатов.

Однако важность работ для авиации неоценима. «Композит – относительно молодой материал в авиации и его использование пока даёт минимальный выигрыш в весе – не более 15–20 процентов», – говорит директор научно-технического центра ОАК Владимир Каргпольцев. – Конструкторы – люди консервативные и проектируют с большими допусками».

Применение умных конструкций в дополнение к широко известным преимуществам позволит со временем добиться более значительного снижения веса. А значит, самолёты станут более безопасными и экономичными.

По материалам ОАК / https://uacrussia.livejournal.com/81763.html

Голосовать ПРОТИВГолосовать ЗА (2 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...