Сверхтонкие композиты позволят снизить массу авиационных деталей на 20-25%

Технологию изготовления таких деталей для авиационной промышленности разработали и испытали в Московском авиационном институте (МАИ). Толщина одного слоя нового композита составляет 0,05 мм, тогда как стандартный материал имеет слой толщиной 0,13 мм.

Традиционный композит состоит из слоёв специального волокна, пропитанных связующей смолой, например, эпоксидной. Для обеспечения прочности и жёсткости на сжатие, растяжение и кручение, волокно укладывается под различными углами, а конструкция обычно включает не менее семи слоёв. При изготовлении детали необходимо точно выдерживать расчётную толщину материала, однако, если требуется слой композита толщиной 0,2 мм, применение двух стандартных слоёв по 0,13 мм даёт суммарную толщину 0,26 мм. Избыточные 0,06 мм увеличивают массу детали. Технология сверхтонких композитов позволяет точнее набирать требуемую толщину и сокращать расход материала.

Метод МАИ применим к элементам каркаса крыла, фюзеляжа, оперения и механизации самолёта. Наибольший эффект ожидается при изготовлении конструкций лёгких летательных аппаратов с малой и средней нагрузкой, для которых снижение массы имеет особое значение. До начала авиационных исследований сверхтонкие композиты уже использовались в медицине, электронике и других отраслях. Специалисты МАИ адаптировали эту технологию для изготовления авиационных деталей.

В ходе проекта инженеры и исследователи изготовили образцы нового материала, провели испытания и сопоставили результаты со стандартными композитами. Для оценки качества материала применяли томографию и микроскопию, которые позволили исследовать внутренние дефекты, в том числе микроскопические пустоты, влияющие на прочность, также образцы испытывали под нагрузкой, рассказал начальник лаборатории и ведущий инженер лаборатории № 3 «Моделирование композиционных конструкций» института № 14 МАИ Николай Турбин.

По результатам исследований специалисты откалибровали компьютерные модели материала и подготовили рекомендации для производства. Проект выполнялся по заказу АО «Препрег-СКМ» в рамках комплексных научно-технических программ и проектов полного инновационного цикла. В дальнейшем исследования продолжатся – будут изучены возможности применения сверхтонких композитов при изготовлении панелей и корпусов летательных аппаратов, отметили в МАИ.