Аэрокосмическая лаборатория Нидерландов разработала технологию производства композитных проставок для пилонов навески двигателей на пассажирские самолеты. Как пишет Aviation Week, с помощью новой технологии специалисты лаборатории сделали первую композитную проставку, которая в ближайшее время начнет проходить испытания. В организации надеются, что по новой технологии с 2020 года можно будет выпускать несколько различных элементов планеров пассажирских самолетов, которые сегодня обычно выполняются из авиационных алюминиевых сплавов или стали.
Одной из основных целей современных авиационных разработок является снижение потребления топлива пассажирскими самолетами. Это позволит авиакомпаниями увеличить доходы от авиаперевозок, а значит ускорить окупаемость самолетов. Снизить потребление топлива, в частности, можно доработав конструкцию двигателей, оптимизировав аэродинамическую форму планера или облегчив конструкцию самолета. Снизить массу конструкции позволяет использование новых сплавов или композиционных материалов.
Новая разработка нидерландской лаборатории как раз направлена на снижение общей массы конструкции самолета. Сегодня проставки (детали, устанавливаемые между точками подвески двигателя на крыле и пилоном) изготавливаются из стали, поскольку должны удерживать на себе сам пилон и двигатель, а также выдерживать вибрационные нагрузки во время полета. Новую деталь разработчики изготовили из композиционного материала PEKK (полиэфиркетон-кетон). Он представляет собой плетеную углеткань в полимерном матриксе и является термпопластичным.
Модуль упругости (способность материала упруго деформироваться) PEKK составляет 54,3 гигапаскаля, а прочность при растяжении — 585 мегапаскалей. Для сравнения, модуль упругости авиационных углепластиков в зависимости от используемых полимеров составляет от 50 до 140 гигапаскалей, а прочность — от 0,4 до 1,5 гигапаскаля. При этом такие материалы сложнее обрабатываются, чем PEKK. По данным нидерландской лаборатории, термопластичный материал PEKK легко обрезается. При этом обрезки, остающиеся после изготовления детали, можно использовать повторно при производстве новой детали.
Исследования нового материала и возможности его использования в авиации голландцы проводят совместно с концерном Airbus в рамках национального проекта TAPAS 2. В рамках исследований разработчики с помощью промышленного робота, позволяющего точно позиционировать различные материалы, выложили слои из углеткани, залили их полимером и «запекли» в автоклаве. Получившаяся проставка пилона имеет в длину шесть метров и в толщину 28 миллиметров. Эту деталь планируется проверить на прочность в различных условиях.
В начале февраля текущего года европейский авиастроительный концерн Airbus впервые в истории авиастроения выпустил коробку центроплана, полностью выполненную из композиционных материалов. Новый элемент выполнен единой деталью. Новая композитная коробка центроплана, изготовленная Airbus, получилась существенно легче обычной, изготавливаемой из стальных листов и лент. Для производства детали использовалось углеволокно и полимерное связующее, подробности о которых не раскрываются. В ближайшее время планируется начать испытания композитной коробки центроплана.
Василий Сычёв
