Войти

Специализация - композиты

5670
16
0

Широкое применение композиционных материалов (КМ) в гражданских самолетах сегодня стало тенденцией в мировом авиастроении, и наиболее ярким представителем нового поколения авиалайнеров станет Boeing 787 Dreamliner, в конструкции которого доминируют материалы нового поколения, в первую очередь композиты. Очевидно, что для обеспечения конкурентоспособности отечественной промышленности необходимо располагать всем тем инструментарием, который имеется у зарубежных производителей - набором материалов и технологий, ноу-хау, и освоение производства изделий из КМ является насущной потребностью. Ответом на вызовы времени стало создание дочерней компании ОАО "Объединенная авиастроительная корпорация" (ОАК), ЗАО "Аэрокомпозит". О том, какие цели и задачи ставит перед собой вновь создаваемая компания, "АвиаПорт" попросил рассказать директора технологического центра ОАО "ОАК" Юрия Тарасова.


Мы создаем ЗАО "Аэрокомпозит" не сколько как производителя серийной продукции в области композитов, а в первую очередь как разработчика силовых композиционных конструкций для гражданского самолетостроения. Дело в том, что создание агрегатов и конструкций из композиционных материалов обладает своей спецификой и требует глубокой специализации проектных, технологических и производственных ресурсов при наличии широкой кооперации с российскими и иностранными партнерами.


- Какие задачи стоят перед новой компанией?


- Во-первых, создание конкурентоспособной продукции отечественного самолетостроения. Композиционные материалы обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными материалами, используемыми при создании авиационной техники. Основными из них являются высокая прочность, жесткость и ресурсные характеристики; относительно низкая плотность и удельная масса; высокая температурная, коррозийная и радиационная стойкость; возможность получения конструкции с заданными свойствами для решения конкретной технической проблемы. При правильном композиционные материалы применении позволяют снизить массу конструкции на 25-30%, а трудоемкость изготовления в 1,2-1,5 раза. Более того, они дадут возможность создать конструкции с низким расходам при эксплуатации, новыми потребительскими свойствами. Один из примеров повышения потребительских свойств - создание крыла большого удлинения, что приводит к повышению топливной эффективности самолета.


С другой стороны, один из путей снижения себестоимости изготовления - это повышение степени интегральности создаваемой конструкции. Другими словами, происходит замещение сборочной единицы, изготовляемой из нескольких отдельных деталей, одной деталью, изготовляемой из композиционных материалов за одно формование. Тем самым радикально снижается трудоемкость изготовления деталей, а самое главное - сборочных работ, где используется дорогостоящий высококвалифицированный труд. Еще один аспект - создавать новое крыло, базируясь на достигнутых решениях аналогичных тому, что используют сегодня Boeing, Airbus, нецелесообразно. В принципе, в этом случае мы всегда будем догонять лидеров и вряд ли вырвемся вперед. Поэтому мы поставили задачу сделать следующий шаг, базирующийся на прорывных решениях в области науки, конструкции, материалов, технологий, и создать более привлекательную конструкцию для потребителя.


Во-вторых, ставится задача создания высокоэффективного производства, базирующегося на прорывных технологиях и рациональной организации труда. У нас сегодня нет производства, способного изготавливать высоконагруженные конструкции, в частности крыло из композиционных материалов. ОАО "ВАСО", ОАО "КАПО им. С.П. Горбунова", ЗАО "Авиастар-СП" изготавливают так называемые навесные агрегаты из композиционных материалов: механизация крыла (закрылки, элероны, интерцепторы, воздушные тормоза), оперения (рули высоты, направления), различные панели, люки. Это в основном ручной труд. Оборудование и технологии, которые применяются, находятся, грубо говоря, на уровне 80-х годов прошлого столетия. Хотя конечно у нас есть отдельные современные технологии, в частности, на ОАО "ВАСО" освоено изготовление интегральных закрылков изготовляемых за одно формование для самолетов Ан-148 и Superjet-100. Это серьезный шаг вперед. Но в целом производство не соответствует современным требованиям. Мы планируем внедрить ряд интересных технологических решений, в том числе перейти к технологиям без автоклавного формования.


- В чем заключается эта технология, и чем она отличается от используемой сегодня?


- При традиционном автоклавном формовании конструкция выкладывается из препрега, а затем помещается в автоклав, где создается необходимая температура и давление. В свою очередь, без автоклавные технологии подразумевают сборку конструкции из сухого материала с пропиткой связующим под вакуумом (RFI) или под давлением (RTM), или комбинацию данных способов. Применение этих технологий расширяет возможности конструктора по созданию более совершенной конструкции, дает повышение технологичности, качества, резкое снижение трудоемкости цикла и затрат, в том числе на приобретение дорогостоящего оборудования.


- В свое время Авиационный комплекс "Ильюшин" сделал фюзеляж самолета Ил-114 из композиционных материалов. Но дальше работа не пошла, поскольку возникли вопросы о ресурсе такой конструкции. В сегодняшних конструкциях это тоже будет одной из проблем?


- Это была очень интересная технология. Такими решениями не обладает никто, кроме российского предприятия, работающего в области ракетостроения. Конструкция получается методом намотки. Вместе с этим предприятием мы пытаемся немного усовершенствовать технологию и совместно изготовить отсек фюзеляжа, сопоставимый с диаметром фюзеляжа самолета Superjet 100. Но в этой технологии есть ряд особенностей, которые для ракетной техники допустимы, а в авиации - нет. Технология заманчивая, необходимо работать над ее адаптаций к требованиям самолетных конструкций.


- А на SuperJet 100 есть какие-то агрегаты из композиционных материалов, кроме навесных?


- Применение конструкций из композиционных материалов на SuperJet 100 традиционно - это механизация крыла, оперения, мотогондолы, различные панели, обтекатели, элементы интерьера пассажирского салона.


- Планируется ли увеличение доли композиционных материалов в этом самолете?


- Резкий рост применения КМ в самолетостроении - это мировая тенденция. Мы планируем расширить применение композиционных конструкций в следующей модификации самолета SuperJet и вновь создаваемом самолете МС-21. Сегодня уже разрабатываются для самолета МС-21 крыло, оперение, часть отсеков фюзеляжа.


- Есть ли в ОАК специалисты, которые способны решать поставленные задачи в части освоения проектирования и выпуска композиционных конструкций?


- Специалисты есть, но их очень мало. За последние годы мы не то, чтобы потеряли, но не развивали это направление. Сейчас мы пытаемся наверстать упущенное время. МАИ, МАТИ, МВТУ готовят инженеров в этой области, также начал готовить специалистов в области КМ и институт стали и сплавов. Мы работаем с ними.


- Будет ли использоваться зарубежный опыт?


- Однозначно да. В части композиционного крыла мы сегодня работаем с рядом зарубежных предприятий. Совместно с кафедрой химических технологий МГУ и ЗАО "УНИХИМТЕК", где соучредителем является МГУ и которые возглавляет профессор Виктор Авдеев. Мы планируем создать учебный центр, который будет работать и в России, и за границей, для того, чтобы наши специалисты смогли учиться не только теории, но и на практике осваивать современные приемы работы.


- На каком этапе находится процесс создания ЗАО "Аэрокомпозит"?


- Документы находятся на регистрации, и я думаю, что в начале декабря это предприятие будет зарегистрировано. Это будет дочернее предприятие ОАК, учредителями которого выступили ОАО "ОАК", ОАО "Компания Сухой" и "Прогресстех".


- Какие варианты производственных площадок рассматриваются на данном этапе?


- Наиболее серьезно сегодня рассматриваем три площадки, на одной из которых будет создано производство ЗАО "Аэрокомпозит": это "КАПО", "ВАСО" и "Авиастар-СП". Выбор производственной площадки - серьезное решение и рассматривается много факторов, в том числе оптимизация затрат на создание производства, наличие научно-технического и кадрового потенциала в регионе, возможность транспортировки созданных конструкций и многие другие факторы. До конца текущего года планируется завершить сравнительную оценку потенциальных площадок для строительства завода и в первом полугодии 2009 года принять решение.


- Есть ли в России материалы, из которых можно изготавливать композиционные конструкции?


- По оценкам ЦАГИ, которые совпадают и с нашими оценками, из тех материалов, которые сегодня выпускаются в России, изготавливать крыло нецелесообразно. Мы просто не получим необходимой эффективности и не сможем сертифицировать конструкцию. После распада Советского Союза произошел системный кризис во всей научной, технологической, производственной цепочке создания отечественных композиционных материалов. Существующее производство соответствует ассортименту 80-90 годов. Это ограниченная номенклатура углепластиков с нестабильными характеристиками, в 2-3 раза меньшей прочностью при 3-4 кратном превышении цен по сравнению с зарубежными материалами. Поэтому силовые конструкции на данном этапе мы планируем создавать на базе зарубежных композиционных материалов, работая параллельно и над созданием российских материалов. Впрочем, надо отдать должное и российским компаниям: в последние несколько лет идет активная работа по созданию отечественных композиционных материалов. Так, например, создание композиционных материалов включены в "Приоритетные направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации". Разработаны и приняты ряд федеральных программ.


- Для осуществления таких планов требуются немалые деньги. Каковы источники финансирования этих работ?


- Источники финансирования определены различными программами, в том числе и Федеральными целевыми программами - это бюджетные средства и собственные вложения предприятий и инвестиции.


- В этих программах есть какие-то временные рамки?


- Да, есть. Если по созданию отечественных композиционных материалов, то они рассчитаны до 2015 г., и предусмотрена поэтапная реализация мероприятий. Я думаю, что опытные партии УВМ и препрегов на их основе, не уступающие по характеристикам зарубежным материалам, появятся у нас уже в 2010 г. При создании крыла мы планируем закупать уже готовый препрег, а не делать его самим, это не наша специализация.


Что касается создания композиционного крыла, то программа выпуска планируется в районе 140-150 комплектов в год и первое опытное крыло, предназначенное для испытаний, будет изготовлено в 2012 году, а прототип крыла в 2011 году.


- За каждой идеей стоит конкретная личность. Кто инициировал создание ЗАО "Аэрокомпозит"?


- С такой инициативой выступил генеральный директор компании "Сухой" Михаил Погосян и его поддержали президент ОАК Алексей Федоров и генеральный директор корпорации "Иркут" Олег Демченко. В этой инициативе сошлись интересы создания конструкций из КМ для семейства самолетов МС-21 и следующего самолета семейства Superjet. Было принято решение объединить две программы в части создания композиционного крыла и создать новое предприятие по разработке и производству конструкции из композиционных материалов.


Андрей Юргенсон

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
07.10.2014
Подъемная сила родины
25.11.2009
Три года, три дивизиона, три вывода
27.03.2009
"Кризис для нас - взлетная полоса", - Алексей Федоров, президент Объединенной авиастроительной корпорации
19.02.2009
А.Федоров ответил на вопросы российских журналистов
24.08.2007
УДАЧНЫЙ ДЕБЮТ ОАК В ЖУКОВСКОМ. НА АВИАСАЛОНЕ МАКС-2007 НАШ АВИАПРОМ ВПЕРВЫЕ ВЫСТУПАЕТ ЕДИНОЙ КОМАНДОЙ
16 комментариев, отображено с 1 по 6
№0
11.04.2010 11:41
Композит, чтобы надёжно собрячь с титаном или сталью нужно потрудится. Это как закладные элементы в яхтах и в мачтах. Там это более-менее отработано. Ньюансов при этом всплывает масса, т.к. композит существенно анизотропен. Нужно хотя бы для таких вещеё использовать нанокомпозиты, имеющую большую степень (если нужно) изотропности свойств.
0
Сообщить
№0
11.04.2010 11:58
Да и сами закладные детали недешёвыми получаются, чтобы обеспечить требуемую совокупность свойств, например развитую поверхность.
0
Сообщить
№0
11.07.2010 03:12
"Одно дело когда кузовная деталь делается одним движением штампа из дешевого железа, а другое дело делать деталь из стеклопластика или не дай Бог из угля, не говоря о цене материалов!"
- это возможно и с наполненными композитами. Другое дело как Вы будете обеспечивать анизотропию свойств. Это нетривиально, хотя технологически можно выполнить весьма просто, я бы сказал изящно.
0
Сообщить
№0
30.10.2010 23:06
2 чинук
Да, именно так. Для быта что-нибудь дешевое типа наполненной стекловолокном пластмассы, высокопрочным и дорогим материалам здесь места нет, цена однако.
2 Владислав.
  Наполненные композиты .. . Наверно применительно к нано. А то композиты и так состоят из наполнителя и связующего.
Масло масляное. Да, есть технология отверждения в прессе, но против штамповки железа чрезвычайно медленна и дорога.
Анизотропия свойств.. Да испокон веков, с 50-х годов, используют однонаправленные ткани и ровинг (вообще без утка, склеено связующим). Расчитывая деталь конструктор определяет число и вид слоев, их расположение, может заложить ребра жесткости. Вот и анизотропия. Нечего щеки надувать. Здесь можно детальку сделать не чета металлической, особенно из титана (крайне гадкий в обработке материал). Так что анизотропия просто одно из самых тривиальных и интересных достоинств технологии композитов. Нетривиально быть хорошим конструктором в этой области, уметь правильно выбрать препрег и технологию, нарисовать деталь, которую можно сделать и одновременно реализовать все преимущества композитов.
0
Сообщить
№0
31.10.2010 11:45
Есть композиты и композиты. К примеру использование вискеров с наночастицами, волокнами ХХ-ХХХХнм длиной и Х шириной, определённо сориентированных при затвердевании могут давать многократный прирост прочности конструкции на растяжение или при структурировании, как оболочки некоторых водорослей, яиц, сжатие.

Титан не самый гадкий. Возможно из металлов один из наиболее гадких в работе будет плутоний.
Титан проще иным способом использовать. Иметь несколько калибров от ХХ микрон до Хнм ч-ц, вискеры диамеров не более Х-ХХмкм и длиной в пределах десятков мм, далее послойная закладка в пресс-форму и изостатическое прессование под высоким давлением. Есть и иные тонкости, как при этом действе в разы сохранить свойства. В результате имеем тоже тинатовый композит с заданными ини/изотропными свойствами в разных частях детали, которому кованный титан в подмётки не годится. Ну а цена это вопрос технологий. Пока не самый лучший будет в районе 20000тыс рублей себесоимость в изделии массового производства иметь. Можно же - сотни рублей за кг детали.
0
Сообщить
№0
31.10.2010 12:01
Да и чего так в металлы и органику упёрлись?
Уже сколько лет есть композиты из неорганики, способные к изгибанию,обладающие высокой прочностью к ударным нагрузкам. По сравнению с металлической матрицей там больше возможность варьирования свойств материала. Особенно интересны тем, что можно делать материалы с изменяемыми при заданном воздействии свойствами. Из примерров простейших на металлах - биметаллы, востанавливающие первоначалную форму.
Органике этого не нужно - тот же полиэтилен форму помнит, что в трубах давно используют - сначала расширяют, на трубку ставят, потом полиэтилен принимает свою первоначальную форму и герметично обжимает деталь.

Тут же возможность имеется создания материалов, которые в одном случае способны к сдвигу слоёв вдоль выбранного направления, в другим же осям же упруги как специальные ХХХХХХвые пружины для датчиков сейсмостанций. Причём эти функции могут изменяться/отключаться.
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
  • 29.03 08:03
  • 282
«Суперснаряды» для российских танков оказались «убийцами» американских «Абрамсов»
  • 29.03 07:40
  • 19
Рогозин заявил о готовности России к запуску многоспутниковых орбитальных группировок
  • 29.03 06:58
  • 41
Новый способ ведения боя
  • 29.03 03:12
  • 33
Мишустин призвал локализовать производство электронных компонентов
  • 29.03 00:45
  • 9
Строительство судна на воздушной подушке проекта «Хаска 10»
  • 28.03 22:14
  • 10
Спецназ вооружили автоматами нового поколения АК-12
  • 28.03 18:38
  • 11
Несколько случаев заражения коронавирусом выявили на авианосце ВМС США
  • 28.03 16:50
  • 5
Сербские СМИ: как возродить ПВО на основе ЗРК «Печора»
  • 28.03 14:46
  • 1
Военные разворачивают полевые госпитали и берут пробы воздуха
  • 28.03 14:07
  • 8
Раскрыта недостаточная способность Су-57 обнаружить F-35
  • 28.03 10:45
  • 3
Приграничные с Турцией районы оказались в зоне досягаемости российской тяжелой артиллерии
  • 28.03 10:42
  • 1
Британия сообщила о «необычно высоком уровне активности» российских кораблей
  • 28.03 07:58
  • 19
Foreign Policy (США): Запад в панике, Путин наблюдает
  • 28.03 02:27
  • 9
"Швабе" готовит к выпуску новый голографический прицел
  • 27.03 22:36
  • 20
Автомат Калашникова XXI века