Французский консорциум компаний BAMCO занялся разработкой нового авиационного композиционного материала на основе бамбуковых волокон, которым в перспективе планируется заменить стандартные стеклопалстиковые элементы в салонах и кабинах пилотов самолетов. Как пишет Aviation Week, новый материал будет экологически более чистым, чем современные композиты на основе стекло- или углеволокна и различного рода полимерных связующих, из которых одними из наиболее распространенных являются фенилформальдегидные смолы.
Различные композиционные материалы используются в конструкции самолетов для снижения их массы при сохранении механических и прочностных свойств обычных авиационных сплавов на основе алюминия. Например, крылья пассажирских самолетов Boeing 787 Dreamliner, Boeing 777X, Airbus A350 XWB и МС-21 выполняются из углепластика. Часть элементов салона и кабин пилотов лайнеров изготавливается из стеклопластика или композитов на основе арамидных нитей.
При производстве различного рода композиционных деталей всегда остается некоторое количество неизрасходованного материала — обрезки угле- и стеклотканей после раскройки, куски уже отвердевших композитов, отбракованные детали. Способов массовой переработки таких отходов практически не существует, а потому они обычно выбрасываются, загрязняя окружающую среду. Впрочем, британская компания ELG Carbon Fibre разработала метод отжига композитов для удаления из них полимера и последующего использования отожженного углеволокна при производстве деталей для автомобилей.
Консорциум BAMCO, в который входят восемь французских компаний, уже производит небольшое количество композиционных деталей на основе бамбуковых волокон. Впрочем, в качестве полимерного связующего в них все еще используются фенилформальдегидные смолы. Речь идет о дверцах багажных полок, некоторых элементах отделки салона и различного рода ненагруженном крепеже. В каких именно самолетах используются бамбуковые композиты, BAMCO не раскрывает.
В компании утверждают, что даже в нынешнем виде бамбуковые композиционные материалы более экологичны, чем современные стекло- и углепластики. В перспективе бамбуковые композиты планируется сделать более экологичными. В частности, бамбук для них будет выращиваться во Франции, чтобы уменьшить количество выбросов углекислого газа, связанных с транспортировкой сырья на производство. Кроме того, компания занимается разработкой полимерного связующего растительного происхождения, которое бы по своим свойствам не уступало традиционным полимерам.
Разработка нового бамбукового композиционного материала ведется в рамках программы подготовки к вступлению в силу поправок к европейскому регламенту REACH (Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals, регистрация, оценка, авторизация и запрет химических веществ). Этот документ в настоящее время запрещает использование некоторых покрытий, красок и клеев, представляющих опасность для окружающей среды и здоровья людей. Список запрещенных химических веществ в регламенте могут пополнить и фенилформальдегидные смолы.
В BAMCO утверждают, что первые образцы новых экологичных бамбуковых композитов будут получены уже в марте 2019 года, после чего они пройдут серию испытаний. В частности, новые материалы проверят на соответствие с регламентом Федерального управления гражданской авиации США в части 25 пункт 853. В нем описаны требования по устойчивости композиционных материалов к огню, нормы выделения дыма и ядовитых веществ при возгорании. Завершить испытания нового композита и начать его серийное производство планируется в 2021 году.
В сентябре текущего года европейский авиастроительный концерн Airbus заключил с немецкой компанией AMSilk соглашение о совместной разработке новых авиационных композиционных материалов, в основу которых должна лечь искусственная паутина. Новые материалы планируется использовать в конструкции пассажирских самолетов, в первую очередь — новых версиях лайнера Airbus A350. AMSilk разработала искусственную паутину, производимую генномодифицированными бактериями, в геном которых был введен паучий ген. Они выделяют белок, который затем изолируется и проходит спиральный аппарат.
Airbus и AMSilk предполагают, что если по итогам исследований удастся создать композиционный материал на основе паутины, который будет соответствовать авиационным требованиям по прочности, износостойкости и упругости, то из него можно будет изготавливать легкие элементы конструкции. Они будут несколько легче современных композиционных материалов на основе углеволокна.
Василий Сычёв
