Межотраслевой инжиниринговый центр «Композиты России» МГТУ им. Н.Э. Баумана создал технологию изготовления объемно-армированных преформ элементов газотурбинного двигателя с применением направленной укладки волокна. Разработка может быть применена в строительстве изделий ракетно-космической, авиационной, морской и транспортной отраслей. Об этом «Известиям» сообщили в пятницу, 17 сентября, в МИЦ «Композиты России».
В технологии используются отечественные материалы и автоматизированная производственная система собственной разработки.
Отмечается, что слабым местом многих традиционных композиционных материалов является межслоевая прочность. Как правило, композит изготавливается из армирующей ткани и пропитывается связующим веществом. Такие композиты обладают высокой удельной прочностью в сравнении с металлами, за исключением такой характеристики, как межслоевой сдвиг. Сами по себе армирующие волокна очень прочны, но между слоями ткани нагрузку несет лишь связующее вещество, которое обладает куда меньшей прочностью. Особенно обостряется эта проблема в изделиях сложной формы со сложной схемой нагружения. Таких, как лопатка центробежного компрессора турбореактивного двигателя. Кроме того, для такого изделия выкладка преформы, то есть заготовки из сухого армирующего материала, составляет отдельную проблему, качество решения которой может сильно зависеть от квалификации персонала.
«Технология позволила оптимизировать технологический процесс, обеспечить получение точной геометрии изделия без смещения слоев преформы и равномерную укладку ровинга с разным углом при выкладке каждого слоя преформы, улучшить прочностные характеристики (в первую очередь, уменьшить до 15% межслоевой сдвиг), а также и снизить их себестоимость», — рассказал директор МИЦ «Композиты России» МГТУ им. Н.Э. Баумана Владимир Нелюб.
Новизна состоит в том, что преформы лопаток получены автоматизированной нашивкой углеродных волокон на водорастворимую подложку на основе поливинилацетата. При этом подобраны оптимальные технологические параметры нашивки для достижения наилучших упруго-прочностных характеристик готовых изделий. Данные отличительные признаки не реализуются ни в одном из существующих технических решений».
Еще одной ключевой особенностью процесса является то, что участие оператора ограничивается загрузкой управляющей программы в вышивальную машину с ЧПУ, запуском и остановкой операции, а также контролем ее хода.
В настоящее время в России нет своего производства серийных малоразмерных ГТД для легких вертолетов, самолетов и БПЛА. Этот сегмент отечественного рынка занят зарубежными производителями. Так называемые аддитивные технологии, к которым относится данная разработка, являются одним из главных направлений развития отечественного двигателестроения.
В июле Минпромторг разработал проект создания «конкурентоспособной продукции авиационной промышленности». В рамках проекта, которой должен войти в стратегию социально-экономического развития РФ до 2030 года, предусматривается строительство 735 новых гражданских самолетов, на которые надо будет потратить 1,84 трлн рублей.