Содержание

композитное крыло Авиация России

Метка: композитное крыло

Фото: © пресс-служба правительства Ульяновской области С марта 2011 года Ульяновске работает завод по производству композитного крыла и центроплана для самолёта МС-21. Это единственное в России предприятие, где выпускают крупногабаритные силовые композитные конструкции методом вакуумной инфузии. По своим масштабам данное […]

Подробнее

Актуальные темы / МС-21 / Новости авиации

Кадр видеотрансляции Ульяновскй «АэроКомпозит» завершил изготовление и передал на испытания в ЦАГИ прототип крыла из полимерно-композиционных материалов для российско-китайского широкофюзеляжного дальнемагистрального самолёта CR929. Об этом в ходе форума «Композиты без границ» заявил генеральный директор АО «АэроКомпозит», первый заместитель гендиректора корпорации […]

Подробнее

CR929 / Актуальные темы / МАКС 2023 / Новости авиации

Фото: © пресс-служба правительства Ульяновской области В Научно-инновационном центре «Институт развития исследований, разработок и трансферта технологий» (НИЦ «ИРТ») создана и начала внедряться система постоянного мониторинга состояния летательного аппарата. Система позволяет контролировать состояние уже летающих машин и предупреждает о возникающих неполадках. […]

Подробнее

МС-21 / Новости авиации

Фото: © пресс-служба ОАК Завершён комплекс испытаний по воздействию молнии на элементы оперения и крыла самолёта МС-21, изготовленные из отечественных полимерно-композиционных материалов. Об этом сообщили в пресс-службе ОАК. В ходе испытаний получены материалы для выпуска доказательной документации, подтверждающей соответствие крыла […]

Подробнее

Актуальные темы / МС-21 / Новости авиации

Фото: © пресс-служба ЦАГИ Специалисты Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского создали динамически подобную модель самолета МС-21-300 с крылом из отечественных полимерных композиционных материалов. Она предназначена для испытаний на флаттер – опасное явление в аэроупругости, при котором может произойти […]

Подробнее

МС-21 / Новости авиации

06.06.2022, 13:23

Композитная панель крыла лайнера МС-21. Фото: © пресс-служба ОА «Аэрокомпозит» В 2018 году в результате санкций США против АО «Аэрокомпозит» и АО «ОНПП «Технология» имени Ромашина» было поставлено под угрозу создание композитного «черного крыла» для перспективного проекта в российском гражданском […]

Подробнее

Новости авиации / Технологии

Фото: © пресс-служба корпорации «Иркут» В Центре компетенций Национальной технологической инициативы (ЦНМФ) успешно завершён цикл огневых испытаний элементов конструкции самолётов МС-21 и SuperJet Aurus, сообщили в пресс-службе новосибирского Академгородка. Как рассказали в пресс-службе, одним из приоритетных направлений работы ЦНМФ «Моделирование […]

Подробнее

МС-21 / Новости авиации / Технологии

Аэродинамическая модель крыла с сайберлетами ШФДМС CR929 в АДТ Т-128 / Фото © ЦАГИ АО «АэроКомпозит-Ульяновск» разместило очередной тендер на выполнение работ по изготовлению и поставке металлических деталей и сборочных единиц прототипа кессона крыла широкофюзеляжного дальнемагистрального самолёта CR929. Соответствующий лот […]

Подробнее

Новости авиации / Широкофюзеляжный дальнемагистральный самолёт

Фото © Пресс-служба ЮРГПУ (НПИ) В Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) имени М.И. Платова в Новочеркасске создано роботизированное оборудование для производства преформ деталей из композиционных материалов. Опытно-промышленный автоматизированный комплекс может применяться в авиастроении для производства изделий из композитов, в том […]

Подробнее

МС-21 / Новости авиации / Технологии

Выкладка сухого углеволокна на оснастке лонжерона консоли крыла МС-21. Фото © Пресс-служба АО «АэроКомпозит» Ульяновское предприятие «АэроКомпозит» разместило сообщение о заинтересованности в проведении НИОКР по теме «Моделирование коробления лонжеронов консоли крыла самолёта МС-21». Элементы конструкции крыла лайнера изготавливаются из российских […]

Подробнее

МС-21 / Новости авиации

Композитные преимущества

Фото: Александр Уткин

Композиты в свое время совершили настоящую революцию в авиастроении и продолжают развиваться. Сегодня самолеты уже больше, чем наполовину состоят не из металла. На новейшем МС-21 используется целое крыло, изготовленное из углепластика. Это нововведение не только для отечественной гражданской авиации, но и для среднемагистральных лайнеров во всем мире. Корпорация «Иркут» уже завершила постройку первого самолета МС-21-300, крыло которого изготовлено из полимерных композиционных материалов.

Рассказываем, из чего строят современные самолеты, как создают «черное крыло» и какие преимущества предоставляет лайнеру углепластик.

Композиты в небе

Композит – это материал, состоящий из двух или более компонентов, которые в сочетании друг с другом создают новый материал или улучшают характеристики одного из них. Таким образом, все композиционные материалы в своем составе имеют матрицу и жесткий армирующий наполнитель. Как правило, роль наполнителя играют углеродные или стеклянные волокна, а матрица – это полимерный материал. Такая конструкция позволяет создавать легкие, но очень прочные детали. Поэтому именно в авиастроении композиты стали особенно популярны – они увеличивают прочность авиационных деталей, снижают их вес и увеличивают антикоррозийную стойкость.

Применять композиционные материалы авиаконструкторы начали примерно с 1960-х годов. С того времени объем использования композитов в авиации неуклонно возрастает. Например, ровно половину веса самолета Boeing 787 Dreamliner составляют композиционные материалы, 20% – алюминий, около 15% – титан, 10% – сталь.

В конструкции российских лайнеров также используются композиты, причем давно. Еще в начале 1990-х в среднемагистральном Ту-204 из композитных материалов было сделано 25% деталей, в том числе вся механизация крыла, а также панели люков, полов и интерьера. В самолете Sukhoi Superjet 100 из композитных материалов выполнены закрылки, створки шасси, обтекатели и другие элементы. Рекордсменом среди отечественных лайнеров стал среднемагистральный МС-21 – на композиты приходится 40% массы. Кроме того, это первый российский самолет с крылом, полностью состоящим из композиционных материалов, а также первый в мире среди лайнеров такого класса.

Долгое время было распространено мнение, что композиты выгодно использовать только на больших летательных аппаратах – широкофюзеляжных дальнемагистральных лайнерах. Не такие большие, хотя и более массовые узкофюзеляжные самолеты, получали лишь некоторые композитные детали, такие как элементы механизации крыла. В проекте МС-21 конструкторы корпорации «Иркут» продемонстрировали, что использование композитов для изготовления крыла среднемагистрального самолета выгодно по всем параметрам.

«Черное крыло» для российской авиации

При создании самолета конструкторы всегда стараются увеличить удлинение крыла – отношение размаха крыла к средней хорде крыла. Ведь, чем длиннее крыло, тем меньше сопротивление. Однако проблема в том, что удлинение крыла приводит к увеличению массы конструкции. Ведь алюминий – мягкий металл, и чтобы крыло из него вышло достаточно жестким и не прогибалось в полете, нужно существенно увеличить его толщину. Поэтому удлинение алюминиевого крыла на самолетах не превышало 8-9. Углепластик – более жесткий материал, поэтому крылья из него могут достигать удлинения 10-11, и даже выше. Для углепластикового крыла МС-21 удалось достичь этого показателя на уровне 11,5.


Фото: ОНПП «Технология»

Композитное крыло, которое часто называют «черным крылом» из-за характерного цвета углепластика, считается главной особенностью МС-21. Оно позволяет новейшему российскому лайнеру расходовать на 8% меньше топлива по сравнению с существующими аналогами. Специалисты подсчитали, что за свою «жизнь» среднемагистральный самолет с «обычным» алюминиевым крылом тратит порядка 140 тыс. тонн горючего. Только за счет композитного крыла МС-21 сможет сэкономить более 11 тыс. тонн топлива. Плюс к этому преимуществу – увеличенная крейсерская скорость и высота полета.

Прочнее, легче и дешевле

Композиты считаются достаточно дорогим удовольствием – килограмм дюрали для самолета стоит в разы дешевле, чем килограмм углепластика. Несмотря на это, производство и применение композитов в авиастроении остается выгодным. При этом выбор правильной технологии изготовления композитов может даже снизить суммарную себестоимость лайнера.

На сегодняшний день известны два основных способа производства композитных элементов. Первый –– традиционный, автоклавный. В этом случае формируется своеобразный «сэндвич»: внутри – алюминиевые соты, сверху и снизу – сотни слоев углепластика, которые наносятся лазерным проектором слой за слоем. После выкладки этот «сэндвич» (препрег) проводит восемь часов в автоклаве, где превращается в прочную и легкую авиационную деталь.

Второй способ производства композитных элементов – инфузионная технология. Главное достоинство данного метода – возможность изготовлять за один технический передел весьма сложные конструкции, например, панель крыла. С препрегами такое не провернуть – конструкцию пришлось бы собирать из отдельных деталей, то есть потратить больше времени, а главное увеличить вес из-за использования крепежа. Кроме того, для инфузионной технологии не нужны автоклавы, которые особенно затратны для крупных деталей. Все эти преимущества делают производство «черного крыла» выгодным.

«АэроКомпозит-Ульяновск» – единственный в России завод по производству авиадеталей из композитов при помощи инфузионной технологии. Здесь данная технология впервые в мире применяется при изготовлении крупногабаритных конструкций – панелей кессона крыла. Именно на «АэроКомпозите» производят целиком «черное» крыло для МС-21. На предприятии проходит полный технологический цикл – из Ульяновска в Иркутск приходит уже готовая консоль крыла. Тем самым не нужно тратить время и затраты на сборку непосредственно на авиазаводе.

Корпорация «Иркут» уже завершила постройку первого самолета МС-21-300, крыло которого изготовлено из полимерных композиционных материалов российского производства. 30 ноября 2021 года самолет был переведен из цеха окончательной сборки Иркутского авиационного завода в летно-испытательное подразделение. 

Вклад композитных материалов в авиастроение сложно переоценить. В то же время, авиастроительная отрасль сыграла значительную роль в эволюции самих композитов. Стремление конструкторов сделать самолеты прочнее и легче, становится стимулом для создания все более легких и прочных материалов. Ими стали композиты и совершили своеобразную революцию в авиастроении и ракетно-космической области. Сегодняшнее применение композитов в этой сфере – лишь начало большого пути.

Улучшение производства композитных деталей крыла

Ошибки в процессе производства могут быть экономически и экологически дорогостоящими.

A350-XWB был первым авиалайнером Airbus с композитным крылом. В отличие от традиционных металлических крыльев, композиты сочетают в себе несколько материалов для большей прочности, меньшего веса и большей долговечности. Более легкие крылья означают экономию топлива, выбросов CO2 и эксплуатационных расходов.

Ожидаемый как один из самых современных и эффективных самолетов в мире, Airbus получил более 700 заказов на новый A350 и его революционную адаптивную конструкцию крыла. Airbus необходимо было увеличить объемы производства, чтобы удовлетворить этот высокий спрос, и она стремилась оптимизировать процессы при одновременном снижении производственных рисков.

Крылья A350-XWB являются одними из самых больших отдельных деталей, изготовленных из композитного материала из углеродного волокна в авиационной промышленности.

Уже более 25 лет Airbus и Университет Бата совместно работают над анализом композитов и методами проектирования. Вместе с GKN Aerospace, производственным партнером Airbus, мы поставили перед собой задачу сократить количество бракованных деталей и улучшить испытания лонжеронов крыла на прочность.

Крыло A350 изготовлено из армированного углеродным волокном пластика, легкого углеродного композита. Это создается путем укладки микроскопически тонких углеродных волокон в матрицу со смолой, а затем подвергая ее интенсивному нагреву и давлению. Результатом является производство панелей из ламинированной кожи, которые можно наслаивать для создания очень прочной, но легкой конструкции.

30-метровое крыло может иметь толщину более 100 слоев в одних местах и ​​только десять слоев в других. Ориентация волокон внутри каждого слоя, а также толщина слоя имеют решающее значение для конструкции крыла. Любые дефекты производства этих ламинированных обшивочных панелей ставят под угрозу безопасность конечного продукта и должны быть утилизированы. Это стоит GKN времени, денег и ресурсов.

Наблюдая за рисунком на этой панели под нагрузкой, мы можем отслеживать любые движения внутри ламинированной композитной структуры, которые указывают на коробление.

Основным конструктивным элементом крыла является лонжерон. Он охватывает все крыло и действует как структурная основа.

Многослойный задний лонжерон самолета A350-XWB изготавливается роботами на автоматизированной производственной линии. Если во время этого процесса возникает ошибка, существует риск коробления или образования складок в слоях, что может снизить прочность готового лонжерона.

Наши исследователи проанализировали процесс консолидации ламината для лонжеронов крыла и адаптировали математические модели геологической складчатости, чтобы прогнозировать сморщивание волокна во время производства. Используя этот метод, компания GKN смогла свести к минимуму дефекты и, таким образом, улучшить качество лонжеронов.

Мы также использовали математическое моделирование для анализа и разработки нового процесса проверки прочности лонжерона крыла. Наш новый процесс обработки кромок, при котором прочный слой смолы приклеивается к краям испытательного образца, дал результаты, более репрезентативные для напряжений, действующих в реальной среде крыла. Эта смола помогает добиться последовательного реалистичного режима отказа при испытаниях на уровне образцов.

Наша работа с GKN и Airbus помогла оптимизировать производство композитных лонжеронов крыла с учетом требований к прочности и конструкции.

Новый процесс обработки кромок, который был проверен с использованием опыта Бата в области численного моделирования, помог GKN спасти дефектные лонжероны, которые в противном случае были бы утилизированы. На этом этапе производства это позволило сэкономить до 60 000 фунтов стерлингов на лонжерон крыла, что привело к первоначальной экономии в размере 11 миллионов фунтов стерлингов и 1 200 тонн выбросов CO2.

Главная | Better MRO

Безопасность на рабочем месте

Фрезерование

Фрезерование

Практическое руководство

ВИДЕО: Как автоматизировать несколько операций

В этом выпуске программы MSC How To к Джейкобу Санчесу присоединяется Нейт Шауб из компании Wagner Machine Company в Шампейне, штат Иллинойс, где Нейт дает нам несколько советов и приемов, которые он использует для автоматизации помимо своих операций.

Безопасность

Высокая частота и высокий риск: защита работников от рискованных опасностей

Металлообработка

Guhring’s RT 100-й.0035 Выбор лучшей концевой фрезы: массивная, модульная или со сменными пластинами?

Культура безопасности

4 КЛЮЧЕСКИЕ КЛЮЧЕВЫ СДЕЛАНО НОВЫЕ Правило Обазарной связи

Инструменты: сезон 2

с принимающей стороной MSC и экспертами отрасли.

 

Займите место в первом ряду (виртуально) на нашем TOOLING UP Show:

* Лидеры отрасли демонстрируют свои новейшие продукты

* Эксперты предоставляют ценные решения для сегодняшних проблем

* Посмотрите на новые услуги и обучение, доступные вам

Partner Insights

. Помогает компаниям развивать процессы бережливого производства с помощью визуальной коммуникации0003

Innovate

ВИДЕО: ИНСТРУМЕНТЫ – Как революционизировать сверло с помощью инструментов Walter Tools

Материалы для партнеров

разговор об инновациях в бурении.

Металлообработка

ВИДЕО: Как MSC MillMax® избавляет от догадок при обработке

Сервис MSC MillMax ® использует простое испытание постукиванием, чтобы помочь металлообработчикам и механическим мастерским оптимизировать производительность и одновременно увеличить срок службы инструмента.

Innovate

ВИДЕО: TOOLING UP – инновации для пользователей

Контент для поставщиков

на головках Seco X.

Innovate

ВИДЕО: Новая плунжерная фреза Accupro VS

Контент поставщика

Новая плунжерная фреза серии Accupro VS представляет собой уникальное сочетание концевой фрезы с изменяемой спиралью и дополнительной возможностью сверления.

ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ

Металлообработка

Балансировка державок в производстве: G2.5 против G6.3

Поскольку скорость вращения шпинделя становится все выше, а допуски ужесточаются, балансировка державок становится необходимостью для современных производителей. Ознакомьтесь с двумя распространенными классами балансировки: G2.5 и G6.3.

Фрезерование

Что нужно знать о фрезеровании Ручные фрезерные станки

Стремление американских производителей увеличить объем механической обработки собственными силами увеличивает потребность в ручных фрезерных станках, часто используемых в инструментальных станках, при ремонте мастерские и отделы прототипирования. Вот что вам нужно знать об откатке машин для оптимальной работы.

Технология

Почему вам нужно перестать покупать дешевые режущие инструменты

Вот почему покупка самых дешевых режущих инструментов иногда может привести к неудаче.

Актуальные темы

Управление запасами

Решение проблем с цепочками поставок: семь способов избежать дефицита

Вот семь шагов, которые могут предпринять механические и металлообрабатывающие предприятия, чтобы снизить риск дорогостоящего дефицита.

Оптимизировать

5 советов для механических мастерских, борющихся с высокой инфляцией

Хотя в 2022 году инфляция подскочила до 40-летнего максимума в 9,1 процента, существуют способы ограничить ее влияние на механические мастерские и производителей, от пересмотра цен до удвоения обслуживание клиентов и разумные инвестиции в автоматизацию.

Инновации

Подготовка механических цехов США к буму производства полупроводников

Благодаря Закону о чипах и науке отечественное производство полупроводников, похоже, набирает обороты. Как американские производители могут подготовиться к ее поддержке?

Навыки Gap

Соединение вакансии

Как механические цеха могут преодолеть нехватку рабочей силы

Современные машины

IMTS Insights: Использование технологии для противодействия машине

    9.
  • Сохранить дату: осенний стенд-даун
  • Заседание Консультативного комитета

от экспертов

Инновации

ВИДЕО: ПОДГОТОВКА ИНСТРУМЕНТА — профессиональные советы для каждой работы с Kennametal

Контент для поставщиков

В этом эпизоде ​​программы MSC «Tooling Up Mitch Free» к Кит Гувер, региональному менеджеру по продукции Kennametal, присоединяется Кейт Гувер, региональный менеджер по продукции Kennametal, для обсуждения модульной системы сверления Kennametal, KenTIP. ™ FS и недавно запущенный GOtip™.

Метрология

Высотомер Hexagon-TESA «Швейцарский армейский нож» приносит Индустрию 4.0 в механические мастерские

Контент для партнеров технологические возможности Индустрии 4.0

Обработка

Советы M.A. Ford по максимально эффективному использованию высокопроизводительных режущих инструментов

Любой производитель может добиться успеха, используя высокопроизводительные режущие инструменты, говорит эксперт M.A. Ford. Здесь он объясняет, как это сделать.

соответствие требованиям

Безопасность на рабочем месте

Объяснение уровня безопасности OSHA DART и способы его расчета

Узнайте о коэффициенте DART, который разработан, чтобы помочь учреждениям измерить свои показатели безопасности.

Безопасность на рабочем месте

OSHA Регистрируемые и подлежащие регистрации инциденты: как определить разницу

Регистрируемые и подлежащие регистрации инциденты: в чем разница? Узнайте в этом кратком руководстве о соблюдении правил OSHA по ведению документации, 29 CFR 1904.