Учёные Московского авиационного института стали участниками комплексного проекта, посвящённого широкому применению расчётно-экспериментальной корреляции (РЭК) в развивающихся материальных технологиях аэрокосмической отрасли. Проект РЭК@МАИ позволит быстрее конструировать и строить качественные и надёжные гражданские самолёты и двигатели. Работа была поддержана субсидией крупных научных проектов Минобрнауки России.
В реализации проекта примут участие специалисты Центра аэрокосмических материалов и технологий Передовой инженерной школы МАИ, кафедры 203 «Конструкция и проектирование двигателей» МАИ, лаборатории иерархически структурированных материалов Сколтеха, Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН и Института физики прочности и материаловедения СО РАН.
На данный момент перед российской гражданской авиацией стоит задача нарастить производство новых самолётов и двигателей, ускорив процесс их проектирования и создания, одновременно повысив надёжность и эффективность. В рамках традиционного авиастроения прочность деталей рассчитывается согласно табличным данным о свойствах используемых материалов. Однако при таком подходе на поздних этапах работы нередко оказывается, что параметры реальных деталей не соответствуют расчётным. Такие несоответствия приводят к дорогостоящим и затратным по времени этапам перепроектирования и повторного производства.
В основе проекта РЭК@МАИ — новый подход, ядром которого является постоянный контроль достижения расчётной прочности деталей. В отличие от предыдущих методик, новый подход в авиастроении позволит резко уменьшить потребность в дорогостоящих и времязатратных переделках, вызванных несоответствием расчётных и реальных свойств.
Новая методика позволит улучшить надёжность расчётов за счёт их регулярного и систематического сравнения с экспериментальными данными на всех этапах создания элементов самолётов. Этот подход особенно важен для деталей, которые будут создаваться не путём механообработки (через удаление материала), а за счёт добавления материала в процессе 3D-печати. Процесс создания деталей и их качество будут постоянно контролироваться, а конструкторы в своих вычислениях смогут учитывать реальные значения прочности.
Схожий подход пытались внедрить в самолётостроении и в западных странах. Однако ограничения обмена данными между фирмами в силу коммерческой тайны часто не позволяли в полной мере учитывать особенности новых технологий: 3D-печати и производства композитов. Внедрение нового подхода требовало радикальных изменений как в производстве, так и в системе проектирования, но крупные авиастроительные компании не готовы были делать требуемые капиталовложения. Сегодня в российском авиастроении сложилась ситуация, которая существенно отличается от западной. Вызовы, стоящие перед отраслью, требуют разработки и внедрения цифровых методов достоверного проектирования и производства. Насущная потребность в новом подходе к авиастроению даёт учёным уникальный шанс развить его в ходе проекта РЭК@МАИ.
— С помощью нового подхода мы планируем разработать и испытать прототипы частей шасси и двигателя, фрагментов крыла, а также небольшой макет электродвигателя. Работа над проектом началась в мае 2024 года, три её начальных этапа будут завершены к концу 2026 года. Проект РЭК@МАИ призван открыть путь для внедрения новых аэрокосмических материалов и технологий в производство будущих самолётных систем, — рассказал ведущий учёный проекта РЭК@МАИ и Центра аэрокосмических материалов и технологий Передовой инженерной школы МАИ Александр Корсунский.