Метод изготовления крупногабаритных интегральных панелей подкрепленного кессона киля и стабилизатора для МС-21 был активно выверен на практике специалистами авиационной отрасли в конце 2010-х годов. Важным критерием при разработке данного метода была возможность замены импортных композиционных материалов на более доступные и экономически выгодные варианты.
Сама конструкция силовых элементов кессонов стабилизатора и киля представляет собой тщательно продуманный инженерный шедевр. Лонжероны, нервюры, верхние и нижние панели были созданы с учетом опыта работы с силовыми наборами и панелями крыла, что позволило достичь оптимального сочетания прочности и легкости конструкции.
Спроектированные по аналогии с другими частями самолета, лонжероны киля и стабилизатора стали настоящим прорывом в авиационной технологии. Их балки швеллерного сечения с полками внутрь кессона и приформованными стойками из углепластикового препрега обеспечили идеальное соотношение жесткости и веса. Не случайно в стенках лонжеронов были предусмотрены отверстия для удобного доступа внутрь кессона, облегчая процессы технического обслуживания и ремонта.
В процессе изготовления силовых конструкций на ОНПП «Технология» используется несколько методов, включая автоклавное формование и вакуумную инфузию. Для формирования силовых конструкций применяют кессоны, которые состоят из следующих элементов:
- Обшивки из углепластикового препрега
- Стрингеров переменной толщины
- Нервюр с швеллерным сечением
Киль и консоли кессона стабилизатора также являются важными элементами, обеспечивающими прочность конструкции. Для улучшения процесса производства используется автоматизированная выкладка препрегов и углеродного волокна с помощью специальных выкладочных роботов. Кроме того, для создания крупногабаритных мастер моделей и формообразующей оснастки также применяется метод вакуумной инфузии.
Летом 2024 года компания "Яковлев" поручила Центральному аэрогидродинамическому институту им. проф. Н.Е.Жуковского провести испытания кессона стабилизатора МС-21. Этот кессон изготовлен из современных отечественных полимерных композиционных материалов (ПКМ), которые разработала и предоставляет организация ОАО «ОНПП «Технология».
Прочностные испытания данного образца проводили специалисты нескольких организаций, среди которых отметим ульяновское предприятие "Авиастар". Они занимаются изготовлением металлических деталей и общей сборкой композитного хвостового оперения для различных авиационных проектов.
Целью испытаний кессона стабилизатора МС-21 было подтверждение его статической прочности при максимальных нагрузках. Это является критически важным аспектом для обеспечения безопасности эксплуатации самолета и обеспечения его надежности. Весь процесс испытаний позволяет убедиться в качестве материалов и соответствии проекта высоким стандартам аэронавигации.
Эксперименты с кессоном стабилизатора, проводившиеся на изолированном стенде в институте ЦАГИ, открыли новые горизонты в исследовании прочности агрегатов. В рамках исследования был выявлен уровень напряженного состояния узлов навески, руля высоты и механизма перестановки стабилизатора, давая более подробное представление о работе системы.
Кроме того, специалисты установили, что на кессоне применялись нагрузки, превышающие расчетные значения на 150 процентов. Это значительно превышает предельные значения и позволяет судить о высокой прочности конструкции.
Таким образом, результаты экспериментов не только позволили лучше понять прочностные характеристики стабилизатора, но и подтвердили его высокую надежность при действии экстремальных нагрузок. Важно отметить, что сравнение с агрегатом из импортных композитов подчеркнуло превосходство и эффективность конструкции из российских композиционных материалов.
Старший инженер Центра аэрогидродинамики имени профессора Жуковского Михаил Лимонин отметил, что успешное прохождение кессона стабилизатора из российских ПКМ предельных нагрузок и ударных повреждений, имитирующих эксплуатационные условия самолета, является ярким показателем высокой прочности и жесткости конструкции.
Исследования прочности стабилизатора МС-21 проводились совместно с ПАО «Яковлев», результаты которых обязательно учтутся при подготовке сертификационного заключения. Важно отметить, что в данный момент в ЦАГИ активно тестируются иллюминаторы пассажирского салона, выпущенные на замену импортных аналогов.
Ближайшие шаги в области проверки безопасности полетов включают исследования стёкол кабины экипажа авиалайнера и элементов пола отечественного производства. Этот процесс требует высокой точности и внимания к каждой детали, чтобы обеспечить безопасность и надежность авиационных технологий нашей страны.
