Для успешной реализации импортозамещения в авиационной отрасли необходимо не только создавать новые материалы, но и совершенствовать методы их исследования. В этом контексте специалисты лаборатории № 2 «Композиционные материалы» НИО-101 МАИ выработали современный подход к расчёту усталостной прочности композитных материалов, предназначенный специально для планера Superjet 100.
Новая методология, разработанная в МАИ, является комплексной и охватывает все аспекты расчета усталостной прочности агрегатов самолета. Она не только помогает ускорить процесс создания новых воздушных судов, но и позволяет значительно сократить время и ресурсы, затрачиваемые на проведение натурных испытаний.
Уникальность данного подхода заключается в его применимости именно к полимерно-композитным материалам, что делает его особенно ценным для современной авиационной промышленности. Разработка методологии расчёта усталостной прочности композитных материалов для Superjet 100 стала значимым шагом в области инноваций и технологического прогресса в авиации.
В МАИ было проведено крупное исследование, основанное на уникальной математической модели поведения композиционных материалов, разработанной за рубежом и широко признанной в мировой науке.
Главной целью данного исследования стало адаптирование этой модели для применения к конкретному проекту – композитным агрегатам Superjet-100. Этот самолет требует особого внимания и точности в проектировании, и поэтому важно было убедиться в надежности и эффективности математической модели.
Процесс адаптации не обошелся без создания новых технологических решений. Для успешного применения математической модели специалистами МАИ была разработана специализированная программа обработки экспериментальных данных. Эта программа способна обрабатывать и анализировать информацию, полученную в результате испытаний, что позволяет улучшить точность и достоверность данных.
Кроме того, для проведения испытаний самолетных агрегатов на прочность и надежность были разработаны авторские программы нагружения. Эти инновационные решения были запатентованы и являются уникальными инструментами для проведения тестирования композитных материалов. Таким образом, МАИ продолжает быть в центре инновационных исследований в области авиационной техники и материалов.
В свете недостатка аналогичной методики в России, как расчётной, так и экспериментальной, для оценки долговечности ремонта композитных агрегатов, становится крайне важным разработать эффективный подход. Разработанная методика не только позволяет оценить долговечность исходных конструкций из полимерных композитных материалов (ПКМ), но также включает в себя анализ ремонтов с применением клеевых и болтовых соединений.
Особое внимание уделяется обоснованию усталостной прочности агрегатов из ПКМ Superjet-100. Для этого проводятся ресурсные испытания, в ходе которых конструкции подвергают циклическим нагрузкам, схожим с теми, которые испытывает самолёт во время полёта. Эти испытания представляют собой важный этап в оценке надёжности и безопасности летательных аппаратов.
Важно подчеркнуть, что разработка методики оценки долговечности ремонта композитных агрегатов имеет потенциал значительно улучшить качество и надёжность авиационной техники в целом. Подход, который учитывает как исходные конструкции, так и процесс их возможного ремонта, поможет сформировать более комплексное представление о работе агрегатов и повысить уровень безопасности полётов.
Для обеспечения надежности конструкции в условиях экстремальной нагрузки необходимо уделить особое внимание количеству циклов нагрузки. Рекомендуется, чтобы соотношение циклов нагрузки к реальному составляло не менее 1:4.
Важно иметь возможность заранее оценить, насколько конструкция будет соответствовать этим жёстким требованиям, особенно при замене композита или после клеевого ремонта. Поэтому ключевую значимость приобретают разрабатываемые МАИ расчётные методики.
Егор Назаров, начальник лаборатории, подчеркнул: «Работы над расчётными методиками усталостной прочности играют критическую роль в обеспечении надежности конструкций в экстремальных условиях». Сегодня специалисты МАИ успешно разработали модели для расчёта элементарных образцов импортозамещённых материалов из ПКМ и протестировали их на соответствие реальным испытаниям.
Постоянное совершенствование методов расчётов усталостной прочности позволяет повысить надёжность и долговечность конструкций в условиях повышенных нагрузок. Важно иметь точные и проверенные модели для оценки прочностных характеристик материалов при различных воздействиях, что помогает избежать аварийных ситуаций и обеспечить безопасность.
Современная авиационная индустрия требует непрерывного совершенствования конструкций и методов расчёта для достижения максимальной безопасности и эффективности полетов. В этом контексте были разработаны исследования, посвященные созданию расчётных методик для конструктивно-подобных образцов, как с уже существующими зонами конструкции, так и с зонами, где были выполнены ремонты.
Эксперты в области авиации активно участвуют в проведении натурных испытаний разработанных расчётных моделей. Они ожидают окончания испытаний для валидации эффективности новых методик и моделей. После завершения данного этапа работы над расчётными моделями самолётных агрегатов уже находятся на последней стадии разработки. Планируется передача этих моделей заказчику для проведения независимой валидации.
Исследования и разработки в области авиационных технологий играют важную роль в обеспечении безопасности и надежности воздушных судов. Ежедневно ученые и инженеры стремятся к улучшению конструкций и методов расчетов, что в итоге позволяет создавать более совершенные и безопасные воздушные суда.
