На КнААЗ им. Ю. А. Гагарина внедряются самые современные технологии. В обозримом будущем на самолеты будут устанавливать детали, выращенные с помощью суперсовременных аддитивных технологий.

📍 Аддитивное производство – это создание трехмерного объекта на основе CAD-модели (CAD – автоматизированное проектирование) или цифровой 3D-модели. В его основе могут лежать совершенно различные процессы, в которых материалы наносятся, соединяются или затвердевают под контролем компьютера. При этом материалы обычно добавляются слой за слоем.

Специалисты КнААЗ ставят перед собой задачу изготовления деталей с применением аддитивных технологий, селективного лазерного сплавления из металлопорошковой композиции. Проще говоря, выращивание деталей из металлического порошка.

На базе Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов изготовлены опытные заготовки деталей. На КнААЗ они испытаны. Начальный этап работ показал положительную перспективу внедрения технологии послойного сплавления бронзового порошка, в результате которой все детали выращиваются сразу – за одну загрузку оборудования. В настоящее время ведутся работы по заключению договора на научно-исследовательские работы.

Подробнее - читайте в нашей статье

«Черное» крыло МС-21 ✈️

Использование композита для изготовления крыла МС-21 дает существенный выигрыш сразу по нескольким параметрам, включая и суммарную стоимость лайнера.

💬 «Это был комплексный подход, просчитывался эффект сразу по многим параметрам, – говорит технический директор – директор департамента развития производственной системы и управления качеством ОАК Юрий Тарасов. – После изучения всего спектра существующих технологий, этапов математического моделирования и натурных испытаний элементов конструкции, получения экспертных оценок институтов, экономических расчетов был сделан окончательный выбор в пользу углепластикового крыла, изготавливаемого методом вакуумной инфузии, без использования автоклавов».

Композиционные материалы обладают лучшими удельными характеристиками по сравнению с алюминием. Теоретически использование композитов вместо металлов ведет к сокращению массы на 15%. «Композитные» лайнеры имеют также и эксплуатационные преимущества. Металлические самолеты подвержены усталости, поэтому их проектируют на определенное количество циклов. Композиционные материалы гораздо более устойчивы к знакопеременным нагрузкам, коррозия им не опасна, поэтому они долговечнее металлов.

Однако не весом единым. Использование углепластика позволило изготовить для МС-21 крыло, имеющее большее удлинение и тонкий профиль. С толщиной все просто: чем крыло тоньше, тем меньше аэродинамическое сопротивление. А вот удлинение крыла – отношение размаха крыла к его ширине – влияет на другую составляющую лобового сопротивления – индуктивное сопротивление, создаваемое срывающимся с конца крыла вихрем. Этот тип сопротивления вносит существенный вклад при полете на малой скорости. Если бы крыло самолета было бесконечным, то индуктивное сопротивление отсутствовало бы. Но это идеальный случай. В жизни с индуктивным сопротивлением борются, либо устанавливая вертикальные законцовки крыла (всевозможные винглеты, шарклеты и «сабли»), либо увеличивая длину крыла.

Удлинение у крыла из алюминия на лайнерах прежних поколений было в районе 8-9.

💬 «Сделать крыло длиннее не получалось, ведь алюминий – мягкий металл. Чтобы крыло из него не выгибалось под действием полетных нагрузок, прошлось бы увеличивать толщину, – поясняет Юрий Тарасов. – Такое алюминиевое крыло получилось бы настолько толстым, что его аэродинамическое сопротивление съело бы весь выигрыш от большого удлинения. А вот углепластик – более жесткий материал. Поэтому крылья из него могут иметь удлинение и 10, и 11, и даже больше».

Для углепластикового крыла МС-21 удалось достичь удлинения 11,5. Только за счет этого аэродинамическое качество выросло на 5–6 %. В целом же композитное крыло большого удлинения с тонким профилем позволит МС-21 добиться снижения расхода топлива до 8 % по сравнению с существующими аналогами. За свой жизненный цикл (около 20 тыс. часов) среднемагистральный самолет с «классическим» алюминиевым крылом сжигает 140 тыс. т горючего. Только за счет «черного крыла» на каждом МС-21 можно будет сэкономить за тот же налет более 11 тыс. т горючего! Эта цифра станет серьезным аргументом при сравнении МС-21 с его металлическими «одноклассниками».

Будущее – за "черными” крыльями – уверены российские авиаконструкторы. ©️