Композит – это не просто пластик, а сложный «сэндвич». Он состоит из множества тончайших слоев армирующего волокна, пропитанных полимерным связующим. Чтобы деталь выдерживала нагрузки в полете, эти слои укладывают под разными углами, создавая прочный и жёсткий каркас.
До недавнего времени стандартом в авиапроме был монослой толщиной 0,13 мм. Для создания детали технологи были вынуждены использовать целое число таких слоев. Представьте, что вам нужно зашить дыру размером 20 см, а у вас есть заплатки только по 13 см. Вам придется класть две, и останется лишний материал, который создаёт ненужный вес.
Инженеры МАИ решили эту задачу. Они адаптировали технологию сверхтонких композитов, где толщина одного слоя составляет всего 0,05 мм. Это позволяет набирать необходимую толщину конструкции с ювелирной точностью, без перерасхода материала.
«Работа шла поэтапно. На основе предварительных данных о материале мы разработали собственные компьютерные модели, изготовили и испытали образцы, сравнив их со стандартными. С помощью томографа и микроскопа проверяли количество внутренних дефектов, влияющих на прочность, – например, микроскопических пустот. Материал также исследовали под нагрузкой», – делится подробностями инженер лаборатории № 3 института № 14 МАИ Николай Турбин.
Результат превзошел ожидания. Элементы каркаса крыла, фюзеляжа, оперения и механизации, изготовленные по новой технологии, становятся на 20–25% легче. Особенно ощутим этот эффект в малой и беспилотной авиации, где каждый грамм веса напрямую влияет на дальность полета и полезную нагрузку.
Хотя договорные этапы с «Росатомом» завершены, исследования не останавливаются. Коллектив МАИ продолжает совершенствовать методы применения этих материалов, открывая путь к новому поколению лёгких, прочных и экономичных летательных аппаратов.
