Российские ученые нашли способ обработки полимеров для самолетов нового поколения
Исследователи из Пермского Политеха предложили технологию, которая позволит избежать «отказов» деталей самолета.
Новый способ обработки полимерных композиционных материалов предотвратит их неисправности и сократит затраты на производство авиатехники. Ученые уже получили патент на изобретение.
Для создания уникальных изделий «нового поколения» в авиапромышленности используют композитные полимерные материалы. По свойствам они превосходят аналоги. В США за последние 10 лет объем производства композитов увеличивался до 45% ежегодно, а их продажи в странах Азиатско-Тихоокеанского региона составили более $80 млрд. В России также разработали полимерные материалы, из которых можно производить двигатели вертолетов и самолетов и газотурбинные установки. Они отличаются высоким сопротивлением нагрузкам, повышенной упругостью и прочностью.
– Производство перспективных изделий не может развиваться в полной мере из-за сложности обработки композитов. Использование режущих инструментов неэффективно из-за структуры и свойств материала. Изделия «сплетены» из «нитей», поэтому лезвие или лазерный луч не могут преодолеть большую глубину деталей. В результате возникают дефекты: отслоение или расслоение волокна, шероховатости, сколы, вырывы, трещины. Это снижает качество конструкций и приводит к отказу деталей самолета, – рассказывает доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского Политеха, кандидат технических наук Тимур Абляз
По словам исследователя, из-за расслоения материала детали в авиапромышленности «отказывают» в 60% случаев. Кроме того, дорогостоящие инструменты для обработки быстро изнашиваются. Поэтому ученые Пермского Политеха впервые предложили использовать для композитов электроэрозионную обработку.
– В этом случае изделия обрабатывают импульсами тока, поэтому их поверхность не вступает в контакт с лезвием. Мы «покрываем» поверхность материала токопроводящими слоями. В мировой практике полимерные композиты с помощью этой технологии пока не обрабатывают, – объясняет ученый
Сейчас исследователи выявляют наиболее эффективные режимы и условия обработки полимерных материалов. Затем они запустят промышленные испытания на реальных изделиях.
Эффективная технология позволит повысить точность изготовления изделий «нового поколения» и снизить затраты на их производство. Расход инструментов тоже уменьшится, считают разработчики.
Кроме того, инновация поможет расширить перечень новых деталей для самолетов и вертолетов.
В 2020 году разработчики получили грант Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов и докторов наук – в размере 1,5 млн рублей. Технология пермских исследователей уже заинтересовала предприятия Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК). Ученые также начали проводить совместные разработки с Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов и с научными организациями Индии.