Как создают пассажирские самолёты будущего

В 2016 году должны начаться лётные испытания перспективных авиалайнеров МС-21. Работы по созданию нового российского самолета ведутся  в широкой кооперации: головным исполнителем выступает корпорация "Иркут" (входит в Объединённую авиастроительную корпорацию, ОАК), производством планера, ряда деталей и окончательной сборкой занимаются на заводе в Иркутске. Двигатели делают в Перми, шасси в Нижнем Новгороде, композитные части хвостового оперения в Обнинске, обтекатель центроплана в Воронеже. В  Ульяновске на заводе "Авиастар" создают суперпанели фюзеляжа, двери и другие агрегаты, на "АэроКомпозите" — крыло и центроплан из углеволокна. 

Как сообщает "Российская газета", "АэроКомпозит-Ульяновск" — это единственный завод в мире, где сосредоточен весь цикл производства композитных конструкций самолета.  Именно здесь работают над созданием "чёрного крыла"  ("чёрным" его называют из-за характерного цвета углепластика, используемого в его конструкции). Это наиболее интересная авиационная деталь в МС-21 с точки зрения применения передовых технологий. 

Завод в Ульяновске стал первым предприятием в мире, где для изготовления силовых конструкций крыла самолета применяется инфузионная технология, которая, по сравнению с традиционной автоклавной технологией, позволяет изготавливать более габаритные и сложные детали за один технологический передел. 

Площадь основного производственного  цеха — 11 тысяч кв. м.  Изготовлением преформы занимается робот, который по определенному алгоритму выкладывает будущие панели крыла из тонких лент из  углеволокна, одновременно “спаивая” их с предыдущим слоем. На следующем этапе уже сформированная конструкция пропитывается полимерным связующим в крупногабаритной (22 м в длину и 6 м в ширину)  термоинфузионной установке. После “запекания” детали проводится предварительный неразрушающий контроль, затем она подается на участок механической обработки. Последний этап — финальное сканирование с помощью робота неразрушающего контроля. 

Крыло самолета МС-21, состоящее примерно из 9 тысяч деталей, выйдет с  завода "АэроКомпозит-Ульяновск" с полностью установленной механизацией. 

“Сборка крыла и центроплана уже начата. В течение лета этого года мы сдадим их на “Иркут“ для сборки первого самолета, — цитирует портал Aviation EXplorer слова генерального директора ЗАО “АэроКомпозит“  Анатолия Гайданского. 

2. По заказу головного исполнителя программы МС-21 — корпорации “Иркут“  сотрудниками  Лаборатории "Вычислительная механика" (CompMechLab®) в 2012-2013 гг. были разработаны математические модели и расчётные методики, предназначенные для расчёта композитных структур (вертикальное оперение, стык крыла и центроплана) и клее-клёпанных элементов конструкции планера (отсек фюзеляжа) для самолётов семейства МС-21, а также проведена валидация методик.

В рамках проекта были разработаны методики многоуровневого конечно-элементного (КЭ) моделирования повреждений от ударных нагрузок вертикального оперения самолета при столкновении с птицей.

В ходе выполнения работы по геометрическим данным, предоставленным заказчиком, были созданы математическая и КЭ модели вертикального оперения МС-21, включающего в себя детали из композиционных материалов, алюминиевых и титановых сплавов и сотовых конструкций. Серьезное внимание в работе уделено созданию и верификации математической модели материала птицы, выбору метода численного моделирования процесса контактного взаимодействия импактора птицы и элементов фюзеляжа лайнера. Проведена серия численных экспериментов и определены области и характер повреждений элементов оперения.

Подробнее о проведённой работе можно прочитать в материалах:

• “Разработка методик многоуровневых конечно-элементных расчётов прочности композитных элементов конструкции самолета МС-21. Обеспечение птицестойкости”;
• “Разработка методик многоуровневых конечно-элементных расчётов прочности элементов конструкции самолета МС-21 (2012 г.). Воздействие града”.

Фото: aerocomposit.ru — Генеральный директор ЗАО “АэроКомпозит” Анатолий Гайданский рассказывает о реализации проекта.