В МАИ разработали цифровые решения для обоснования ресурса композитных агрегатов Superjet-100

Московский авиационный институт, 7 октября 2024 года

Специалисты лаборатории № 2 «Композиционные материалы» НИО-101 МАИ разработали комплексную методологию расчётов усталостной прочности агрегатов планера Superjet-100 из полимерно-композиционных материалов (ПКМ), которая ускорит процесс обоснования их долговечности.

Импортозамещение авиационной техники сопровождается большим количеством натурных испытаний, которые позволяют проверять качество новых материалов, соответствие их основных механических и прочностных характеристик нормам лётной годности. Для ускорения создания авиационной техники разрабатывают математические модели и методики на их основе, помогающие сократить общее время натурных испытаний и стоимость их проведения.

— Очень часто натурные испытания затягиваются по причине ранних повреждений испытуемых агрегатов. Требуется дополнительное время, пока будет разработан и выполнен их ремонт. Это замедляет подтверждение проектного ресурса, а простой оплачивается. Для обоснования усталостной прочности агрегатов из ПКМ Superjet-100 проводятся ресурсные испытания, в ходе которых конструкции подвергают циклическим нагрузкам, подобным тем, какие самолёт испытывает в ходе полёта. Количество циклов нагрузки должно превышать реальное вплоть до соотношения 1:4. Чтобы заранее оценить, насколько конструкция будет соответствовать таким жёстким требованиям, например в случае замены композита в конструкции или после клеевого ремонта, и нужна разрабатываемая МАИ расчётная методика. Вот почему работы над расчётными методиками усталостной прочности приобретают критическую важность, — отмечает начальник лаборатории № 2 НИО-101 МАИ Егор Назаров.

На основе хорошо зарекомендовавшей себя в мировой практике зарубежной авторской математической модели поведения композиционного материала в МАИ разработали комплексную методологию расчётов, которую применили к импортозамещённому Superjet-100. Методология включает в себя изучение поведения материала из ПКМ при различных видах нагружения, изучение конструкции из ПКМ на предмет выявления критических зон, формирование циклограмм усталостного нагружения, а также разработку фрагментов дополнительного программного обеспечения, необходимого для применения этой методологии инженерами авиационных конструкторских бюро.

— Исходная математическая модель валидировалась зарубежными специалистами из Гентского университета (Бельгия) на основе экспериментальных данных японской корпорации Honda Ltd. Разработанная же в МАИ на основе зарубежной математической модели методика была специально адаптирована для применения к композитным агрегатам большого пассажирского лайнера — самолёта совсем другой размерности и другого уровня ответственности, — говорит эксперт.

Такая адаптация потребовала внедрения ряда цифровых решений. Так, специалисты МАИ разработали специальную программу для обработки экспериментальных данных. Для испытания специальных образцов из ПКМ на серво-гидравлической машине потребовалось создать авторские программы нагружения, на которые был оформлен патент.

Разработанная методика расчётов является шагом вперёд во многих отношениях. Она позволяет оценить долговечность ремонта конструкций с клеевым и болтовым ремонтом, в то время как на сегодняшний день в России не существует методологии ни расчётной, ни экспериментальной оценки долговечности ремонта композитных агрегатов.

На данный момент специалисты МАИ разработали модели для расчёта элементарных образцов импортозамещённых материалов из ПКМ и валидировали их по результатам испытаний. Разработанные расчётные методики конструктивно-подобных образцов — как зон самой конструкции, так и зон конструкции с выполненными ремонтами, — ожидают окончания натурных испытаний для своей валидации. Расчётные модели самолётных агрегатов находятся в стадии разработки, после чего будут переданы заказчику для самостоятельной валидации.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России.




Сообщения компаний:

Домодедово готово ко Дню Победы
Московский аэропорт Домодедово

В акции Аэроэкспресса, Мосгорнаследия и Театра «Русская песня» ко Дню Победы приняли участие порядка 100 пассажиров
ООО "Аэроэкспресс"

Эмирейтс Груп зафиксировала рекордную прибыль в размере 6,6 млрд долларов США по результатам 2025–2026 финансового года
Авиакомпания Emirates

В ОДК-Кузнецов почтили память героев Великой Отечественной войны
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Работа аэропорта Шереметьево и меры поддержки пассажиров
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Аэроэкспресс присоединится к Всероссийской акции «Гудок Победы»
ООО "Аэроэкспресс"

От первого спутника до космических систем: корпоративный музей РКС представляет экспозицию к 80-летию компании
АО "Российские космические системы"

Санавиация Ростеха спасла маленького пациента от асфиксии
Госкорпорация Ростех

Международный аэропорт Владивосток поздравляет с Днем Победы!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Рабочую каску, ящик с инструментами, рентгеновский снимок и две банки красной икры забыли пассажиры Аэроэкспресса в апреле
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот провёл праздничный автопробег из Шереметьево во Внуково к 81-летию Победы
ПАО "Аэрофлот"

ГТЛК опубликовала годовой отчет-2025
АО "ГТЛК"

Информационное сообщение
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Аэрофлот перевёз «Огонь памяти» в рамках международной патриотической акции Народного фронта
ПАО "Аэрофлот"

Аэропорт Шереметьево дал старт опытной эксплуатации информационной системы биометрической идентификации пассажиров при прохождении предполетных формальностей
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Red Wings будет летать из Екатеринбурга в Актау
АО "Ред Вингс"

Аэрофлот вводит дополнительные рейсы в Бодрум и Даламан из Москвы
ПАО "Аэрофлот"

Новые КМОП-матрицы Ростеха улучшат зрение агродронов.
Госкорпорация Ростех

В аэропорту Иркутска стартовал плановый ремонт взлётно-посадочной полосы (ВПП)
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Аэропорт Красноярск почтил память героев военной авиации
Международный аэропорт Красноярск