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:

Космонавты побывали в ракетном сердце страны: в ОДК-Кузнецов прошла встреча с участниками авиаперелета по гагаринским местам
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Глава ГТЛК рассказал студентам о «прикладном космосе»
АО "ГТЛК"

Основатель «Флай Дрон» укажет на точки роста российского рынка БАС
"Флай Дрон"

Природоохранные ведомства Ставрополья ознакомились с возможностями беспилотников
ГК "Геоскан"

Наука на службе у спорта: в ЦАГИ прошли исследования, связанные с конькобежным спортом
ФАУ "ЦАГИ"

ОДК-Кузнецов открыло первую в истории России «Неделю космоса» уроком о двигателестроении
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Рексофт и «Терра Тех» проведут космический хакатон для студентов Рязанского государственного радиотехнического университета
Рексофт

Авиакомпания NordStar открыла продажу авиабилетов во Владикавказ из Москвы и Уфы
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Red Wings доставила свыше 3 тонн «гостинцев» для российских космонавтов
АО "Ред Вингс"

Новейший авиадвигатель ПД-8 завершает сертификацию
АО "ОДК"

Авиакомпания «РусЛайн» открыла рейсы по новому направлению Нарьян-Мар – Ханты-Мансийск
АО АК "РусЛайн"

Авиакомпания Smartavia и фонд «Антон тут рядом» представили набор сенсорной разгрузки для аутичных пассажиров
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Шереметьево и Роскосмос окрылили «Неделю космоса»
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Напоминаем нашим пассажирам: вылетающие и прибывающие ветераны Великой Отечественной войны на постоянной основе бесплатно обслуживаются в VIP-зале Терминала 2
АО "Международный аэропорт "Казань"

Выставка астрономических фотографий, детские буклеты и познавательные ролики: какую программу Аэроэкспресс подготовил для пассажиров ко Дню космонавтики
ООО "Аэроэкспресс"

«Газпром нефть» и ее дочерние предприятия примут на практику более тысячи студентов
АО "Газпромнефть-Аэро"

Предприятие КРЭТ «Фазотрон-ВМЗ» отметило 25-летие со дня основания
АО "КРЭТ"

2,2 млн пассажиров перевез Аэроэкспресс за январь – март
ООО "Аэроэкспресс"

КрасАвиа получила восьмой новый вертолет Ми-8
АО "КрасАвиа"

Проект терминала для аэропорта Архыз получил одобрение Главгосэкспертизы
АО УК "Аэропорты Регионов"