Military Review

Compuestos para la industria aeronáutica nacional. Éxito, planes, problemas.

29
Junto con los metales, los materiales compuestos se utilizan activamente en la construcción de aviones modernos. Los compuestos de varios tipos pueden reducir la masa de la estructura al tiempo que mantienen otras características o proporcionan otras ventajas sobre las estructuras de otros materiales. Ya se han logrado algunos éxitos en el campo de los compuestos en nuestro país, pero el desarrollo de la industria debería continuar.




Сферы применения


Debido a los rasgos característicos y algunas ventajas sobre otros materiales, los compuestos pueden ser ampliamente utilizados en la fabricación de aviones. En primer lugar, son interesantes en el contexto de la creación y construcción de células. Al mismo tiempo, no se excluye la posibilidad de introducir compuestos en otras áreas donde hasta ahora solo se usan metales y aleaciones.

Las piezas compuestas se utilizan en casi todos los aviones de combate modernos de fabricación nacional. Por lo tanto, el planeador del caza multipropósito Su-35С está hecho de aleaciones ligeras y compuestos, aunque la proporción de este último es pequeña en comparación con otros modelos de equipos.

Más ampliamente, los compuestos basados ​​en fibra de carbono y otros materiales se utilizan en el diseño del caza de quinta generación Su-57. Las piezas compuestas representan una cuarta parte del peso en seco de dicho avión. En primer lugar, se utilizan en la carcasa. Entonces, el 70% del área externa del luchador está hecho de compuestos. Los detalles de las tecnologías de fabricación de compuestos permitieron simplificar el diseño del fuselaje y reducir el número de piezas necesarias.

Nuevos materiales son ampliamente utilizados en no tripulados aviación. Si los UAV ligeros cuestan cajas de plástico, entonces, en los UAV más pesados, se utilizan activamente unidades compuestas de formas y configuraciones complejas. Por ejemplo, el planeador del nuevo Orion UAV está hecho principalmente de compuestos, mientras que la parte de otros materiales se reduce al mínimo requerido. Se utilizaron enfoques similares en el desarrollo de otros UAV modernos de las clases medias y pesadas.

Se están introduciendo compuestos en la aviación civil. Los mayores éxitos en esta dirección se lograron en el desarrollo del avión de mediano alcance MS-21. En él, los materiales compuestos de fibra de carbono representan el 35% de peso seco. Por el momento, este es un récord para aviones domésticos. Tales resultados se obtuvieron, en primer lugar, debido a la creación de un ala especial, casi completamente hecha de compuestos. Cabe señalar que tal ala es notable por la complejidad del desarrollo y la producción, por lo que se usa solo en unos pocos proyectos en el mundo. Por lo tanto, en términos de tecnología, el MS-21 es uno de los aviones modernos más avanzados.



Recientemente se supo acerca de la posible conducta de investigación y desarrollo en interés de la construcción de motores. NPO Saturn está interesado en el tema de las palas compuestas para motores turborreactores. Detalles similares pueden implementarse en proyectos PD-14 y PD-35. Su apariencia reducirá la propia masa del motor y asegurará el crecimiento de algunas características.

Produccion domestica


En la actualidad, los compuestos y materias primas de diversos orígenes se utilizan en diversos proyectos de tecnología de aviación nacional. Algunos de estos productos son producidos por empresas rusas, mientras que otros deben comprarse a proveedores extranjeros. Al mismo tiempo, la producción nacional se está desarrollando para resolver problemas urgentes de producción y reducir la dependencia de las importaciones.

Una de las empresas líderes en la industria es la compañía Aerocomposite, que forma parte de United Aircraft Corporation. Sus instalaciones de producción se implementan sobre la base de la planta de aviación de Kazan y Ulyanovsk Aviastar-SP. La empresa fue creada con el objetivo de combinar desarrollos en materiales compuestos en el marco de la UAC. Su tarea es el desarrollo y producción de productos necesarios, ciclos tecnológicos, etc. en interés de varios proyectos en el sector de la aviación.

Anteriormente, Aerocomposite desarrolló un ala especial para el revestimiento MS-21, y luego comenzó su producción. Informó sobre la implementación del trabajo de investigación y desarrollo en interés de otros proyectos. Por ejemplo, se planea una profunda modernización del avión SSJ-100, durante el cual se introducirá un nuevo ala compuesta.

También en nuestro país, hay varias otras organizaciones y empresas que desarrollan y fabrican piezas y materiales compuestos para su fabricación. Además, se están tomando medidas dirigidas no solo al desarrollo y la producción de materiales compuestos, sino también a la capacitación del personal.



Justo el otro día en la Kazan National Research Technical University. A.N. Tupolev (KNITU-KAI), con la asistencia de Rosatom, abrió un centro especializado con la competencia de Tecnología de Compuestos. La tarea del STC será la capacitación de especialistas para oficinas y fábricas de diseño de construcción de aeronaves. Estudiarán las características de los compuestos, su alcance, etc. También tienen que dominar la tecnología de producción, procesamiento, etc.

En la apertura de STC "Composites Technologies" se hicieron declaraciones muy interesantes sobre los problemas de la industria nacional. Entonces, se argumentó que nuestras empresas son capaces de producir los materiales necesarios, pero su implementación enfrenta problemas característicos. Los diseñadores que podrían usar compuestos simplemente no saben cómo trabajar con ellos. Es para deshacerse de tales problemas que se abre un nuevo STC.

Nuevos retos


La introducción y el uso de materiales compuestos proporciona ventajas bien conocidas, pero está directamente relacionada con la gran cantidad de tareas complejas. Dominar la producción de materiales compuestos en sí mismo es bastante complejo y exige mucho a las empresas. El uso de nuevos materiales en el diseño, a su vez, requiere nuevos enfoques y la reestructuración de ciertos procesos.

Sin embargo, los resultados y resultados de tales procesos justifican completamente todos los costos. La técnica con el uso de materiales compuestos se distingue por mejores indicadores técnicos y económicos, y por lo tanto es de gran interés para el cliente moderno. En consecuencia, dichos aviones obtienen una ventaja competitiva en el mercado y pueden calificar para contratos.



Sin embargo, en este momento, la industria rusa no puede reclamar una posición de liderazgo en el mundo. Durante la apertura de la STC, "Composites Technologies" nombró el estado actual de las cosas: Rusia representa menos del por ciento del mercado mundial de materiales compuestos. Debido a las actividades del Centro y las empresas centrales, se planea llevarlo a 2025% por 2. Sin embargo, incluso después de esto, los logros nacionales se verán modestos en el contexto de los competidores extranjeros.

El desarrollo de la industria se ve obstaculizado no solo por dificultades tecnológicas. Al comienzo de 2019, hubo informes de que dos fabricantes rusos de compuestos estaban incluidos en la lista de sanciones de los Estados Unidos, lo que podría amenazar la producción y afectar las actividades de nuestra industria aeronáutica. El KLA dijo que esa medida de un estado extranjero es un intento de evitar que las empresas rusas ingresen al mercado internacional y puedan ganar su parte.

Razones para el optimismo.


Sin embargo, el trabajo en una dirección prometedora continúa. Se están desarrollando e introduciendo nuevos tipos de compuestos. Se están creando nuevos modelos de equipos de aviación con el uso generalizado de dichos materiales, incluidos los correspondientes a ideas mundiales avanzadas. Se están tomando medidas para desarrollar la industria, capacitar especialistas, etc.

El equipo de aviación construido con materiales compuestos ya se está produciendo en masa; También preparando el lanzamiento de nuevas muestras. Queda mucho por hacer, y todo esto está relacionado con varias dificultades. Sin embargo, el trabajo continúa y da motivos para el optimismo. Los materiales compuestos están firmemente establecidos en la práctica, y ahora se hace todo lo posible para desarrollar esta área, que afecta directamente el éxito de otras industrias.
autor:
Fotos utilizadas:
UAC / uacrussia.ru, KNITU-KAI / kai.ru
29 comentarios
Anuncio

Suscríbase a nuestro canal de Telegram, regularmente información adicional sobre la operación especial en Ucrania, una gran cantidad de información, videos, algo que no cae en el sitio: https://t.me/topwar_official

información
Estimado lector, para dejar comentarios sobre la publicación, usted debe login.
  1. Strashila
    Strashila 31 de octubre 2019 06: 01
    +2
    Para sorprendernos, nuestra producción está arruinada por el bien de la notoria integración internacional. Confiar en el mercado interno no dependería de proveedores externos, como en los días de la URSS.
    1. Saw Cut Samshitov
      Saw Cut Samshitov 31 de octubre 2019 09: 05
      +6
      Para sorprendernos, nuestra producción está arruinada por el bien de la notoria integración internacional.
      La integración es en forma de un apéndice de materias primas. En otras áreas, la barrera. En general, la situación se repite en la década de 30, cuando, debido a la escasez de aluminio, la aviación usaba percal y madera delta (por cierto, un compuesto, de hecho).
      1. Zaurbek
        Zaurbek 31 de octubre 2019 09: 58
        + 11
        ¿Quién arruinó la producción compuesta? Hasta ahora, con las sanciones, puede comprar un montón de tecnologías e implementarlas aquí. Es solo que necesitas establecer condiciones financieras. Es extraño que en Uzbekistán entiendan esto, en la Federación de Rusia no entiendan. La moneda debería ser difícil de retirar (a escala industrial), y la importación de nuevas tecnologías debería estar exenta de la carga fiscal. Mientras tanto, el negocio más rentable con nosotros son los bancos con participación estatal. Que estúpidamente tienen dinero del estado y estúpidamente ganan dinero en cambio de moneda y empresas de destete de los propietarios.
        1. Greg Miller
          Greg Miller 31 de octubre 2019 10: 33
          + 12
          El artículo es optimista, ni una sola cifra, excepto por el porcentaje de compuestos en el fuselaje del Su-57. En resumen, "¡Todo está bien! ¡Hay consenso! ¡Hay formas constructivas!"
          1. Lexus
            Lexus 31 de octubre 2019 12: 32
            +6
            Cyril hizo trampa. Tomé un artículo de otro recurso, en el original se llama "Problemas de organización de la producción de materiales compuestos en Rusia", enlace:
            https://bmpd.livejournal.com/3820677.html
            Y él la retocó para no causar una oleada de indignación por parte de los Urya-Patriots.
            1. Undecim
              Undecim 31 de octubre 2019 23: 20
              +1
              Cyril fingió. ¿Alguna vez fue diferente?
        2. Viejo orco
          Viejo orco 31 de octubre 2019 12: 42
          +1
          Cita: Zaurbek
          ¿Quién arruinó la producción compuesta?

          Beneficio. Desarrollar una producción basada en la necesidad del estado y las personas. Ejército (subrayar según sea necesario) pero nadie dará ingresos en divisas.
          1. Zaurbek
            Zaurbek 31 de octubre 2019 15: 24
            0
            ¿Qué daría las ganancias de divisas necesarias:
            1. Estimular al propietario para que lo desarrolle.
            2) Fabricación de productos civiles en una compañía militar.
            3. Ahora es el momento en que a menudo las nuevas tecnologías comenzarán en el sector civil ... o en paralelo con el ejército.


            Por lo tanto, es necesario rascarse más rápido y estimular la producción e introducir negocios privados a la defensiva.
      2. IL-18
        IL-18 31 de octubre 2019 10: 24
        +1
        Cita: aserrado de boj
        La situación se repite en los años 30 cuando, debido a la escasez de aluminio

        Solo que ahora no hay déficit de aluminio. Además, por el momento, una sobreoferta. Al menos con una estructura tecnológica moderna, no es un problema reemplazar el plástico con aluminio en la misma industria alimentaria. Y bajo la producción de metal alado, incluso en la época soviética, ciudades enteras fueron encarceladas. Aunque, me estoy adentrando en la naturaleza de la macroeconomía, y la esencia es simple. Si consideramos la misma lucha con los vertederos, entonces podemos tomar dinero de la población y las organizaciones. Y puede organizar de inmediato la recepción de materias primas o venderlas donde la basura simplemente no sea suficiente, sin tomar nada de nadie y también ganar.
        Así con los compuestos. El equipo con su uso será más costoso; es difícil vender aviones en el extranjero, excepto los militares. La población, como en la URSS, no vuela: no hay dinero. No se permitirá un subsidio para dar al transportista y a los fabricantes las normas de la OMC. 100 ssj para tonterías de toda la industria Aeroflot, especialmente con problemas de motor

        Me temo que con los líderes financieros y económicos nacionales seguiremos siendo propietarios exclusivos de tecnologías con una aplicabilidad mínima. Y sí, está bien, podemos hacer otra cosa.
        1. Jager
          Jager 22 diciembre 2019 16: 15
          +1
          Viajar por el país es muy, muy caro. Los boletos de tren a veces son más caros que los boletos de avión.
  2. mark1
    mark1 31 de octubre 2019 06: 27
    + 13
    Tema. Por supuesto, planteó una buena. pero no del todo revelado. ¿Cuánta fibra de carbono se produce en miles de toneladas, cuáles son las perspectivas de aumentar la producción, qué pasa con los preimpregnados, qué pasa con la delgada fibra de carbono? ... ¿Perspectivas para el uso de grafeno y nanotubos en la realidad rusa? ... etc.
    1. KCA
      KCA 31 de octubre 2019 07: 49
      +6
      Sí, el tema no se reveló en absoluto, de acuerdo con los compuestos de la URSS, probablemente hubo el número 1 en el mundo, que en la infancia no usó fibra de vidrio impregnada con epoxi para reparar clubes y mucho más. ¿Cuántos barcos fueron de fibra de vidrio? Y este es el más compuesto, 3 veces más pesado que la fibra de carbono, pero el compuesto es el mismo, por lo que sin tipos de compuestos y sus características solo un montón de letras
      1. AU Ivanov.
        AU Ivanov. 31 de octubre 2019 10: 33
        0
        Por el contrario, la URSS fue una de las más atrasadas en el campo de los materiales compuestos para la industria de la aviación. La cultura del peso del diseño de los aviones estaba por debajo del zócalo. Lo que se está haciendo ahora en el campo de los materiales compuestos para nuestro país es realmente un gran avance.
        1. WIKI
          WIKI 31 de octubre 2019 18: 25
          +1
          “A finales de los años 60 y 70 del siglo pasado, se creó la industria de los composites en la URSS. Se utilizaron alrededor de 124 toneladas de productos CM en el avión AN-5,5 Ruslan, con un área total de más de 1500 m2, lo que permitió ahorrar Con menos de 18 toneladas de combustible, este vehículo superó a todos los aviones del mundo en términos de uso de compuestos.

          En el diseño de la aeronave AN-70 se utilizaron 2900 kg de fibra de carbono y 1500 kg de plástico orgánico. El área de estructuras PCM es de más de 1600 m2 (alrededor de 4500 partes). Hoy en día, la participación de Rusia en la producción y el consumo mundiales de CM es extremadamente insignificante y fluctúa al nivel del 0,5%. En términos de "compuestos avanzados", la situación es aún peor. Así que el consumo de fibras de carbono es el 0,2% del mundo ". Https://aftershock.news/?q=node/765830&full
          1. Rey_ka
            Rey_ka 5 noviembre 2019 13: 26
            0
            El material compuesto, el llamado delta-wood (compuesto de madera-polímero) se usó en la fabricación de aviones en la Segunda Guerra Mundial en los años 40 y fue ligeramente inferior al duraluminio en términos de características
      2. rana
        rana 31 de octubre 2019 10: 37
        +5
        Bueno, vamos a poner barcos de fibra de vidrio de la era soviética que no vale la pena recordar. Al menos lo que fue producido en masa. Comunicado a su debido tiempo con este sueño de la razón. En los garajes, los amantes a veces daban buenos resultados.
        En general, sucedieron buenos ejemplos entonces, pero no en el área indicada))) Y en los asuntos espaciales y de cohetes, se hornearon cosas buenas. Que el artículo es solo un ruido de bosque, estoy completamente de acuerdo. De acuerdo con el estatuto, a las 21.00 horas el personal debe estar ocupado viendo el horario del "Programa". De estos artículos ...
        1. KCA
          KCA 31 de octubre 2019 11: 22
          0
          No digo que la fibra de vidrio sea buena, digo que había mucha cantidad en la Unión, y si todo tipo de productos de madera - tableros de partículas, MDF, etc., pertenecen a materiales compuestos, e incluso madera contrachapada - composite, cartón - composite, así que el número de productos compuestos en la URSS y en la Federación Rusa es muy alto, pero aquí está la calidad del compuesto ... Aunque si las estadísticas necesitan ser ajustadas, lo harán. Oh, entonces incluso el concreto es un compuesto, el aglutinante es cemento, reforzado con piedra triturada, arena y refuerzo de hierro, y el asfalto es betún más arena, piedra triturada
    2. Siberia 75
      Siberia 75 31 de octubre 2019 08: 34
      +5
      Expresaré el pensamiento trillado, pero cuán afortunada es Rusia con las sanciones. Si aún no hubieran sido arañados. Y no solo para compuestos.
      1. Venik
        Venik 31 de octubre 2019 09: 25
        +4
        Cita: Siberia 75
        Expresaré el pensamiento trillado, pero cuán afortunada es Rusia con las sanciones. Si aún no hubieran sido arañados. Y no solo para compuestos.

        =======
        ¡Estoy absolutamente de acuerdo, Alexey! En los años 90, si estaban equivocados, nos "pusieron una aguja de alta tecnología" (mientras rematamos las industrias de alta tecnología que ya estaban rezagadas), y ahora tenemos que saltar de las "agujas" ..... "Romper" es doloroso, pero necesario, si el país quiere "sanar"! Sin esto - ¡NO! ¡Rusia no puede y no DEBE seguir siendo un "apéndice de materia prima" de Occidente! No debe!!!
        Es necesario desarrollar PROPIAS industrias de alta tecnología (en algunos aspectos ya han alcanzado el éxito), ¡pero aún queda mucho por hacer!
        En cuanto a las "sanciones" - entonces (¡esta es mi opinión personal!) Llegaron a tiempo - otros 7-10 años y hubiéramos dependido TOTALMENTE de la importación de ciertos tipos de productos de alta tecnología ... Pero esta es mi opinión personal (¡podría estar equivocado! ) ...
        1. Ehanatone
          Ehanatone 31 de octubre 2019 10: 14
          +1
          "Es necesario desarrollar PROPIAS industrias de alta tecnología"
          Si tan solo el gobierno con un oso y el banco central con un sahekzadova lo hubieran escuchado, de lo contrario, serían una especie de mantra sobre el objetivo de inflación, ¡y parecen ser profundamente violetas para todo lo demás! ...
          ... o tal vez simplemente no saben nada más, y ni siquiera se dan cuenta de que hay algo más en la economía además de la inflación ...
      2. IL-18
        IL-18 31 de octubre 2019 10: 46
        +1
        Bueno, esto es gracias a Ucrania. Sería como siempre: aquí Rusia está en negro, luego estamos introduciendo restricciones, allí nosotros (Occidente) estamos en negro, así que nos besamos en los dientes y cooperamos con todas nuestras fuerzas. Y ahora, sí, al menos de alguna manera, las autoridades comenzaron a incluir cerebros. Tal vez regresemos Finlandia condicional a nuestro puerto natal, luego las autoridades se nos aparecerán, verán, se encargarán de la distribución justa de la riqueza del país para crear consumo interno y no sacar dinero de la colina, porque Todavía no te vayas. Aunque, petróleo, gas ... No, el Londres condicional nunca se cerrará para los niños de los rusos ricos. Aquí es sagrado para ellos: DIAGNÓSTICO.
  3. Venik
    Venik 31 de octubre 2019 09: 10
    +3
    No tuve tiempo de terminar de leer hasta la mitad del artículo, me di cuenta: ¡el autor es Kirill Ryabov! Señor, ¿qué manera de repetir lo mismo varias veces? ¿O es todo "extraído" de diferentes fuentes y compilado de alguna manera?
    Y el tema es interesante.... ¡Pero en la abundancia de tautologías, la información útil se "pierde" de alguna manera! ¡Es una lástima!
    1. Ciudad de hierro
      Ciudad de hierro 31 de octubre 2019 09: 45
      0
      Y no hay información específica allí: la planta está aquí, el centro científico y técnico está aquí, pero qué es exactamente producido en masa, en qué cantidades no está claro cuánto. Otra agitación para todos los buenos versus todos los malos.
  4. Operador
    Operador 31 de octubre 2019 10: 29
    -1
    Los compuestos también son un material que dispersa la radiación del radar sin aplicar un recubrimiento de sigilo ferromagnético separado, que inevitablemente se exfolia a una velocidad supersónica (F-22 y F-35).
    1. Rey_ka
      Rey_ka 5 noviembre 2019 14: 39
      0
      Un material compuesto es cualquier material que utiliza una carga (puede ser cualquiera) y una resina de polímero como aglutinante. Por lo que recuerdo, ¿el ala SU57 también está compuesta realmente de materiales impotentes?
      1. Operador
        Operador 5 noviembre 2019 14: 49
        +1
        No estoy hablando de importación, sino de un ferromagnet como relleno de radioabsorción / dispersión en una matriz polimérica de un material compuesto reforzado con fibra de carbono.
  5. Alexey ra
    Alexey ra 31 de octubre 2019 10: 54
    +4
    Los mayores éxitos en esta dirección se lograron en el desarrollo del avión de mediano alcance MS-21. En él, los materiales compuestos de fibra de carbono representan el 35% del peso seco. Por el momento, este es un récord para aviones domésticos. Tales resultados se obtuvieron, en primer lugar, debido a la creación de un ala especial, casi completamente hecha de compuestos.

    Sí ... y luego el ala quedó bajo sanciones. Más precisamente, no el ala en sí, sino los materiales de origen para los compuestos.
    Todo "optimismo compuesto" se basa en el hecho de que tenemos la tecnología y las capacidades técnicas para producir detalles de compuestos. Si nosotros lo tenemos. Pero al mismo tiempo, lo principal a menudo se pasa por alto: ¿de dónde viene? materias primas para composite. En el caso del ala MC-21, la producción nacional de materias primas estaba vinculada a Japón y los Estados Unidos.
  6. Nikolay Alexandrovich
    Nikolay Alexandrovich 31 de octubre 2019 22: 17
    0
    El compuesto es un concepto amplio. En general, un relleno y una composición aglutinante. A diferencia del autor, no sufro la ausencia de compuestos. Por ejemplo, en las tiendas de construcción, los compuestos y productos de ellos están llenos. ¿Y quién sufre aquí? y de la ausencia de cualquier compuesto? - escribir.
    El caso de MS-21 es típico. Podría cambiar rápidamente las características de la fibra y resina producidas, excelente. Y así en todo. Hay tareas y competencias y todo saldrá bien.
  7. Nikolay Alexandrovich
    Nikolay Alexandrovich 27 diciembre 2019 18: 19
    -1
    El principal consumidor de composites. ingeniería de transporte (cascos / detalles de atotransport, vagones, embarcaciones fluviales).
    1er. Mientras el fabricante no esté interesado en la eficiencia energética de los productos fabricados (o no estén obligados a hacerlo por ley) a solicitud del comprador, los compuestos no estarán en demanda.
    2do. Necesita resina, fibra. Hay algunas competencias en alguna parte, SIN NECESIDADES. Como resultado, el estado es nuevamente necesario. programa de incentivo para la producción y operación de productos energéticamente eficientes de ingeniería de transporte (pozo: materias primas para la producción de resinas, fibras, expansión de fábricas / plantas, capacitación de ingenieros y equipos de investigación, oficinas de diseño, cooperación)