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.