Композиты для авиации российская версия
«АэроКомпозит» – компания таинственная. Многие специалисты предрекали и предрекают провал идее сделать композитный самолёт в Российской Федерации. Но по окончании визита главной производственной площадки компании в Ульяновске показалась уверенность, что всё окажется.
Будет, в обязательном порядке будет у нас инновационный самолёт МС-21 с «хвостовым» оперением и чёрным крылом, а за ним, смотришь, остальные производители авиатехники потянутся.
«АэроКомпозит-Ульяновск»: запрягаем скоро
15 февраля 2010 года было подписано соглашение о сотрудничестве между правительством Ульяновской области, Объединённой авиастроительной корпорацией (ОАК) и ЗАО «АэроКомпозит» по реализации инвестпроекта «Строительство завода по производству композиционных конструкций» на территории Ульяновской области. Закладка первого камня в постройку будущего завода прошла в ноябре 2011 года.
Сейчас на предприятии трудятся 586 человек, средний возраст сотрудников – 38 лет, 70% экспертов – люди с высшим образованием.
«АэроКомпозит-Ульяновск» – уникальный завод по производству больших силовых агрегатов и элементов конструкций для авиации из композиционных материалов, создаваемых при помощи способа вакуумной инфузии. Специалисты ведущих западных авиастроительных концернов признают, что ульяновские разработки опередили время и крыло кроме того самого нового композитного лайнера Boeing-787 «Дримлайнер» сделано, возможно сообщить, по старинке, посредством автоклава из капризных и сверхдорогих препрегов.
В случае если таковой материал не употребляется, его нужно замораживать, да и то не более чем на 10 дней.
В современной авиации по части аэродинамики всё уже придумано. Улучшить что-либо возможно на доли процентов.
Остаётся борьба за понижение веса (композиты дают выигрыш от 5 до 10%), ресурс агрегатов и планёра. Самолёту МС-21 ресурс обещают до 100 тыс. часов, и это во многом заслуга композитов.
Руками не трогать!
Целый завод проектировался по правилам «бережного производства» – передвижения минимизированы. На полу целыми светло синий линиями выделена «автострада», по которой катается оснастка.
Жёлтые территории – в том месте происходят рабочие процессы. Потребитель обязан взять качественный продукт с минимальными издержками, среди них и на логистику.
На практически десятке гектаров заводских площадей порядок совершенный. Я бы заявил, что целый «АэроКомпозит-Ульяновск» – чистая территория.
Но настоящая чистая территория на 11 тыс. кв. метров – особенный случай. Уровень чистоты – класс ISO 8. Весьма светло, отсутствуют привычные шумы большого производства, легко дышится: кроме того небольшая пыль тут – злейший неприятель.
Ко мне вход лишь в спецодежде, шапочках. Постоянные температура, влажность и давление.
Проход через душевые.
На протянутую к элементу крыла руку у сопровождающих мгновенная и шумная реакция: «Руками не трогайте – это уже уголь!» Дабы крыло оказалось надёжным и работоспособным, слои должны быть уложены идеально, смещений и никаких полостей между ними. Как добиться этого, тут знают.
А след людской пальца на ленте свидетельствует заведомый брак. Рядом стоят два простых утюга, дабы пригладить пара отдельных полос ленты, каковые непослушно топорщатся по краям формы.
Оснастка – формообразующая поверхность, на которую рука робота правильными перемещениями выкладывает сухое углеродистое волокно. С виду простая тёмная лента.
Весьма похоже на швейное производство: бобины с лентой в герметично закрытом коробке с прозрачной крышкой (16 бобин) и робот, что снуёт туда-сюда. За два часа, фактически точно, он делает тот же объём работы, что смена из 10 человек за два дня.
Лазер комплекса мгновенно разогревает ленту, на которую нанесён узкий клейкий слой – биндер. И любой последующий слой прикрепляется к прошлому. Как тут говорят – «уголь к углю выкладывается».
Получается слоёный пирог, формируется преформа. Любой слой – отдельный контроль.
Каждому элементу – контроль. И визуальный, и роботизированный.
По-хорошему, в совершенных условиях человеку тут делать нечего. Оператор лишь осуществляет контроль процесс.
Отличие от металлообработки – наличие у робота пары – пылесоса. Он собирает всю «композитную пыль» в особый бункер.
По окончании фрезерной обработки – ультразвуковой контроль. Тут уже ничего не поменять, производство стоит перед фактом: либо да – подробность кондиционная, либо нет.
В случае если да, то на этом композиционное производство заканчивается и подробность отправляется на покраску. Четыре панели кессона крыла (правая-левая, верхняя-нижняя) присоединяются к центроплану, и приобретаем искомое – крылья самолёта.
Первые два готовых изделия отправляли в Иркутск самолётом. Время торопит – 12 апреля в Китае начались статические опробования первого национального пассажирского лайнера C919, что составит борьбу семействам Boeing-737 и Airbus А320. МС-21 претендует на эту же нишу авиаперевозок.
Нужно торопиться. Но в будущем из Ульяновска в Иркутск все элементы – крылья, центроплан, хвостовое оперение будут доставляться автотранспортом – так дешевле.
Для этого сделана особенная транспортировочная оснастка.
К слову, производство не «упёрлось» в единственную модель самолёта – МС?21. Будет заказ на производство, к примеру, крыльев для других типов воздушных судов, потребуется сделать оснастку и трудиться дальше.
Возможно параллельно производить элементы для различных лайнеров – полная мощность завода запланирована на производство 100 самолётокомплектов в год.
Доводы критиков
Основной – неизвестно, как поведут себя композиционные материалы в долгой эксплуатации. Но нужно не забывать, что композиты в авиации не новинка.
К примеру, створки и обтекатели шасси, зализы крыла с фюзеляжем, мотогондолы и другие элементы на самых громадных в мире транспортных Ан-225 «Мрия» и Ан?124 «Руслан» были, говоря современным языком, композитными. «Руслан» летает с 1982 года.
Ещё один довод против – нехорошая ремонтопригодность. Известны случаи «безобидных» повреждений самолётов в аэропортах – то тягач зацепит, то самолёт на рулёжке возьмёт по крылу от для того чтобы же.
Железное крыло привести в работоспособное состояние относительно легко, технологии отработаны многими десятилетиями – элементарная заплатка, возможно вырезать и заменить повреждённый участок планера воздушного судна. Но на «АэроКомпозит-Ульяновск» меня заверили, что технологии ремонта подробностей из композиционных материалов уже готовы.
Согласитесь, поменять из-за пустякового удара огромную подробность, в противном случае и всё крыло – дорогое наслаждение.
К слову, имеется самолёты, конструкторы которых преднамеренно избегают больших количеств применения композитов в конструкции. Так, главный конструктор «Ильюшина» Николай Таликов в региональном турбовинтовом лайнере Ил-114 принципиально оставил в основном классические авиационные сплавы – самолёт, он утвержает, что задуман как «деревенский», рекомендован для жёстких условий эксплуатации от Арктики до Антарктиды, дабы его имели возможность обслуживать техники средней руки на забытых всевышним аэропортах.
Да и на госслужбе, в том же Минобороны либо ФСБ, тяжело потребовать от воина снимать сапоги либо берцы, перед тем как встать по стремянке на крыло для техобслуживания самолёта.
Возможно не сомневаться, что технологи и конструкторы учли все особенности композиционных материалов – в активе прекрасная прочность «на разрыв», в пассиве нехорошая, если сравнивать с металлом, стойкость «на сжатие». Известна нелюбовь композитов к ударным нагрузкам – в том месте, где металл сминается, композиционный материал раскалывается на куски.
Конечно, ни основной конструктор МС-21 Константин Попович, ни кто-либо из создателей крыльев, хвостового оперения МС-21 не хотят вздрагивать во сне от навязчивых ночных кошмаров с разрушением лайнера в полёте. Сейчас в гражданской авиации безопасность экипажа и пассажиров возведена в абсолют, это собственного рода религия авиапроизводителей.
И к конструкциям из новых материалов внимание особенное, а также у органов сертификации. Вот и везут крыло на прочностные опробования в ЦАГИ, расстреливают композитные подробности из особых пушек куриными тушками, нагружают, разламывают до полного разрушения – на эйфорию будущим пассажирам.
Композиты из наукограда
