В России создали технологию серийного выпуска листового полимерно-композиционного материала, базирующегося на 3D-тканях. Этот новый материал превосходит по ударопрочности стандартные композиты, используемые для беспилотников, и позволяет исключить риск расслоения при значительных нагрузках и механической обработке. Эксперты отмечают, что данная технология может применяться не только для беспилотных аппаратов, но и для других важных объектов в авиастроении. Более подробно об инновации рассказано в материале «Известий».
Суть 3D-ткани и принцип её работыВ России при поддержке фонда НТИ (Национальной технологической инициативы) готовятся к запуску первого в стране серийного производства листового полимерно-композитного материала с применением 3D-ткани. Этот материал предназначен для изготовления корпусов беспилотных летательных аппаратов и другой авиационной техники. Производство осуществляется с помощью технологии пултрузии — непрерывного промышленного процесса, обеспечивающего быстрое и массовое изготовление композитов.
Главной особенностью продукта является применение трехмерной ткани из углеродного волокна, которая значительно прочнее классических слоистых материалов. Такая структура повышает устойчивость к ударам и предотвращает расслоение материала под воздействием нагрузок и во время обработки, что ранее было распространенной проблемой. Для изготовления используется трехмерная преформа российского производства — однослойная армированная ткань. Раньше такие композиты выполняли по технологии послойной выкладки, известной также как «контактное формование».
Фото: «Карбонтекс»В пресс-службе компании «Карбонтекс», разработчика материала, подчеркнули, что их задача — создать не только более прочный материал, но и организовать его быстрое и экономически выгодное производство.
— Отказ от трудоемкого ручного послойного формования позволит значительно снизить себестоимость и предложить рынку доступный отечественный углепластик высокого качества, — сообщили в пресс-службе.
Разработчики подчеркивают, что автоматизация процесса производства позволит значительно сократить затраты и увеличить скорость выпуска продукции. В ближайшем будущем на рынке появится отечественный промышленный углепластик с конкурентной ценой и стабильными характеристиками. Материал будет выпускаться в листах шириной до 1 метра и толщиной от 2 до 6 мм. Он сохраняет прочность при фрезеровке, не расслоится и выдерживает значительные ударные нагрузки.
В компании отметили, что их продукция уже заинтересовала крупных российских заказчиков: «Алмаз-Антей», «Росатом», «Ростех». Первый опытный образец планируется изготовить в 2025 году, массовое производство запустят в 2026 году. К 2027 году компания намерена занять до 10% рынка углепластиков в России.
Области применения новой технологииСергей Курапов, научный сотрудник МГУТУ им. К.Г. Разумовского, в интервью «Известиям» отметил, что при изготовлении карбонового полотна его прочностные и упругие характеристики зависят от способа плетения углеродных волокон.
— Трехмерное плетение обеспечивает максимально прочное полотно, которое выдерживает экстремальные нагрузки. Такие материалы подходят для производства беспилотных летательных аппаратов с дорогим высокоточным оборудованием, а также для авиационной и других отраслей, где требуются легкие и прочные композиты. Наличие подобного производства в России позволит увеличивать выпуск военных и гражданских дронов вне зависимости от внешнеполитических вызовов и санкций, — пояснил он.
Планируется использовать этот материал не только в качестве внешней оболочки дронов, но и для защиты прочих важных элементов авиационной техники. Святослав Пегов, директор Центра спортивного программирования, алгоритмической робототехники, кибербезопасности и киберспорта Уфимского университета науки и технологий, отмечает, что благодаря легкости, прочности и надежности материал может стать важным шагом в создании более выносливых беспилотников и самолетов, обладающих улучшенной защитой и повышенной долговечностью.
Фото: «Карбонтекс»Представитель компании T.Hunter Игорь Бедеров добавил, что данная разработка будет востребована в областях, где необходимы малый вес, высокая прочность и стойкость к нагрузкам. Это — беспилотная авиация, пилотируемое авиастроение и другие высокотехнологичные секторы. Современные методы защиты БПЛА включают как конструкционные решения для повышения живучести, так и применение активных и пассивных систем защиты.
Дмитрий Кузякин, главный конструктор Центра комплексных беспилотных решений, отметил, что разработки должны исходить из конкретных потребностей пользователей дронов.
— Мне неизвестно, чтобы фронт или иные заказчики испытывали дефицит новых тканей для дронов. Однако заранее трудно предугадать, какие решения окажутся действительно прорывными, а какие окажутся неудачными. Примером могут служить дрон-доставки или дрон-такси — на их разработку потрачено много ресурсов по всему миру, включая Россию, — сказал он в беседе с «Известиями».
Эксперт добавил, что для повышения надежности БПЛА сегодня важнее решать задачи устойчивой связи, защищенной от радиоэлектронной борьбы, а также увеличения дальности полета и расширения сценариев использования устройств.