Российские инженеры создали «ремонтные чемоданчики», которые предназначены для оперативного восстановления композитных деталей самолетов. Оборудование представляет собой портативный комплекс весом около 10 кг, который работает от обычной электросети. Прибор создает контролируемые условия для отвердения закладки из композитных материалов, наложенной на поврежденную деталь. Технология исключает сверление отверстий, которые приводят к концентрации напряжений и ускоренному разрушению конструкций. Внедрение разработки ускорит возвращение воздушных судов в строй после ремонта. Подробнее — в материале «Известий».

Как портативное устройство заменит авиаремонтный цех

Ученые из Московского авиационного института (МАИ) разработали новый отечественный портативный комплекс для восстановления композитных частей самолетов. Такие приборы в виде «ремонтных чемоданчиков» позволяют оперативно устранить усталостные трещины в конструкции воздушного судна, а также повреждения от мелких ударов, попадания камней или крупного града.

— Предложенное устройство предназначено для создания вакуумной среды и контролируемого нагрева. Сначала при обнаружении дефекта специалисты определяют его границы. Для этого используют технологии неразрушающего контроля — ультразвуковую дефектоскопию, ширографию и другие. Затем поврежденный участок шлифуют, создавая либо сквозное отверстие, либо локальную полость. После вручную послойно укладывают заплатку из композита, аналогичного материалу детали. На следующем этапе область ремонта накрывают вакуумным мешком. И портативная станция, которая выполняет роль «мозга» процесса, запускает цикл отверждения, — рассказал «Известиям» один из разработчиков, начальник группы усталостной прочности и ремонтов Центра композитных конструкций МАИ Сергей Ковтунов.

Справка «Известий»

Ультразвуковая дефектоскопия основана на прохождении высокочастотных звуковых волн сквозь материал и регистрации сигналов, отраженных от дефектов. Этот способ эффективен для выявления скрытых повреждений. Ширографический контроль — это оптический метод, который позволяет визуализировать повреждения на поверхности и определить их характер.

Инженер пояснил, что станция самостоятельно обеспечивает требуемое давление и поддерживает заданный температурно-временной режим, спекая уложенные слои в единый прочный монолит.

По словам Сергей Ковтунова, преимущество технологии в том, что она избавляет от необходимости сверлить в материале отверстия, которые концентрируют напряжения и способствуют ослаблению всей конструкции.

Внедрение нового метода ремонта самолетов

Как отметил ученый, вес «чемоданчика» — около 10 кг. При этом он работает об обычной электросети. Это делает прибор оптимальным для выездных работ. В частности, предложенное оборудование позволяет произвести ремонт непосредственно на месте эксплуатации авиационной конструкции.

Например, на крыле самолета, в агрегатном отсеке или на фюзеляже. Для этого достаточно поднять технику на уровень поврежденного участка и произвести ремонт. Такая технология значительно ускоряет процесс возвращения воздушных судов в строй.

— Сейчас в МАИ испытывают методику, проводя тестовый ремонт более 100 панелей из композиционных материалов с последующими прочностными исследованиями. Для контроля качества применяют рентгеновскую томографию, которая позволяет выявить несплошности или расслоения. Эта кропотливая работа, которая дает возможность создать отработанные технологические карты и сертифицировать метод для широкого применения в авиационной отрасли, — рассказал Сергей Ковтунов.

По его словам, внедрение разработки обеспечит независимость отечественной авиационной отрасли от иностранных решений и снизит стоимость обслуживания воздушных судов.

— Использование полимерных композиционных материалов — тренд современного авиастроения. Российская промышленность не может оказаться в стороне. Активное строительство самолетов, в конструкции которых используют композитные материалы, обязывает наших инженеров развивать это направление. При этом без методов и средств для ремонта агрегатов из композитов невозможна нормальная эксплуатация воздушных судов, — рассказал «Известиям» ведущий инженер АО «Аэрокомпозит» Виктор Виленц.

По опыту отечественных и зарубежных исполнителей, отметил он, известно, что ресурс правильно выполненного ремонта вполне соответствует сроку службы самолета. Вместе с тем разработки для нужд авиации могут применять и в судостроении, где также нарастает использование композиционных материалов.

— Технологии ремонта композитных конструкций известны давно. Существует целая линейка иностранного оборудования, которая позволяет в полевых условиях провести оперативный ремонт появившихся повреждений либо дефектов. В России несколько научных коллективов занимаются разработкой подобных приборов, — объяснил директор передовой инженерной школы Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н. Туполева — КАИ Леонид Шабалин.

Однако одного лишь оборудования мало для понимания того, насколько отремонтированное изделие пригодно к эксплуатации, подчеркнул он. Необходим комплекс мероприятий по созданию цифровых моделей, проведению виртуальных испытаний, анализу остаточной прочности отремонтированной зоны, прогнозирования ее эксплуатации и ресурсов.

Однозначно стоит сказать, что отремонтированная область будет обладать более низкими характеристиками как по жесткости, так и по прочности. Но основной вопрос остается в части длительной прочности, эксплуатации и ресурса отремонтированного участка, добавил эксперт.