В МАИ разрабатывают методику раннего прогнозирования живучести самолётов из композитов

В Московском авиационном институте работают над созданием методики, которая позволит инженерам заранее предсказывать, будут ли повреждаться элементы самолёта из композитных материалов под действием переменных нагрузок. Её применение при проектировании увеличит срок службы авиационной техники, а также снизит затраты на её разработку и эксплуатацию. 

Регулярно повторяющиеся нагрузки, которые действуют на воздушное судно в каждом полёте, вызывают «усталость» материала, что в конечном итоге приводит к поломкам. Помимо этого, в процессе эксплуатации возникают различные малозаметные дефекты. Однако на сегодняшний день в России отсутствует единый подход к расчёту живучести композитных авиационных конструкций – их способности сохранять функциональность после повреждений, а также сопротивляться дальнейшему разрушению.

– Методика позволит оценивать конструкторские решения на самых ранних стадиях проектирования. Согласно нашему опыту, допущенные на этом этапе недочёты в дальнейшем обходятся дороже всего. Например, разрушение конструкции планера в ходе сертификационных испытаний — настоящий удар по бюджету проекта и по репутации разработчика, – говорит начальник лаборатории № 3 «Моделирование композиционных конструкций» Центра аэрокосмических материалов и технологий института № 14 «Передовая инженерная школа», ведущий инженер лаборатории № 2 «Композиционные материалы» НИО-101 МАИ Николай Турбин. 

В проекте участвуют специалисты НИО-101 «Проектирование и сертификация авиационной техники», лабораторий Передовой инженерной школы и Центра композитных конструкций МАИ. В качестве консультантов привлекаются  эксперты различных специализаций – от испытателей и технологов до материаловедов. 

В основе разработки лежит компьютерное моделирование. Для изучения сложных систем создаётся упрощённая цифровая модель, позволяющая предсказывать скорость и длительность развития дефекта, а также самые опасные сценарии. Это позволит сосредоточить усилия конструкторов на снижении рисков, что особенно важно, учитывая многообразие возможных повреждений.

В настоящее время параметры расчётной модели откалиброваны, получен патент на ПО. Проводится сопоставление предсказаний виртуальной модели с данными, полученными в ходе реальных испытаний различных агрегатов. Завершить проект планируется в течение двух лет.