CC BY
15УДК:002
Гарифуллин В. И. студент магистратуры Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет Российская Федерация, г. Уфа
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация - в данной статье представлены основные тенденции развития авиационных материалов и их возможные результаты. Выполнение авиационной техники из перспективных материалов нового поколения позволит увеличить как удельные, так и абсолютные показатели будущих проектов авиастроения.
Ключевые слова - перспективные авиационные материалы, инновационные разработки.
Garifullin V. I. graduate student Ufa State Aviation Technical University Russian Federation, Ufa
TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF AVIATION MATERIALS
Annotation - this article presents the main trends in the development of aviation materials and their possible results. The implementation of aviation equipment from advanced materials of the new generation will increase the specific and absolute indicators of future aircraft projects.
Key words - advanced aviation materials, innovative development.
Многолетняя практика исследований показывает, что большая часть прорывных технологий в ведущих областях промышленности базируется на внедрении новых материалов.
Принципы создания материалов должны базироваться на результатах фундаментальных исследований. Исследования должны основываться на принципе неразрывности материалов, конструкций и технологий с поддержкой полного жизненного цикла изделия (ЖЦИ), начиная от маркетингового исследования и заканчивая утилизацией.
Тенденциям развития авиационной техники (АТ) соответствуют следующие направления развития материалов:
1. Керамические и композитные материалы, основанные на избирательной сорбции компонентов связующих на поверхности волокон;
2. Кристаллические материалы, включая ультратвердые, высокопрочные, сверхлегкие, и жаропрочные материалы, получаемых выращиванием монокристаллов с заданными свойствам.
3. Различные покрытия (упрочняющие, защитные, теплозащитные), коррозионностойкие материалы и покрытия для экстремальных условий эксплуатации;
4. Материалы для космических аппаратов - композиты с металлической матрицей, основанные на легких сплавах с уменьшенной на 10-15% плотностью, увеличенной на 20-30% удельной прочностью и рабочей температурой до 723К;
5. Полимерные основы (термостойкие) и связующие для композитных материалов с увеличенной стойкостью к ударным нагрузкам, обладающие способностью самозалечивания.
6. Высокомодульные композиты, включая композиты гибридного типа повышенными физико-механическими характеристиками, сопротивлением к статическим, повторно-статическим, динамическим нагрузкам, климатическим воздействиям и биоповреждению;
7. Аморфные материалы и покрытия, включая: метаматериалы, соединения, защищающие от электромагнитного излучения, ударных, вибрационных и тепловых воздействий;
8. Сверхвысокотемпературные керамические теплозащитные материалы, технологии их синтеза и переработки в изделия.
9. Ресурсосберегающие и аддитивные технологии получения деталей, полуфабрикатов и конструкций;
10. Принципиально новые технологии: изотермическая штамповка на воздухе в режиме сверхпластичности, выплавка перспективных литейных супержаропрочных сплавов с использованием нано- и микролегирования;
11. Системы антикоррозионной защиты, многослойные износо-, эрозионно- и коррозионностойкие, упрочняющие и теплозащитные покрытия.
12. Технологии атомно-молекулярного конструирования и самоорганизации на атомном уровне.
Реализация вышеописанных направлений развития материалов может позволить достичь следующих результатов в АТ:
1. Создать планер с ресурсом более 80 тысяч летных часов и двигатель с ресурсом до 1,0 ресурса планера при повышении межремонтных сроков до 20 лет;
2. Уменьшить массу двигателя и планера летательного аппарата (ЛА) на 30% благодаря использованию новых сверхлёгких материалов;
3. Увеличить объем композитных материалов в силовых конструкциях до 60% по весу или свыше 70% от омываемой поверхности планера;
4. Увеличить температуру газа за камерой сгорания до 2200 К, ресурс «горячих» деталей в 2-3 раза;
5. Уменьшить до 50% затраты на ремонт конструкций, трудоёмкость техобслуживания в 2 раза;
6. Повысить до 90% и 100% объем отечественных материалов в планере и двигателе гражданских и военных ЛА соответственно;
7. Создать гиперзвуковой ЛА, работающие при скоростях до 15 чисел
Маха;
8. Значительно увеличить безопасность полета за счёт уменьшения влагонасыщения полимерных композитов, повышения их ударо- и молниестойкости.
Использованные источники:
1. Новые материалы ВИАМ - для перспективной авиационной техники производства ОАО «ОАК»/ Тарасов Ю.М., Антипов В.В./ Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С. 157-167.
2. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 г./ Каблов Е.Н./Авиационные материалы и технологии. 2012. №5. С. 7-17.
3. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»/ Каблов Е.Н./ Авиационные материалы и технологии. 2015. №1. С. 3-33.
