Специалисты Московского авиационного института разработали инновационную технологию оперативного восстановления обшивки летательных аппаратов из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Новый метод позволяет устранять масштабные повреждения планера прямо на месте — без демонтажа агрегатов и отправки их на завод. Это существенно сокращает время простоя авиатехники и ускоряет её возвращение в строй.
Все необходимое оборудование и материалы компактно размещены в мобильном комплексе аэродромно-технического обеспечения — «чемодане на колёсах», который легко перемещается одним человеком.
Как пояснил один из авторов разработки, академик РАЕН и РЭА, кандидат технических наук, доцент кафедры 104 «Технологическое проектирование и управление качеством» МАИ Вячеслав Резниченко, композиты играют ключевую роль в современном авиастроении. Из углепластиков и стеклопластиков изготавливают крылья, кили, стабилизаторы и другие элементы планера. Они сочетают высокую прочность с малой массой, что повышает экономическую эффективность полётов. Однако в процессе эксплуатации такие детали подвержены повреждениям.
Причинами дефектов становятся как внутренние факторы — усталостные трещины от вибраций и циклических нагрузок, так и внешние: столкновения с птицами, попадание гравия, обледенение, удары аэродромной техники.
Сегодня в полевых условиях удаётся оперативно устранять повреждения диаметром не более 150–200 мм. Это связано с ограничениями технологий склеивания и требованиями к прочности авиаконструкций. Если дефект крупнее, повреждённый элемент демонтируют и отправляют на завод. Это означает простой техники, сложные логистические цепочки и значительные финансовые потери. Поэтому особый интерес вызывает ремонт больших площадей без демонтажа деталей.
— Мы создали «ремонтный чемоданчик», который располагается в передвижных авиаремонтных мастерских на аэродромах. Имеющееся в нём оборудование и материалы позволяют восстанавливать дефектную поверхность без нагрева. Эта технология подходит для ремонта больших площадных повреждений и применима в полевых условиях, — пояснил Вячеслав Резниченко.
Процесс ремонта включает несколько этапов. Сначала специалисты определяют границы повреждённой поверхности. Затем этот участок вырезают фрезой, а на место выреза вставляют опорное кольцо из ПКМ — углепластика или стеклопластика, в зависимости от типа материала ремонтируемого агрегата. Кольцо крепится к обшивке вытяжными полупустотелыми титановыми заклёпками: часть кольца подкрепляет обшивку, вторая часть служит для крепления заплатки, закрывающей повреждённый участок. Если запас колец и заплаток израсходован, в чемоданчике есть всё необходимое для их изготовления прямо на месте.
Особое внимание разработчики уделили восстановлению трёхслойных сотовых панелей — наиболее распространённого типа обшивки самолётов. Такие конструкции состоят из двух тонких внешних слоёв и внутреннего ячеистого наполнителя, напоминающего пчелиные соты.
Ремонтная бригада вырезает повреждённую часть и обезжиривает края спиртом или ацетоном. Затем на обработанный участок наносят специальный клеевой состав, вставляют подкрепляющее композитное кольцо и крепят его к обшивке. Внутрь устанавливают новый ячеистый наполнитель, смазанный клеем. После этого устанавливают композитную заплатку, также обработанную клеевым составом по внутренней поверхности, прижимают её к сотовому блоку и клепают по контуру вытяжными заклёпками, соединяя с подкрепляющим кольцом.
Ключевое преимущество предложенной технологии — возможность ремонта больших площадей (свыше 150 мм) без нагрева и без применения ударной клёпки.
На способы ремонта и устройство чемоданчика получены патенты РФ. По мнению исследователей, технология найдёт применение не только в авиации, но и в других отраслях, где используются крупногабаритные конструкции из ПКМ, — в ветроэнергетике, судостроении и транспортном машиностроении.
Фото: пресс-служба МАИ / Архив
Источник : пресс-служба МАИ
