ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Россия и Китай обсудили создание МТОР и инфраструктуры, привлечение инвесторов на остров Большой Уссурийский

В городе Фуюань (КНР) состоялось третье заседание Специальной рабочей группы по сопряжению развития российской и китайской частей острова Большой Уссурийский. Мероприятие прошло под сопредседательством заместителя Министра Российской Федерации по развитию Дальнего Востока и Арктики Виталия Алтабаева при участии представителей Корпорации развития Дальнего Востока и Арктики (КРДВ), правительства Ха...

В Москве состоялось заседание комиссии Госсовета РФ по направлению «Энергетика» по итогам 2025 года

В ходе первого заседания комиссии Государственного Совета РФ по направлению «Энергетика» были подведены итоги деятельности за 2025 год и утвержден план работы на 2026 год. Центральной темой обсуждения стали стратегические подходы к повышению энергетической эффективности национальной экономики. Заседание прошло в Москве под председательством руководителя комиссии, главы Республики Саха (Якутия) Айс...

Геополитическое противостояние в Тихом океане: США хотят разместить базу у «ворот» китайского порта

Геополитическое противостояние в Тихом океане: США хотят разместить базу у «ворот» китайского порта Планы США по усилению своего военного присутствия в Южной Америке получили конкретные очертания. Как сообщает Bloomberg, Вашингтон намерен построить в Перу военно-морскую базу. Ключевая деталь — объект может быть размещён всего в 80 км от стратегически важного порта, принадлежащего Китаю, ч...

Мощность энергосистемы Якутии к 2030 году увеличится в два раза

На территории Якутии одновременно реализуется ряд крупных энергетических проектов, которые в ближайшие годы позволят почти вдвое увеличить установленную мощность региональной энергосистемы. Об этом сообщил Айсен Николаев - глава РС (Я), председатель комиссии Госсовета РФ по направлению «Энергетика». По его словам, на сегодняшний день суммарная установленная мощность всех энергоустановок в респу...

Состоялось стратегическое заседание Совета директоров «Росспецмаш»: обсуждены вызовы рынка и приняты новые члены

В Москве состоялось заседание Совета директоров Ассоциации «Росспецмаш». На встрече присутствовали топ-менеджеры и владельцы ведущих предприятий отрасли, выпускающих сельскохозяйственную, строительно-дорожную, прицепную технику, пищевое оборудование и комплектующие. Ключевой темой обсуждения стала текущая ситуация на рынке специализированного машиностроения. Участники констатировали, что тенден...

Минпромторг России предлагает продлить эксперименты по добровольной маркировке ряда категорий товаров

Соответствующий проект постановления Правительства Российской Федерации разработан Минпромторгом России и размещен на федеральном портале regulation.gov.ru. Инициатива предполагает продление до 31 августа 2026 г. сроков проведения экспериментов по добровольной маркировке ряда видов продукции, которые, согласно действующим постановлениям Правительства Российской Федерации, завершаются 28 февраля...

8 Марта 2023

Крылатый металл будущего. Алюминиевые сплавы в авиапроме

Крылатый металл будущего. Алюминиевые сплавы в авиапроме

В наши дни авиалайнер – это, как говорят ученые и конструкторы, летающая таблица Менделеева. С тем, какие сплавы на основе алюминия находят применение в авиапроме, «Алюминиевый Вестник» разбирается вместе с директором по науке Института легких материалов и технологий (ИЛМиТ) Дмитрием Рябовым.

КОРОЛИ АВИАЦИИ

Современный самолет – сложное техническое средство, поэтому количество материалов, из которых он состоит, исчисляется сотнями. Они включают в себя различные металлические сплавы, а также полимерные и функциональные материалы – герметики, краски и др. Что касается алюминиевых сплавов, то уже на протяжении более чем полувека «королями авиации» являются дюрали – сплавы алюминий-медь-магний и высокопрочные сплавы на основе системы алюминий-цинк-магний-медь. Дюралюминий Д16 и его последующие модификации Д16ч и 1163 применяются в фюзеляже и силовом наборе, особенно в местах, которые испытывают растягивающие нагрузки. Высокопрочный сплав В95 и его модификации В95пч и В95оч широко используются в планере в зонах, которые испытывают сжимающие нагрузки. Другие, более современные сплавы на основе тех же самых систем легирования, нашли применение в авиации, однако их можно встретить реже, чем их более легендарные аналоги. «В современной авиации применяются и алюминий-литиевые сплавы, которые сочетают пониженную плотность и повышенный модуль упругости, что делает их отличными кандидатами на звание «крылатого» металла будущего», – говорит Дмитрий Рябов.

В воздушных судах также широко используются магналии (сплавы алюминий-магний) и авиали (сплавы алюминий-магний-кремний). Из них изготавливают системы кондиционирования и элементы интерьера.

ДО ПОСЛЕДНЕЙ ЗАКЛЕПКИ

Требования к характеристикам алюминиевого сплава определяются функцией той детали, которую из него предполагается изготовить. Например, к материалам, применяемым в силовом наборе и обшивке, помимо прочности также предъявляются требования по усталости и вязкости разрушения. Такие характеристики определяют способность материала к сопротивлению циклическим нагрузкам и распространению трещин. Эти дополнительные требования датируются 1970-ми годами, когда возникла необходимость снижения веса воздушного судна.

Если раньше самолеты проектировали исходя из принципов прочности, то разработка новых требований и методов оценки служебных характеристик позволила проектировать самолеты на основе принципа наличия дефектов, размер которых не критичен для функционирования системы. Были созданы сплавы с повышенной вязкостью разрушения, отличающиеся особой чистотой по примеси железа. Так, на смену сплаву Д16 пришел Д16ч (где «ч» означает «чистый»), а следом наступила очередь сплава 1163.

В качестве примера тут можно привести такой небольшой, но ответственный элемент конструкции самолета, как заклепка: помимо обычной прочности она должна быть стойка к срезу, что позволяет гарантировать целостность и герметичность обшивки. Что касается «внутренностей» самолета (его систем), то в основном проектировщики используют мало- и средне прочные сплавы. Такие сплавы хорошо свариваются или штампуются и обладают высокой коррозионной стойкостью.

Кстати, дюрали и высокопрочные сплавы с точки зрения коррозионной стойкости далеко не первые среди алюминиевых сплавов, однако системы покрытий, применяемые в авиации, надежно защищают их от негативного воздействия. Из материалов на основе алюминиевых сплавов изготавливаются крупные элементы, например, обшивка или силовой набор самолета (шпангоуты, стрингеры, лонжероны и пр.) и более мелкие – кронштейны, элементы центроплана, различные отливки, которые используются в корпусах различных устройств и в качестве самостоятельных деталей. Алюминий широко применяется в перегородках, деталях интерьера, а также системах жизнеобеспечения (вентиляция и кондиционирование). Этот металл идет на производство даже таких мелких элементов, как различные ручки и заклепки.

НАПЕЧАТАТЬ САМОЛЕТ

А можно ли изготовить лайнер целиком на 3D-принтере? Ведь за рубежом напечатанные детали из металлов уже летают, хотя их количество пока исчисляется единицами. Тем не менее, технология печати может найти свою нишу в авиации и в первую очередь это связано не столько с материалами, сколько с возможностью изготовления сложных топологически оптимизированных форм деталей, что позволяет сократить вес от 10 до 50%.

Если речь идет о технологии СЛС (селективное лазерное сплавление), то ее применение для печати авиационных деталей ограничивается зоной построения камеры: по факту это всего несколько десятков сантиметров по трем измерениям. Поэтому речь идет в основном про детали небольших размеров, например, кронштейны, элементы механизации и корпуса. Надо учитывать, что технология печати – процесс не дешевый. И если говорить не о печати прототипов – в этом случае напечатать единичное изделие можно дешевле, чем изготовить готовую деталь с учетом необходимой оснастки, – то технология будет иметь преимущества при небольшой серии, например, до 1000 деталей в год. И это при условии, что данную деталь было бы крайне трудно произвести и обработать традиционными методами.

Кроме того, сертификация и одобрение материалов для применения в авиации – процесс долгий, что связано с высокой ответственностью изделий, поэтому некоторые материалы только проходит этот путь. Например, два сплава для аддитивных технологий успешно выдержали испытания в объеме паспорта на авиационный материал. «Пока еще не настала эра полностью напечатанного самолета, но однозначно можно сказать, что эти технологии найдут свою нишу и будут конкурировать с традиционным производством. Именно поэтому в ИЛМиТе активно разрабатываются материалы для печати, причем не только порошки, обладающие повышенной прочностью и повышенной жаропрочностью, но и специальные проволоки для технологий проволочной печати», – резюмирует Дмитрий Рябов.

Пресс-служба Алюминиевой Ассоциации

Кол-во просмотров: 5317
Яндекс.Метрика