Крыло МС-21
Материал из Documentation.
Крыло МС-21 — одна из важнейших составляющих пассажирского самолёта МС-21.
Содержание |
[править] Характеристики
Размах крыла МС-21 составляет 35,9 метра, масса — около 6 тонн.[1][2][3]
Коэффициент удлинения крыла МС-21 — 11,5.[4]
Для крыла МС-21 был выбран суперкритический профиль — профиль, при котором верхняя поверхность практически плоская, а нижняя — выпуклая. Одним из преимуществ такого профиля является возможность создать крыло большого удлинения, а кроме того, такое крыло даёт возможность увеличить крейсерскую скорость полёта без увеличения лобового сопротивления. Законы аэродинамики вынуждают стреловидные крылья делать тонкими, крыло суперкритического профиля можно сделать толстым без увеличения аэродинамического сопротивления. Конструкция такого крыла получается легче и технологичнее в изготовлении, чем тонкое, а в образовавшемся внутреннем пространстве можно разместить больший запас топлива.[5]
[править] Производство
Производство крыльев самолёта МС-21 осуществляет компания «АэроКомпозит».[6]
Крыло МС-21 изготавливается из полимерных композиционных материалов.[7][8]
При создании крыла МС-21 используется свыше 100 крупногабаритных элементов конструкций из полимерных композиционных материалов.[9]
[править] Разработчики
Разработку крыла МС-21 выполнили конструкторы «Иркута» и «АэроКомпозита», а научное и экспериментальное обеспечение — учёные ЦАГИ.[10]
[править] Технологии
Крыло МС-21 производится из полимерных композиционных материалов.[11] Детали из таких материалов получаются на 5—10 % легче, чем алюминиевые.[12]
Крыло МС-21 изготавливается по новейшей технологии. Российской компании «АэроКомпозит» первой в мире удалось изготовить надёжные крылья методом VaRTM. Этот метод сложно применять в авиационном мире, поскольку в сравнении с препрегом и автоклавом крайне сложно добиться высокой надёжности. Данный метод не оказывает существенного влияния на функциональность, однако позволяет значительно снизить себестоимость производства.[13][14] Всеми правами на конкретную методику изготовления композитных изделий для крыла обладает Россия, поскольку разработка велась по российскому заказу.[15]
Все серийные самолёты МС-21 будут поставляться с крылом из российских композитных материалов.[16]
[править] История
С образованием компании «АэроКомпозит» в 2008 году началась активная фаза разработки и производства композитных элементов конструкции крыла МС-21.[17]
Технология производства крыла МС-21 создана специалистами «АэроКомпозита» в тесном сотрудничестве с зарубежными производителями технологического оборудования. Метод вакуумной инфузии существует уже многие годы, но такое крупное и сложное изделие, как крыло самолёта, по этой технологии впервые сделали в Ульяновске.[18]
С 2009 по 2012 годы «Аэрокомпозит» работал с различными компаниями по всему миру, чтобы выбрать материалы и технологию повторяемого процесса требуемой точности и качества. Были отобраны смолы, сухое углеволокно и препреги американских компаний Hexcel и Cytec. Роботизированные установки для сухой автоматизированной выкладки углеродного наполнителя поставила компания Coriolis Composites, на этом оборудовании производятся лонжероны крыла. Роботизированную установку для сухой выкладки портального типа, на которой изготавливают панели крыла, поставила испанская MTorres. Термоинфузионные центры TIAC разработаны французской компанией Stevik.[19]
Сам по себе процесс вакуумной инфузии не налагает особых требований к проектированию конструктивных элементов крыла, в основном он оказывает влияние на разработку технологической оснастки, где должен быть сохранён баланс между способностью производить детали с высокой точностью, сохраняя при этом работоспособность процесса инфузии. В научно-исследовательской лаборатории ЗАО «Аэрокомпозит» было проведено большое количество тестов с материалами, деталями и образцами элементов, чтобы определить этот баланс. В итоге была выбрана ткань, в которой углеволокно не переплеталось, а при помощи полимерной нити было скреплено в единое полотно. Благодаря тому, что волокно не переплетается, оно практически не имеет механических повреждений, сказывающихся на прочности детали.[20]
По заказу ЗАО «Аэрокомпозит» австрийскими компаниями Diamond Aircraft и Fischer Advanced Composite Components (FACC AG) были изготовлены 4 десятиметровых прототипа кессона крыла, которые с лета 2011 года по март 2014 года прошли в ЦАГИ весь комплекс прочностных испытаний, и была проведена экспериментальная стыковка прототипа кессона крыла с центропланом. Эти исследования, во-первых, подтвердили, что заложенные конструкторами расчётные параметры обеспечивают безопасность полётов, а во-вторых, применение крупных интегральных структур значительно снижает трудоёмкость сборки, уменьшает количество деталей и крепёжных элементов.[21]
В апреле 2014 года было сообщено, что на заводе «АэроКомпозит-Ульяновск» началось изготовление полноразмерных лонжеронов кессона крыла и панелей центроплана из полимерных композиционных материалов в рамках реализации программы по созданию самолёта МС-21. Изготовление изделий ведётся в рамках проведения технологической отработки. Одновременно ведётся подготовка к запуску в производство полноразмерных панелей кессона крыла, которые будут являться самыми крупногабаритными изделиями крыла самолёта МС-21.[22]
В начале марта 2015 года в ЗАО «ГСС» направлена партия композитных агрегатов механизации крыла по проекту SSJ-100, произведённых на авиационном заводе «КАПО-Композит» в Казани (Заказчик — компания FACC, Австрия). В её состав вошли несколько секций воздушных тормозов и интерцепторов.[23]
В августе 2015 года было сообщено, что компания «АэроКомпозит» завершила этап сборки носовой и хвостовой частей композитного кессона крыла самолёта МС-21.[24]
19 января 2016 года на Иркутский авиационный завод с других предприятий ОАК переданы крупные комплектующие — панели фюзеляжа и кессон инновационного композитного крыла — для сборки первого экземпляра самолёта МС-21.[25]
4 марта 2016 года на завод ПАО «Корпорация „Иркут“» доставлена вторая консоль композитного крыла, изготовленного ЗАО «АэроКомпозит» для самолёта МС-21.[26]
7 июля 2016 года в ЦАГИ доставлен основной элемент крыла самолёта МС-21 — кессон, изготовленный из полимерных композиционных материалов. Кессон предназначен для проведения статических испытаний, по результатам которых будет сделано заключение о возможности приступить к лётным испытаниям самолёта МС-21.[27]
В начале 2017 года прошли статические испытания первого варианта кессона натурного крыла самолёта МС-21 на различные случаи нагружения вплоть до разрушения.[28]
В апреле 2017 года было сообщено, что крыло МС-21 разрушилось во время статических испытаний. Крыло сломалось под нагрузкой 90—100 % от предельной расчётной. Изучив характер поломки, специалисты пришли к выводу, что крыло МС-21 необходимо будет дополнительно усилить. Дополнительные усилительные элементы будут добавлены на панели обеих консолей крыла. В результате само крыло станет тяжелее на 25 кг.[29]
В середине ноября 2017 года в ЦАГИ завершился очередной этап прочностных статических испытаний композитного силового кессона крыла самолёта МС-21-300.[30]
В январе 2018 года «АэроКомпозит-Ульяновск» передало в ЦАГИ правую консоль крыла самолёта МС-21. Силовая композитная конструкция консоли изготовлена и собрана на предприятии «АэроКомпозит-Ульяновск», механизмы задней кромки консоли — в Казани, на заводе «КАПО-Композит». На агрегате будут проведены испытания элементов механизации консоли на усталость и живучесть при разных углах отклонения предкрылков и закрылков.[31][32]
25 декабря 2021 года самолёт МС-21-300, крыло которого изготовлено из полимерных композиционных материалов российского производства, совершил первый полёт.
[править] Ссылки
- Новости компании
- АэроКомпозит
- Создание композитного крыла нового пассажирского самолета МС-21
- Карбоновые крылья суперсовременного авиалайнера МС-21 совершеннее крыльев Boeing 787. 21 февраля 2016
- АэроКомпозит в Ульяновске. 10 мая 2016
- В Ульяновске разворачивается производство композитного крыла МС-21
- Не узок фюзеляж. Чем удивит конкурентов российский МС-21. 15 апреля 2016
- Самолет МС-21 может остаться без импортных композитов. 10 января 2019
- Интервью генерального директора АО «АэроКомпозит» о проблеме композиционных материалов для МС-21
[править] Примечания
- ↑ [1]
- ↑ ЗАО «АэроКомпозит-Ульяновск» посетил Министр промышленности и торговли РФ
- ↑ [2]
- ↑ Хорошо забытое новое
- ↑ [3]
- ↑ [4]
- ↑ [5]
- ↑ [6]
- ↑ [7]
- ↑ [8]
- ↑ [9]
- ↑ Создание композитного крыла нового пассажирского самолета МС-21
- ↑ [10]
- ↑ [11]
- ↑ Хорошо забытое новое. 30 января 2018
- ↑ [12]
- ↑ Создание композитного крыла нового пассажирского самолета МС-21
- ↑ [13]
- ↑ [14]
- ↑ [15]
- ↑ [16]
- ↑ [17]
- ↑ [18]
- ↑ [19]
- ↑ Годовой отчёт «ОАК» за 2016 год
- ↑ [20]
- ↑ [21]
- ↑ [22]
- ↑ [23]
- ↑ [24]
- ↑ [25]
- ↑ [26]
