Специалисты Московского авиационного института создают методику, которая позволит уже на этапе проектирования с высокой точностью прогнозировать живучесть авиационных конструкций из композитных материалов. Это повысит безопасность, снизит стоимость разработки и поможет избежать дорогостоящих доработок на поздних этапах.
Композитные конструкции в процессе эксплуатации подвергаются циклическим нагрузкам и могут получать малозаметные повреждения, что ведет к их постепенному разрушению. Но в России до сих пор отсутствует единый научно обоснованный подход к оценке их живучести — способности сопротивляться росту трещин и сохранять функциональность после повреждения.
«Наша методика позволит оценивать конструкторские решения на самых ранних стадиях проектирования. Согласно нашему опыту, допущенные на этом этапе недочеты в дальнейшем обходятся дороже всего. Например, нерасчетное разрушение конструкции планера в ходе сертификационных испытаний — настоящий удар по бюджету проекта и по репутации разработчика», — отметил начальник лаборатории № 3 «Моделирование композиционных конструкций» Центра аэрокосмических материалов и технологий института № 14 «Передовая инженерная школа» Николай Турбин.
В основе методики лежит комплексное компьютерное моделирование. Исследователи создают виртуальные модели конструкций с дефектами, что позволяет заранее определить скорость развития повреждений, критические сценарии и наиболее уязвимые элементы. Это дает возможность целенаправленно усиливать конструкцию именно там, где это необходимо.
В проекте задействованы специалисты из разных подразделений МАИ — НИО-101, Центр композитных конструкций, передовая инженерная школа, — а также внешние эксперты-практики — испытатели, технологи и материаловеды.
На текущий момент уже получен патент на программное обеспечение, проведена калибровка модели для одного из типов композитов. Работа продолжается: ученые сверяют прогнозы модели с результатами реальных испытаний агрегатов летательных аппаратов. О завершении проекта планируется сообщить в течение двух лет.
С 2025 года проект «Передовые инженерные школы» реализуется в рамках национального проекта «Молодежь и дети».
