С 15 по 17 мая 2025 года в «Крокус Экспо» состоялась ежегодная международная выставка вертолетной индустрии и беспилотных авиационных систем HelliRussia 2025, на которой были представлены новейшие достижения авиационной промышленности. В ходе выставки специалисты и эксперты отрасли приняли участие в конференции «Композиционные материалы, технологии и оборудование для их переработки в авиастроении», где обсуждались актуальные вопросы использования композитных материалов в авиастроительной промышленности.

 

Фото: ООО «Юникомпозит»

 

Участники конференции выступили с докладами о достижениях своих коллективов и направлениях проводимых работ.

 

Модератором сессии выступил Валерий Литвинов, доктор технических наук и член научно-­технического совета госкорпорации «Ростех».

 

С первым докладом выступил Александр Артамонов, руководитель группы инженерного анализа и интеграции CAE департамента производственного консалтинга группы компаний «Борлас». Темой его выступления стал анализ напряженно деформированного состояния конструкций из композиционных материалов в отечественном ПО CEA Fidesys. Данная система была создана выпускниками механико-­математического факультета МГУ и используется для расчета прочности и теплопереноса у изделий, изготовляемых из композиционных материалов (входит в реестр Минпромсвязи). В программе заложены два подхода к моделированию композитов. Первый метод выполняется с помощью многослойных ламинатных оболочек, второй является расчетом эффективных свой­ств композитов. Первый подход моделирования композитов позволяет выводить результаты в 3D-виде с прорисовкой почти каждого слоя, а также послойно для верха, низа и середины оболочки. Отличительной особенностью системы является моделирование балочных элементов, трубчатых конструкций в 3D-виде. Артамонов подчеркнул уникальность данной функции, которая востребована у расчетчиков и производителей. Второй метод моделирования композитов можно назвать интеллектуальной лабораторией для тестирования материалов, которая позволяет работать не только с композитами, но и пористыми телами. Для осуществления расчета необходимо смоделировать ячейку материала и провести ряд виртуальных испытаний. При моделировании возможно использование как твердотельных элементов, так и оболочечных, и балочных. 
По результатам расчета пользователь может выбрать тип и свой­ства материала композита, которые хочет получить. После окончания моделирования Fidesys дает возможность сразу импортировать полученный материал в текущую задачу либо экспортировать его в отдельный файл и использовать впоследствии в любом другом расчете.

 

Андрей Балашов, генеральный директор ООО «Юникомпозит», представил доклад о проектировании высоконагруженных авиационных конструкций из композиционных материалов на основе 3D-тканей в ПО Metatex. В своем выступлении Балашов рассказал о преимуществах использования российского инженерного ПО Mеtatex при создании изделий из композитов. Традиционно в авиационной промышленности для этой задачи использовались металлические сплавы, которые обладают необходимой прочностью, но имеют большой вес, подвержены коррозии и усложняют процесс изготовления деталей сложной формы. Альтернативной технологией, которая позволяет создавать легкие и прочные детали различной формы, которые устойчивы к коррозии, является технология 3D-ткачества. Однако на сегодняшний день реализация этого метода довольно затруднительна. Для упрощения процесса компанией «Юникомпозит» было разработано программное обеспечение Mеtatex. Данная система позволяет выполнить точный расчет всех элементов композита, сохраняя единство данных на всех этапах моделирования. Mеtatex моделирует технологический процесс, выдавая информацию о структуре и свой­ствах будущего композиционного материала. Балашов подчеркнул, что технология 3D-ткачества имеет много общего с технологией 3D-печати, но является намного более сложным процессом. Mеtatex успешно справляется с его оптимизацией и позволяет намного быстрее получить необходимые для авиационных конструкций композиты. Отличительной особенностью системы Mеtatex, которая выделяет ее среди иностранных аналогов, является возможность полномасштабного моделирования.

 

Дмитрий Губанов, генеральный директор ООО «Термопластиковые композитные технологии», рассказал о разработках своей компании. В мировой индустрии авиастроения наблюдается тенденция замены термореактивных материалов на термопластические композиты. Россия находится только в начале этого пути, но уже может похвастаться достижениями. При создании композитов данного типа используются полиэтилен, полипропилен и другие виды пластика, процесс получения композиционных материалов быстрый и автоматизированный, а конечный продукт может храниться при комнатной температуре. Для получения термопластиковых композитов используется термопластическая лента, с помощью которой методом намотки получаются преформы (рис. 1). После прессования преформы композит готов к использованию, процесс его изготовления занимает не более двух минут. Кроме того, возможно создание композитов с помощью термопластавтомата. Губанов привел пример производства рамы для беспилотного аппарата (рис. 1) из термопластического композита и отметил, что себестоимость производства в два-три раза дешевле по сравнению со старым методом.

 

Рис. 1. Изделия из термопластичных композитов. Фото: компания «Термопластиковые композитные технологии»

 

Алексей Кепман, генеральный директор ООО «Итекма», представил полимерные композиционные материалы для беспилотных авиационных систем (БАС) вертолетного типа, которые производит его компания. «Итекма» занимается производством композитов более двадцати лет, и ее продукты широко применяются в авиастроении. Кепман отметил, что подходы к созданию материалов для беспилотников очень разные и зависят от типа БАС, докладчик подробно осветил пять этапов создания композита: проектирование изделия, создание оснастки, формование, мехобработка и сборка — и подчеркнул, что наиболее трудоемким процессом является расчет коробления. Среди материалов, изготавливаемых в «Итекма», докладчик назвал связующие для оснастки МДФ и композиционной оснастки, которые могут использоваться как при комнатной, так и при высокой температуре, углеродные ткани и ленты, связующие для формования, термостойкие материалы для капотов вертолета и различные виды жидких и тиксотропных клеев для конечных изделий, которые заменили продукты зарубежных производителей.

 

 

 

Завершил конференцию доклад Андрея Славина, начальника НИО НИЦ «Курчатовский институт» — ВИАМ, о разработке полимерных композиционных материалов для применения в конструкциях вертолетной техники. ВИАМ имеет многолетний стаж производства композитов для разных вертолетных компаний. Создание материалов проходит в несколько этапов — документальное исследование и анализ требований к изделию, выбор состава и структуры с использованием математического моделирования, разработка матрицы материала, выбор армирующего наполнителя, установление предполагаемой области применения композита. Материалы, созданные ВИАМ, успешно используются для изготовления лопастей вертолетов.
Славин сделал акцент на том, что задача выбора материалов для лопастей стала легче с появлением полимерных композитов благодаря спектру технологических свой­ств, которыми они обладают. Композиты ВИАМ, разработанные для вертолетной техники, состоят из стеклопластика и углепластика. Славин рассказал об истории создания лопасти вертолета с использованием терморасширяющегося пенопласта. С уходом немецких поставщиков пенопласта с российского рынка производство данного композита осложнилось, но, по словам Славина, к 2026 году ВИАМ выпустит российский аналог материала. Кроме того, ВИАМ производит материалы для создания интерьеров и для ремонта вертолетов. Славин пожаловался на нехватку компонентов для создания полимерных композитов нового поколения, но выразил надежду, что ситуация изменится в ближайшем будущем.

 

В заключение модератор конференции Валерий Литвинов отметил, что отрасль авиастроения в настоящее время приживает переход на новый этап, и это напрямую связано с возрастающей ролью использования композиционных материалов в отрасли.

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 5-2025