фото: Avsim.su

Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) планирует использовать детали из полимерных композитов (ПКМ) в составе российско-французского двигателя SaM146, которым оснащаются авиалайнеры Sukhoi Superjet 100. В настоящее время «ОДК – Сатурн» проводит испытания опытных образцов композитных деталей в составе SaM146.

SaM146 – интегрированная силовая установка, включающая двигатель и мотогондолу с реверсивным устройством. Поставки SaM146 и все услуги по послепродажному обслуживанию осуществляет компания PowerJet – совместное предприятие французской Safran Aircraft Engines и «ОДК – Сатурн».

Рыбинское предприятие отвечает за разработку и производство вентилятора и компрессора низкого давления, турбины низкого давления, общую сборку двигателя SaM146 и его испытания, а Safran Aircraft Engines – за компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, коробку агрегатов, САУ и интеграцию силовой установки.
«ОДК – Сатурн» работает над улучшением ресурсных и технических характеристик двигателя. Одно из направлений – замена существующих металлических деталей двигателя на конструкции из полимерных композиционных материалов. Они состоят из пластичной основы (матрицы) и армирующих наполнителей, обладающих высокой жесткостью и прочностью.

«Мы активно работаем над созданием и внедрением деталей из полимерных композиционных материалов в состав авиационных двигателей, поскольку это позволяет существенно улучшить основные характеристики изделия», – говорит заместитель генерального конструктора «ОДК – Сатурн» по научно-исследовательской работе Дмитрий Карелин.

В частности, одной из задач является снижение веса двигателя SaM146 и других газотурбинных двигателей, выпускаемых предприятиями ОДК. Целевыми показателями при этом являются снижение массы детали на 20-40% и стоимости изготовления на 10-50%, пояснил Дмитрий Карелин.

В настоящее время первые опытные образцы, произведенные на «ОДК – Сатурн», уже проходят комплекс испытаний в составе двигателя SaM146. Разработанные технологии будут внедрены и в другие силовые установки ОДК.

Ключевые технологические направления, по которым ведется освоение данной технологии, – это ПКМ для статорных деталей на основе термопластичной матрицы и ПКМ для нагруженных деталей двигателя с 3D-тканой армирующей структурой.

«Анализ мировых тенденций показал, что зарубежные компании-лидеры уже осуществляют переход от традиционных слоистых полимерных композитов к материалам нового поколения, – рассказывает Дмитрий Карелин. – Это связано с повышением надежности деталей из новых материалов в сравнении со слоистыми ПКМ».

Как он отмечает, простое повторение опыта мировых компаний не позволит осуществить технологический скачок и, тем более, опередить их. Поэтому необходимо рассматривать новые современные технологии, имеющие максимальные перспективы применения.

«Серьезный прорыв можно осуществить с началом промышленного освоения и эксплуатации деталей из термопластичных ПКМ. Использование данных материалов позволяет проводить повторный расплав-отверждение, а, значит, существенно расширяет технологические возможности создания деталей из ПКМ, делает возможным использование технологий сварки, штамповки, литья, гибридных технологий формования, позволяет ремонтировать детали в условиях эксплуатации при появлении повреждений», – отметил Дмитрий Карелин.

Технология создания сложных пространственно-армирующих структур из непрерывного углеволокна, которую также осваивают в «ОДК – Сатурн», позволяет управлять и контролировать распределение механических свойств внутри детали за счет 3D-армирования. Это делает возможным справиться с самым главным недостатком традиционных ПКМ – склонность к межслойному расслоению.