Инновационная привлекательность современных авиационных технологий

Технологическая направленность научнопроизводственной деятельности УНТЦ филиала ФГУП ВИАМ сыграла положительную роль в момент становления рыночных отношений в России. Произошедший явный уклон на рынке услуг в сторону реального продукта (технология, установка, товарная продукция) показал востребованность производства, созданного на технологической базе УНТЦ, где при поддержке лабораторий ВИАМ развиваются следующие основные научные направления: «Технология изготовления полуфабрикатов и крупногабаритных деталей из ПКМ» и «Физико-химические способы обработки и защиты поверхности деталей».

Одной из актуальных задач в условиях рынка является создание высоко-эффективной и конкурентоспособной продукции в различных отраслях про-мышленности. Пути решения этой проблемы ВИАМ видит в создании новых материалов и технологий, которые позволят повысить конкурентоспособность продукции в авиастроении, общем машиностроении, нефтегазовом комплексе, перерабатывающей промышленности и многих других.

Так, разработанные технологии изготовления препрегов на основе расплавов связующих (ЭДТ-69, ВСО-200, ФПР-520) позволили значительно (до 30 %) сократить стоимость препрегов за счет исключения растворителей из состава связующих, снижения выбросов вредных веществ в окружающую среду, снижения энергетических затрат на 15-20 %.

тное содержание связующего на различных типах наполнителя и полимерных связующих. Данные приборы успешно при-меняются на авиационных предприятиях России. Эта разработка позволяет сократить трудоёмкость контроля данного параметра на 20 % и повысить точность замера до 1 %, чего было невозможно достичь ранее существующими методами.

Для оценки качества препрегов разработан прибор ИПФ-2002, позволяющий в реальном времени оценить их способность к формованию с учетом изменений, произошедших в полимерных связующих во время хранения. Прибор даёт возможность фиксировать точки достижения минимальной вязкости и гелеобразования, а так же степень полимеризации. Применение прибора позволяет оптимизировать время подачи и снятия давления, завершения процесса формования, что обеспечивает качество формуемых деталей и повышает их эксплуатационную надежность.

В связи с тем, что основными методами изготовления авиационных конструкций из ПКМ являются вакуумные и вакуум-автоклавные методы формования, в том числе с применением полимерных выклеечных оснасток, то изготовление последних является важнейшим элементом этих технологий. Данный вопрос удачно решён в разработках УНТЦ ВИАМ направленных на создание технологического комплекса, включающего полимерную выклееч-ную оснастку с внутренним неметаллическим нагревателем и систему автоматизированного контроля и управления температурой, вакуумным давлением в процессе формования конструкций из ПКМ, с выводом этих параметров в режиме реального времени на дисплей компьютера.

Для решения отраслевой проблемы по обеспечению соответствия панелей интерьеров современных пассажирских самолетов АП-25 по пожаробезопасности совместно с лабораториями ВИАМ разработана технология изготовления модифицированного связующего ФПР-520, а на его основе – технологии изготовления трёхслойных панелей интерьера и крупногабаритных ли-

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 14, №4(3), 2012

стов стеклопластика для багажно-грузовых отсеков самолёта. Изготовленные по данным технологиям панели полностью удовлетворяют требованиям АП-25 по пожаробезопасности. Разработанные технологии позволили также повысить на 10-20 % уровень прочностных свойств данных конструкций по сравнению с серийными технологиями ( σ _от = 25 МПа, σ _оти = 14 Н/мм, σ _{4-х точечн. изг.} = 240 М^отрПа). ^отдир

Одним из основных научных направлений лаборатории «Физико-химических способов обработки и защиты поверхности деталей» является разработка технологий осаждения гальванических покрытий в электролитах, содержащих нанопорошки. Такие покрытия, названные кластерными, обладают целым рядом уникальных свойств, по которым их можно харак-теризовать как новый класс гальванических кластерных покрытий. Благодаря нанокристаллическому строению, кластерное покрытие обладает более высоким уровнем свойств; так, микротвёрдость у них в 1,5-2 раза выше, чем у традиционных покрытий, а при толщинах 15 мкм и выше они не имеют пор. Высокие значения микротвёрдости, следовательно, и высокая износостойкость покрытий и отсутствие в покрытиях сквозных пор исключают контакт агрессивной среды с материалом подложки, тем самым повышая эксплуатационный ресурс деталей с кластерными покрытиями.

Кроме того, кластерные гальванические покрытия отличаются от традиционных такими характеристиками, как высокая прочность сцепления с материалом подложки, что исключает необходимость предварительного меднения основного материала, а шероховатость покрытия, при толщинах до 40 мкм соответствует исходной шероховатости поверхности детали.

В настоящее время разработаны следующие кластерные покрытия: хромовое, никелевое, никель-кобальтовое, никель-фосфорное, цинковое, цинк-никелевое, цинк-кобальтовое, на которые выпущена отраслевая нормативная документация. Эти покрытия нашли применение, как в авиационной, так и в других отраслях промышленности. Все разработки защищены патентами. Продолжаются разработки новых технологических процессов осаждения защитных и специальных многофункциональных покрытий, свойства которых могут задаваться по требованию заказчика.

Другим научным направлением этой лаборатории является разработка технологий осаждения покрытий, получаемых из металлоорганических соединений путём их пиролитического разложения. В настоящее время разработан процесс осаждения пиролитического карбидохро-мового покрытия, микротвёрдость которого достигает 20000 МПа; при толщинах более 5 мкм поры в таком покрытии отсутствуют. Покрытие не реагирует ни с одной кислотой, даже с «царской водкой», обладает гидрофобными и антифрикционными свойствами, не требует дополнительной механической обработки, способно проникать даже в узкие глухие отверстия и может наноситься на стали, алюминиевые, никелевые, титановые сплавы, керамику, стекло и т.п. Создание новых пиролитических алюминиевых покрытий позволит расширить область использования данной технологии.

В центре было организовано опытно-промышленное производство полуфабрикатов, деталей и изделий из полимерных композиционных материалов, производство гальванических и пиролитических покрытий.

Инновационная стратегия института (ФГУП ВИАМ) в областях прикладных исследований по разработке высокоэффективных наукоёмких технологий и созданию опытного производства по выпуску малых партий материалов и деталей на примере УНТЦ наглядно подтвердила востребованность предприятиями отрасли созданных разработок и эффективность данной инновационной политики.

INNOVATIVE APPEAL OF MODERN AVIATION TECHNOLOGIES

Sergey Strelnikov, Chief of Laboratory.