Отзыв на автореферат 6 (Изменение несущей способности авиационных конструкций из композиционных материалов в зависимости от силового воздействия)

Отзыв на автореферат диссертации Юргенсона Сергея Андреевича на тему: «Изменение несущей способности авиационных конструкций из композиционныхматериалов в зависимости от силового воздействия», представленной к защите на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 07. 02 — «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов». Вступление. 27 ноября 2015 года в УК «Роснано» на технологическом семинаре с докладом выступил Генеральный директор ГНЦ ФГУП «ВИАМ», академик РАН Евгений Николаевич Каблов.

Он сообщил, что ВИАМ совместно с институтами РАН разработал стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года. Евгений Каблов отметшц что в ВИАМ были определены принципы создания материалов нового поколения. «Мы не говорим о новых материалах, мы говорим о материалах нового поколения, которые невозможно создать без фундаментальных исследований». «Не менее важный вопрос — реализация полного цикла изделия, а также следование принципу неразрывности «материал — технология - конструкция», - добавил руководитель ВИАМ В настоящее время, по словам Евгения Каблова, одним из перспективных и быстрор звивающихся направлений в создании современных материалов является модифицирован ие полимерных композиционных материалов наноразмерными частицами с целью придания им специ льных свойств.

Поэтому с позиций намеченной на период до 2030 стратегией разработки материалов нового поколения и технологий их доводки и переработки под конечные изделия ответственного назначения, подготовленная к защите диссертация полностью укладывается в русло обозначенной стратегии совместных действий науки и производства РФ, она своевременна и актуальна .За последние два десятилетия мировая наука внесла большой теоретический вклад, позволяющий создавать полимерные композиционные материалы (ПКМ) с заданными свойствами.

В автореферате диссертации на странице 3 отмечено, что при изготовлении конструкций из ПКМ одновременно происходит формирование материала, что позволяет рассматривать его как комплекс решений, в который входят армирующий материал, связующее, укладка, тип технологического процесса и его параметры, а также конструктивные решения. Подобный опти альный технический и технологический симбиоз без использования науки вряд ли возможен.

Обладая достаточными ресурсами, передовые зарубежные фирмы развернули активные работы по разработке КМ в том числе с полимерной матрицей. На решение амбициозной задачи по сокращеншо массы летательных аппаратов на 30...50% были привлечены специалисты различных специальностей и создана современная технологическая и испытательная база. В результате: появилось большое количество новых марок композиционных материалов, пригодных для использования в самолетных конструкцгих, а также понимание того, что ПКМ имеют недостатки, которые преодолимы, но требуют большого объема доводочных работ и тестовых проверок на образцах и на готовых узлах и деталях.

Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены в анализируемой диссертации. На странице 3 Автореферата автор диссертации сообщает; «Характерной особенностью ПКМ по сравнению с металлическими материалами, является наличие внутренних дефектов, что требует применения неразрушающих методов контроля на большинстве этапов изготовления конструкции.

Для ПКМ также свойственно наличие высокого разброса свойств при изготовлении (порядка 15-20г») и значительное влияние типа технологического процесса и его параметров на несущую способность конструкции. Поэтому для подтверждения прочностных и эксплуатационных характеристик изделий из ПКМ используется болыиой объем испытаний элементарных и конструктивно-подобных образцов, что увеличивает стоимость разработки. Ниже по тексту автор диссертации дает определение несущей способности авиационных конструкций и рекомендует: «С целью повышения точности определения несущей способности конструкций из ПКМ необходимо уточнение, расширение и обобщение возможностей математического аппарата и методов экспериментального исследования.

Одним из возможных путей исследования поведения конструкции при внешних воздействиях является совмещение прочностных испытаний и применение методов неразрушающего контроля. Такое решение позволяет получить значительный объем информации для анализа и определить процессы изменения в материале при воздействии нагрузки или факторов внешней среды». Он также утверждает, «что для ПКМ структура материала значительно влияет на несущую способность конструкции. Это связано с н личием дефектов, полученных как при изготовлении, так и при эксплуатации». В наши дни передовые иностранные фирмы, имея за плечами накопленный опыт работы с КМ способные вкладывать большие финансовые ассигнования на продолжение теоретических исследований, на создание новых технологий и технологического оборудования, на разработку новых методов неразрушающего контроля и на приобретение первоклассного оборудованием неразрушающего контроля— способны широким фронтом совершенствовать уже освоенные марки ПКМ и создавать новые.

Поэтому композиционные материалы с новь ми потребительскими свойствами они непрерывно внедряют в военную и гражданскую продукцию. Если обратиться к не слишком давней истории, то сразу же вспоминаются несколько эпизодов. Вспомним, например, что передовые иностранные фирмы раньше, чем наша промышленность, развернули поисковые работы по ПКМ затем разработали углерод — углеродные КМ а затем из этих материалов освоили изготовление препрегов. Первые работоспособные широкоходные компрессорные лопатки также появились на Западе (изготовлены они были из углерод — углеродных препрегов с нанодобавками).

Если проанализировать наше время, то по части разработки новейших КМ Запад по-прежнему впереди. Западные фирмы, используя ранее накопленный опыт разработки слоистых композиционных материалов и современную научную и технологическую базу, работают по изготовлению «черного» крыла для перспективных самолетов. Создание композиционного крыла — задача очень сложная и ответственная, она может продолжаться длительное время с соответствующе ми финансовыми затратами пока не будет полностью решена поставленная задача.

Например, если затратив немалые финансовые средства, коллективу специалистов разньх профессий удастся создать легкое и надежное крыло, то это можно приравнять к подвигу. Отечественное самолетостроение по части применения в новых разработках или в модернизируемой технике ПКМ все еще пребывает в роли догоняющих. В РФ с некоторым отставанием от Западных фирм, в настоящее время развернуты работы по созданию композиционных панелей и других крупных узлов и дета ей самолетов разного класса, в том числе ведутся работы и по самолетным крыльям из КМ Несмотря на имеющиеся финансовые и технологические трудности, российские специалисты уверены, что при достаточном финансировании отечественное «черное крыло» необходимой надежности и работоспособности удастся создать в ближайшие два-три года. Из Правительственных кругов РФ все чаще даются обещания, что по мере экономического укрепления РФ будут приняты меры по укреплению отраслевой науки, технологического обеспечения новых перспективных разработок, создания условий, чтобы молодые ученые оставались в России и свой талант, знания и молодую энергшо направляли на благо России.

Даже в условиях надуманных санкций, на развитие перспективных технологий деньги выделяются. В том числе на разработку композитов и композитных технологий. Это позволяет сократить отставание РФ от зарубежных партнеров по главным направлениям исследований и выпуску инновационной продукции. Например, пусть с некоторым отставанием, но развернуты работы по увеличению использования в самолетах КМ ~это — силовые высоконагруженные и ответственных узлы планера самолета, панели и детали фюзеляжа.

Из углерод — углеродных материалов в настоящее время в РФ изготавливают крылья для самолета МС-21. На проходящем испытания двигателе ПД-14 ряд ответственных корпусных деталей изготовлены из композитных материалов. Доведенные до высокого уровня надежности, новые КМ и технологии осваиваются в других отраслях. Например, при выпуске новых автомобилей, спортивных товаров и многих других товаров, по качеству и потребительским свойствам, не уступающим западной продукции.