Ювелирная точность без сверления: в МАИ разрабатывают отечественную технологию клеевого ремонта композитов

Фото: Пресс-служба МАИ / Личный архив

В Московском авиационном институте разрабатывают отечественную технологию деликатного и оперативного ремонта композитных изделий – более совершенную, чем зарубежные методы. Она позволит устранять дефекты без сверления, при этом с ювелирной точностью и меньшими затратами. В первую очередь, технология направлена на авиационную отрасль, однако, со слов разработчиков, возможности её применения не ограничены.

Деликатный подход

Проект реализуют специалисты Центра композитных конструкций, лаборатории № 2 НИО-101 и лаборатории № 3 Передовой инженерной школы МАИ.

– Наша технология призвана заменить зарубежные аналоги. Она позволяет устанавливать на повреждённых участках композита аккуратную «заплатку». Это избавляет от необходимости сверлить в материале отверстия, которые являются концентраторами напряжений и способствуют ослаблению конструкции, – отмечает начальник группы усталостной прочности и ремонтов Центра композитных конструкций МАИ Сергей Ковтунов.

Зона композита, где возникли трещины или другие повреждения, стачивается с запасом по площади. С помощью шлифовки формируется полость, куда вкладывается заплатка – как правило, из того же материала. После этого ремонтируемая часть покрывается вакуумным мешком, и под воздействием высокой температуры слои спекаются в единый монолит.

Ремонтный чемодан МАИ

Огромным плюсом технологии является возможность устранять дефекты прямо на месте. Иными словами, отпадает необходимость демонтировать повреждённую деталь и транспортировать её в ремонтный цех. Для этого в МАИ разработали две портативные станции – ремонтные чемоданы. 

– После укладки заплаты необходимо произвести её отверждение. Для успешного результата требуется соблюсти определённый температурно-временной режим. Ремонтный чемодан позволяет оперативно настроить цикл отверждения и автоматически проводит контролируемый нагрев, создавая необходимое давление в проблемной зоне. Аппарат весит около 10 килограммов и подключается к обычной электросети, что делает его удобным инструментом для проведения выездных ремонтных работ, – говорит Сергей Ковтунов.

Экспериментальные работы

На данный момент в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ МАИ по заказу индустриального партнёра проводит тестовый ремонт разными методами отверждения более чем 100 панелей композиционного материала. Их дальнейшие прочностные исследования будут учтены при эксплуатации летательных аппаратов. Завершить работы планируется в 2027 году. 

– Нам предстоит большой объём работ по ремонту и последующему определению эксплуатационных характеристик полученных образцов. Результаты будут интегрированы в наши расчётные конечно-элементные модели, благодаря чему в дальнейшем мы сможем применять их для анализа более крупных конструкций, таких как агрегаты и планер самолёта, – отмечает Сергей Ковтунов.

В более далёкой перспективе планируется запуск портативных ремонтных станций МАИ в масштабное производство.