Композиты в авиации - история и современность

[Бармалей]

Да:
Посмотреть вложение 746043Посмотреть вложение 746044
Есть ещё PDF от производителя крыла Mitsubishi Heavy Industries: Production Technology of Large-Scale Composite Wings for Commercial Aircraft - там немного о производственном процессе.

Нет, имею ввиду нервюры крыла. Так то механизация из ПКМ и у а320 и у 737

 

[El Gato]

Нет, имею ввиду нервюры крыла. Так то механизация из ПКМ и у а320 и у 737

Нервюры алюминиевые: Boeing 787 Dreamliner Demonstration Wing Box Complete; Testing Set to Begin

The upper and lower surface panels and the spars of the wing are made entirely of the same composite material being used on the fuselage. The wing ribs are monolithic aluminum structures, each machined from a single piece of aluminum plate.

Верхняя и нижняя панели и лонжероны крыла выполнены полностью из того же композитного материала, что и фюзеляж. Нервюры крыла представляют собой монолитные алюминиевые конструкции, каждая из которых изготовлена из цельной алюминиевой пластины.

 

[Бармалей]

Нервюры алюминиевые: Boeing 787 Dreamliner Demonstration Wing Box Complete; Testing Set to Begin

Верхняя и нижняя панели и лонжероны крыла выполнены полностью из того же композитного материала, что и фюзеляж. Нервюры крыла представляют собой монолитные алюминиевые конструкции, каждая из которых изготовлена из цельной алюминиевой пластины.

А а220, а350 и мс21?

 

[A.F.]

у МСа нервюры тоже алюминиевые, пару лет назад тут где-то обсуждалось

 

[El Gato]

А а220, а350 и мс21?

У A220 и A350 тоже металлические нервюры крыла:
Bombardier throws down the gauntlet with CSeries airliner (опубликовано в октябре 2011)

Most of the CSeries wing, about 80% of it in fact, is composite. Specifically the torque box – the wing’s main strength member – and wing skins are of carbon fibre reinforced plastic (CFRP), as are the moving control surfaces (ailerons, spoilers and flaps). Other CFRP parts include the winglets, fixed trailing edge shrouds and main landing gear doors. However, parts of the internal stiffening structure, notably the ribs, are of aluminium alloy, together with the wing leading edge and slats, while the attachments for the engine pylons are titanium... The metal content illustrates the tendency of designers today to make best use of both composites and metals, separately or in combination, depending on the particular structural requirements...Interestingly, the CSeries wing configuration resembles that of Airbus’ latest design, the A350, similarly having composite spars and envelope plus metal ribs.

Большая часть крыла CSeries, фактически около 80%, является композитным. В частности, кессон крыла – основной силовой элемент крыла – и обшивка крыла выполнены из армированного углеродным волокном пластика (углепластика), как и отклоняемые поверхности управления (элероны, спойлеры и закрылки). Другие детали из углепластика включают в себя винглеты, неподвижные задние кромки крыла и створки основного шасси. Однако части внутренней структуры жесткости, в особенности нервюры, изготовлены из алюминиевого сплава, как и передняя кромка крыла и предкрылки, тогда как крепления для пилонов двигателя выполнены из титана... Использование металла иллюстрирует тенденцию дизайнеров сегодня наилучшим образом использовать как композиты, так и металлы, отдельно или в комбинации, в зависимости от конкретных конструктивных требований... Интересно, что конструкция крыла CSeries напоминает последнюю разработку Airbus - A350, аналогично имеющую композитные лонжероны и обшивку в сочетании с металлическими нервюрами.

 

[Бармалей]

У A220 и A350 тоже металлические нервюры крыла:
Bombardier throws down the gauntlet with CSeries airliner (опубликовано в октябре 2011)

Большая часть крыла CSeries, фактически около 80%, является композитным. В частности, кессон крыла – основной силовой элемент крыла – и обшивка крыла выполнены из армированного углеродным волокном пластика (углепластика), как и отклоняемые поверхности управления (элероны, спойлеры и закрылки). Другие детали из углепластика включают в себя винглеты, неподвижные задние кромки крыла и створки основного шасси. Однако части внутренней структуры жесткости, в особенности нервюры, изготовлены из алюминиевого сплава, как и передняя кромка крыла и предкрылки, тогда как крепления для пилонов двигателя выполнены из титана... Использование металла иллюстрирует тенденцию дизайнеров сегодня наилучшим образом использовать как композиты, так и металлы, отдельно или в комбинации, в зависимости от конкретных конструктивных требований... Интересно, что конструкция крыла CSeries напоминает последнюю разработку Airbus - A350, аналогично имеющую композитные лонжероны и обшивку в сочетании с металлическими нервюрами.

Об этом и речь. Пока, кстати, посмотрим на экономику полетов а220. Обещанные экономии от 15 до 40% по сравнению с embraer, airbus, boeing воплотится ли в реальности? Танцев с бубном много вокруг технологии производства, выкладки, хранения пре-прегов и др. И плюс контроль за состоянием деталей из ПКМ

 

[лапшин]

Тупик это. Нет никаких "маячков". Нет деградации металла на удалении уже в десяток мм от концентратора напряжений. А типовой концентратор - под головкой винта или заклепки. И их сотни. Нереально тензометрией диагностику проводить. Прибор вихревых токов, ультразвук и рентген - наше все. И пост-фактум.

Разговор разве не про ПКМ - причем здесь вихревые токи?

 

[Прочнист]

Разговор разве не про ПКМ - причем здесь вихревые токи?

Я так понял, за все эти методики, маячки, циакрин и сотни тензодатчиков разговоp начал инженер-109, как он оклеивал Як-42 изнутри.

Если не так, то извиняйте. Я только с металлом работаю.

 

[лапшин]

Я так понял, за все эти методики, маячки, циакрин и сотни тензодатчиков разговот начал инженер-109, как он оклеивал Як-42 изнутри.

Если не так, то извиняйте. Я только с металлом работаю.

Опыт наклейки тензодатчиков на Як-42, насколько понимаю, был приведен в пример такой возможности для неразрушающего контроля агрегатов из ПКМ.

 

[Бармалей]

У A220 и A350 тоже металлические нервюры крыла:
Bombardier throws down the gauntlet with CSeries airliner (опубликовано в октябре 2011)

Большая часть крыла CSeries, фактически около 80%, является композитным. В частности, кессон крыла – основной силовой элемент крыла – и обшивка крыла выполнены из армированного углеродным волокном пластика (углепластика), как и отклоняемые поверхности управления (элероны, спойлеры и закрылки). Другие детали из углепластика включают в себя винглеты, неподвижные задние кромки крыла и створки основного шасси. Однако части внутренней структуры жесткости, в особенности нервюры, изготовлены из алюминиевого сплава, как и передняя кромка крыла и предкрылки, тогда как крепления для пилонов двигателя выполнены из титана... Использование металла иллюстрирует тенденцию дизайнеров сегодня наилучшим образом использовать как композиты, так и металлы, отдельно или в комбинации, в зависимости от конкретных конструктивных требований... Интересно, что конструкция крыла CSeries напоминает последнюю разработку Airbus - A350, аналогично имеющую композитные лонжероны и обшивку в сочетании с металлическими нервюрами.

https://www.researchgate.net/figure/Materials-used-in-a-modern-aircraft-the-Airbus-A350-XWB-5_fig6_318923824

На compositesWorld еще статьи были, давно правда, сейчас не вспомню. Повторю, что механизация крыла, закрылки, законцовки крыла давно уже делается из ПКМ, втч и в России, втч и для airbus и Boeing. А вот по методам диагностики ответственных деталей из ПКМ в конструкциях крыла информации практически нет. Даже по а220, с его алюминиевыми нервюрами, информация по срокам a, b, c - check'ов заводом изготовителем корректировалась, если не изменяет память, неоднократно.

 

[SDMB-200]

Об этом и речь. Пока, кстати, посмотрим на экономику полетов а220. Обещанные экономии от 15 до 40% по сравнению с embraer, airbus, boeing воплотится ли в реальности? Танцев с бубном много вокруг технологии производства, выкладки, хранения пре-прегов и др. И плюс контроль за состоянием деталей из ПКМ

Какие-такие препреги на А220 при сухой выкладке графитовых панелей и деталей для вакуумной инфузии, родное сердце?
То же самое на МС-21. Всех танцев - достать с полки бобину.

 

[SDMB-200]

Прочнист, они сами возбуждаются в полёте.

В том то и прелесть качественного перехода к очень большому количеству датчиков, измерений и анализу с помощью нейросетей. Можно работать не с эталонными модами, а с теми, что получаются при реальной вибрации. При этом основную роль играет не сама мода (она будет разной, в зависимости от возмущения), а их соотношение.

Спектр матрицы жесткости зависит от правой части системы? Это давно так случилось?

 

[Бармалей]

Какие-такие препреги на А220 при сухой выкладке графитовых панелей и деталей для вакуумной инфузии, родное сердце?
То же самое на МС-21. Всех танцев - достать с полки бобину.

Я, простите, где-то тут упомянул мс21 с пре-прегом? Писал о б787, упомянув и о а220 "до кучи". Но даже если рассмотреть сухую выкладку с вакуумной инфузией, хранить смолу тоже необходимо в определенных условиях и не очень длительный срок. Нарушение условий хранения приводит к негодности продукта. В отличие от металлических деталей. И, в сотый раз, очень хочется услышать о методах контроля состояния деталей в условиях аэропортовской инфраструктуры тех персоналом, какие решения предложены? Есть ли информация о а350 для афл? Или при возникновении подозрений на дефект лететь на завод изготовитель?

 

[Sergey-nn]

И, в сотый раз, очень хочется услышать о методах контроля состояния деталей в условиях аэропортовской инфраструктуры тех персоналом, какие решения предложены? Есть ли информация о а350 для афл? Или при возникновении подозрений на дефект лететь на завод изготовитель?

Что вы носитесь с этими мнимыми микротрещинами под заклёпкой как с писаной торбой?
На "лямене" тож далеко не ко всем узлам с дефектоскопом подлезешь.
К тому же при "лепеке" из композита конкретно в точках крепления можно увеличить толщину получив хоть десятикратный запас прочности практически без изменения массы и стоимости изделия.

 

[Chufik]

Вы

Если открытый пилон я могу еще понять - двигатели скорей всего не гоняли, ничего не включали, то отсутствие каноэ... Даже не знаю как тракторвать: или спешили, или не было в наличии.

То что на ЛИС перекатили из цеха окончательной сборки не говорит о том что он через неделю на взлет. На ЛИСе еще много отработок и топливная система и остальное ещё куча всего до первой гонки двигателя. Поэтому какой смысл ставить все обтекатели и лючки, если через 1 час их опять снимать, тем более самолет опытный. Отъемом перевезут, не будут же это на видео показывать. По серийным машинам (не МС-21) уже отработанно давно чего и где ставить и как передавать.

 

[Juventino]

офф:

Спектр матрицы жесткости зависит от правой части системы? Это давно так случилось?

В нелинейной постановке задачи (в том числе без внешнего возмущения) - испокон веков. Даже в упрощенной линейной инженерной модели в потоке в правой части будет присутствовать "аэродинамическая жесткость" (см. РДК).
#автоудаление

+ по теме неразрушающего контроля элементов из ПКМ в ангарных условиях: на уровне TRL 6-8 сейчас интенсивно разабатывается и внедряется достаточно много решений с использованием активной термографии (см. конференции NDTinAerospace, EASN/ECNDT и прочее)

 

[Прочнист]

Спектр матрицы жесткости...

Это не смешно.

 

[Бармалей]

офф:

В нелинейной постановке задачи (в том числе без внешнего возмущения) - испокон веков. Даже в упрощенной линейной инженерной модели в потоке в правой части будет присутствовать "аэродинамическая жесткость" (см. РДК).
#автоудаление

+ по теме неразрушающего контроля элементов из ПКМ в ангарных условиях: на уровне TRL 6-8 сейчас интенсивно разабатывается и внедряется достаточно много решений с использованием активной термографии (см. конференции NDTinAerospace, EASN/ECNDT и прочее)

Trl 6-8 это хорошо, но а350 уже летает, если верить чиновникам и отдельным представителям этого форума мс21 поступит ак в следующем году, к гадалке не ходи. И вопрос как контролировать состояние силовых элементов крыла, например, нервюр в ангарных условиях? И вопрос мой никак не связан с превышением предельных нагрузок борта при приземлении.

 

[Прочнист]

+ по теме неразрушающего контроля элементов из ПКМ в ангарных условиях: на уровне TRL 6-8 сейчас интенсивно разабатывается и внедряется достаточно много решений с использованием активной термографии (см. конференции NDTinAerospace, EASN/ECNDT и прочее)

В СССР в 80-е годы пробовали термографию на металлических конструкциях. В лабораторных условиях можно было наблюдать развитие трещины визуально. Эх, все заглохло...

Но оффтоп здесь.

 

[Бурундук]

Спектр матрицы жесткости зависит от правой части системы? Это давно так случилось?

УмнО, но не к месту.

Спектр (в линейной задаче, спасибо, Juventino) не зависит. Но определить его можно, изучая отклик не только на собственные вектора или даже на полный набор заранее заданных, но и на достаточно большую комбинацию случайных (колебаний, проявляющихся в полёте). О чём (примерно) речь и идёт (умничаю в ответ).