Российско-китайский ШФДМС - CR 929

    Посторонним В

    Старожил
    а как у Al-Li сплавов с огнестойкостью?
    Возможно, это Вас заинтересует:
    Одной из групп материалов, которую можно рассматривать в качестве альтернативы по отношению к традиционным металлическим сплавам, являются гибридные материалы – в частности, слоистые алюмостеклопластики. В отечественной практике за подобными материалами закрепилось наименование СИАЛ (Стеклопластик И АЛюминий), в зарубежной – более широко распространено обозначение GLARE (GL – стекло, А – алюминий, RE – армирование). Алюмостеклопластики обладают рядом преимуществ по сравнению с монолитными сплавами. Прежде всего, это высокое сопротивление развитию трещин усталости, обеспечиваемое благодаря многослойной структуре СИАЛов – чередованию металлических слоев и прослоек стеклопластика, армированных стекловолокном, которые тормозят развитие усталостных трещин. Кроме того, СИАЛы имеют высокий уровень удельных прочностных свойств в силу своей пониженной плотности, достигаемой за счет сочетания листов из алюминий-литиевого сплава и стеклопластиков [2, 3]. При этом довольно широко изучен уровень механических и эксплуатационных свойств алюмостеклопластиков [4–15]. Однако имеется еще ряд особенностей данных слоистых материалов, выгодно отличающих их от традиционных. В частности, ранее специалистами ФГУП «ВИАМ» получены результаты, свидетельствующие о высокой пожаростойкости алюмостеклопластиков [16]. Предложена теория, объясняющая механизм сопротивления алюмостеклопластиков распространению пламени, суть которой состоит в следующем. Проведенный анализ характера разрушения при воздействии открытого пламени на слоистый алюмостеклопластик показал, что внешний алюминиевый лист, имеющий толщину не более 0,4 мм, прогорает в течение 20–25 с, после чего действию пламени подвергается слой стеклопластика, который создает барьер воздействию пламени на последующие слои алюмостеклопластика. Эпоксидная (клеевая) матрица не выдерживает температуру открытого пламени (~1000°С) и происходит ее термодеструкция (Ткокс=350–400°С). Образование газообразных продуктов вызывает расслаивание слоистого материала, т. е. разделение слоев алюмостеклопластика. Это разделение позволяет воздуху проходить через промежуточные слои, действуя как дополнительный изолятор [17–19]. Таким образом, для сквозного прогорания СИАЛа требуется существенно большее время по сравнению с монолитными металлическими сплавами, поскольку распространению пламени противодействуют два фактора – наличие стекловолокон и абляционный эффект, формирующийся за счет образующихся продуктов горения и термодеструкции полимера.

    Настоящих энтузиастов такие мелочи не волнуют. -)
    Если в ВИАМ работают настоящие энтузиасты, то я рад за институт. Ведь от диванных скептиков толку немного... (
     

    Бурундук

    заблокирован
    Посторонним В, СИАЛ - это несколько другое. Фраза в статье "а огнестойкость будет обеспечивать стеклопластик" меня настораживает. Хотя испытания интересные.

    Настораживает и то, что Li - очень активный металл. И Li-Al сплавы - это не настоящие сплавы, а сложная структура типа стали. Подверженная старению. С локальным изменением хим. состава и, следовательно, физических свойств. Поэтому и спрашиваю.

    Энтузиазм он, действительно, хорош для исследователей и разработчиков. А вот финансисты и, особенно, специалисты по сертификации обязательно должны быть скептиками. Примеров недостатка скептицизма при запуске в эксплуатацию новых технологий в авиации, к сожалению, хватает.
     

    Посторонним В

    Старожил
    Энтузиазм он, действительно, хорош для исследователей и разработчиков. А вот финансисты и, особенно, специалисты по сертификации обязательно должны быть скептиками. Примеров недостатка скептицизма при запуске в эксплуатацию новых технологий в авиации, к сожалению, хватает.
    С этим никто и не спорит. Разговор изначально шёл о том, что фюзеляж 96-го даже в своём нынешнем виде очень даже неплох, и на его основе можно сделать вполне современный самолёт (пример - В777Х). О весовой культуре 96-го тут (и не только тут) спорили достаточно, и никто из скептиков не смог доказать, что она низка.
    Al-Li и СИАЛ я привёл лишь в качестве возможных путей развития проекта. Al-Li уже применяют - Airbus на А380 и А350, у нас на Бе-200. Значит, есть пути борьбы с пожароопасностью. СИАЛ - один из них, наверняка есть и другие.

    Кстати, Каблов за применение Al-Li: Будущее авиации — за алюминий-литиевыми сплавами
    Литий придает уникальные свойства алюминиевым сплавам — повышение прочности и модуля упругости при снижении плотности. Но главное преимущество в том, что многие алюминий-литиевые сплавы можно сваривать, перейдя таким образом от заклепок к сварным соединениям. Кроме того, данные сплавы обладают наилучшим комплексом механических, эксплуатационных и коррозионных характеристик, позволяющих конкурировать с традиционными алюминиевыми сплавами и полимерными композиционными материалами. Считаю, что со временем эти сплавы полностью вытеснят традиционные алюминиевые и произойдет замена клепаных конструкций на сварные.
    E-gen, конечно, может посчитать его настоящим энтузиастом, и будет прав. ;)

    [automerge]1562285264[/automerge]
    Ресурс не ухудшит большая толщина - вес ухудшит
    Меньшая удельная плотность композитов позволяет увеличить толщину изделия, а следовательно, и жёсткость, без ухудшения весовых параметров. Разве нет?
     
    Последнее редактирование:

    Инженер-109

    фельдмаршал
    И да, и нет. И проблема в "дороговизне" методов сравнения "чисто" металлических и смешанных композитных конструкций. Поэтому окончательного достоверного "мнения" нет пока и можно спорить. Но для маркетинга композиты однозначно лучше, а что там на самом деле - посмотрим. В идеале надо бы построить два абс идентичных самолета - "металл" против "пластика" - и дать им полетать на линиях лет этак 25 :)
     
    Последнее редактирование:

    Посторонним В

    Старожил
    В идеале надо бы построить два абс идентичных самолета - "металл" против "пластика"
    В этом случае композит может и проиграть. Спецы говорят, что преимущества композитов явно проявляются в конструкциях, спроектированных именно под их применение. Например, тонкое крыло большого удлинения, сложные пространственные интегральные элементы etc.
     

    Инженер-109

    фельдмаршал
    соглашусь - "идентичные" по БРЭО и СУ, паксовместимости и т.п. - удлинение крыла и т.п. могут отличаться наверное. В общем не реализуемая идея - некому за нее заплатить, и споры пока так и останутся виртуальными
     

    A_Z

    Старожил
    Настораживает и то, что Li - очень активный металл. И Li-Al сплавы - это не настоящие сплавы, а сложная структура типа стали. Подверженная старению. С локальным изменением хим. состава и, следовательно, физических свойств.
    ИМХО, как то не выглядят сплавы Al-Li перспективным направление. Точнее, они "перманентно перспективны".
    Занимаются ими у нас уже более полувека, американцы - подольше. За это время проверено хрен знает какое количество комбинаций / присадок. Однако до широкого внедрения в конструкции по-прежнему далеко - всё осталось на уровне отдельных элементов.
    Углеродными композитами начали заниматься позже, чем алюминий-литиевыми сплавами. Тем не менее, "серьёзный" цельнокомпозитный самолет (Beechcraft Starship) взлетел в 1985-м году. А вот до "цельнолитиевого", как я понимаю, и сегодня ещё как до Пекина раком. Во всяком случае, даже "официальные энтузиасты" об этом пока не заикаются.
     

    A_Z

    Старожил
    Фюзеляж Ми-26 из Ал-Ли сплава 01420.
    Сплав разработан в 1968-м году.

    Во время эксплуатации было выявлено, что у сплава низкая трещиностойкость...
    Примечательно, что ВИАМ называет одним из преимуществ ал-ли-сплавов именно высокую трещиностойкость.

    ...(вроде даже с катастрофой) .
    Сразу вспоминается история Ан-10 - когда Фриляндер сначала получил сталинскую премию за В95, а потом с блеском доказал, что антоновцы дураки, ибо сплав этот применять было нельзя.

    Этот же сплав вроде применялся в Ан-124
    Есть такое. Правда, не знаю, что там из этого сплава делают.
    Детали из него и на МиГ-29 ставили - но потом пришлось менять на дюралевые из-за просадки характеристик материала по причине старения.
     

    alex1664

    я тут
    ИМХО, как то не выглядят сплавы Al-Li перспективным направление. Точнее, они "перманентно перспективны".
    Занимаются ими у нас уже более полувека, американцы - подольше. За это время проверено хрен знает какое количество комбинаций / присадок. Однако до широкого внедрения в конструкции по-прежнему далеко - всё осталось на уровне отдельных элементов.
    Углеродными композитами начали заниматься позже, чем алюминий-литиевыми сплавами. Тем не менее, "серьёзный" цельнокомпозитный самолет (Beechcraft Starship) взлетел в 1985-м году. А вот до "цельнолитиевого", как я понимаю, и сегодня ещё как до Пекина раком. Во всяком случае, даже "официальные энтузиасты" об этом пока не заикаются.

    Ну так Ваши примеры как раз и являются ответом скептикам, по внедрению новинок. Внедрят все что смогут, но потом 8-)
    Пока как раз идет набор статистики. По сложным конструкциям и десятки лет.
    Бичкрафт Старшип вообще уникальный самолет достойный отдельного упоминания. Жалко что серия была прервана вобщем не по техническим причинам, и остались только единицы летающими.
     

    Прочнист

    Старожил
    Настораживает и то, что Li - очень активный металл. И Li-Al сплавы - это не настоящие сплавы, а сложная структура типа стали. Подверженная старению. С локальным изменением хим. состава и, следовательно, физических свойств. Поэтому и спрашиваю.

    Вы преувеличиваете.
    Никаких Li-Al сплавов в авиации не применяют (я думаю, их нет в природе).
    Применяют АЛЮМИНИЕВЫЙ сплав 1420. Это не сплав алюминия и лития. Это алюминий, легированный прежде всего магнием (до 6%). Лития там около 2%.

    Тем не менее, в наших кругах плются на конструцию хорошего, в обшем, вертолета, но изготовленную из этих самих Al-Li сплавов. Корродирует очень сильно. Пришлось запускать ряд программ по предотвращению коррозии.

    И замечание по "перспективности" этих сплавов. Я об этом читал еще в своем студенческом учебнике по материаловедению. А отпечатан учебник был примерно в 1972 году. Почти 50 лет назад.
     

    A_Z

    Старожил
    Ну так Ваши примеры как раз и являются ответом скептикам, по внедрению новинок. Внедрят все что смогут, но потом 8-)
    Пока как раз идет набор статистики. По сложным конструкциям и десятки лет.
    Дюралюминий был получен в 1903-м, и начал производиться в 1909 году. Первым цельнодюралевым самолетом, если я не ошибаюсь, был Junkers J7 (D-1) - а это 1917-й год. Причина столь быстрого внедрения - неоспоримое преимущество дюраля перед деревом и смешанными конструкциями. Не помешала даже относительная дороговизна алюминия в те годы.

    Углепластики, если я не ошибаюсь, "изобрели" где-то в начале 60-х. Понадобилось ~25 лет, чтобы они "массово" появились в конструкции самолёта. Это несмотря на то, что темпы прогресса в эти годы были куда выше, чем в начале века.
    Причина, на мой взгляд, в том, что преимущество углепластиков перед дюралевыми сплавами было неочевидно.
    В конструкции крыла - да. Наверное. :) В конструкции фюзеляжа - а вот не факт.
    Ну, и дороговизна, конечно. Хотя изготовление собственно углеволокна "энергетически дешевле" алюминия раз в пять. И соткать его не так дорого. Но вот изготовление "конечного продукта" - гемор ещё тот.

    Теперь посмотрим на сплавы Al-Li. Если верить ВИАМу, то "цельнолитиевый" фюзеляж имел ещё Як-36. А это, на минутку, 1964-й год. То есть за полвека с лишним Al-Li не сумел доказать своих преимуществ перед дюралем и углепластиком.
    Ну, и сколько ещё времени понадобится на это доказательство?
    А может, всё дело в том, что оных преимуществ и нетутя? :)
     

    A_Z

    Старожил
    Можно посмотреть химический состав сплава 1420...
    Приведённые по ссылке цифры не соответствуют ОСТ 1-90048-90.
    006.jpg
     

    Антон К.

    Местный
    Прочнист, спасибо.

    Однако 2% Li не дадут снижения плотности с 2,7 до 2,4, о чём пишет Каблов.
    Есть алюминий-магниевые сплавы такой плотности и даже еще более легкие. Не знаю как они себя ведут в плане усталости, но с коррозионной стойкостью там все не очень радостно. Особенно если имеется контакт с другими металлами, образующими не лучшую гальванопару.
     

    Бурундук

    заблокирован
    SDMB-200, так 14XX это же Al-Mg сплавы. Я понял, что речь у Каблова идёт о чём-то новом с большим содержанием лития, настолько большим, что даже на плотность влияет.

    Наконец, у пассажирских самолётов требования к противопожарной безопасности должны быть намного более жёсткими, чем у самолётов ВВС.
     

    SDMB-200

    Местный

    Антон К.

    Местный
    SDMB-200, так 14XX это же Al-Mg сплавы. Я понял, что речь у Каблова идёт о чём-то новом с большим содержанием лития, настолько большим, что даже на плотность влияет.

    Наконец, у пассажирских самолётов требования к противопожарной безопасности должны быть намного более жёсткими, чем у самолётов ВВС.
    Колесные диски в советские времена вроде из магния делали, не из чистого конечно, но видимо сплав был с высоким его содержанием. Подростки за этим добром делали рейды в Быково, там задворки аэродрома вообще не охранялись, и была знатная свалка.
     

    Armadillo

    Старожил
    Максимальный взлетный вес перспективного российско-китайского широкофюзеляжного пассажирского самолета CR929 составит 245 тонн.
    пока непонятно, какие конкурентные преимущества они планируют.