Система мониторинга состояния композитного крыла для МС-21

Российский лайнер МС-21 будет оснащаться системой мониторинга состояния конструкций. Об этом сообщил генеральный директор НИЦ «ИРТ» Николай Львов. По его словам, внедрение специальных датчиков позволит в режиме реального времени контролировать в том числе состояние композитного крыла самолёта, изготовленного из отечественных материалов. Кроме того, на лайнере будут устанавливаться российские двигатели ПД-14. По мнению аналитиков, после начала серийного производства МС-21 может сформировать облик отечественной гражданской авиации.

На российском пассажирском лайнере МС-21 планируется внедрить систему мониторинга состояния конструкций. Об этом сообщил генеральный директор НИЦ «ИРТ» Николай Львов.

«У нас подписаны дорожная карта и план, сейчас разрабатывается техническое задание по внедрению системы на МС-21», — отметил он в интервью ТАСС.

По словам Николая Львова, данная система мониторинга в режиме реального времени будет контролировать в том числе состояние композитного крыла МС-21, изготовленного полностью из российских материалов.

Как отмечается на сайте НИЦ «ИРТ», в состав системы мониторинга входят волоконно-оптические датчики измерения различных физических величин, бортовые блок-регистраторы (радиоэлектронная аппаратура) и специальное программное обеспечение для обработки и анализа зарегистрированной датчиками информации.

Консоль крыла самолета МС-21-300. Источник изображения: Объединенная авиастроительная корпорация (ОАК)

«Системы мониторинга предназначены для регистрации в режиме реального времени нагрузок, действующих на конструкции, обнаружения повреждений, в том числе ударных, в контролируемых конструкциях, оценки предотказного состояния и остаточного ресурса», — говорится в материалах компании.

По словам разработчиков, внедрение подобных систем сегодня является крайне актуальным ввиду активного использования в авиаотрасли новых композитных материалов и необходимости изучения их на предмет ударостойкости и возникновения внутренних трещин.

«Если по старым материалам был накоплен огромный опыт, были разработаны специальные теории по развитию трещин, стойкости металла, то по композитам этот опыт отсутствовал. Это была проблема не только наша. Это проблема, над которой работал и работает весь мир», — рассказал ТАСС научный руководитель НИЦ «ИРТ» Владимир Каргопольцев.

Как отметили в компании, датчики системы непрерывно контролируют состояние значимых элементов конструкции машины, что позволяет следить за ситуацией от начала возникновения дефектов до развития и появления трещин и возможного нарушения целостности конструкций.

Благодаря этому техслужбы получают возможность не только проверить состояние машины, но и понять историю проблемы, а также спрогнозировать остаточный ресурс летательного аппарата и наступление предотказного состояния.

В НИЦ «ИРТ» сообщили, что подобная система уже используется на боевом вертолёте Ка-52М. Информация, получаемая авиатехниками с Ка-52М, включает в себя данные по работоспособности основных элементов конструкции вертолёта, включая их остаточный ресурс.

Помимо МС-21, систему мониторинга могут внедрить и на других отечественных самолётах. В частности, разработкой НИЦ «ИРТ» заинтересовались в ОКБ Ильюшина.

«В компании максимально заинтересованы на первом этапе интегрировать систему в самолёт Ил-76», — отметил генеральный директор НИЦ «ИРТ» Николай Львов.

Демонстрация концепции работы датчиков контроля НИЦ «ИРТ» на форуме «Армия-2021» © Пресс-служба НИИ "ИРТ"

Встать на композитное крыло

Напомним, МС-21 — это среднемагистральный узкофюзеляжный пассажирский лайнер, разрабатываемый корпорацией «Иркут». Доля композитов в конструкции МС-21 составляет порядка 40%, что является рекордным показателем для судов подобного класса.

Стоит отметить, что изначально при создании лайнера применялись в том числе и импортные композитные материалы, однако их поставки стали невозможны после введения США в 2018 году очередных санкций против РФ.

В результате производство композитов было налажено в России, что сказалось на сроках реализации проекта.

По данным «Ростеха», отечественные материалы для силовых композитных конструкций разработаны при участии учёных МГУ и предприятий «Росатома», а консоли крыла и центроплан самолёта МС-21-300 производятся на предприятии «АэроКомпозит-Ульяновск».

МС-21 с полностью российским композитным крылом совершил первый полёт в декабре 2021 года.

Но западные санкции затронули не только композиты: в 2022 году стало известно, что в Россию не будут поставляться американские силовые агрегаты для МС-21.

Изначально предполагалось, что первые серийные лайнеры будут летать на американских двигателях Pratt & Whitney (PW140), а параллельно с этим будет проектироваться версия МС-21 с российскими агрегатами ПД-14, которые создавались специально для этого лайнера. Однако из-за американских рестрикций в серию сразу должны были пойти самолёты с ПД-14, что также сдвинуло сроки завершения работ.

Первый опытный лайнер с ПД-14 поднялся в воздух в декабре 2020-го. В октябре этого года первый полёт совершил второй образец МС-21 с ПД-14. Причём этот самолёт ранее проходил испытания с импортной силовой установкой, но затем был ремоторизирован.

По словам заместителя гендиректора ОАК по гражданской авиации — гендиректора корпорации «Иркут» Андрея Богинского, подключение второго самолёта к испытаниям позволит нарастить плотность полётов и продолжить настройку двигателя и бортовых систем для их наиболее эффективной работы в МС-21.

Он также сообщил, что сертификацию МС-21 с российским двигателем предполагается завершить до конца 2022 года.

Для выпуска МС-21 планируется модернизировать оборудование соответствующих производств. 17 октября премьер-министр Михаил Мишустин заявил, что правительство России выделит около 15 млрд рублей на оборудование для авиазаводов, выпускающих отечественный лайнер МС-21, чтобы в стране производилось не менее 36 таких самолётов в год.

Как отметил в августе вице-премьер, глава Минпромторга России Денис Мантуров, окончание всех работ по созданию полностью импортозамещённой версии МС-21 ожидается к концу 2024 года.

Одним из главных заказчиков МС-21 станет «Аэрофлот». Гендиректор компании Сергей Александровский на встрече в августе с президентом РФ Владимиром Путиным сообщил, что фирма намерена закупить 210 бортов МС-21.

«На новых технологических принципах»

Как отметил в беседе с RT заслуженный военный лётчик РФ генерал-майор в отставке Владимир Попов, в рамках создания МС-21 в России впервые для нашей страны будет развёрнуто массовое производство самолётов с широким использованием композитов. В этих условиях система контроля состояния таких материалов крайне востребована в отрасли.

Приборы в кабине авиалайнера МС-21-310 с двигателем ПД-14 на территории Лётно-исследовательского института имени М.М. Громова в Жуковском РИА Новости © Нина Падалко

«Крыло состоит из центроплана и двух огромных консолей, на которых размещаются двигатель, топливные баки, агрегаты управления крылом и другие элементы. Всё это формирует определённые условия эксплуатации композитных материалов, за которыми нужно наблюдать. Причём наблюдать не периодически, как мы это делаем с конструкциями, которые хорошо отработали, а постоянно. Чем больше мы получим информации о состоянии того или иного материала, тем в дальнейшем с большей надёжностью мы будем проектировать и создавать новые модели», — рассказал он.

По словам Владимира Попова, проверки конструкции самолётов проводились и ранее, однако делалось это не в столь всеобъемлющем формате и не массово.

«На самолётах были приборы контроля двигателя по температуре выходящих газов, по степени сжатия газов на компрессоре или степени прохождения давления через весь тракт двигателя. В особо нагруженных местах ставились специальные датчики по давлению, нагрузке и изгибу. Но они не так массово использовались, не было технологической возможности сделать их достаточно компактными и встроить в конструкцию. Сейчас, на новых технологических принципах, это стало возможным. Это ведёт к обеспечению большей безопасности полётов», — подчеркнул эксперт.

В свою очередь, главный редактор портала Avia.ru Роман Гусаров отметил значимость МС-21 для отечественной гражданской авиации. По его мнению, МС-21 — это тот самолёт, который на будущие 40—50 лет станет основной рабочей лошадкой нашей гражданской авиации.