Цифровые испытания композитов для авиации будущего
рубрика: новости
Инженеры Московского авиационного института разрабатывают цифровую систему для виртуальных испытаний полимерных композитных материалов, применяемых в современных самолётах.
Инженеры Московского авиационного института (МАИ) разрабатывают цифровую систему для виртуальных испытаний полимерных композитных материалов, применяемых в современных самолётах. Цель проекта — сократить время и стоимость разработки новых летательных аппаратов и повысить безопасность.
"При изготовлении современных самолетов производители все чаще используют полимерные композиционные материалы - материалы, которые легче и прочнее металлов и не подвержены коррозии. Однако методы расчета прочности и сертификации конструкций до сих пор были ориентированы на металлы и зачастую не работают для сложной, разнородной структуры композитов. Это вынуждает производителей проводить колоссальный объем дорогостоящих и длительных натурных испытаний, чтобы доказать безопасность нового крыла или фюзеляжа. Суть проекта не просто создать модель, а сделать переход от планового техобслуживания к прогнозному, которое предотвращает проблему до ее возникновения. Такой подход позволит осуществлять более безопасную и экономически эффективную эксплуатацию", - рассказала Елизавета Рыжова, инженер Центра композиционных конструкций МАИ.
Инженеры намерены создать цифровую систему прогнозирования остаточного ресурса и управления состоянием критически важных композитных конструкций.
Система включает два этапа. Первый — создание цифрового двойника конструкции, который моделирует микроструктуру материала, предсказывает появление микротрещин, их объединение и рост макротрещин. Многоуровневое моделирование связывает процессы от отдельных волокон до всего крыла или лопасти.
Второй этап — интеграция цифрового двойника с датчиками на самолёте. Датчики в реальном времени передают данные о состоянии конструкции, что позволяет прогнозировать повреждения и при необходимости активировать системы замедления роста трещин или перераспределения нагрузок.
Сейчас в проекте завершён аналитический этап и началась разработка гибридных моделей, совмещающих разные методы механики разрушения. Параллельно проводятся натурные испытания.
