ЦАГИ: К вопросу о «черном крыле» (МС-21)

При обсуждении проблем использования композитов в перспективном самолете МС-21 отдельные авторы, ссылаясь на мнение ФГУП «ЦАГИ», исказили его суть. В связи с этим считаем необходимым обозначить официально позицию нашего института, который в качестве головного авиастроительного научного центра отвечает за научную и технологические составляющие программы МС-21.

Как пишет одна из газет, ЦАГИ предлагает «избавиться от композитов в МС-21 и перепроектировать крыло и киль в металле».

Вопрос «композит или металл» применительно к крылу и другим силовым конструкциям самолета МС-21 действительно обсуждался, но это было 10 лет назад.

Именно тогда, опираясь на обширный опыт (композиты в нашей авиации применяются десятки лет) и системные исследования ЦАГИ, был сделан вывод о перспективности применения композиционных материалов в сложных конструкциях. При этом специалисты осознавали как трудности освоения инновационной технологии, так и риски, связанные со сроками реализации новых программ.

Композиционные материалы обеспечивают меньший вес конструкции, дают возможность «вылепить» ее элементы под конкретные нагрузки. Кроме этого, применение композитов позволяет изготавливать крупные элементы самолета, как говорится, «в один присест» — интегрально. При этом резко уменьшается трудоемкость изготовления изделий.

Создание авиационных конструкций из композитов потребовало продвижения в трех направлениях:

— исходные материалы;

— методики проектирования и испытаний;

— технологии и производственные мощности.

Исходные материалы, безусловно, важны, но гораздо более значимо, что в России создана школа разработки силовых авиационных конструкций из композитов. В ее рамках сформированы совершенные цифровые модели деталей и агрегатов различного назначения, разработаны новые конструктивно-силовые схемы крыла и оперения, отрабатываются методики проектирования летательных аппаратов из композитных материалов. В ходе статических испытаний самолета МС-21-300 и его агрегатов удалось верифицировать методики прочностных расчетов. Российские ученые и конструкторы научились оптимизировать параметры композитных узлов и агрегатов в зависимости от конкретных свойств применяемого материала.

Параллельно в России были освоены принципиально новые технологии производства силовых конструкций из композитов и создана производственная база для их серийного выпуска. Проведя в ЦАГИ испытания отечественных агрегатов самолета МС-21 (включая самый сложный из них — кессон крыла), мы убедились, что необходимая прочность силовых конструкций и требуемая весовая эффективность обеспечены.

Число производителей исходных материалов для композитных конструкций растет и в мире, и в России, а сами они постоянно совершенствуются. Ведущие российские НИИ (в частности, ЦАГИ) накопили большой опыт, работая с разными по свойствам композиционными материалами, как отечественными, так и зарубежными.

Созданные за последние годы в России компетенции позволяют в требуемые сроки создать крыло и другие агрегаты самолета МС-21 из отечественных композитных материалов, а также минимизировать задержку сертификации, связанную со сменой поставщиков отдельных компонентов.

Полученные экспериментальные данные, опыт разработки и испытаний, адаптированные к новым условиям, будут максимально использованы не только для самолета МС-21-300, но и для всего семейства магистральных лайнеров разной размерности.

Годы, прошедшие с момента принятия решения о применении в конструкции МС-21 композитного крыла и оперения, опыт реализации этого решения подтвердили правильность выбора. Поэтому сегодня вопрос о металлическом крыле для самолета МС-21 не рассматривается.

Мы уверены, что в самое ближайшее время наш новый авиалайнер встанет на крыло, изготовленное из отечественных композиционных материалов. Работы в этом направлении развернуты в полном объеме и успех не за горами!

Генеральный директор ФГУП «ЦАГИ», член-корреспондент РАН К.И. Сыпало,

Научный руководитель ФГУП «ЦАГИ», академик РАН С.Л. Чернышев