Московский авиационный институт (МАИ) представил новую технологию проектирования и производства элементов беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Разработка позволяет сократить массу изделий на 20–30% без потери прочности и ускорить производственный цикл за счёт применения адаптивного заполнителя и аддитивных методов изготовления.
Адаптивная структура вместо однородного заполнителя
Традиционные трёхслойные панели — основа обшивки, элементов оперения, фюзеляжа и механизации БЛА — используют однородный сотовый заполнитель между двумя внешними слоями. Его параметры рассчитываются с запасом по наиболее нагруженной точке, что приводит к избыточной прочности и лишней массе конструкции.
«Мы предлагаем иной подход — адаптировать заполнитель так, чтобы размер каждой ячейки соответствовал воздействующей на неё нагрузке. Это даёт выигрыш по массе при сохранении требуемой прочности», — пояснил соавтор проекта, инженер кафедры «Авиационно-космическая теплотехника» Илья Котович.
Для автоматизации оптимизации структуры заполнителя команда МАИ создала специализированный программный комплекс.
Опытный образец изготовлен на 3D-принтере
Жизнеспособность технологии подтверждена экспериментально: специалисты напечатали образец из фотополимерного композита (материал, затвердевающий под действием ультрафиолета) на 3D-принтере. Применение аддитивных методов не только обеспечило заданную геометрию заполнителя, но и существенно сократило время от проектирования до готового продукта по сравнению с традиционными способами производства.
Перспективы применения и дальнейшие шаги
Разработка может найти применение в авиационной, ракетно-космической и других отраслях, где критически важны соотношение массы и надёжности конструкций. В настоящее время коллектив МАИ работает над расширением базы материалов для промышленного использования. Совместно с индустриальными партнёрами ведутся исследования применимости технологии в условиях вакуума и при циклических нагрузках.