Яндекс.Метрика

Люди практической науки

28.11.2016

Безопасность полетов: новый шаг к решению проблемы

Интервью с начальником научно-исследовательской лаборатории перспективных методов испытаний и контроля состояния конструкций ФГУП "ЦАГИ" С.А. Смотровой.

Впервые в России ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (совместно с коллегами из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова Российской академии наук) проводят работы по созданию и исследованию ударочувствительного индикаторного полимерного покрытия для авиационных конструкций. В чем его уникальность и как оно сможет обеспечить повышение безопасности полетов, а также сократить время обслуживания воздушной техники, мы поговорили с начальником научно-исследовательской лаборатории перспективных методов испытаний и контроля состояния конструкций Светланой Смотровой.

Светлана Александровна, сколько времени ученые ЦАГИ и Института общей и неорганической химии работают над проблемой создания уникального индикаторного покрытия?

Этой темой мы занимаемся почти четыре года. Достижения специалистов обоих предприятий стали еще одним важным шагом в решении актуальной задачи обеспечения безопасности полетов гражданских самолетов. Надеемся, что новое покрытие наряду с другими средствами позволит оперативно осуществлять визуальный контроль состояния воздушного судна без использования сложного специального оборудования. Индикаторное покрытие даст возможность просто и удобно получать достоверные данные о техническом состоянии конструкции и способно облегчить техническую поддержку летной годности планера.

Скажите, насколько опасны малозаметные повреждения на авиационных конструкциях из полимерно-композиционного материала?

Известно, что обеспечение безопасности полетов воздушных судов и их защита от катастроф являются важнейшей государственной задачей. Случайные повреждения ударного характера типа царапин, сколов, вмятин, глубина которых составляет от 0,5 до 1 миллиметра, могут появиться на любом этапе эксплуатации летательного аппарата, в том числе во время транспортировки, аэродромной стоянки, регламентного технического обслуживания, и связаны с ошибками персонала. Столкновения с птицами, град, камни, кусочки бетона, вылетающие из-под колес шасси во время взлета и посадки, также приводят к повреждениям и появлению различных неисправностей, которые могут повлиять на прочность и целостность конструкции.

В случае с металлическими материалами проблема малоразмерных случайных эксплуатационных механических повреждений с практической точки зрения не представляет интереса. Однако для летательных аппаратов, изготовленных из композитов, подобные явления могут нести серьезную опасность. В отличие от металлов, которые поглощают энергию удара пластическим деформированием, практически сохраняя при этом свою прочность, в полимерно-композитных материалах в момент удара при относительно низком уровне энергии может происходить хрупкое разрушение матрицы и волокон. Поэтому наиболее распространенным в эксплуатации для композитных авиаконструкций являются малозаметные ударные повреждения в виде вмятин, сколов, сопровождающиеся расслоением и растрескиванием внутренних слоев, которые нельзя увидеть снаружи. В этих областях происходит существенное ослабление или исчезновение связей между соседними слоями полимерно-композитного материала, что приводит к значительному ухудшению прочностных и эксплуатационных характеристик элементов авиаконструкций.

Когда покрытие будет введено в эксплуатацию?

В настоящее время разработка проходит тестовые испытания на конструктивно подобных образцах из углепластика, окрашенных типовым лакокрасочным покрытием. До конца года ученые апробируют технологические параметры его нанесения. В рамках эксперимента предстоит оценить индикативную способность ударочувствительного полимерного покрытия по обнаружению едва заметных повреждений глубиной от 0,5 до 1 миллиметра на углепластике. Также необходимо выявить влияние факторов окружающей среды, в первую очередь, солнечного ультрафиолетового излучения. Завершить научные исследования планируется в следующем году, после того, как разработанное покрытие пройдет лабораторные испытания на агрегате натурного воздушного судна. Далее предстоит нелегкий путь внедрения разработки на натурных конструкциях.

Безопасность полетов в нашей стране является одним из общенациональных приоритетов. Специалисты постоянно стремятся к тому, чтобы минимизировать количество авиационных катастроф, и при этом снизить стоимость жизненного цикла авиационной техники. В мае 2008 года в рамках Конвенции о международной гражданской авиации в России была разработана и принята Государственная программа обеспечения безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации. Главная цель этого документа — устранение проблем и внедрение системы, которая будет способствовать устойчивому сокращению количества авиационных происшествий и человеческих жертв с одновременным наращиванием темпов модернизации авиационной отрасли по всем ее направлениям.