И композиты, и графен!

Друзья!

Современные машины, суда и самолеты вроде бы нельзя представить без традиционных металлических деталей, например, стали, алюминия, титана. Но все больше эти материалы заменяют искусственно созданные. Так называемые- композиты!
"...Композиционный материал представляет собой материал, структура которого состоит из нескольких компонентов различных по своим физико-механическим свойствам: металлические или неметаллические матрицы с заданным распределением в них упрочнителей, их сочетание придает композиционному материалу новые свойства. По характеру структуры композиционные материалы подразделяются на волокнистые, упрочненные непрерывными волокнами и нитевидными кристаллами, дисперстноупрочненные материалы, полученные путем введения в матрицу дисперсных частиц упрочнителей, слоистые материалы, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов.
Сегодня композиционные материалы особенно востребованы в различных отраслях промышленности. Первые суда из стеклопластика были изготовлены во второй половине 30-х годов двадцатого века. С 50-х годов стеклопластиковое судостроение получило широкое распространение в мире, было построено значительное число яхт, рабочих и спасательных катеров и рыболовецких судов, десантно-высадочных судов и др. Одним из первых применений в авиации композиционных материалов явилось изготовление из углепластика в 1967 г. панелей задней кромки крыла самолета F-111A. В последние годы в изделиях аэрокосмического назначения все чаще можно встретить конструкции из трехслойного «сэндвича» сотовым алюминиевым заполнителем и обшивками из углепластика. В настоящее время порядка 50 % от общей массы самолета Boeing 787 или Airbus A350 составляют композиционные материалы. В автомобилестроении композиционные материалы применяются достаточно давно, в основном получили развитие технологии изготовления аэродинамического обвеса. Ограниченно композиционные материалы применяются для изготовления деталей подвески и двигателя.
Однако до последнего времени на предприятиях использовалась в основном ручная выкладка деталей из композитов, а серийность выпускаемой продукции не требовала глубокой автоматизации процессов. Сегодня с развитием конкуренции на рынке не обойтись без современных средств проектирования и подготовки производства, а также без эффективного оборудования для работы с композитами.
В настоящее время в России практически только начинается интенсивное развитие автоматизации сборки композиционных изделий, в том числе оборудование для создания матриц. Чаще всего выполняют только отдельные элементы аэродинамического обвеса для «тюнинга» автомобилей. Успехом является внедрение на средненевском судостроительном заводе системы FiberSIM при проектировании и строительстве базового тральщика проекта 12700 , а также на ВАСО станка автоматической укладки ткани. Но это отдельные примеры, для повышения конкурентоспособности необходимо комплексное внедрение новых технологий".https://rae.ru/
Небольшое отступление.
"Объявленные США санкции, запрещающие компаниям Hexcel (США) и Toray Industries (Япония) поставлять в Россию композитные материалы (углеродные волокна и препреги марки HexPly) для гражданского самолета были необъяснимы, и Объединенная авиастроительная компания (ОАК) запустила процедуру обжалования данного решения.
Однако уповать на получение положительного вердикта по российскому иску, заменять продукцию компаний Hexcel и Toray китайскими аналогами и тем более отказываться от серийного производства композитного самолета МС-21 в России не намерены.
И проект облегченного самолета МС-21 сегодня уже реализован с композитным крылом из материалов российского производства"https://magazine.neftegaz.ru/
И еще- о новых материалах, что скоро будут применены в российской промышленности.
"...Из графена также планируют делать дешевые солнечные батареи, опресняющие устройства для морской воды, гибкие дисплеи, сверхпрочные бронежилеты, сверхчувствительные микропроцессоры, элементы для беспилотников и космических ракет, телефоны с бесконечной зарядкой и умную одежду.
Для России самым перспективным применением графена могут стать нефте- и газодобыча. На основе графена делают жидкости, которые позволят управлять толщиной и свойствами фильтрационной корки буровых растворов. А еще можно делать полимерные трубы и покрытия для нефте- и газопроводов с применением графена.
В нашем быту графен тоже незаменим.Сейчас графен успешно применяют в электронике. Самый массовый продукт — это пауэрбанк: производители обещают, что сам он заряжается за 20 минут, а топовый смартфон заряжает наполовину за полчаса.
Существуют также графеновые куртки и платья. Последние, в частности, оснащены светодиодами, которые реагируют на дыхание и температуру тела, меняя цвет".
https://trends.rbc.ru/
...Други!
Невозможно представить будущее России и мира без великих научных открытий, сулящим нам поистине "золотой век"! Они - на пороге!
Вл.Назаров
*****************
Россия станет единственной страной,
которая самостоятельно производит авиадвигатели 5-го поколения
На сегодняшний день всего 4 страны в мире являются обладателями технологий с возможностью полного самостоятельного производственного цикла строительства авиационных двигателей, в том числе и для пассажирских авиалайнеров.
Думаю, ни для кого не секрет, что такими странами являются США, Франция, Великобритания и, конечно же, Россия.
Но стоит отметить, что сегодня ни один из иностранных производителей авиационных двигателей не производит все комплектующие для своих силовых установок внутри своей же страны.
Безусловно, многие начнут возражать, ссылаясь на исключительную западную кооперацию и сотрудничество в общих интересах. Но это абсолютно не так.
Все западные компании, задействованные в производстве комплектующих для авиационных двигателей с мировым именем, заинтересованы лишь в собственной прибыли.
Россия так же сотрудничает с западными двигателестроительными компаниями. Например, в Уфе есть индустриальный парк ОДК, который делает детали для авиадвигателей известной компании Pratt & Whitney.
Также стоит отметить, что в Рыбинске делают детали для американских двигателей General Electric и французских Snecma. Да-да, той самой которые поставляют силовые установки SaM146 для российских самолетов Суперджет 100.
Сегодня Россия стоит на пороге к тому, чтобы бы стать единственной в мире страной, которая будет производить самостоятельно авиадвигатели 5-го поколения для гражданских лайнеров.
Речь идет о деталях и материалах, в том числе и композитных, которые на сегодняшний день в рамках программы импортозамещения российские компании уже производят самостоятельно на 100%.
Уже сегодня ОНПП «Технология», входящая в госкорпорацию Ростех, изготавливает для ОДК «Сатурн» композитные комплектующие резонансного типа для перспективного авиадвигателя ПД-14 исключительно из собственных композиционных материалов.
Стоит отметить то, что ранее эти детали так же выпускали в России, но из материалов зарубежного производства.
Для производства элементов конструкций двигателя ПД-14 на ОНПП «Технология», в рамках программы импортозамещения были разработаны и выпущены новые отечественные материалы.
К ним можно отнести различные сплавы, в том числе самовосстанавливающиеся, полимерные материалы и их составляющие, обеспечивающие требуемые характеристики.
Двигатель ПД-14 полностью российский, так как весь производственный цикл, начиная с разработки, производства всех комплектующих с применением только отечественных материалов, сборки и заканчивая готовым изделием, происходит непосредственно российскими компаниями.
На сегодняшний день уже проходят заводские испытания двигателя демонстратора ПД-14 с лопатками из композитных материалов.
Как заявил ранее генеральный конструктор ОДК «Авиадвигатель» Александр Иноземцев, что данная технология композитных лопаток будет применяться при строительстве перспективного российского авиадвигателя ПД-35.
Управляющий директор - генеральный конструктор АО «ОДК-Авиадвигатель» Александр Иноземцев
Летные испытания двигателя ПД-14 с композитными лопатками на летающей лаборатории намечено на начало 2021 года.
Технология производства композитных лопаток для силовой установки такой мощности является важнейшим этапом для создания турбовентиляторного двигателя нового поколения.
Такие технологии до недавнего времени имели только три страны мира, и делится ими с Россией никто не собирался. Но российские ученые и инженеры решили эту задачу.
Габариты двигателя ПД-35 таковы, что лопатки из сплавов будут слишком тяжелые. Это приведет к увеличению веса вентилятора на 30%, большей вибрации, а соответственно меньшему ресурсу и большему расходу топлива.
Применение композитных лопаток не только существенно снизят массу двигателя, но и значительно увеличат ресурс и повысят КПД.
С применением полых лопаток из сплавов, российские двигатели семейства ПД еще на начальном этапе становятся неконкурентоспособными, а производство нецелесообразным.
Но с появлением технологий производства композитных изделий, которые значительно дешевле, чем у импортных производителей, российские авиационные двигатели семейства ПД, станут существенно дешевле.
Сегодня западные производители авиадвигателей уже озабочены, что в условиях самостоятельного производства, и с применением новейших технологий, российские двигатели семейства ПД смогут существенно потеснить их на мировом рынке.
https://zen.yandex.ru/parallel56
**************
Материалы из Сети подготовил Вл.Назаров
Нефтеюганск
7 августа 2021 года.