
Если брать наши проекты для авиакосмической отрасли – секция отсека это не просто перегородка, а силовая схема, где каждый слой углеволокна работает на растяжение-сжатие. Часто конструкторы перестраховываются с толщиной, не учитывая поведение композита при вибрационных нагрузках.
В 2022 году при отработке хвостового отсека для БПЛА у заказчика из Татарстана возникла ситуация с расслоением в зоне крепления нервюр. После вскрытия выяснилось: технологи не учли разницу в КТР между карбоном и титановыми заклепками. Пришлось переделывать всю оснастку.
На производстве ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы мы отработали методику термокомпенсации – теперь при проектировании сразу закладываем температурные зазоры. Особенно критично для крупногабаритных секций типа отсеков шасси, где перепад температур при эксплуатации достигает 120°C.
Кстати, на сайте https://www.th-composite.ru мы выложили технические бюллетени по этой теме – там разобраны реальные случаи из нашего опыта. Не реклама, а именно рабочие материалы.
При формовании секции отсека вакуумный мешок должен создавать давление не менее 0,8 атм, иначе в углах останутся непропитанные зоны. Мы через это прошли на первых партиях для железнодорожного состава – пришлось выбраковать три комплекта купольных отсеков.
Сейчас используем многоуровневую систему вакуумирования – особенно для сложных контуров. Дороже, но надежнее. Кстати, наши 40 инженеров как раз специализируются на таких нестандартных решениях.
Важный момент: при автоклавной обработке секции отсека необходимо контролировать скорость нагрева. Для эпоксидных систем выше 2°C/мин – гарантированно получим внутренние напряжения. Проверено на стендовых испытаниях.
Ультразвуковой контроль выявляет расслоения, но часто пропускает микрополости в зоне стыков. Мы дополнительно внедрили термографию – камера фиксирует тепловые аномалии после выдержки в термокамере.
Типовая проблема – неравномерность полимеризации в массивных сечениях. Для отсеков толщиной свыше 15 мм разработали ступенчатый цикл отверждения. Первые испытания показали снижение дефектности на 18%.
Особенно сложно с препрегами – если нарушить температурный режим, секция отсека получит разную жесткость по сечениям. При динамических нагрузках это приводит к трещинам.
Стеклоровинг против углеволокна – вечная дилемма. Для несиловых отсеков иногда выгоднее стеклопластик, но заказчики часто требуют карбон 'для галочки'. Приходится доказывать расчетами.
Интересный случай был с баковым отсеком для химической промышленности – стандартные эпоксидные смолы не подошли из-за агрессивной среды. Тестировали винилэфирные связующие, но пришлось менять всю технологическую цепочку.
Сейчас экспериментируем с гибридными структурами – в зонах концентраторов напряжений добавляем арамидные прослойки. Пока дорого, но для критичных отсеков оправдано.
При создании отсеков для ветроэнергетики столкнулись с проблемой усталостной прочности – лопасти работают в условиях знакопеременных нагрузок. Стандартные методики расчета не учитывали релаксационные процессы.
Наш техотдел разработал модель прогнозирования ресурса с поправкой на ползучесть. Методику апробировали на 12 типах секций отсека – погрешность не превысила 7%.
Главный вывод: не существует универсальных решений для секции отсека. Каждый случай требует индивидуального подхода – от выбора материала до способа крепления. Именно поэтому в ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы мы создали отдел сквозного проектирования, где конструкторы работают в связке с технологами.
Кстати, наши производственные мощности в промышленном парке Тяньфу позволяют формовать отсеки длиной до 8 метров – это редкая возможность для российского рынка. Но даже при таких размерах главным остается контроль каждого технологического перехода.