В 2017 году Российский научный фонд (РНФ) объявил конкурс «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» с началом финансирования в 2018 году. На конкурс поступило 3 654 заявки. По результатам отбора экспертами РНФ было принято решение о поддержке 525 проектов. В число победителей данного конкурса вошли сразу два проекта Пермского Политеха.
Один из них — проект по теме «Разработка опытных технологий автоматизированного изготовления деталей перспективных авиационных двигательных установок большой размерности из термопластичных композиционных материалов (ТКМ)», реализующийся в стенах нашего университета под руководством заведующего кафедрой МКМК, д.т.н., профессора А.Н. Аношкина.
Целью данного проекта является создание научно-технологической базы и разработка опытных технологий автоматизированного изготовления деталей из современных ТКМ для перспективных авиационных двигательных установок большой размерности. ТКМ позволяют кардинально сократить время и трудоемкость изготовления деталей, поскольку не требуют проведения реакции полимеризации и отверждения (длительностью от 4 до 12 часов). Также применение ТКМ упрощает получение деталей сложной конфигурации, обеспечивая стабильность размеров и сокращение объема технологических операций.
На данный момент в рамках проекта разработаны две программы по расчетно-экспериментальным исследованиям физико-механических свойств термопластичных композиционных материалов, а также программа исследовательских испытаний существующих термопластичных препрегов и материалов в составе конструкций авиационных двигательных установок. Была изготовлена опытная партия образцов термопластичных матриц и ТКМ по разработанной опытной технологии, а затем были проведены испытания. Помимо этого, был проведен выбор типа и технологии изготовления оснастки для автоматизированной выкладки препрега по результатам математического моделирования технологического процесса изготовления деталей из ТКМ.
Результатом данного проекта будет изготовление прототипа-демонстратора конструкции авиационного двигателя из ТКМ, подтверждающего возможности применения автоматизированных безавтоклавных технологий.
В России на сегодняшний день опытом производства композитов на основе термопластичных матриц обладает только ФГУП «ВИАМ». Однако широкого внедрения таких материалов в отечественной авиационной промышленности до сих пор не наблюдается. В случае успешной реализации проекта, будут разработаны методики и опытные технологии применения ТКМ для изготовления крупногабаритных изделий, а также создана лабораторная база для последующей отработки промышленного внедрения технологий изготовления изделий из ТКМ.
Разработанные опытные технологии создания элементов конструкций авиационных двигателей из ТКМ позволят повысить их эксплуатационные характеристики (прочность, надежность, ресурс) и снизить трудоемкость и себестоимость изготовления.
Разрабатываемая технология значима для решения приоритетных задач в области обеспечения технологической независимости отраслей экономики и импортозамещения. Реализация проекта будет способствовать выполнению отраслевого плана мероприятий по импортозамещению в отрасли гражданского авиастроения Российской Федерации, утвержденный Приказом Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 31 марта 2015 года № 663: авиационный двигатель ПД-14.
