Конструкционные и функциональные материалы для транспортного машиностроения

Разработка и применение новых высокотехнологичных материалов в транспортном машиностроении позволяет не только оптимизировать производственные процессы, но и обеспечивает значительное улучшение эксплуатационных характеристик конечных продуктов. В авиационной отрасли, например, использование полимерных материалов способствует повышению безопасности и эффективности полетов, а в автомобилестроении их внедрение снижает вес и увеличивает прочность. Однако для полной реализации этого потенциала необходимо обеспечить технологическую независимость и устойчивое обеспечение сырьевой базы. Для решения этой задачи необходимо активное развитие производства полимерных материалов, совершенствование методик расчета и оценки прочности конструкций, а также разработка новых проектов в области производства материалов для транспортного машиностроения. Только таким образом возможно создание конкурентоспособных и инновационных транспортных средств, отвечающих современным требованиям безопасности, экологичности и эффективности. К такому мнению пришли участники сессии «Конструкционные и функциональные материалы для транспортного машиностроения» на Форуме будущих технологий – 2025.

КЛЮЧЕВЫЕ ВЫВОДЫ

Развитие новых материалов определяет будущее транспортного машиностроения
«Без современных материалов и технологий, методов защиты и организации производства нам вход в будущее будет заказан», – председатель совета, президент Ассоциации государственных научных центров «Наука» Евгений Каблов.
Отечественная наука должна усилить работу по разработке функциональных материалов
«Нужно организовывать в стране производство необходимых добавок и компонентов, без которых невозможно двигаться дальше», – генеральный директор ООО «Сибур ПолиЛаб» Константин Вернигоров.

Необходимо вести учет функциональных характеристик материалов
«Мы работаем по такой технологии, которая называется „пирамида расчетно-экспериментальных исследований“. Она всем конструкторам знакома, всеми используется. Однако мы стараемся добавлять к этой технологии дополнительные элементы, которые позволяют лучше раскрывать характеристики комплекса, в том числе в части того, как его конструкционные и функциональные материалы определяют те или иные его свойства. В проектировании летательного аппарата, судна, автомобиля или космического аппарата материал, техпроцесс и конструкция являются неразрывно связанными. В последнее время к этим трем слагаемым, помимо стандартных направлений прочности, также добавляются такие направления, как ремонтопригодность, контролепригодность и пригодность к мониторингу состояния конструкции при помощи специализированных датчиков», – директор Центра композитных конструкций Московского авиационного института Егор Назаров.

Развитие производства полимерных материалов позволит создать технологическую независимость
«У нас реализуется около 100 проектов по использованию крупнотоннажных полимеров в различных областях транспортного машиностроения. В одном из таких проектов мы несколько лет не могли омологировать поликарбонат для фар. После того как поговорили с конечным заказчиком, согласовали параметры по светопропусканию, по спектру, изменив их, мы смогли это сделать. Пошло», – Константин Вернигоров.

ПРОБЛЕМЫ

Необходимость разработки новых материалов
«Разработка новых материалов – это очень важная часть создания следующих поколений авиации. Мы же все прекрасно понимаем, что если будем использовать старые технологии, получим, по сути, то же самое, что и в 70-х, 80-х годах. Тут нужен какой-то технологический рывок, который позволил бы авиационные комплексы делать из более легких, более прочных материалов, чтобы обеспечить их экономичность, дальность, если мы говорим о гражданской сфере. Если о военной, то они должны выдерживать большие перегрузки. Сегодня самолет состоит из большого количества материалов – нужны и металлические сплавы, и композиты и многое другое», – генеральный конструктор – заместитель генерального директора ПАО «Объединенная авиастроительная корпорация» (ПАО «ОАК») Сергей Коротков.

Сложность составления библиотек характеристик материалов
«В конструкции газотурбинного двигателя применяется около 100 и более различных и конструкционных, и функциональных материалов. А если взять в расчет всю номенклатуру изделий, то даже если очень коротко описать основные характеристики различных материалов, то не хватит нескольких томов справочников и спецификаций», – заместитель генерального директора АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» Михаил Бакрадзе.

Отставание в технологиях обработки новых материалов
«Аддитивные технологии и методы соединения материалов в России развиты недостаточно, и это замедляет внедрение новых решений в транспортном машиностроении», – Михаил Бакрадзе.

Отечественная наука должна усилить работу по разработке функциональных материалов
«Нужно организовывать в стране производство необходимых добавок и компонентов, без которых невозможно двигаться дальше», – Константин Вернигоров.

РЕШЕНИЯ

Доведение новых материалов до предсерийной готовности
«Разработка новых материалов – это большой затратный путь, который надо пройти для того, чтобы быть подготовленным к созданию новых инновационных продуктов. Материалы разрабатываются достаточно долго, требуется много усилий, финансовых ресурсов, технологической части. К тому моменту, когда мы начинаем заниматься проектированием, материалы должны стоять хотя бы в предсерийной готовности, чтобы конструкторы опирались на те материалы, которые как раз и дадут новые свойства летательным аппаратам», – Сергей Коротков.

Создание локального производства химических компонентов и добавок
«Мы должны создать производство высокочистых веществ и добавок внутри страны, иначе мы не сможем развивать композитные материалы на необходимом уровне», – Константин Вернигоров.

Внедрение отечественных полимеров в отрасль позволит обеспечить ее независимость
«В автомобиле легковом сейчас 120 килограмм полимеров. Около 60% из этих полимеров производит „Сибур“. На самом деле производитель сырья от конечного заказчика находится довольно далеко. И у каждого, кто в этой цепочке, есть свое представление о том, как бизнес надо вести: что дорого, что дешево, какие технические требования. И тем более, если это работало в течение 10–20 лет на импортных материалах, то встроиться в эту систему, даже если производитель сырья говорит „я хочу“, достаточно сложно», – Константин Вернигоров.

Внедрение новых технологий обработки и соединения материалов
«Необходимо активнее развивать аддитивные технологии и лазерную сварку, чтобы повысить качество отечественных материалов», – Михаил Бакрадзе.

* Материал подготовлен с использованием искусственного интеллекта.
Подробнее читайте в Информационно-аналитической системе Фонда Росконгресс
roscongress.org