О КОМПОЗИТНОМ КРЫЛЕ САМОЛЁТА МС-21

О КОМПОЗИТНОМ КРЫЛЕ САМОЛЁТА МС-21

© А.А.Комов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2017 г.

Повреждение авиадвигателей, вызванное попаданием посторонних предметов (ПП) с поверхности ВПП, является одним из факторов, влияющих не только на эффективность использования самолёта, но и на безопасность полетов.

В ранее проведенных расчетных исследованиях было показано, что эксплуатация самолета МС-21-300 может сопровождаться значительным уровнем поврежденных посторонними предметами двигателей. Так, при парке в 100 самолётов и суточном налете, равном 10 часам, ежегодный уровень поврежденных двигателей может исчисляться значением двигателей, находящихся на крыле. То есть, в течение года возможно повреждение посторонними предметами, выбрасываемыми из-под колес передней стойки шасси самолёта, каждого двигателя, находящегося на крыле [1].

Не меньший интерес вызывает защищенность крыла самолета МС-21 от повреждений посторонними предметами, выбрасываемых колесами передней стойки шасси. Известно, что в мировой гражданской авиации есть всего три самолёта, у которых крылья изготовлены из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Это Boeing B787 Dreamliner, Airbus A350 XWB и Bombardier CSeries. Совсем недавно компанию этой тройке составил и российский МС-21 [2]. Крыло, мотогондолы двигателей и хвостовое оперение выполнено из углепластика [3]. Преимущество этого материала состоит в малом весе и прочности. Если заменить алюминий на карбон, вес снижается примерно на 20% [4], а крылья и оперение типичного узкофюзеляжного самолёта составляют 45% от веса планера [2]. Карбон — это композиционный многослойный материал, представляющий собой полотно из углеродных волокон в оболочке из термореактивных полимерных (чаще эпоксидных) смол [5]. Еще одно свойство углепластика – снижение долговечности при воздействии многоцикловых нагрузок и при наличии повреждении поверхностного слоя материала. Такое повреждение крыло может получить от твердых посторонних предметов, выбрасываемых колесами передней стойки шасси на режимах разбега и пробега. Предварительные расчеты показали, что вероятность попадания твердых посторонних предметов в нижнюю поверхность крыла примерно в пять раз выше, чем вероятность попадания посторонних предметов в двигатель. Конечно, нужно учитывать различие скоростей соударения посторонних предметов с лопатками вентилятора и с нижней поверхностью крыла, для чего необходимо проведение расчетных и стендовых исследований. Необходимо также учитывать и углы соударения посторонних предметов и крылом.

На защищенность мотогондолы, также выполненной из углепластика, также следует обратить внимание. Известны случаи разрушения воздухозаборника двигателей. Так, на самолете A330-200 авиалиний Арабских Эмиратов при посадке и попытке ухода на второй круг в аэропорту Дубая 18 октября 2006 года разрушился воздухозаборник двигателя Rolls-Royce Trent 700, хотя он был сделан из традиционных материалов [6]. Поэтому к расчету долговечности композитного материала мотогондолы самолета МС-21-300, который может быть поврежден посторонними предметами, также необходимо отнестись с большим вниманием, хотя вероятность попадания посторонних предметов, примерно, в четыре раза меньше, вероятность попадания посторонних предметов в двигатель.

Литература

1. Комов А.А «Оценка защищенности двигателей ПД-14 от повреждений посторонними предметами в компоновке воздушного судна МС-21», Известия Самарского научного центра РАН, № 4(3), 2016, С. 586-591.

2. Андрей Величко. МС-21 − лайнер с «чёрным» крылом». // Авиация России. − 12.08.2016. [Электронный ресурс]. URL: http://aviation21.ru/ms-21-lajner-s-chyornym-krylom. (дата обращения 20.06.2017)

3. Сергей Сергеев. Новый российский пассажирский самолет МС-21 - будущее мировой авиации. //Рубрика: «Личное». – 09.06.2016. [Электронный ресурс]. URL: http://fotokto.ru/blogs/novii-rossiiskii-passazhirskii-samolet-ms-21-budushhee-mirovoi-aviacii-27538.html. (дата обращения 20.06.2017)

4. Крылья МС-21 совершеннее крыльев Boeing 787. // Сделано у нас. – 21.02.2016. [Электронный ресурс]. URL: https://sdelanounas.ru/blogs/74484. (дата обращения 20.06.2017).

5. Что такое углепластик (карбон). // Рубрика: «Техноконсалтинг». - 05.02.2016. [Электронный ресурс]. URL: http://engitime.ru/statyi1/raznoe/chto-takoe-ugleplastik-karbon.html. (дата обращения 20.06.2017)

6. По-моему это только подтверждает, что летать не так уж и опасно. 20.11.2006г. / [Электронный ресурс]. http://nevsedoma.org.ua/index.php?newsid=5346. (дата обращения 20.06.2017).