В 2023 году предприятия госкорпорации «Росатом» вдвое нарастили объём поставок углеродного волокна для российской авиационной промышленности, в том числе для производства композитного крыла среднемагистральных самолётов МС-21. Об этом сообщили пресс-службе госкорпорации.

Также в рамках программы импортозамещения с 2023 года продолжаются поставки препрега для горизонтального оперения МС-21. В 2024 году планируется начать серийные поставки препрега для узкофюзеляжного ближнемагистрального пассажирского самолёта SJ-100.

Углеродное волокно является инновационным материалом для использования в авиационной промышленности. Оно обладает высокой прочностью и жёсткостью при низкой плотности, что позволяет снизить вес самолёта и улучшить его весовые и аэродинамические характеристики. Кроме того, углеродное волокно имеет хорошую устойчивость к коррозии и другим агрессивным воздействиям, что увеличивает срок службы летательных аппаратов.

В настоящее время композиционные материалы используются в конструкциях различных как иностранных, так и отечественных самолётов, включая A350, B787 и Superjet 100. Первоначально корпорация «Иркут» выбрала для проекта МС-21 иностранные материалы, поскольку в «нулевых» Россия не обладала технологией создания углеволокна из прекурсоров полиакрилонитрила (ПАН), имеющего характеристики прочности нитей уровня T700-T800, как у зарубежных аналогов. Однако после прекращения поставок этих материалов в 2018 году необходимость в собственной технологии стала жизненно актуальной.

На сегодняшний день российские углеродные волокна обладают прочностью 4,9 ГПа, есть отдельные образцы с прочностью 5,6 ГПа и даже 6 ГПа, то есть, столько же, сколько и у волокон Toho-Tenax или Cytec – 6 ГПа. Однако в данной области прочность – это не единственный и не самый важный показатель. Поэтому даже если брать в расчёт только серийно выпускаемые в России волокна, то они вполне походят для изготовления крупных интегральных конструкций первого уровня: лонжеронов, панелей крыла и центроплана. Прочность отечественного углеродного волокна понижена за счёт микрошероховатостей на его поверхности, но в то же время эти микрошероховатости улучшают взаимодействие с полимерной матрицей и наряду с модификацией самой матрицы и аппретов приводят к улучшению эксплуатационных характеристик изделия.

Композиты, созданные из отечественного углеродного волокна, на 15% прочнее при сжатии и ударе, чем композиты из материалов от Cytec, несмотря на то что иностранные волокна являются более прочными. Это говорит о том, что предприятия Росатома успешно справились с задачей создания композитов из отечественных материалов. В декабре 2023 года завершился очередной этап внедрения отечественных ПКМ в конструкцию МС-21.

Существующие производственные мощности «АэроКомпозита» позволяют изготавливать в Ульяновске до 12 самолётокомплектов в год. С целью увеличения объёмов выпуска до 36 комплектов крыла МС-21 в год, уже разработаны ТЗ на изготовление и поставку дублёров сборочных станции российского производства. В настоящее время идёт сборка кессона крыла МС-21 на воздушное судно с заводским номером МС.0020. Технологический цикл изготовления одной консоли крыла предусматривает, что на станции окончательной установки панелей крыло может находиться до 4 недель. На станции сборки хвостовой части крыла и носовой части работы занимают также около 4 недель, а на станции сборки каркаса – порядка 10 дней.

В 2023 году на «АэроКомпозите» изготовили два прототипа кессона крыла по программе ШФДМС. Сейчас изделия проходят статические и ресурсные испытания. Этот задел придал предприятию уверенность, что при наличии текущих технологий не представляет сложностей выпускать композитное крыло для широкофюзеляжного дальнемагистрального самолёта, это могут быть как китайский С929, так и будущий проект, прототипом для которого может послужить лайнер Ил-96-400М.