В Московском авиационном институте разрабатывается комплекс методов и технологий для обеспечения повышенной прочности и легкости компонентов планеров и двигателей воздушных судов. Речь идет об изготовлении изделий из металлических и полимерных композиционных материалов с помощью 3D-печати. Работа выполняется в рамках крупного научного проекта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

В разработке задействовано несколько подразделений университета, в том числе лаборатория "Гибридные и электрические силовые установки" и Центр аэрокосмических материалов и технологий Передовой инженерной школы (ПИШ) МАИ.

- Реализация проекта позволит не только значительно повысить безопасность и надежность будущих российских самолетов, но и существенно сократить сроки и затраты на их разработку и сделать процесс изготовления более гибким и эффективным. Более того, применение аддитивных технологий в ряде случаев позволяет реализовать решения, которые невозможно воплотить другим путем, - отметил начальник лаборатории "Гибридные и электрические силовые установки" ПИШ МАИ Николай Иванов.

В рамках проекта будет построена комплексная методика, которая ляжет в основу проектирования, производства и сертификации аддитивных деталей для различных летательных аппаратов. В основе методики - синергия теоретических знаний, численных методов и обширных экспериментальных исследований. Она позволит получать точные характеристики материалов на всех этапах - от проектирования до лабораторных и стендовых испытаний готовых деталей и агрегатов. Помимо этого, проводится детальное экспериментальное изучение микроструктуры и характеристик изготавливаемых материалов. Разрабатываются методы и программные средства машинного обучения, которые позволят предсказывать структуру и свойства аддитивных деталей. Формируются методические рекомендации по усовершенствованию всего цикла расчетно-экспериментальных исследований с помощью современных инструментов - микромеханики, микроскопии и томографии.

Особое внимание в МАИ уделяют влиянию на материалы термической и механической обработки. Также исследуются особенности производства толстостенных деталей (до 100 мм) из композитов для силовых элементов планера и двигателя. На основе разработанных моделей специалисты изучают напряженно-деформированное состояние элементов конструкции электродвигателей самолетов, что позволит сформировать точные требования к деталям, произведенным методом 3D-печати.

На данный момент ученые занимаются изготовлением и испытанием опытных образцов, которые уже показали впечатляющие характеристики. Например, по новой технологии 3D-печати был создан корпус электродвигателя для БЛА - на 25% легче аналога, произведенного классическим способом. Это открывает перспективы по снижению массы электродвигателей и генераторов, используемых как в беспилотной, так и в большой авиации. На 2026 год намечена сборка конструкционных компонентов из изготовленных деталей и продолжение испытаний.