Инженеры МАИ смогли утроить прочность деталей самолетов с помощью нанотрубок

Инженеры МАИ смогли утроить прочность деталей самолетов с помощью нанотрубок МОСКВА, 26 января /ТАСС/. Инженеры Московского авиационного института (МАИ) разработали способ повышения прочности и долговечности полимерных композитов в конструкциях самолетов. Добавление углеродных нанотрубок, полых цилиндров длиной до нескольких десятков микрометров, утроило устойчивость деталей к многократным нагрузкам, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза. «Нам удалось добиться улучшения эксплуатационных характеристик на некоторых элементарных образцах соединений, причём при минимальной концентрации нанотрубок — всего 0,05% от общей массы материала. Это позволит минимизировать дополнительные производственные затраты, при этом добавление такого количества порошка не влияет на вес готового изделия», — рассказал автор проекта, инженер НИОКР Моско. Авиационный институт Сергея Ковтунова. По его словам, нанотрубки полезны для остановки трещин. При изготовлении композита нанотрубки смешиваются со связующим — специальным клеящим составом, который их окружает и удерживает. Когда в материале появляется трещина, она либо обходит нанотрубку, увеличивая свою траекторию, либо просто останавливается, не успев преодолеть препятствие. Это существенно увеличивает срок службы конструкции. В рамках проекта ученые МАИ поставили перед собой задачу равномерно распределить нанотрубки в связующем, учитывая их чрезвычайную склонность к образованию комков, что снижает эффективность применения. В качестве связующего использовали эпоксидные смолы, армированные углеродными волокнами. Более того, нанотрубки в тысячу раз жестче эпоксидной смолы и в сто раз прочнее углеродного волокна. Чтобы добавить их в клеевой состав, инженеры применили двухэтапный процесс смешивания. «Сначала в специальной ванне генерируются ультразвуковые волны, которые образуют микроскопические вихри. Они разрушают образующиеся шарики и равномерно распределяют нанотрубки в смоле. Затем с помощью специального миксера полученный состав тщательно перемешивается с основным объемом связующего материала. Исследования, проведенные в МАИ, показали, что этот метод усталостной прочности определенного компонента показал увеличение образцов на 45%, а их устойчивость к повторным зарядам увеличивается в три раза», — отметили в университете. В настоящее время исследуется возможность использования нанотрубок для повышения качества ремонта авиационных конструкций, особенно для усиления клеевых соединений ремонтных заплат. Работа ведется совместно с одним из бюро развития авиационной промышленности. Как отмечают разработчики, в будущем технология может быть применена и в других отраслях, где требуются конструкции с повышенными эксплуатационными характеристиками, таких как автомобилестроение, машиностроение и судостроение.