Сверхлегкие лопасти для винтов диаметром до 16 метров

Межотраслевым инжиниринговым центром (МИЦ) “Композиты России” МГТУ им. Н.Э. Баумана. Двухлопастной винт, созданный по этой технологии, обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными металлическими винтами: в разы меньшей массой, большей долговечностью, высокой износостойкостью и привлекательным внешним видом.

Изначально эта разработка предназначалась для аэроэлектроподъемного летательного аппарата АЭЛА-100. БПЛА массой 315 кг и дальностью полета более 100 км создавался АО “ОКБ “Кристалл”” в рамках проекта по разработке комплекса беспилотных летательных аппаратов самолетного и вертолетного типов с различными массово-габаритными характеристиками. Беспилотник такого типа и такой размерности создавался в России впервые. В 2019 году разработка была представлена президенту России Владимиру Путину на авиасалоне МАКС.

Первоначально винты АЭЛА-100 были изготовлены АО “ОКБ “Кристалл”” из алюминиевого сплава и нуждались в существенном снижении веса. Специалисты МИЦ “Композиты России” МГТУ им. Н.Э. Баумана провели работу по перепроектированию и изготовлению образцов воздушных винтов по технологии термовакуумного формования из углеродного препрега. “Одним из основных преимуществ изготовленных нами винтов является их вес, который составил 1,6 кг, в то время как алюминиевый весил почти 12 кг, – рассказывает директор МИЦ “Композиты России” МГТУ им. Н.Э. Баумана, д.т.н. Владимир Нелюб. – В этом изделии – улучшенная жесткость за счет применения вспененного полиуретана в качестве наполнителя для центрального цилиндрического элемента лопасти, а также алюминиевые втулки для защиты от деформации полиуретана при креплении винтов”.

Справочно >>
Межотраслевой инжиниринговый центр «Композиты России» – структурное подразделение МГТУ им. Н.Э. Баумана,
созданное 15 июня 2011 года для содействия в разработке, производстве и коммерциализации
высокотехнологичных решений университета в области новых материалов и информационных технологий,
формирования научного задела и современных образовательных технологий и программ.
Деятельность Центра осуществляется при поддержке Минобрнауки и Минпромторга России в рамках исполнения
поручения Правительства Российской Федерации. Центр реализует «замкнутый цикл» инжиниринговых и
научно-образовательных услуг, от разработки до внедрения технологий и промышленной продукции
в ключевые сектора экономики РФ, такие как: транспортный, строительный, ЖКХ, энергетический,
нефтегазовый, медицинский и IT…

Благодаря массе винта, которая стала меньше в 7,5 раз, уменьшается момент инерции ротора, что приводит к уменьшению требуемой мощности для изменения скорости вращения в большую или меньшую сторону. Таким образом, управление подъемной силой летательного аппарата становится менее инертным.

Технология изготовления сверхлегких углепластиковых лопастей с применением стеклопластиковой оснастки носит универсальный характер и может быть применена и для более крупных ЛА. “Размер зависит от конечного изделия, для которого винты предназначены, – поясняет Владимир Нелюб. – Максимальная длина лопасти с разработанной геометрией может использоваться в винтах до 16 метров в диаметре”.

Двухлопастной винт из полимерных композиционных материалов лишь одна из более 50 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, которые с 2013 по 2020 г. выполнил Межотраслевой инжиниринговый центр (МИЦ) “Композиты России” МГТУ им. Н.Э. Баумана. Это хороший пример того, как научно-технический потенциал одного из ведущих вузов страны воплощается в реальных проектах.

Справочно >>
МГТУ имени Н.Э. Баумана – национальный исследовательский университет, один из крупнейших
в России и Европе. Бауманский университет является лидером среди российских вузов по общему
объему НИОКР (ежегодно до 6 млрд. рублей). В МГТУ им. Баумана создана инновационная структура,
включающая в себя 22 научно-образовательных центра мирового уровня. Особенностью научно-образовательных
центров является их междисциплинарность, что позволят создавать технологический прорыв на стыке наук.
Общая численность консолидированного коллектива университета (студенты, сотрудники и преподаватели)
35 тысяч человек.