Зарегистрированных посетителей: 10296

"Применение композитных материалов как драйвер отраслей ОПК"

Вадим Зазимко, генеральный директор УК «Композитный кластер Санкт-Петербурга»
апрель 2017 г.

Для справки: родина композитов – древний Египет. Именно там строители впервые стали добавлять солому в кирпичи, чтобы те были прочнее и не растрескивались при сушке на солнце. Тысячелетия спустя сложно представить себе отрасль, где в той или иной степени не используют композиционные материалы.

Сегодня США и Европа применяют, соответственно, в 20 и 10 раз больше композитов, чем наша страна. При этом доля композитных материалов в нашей авиационной промышленности составляет около 15%, а в судостроении – пока только 2%. Естественно, России необходимо активнее развивать науку и собственные высокотехнологичные отрасли, а оборонно-промышленный комплекс является драйвером для модернизации и развития индустрии, в том числе и сектора новых материалов. Композиты используются практически во всех областях ОПК – в обеспечении собственной безопасности (бронежилеты), танкостроении, военно-морском кораблестроении, ракетостроении, авиастроении и т.д.

Например, в дочерних компаниях корпорации «Ростех», специализирующихся на НИОКР и производстве инновационных полимерно-композитных материалов (ПКМ), серийно производятся агрегаты из ПКМ для ракетоносителей «Ангара», «Протон» (около 36% деталей удалось изготовить из композита, что позволило снизить вес на 12%). Также выпускаются элементы звукопоглощающих панелей для авиадвигателей. У воздушных судов ПАК ДА, ПАК ФА, ИЛ-112 в результате использования в конструкции ПКМ снизилась масса на 20–30%, уменьшилось количество деталей, сократились сроки производства и, как следствие, и цена самолета.

Также композиты – это основа проектов в области развития устройств с минимально заметным действием, в частности, беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Композитные материалы весьма активно используются в их конструкции, в результате чего обнаружить их можно лишь с близкого расстояния.

Использование композитов в судостроении помогает значительно снизить вес корабля. При этом увеличивается его скорость или количество полезного груза, который возможно взять на борт, что очень важно как для мобильных военных кораблей, так и для огромных авианосцев.

В России подобные материалы для ОПК (в том числе для средств индивидуальной защиты – бронежилетов) производят несколько компаний. Композитный материал благодаря наличию полимерных волокон с фибриллярными структурами демонстрирует наилучшее сочетание скорости поглощения энергии и длительности взаимодействия с поражающим элементом, обеспечивая тем самым относительно высокие показатели противоударной и противоосколочной стойкости.

Появились и другие виды композитной брони – гибридные межслоевые полимер-металлические и полимер-керамические материалы (так называемая комбинированная броня) и современные нанополимерные материалы на основе полимерных гелей и электроактивных полимеров. Благодаря их ударопрочным и весовым свойствам композитные материалы широко используют для производства внешней обшивки и надстроек боевых кораблей. Например, надстройку из облегченного композита несут российские корветы типа «Стерегущий».

Еще советский Т-64А стал первым в мире серийным танком с комбинированной композитной броней. Она пришла на смену традиционной гомогенной стальной броне и обеспечивала защиту как от кумулятивных снарядов, так и от боеприпасов кинетического действия. С конца 1980-х годов композитная броня различных схем стала стандартом в мировом танкостроении.

Керамико-пластиковая броня используется для защиты кабины пилотов на военных вертолетах. Грудной щиток «протектор» совместно с бронированным сидением экипажа вертолета позволил обеспечить его круговую защиту в секторе обстрела 360 градусов. Сегодня уже и элементы корпусов вертолетов делают из композитов.

В России цельнокомпозитные лопасти из углепластика применяют на многоцелевых вертолетах Ми-38, Ми-35М и на модернизированном боевом вертолете МИ-28НМ. Такое решение привело, в частности, к увеличению их крейсерской и максимальной скорости.

Растет доля использования композитных материалов в авиастроении.

Если в 1980-х годах она составляла около 10% от общего веса, то сейчас на современных магистральных самолетах эта доля достигает 50%. Композиты используются в конструкции крыла, центроплана, флюзеляжа и хвостового оперения. Российский завод «АэроКомпозит-Ульяновск» начал серийное производство композитного крыла для новейшего отечественного лайнера МС-21. В военном самолетостроении Россия занимает одно из ведущих мест в мире, во многом благодаря успешному внедрению композитных материалов. К примеру, Т-50 (ПАК ФА) – российский многофункциональный истребитель пятого поколения имеет фюзеляж, изготовленный с использованием композитных радиопоглощающих материалов. Их доля в общей массе пустого самолета составляет 25%. Вследствие применения композитов удалось существенно снизить количество деталей.

На четверть из современных композитов состоит и фюзеляж истребителей МиГ-29К/КУБ и Миг-35. Для изготовления деталей из углеволокна корпорация «МИГ» развернула специальное производство в Тверской области в Луховицах. Все используемые материалы, включая углеволоконную нить, отечественные.

Россия идет в ногу со временем в производстве военных кораблей с композитными корпусами. Первый в мире композитный корабль сошел на воду в 1967 году в Ленинграде со стапелей Средне-Невского судостроительного завода. А в 2016 году в состав ВМФ России был торжественно принят уникальный тральщик «Александр Обухов». Его корпус длиной 61 м, шириной 10 м и водоизмещением 890 т полностью сделан из монолитного стеклопластика и отличается более высокой прочностью по сравнению с корпусами из других материалов. Идет строительство серии из семи таких кораблей проекта 12700 «Александрит». Экспортные поставки кораблей и судов, изготовленных на СНСЗ, осуществлены для ВМС Казахстана и Туркмении.

Цитата
Генеральный директор Средне-Невского судостроительного завода Владимир Середохо:
«…по технологии вакуумной инфузии мы можем изготавливать изделия очень больших размеров. Но у нее в настоящее время есть один минус – высокая стоимость вспомогательных материалов. Другой высокопроизводительный метод – RTM – имеет ограничение по габаритам конструкций, поэтому на его основе в настоящее время изготавливаются панели среднего слоя, из которых формируются конструкции. Сегодня создание конструкции из композиционных материалов – это несколько одновременных взаимосвязанных процессов. Это входящие «простые» материалы и конструкционные материалы, которые формируются одновременно с конструкцией и с применением той или иной технологии».

Ростовский завод «РиФ» с 2016 года исполняет договор с Суданом на поставку серии патрульных катеров, изготовленных из облегченного композита.

В последние годы, несмотря на урезание финансирования НИОКР, выделяются гранты на разработку полимер-композитных материалов, обладающих радиопоглощающими свойствами. Например, ФГУП «Крыловский государственный научный центр» разработал радиопоглощающие материалы для строительства корветов ближней морской зоны проектов 20380 и 20385. Похожие исследования для военной авиации по получению новых легких радиопоглощающих материалов на основе наноуглеродных соединений были успешно проведены и в НТЦ Прикладных нанотехнологий в Санкт-Петербурге.

Как сообщил советник генерального директора ФГУП «Крыловский государственный научный центр» (КГНЦ) Валерий Половинкин («Известия» от 17 марта 2016 г.), элементы нового 5-го поколения российских подводных лодок – многослойные композитные покрытия корпуса, носовые и кормовые рули, стабилизаторы, ограждение рубки, гребные винты и линии валов – решено делать из композитных материалов. Правда, производство будет запущено только после 2020 года, когда завершится строительство субмарин 4-го поколения.

Для производства композитов актуальна программа импортозамещения.

В некоторых областях доля импортных составляющих для композитных материалов доходила до 90%. Согласно данным портала flotprom.ru, в 2016 году программа импортозамещения была выполнена Средне-Невским судостроительным заводом на 50%. Были внедрены стеклоткани производства уфимского «Стеклонита», металлические пенопласты, произведенные Дзержинским НИИ Полимеров. Поиск и замена импортных связующих винилэфирных смол – самая сложная и давняя проблема отечественной композитной отрасли – будет решена. Производителями станут «Волгоградпромпроект», ярославский «Дугалак» и подмосковный «Электроизолит». К концу 2017 года СНСЗ планирует полностью завершить программу импортозамещения и максимально возможно увеличить долю отечественных материалов при строительстве судов.

Петербургская фирма «Легар» освоила в производстве консоли из полимерных материалов для малых и средних судов (на фото). Консоли не только отвечают всем современным техническим требованиям, но и имеют отличный дизайн.

ООО«Композит-Проф» разработало и внедрило технологию изготовления панелей среднего слоя, которые используются в качестве среднего слоя трехслойного полимерного композиционного материала, предназначенного для изготовления плоских секций палуб, переборок, выгородок, надстроек надводных судов, кораблей, эксплуатирующихся в морской и пресной воде. Успешно принимает участие в ОКР в части разработки технологии изготовления элементов набора и обшивки корпусов кораблей из композиционных материалов.

При участии «Композитного кластера Санкт-Петербурга» формируется группа экспертов-судостроителей и специалистов в производстве современных композитных материалов при поддержке технической дирекции Объединенной судостроительной корпорации (ОСК). Задача группы – в течение 2017 года создать каталог судовых изделий, которые было бы целесообразно производить из композитных материалов, а затем силами участников кластера и ОСК внедрить первые опытные партии в реальное судостроение. Эта инициатива должна придать импульс развитию отечественного судостроения в сфере применения самых современных материалов. Будет освоен ряд технологий внедрения новейших разработок в серийное производство. При успешной реализации проекта можно будет масштабировать его и на другие отрасли промышленности.

В России все еще существуют негативные факторы, из-за которых производственный сектор не выходит на стабильный рост. В их числе недостаток финансирования научных исследований для получения новых материалов. Как следствие – сохраняется технологическая отсталость производителей исходного сырья для композитов. Подавляющее большинство компаний все еще покупают американские или финские смолы.

Влияет и тендерная система закупок, при которой все конструкционные материалы для закупки четко прописаны, нет гибкости для принятия альтернативных решений. Сказывается и отсутствие на предприятиях профильных специалистов, имеющих знания и опыт в работе с новыми материалами. Очевиден дефицит прямого диалога производителей композитов и крупных отечественных предприятий, который помог бы определить, где было бы целесообразно заменить традиционные материалы на композитные. Наконец, одна из самых больших проблем – отсутствие четкого и понятного механизма технического регулирования, отсутствие современных стандартов на материалы (например, ГОСТ на стеклопластик в России введен только в 2015 году!) и стандартов на методы их испытаний.

Тем не менее, позитивные предпосылки к развитию композитной отрасли, перечисленные выше, постепенно оздоровляют ситуацию. Тому способствуют научный задел в ОПК, острая потребность в импортозамещении и кооперация компаний-производителей в отраслевые кластеры, которые помогают наладить диалог с крупными потенциальными потребителями, в том числе с применением административных рычагов воздействия.

Согласно требованиям федеральной программы «Развитие оборонно-промышленного комплекса» на 2016–2020 годы, рост объемов производства продукции гражданского назначения в ОПК должен быть увеличен в 1,3 раза. Соответственно, вырастет и доля используемых композитных материалов, что позволяет с некоторым оптимизмом смотреть на отечественную отрасль.

Существует большое количество проектов, результатом которых станет дополнительный рост рынка и бизнеса поставщиков. Однако реализация этих планов зависит от последовательности государственной промышленной политики в сфере финансов, госзаказа и разумного протекционизма.

Источник: dfnc.ru



Для того, чтобы добавить публикацию,
вам необходимо или зарегистрироваться


Статьи журнала "Полимерные материалы"

Тяжелые изделия для проворной рыбыТяжелые изделия для проворной рыбы
Любопытным пассажирам самолетов, пролетающих над скандинавскими фьордами или над другими регионами ...
Полимерные наноматериалы: свойства, рынки, тенденцииПолимерные наноматериалы: свойства, рынки, тенденции
В последнее время наблюдается резкое увеличение объемов применения наноразмерных компонентов в соcта...
Инновационная технология вторичной переработки ПЭТИнновационная технология вторичной переработки ПЭТ
То, что в 2012 г. впервые было обнародовано в форме заявки на патент, на первый взгляд представл...
Многофункциональные эластомеры для различных областей примененияМногофункциональные эластомеры для различных областей применения
Слово «резина» у большинства людей связано в первую очередь с автомобильными шинами как наиболее...
Все статьи

Журнал

В следующем номере

    Тема номера: УПАКОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
  • Литье под давлением изделий из поливинилового спирта – уже не «терра инкогнита»
  • Адгезивы ADMER в гибкой упаковке
  • Системные упаковочные решения «из одних рук»
  • Оценка эффективности применения кубических литьевых форм
  • Новые полиамиды для пищевой пленочной упаковки
  • Читать полностью

Популярные запросы

Литье полиуретана
Литьевой поликарбонат
Отходы пластика
Хлорпарафин
Изделия из поликарбоната
Армирующие материалы
Состав пластмассы
Вторичная переработка отходов
Переработка пэт
Абс пластик листовой

Контакты

Адрес редакции:
105066, Москва, Токмаков пер., д. 16, стр. 2

Редакция:
Главный редактор:
Гончаренко Виктор Алексеевич, д.т.н.
E-mail: victor-gonchar@mail.ru
Редактор:
Сергеенков Алексей Петрович, к.т.н.
E-mail: alexeyserg@mail.ru

Отдел подписки:
Прямая линия: 8 (800) 200-11-12
бесплатный звонок из любого региона России
E-mail: podpiska@vedomost.ru

Отдел рекламы:
Прямая линия:
+7 (499) 267-40-10
E-mail: reklama@vedomost.ru

Вопросы работы портала:
E-mail: support@polymerbanch.com

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100
Логин или E-mail
Пароль (Забыли пароль?)
Запомнить
Если Вы ещё не зарегистрированы в системе, Вам необходимо зарегистрироваться
Введите E-mail:
Mon, 24 Apr 2017 04:29:28