Методика реинжиниринга с переходом на композиционный материал узла соединения моноблока отъемной части крыла и центроплана летательного аппарата

Проектирование элементов летательных аппаратов из полимерных композиционных материалов


Авторы

Костин В. А.1*, Луканкин А. С.1**, Одиноков С. А.1***, Луканкин С. А.1***, Султанов Л. У.2****, Скомороха О. Г.3

1. Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, Казань, Россия
2. Казанский федеральный университет, ул. Кремлевская, 35, Казань, 420008, Россия
3. АО «Спецдеталь», Уфа, Российская Федерация

*e-mail: VAKostin@kai.ru
**e-mail: lukankin_a@inbox.ru
***e-mail: lukankin.sergej@yandex.ru
****e-mail: lenar.sultanov@kpfu.ru

Аннотация

Представлен процесс реинжиниринга с переходом на композиционный материал конструкционной модели крыла, выполненной в виде моноблочной модели, являющейся отъемной частью планера. Результат разработки новой конструктивно-силовой схемы сборочного элемента крыла, выполненного в качестве цельнокомпозитного фитингового узла, позволяет резко снизить трудоемкость при изготовлении, дальнейшей сборке и замене с целью ремонта «черного» углепластикового крыла при обеспечении заданных эксплуатационных показателей. 

Ключевые слова:

углепластиковое «черное» крыло, несущая силовая схема, композитный летательный аппарат, моноблочная модель, цельнокомпозитный фитинговый узел, весовая отдача

Список источников

  1. Одиноков С.А., Луканкин С.А., Султанов Л.У. Реверс-модернизация малонагруженных элементов конструкции планера летательного аппарата // Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред: Материалы XXX Международного симпозиума им. А.Г. Горшкова (20–24 мая 2024; Кременки). М.: ТРП, 2024. С. 59-62. EDN: UGFNMT

  2. Закиров И.М., Луканкин С.А., Алексеев К.А. и др. Модернизация вертолета среднего класса с переводом элементов конструкции фюзеляжа на композиционные материалы. Казань: Изд-во KNITU-KAI, 2024. 288 с.

  3. Маскайкина А.А., Дудченко А.А. Алгоритм расчета накопления повреждения на примере стыка крыла с центропланом // Механика композиционных материалов и конструкций. 2022. Т. 28. № 1. С. 133–144. DOI: 10.33113/mkmk.ras.2022.28.01.133_144.07

  4. Rakesh CM, Pavan D. Design and Analysis of Wing Root Fitting of a Medium Fighter Aircraft Made of B4C Reinforced Al7075 Alloy. Journal of Mines, Metals and Fuels. 2022;70(10A):318-323. DOI: 10.18311/jmmf/2022/32774

  5. Soloshenko V. Conceptual design of civil airplane composite wingbox structures. 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS;  September 7-12, 2014; St. Petersburg). URL: https://www.icas.org/icas_archive/ICAS2014/data/papers/2014_0701_paper.pdf

  6. Kashtalyan M, Soutis C. Mechanisms of internal damage and their effect on the behavior and properties of cross-ply composite laminates. International Applied Mechanics. 2002;38(6):641-657. DOI:10.1023/A:1020456726805

  7. Grishin V, Glebova M, Guseva N. Strength determination of metal composite multiple-row joints. E3S Web of Conferences. 2023;376(6):01001. DOI: 10.1051/e3sconf/202337601001

  8. Костин В.А., Луканкин А.С. Экспериментальное определение работоспособности композитных направляющих сдвижной грузовой двери вертолета среднего класса // Международный научно-исследовательский журнал. 2025. № 3(153):13. DOI: 10.60797/IRJ.2025.153.97

  9. Гришин В.И., Глебова М.А., Дударьков Ю.И. и др. Анализ прочности силовых элементов и металло-композитных соединений конструкции летательного аппарата // Космические аппараты и технологии. 2020. Т. 4. № 4(34). С. 191–200. DOI: 10.26732/j.st.2020.4.01

  10. Еремин В.П., Больших А.А. Глобально-локальное моделирование односрезных болтовых соединений типа композит — металл и композит — композит в конструктивных силовых элементах самолета // Инженерный журнал: наука и инновации. 2020. № 5(101):2. DOI: 10.18698/2308-6033-2020-5-1981

  11. Lobitz L, Bülow C, Heimbs S, et al. Benefits from Thin-Ply Composite Materials in Aircraft Wing Structures. Aerospace. 2025;12:1078. DOI: 10.3390/aerospace12121078

  12. Костин В.А., Луканкин А.С. Методика оценки общей несущей способности системы навески интегральной конструкции «фюзеляж-проем-дверь» // Международный научно-исследовательский журнал. 2025. № 10(160):4. DOI: 10.60797/IRJ.2025.160.26

  13. Маскайкина А.А., Дудченко А.А. Алгоритм расчета накопления повреждений на примере узла крепления вертолетной лопасти // Инженерный журнал: наука и инновации. 2021. № 7(115):3. DOI: 10.18698/2308-6033-2021-7-2093

  14. Kano R, Ryuzono K, Date S, et al. Structural optimization of composite aircraft wing considering fluid–structure interaction and damage tolerance assessment using continuum damage mechanics. Aerospace Science and Technology. 2025;167:110652. DOI: 10.1016/j.ast.2025.110652

  15. Нормы летной годности самолетов транспортной категории НЛГ 25 (Часть 25). М.: Федеральное Агентство воздушного транспорта, 2022. 355 с.

  16. Барановски С.В., Чудинова М.С. Разработка перспективной конструктивно-силовой схемы композитного крыла летательного аппарата типа «летающее крыло» на основе параметрического моделирования // Инженерный журнал: наука и инновации. 2026. № 4(172):7.

  17. Найнг Л.А., Пху В.А., Татарников О.В. Выбор оптимальной конструктивно-силовой схемы крыла беспилотного летательного аппарата // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2020. № 11(728). С. 89–95. DOI: 10.18698/0536-1044-2020-11-89-95

  18. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 7-17.

  19. Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технологии. СПб.: Профессия, 2008. 500 с.

  20. Гуереш Д., Комбаев Т.Ш., Рыманова А.Н. Аэродинамический расчет и разработка конструктивно-силовой схемы крыла самолета для исследования Марса // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 1. С. 19-31. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=179103

  21. Одиноков С. Моделирование обводов летательных аппаратов с помощью виртуальных упругих тел // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2013. № 4. С. 3–7.

  22. Мирхазов Р.Р, Мирхазов Р.Р, Луканкин С.А. и др. Цифровой двойник антропоморфного манекена и моделирование механического поведения модернизированного композитного десантного отсека вертолета при аварийной ситуации // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2026. № 2. С. 30-38. EDN CZVHYE

  23. Болотин В.В. Об изгибе плит, состоящих из большого числа слоев // Известия АН СССР. Механика и машиностроение. 1964. № 1. С. 61–66.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2026