ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ), Москва, Россия:

Е. Н. Каблов, генеральный директор
В. В. Антипов, начальник НИО «Титановые, магниевые, бериллиевые и алюминиевые сплавы»
Ю. Ю. Клочкова, ведущий инженер лаборатории «Алюминиевые деформируемые сплавы», эл. почта: admin@viam.ru

В статье представлены основные направления развития в области перспективных алюминий-литиевых сплавов. Рассмотрены сплавы нового поколения с усовершенствованными химическим составом, технологиями изготовления и термической обработкой полуфабрикатов, а также слоистые алюмостеклопластики на их основе. С целью реализации основополагающего принципа неразрывности материала, технологии и конструкции разработана концепция сварной панели верха крыла из высокопрочного алюминий-литиевого сплава. С использованием сварки трением с перемешиванием изготовлены фрагменты крыльевой панели с высоким уровнем механических и коррозионных свойств. Дополнительное снижение массы изделия в целом возможно за счет применения гибридной конструкции на основе металлических и металлополимерных материалов. Слоистые алюмо-стеклопластики являются новым классом конструкционных гибридных листовых материалов, обладающих высоким сопротивлением развитию трещины усталости, пониженной плотностью и высокой прочностью по сравнению с монолитными материалами благодаря своей многослойной структуре, строению и характеристикам исходных компонентов. Разработана технология изготовления, проведены всесторонние исследования фрагмента прототипа гибридной панели крыла самолета. Применение монолитных или гибридных слоистых панелей крыла на базе алюминий-литиевых сплавов взамен монолитных панелей из сплава В95пчТ2 обеспечит повышение несущей способности конструкции до 20 % и одновременно снижение массы элементов конструкции до 15 %.

Работа выполнена в рамках реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» по комплексным научным проблемам «Слоистые трещиностойкие, высокопрочные металлополимерные материалы» и «Высокопрочные свариваемые алюминиевые и алюминий-литиевые сплавы пониженной плотности с повышенной вязкостью разрушения»).

1. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1 (34). С. 3–33.
2. Каблов Е. Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82, № 6. С. 520–530.
3. Фридляндер И. Н. Алюминиевые сплавы с литием и магнием // в кн. Создание, исследование и применение алюминиевых сплавов : избранные труды к 100-летию со дня рождения. 2013. С. 133–138.
4. Оглодков М. С., Хохлатова Л. Б., Колобнев Н. И., Филатов А. А., Попова Ю. А. Перспектива применения плит из высокопрочного сплава В-1461 пониженной плотности в самолетных конструкциях // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2014. № 2. С. 16–22.
5. Лукин В. И., Иода Е. Н., Пантелеев М. Д., Скупов А. А. Влияние термической обработки на характеристики сварных соединений высокопрочных алюминийлитиевых сплавов // Труды ВИАМ. 2015. № 4 [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://viam-works.ru/plugins/content/journal/uploads/articles/pdf/801.pdf
6. Cross C. T., Loechel L. W., Braun G. F. Weldalite 049 Weld Development for aerospace tankage // Proc. of the 6^th International Al – Li Conference. 1991. GPK (FRG). P. 1165–1170.
7. Prasad N. E., Gokhale A., Wanhill R. J. H. Aluminium-lithium alloys: processing, properties, and applications, 2013. — 608 p.
8. Фридляндер И. Н. Алюминиевые сплавы в летательных аппаратах в периоды 1970–2000 и 2001–2015 гг. // Технология легких сплавов. 2002. № 4. С. 12–17.
9. Bois-Brochu A., Tchitembo Goma F. A., Blais C., Larouche D., Gauvin R., Boselli J. Al – Li alloy 2099-T83 extrusions: static mechanical properties, microstructure and texture // Advanced Materials Research. 2012. Vol. 409. P. 29–34.
10. Хохлатова Л. Б., Лукин В. И., Колобнев Н. И., Иода Е. Н., Базескин А. В., Кошкин В. В., Мезенцева Е. А. Перспективный алюминиево-литиевый сплав 1424 для сварных конструкций изделий авиакосмической техники // Сварочное производство. 2009. № 3. С. 7–10.
11. Авиационные материалы : справочник в 12 томах / под общ. ред. Е. Н. Каблова. 7-е изд., перераб. и доп. — М. : ВИАМ, 2009. Т. 4. Ч. 1. Кн. 1. —170 с.
12. Лукин В. И., Оспенникова О. Г., Иода Е. Н., Пантелеев М. Д. Сварка алюминиевых сплавов в авиакосмической промышленности // Сварка и диагностика. 2013. № 2. С. 47–52.
13. Лукин В. И., Иода Е. Н., Базескин А. В., Лавренчук В. П., Котельникова Л. В., Оглодков М. С. Повышение надежности сварных соединений из высокопрочного алюминиево-литиевого сплава В-1461 // Сварочное производство. 2010. № 11. С. 14–17.
14. Романенко В. А., Клочкова Ю. Ю., Клочков Г. Г., Бурляева И. П. Прессованная панель из алюминий-литиевого сплава В-1469 // Труды ВИАМ. 2016. № 8. Ст. 01.
15. Vlot A. Glare history of the development of a new aircraft material. — Dordercht : Kluwer Academic Publishers, 2001. — 222 p.
16. Fibre Metal Laminates an introductions / еd. A. Vlot, J. W. Gunnink. — Kluwer Academic Publishers, 2001. — 527 p.
17. Ерасов В. С., Нужный Г. А., Гриневич А. В., Терехин А. Л. Трещиностойкость авиационных материалов в процессе испытания на усталость // Труды ВИАМ. 2013. № 10. Ст. 06.
18. Plokker M., Daverschot D., Beumler T. Hybrid structure solution for the A400M wing attachment frames // 25^th ICAF Symposium. Rotterdam, 27–29 May 2009.
19. Roebroeks G. H. J. J., Hooijmeijer P. A., Kroon E. J., Heinimann M. B. The development of central // First International Conference on Damage Tolerance of Aircraft Structures. 2009.
20. Проектирование, конструкции и системы самолетов и вертолетов. Книга 2. Самолеты и вертолеты. Том IV-21. Машиностроение. Энциклопедия в сорока томах. — М. : Машиностроение, 2004. C. 226–252.
21. Серебренникова Н. Ю., Антипов В. В., Сенаторова О. Г., Ерасов В. С., Каширин В. В. Гибридные слоистые крыльевые материалы на базе алюминий-литиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2016. № 3. С. 3–8.