Российские ученые приблизили воплощение «голубой мечты» авиастроителей

В новосибирском Академгородке более чем в 2 раза увеличили прочность лазерного сварного соединения алюминия и титана, применяемых в авиастроительной промышленности.
Российские ученые приблизили воплощение «голубой мечты» авиастроителей
Сотрудники Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) применили синхротронное излучение для анализа характеристик сварного соединения алюминия и титана и, благодаря полученным данным, усовершенствовали процесс лазерной сварки. В работах участвовали специалисты из Института теоретической и прикладной механики им. С. А.
Христиановича (ИТПМ СО РАН), Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН). Результаты исследования опубликованы в журнале «Прикладная механика и техническая физика».

Легкие металлы: титан и алюминий — незаменимы в авиастроительной промышленности. От прочности их соединения напрямую зависит безопасность пассажиров. Автоматическая клепка — проверенный способ соединения металлов. Однако темпы производства достаточно невелики. Скорость машинной клепки не превышает 0,2 — 0,3 метров в минуту. Поэтому переход от заклепочных соединений к сварным является «голубой мечтой» авиаконструкторов. Методом лазерной сварки можно повысить скорость до 4 метров в минуту. Но прочность такого соединения не должна подвести конструкторов.

Лазерная сварка металлов сопряжена с рядом проблем, решить которые новосибирские ученые пытались с 2017 года. Трудности возникают из-за различий в химических и физических свойствах алюминия и титана: температуры плавления, плотности и теплопроводности. В сварном шве образуются новые химические соединения, среди которых встречаются твердые и хрупкие. Кроме того, неравномерный нагрев различных соединений может привести к появлению остаточных термических напряжений. Это также влияет на прочность соединения.

Чтобы понять, какие соединения и в каких количествах образуются при лазерной сварке, а затем усовершенствовать ее технологию, ученые СО РАН провели диагностику швов с помощью синхротронного излучения. Синхротронным называют электромагнитное излучение в жестком рентгеновском диапазоне, которое генерируется частицами, ускоренными магнитным полем. Просвечивая объекты синхротронным излучением, можно подробно рассмотреть их внутреннюю структуру и определить плотность в любой точке изменения.

Структура соединения, полученного без смещения лучаСтруктура соединения, полученного без смещения луча

«Структурно-фазовый состав сварного соединения титана и алюминия был впервые определен нами с помощью синхротронного излучения, — рассказал Алексей Анчаров, старший научный сотрудник ИХТТМ СО РАН, руководитель станции «Дифрактометрия в жестком рентгеновском излучении» ЦКП «СЦСТИ», кандидат химических наук, — Мы обнаружили в шве различные интерметаллидные образования (соединения двух металлов). Большинство из них оказались твердыми и хрупкими. Это снизило прочность сварного соединения титана и алюминия. Поэтому нашей следующей задачей стало получение более однородного сплава».

Ученые решили задачу, сместив пучок лазерного излучения на 1 мм в сторону титанового сплава. Количество интерметаллидов сократилось, а прочность сварного шва увеличилась в 2,25 раза

Структура соединения, полученного после смещения лазерного луча на 1 ммСтруктура соединения, полученного после смещения лазерного луча на 1 мм

В настоящее время исследователи изучают остальные возможные варианты смещения лазерного пучка.

Елена Ли

Источник ➝

Коронавирус добивает символ американской технологической мощи

Узнал, сколько для S7 стоит каждый день простоя самолетов Boeing ...


Флагман американской авиакосмической индустрии и один из символов американской технологической мощи – концерн «Боинг» – стремительно падает с небес на землю. Его основные заводы отныне закрыты. Официальная причина – пандемия коронавируса, но на самом деле проблемы «Боинга» носят куда более системный и глубокий характер.

Согласно информации американского авиаконцерна Boeing, с 6 апреля 2020 года он продлевает остановку своего крупнейшего сборочного предприятия, расположенного возле города Сиэтла, штат Вашингтон.

Заводы были остановлены еще 25 марта, но данный шаг считался лишь временной мерой – в частности, сообщалось, что к началу апреля корпорация даже намеревалась вернуть рабочих на сборочные линии. Однако сегодняшнее сообщение не оставляет особой надежды на скорый запуск. В нем говорится, что «Boeing продлевает до дальнейшего уведомления временное прекращение производства на всех объектах в районе залива Пьюджет», на берегах которого расположены заводы в Эверетте и Рентоне.

Подайте 60 млрд долларов на пропитание

Финансовые и производственные проблемы Boeing уже прекрасно известны даже людям, весьма далеким от авиастроительной отрасли. За последние два месяца акции авиаконцерна похудели на фондовой бирже практически втрое – с максимума в 350 долларов за акцию в середине февраля до минимума в 90 долларов, который был отмечен 20 марта. С тех пор котировки Boeing немного подросли, но в прошедшую пятницу все равно закрылись на отметке в 124 доллара за акцию.

Последний, достаточно скромный рост был связан с ожидаемым, но весьма неожиданным по сути сообщением администрации Белого дома. В конце марта Дональд Трамп заявил, что его администрация может поддержать ведущего оборонного подрядчика США и одного из двух крупнейших мировых производителей самолетов на беспрецедентную сумму в 60 млрд долларов США. Деньги должны были быть выделены в рамках гоcподдержки аэрокосмической промышленности.

«Мы высоко ценим поддержку президента и администрации за 2,5 млн рабочих мест и 17 тысяч поставщиков, которые необходимы Boeing для того, чтобы оставаться главным экспортером США. Мы с нетерпением ожидаем начала работы с администрацией и Конгрессом», – написали в то время в Boeing, ожидая от Белого дома быстрых и решительных действий.

Однако реальность оказалась гораздо более печальной. Декларации Трампа пока что не превратились ни в какие действия по предоставлению финансирования, хотя в Boeing были готовы даже «взять натурой», а точнее – государственными кредитными гарантиями для компании и ее поставщиков, вместо «живых» денег. В итоге уже ко 2 апреля Boeing пришлось закрывать свое вертолетостроительное предприятие в штате Филадельфия, которое занимается производством вертолетов H-47 «Чинук» и конвертопланов V-22 «Оспри». А с 6 апреля – останавливать свои главные самолетостроительные заводы в Эверетте и Рентоне, которые вместе отвечают за 4/5 всего производства самолетов Boeing.

Громадные дыры в ликвидности, которые буквально разрушают Boeing изнутри, лишь частично определяются эпидемий COVID-19. Да, в настоящий момент времени установлен современный антирекорд по количеству суточных самолето-вылетов – в прошедшее воскресенье во всем мире поднялось в воздух лишь 57 тысяч самолетов против 171 тысячи рейсов месяцем ранее, в воскресенье 8 марта 2020 года. Однако в свою глубокую «кроличью нору» Boeing залез гораздо раньше начала острой фазы пандемии COVID-19, напрямую связанной с карантинами, закрытиями границ и массовой отменой пассажирских рейсов.

400 «Максов» на стоянке возле завода

Да, речь идет о печально известном Boeing 737 MAX. Эта неудачно спроектированная и унесшая в двух авариях 346 жизней машина стала настоящей головной болью для Boeing. К 393 бортам, которые с марта 2019 года вынуждено простаивали у авиакомпаний, купивших «лайнер мечты» у Boeing, к декабрю 2019 года добавилось еще около 400 бортов, которые на протяжении девяти месяцев выкатывали день за днем с завода в Рентоне. Дошло до того, что новые самолеты, которые просто не могли передать заказчикам из-за запрета на полеты лайнеров этой модификации, приходилось выкатывать на автостоянки возле производственных корпусов, так как стояночные места возле ВПП завода были уже полностью забиты.

Учитывая, что каждый Boeing 737 MAX продавался заказчикам за 28–35 млн долларов США, только в стоящих возле заводов 400 «Максах» было заморожено около 12 млрд долларов.

Впрочем, это была лишь верхушка финансового айсберга, который пробил неустранимую брешь в балансах Boeing. Сравнимые цифры набежали по простоям 393 бортов модели 737 MAX, которые уже были официально переданы в распоряжение различных авиакомпаний.

В частности, один из крупнейших клиентов авиагиганта, компания American Airlines, заявила, что она договорилась с Boeing о компенсации в связи с финансовым ущербом, понесенным из-за приостановки эксплуатации самолетов модели 737 MAX. Компания не раскрыла размер непубличной сделки, однако косвенно ее размер можно оценить по «распухшему» балансу American Airlines. В прошедшем октябре он разово вырос на целых 540 миллионов долларов, которые авиаперевозчик тут же отнес на свою годовую прибыль. Судя по всему, эти полмиллиарда и были искомой компенсацией от Boeing. Такие гигантские отступные Boeing заплатил за стоящий на приколе флот из всего лишь 24 самолетов в распоряжении American Airlines.

Учитывая, что 24 борта American Airlines составляют лишь 6% от общего числа в 393 самолета, совокупные потери Boeing от простоев проданных 737 MAX только за март – октябрь 2019 года могут составить еще около 9 млрд долларов. Поэтому сумма в 60 млрд долларов, которую столь жаждет получить Boeing в качестве государственной помощи, – это фактически «поддержка штанов». Средства, которые будут закачаны вместо уже выпавших из оборота миллиардов долларов, превращенных в сотни «мертвых» 737 МАХ по всему миру, которые могут и вовсе никогда не взлететь без капитальных переделок и модернизаций.

Впрочем, в нынешнем сообщении есть и совсем грустная нотка. На неопределенный срок закрывается не только завод в Рентоне, производивший злополучный 737 МАХ, но и предприятие в Эверетте, отвечавшее за сборку таких популярных моделей, как Boeing 747, 767, 777 и 787 Dreamliner. Эти четыре модели были тем «золотым запасом», который еще как-то держал Boeing на плаву в ситуации непрекращающегося ада вокруг 737 МАХ. Если же завод в Эверетте закрывается ровно так же, как и в Рентоне, это означает одно – спрос на все модели Boeing уже рухнул куда-то в тартарары и скорого восстановления рынка в авиаконцерне уже никто не ждет.

Ничто не ново под луной...

Ситуация такого печально состояния дел уже преследовала Boeing в прошлом. Начиная с 1969 года компания Boeing после десятилетия непрерывного роста авиаперевозок и создания таких «икон отрасли», как Boeing 737 и Boeing 747, начала увольнять сотрудников. Рынок авиаперевозок оказался поражен «детской болезнью роста»: оказалось, что у его расширения есть свои пределы, определяемые платежеспособным спросом, принципиально конечным в условиях нашего земного шара. Из-за перенасыщенности рынка продажи новых самолетов Boeing резко упали, а сама компания находилась на грани банкротства, что привело к сокращениям в каждом отделе и цеху.

Еще один удар последовал в 1971 году, когда правительство США сократило финансирование программы сверхзвукового транспорта, под которую Boeing создавал уникальный сверхзвуковой лайнер Boeing 2707, вдвое превосходивший англо-французский «Конкорд» и советский Ту-144 по вместимости. Вскоре после этого стало ясно, что Boeing не вытягивает производство 2707 без государственных дотаций – и проект был вообще отменен.

В результате всей этой череды неудач Boeing потерял более 60% своей рабочей силы. Бывшие инженеры и высококвалифицированные рабочие шли работать на стройку, продавцами в магазины или официантами в дешевые закусочные.

Ну а поскольку Boeing был крупнейшим работодателем в регионе Сиэтла, его падение оказало вторичное воздействие на всю местную экономику, а уровень безработицы вырос во всем штате Вашингтон. Рекламный щит на выезде из Сиэтла тогда грустно гласил: «Последний, кто покинет Сиэтл – выключите свет».

Думается, уже ближайшие месяцы наглядно покажут, сможет ли Boeing получить столь ожидаемую государственную поддержку. Как показывает практика прошлого, любой кризис максимально болезненно воспринимается именно высокотехнологическими компаниями, чьи продукты не входят в «стандартный продуктовый набор». Человек может отказаться от перелета на курорт раз в год, но вряд ли откажется от еды каждый день или от теплой одежды зимой. Поэтому Boeing не позавидуешь – для одного из ведущих мировых авиапроизводителей действительно настали тяжелые времена. Может быть, даже самые тяжелые из всех, что были у него до сих пор.

Так что сейчас мяч у чиновников из Белого дома – именно они могут «выключить свет в Сиэтле». Ну или зажечь его снова.

Алексей Анпилогов

Картина дня

))}
Loading...
наверх