Исследование и разработка технологии изготовления заполнителей многослойных панелей из полимерных композиционных материалов с улучшенными прочностными характеристиками

Проведен анализ легких авиационных заполнителей по патентной и технической литературе, технологий их изготовления и модификации полимерных композиционных углеродными наночастицами. Выполнены изыскания новых типов складчатых заполнителей на основе регулярных и нерегулярных складчатых структур, в том числе и М-гофра. Созданы их геометрические и математические модели, в том числе и визуальные трехмерные модели. Разработаны и экспериментально проверены приближенные инженерные решения, позволяющие определить несущую способность складчатого заполнителя при одном из видов нагружения (поперечное сжатие) и в первом приближении оптимизировать конструктивные параметры рассматриваемых структур заполнителя.
Для разработки состава и технических характеристик экспериментально-опытного технологического оснащения производства многослойных панелей и ПКМ с применением наноматериалов проведено изыскание технологических схем формообразования складчатых заполнителей и экспериментальные исследования процесса биговки. Приведена номенклатура оборудования и экспериментально-опытного технологического оснащения для создания заполнителей многослойных панелей из ПКМ.
Выполнена оценка применения многослойных панелей из полимерных композиционных материалов со складчатым заполнителем в конструктивных элементах ЛА. Определены агрегаты, узлы и детали в конструкции 3- конкретных ЛА, перспективные для использования многослойных конструкций со складчатыми заполнителями.
Разработан проект соглашения о передаче технологии и урегулировании прав на интеллектуальную собственность и подготовке специалистов для ООО «Фирма «МВЕН», в том числе организационный план подготовки специалистов для малой инновационной компании ООО «Фирма «МВЕН».

  Результаты:
- анализ научно-технической и патентной литературы;
- отчёт о патентных исследованиях по теме проекта;
- новые структуры складчатых ячеистых конструкций, их геометрические и математические модели, в том числе и визуальные трехмерные модели (акт создания новых структур складчатых ячеистых конструкций);
- инженерная модель оптимизации конструктивных параметров складчатых ячеистых структур по критерию «вес-прочность»;
- результаты оценки применения многослойных панелей из ПКМ со складчатыми заполнителями в конструктивных элементах фюзеляжей трех конкретных летательных аппаратов;
- предложения по составу и техническим характеристикам экспериментально-опытного технолгического оснащения для создания складчатых заполнителей многослойных панелей из ПКМ;
- организационный план подготовки специалистов для малой инновационной компании ООО «Фирма МВЕН»;
- проект соглашения с ООО «Фирма Мвен» о передаче технологии, урегулированию прав на интеллектуальную собственность и подготовку специалистов для ООО «Фирма МВЕН».

Работы, выполненные на отчетном этапе.
Проведены экспериментальные исследования аппретирования наномодификаторами полимерных материалов НОМЕКС и КЕВЛАР:
- разработана методика испытаний экспериментальных образцов многослойных ПКМ со складчатыми заполнителями.
Разработана эскизная документация на основные элементы экспериментально-опытного технологического оснащения для изготовления складчатых заполнителей и созданы экспериментальные образцы заполнителей для лабораторных испытаний.
Проведена оценка применения многослойных панелей из ПКМ со складчатыми заполнителями в конструктивных элементах крыла и хвостового оперения ЛА.
  Результаты:
- разработана методика ультразвукового диспергирования углеродных нанотрубок в аппретирующих и связующих составах;
- разработаны способы нанесения модифицированных аппретирующих и связующих составов на материалы НОМЕКС и КЕВЛАР;
- разработана методика испытаний экспериментальных образцов многослойных панелей из ПКМ со складчатым заполнителем;
- разработана эскизная документация на основные элементы экспериментально-опытного технологического оснащения для изготовления складчатых заполнителей;
- изготовлены экспериментальные образцы заполнителей для лабораторных испытаний;
  - определены конструктивные элементы фюзеляжа, крыла и хвостового оперения трех типов легких самолетов, разрабатываемых и выпускаемых в ООО «Фирма МВЕН», где могут быть использованы трехслойные панели из ПКМ с применением складчатых заполнителей;
- разработаны рекомендации по технологическому оснащению производства многослойных панелей из ПКМ со складчатым заполнителем

Выполнена отработка режимов ультразвукового диспергирования углеродных нанотрубок в аппретирующем и связующем составе, этиловом спирте, диметилформамиде, модельной смеси растворителей. Исследованы свойства полученных суспензий и влияние ПАВ на процесс диспергирования. Проведена компьютерная обработка экспериментальных результатов. Исследованы физико-механические характеристики экспериментальных образцов препрега из полимерных бумаг Nomex® и Kevlar® с наномодифицированным упрочняющим покрытием. Разработаны математические модели объемного заполнителя ячеистой структуры для элементов управления самолетов фирмы «МВЕН», математические модели деформирования складчатых ячеистых заполнителей на различных этапах технологического процесса, а также инженерные модели расчета силовых и кинематических параметров технологического процесса формообразования складчатых ячеистых заполнителей из листовых полимерных материалов. Проведены исследования процесса ротационного формообразования складчатых ячеистых заполнителей из полимерных материалов с упрочняющим покрытием на этапе биговки и определен состав и технические требования к технологическому оснащению по изготовлению многослойных панелей из наномодифицированных ПКМ со складчатыми заполнителями. Разработаны план организационно-технических и методических мероприятий по адаптации технологии в ООО «Фирма МВЕН» и программы индивидуальной подготовки специалистов для работы в ООО «Фирма МВЕН» по освоению передаваемой научно-технической продукции. Проведены маркетинговые и патентные исследования.

1. Выполнена разработка математических моделей средств технологического оснащения ротационного формообразования ячеистых заполнителей многослойных панелей авиационных конструкций.
2. Проведены исследования процесса ротационного формообразования складчатых заполнителей.
3. Выполнено формирование требований к экспериментальному производству конструктивных элементов летательных аппаратов из ПКМ .
3. Выполнена разработка проекта бизнес-плана.
4. Выполнен комплекс работ по передаче и внедрению новой технологии в ООО «Фирма МВЕН».
5. Проведена подготовка специалистов по внедрению передаваемой научно-технической продукции в ООО «Фирма МВЕН».
6. Составлен и оформлен заключительный отчёт о НИР.