Начиная с 2010-х годов в качестве альтернативы композитным конструкциям типа «black metal» для пассажирских самолетов стали разрабатываться конструкции на основе жестких однонаправленных композитных каркасов, которые стали прообразом, но уже на новом техническом уровне, конструкций первых самолетов. Развитию таких каркасных конструкций был посвящен ряд отечественных и международных проектов, организованных ЦАГИ [1], в рамках которых совместно с ЦНИИСМ и другими партнерами происходил поиск рациональных композитных каркасных конструкций, удовлетворяющих авиационным требованиям перспективных пассажирских самолетов, получивших название про-композитные. Такие конструкции стали основой для развития про-бионических конструкций, получивших многоуровневую систему защиты от ударных и климатических воздействий, а также встроенную систему мониторинга технического состояния.
В докладе представлен обзор результатов по разработке про-бионических конструкций для дозвуковых и сверхзвуковых пассажирских самолетов, полученных в рамках открытых отечественных и международных проектов [2] и открытых публикаций [3,4]. В настоящей работе показаны основные этапы развития конструктивно-силовых схем до появления про-бионических конструкций. Показано преимущество про-бионических конструкций в обеспечении прочности, надежности и весовой эффективности. Рассмотрены перспективы их дальнейшего развития на основе интеллектуальных SMART-конструкций.
На примере отсеков-демонстраторов перспективных пассажирских самолётов оценена эффективность использования про-бионических композитных конструкций для снижения веса планера, повышения надежности в эксплуатации и возможности дальнейшего улучшения летно-технических характеристик.
Отдельные результаты получены в рамках крупного научного проекта при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение № 075-15-2024-535 от 23.04.2024).
[1] FP7 ALaSCA project // URL: http://cordis.europa.eu/result/rcn/149775_en.
[2] НЦМУ Сверхзвук // URL: https://tsagi.ru/institute/ISC_Supersonic.
[3] А.А. Бабичев, В.В. Васильев, А.Ф. Разин, А.А. Склезнев, А.Н. Шаныгин, Д.Ю. Фомин, И.В. Марескин Исследование сопротивления композитных сетчатых конструкций ударному повреждению // Конструкции
из композиционных материалов. 2021. № 3. С. 3-6. https://doi.org/10.52190/2073-2562_2021_3_3.
[4] S.L. Chernyshev, E.A. Dubovikov, A.A. Ionov, I.O. Kondakov, A.N. Shanygin, M.Ch. Zichenkov Basic principles for creating light, efficient and safe structures for the next generation supersonic transport. Acta
Astronautica 2023;204:728–737. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.10.035.