Математическое моделирование прочностных характеристик материалов для шпангоутов маневренного самолета с помощью метода конечных элементов

Аннотация

Развитие авиационной промышленности неизменно связано с поиском новых материалов, способных обеспечить повышение эффективности и безопасности летательных аппаратов. Применение новых материалов для силового каркаса самолета является одной из наиболее приоритетных задач внедрения композитных материалов, так как за счет этого можно снизить массу аппарата, увеличить внутренний объем фюзеляжа, кроме того, силовой каркас защищен от агрессивных внешних условий, что упрощает внедрение композитных материалов в эту часть конструкции самолета. Данная работа представляет собой обзор современных композитных и металлических материалов, используемых в авиационной промышленности, и анализ их влияния на массово-габаритные характеристики самолёта. Были рассмотрены различные типы композитов (углепластики, органопластики, металломатричные пластики) и металлических сплавов (алюминиевые, титановые, стальные), анализируются их механические свойства и технологии производства. Особое внимание уделяется влиянию выбора материала на массу, жесткость, аэродинамическое сопротивление, подъемную силу и управляемость летательного аппарата. На основе сравнительного анализа выявляются преимущества и недостатки применения композитных и металлических материалов в авиастроении, а также перспективы развития материалов для повышения аэродинамической эффективности самолётов.