V. Жаропрочные сплавы, получаемые литьем с направленной кристаллизацией:

1. Литье монокристальных лопаток ГТД из жаропрочных сплавов. Впервые внедрен на Московском мотостроительном заводе «Салют» в условиях вакуума на специализированных установках высокоскоростной направленной кристаллизации УВНК-8П под руководством проф. А.Г. Братухина. Теоретические основы монокристального литья рабочих лопаток в ТД разрабатываются под научным руководством чл.-корр. РАН Е.Н. Каблова;

2. Точное литье по выплавляемым моделям с минимальной литниково-питающей системой. Основан на основе использования направленного затвердевания высокоэффективных никелевых литейных жаропрочных сплавов: ЖС6К, ВЖЛ12У и ЖС6У. Применяются для изготовления рабочих лопаток турбин и цельно-литых роторов литьем по выплавляемым моделям с последующей термической обработкой. Они имеют равноосную кристаллизацию Ni-Co-Cr-Al-Ti-W-Mo и представляют собой - твердый раствор, упрочненный фазой на основе Ni₃Al. Сплавы могут длительно работать при температуре 1000⁰С.

Для рабочих лопаток самолетов гражданской авиации применяются сплавы с направленной и монокристаллической структурой ЖС30 и ЖС26У. Они имеют более высокие пределы длительной прочности во всем интервале рабочих температур, выносливости, термостойкости и более высокую термостабильность (меньше темпы снижения длительной прочности во времени, что позволяет использовать их при изготовлении лопаток более длительного ресурса, чем равновесные, без промежуточного ремонта). Несмотря на то, что сплавы ЖС30 и ЖС26У обладают более высокой плотностью, их удельная прочность выше, чем у равновесных, поскольку значительно выше жаропрочность. Сплавы могут длительно работать при Тр=(1050-1100)⁰С и кратковременно 1150⁰С, что обеспечивает дальнейшее повышение ресурса двигателя.

VI. Полимерные композиционные материалы:

1. Конструкционные углепластики. КпМ на основе углеродных наполнителей (жгутов, лент, тканей) и различных полимерных связующих. Обладают комплексом специальных свойств:

а) Повышенный ресурс изделий при статических и динамических нагрузках;

б) Высокое сопротивление усталости;

в) Трещиностойкость;

г) Высокий уровень упругопрочностных свойств углеродных наполнителей и работоспособность материалов в заданных диапазонах температур за счет термореактивных связующих.

Основные марки:

1)КМУ-П. Однонапрвленный, пултрузионный полимерный КпМ, работоспособный в интервале температур Тр=(60-150)⁰С, в том числе в агрессивных средах, с сохранением 70% прочностных свойств при максимальной рабочей температуре. Обеспечивает повышение жесткости, ресурса и снижение массы конструкции;

2) КМУ-4. КпМ в виде тонких углеродистых лент и эпоксидной матрицы. Отличается высокой технологичностью и может эксплуатироваться при температурах .

Углепластики применяются для изготовления деталей механизмов крыла и оперения, стабилизаторов, элементов конструкции фюзеляжа и др. Впервые эти материалы были применены в конструкциях пассажирских самолетов: ИЛ-96-300, ИЛ-114, ТУ-204, ТУ-334, а также на военных истребителях: МиГ-29 и Су-27. Производство деталей и агрегатов из углепластика было освоено на Ульяновском авиационно-промышленном комплексе и Воронежском авиационно-промышленном объединении.

Так называемый «каскадный эффект» снижения массы проявляется , если объем применения углепластиков превысить некоторое критическое значение. Тогда обеспечивается снижение взлетной массы изделия, достаточное для того, чтобы при сохранении тактико-технических параметров самолета уменьшить мощность двигательных установок, что и собственно приводит к снижению их собственной массы, уменьшению расхода топлива, в том числе и его запаса на борту;