Применение аддитивных технологий при создании БЛА

1. На примере БЛА - демонстратора
Применение аддитивных
технологий при создании БЛА

2. • Госкорпорация «Ростехнологии»
• ОАО «Конструкторское бюро «Луч»
• ОАО «НПО «Сатурн»
• МАИ
• ООО «Аэроб»
УЧАСТНИКИ ПРОЕКТА

3. Технические характеристики
БЛА-демонстратора
• Масса -3,8 кг
• Размах крыла – 2,4 м
• Длина – 1,6 м
• Скорость полета – 90 – 100 км/час
• Время полета – 1 – 1,5 час
• Силовая установка – электродвигатель

4. • Срок разработки от идеи до появления образца –
2,5 месяца (при полном отсутствии опыта)
• Время непосредственно изготовления – 31 час
(безлюдная технология)
• Время окончательной сборки – 2 рабочие смены
• Стоимость изготовления демонстратора – менее
200тыс. руб., в то числе
– 140 тыс. руб. – стоимость порошка и работы
оборудования
Параметры создания демонстратора

5. • Обоснование технологической базы универсальной
производственной площадки коллективного
пользования для серийного производства БЛА
различных типов и формирование универсального парка
технологического оборудования для такой площадки
• Уникальные возможности АдТ по формированию
недостижимых для традиционных технологий
конфигураций упрочняющих элементов конструкции,
позволяющих существенно повысить характеристики
планера, реализовать глубокую интеграцию внутренних
коммуникаций в силовую конструкцию
• По результатам предварительного анализа, аддитивные
технологии (АдТ)наилучшим образом сочетаются с таким
продуктом, как БЛА – массовым, конструкционно-
сложным, вариабельным и конструктивно-завершенным
финальным продуктом
Это сочетание будем условно обозначать «АдТ+БЛА»
Исходные предпосылки

6. Реализация инициативного проекта
(проектирование БЛА-демонстратора)

7. Реализация инициативного проекта
(3D печать БЛА-демонстратора)

8. Реализация инициативного проекта
(сборка, испытания)

9. • Показана возможность создания относительно
крупногабаритного функционально-завершенного
изделия БЛА по АдТ (SLS-технологии)
• Создан демонстратор БЛА, как демонстратор
возможностей технологии
• Накоплен опыт конструирования БЛА с учетом
уникальных возможностей АдТ. Сформированы
соответствующие технологические компетенции
• Определены уникальные потребительские свойства БЛА,
создаваемых по АдТ
• Сформулирован достаточно полный пакет научно-
технических задач по проблеме БЛА+АдТ
• Сформирована кооперация предприятий, как научно-
техническое ядро работ по проблеме БЛА+АдТ
Основные итоги инициативного проекта

10. • Низкая стоимость продукта
• Единство технологий по отношению к различным
типам и классам БЛА
• Единство парка технологического оборудования для
производства широкого спектра БЛА
• Уникально малые сроки от момента возникновения
потребности в конкретном продукте до его
изготовления
• Возможность организации ремонта повреждений не
путем «залатывания», а путем «выращивания» для
замены конструкционных элементов целиком
• Возможность реализации технологического
процесса в любом географическом месте (в месте
применения изделия)
Уникальные возможности продукта БЛА+АдТ

11. • Ориентирование на изделия с коротким жизненным
циклом, создаваемые по потребности
• Не создавать запасы изделий, а заказывать и создавать
образцы по конкретной потребности, изготавливать их и
утилизировать на месте, по мере возникновения и
исчезновения потребности в конкретных типах и
исполнении
• Видится возможным переход от концепции «БЛА с
полезной нагрузкой» к концепции «летающая полезная
нагрузка»
• Заказчик, потребитель может приобретать не партию
БЛА номенклатурного ряда, а оборудование для
«выращивания» и набор ПМО (флэшек) для изготовления
образцов в соответствии с оперативными потребностями
• При выявляющихся «на месте» потребностей в
корректировке конструкции БЛА возможно реализовать
систему оперативного переконструирования по линии
«потребитель-конструктор» с использованием типовых
каналов связи
Возможности формирования новых
эксплуатационных принципов

12. • Материалы
• Технологии
• Конструкции
• Специальное ПМО и
САПР
• Оборудование, организация производства
• Т-Э обоснования
• Применение, эксплуатация
• Кадровый потенциал
Структура научно-технических задач БЛА+АдТ

13. • Использован полиамидный порошок марки РА 2200, основные
недостатки - низкие механические характеристики,
гигроскопичность.
– Направления – добавки: стекловолокно, угольная нить и
др., поверхностные покрытия; переход на
полиэфирэфиркетон.
• Механические характеристики этих материалов уступают металлам и
композитам.
– Направления – разработка металлических порошков для
ответственных элементов конструкции и материалов для
гибридных полиматериальных конструкций.
• Мы не обладаем достаточно достоверными данными о
характеристиках располагаемых и создаваемых материалах
характеристиках конструкционных элементов в зависимости от
материалов и используемых технологий.
– Направления - создание системы испытаний материалов и
конструкционных элементов
Материалы

14. • Отработка технологии изготовления компонентов
изделия, способов, режимов, и т.д.
• Отработка технологии тонкостенных
крупногабаритных конструкций
• Отработка технологий гибридных полимерных
полиматериалов
• Технологии изготовления совместных полимер –
металлических конструкций
• Технологии наращивания полимерных конструкций
на металлические силовые элементы
• Технологии наращивания полимерных и
металлических конструкций на элементы бортовой
аппаратуры: силовой установки, блоков автоматики,
антенн и др.
Технологии

15. • Разработка теории и инженерных решений с новым
размещением силовых элементов конструкции
(геодезические, бионические и др.), позволяющим
существенно повысить механические свойства
конструкции в целом и скомпенсировать невысокие
механические свойства материала
• Глубокая интеграция в конструкцию элементов
внутренних коммуникаций, придания им несущих
свойств
• Интеграция в конструкцию ЛА элементов бортового
оборудования и полезной нагрузки
• Разработка новых аэродинамических форм в
соответствии со свойствами материалов, характером
нагрузок и экономико-эксплуатационными
тенденциями
Конструирование

16. • Модели технологических процессов создания
конструкции
• Модели характеристик материалов и
конструкционных элементов, изготовленных по
разным технологиям и материалам
• Разработка ПМО управляющих программ
оборудования
• Создание САПР конструкции ЛА с учетом
оптимизации геометрии упрочняющих
элементов конструкции
• Создание САПР, обеспечивающих вариативность
конструкции
Специальное ПМО и САПР

17. • Необходимо создание отечественного
оборудования для выпуска БЛА и других
продуктов
• Создание производственного комплекса,
ориентированного на широкий спектр БЛА
различного конструкционного исполнения, а
также других изделий
• Создание мобильной установки для
изготовления БЛА в районе расположения
потребителя
Оборудование, производство

18. • Стоимость материалов в связи с их
механическими свойствами и возможностями
конструкционных исполнений
• Сопоставительная стоимость технологических
переделов
• Сопоставительная оценка оснащения и оснастки
производства
• Оценка стоимости жизненного цикла с учетом
ресурсов и вариабельности изделий
• Оценка стоимости временных затрат ресурсов
Технико-экономические обоснования

19. • Создание мобильной АдТ-установки
изготовления конструкций и их элементов
• Обеспечение ремонта повреждений путем
«выращивания» поврежденных элементов
конструкции (а не латания дыр)
• Создание системы непосредственного
изготовления БЛА в районе применения,
«бесскладированная эксплуатация»
• Создание системы дистанционного
конструирования – корректировки ПМО работы
установки в удаленном КБ в соответствии с
текущими требованиями потребителя на месте
применения
Применение, эксплуатация

20. • Подготовка специалистов по материалам и
технологиям
• Подготовка специалистов по конструированию с
ориентировкой на неординарные возможности
АдТ
• «Приучивание» конструкторского состава
комплексов с БЛА к применению технических и
технологических решений БЛА+АдТ
Кадровый потенциал БЛА+АдТ

21. • АдТ наилучшим образом подходят для создания и
применения БЛА малого класса и наоборот, БЛА -
идеальное приложение для АдТ
• Уникальные возможности БЛА+АдТ открывают
широчайшие перспективы для создателей и
потребителей БЛА
• Сформирован перечень научно-технических задач
развития направления БЛА+АдТ
• Инициативная группа предприятий, работавшая над
созданием БЛА – демонстратора технологий,
накопила опыт комплексного решения задач и видение
перспектив направления исследований и разработки.
Эта группа может рассматриваться как техническое и
организационное ядро развертывания работ.
В Ы В О Д Ы