В Московском авиационном институте (МАИ) разработан новый тип заполнителя для трёхслойных панелей, применяемых в обшивке космических аппаратов, самолётов, элементов оперения и механизации воздушных судов. Разработка направлена на повышение массовой эффективности конструкций при сохранении или улучшении жёсткостных и прочностных характеристик, а также на значительное увеличение теплоустойчивости.
Трёхслойные панели состоят из двух прочных внешних слоёв и лёгкого внутреннего заполнителя. Традиционный вариант заполнителя — сотовый, обладающий малой массой, высокой удельной прочностью, тепло- и звукопоглощающими свойствами. Его недостатки включают накопление конденсата внутри, температурные ограничения и низкую стойкость к внешним воздействиям.
Предложена конусообразная дискретная структура заполнителя, напоминающая по форме упаковку для яиц с оптимизированной геометрией ячеек. Такая конфигурация обеспечивает высокую жёсткость при массе, сопоставимой с сотовыми панелями. Внутренняя структура позволяет эффективно охлаждать внешний слой при воздействии высоких температур за счёт циркуляции жидкости или газа внутри заполнителя.
Конструкция сохраняет способность выдерживать значительные механические нагрузки без критических деформаций. Применение заполнителя даёт возможность отказаться от дополнительных защитных теплоизоляционных материалов, что снижает общую массу аппарата. Это особенно актуально для высокоскоростных летательных аппаратов и теплонагруженных конструкций, включая многоразовые ракетные комплексы.
Изготовлены опытные образцы заполнителя. Проведены физические испытания, подтвердившие расчёты. Выполнено компьютерное моделирование, показавшее эффективный отвод тепла с сохранением температуры в безопасных пределах и поддержание несущей способности. Конфигурация также препятствует ползучести материала под постоянной нагрузкой и повышенной температурой в течение некоторого времени.
Разработка ведётся на кафедре 602 «Проектирование и прочность авиационно-ракетных и космических изделий» МАИ. Один из соавторов — доцент и инженер Антон Волков.
В настоящее время разрабатывается технологический процесс производства. Остаются вопросы, связанные с прочностью соединения несущего слоя и заполнителя, которые планируется решить в дальнейших исследованиях.