В результате реализации проекта будут выполнены экспериментальные исследования ударной сжимаемости и динамической прочности перспективных композитных материалов для авиакосмической техники, разработаны модели их термодинамических и прочностных свойств, создан программный продукт – 3-х мерный по пространственным переменным параллельный газодинамический код для численного моделирования процессов высокоэнергетического воздействия на указанные материалы. С использованием кода будут получены 3-х и 2-х мерные цифровые двойники процесса высокоскоростного удара и пробивания пластин, элементов конструкций объектов авиакосмической техники из композитных материалов ударниками различной формы в широком диапазоне скоростей до 15 км/с.

• Проведен анализ литературы по методам ударно-волновой сжимаемости и откольной прочности композиционных материалов. Выбраны перспективные системы «волокно-связующее»;
• Проведены экспериментальное исследование ударной сжимаемости композитов на основе углеродных волокон при параллельной ориентации волокон относительно направления распространения волн;
• Разработаны определяющие соотношения и критерии прочности, описывающие поведение углеродных композитов в условиях ударно-волнового воздействия;
• Разработаны широкодиапазонные уравнения состояния композитов.

Применение технологии «Цифровой двойник процесса высокоэнергетического воздействия на перспективные композитные материалы для авиакосмической техники» позволит эффективно проводить оценки стойкости перспективных композитных материалов к высокоскоростному удару, в том числе в диапазоне высоких скоростей, нереализуемых в современных метательных устройствах. Потенциальный объем рынка услуг Центра компетенций является уникальным и его можно оценить, исходя из стоимости цикла натурных испытаний, от 50 млн рублей/год.

В рамках проекта будут решены следующие задачи:

1. Создание базы данных по ударному сжатию и динамической прочности композитных материалов — не менее 5 экспериментальных точек по ударному сжатию композитного материала в продольном и 5 точек в поперечном направлениях, а также не менее 2 профилей скорости свободной поверхности в зависимости от времени, также в продольном и поперечном направлениях, для каждого композитного материала.
2. Создание комплекса верифицированных моделей высокоскоростного деформирования и разрушения композитных материалов — не менее 2 моделей.
3. Создание верифицированных моделей широкодиапазонных уравнений состояния композитных материалов – не менее 2 моделей.