Конспект лекции. Материалы и детали. М6.. Материалы вс железосодержащие. Характеристики, свойства и определение общих примесей стали, используемой на вс
 Скачать 169.69 Kb.
|
|
Тема: Деревянные структуры. Методы конструкции деревянной структуры планера. Характеристики, свойства тканей, используемых на самалетах. Древесина это материал, производящийся из кустарников и стволов деревьев. Ее используют для изготовления различных предметов. Древесина легко поддается обработке, но она тяжелая. Главным преимуществом древесины является то, что это возобновляемый ресурс и, заботясь о лесах люди, смогут вечно использовать его. С каждым годом в стволе дерева откладывается все больше древесины. Этот прирост образует годичные кольца, которые придают волокнам неповторимый рисунок. С начала лесорубы спиливают дерево, а мощные машины срезают со стволов все ветки, на эту процедуру уходят считанные секунды. После, бревна доставляют на лесопилку, где распиливают их на доски, используя различные пилорамы. Перед использованием, пиломатериалы надо просушить иначе они могут треснуть или будут скручиваться. Сушатся доски в специальных помещениях с определенной температурой воздуха для ускорения процесса. Помимо продукции лесопиления (досок и брусьев)) из древесины производят и тонкие пластины, так называемую фанеру. Бревна вращают, приставив к ним острые лезвия. Из фанеры делают клееную фанеру, она дешевле в производстве, чем цельные доски. Отходы древесины уходят на изготовление щитов из прессованных опилок. Также из дерева делают бумагу. Для этого подходят тонкие стволы, которые измельчают и делают бумажную массу. Некоторые страны специально выращивают леса для бумажных нужд. Бумажную массу используют для производства вискозы и фотопленки. Лесоматериалы разделяются на две группы: Мягкие лесоматериалы получают из хвойных пород деревьев, сосна, ель и кедр. Их искусственно высаживают, потому что они быстро растут. Такую древесину легко пилить в пилорамах, сверлить и гнуть. Без мягкой древесины нельзя обойтись в производстве упаковочных материалов. Твердой древесиной является медленно растущие деревья, например, дуб, ясень и береза, а также тик и красное дерево. Их тяжело пилить, но твердая древесина почти не гниет и очень прочная. Из таких деревьев делают дорогую мебель, лодки и музыкальные инструменты. Тропические виды древесины становятся все более редкими, из-за массовой вырубки. Вовлечение в переработку тонкомерной низкотоварной древесины, которая в общем объеме лесосечного фонда в среднем составляет немногим более 30% и в большинстве своем при разработке делян остается на корню или уничтожается агрегатной техникой при валке деревьев, является важнейшим, пока не использованным резервом древесного сырья для производства различных видов продукции (пиломатериалы: цельные и клееные). Технология и комплексная механизация производства клеёного бруса. Клееный брус являет собой результат закономерного развития техники и технологии переработки массива древесины и, за счёт удаления природных пороков (дефектов), производства превосходного, качественного и эстетически привлекательного строительного материала с прекрасными физическими характеристиками. Громаднейшие перспективы, которые ему, безусловно, обеспечены, основаны на интересной истории развития с периодами застоя и стремительных взлетов. В эпоху зарождения и становления крупной мировой промышленности древесина была незаслуженно вытеснена более модными материалами: сталью, железобетоном, алюминием и пластмассой. Свойства клееного бруса создаются, в первую очередь, исключительными характеристиками самой древесины. Это экологически чистый легкий материал, обладающий хорошей теплоизоляцией и высокой прочностью. Он гасит шум и вибрацию, стоек к воздействию агрессивных веществ, солей, жидкостей, и легко обрабатывается. Древесина – один из самых дешевых строительных материалов: при равных затратах энергии на производство, можно изготовить объем деревянных заготовок в 2,4 раза больший, чем кирпича, в 3 раза, чем цемента, в 17 раз, чем стали и в 100 раз больший, чем алюминия. Деревянные балки легко демонтируются, и в них можно очень просто устанавливать дополнительные элементы. Деревянные клееные конструкции отличает большая величина пролетов без промежуточных опор, легкость и низкая трудоемкость подгонки и монтажа, потребность в минимальном фундаменте, а также прекрасное сочетание цены и себестоимости, ускоренные сроки возведения сооружений (мосты, виадуки, навесы, и др.), деревянных домов и целых поселков. Производство нового продукта – клеёных деревянных конструкций (КДК) сразу же столкнулось с проблемой – отсутствием клея, устойчивого к влажности и перепадам температур, что препятствовало широкому применению. Задача с клеем была решена только в 50-х годах были разработаны и получены составы на резорцино-формальдегидной основе, устойчивые к атмосферному воздействию, что положило начало промышленному изготовлению КДК. Разработка целого ряда станков для переработки древесины позволили к середине 80 годов прошлого столетия создать комплексно-механизированную технология производства КДК. Теска древесины Строительные топоры выпускают двух типов: с округлым лезвием и прямым. Топоры изготовляют из стали марок У9А, У9, У8А, У8 и др. Топорище делают из древесины 1-го или 2-го сорта твердых лиственных пород — граба, ясеня, клена, бука, вяза или березы. Древесина топорища не должна иметь трещин, гнили, краснины и синевы, а также сучков с диаметром более 6 мм. Влажность древесины топорища должна быть не более 12%. Металлическая поверхность топора не должна иметь трещин, раковин и других дефектов. Топорище должно быть чисто обработано и прочно закреплено с помощью клина. После изготовления топорище пропитывают олифой оксоль с добавлением 10—12% охры. Топором рубят древесину и выбирают в ней пазы, четверти. Плотничный топор предназначен для обработки бревен, досок. Его применяют также для подгонки отдельных узлов деревянных конструкций. При теске древесины снимается тонкая щепа в виде стружки. При рубке топор направлен поперек волокон и они перерезаются (образуется короткая и толстая щепа). При раскалывании древесины топор направлен вдоль волокон. Обрабатывают бревна обычно на один, два, три и четыре канта и накругло (под скобу). Перед теской бревно необходимо окорить, уложить на подкладки из досок, а затем шнуром разметить линии тески. Затем плотник становится так, чтобы бревно было у него между ногами. С обрабатываемой стороны на расстоянии примерно 400—500 мм он делает надрубы на толщину отесываемой части, т. е. почти до линии разметки, а затем скалывает ее, после чего производит теску, строго ориентируясь на линию разметки. Для получения из бревна бруса максимального сечения нужно на вершине бревна провести циркулем максимальную окружность, такую же окружность нанести на комле, затем угольником через центр окружностей провести два взаимно перпендикулярных диаметра. При соединении точек пересечения диаметров с окружностью получается максимально возможный размер бруса без обзола Морилка – это тонирующая жидкость , при помощи которой можно изменить натуральный цвет древесины , мебели , фанеры , МДФ , ДВП и ДСП. В народе морилку еще называют Бейц. Морилки бывают внутренние ( для интерьерного использования ) и наружные ( для применения на улице). Наружные морилки имеют в составе пигмент , который не подвержен воздействию ультрафиолета , то есть «не выгорает» на солнце. В этом отличие. Морилки можно классифицировать по составу : - водоразбавляемые ; - спиртовые; - нитро; - на растворителях; - на масляной основе; - на восковой основе; Так же морилки можно условно разделить на 2 части ( тонировать кистью или краскопультом). Еще морилки бывают уже приготовленные в заводских условиях либо в виде порошка , из которого Вы сами приготавливаете тонирующую жидкость. Спиртовые морилки также бывают уже приготовленные в растворе либо в виде порошка. Здесь мнение неоднозначное . С одной стороны спиртовая морилка – это удобно для тонирования мебели , дверей , чего не могу посоветовать для тонирования паркета или лестницы. Ведь здесь у мастера нет права на ошибку. Он работает как минер. Одно неловкое движение , чуть дрогнула рука , пятно обеспечено на окрашиваемом изделии . Процесс продолжается , но в обратном направлении , то есть нужно все ошкурить и начинать снова . Соблюдение условия : никто не должен мешать , иначе снова надо будет шлифовать. Да , еще спиртовую морилку применяют с использованием распылителя ( краскопульта) , иначе результат , как говориться , «не гарантирован». Производство нанокомпозита древесины Новая технология производства нанокомпозита древесины создана на основе фундаментальных законов физики, химии, биологии и частных знаний о процессах сушки и пропитки натуральной древесины, а так же последних исследований в области свойств и поведения водного раствора нано размерных частиц и, или, их композитов во взаимодействии с клетками и молекулами растительного происхождения. Специально проведённые научно-исследовательские (НИР) и опытно-конструкторские работы (ОКР) позволили решить технологическую задачу объединения нескольких самостоятельных (отдельных) производственных операций в один технологический цикл с выполнением их в одном устройстве. В результате этого была создана технология, позволяющая производить нанокомпозит древесины с уникальными свойствами, при значительном снижении себестоимости выполнения сушки и пропитки натуральной древесины за счёт снижения капитальных, эксплуатационных и энергетических затрат на сушку и пропитку древесины. Новые свойства гидрофобности, грибо- и огнестойкости, а также улучшение физико-механических свойств прочности нанодревесины позволяют увеличить срок службы клеёных изделий из нанокомпозита более чем в 2 раза. Дерево – очень популярный отделочный материал, не теряющий своей популярности уже много тысячелетий. Вместе с тем ему свойственна определенная мягкость и податливость, которые, с одной стороны, упрощают обработку, с другой – являются причиной повреждений. Чтобы данный материал служил максимально долго, при его использовании необходимо знать и учитывать пороки и дефекты древесины, среди которых наиболее распространены следующие. Сучок. Это корневая часть ветви, заключенная в теле ствола. Обладая собственной клеточной структурой, направленной под углом к волокнам, сучок уменьшает монолитность древесины и, следовательно, ее прочность. Различаются открытые, закрытые, светлые, темные, выпадающие, сросшиеся, несросшиеся, гнилые, табачные, здоровые и многие другие виды сучков. Трещина. Под этим дефектом подразумевается продольный (реже поперечный) разрыв в древесине. Они могут возникать вследствие усушки, резкого похолодания, высокой нагрузки, неравномерного роста слоев дерева и т. д. Различаются метиковые, отлупные, морозные, отщепы и другие виды трещин. Сбежистость. Так называется постепенное сужение древесного ствола от корневой части к верху, превышающее значение 1 см на 1 м длины (нормальный сбег). Следствием этого дефекта является искусственный косослой, который существенно сокращает устойчивость древесины к поперечным нагрузкам, в результате чего она становится подвержена излому при гнутье. Кривизна. Это любое отклонение направления роста ствола от прямой продольной линии. Кривизна может быть простой с одним изгибом (саблевидной), сложной с несколькими изгибами, спиралевидной и т. д. Такие дефекты пиломатериала значительно уменьшают количество полезного продукта со ствола, является причиной искусственного косослоя. Нарост. Этот дефект выглядит как резкое опухолевидное утолщение на стволе, сопровождающееся извилистым и беспорядочным расположением волокон в данном месте. Нарост имеет более плотную и прочную древесину, но из-за хаотичности затрудняет ее обработку, в результате чего его приходится удалять, тем самым уменьшая выход полезного продукта. Разновидностью этого дефекта является рак – углубление или вздутие ствола, возникшее из-за деятельности микроорганизмов. Основные пороки древесины далеко не исчерпываются вышеозначенным списком. Кроме таких естественных недостатков, как рак, сухобокость, прорость, засмолок и другие, дерево может получать повреждения в результате обработки. Появившиеся в тридцатых годах прошлого века стеклопластики сразу привлекли внимание самолётостроителей, причём вначале они применялись для изготовления формообразующей оснастки. Компания Douglas Aircraft первой использовала стеклопластики на фенольном связующем для производства штампов, на которых быстро и дешево получала опытные образцы металлических деталей методом гидропрессования. Стеклопластик успешно применялся для стапелей, пространственных кондукторов и других технологических приспособлений, необходимых для точной сборки сложных крупногабаритных деталей самолётов. Вскоре начали широко внедряться ненасыщенные полиэфиры, а перед Второй мировой войной появились и первые эпоксидные смолы, проторившие композитам дорогу в облака. Начало войны подтолкнуло разработки по применению композитов в самолётостроении. Например, стеклопластиковые обтекатели позволили снизить вес лёгкого бомбардировщика Douglas А-20, а бумажно-слоистый композит значительно упростил изготовление коробчатого шпангоута крыла тренировочного моноплана PT-19. В 1942 году по решению правительства США на авиабазе Wright Patterson началось широкое изучение композиционных материалов для применения в авиации. В 1944 г. там прошел аэродинамические испытания стеклопластиковый фюзеляж, а позже были изготовлены шесть пар композитных крыльев для тренировочных самолётов AT-6 и BT-15, которые показали отличные лётные качества. Именно в годы войны были разработаны такие прогрессивные технологии формования, как намотка и напыление, появились препреги и сотовые наполнители. Спрос на эти работы формировался государственным заказом, который стимулировал частные компании к проведению инновационных разработок в области новейших технологий и материалов, что оказалось весьма эффективным для становления отрасли композитов и самолётостроения. С начала пятидесятых стеклопластики всё шире применяются для изготовления рулей, закрылков и различных обтекателей. Но композиты пригодились не только для деталей планера: оказалось, что из стеклопластиков получаются превосходные каналы и трубопроводы самой сложной конфигурации. После войны тысячи небольших фирм стали активно заниматься конверсией авиационных технологий в гражданском секторе: в 1947 году появился первый стеклопластиковый автомобиль, а к 1948 году количество композитных катеров и яхт исчислялось многими тысячами. Энтузиасты композитов порой создавали настоящие технические шедевры. Компания Convair Aircraft построила первый летающий автомобиль (рис. 2), корпус и съёмное оперение которого были изготовлены из стеклопластика. Опытный образец поднялся в воздух 1 ноября 1947 года, но смелым планам дать тысячам отставных военных пилотов возможность летать на собственной машине не суждено оказалось сбыться. В конце сороковых были разработаны новые технологии формования – вакуумный мешок, пултрузия, а также отлажена намотка крупногабаритных изделий, сыгравшая значительную роль в гонке ракетных вооружений. В 1961 году было получено первое углеродное волокно, и спустя десятилетие стоимость килограмма волокна снизилась в десятки раз. В середине 50-х годов ВВС США решили применить в авиастроении новый класс материалов — армированные композиционные материалы. Предстояло изучить возможности их изготовления на основе новых видов волокон с высокими прочностными и упругими характеристиками. Практическое производство борных и углеродных волокон обусловило возможность создания композиционных материалов на их основе. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и ВВС США явились кураторами исследовательской и технологических программ. Реализация этих разработок позволила с начала 70-х годов начать широкое применение композитов для производства летательных аппаратов. В 1967 году взлетел первый самолёт с целиком изготовленным из композитов планером – четырехместный Windecker Eagle (рис. 3), который сразу превзошёл в скорости машины своего класса – Cessna 210 и Bonanza V-35. Через двадцать лет беспосадочный кругосветный перелёт совершил построенный энтузиастами в единственном экземпляре Voyager, углепластиковый планер которого весил всего 450 кг. В семидесятых начался промышленный выпуск кевлара и появились авиационные органопластики, а перехватчик Grumman F-14A положил начало применению боропластиков в самолётостроении. Так и росло композитное древо – могучие корпорации выпускали новые материалы, государство поддерживало развитие инновационных технологий, а тысячи энергичных частных компаний быстро находили возможности применения и того, и другого. Таким образом, мы видим, как мало прошло времени от лабораторного поиска до решения практических задач производства и применении композитов. Применение новых композиционных материалов в летательных аппаратах подняло на новую качественную ступень самолетостроение, способствовало созданию новой ракетной и космической техники. Есть все основания полагать, что роль композитов в создании новых летательных аппаратов будет ведущей. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В МИРОВОМ САМОЛЕТОСТРОЕНИИ Появление композитных материалов на основе углеродного волокна в авиастроении совершило революцию. Еще в 60-е годы авиаконструкторы искали материалы альтернативные тяжеловесным металлам. Предпочтение было отдано легким и прочным композитам. Кроме того, вес композитных деталей составляет не больше 20% аналогичных деталей из алюминия, при превосходящей прочности, гибкости и устойчивости к давлению, не говоря уже о том, что как неметаллы, они, естественно, могут не бояться коррозии. Стоит отметить также, что, в отличие от древесных композитов, стекловолоконные, арамидные и углеволоконные — не содержат формальдегида, ядовитых газов, вроде метанола. Как следствие в готовом виде детали из композитов весьма экологичны в использовании, не требуют особенного ухода. При регулярной очистке композитные детали годами выглядят как новые. Область применения композиционных материалов в авиастроении весьма обширна. Они применяются для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки, лонжеронов, нервюр, панелей и т. д.) и двигателей (лопатки вентиляторов и компрессоры.), в космической технике для узлов силовых конструкций аппаратов, подвергающихся нагреву, для элементов жесткости, панелей. Применение композиционных материалов обеспечивает новый качественный скачок в увеличении мощности двигателей, энергетических и транспортных установок, уменьшении массы машин и приборов. Высокомодульные карбоволокниты применяют для изготовления деталей авиационной техники, карбоволокниты с углеродной матрицей заменяют различные типы графитов. Они применяются для тепловой защиты, дисков авиационных тормозов, химически стойкой аппаратуры. Изделия из бороволокнитов применяют в авиационной и космической технике (профили, панели, роторы и лопатки компрессоров, лопасти винтов и трансмиссионные валы вертолетов и т. д.). Органоволокниты применяют в качестве изоляционного и конструкционного материала; из них изготовляют трубы, емкости для реактивов, покрытия корпусов и другое. Ранние модели А310 и В767 содержали всего 5-6% стекловолоконных композиционных материалов. Но уже в 1986 году конструкция А310-200 была модернизирована, что помогло повысить топливную эффективность. Среди изменений было внедрение вертикального оперения из углепластиков, также тормоза колёс стали делать из композитов на основе углеродных волокон. В самолётах А320, А340 и В777 было использовано 10-15% композиционных материалов по весу. На этом этапе минимальное количество материала использовалось на силовых деталях, в основном КМ применялся для отделочных работ в салонах, в обтекателях, зализах и оперениях. В современных самолётах этих двух корпораций А350 (Рис.5) и В787 Dreamliner (Рис.6) доля композиционных материалов по массе превышает 50%. В конструкции A350 52 % от веса самолёты будут составлять композиционные материалы, 20 % - алюминий, 14 % - титан, 7 % - сталь, 7 % - остальные. В самолёте В787 схожее соотношение: 50% - композиционные материалы, 20% - алюминий, 15% - титан, 10% - сталь, 5% - остальные. На этих рисунках наглядно виден изгиб крыла, обусловленный гибкостью деталей, произведенных из композитов. В отличие от металлического крыла, гибкое композитное обладает значительно лучшими аэродинамическими свойствами. Для летательных аппаратов малой авиации доля композитных материалов в весе самолета достигает 65%, из металла для них производятся только стойки шасси и двигатели (самолеты Diamond, Grob и т.п). ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В ОТЕЧЕСТВЕННОМ САМОЛЕТОСТРОЕНИ Композиты давно используются, например, Казанским авиационным производственным объединением (КАПО) им. Горбунова. В выпущенном в начале 90-х среднемагистральном Ту-204 из композитных материалов сделано 25% деталей, в том числе вся механизация крыла: закрылки, элероны, интерцепторы, рули высоты и направления, а также панели люков, полов и интерьера. В октябре этого года впервые в воздух поднялся новый военно-транспортный самолет Ил-476 (Ил-76МД-90А). Самолет на 70% состоит из новых компонентов, по сравнению с предыдущими версиями Ил-76. Помимо новой силовой установки, адаптера аналоговых и цифровых систем было сделано новое композитное крыло. Ил-476 является глубокой модернизацией транспортника Ил-76МД. Благодаря новым двигателям ПС-90А-76 и усиленным композитным крыльям максимальная взлетная масса самолета составляет 210 тонн, по сравнению с 217 тоннами у Ил-76МД. При этом грузоподъемность транспортника увеличилась с 50 до 60 тонн. Сейчас в России разрабатывается новый проект Иркут МС-21 («Магистральный Самолёт XXI века») — проект ближне-среднемагистрального пассажирского самолёта, который в будущем должен прийти на смену Ту-154 и семейству Ту-204 на российском рынке пассажирских самолётов и выйти на «тесный» международный рынок, где доминируют гиганты Airbus и Boeing с самолётами-бестселлерами Airbus A320 и Boeing 737. МС-21 задумывался как инновационный самолет. Главная из инноваций: впервые в России и, более того, ранее чем у многих ведущих авиационных производителей самолет будет иметь композитное крыло. Принципиально важно, что речь идет не просто о широком применении композитов, а о их использовании в высоконагруженных конструкциях. Это в свою очередь оказывает существенное влияние на аэродинамическую компоновку и на аэродинамику самолета. Традиционно аэродинамики стараются увеличить удлинение крыла (отношение размаха крыла к средней хорде крыла), поскольку это способствует уменьшению сопротивления. Однако это стремление упирается в увеличение массы конструкции, что заставляет искать оптимум, компромисс. Исследования подтвердили, что композитная конструкция позволяет заметно увеличить удлинение крыла по сравнению с металлическими конструкциями, — что и реализуется на МС-21. Типовое удлинение крыла у самолетов прошлого поколения около 8–9, в современных самолетах — 10–10,5, а на МС-21 закладывается 11,5. В результате аэродинамическое качество — а это основной параметр, характеризующий совершенство самолета, — на больших скоростях полета у МС-21 выше, чем у лучших современных аналогов, на 5–6%. По нынешним меркам это большое преимущество. Отсюда существенная экономия топлива, увеличенная крейсерская скорость и высота полета. Таким образом, главная особенность данного самолета заключается в так называемом «черном» (композитном) крыле лайнера. Из композитов у МС-21будут сделаны также отдельные элементы фюзеляжа, центроплан и оперение (см. рис.9). По сравнению, например, с российским самолетом Ту-204, у которого доля углеродных композитов в массе планера составляет 14%, у нового лайнера это число увеличено почти до 40%. На данный момент производство и использование «крылатых композитов» на территории России не такое обширное, как за рубежом. Однако, наша страна стремительно набирает обороты в этой отрасли самолетостроения. Совместно с компаниями «Объединенная авиастроительная корпорация» и «Авиационная холдинговая компания «Сухой» была создана компания «Аэрокомпозит», которая будет вести производство деталей на заводах Казани (совместно с КАПО им. С.П. Горбунова) и Ульяновска уже не только для российского, но для зарубежного рынка. На заводах будут выпускаться элементы кессона крыла, лонжероны, интегральные панели крыла, и элементы механизации для российских самолетов МС-21 и Superjet 100. В Казани также будет организовано производство деталей для самолетов компаний Boeing и Airbus, которые будут выпускаться под маркой партнера предприятия, австрийской компании FACC. Первое композиционное крыло для самолета МС-21 будет произведено в конце 2013 года. Компания планирует выпускать детали для 60-80 самолетов в год, на каждый из которых приходится около 3 тонн композитных материалов. В производстве спортивных и военных самолетов компания «ОКБ Сухого» впервые применила композиционные материалы в самолетах третьего и начала четвертого поколения - обтекатели радаров производились из фенолформальдегидных композиционных материалов. Сейчас компания производит детали из углеволокна, а препрег (композиционный материал-полуфабрикат) изготавливается на специализированных предприятиях. Данный материал используется для производства носовых обтекателей истребителей пятого поколения и почти всего планера спортивных самолетов. Авиация предъявляет специальные требования к материалу. Он должен быть радиопрозрачным и обладать высокой стабильностью свойств. Одним из важных свойств препрега для компании является возможность его хранения длительный период без потери свойств. Показатель для нового препрега составляет 2 месяца. НЕДОСТАТКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Помимо ряда положительных свойств, указанных выше, композиционные материалы еще имеют достаточно большое количество недостатков, которые сдерживают их распространение и ограничивают применение. Высокая стоимость - обусловлена высокой наукоёмкостью производства, необходимостью применения специального дорогостоящего оборудования и сырья, а, следовательно, развитого промышленного производства и научной базы страны. Анизотропия - непостоянство свойств композитного материала от образца к образцу. Для компенсации анизотропии увеличивают коэффициент запаса прочности, что может нивелировать преимущество композитных материалов в удельной прочности. Таким примером может служить опыт применения композитных материалов при изготовлении вертикального оперения истребителя МиГ-29. Из-за анизотропии применявшегося композитного материала вертикальное оперение было спроектировано с коэффициентом запаса прочности кратно превосходящим стандартный в авиации коэффициент 1,5, что в итоге привело к тому, что композитное вертикальное оперение Миг-29 оказалось равным по весу конструкции классического вертикального оперения, сделанного из дюралюминия. Низкая ударная вязкость также является причиной повышения коэффициента запаса прочности. Кроме этого, низкая ударная вязкость обуславливает высокую повреждаемость изделий из композитных материалов, высокую вероятность возникновения скрытых дефектов, которые могут быть выявлены только инструментальными методами контроля. Высокий удельный объем является существенным недостатком при применении композитных материалов в областях с жесткими ограничениями по занимаемому объему. Это относится, например, к сверхзвуковым самолётам, у которых даже незначительное увеличение объема самолёта приводит к существенному росту волнового аэродинамического сопротивления. Токсичность - при эксплуатации композиционные материалы могут выделять пары, которые часто являются токсичными. Если из композитных материалов изготавливают изделия, которые будут располагаться в непосредственной близости от человека (таким примером может послужить композитный фюзеляж самолета Boeing 787 Dreamliner), то для одобрения применяемых при изготовлении КМ материалов требуются дополнительные исследования воздействия компонентов КМ на человека. Низкая эксплуатационная технологичность - композиционные материалы обладают низкой эксплуатационной технологичностью, низкой ремонтопригодностью и высокой стоимостью эксплуатации. Это связано с необходимостью применения специальных трудоемких методов, специальных инструментов для доработки и ремонта объектов из композитных материалов. Часто объекты из композитных материалов вообще не подлежат какой-либо доработке и ремонту. Устранение или уменьшение этих свойств приведет к улучшению качества материала и откроет новые возможности его применения как в авиации, так и в других сферах промышленности.. Лекция №5 |