Справочник по композиционным материалам

АЭРОКОСМИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТОВ

Несмотря на то, что использование композитов в аэрокосми­ческой технике занимает в настоящее время относительно малую долю от их общего объема потребления, композиционные мате­риалы находят наиболее специфическое и эффектное применение именно в этой области. Сейчас можно сказать, что композиты стали реальностью в промышленности в качестве заменителей металлов лишь за последние 10 лет, а новые авиационные кон­струкции будут в обозримом будущем состоять минимум на 40 % из композитов.

В большинстве современных областей применения композитов сейчас и в будущем материалы с высокими эксплуатационными характеристиками, в том числе композиты с улучшенными свой­ствами (КУС), обеспечивают наиболее впечатляющие области применения, но стекловолокна, в том числе в системах с гибрид­ным наполнением, все еще составляют большую часть объема применения.

В аэрокосмической технике требования обычно выше, чем в других областях применения, это относится к таким важным характеристикам, как малая масса, высокие прочность и же­сткость и хорошая стойкость к усталостным напряжениям. Ком­позиты, особенно с высокими эксплуатационными характеристи­ками, являются единственными существующими в настоящее время материалами, отвечающими данным требованиям. Удельная проч­ность при растяжении для углепластиков составляет около 9,2 X X 105 м по сравнению с 2. 105 м у алюминия. Удельный модуль упругости составляет 8,4- 107 м. Предел выносливости углеродных волокон составляет 80 % от статической прочности по сравнению с 35 % для алюминия.

Использование композитов в авиационной технике быстро расширяется, особенно в области военной авиационной техники, где отдача от затрат наибольшая. Потенциальные возможности применения композитов ограничены из-за существующего в на­стоящее время некоторого спада в развитии военной авиационной техники. В самолетостроении для гражданской авиации композиты в качестве основных конструкционных элементов прививались значительно медленнее, но в настоящее время развитие областей 538 их применения существенно ускорилось. В аэрокосмической технике, где масса имеет наибольшее значение, композиты ис­пользуют в качестве основных материалов.

На сегодня пока отсутствует достаточно большой опыт при­менения композитов в аэрокосмической технике. Кроме того, действуют температурные ограничения для углепластиков. В на­стоящее время имеются наибольшие достижения в области арми­рования волокнами, в то время как регулирование свойств ма­трицы все еще не дошло до стадии, при которой могли бы быть использованы все потенциальные возможности материала.