Справочник по композиционным материалам

Справочник по композиционным материалам

На разработку и промышленное освоение новых композиционных материалов ушло всего лишь 15—20 лет. Следует отметить, что ранее затрачивалось в сред­нем 25 лет на поисковые работы, прежде чем какой-лнбо новый материал стано­вился достоянием промышленности.

В середине 50-х годов ВВС США решили применить в авиастроении новый класс материалов — армированные композиционные материалы, или композиты. Предстояло изучить возможности нх 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) н 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.

Таким образом, мы видим, как мало прошло времени от лабораторного поиска до решения практических задач производства и применении композитов. Для сравнения приведем следующий пример. На внедрение алюминия и его спла­вов в авиационную промышленность ушло более 30 лет, но еще через четыре десятилетия продолжаются непрерывные поиски наиболее рациональных кон­струкционных решений с использованием этого металла.

Применение новых композиционных материалов в летательных аппаратах подняло на новую качественную ступень самолетостроение, способствовало соз­данию новой ракетной н космической техники. Есть все основания полагать, что роль композитов в создании новых летательных аппаратов будет ведущей. Так, после совсем недолгих экспериментов в военной технике, высокопрочные композиты были применены при изготовлении самолета «Боинг 767». Использова­ние таких материалов в автомобилестроении позволит снизить расход топлива благодаря уменьшению собственной массы транспортного средства. Потребность автомобилестроителей в композитах достигнет к 1990 г. нескольких тысяч тонн.

Мы находимся сейчас в несколько странной ситуации. Потребность в новых материалах растет так быстро, что темпы изучения свойств новых материалов практически не успевают за их созданием. Это обусловливает необходимость не только наличия современной технологии и знания областей применения компози­тов, но и данных о свойствах, изложенных в такой форме, чтобы они могли быть применены при создании новых материалов и изделий из них. Я полагаю, что эта книга — «Справочник по композиционным материалам» — станет связующим звеном между знанием, оптимальной конструкцией и технологией.

Обязанностью исследовательских организаций в мире, когда технология меняется так быстро, является отход от традиционной роли чистой науки, с одной стороны, и инженерии, с другой. Зачастую уровня лабораторных исследований бывает достаточно только для описания материалов, создания эксперименталь­ного оборудования и научных сообщений. Исследования же должны быть ориен­тированы на эффективное применение разработанных материалов, чтобы умень­шить риск от внедрения новой технологии и сократить до минимума время раз­работок. Правительство США заинтересовано в развитии не только базы исследо­вания химических особенностей композитов и действия на них сред, но и про-

/

Мышлениях исследований н внедренческих программ, которые курируются в пос­леднее время ВВС США и НАСА. Но даже этих исследовательских программ недостаточно.

Опытным специалистам требуется 15—20 лет для того, чтобы в совершенстве овладеть искусством конструирования изделий из таких новых материалов, какими являются композиты, для наиболее целесообразного использования нх в различных отраслях производства. Вот почему переход от одних конструкцион­ных материалов к другим всегда зависит от числа конструкторов н аналитиков, достаточно компетентных в применении новых материалов. Такой переход ока­жется тем эффективнее, чем полнее будут использованы результаты исследований, обеспечивающих объективную оценку пригодности новых материалов для реше­ния определенных инженерных задач.

Следовательно, основным в процессе переподготовки конструкторов является обеспечение их информационными материалами, включая учебники н руковод­ства, которые содержали бы необходимые сведения для конструирования изделий из композитов. Не меньшее значение имеет создание учебных пособий для студен­тов, чтобы можно было дать нм первые основные понятия н представления о но­вых конструкционных материалах.

Естественно, создание таких книг — дело не легкое, требующее много вре­мени. Но и сам процесс подготовки и переподготовки специалистов по компо­зиционным материалам требует систематического н углубленного изучения этой новой области знаний. Мы постарались так построить книгу, чтобы этим спра­вочником моглн пользоваться специалисты с разными уровнями знаний.

Я благодарен издателю и авторам за их усилия сообщить как можно более полные сведении о композитах широкому кругу специалистов. Это тем более важно, так как позволит интенсифицировать научные изыскания в области ком­позитов и проверку возможностей нх практического приложения. Мы убеждены, что «Справочник по композиционным материалам» будет способствовать быстрому и надежному внедрению технологии композитов в космонавтику, а также в мно­жество других областей техники и технологии.

Д-р Алан М. Лавлейс