Композиционные материалыЛетательные аппараты / Аэродинамические / Безмоторные аэродинамические аппараты / Дельтапланы / Дельтапланы и все о них / Дельтапланеризм и дельтапланы / Композиционные материалы
Композиционными называются сложные материалы, в состав которых входят сильно отличающиеся по свойствам нерастворимые или малорастворимые друг в друге компоненты, разделенные в материале ярко выраженной границей.
Принцип создания композиционных материалов заимствован у природы. Примером естественных композиционных материалов могут служить стволы и стебли растений, кости человека и животных. В дереве волокна целлюлозы соединены пластичным лигнином, в костях тонкие, прочные нити фосфатных солей — пластичным коллагеном.
Особенностью композиционных материалов является то, что в них проявляются достоинства компонентов, а не их недостатки. Для оптимизации свойств композиций выбирают компоненты с резко отличающимися, но дополняющими друг друга свойствами.
Перспективно использование в конструкции дельтаплана высокопрочных слоистых пластиков, имеющих в качестве наполнителя стеклянные и угольные волокна. Композиционные материалы по удельным прочности и жесткости, сопротивлению усталостному разрушению превосходят все конструкционные сплавы. Этим материалам при их изготовлении и стараются придать по возможности форму, максимально приближающуюся к форме будущей детали или узла.
Основой композиционного материала служит матрица, которая связывает композицию, придает ей форму. От свойств матрицы зависит технология получения композиционного материала и эксплуатационные характеристики: сопротивление усталостному разрушению, воздействие окружающей среды, плотность и удельная прочность. В матрице равномерно распределены наполнители. Поскольку они играют главную роль в упрочнении материала, их иногда называют упрочнителями, а иногда армирующими компонентами. С увеличением модуля упругости и временного сопротивления наполнителя повышаются и свойства композиционного материала.
Когда такой материал производится в форме мелких частиц или тонких волокон, его полезная прочность становится гораздо выше. Например, оконное стекло — достаточно непрочный материал, но стеклянная нить из тонких волокон имеет прочность на растяжение более 3 млрд Паскалей (1 паскаль (Па) —сила в 1 ньютон (Н), распределенная по площади 1 м ). Для сравнения — прочность на растяжение обычной стали составляет 0,5 млрд Па.
Заметное увеличение прочности на микроуровне обусловлено тем, что вероятность дефекта, достаточно большого, чтобы вызвать хрупкое разрушение, падает с уменьшением размера образца. Кроме того, если в стеклянной нити разрушилось одно волокно, дефект дальше не распространяется и не затрагивает остальные волокна. И наоборот, образовавшись в таком же объеме гомогенного материала, трещина может привести к его полному разрушению.
Смотрите также
Дирижабль В-7
Дирижабль — В-7 (СССР, 1934)
В 1934 году, был построен полужёсткий дирижабль В-7 объёмом 9,15 тыс. м3, дл. 78 м. предназначенный для морской разведки. Под руководством М.М. Кулика был разработа ...
St.Louis XCG-5 Транспортно-десантный планер
Фирмой San Louis Aircraft Company были разработаны два проекта планера - 8 местный XCG-5 и 15 местный XCG-6. Статические испытания планера XCG-5, законченные в 1942 году, показали ряд недоработок, а и ...
Многоцелевой транспортный вертолёт Sikorsky Aircraft CH-53 Sea Stallion
Тяжелый транспортный вертолет Sikorsky S-65 впервые поднялся в воздух 14 октября 1964 г. под обозначением СН-53 Sea Stallion. Он имел водонепроницаемый корпус и был оснащен двумя двигателями General E ...