химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

ий Ю. С, Полимерцементный бетон, М., 1960; О h a m a Y., Study on properties and mix proportioning of polymer-modified mortars for buildings, Tokyo, 1973 (на япон. яз.). См. также лит. при ст. Полимербетон.

Ю. С. Черкинский.

ПОЛИМЕРЫ (polymers, Polymere, polymeres) — высокомолекулярные соединения (В. с), молекулы к-рых (макромолекулы) состоят из большого числа одинаковых группировок, соединенных химич.связями. Часто, однако, П. называют также и В. с, цепи к-рых состоят из различных нерегулярно повторяющихся групп, напр. статистические синтетич. сополимеры, биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты). См. также Высокомолекулярные соединения, Макромолекула.

ПОЛИМЕРЫ В АВИАСТРОЕНИИ (polymers in aircraft construction, Polymere im Flugzeugbau, polymeres dans construction aeronautique).

Содержание:

Введение 909

Реактопласты 910

Термопласты 912

Пено- и сотопласты 913

Резины 913

Герметики 914

Клеи 915

Лакокрасочные материалы 915

Введение. Полимерные материалы стали играть заметную роль в авиастроении в 50-е гг., когда появились планеры и легкие самолеты, изготовленные почти полностью из стеклопластика. Достигнутое благодаря этому значительное уменьшение массы самолетов (до 50%) позволило существенно увеличить их полезную нагрузку и дальность полетов. Интерес к самолетам, изготовленным целиком из пластмасс, вызван также их минимальной доступностью для обнаружения радиолокаторами.

Целесообразность применения полимерных материалов в авиастроении обусловлена их легкостью, ва-риабильностью состава и строения и, следовательно, широким диапазоном технич. свойств. За период 1940—70 число авиационных деталей из полимерных материалов увеличилось от ~25 до 10 000.

В тяжелых самолетах доля полимеров среди др. конструкционных материалов сравнительно невелика. Напр., в дозвуковых пассажирских самолетах используется в среднем 2% композиционных материалов на основе реактопластов, 4% термопластов и 1% резин (в расчете на массу летательного аппарата). Еще меньше их доля в сверхзвуковых самолетах. Все же благодаря применению полимерных материалов масса основных элементов самолетов указанных типов уменьшается на 10—40%.

Наибольший прогресс в использовании полимерных материалов достигнут при создании легких самолетов и вертолетов. Тенденция к все более широкому их применению характерна также для производства ракет и космич. аппаратов, в которых масса деталей из полимерных материалов может составлять ~50% общей массы аппарата.

Реактопласты. Широкое применение в авиастроении армированных пластиков обусловлено прежде всего их высокой уд. прочностью, а также термостойкостью. Первые попытки применить стеклопластик вместо металла в конструкции передней части авиационных реактивных двигателей, детали к-рых подвержены длительному воздействию темп-р от 100 СС до 300 °С, относятся к началу 50-х гг. Первоначальные разработки ограничивались газотурбинными двигателями самолетов вертикального взлета и посадки, для к-рых увеличение тяговооруженности (отношение тяги к массе) особенно важно. Согласно расчетам, при замене металла на углеродо- и боропластик тяговооруженность подъемных авиационных двигателей удастся повысить до 4 км/кг (400 кгс/кг). Значительный эффект м. б. получен и в маршевых реактивных двигателях.

Наибольшее внимание уделяется применению армированных пластиков при разработке таких силовых агрегатов, как оперение, крыло, фюзеляж. К 1980 долю пластиков в дозвуковых тяжелых самолетах предполагается довести до 25% (по массе).

Перспективны для авиастроения прессматериалы, наполненные нитевидными монокристаллами («усами») графита, сапфира, карбидов кремния и бора, обладающими очень высокой прочностью и жесткостью (см. Наполнители пластмасс). Изделия из таких материалов могут успешно сочетать функции несущих силовых элементов и тепловой защиты. Напр., фирма «Филко» (США) использовала фенопласты, наполненные «усами» сапфира, для изготовления стенок камеры сгорания и сопла ракеты, работающей на топливе N204— гидразин.

Разрабатывается технология получения композиций с регулируемым расположением «усов». Изучаются возможности применения изотропных прессматериалов, поскольку даже при неориентированном расположении «усов», напр. в фенопластах, отмечается увеличение прочности на 20—50%. Из изотропных материалов можно изготовлять точным литьем детали небольших двигателей, гироскопов и др.

По объему использования в силовых элементах летательных аппаратов первое место среди армированных пластиков принадлежит стеклопластикам. Напр., в конструкции самолета F-3 фирмы «Мак-Доннел» (США) из общей массы деталей из этих материалов, равной 5040 кг, на долю эпоксидных пластиков приходится 2900 кг, фенольных —1360 кг, полиэфирных (диаллил-фталатных) —72 кг, полиимидных —9 кг. Одна из причин широкого применения эпоксидных пластиков, помимо их высокой прочности,— возможность изготовлять из них детали при сравнительно небольшом давлении. Благодаря этому из таких материалов методом прессования можно получать не только небольшие изделия — лопатки компрессоров, кронштейны, крышки лючков и др., но и крупногабаритные элементы — створки контейнеров, колеса, каркасы рулей, обтекатели, панели крыльев и фюзеляжа.

Способом намотки из стеклопластиков в США изготовляют корпуса ракет типа «земля-воздух», стратегия, баллистич. ракеты «Минитмен» (из стеклопластика выполнена их третья ступень) и «Поларис». В результате применения стеклопластика вместо легированных сталей для изготовления корпусов обеих ступеней ракеты «Поларис А-2» радиус ее действия почти удвоился. При изготовлении корпусов сверхзвуковых самолетов «Боинг-747» используют намотку стеклоровницы, пропитанной полиимидом. Известно также, что методом намотки стеклолентой изготовляют монококовые (без силового набора стрингеров и шпангоутов) хвостовые балки вертолетов.

Литьевые стекловолокниты успешно используют при изготовлении таких ответственных элементов авиационных конструкций, как вертолетные колеса и соединительные дуги в статоре компрессора газотурбинного двигателя.

Существенное препятствие для реализации высокой уд. прочности стеклопластиков в авиационных конструкциях — низкая (по сравнению с металлами) уд. жесткость. С расширением производства углеродо- и боропластиков, обладающих более высокой уд. жесткостью, стеклопластики заметно уступают свои позиции, особенно в производстве сверхзвуковых самолетов. Например, из углеродопластое в США созданы тормозные щитки предкрылков, стабилизаторы (самолеты F-5 и «Скайхок А-4»), крыло сверхзвукового беспилотного самолета-мишени BQM-34F, створки купола для уборки основного шасси (CF-14), наружные панели обшивки, лонжероны, узлы крепления и стойки шасси для др. самолетов. В Великобритании углеродопласты применяют в производстве поводков управления циклич. шагом (WO-13), трансмиссионных валов («Васп/Скоут»), монококовых хвостовых балок и др. деталей вертолетов, для к-рых жесткость является одной из определяющих характеристик.

Аналогичные конструкции создаются из боропластиков, а иногда из их комбинации с углеродопласта-ми. По данным фирмы «Боинг», такая комбинация позволяет создавать несущие винты вертолетов, жесткость к-рых выше, чем у алюминиевых и стальных, соответственно в 6—8 и 2—3 раза. Уменьшение массы деталей во всех названных выше случаях применения углеродо- и боропластиков находится в пределах 15—50%. По предварительным оценкам, в случае широкого использования боропластиков удастся снизить массу вертолетов на 35%, военно-транспортных самолетов — на 22% и самолетов вертикального взлета и посадки — на 21%. Наиболее перспективными высокомодульными армированными пластиками считаются углеродопласты, стоимость к-рых к 1980 должна быть в 3—5 раз меньше, чем боропластиков. При этом самолеты, в которых углеродопласты найдут широкое применение, будут дешевле изготовленных целиком из металла.

Высокие демпфирующие свойства армированных пластиков обусловили, в частности, применение углеродо-пластов для изготовления втулки несущего винта вертолета «Сен Кинг» (Великобритания), стекло- и боропластика — для изготовления вертолетных колес и стоек. Элементы летательных аппаратов из этих материалов характеризуются более высокой выносливостью в условиях вибрационного нагружения, чем их металлич. прототипы. Так, направляющий аппарат для вертолетных газотурбинных двигателей фирмы «Вэрко пластике» (США), изготовленный из эпоксидного стеклопластика, не разрушается после 30 млн. циклов испытаний на электромагнитном вибраторе, тогда как алюминиевый аппарат не выдерживает 1 млн. циклов. Усталостная выносливость боропластиков еще выше: при 1 млн. циклов испытаний разрушающее напряжение у них в 1,5 раза выше, чем у той же конструкции из стеклопластика.

На крыльях одного из самолетов фирмы «Боинг» устанавливают предкрылки переменной кривизны с обшивкой из стеклопластиков и сотовым заполнителем. Раскрываясь при взлете и посадке самолета, предкрылки принимают благодаря гибкости полимерного материала необходимый аэродинамич. контур. Это свойство пластиков обусловливает лучшую динамич. устойчивость и управляемость, а также более высокую надежность бесшарнирных несущих винтов. Удачным сочетанием уд. прочности, демпфирующих и нек-рых др. свойств характеризуются также пластики, армированные синтетич. волокнами (см. Органоволокниты).

Решающее значение при выборе полимерных материалов для внешних элементов обшивки самолета, нагревающихся из-за трения о воздух и торможения потока, имеет термостойкость. Перспективными термостойкими связующими для армированных пластиков, помимо модификаций фенольных и циклоалифатич. эпоксидных смол, являются полибензимидазолы. Композиции на основе карбонизованных полимеров, содержащие асбестовые и углеродные волокна (см. Углеродопласты) и выдерживающие темп-ры 800 °С и выше, используют при изготовлении тормозных дисков на авиационных колесах.

Широкое применение получили теплозащитные (абля-ционностойкие) покрытия из реактопластов, в частности из фенопластов. Нек-рые из этих материалов способны длительн

страница 252
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)" (22.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
определение подсудности дела
Кресла качалки Кожа
подкрылки renault sandero
концерт эмина в москве 2016

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)