Композиционные материалы и их использование в качестве конструкционных элементов

ЕШАЮЩЕЙ проверкой качества

тельно высокой теплостойкостью ис-

новых конструкционных мате-

пользуют для изготовления различ-

риалов могло бы быть созда-

ных деталей и узлов двигателей и го-

ние летательного аппарата, способ-

ловной части ракет. В какой бы обла-

ного взлететь, преодолеть на сверх-

сти новой технологии ни появлялась

звуковых скоростях атмосферу, вый-

необходимость создания материалов

ти в космос, выдержать разогрев при

с комплексом свойств, которые ни

спуске и приземлиться в пункте назна-

один гомогенный материал не может

чения, как обычный самолет. Чтобы

обеспечить, такими материалами ста-

выйти на орбиту на собственном за-

новятся композиты. Распределяя во-

пасе топлива, аппарат должен быть

локна или частицы одного материала

построен из материалов, одновремен-

в матрице другого (используя его как

но легких и чрезвычайно жестких и

связующее вещество), конструктор

прочных, способных противостоять

композита может получить материал

большим аэродинамическим нагруз-

с совершенно новыми свойствами.

кам. Материалы в некоторых частях

Может показаться, что компози-

корпуса должны сохранять свою про-

ционные материалы — это неоправ-

чность при температурах, превышаю-

данно сложные структуры. Однако

щих 1000 ^о с, а материалы двигателей

элементы с задатками идеальных кон-

должны оставаться прочными при

струкционных материалов находят-

еще более высоких температурах. Не-

ся, что называется, под рукой — в

смотря на то что такой самолет уже

центральной части периодической си-

был предложен, лишь немногое в его

стемы. Эти элементы, среди которых

конструкции не вызывает сомнения.

углерод, алюминий, кремний, азот и

Ясно одно, что ббльшая часть корпу-

кислород, образуют соединения с

са и некоторые части двигателя дол-

прочными стабильными связями. Та-

жны быть сделаны из композицион-

кие соединения, типичными предста-

ных материалов — это гибридные ма-

вителями которых являются керами-

териалы, известные как композиты.

ческие материалы, например оксид

Требования, предъявляемые к кон-

алюминия (основа рубинов и сапфи-

струкционным материалам в таких

ров), карбид кремния и диоксид крем-

летательных аппаратах, предельно

ния (главный компонент стекла), об-

высоки, но достижимы. Необходи-

ладают высокими прочностью и

мость сочетания жесткости и прочно-

жесткостью, а также теплостой-

сти с низкой плотностью уже застави-

костью и устойчивостью к химиче-

ли конструкторов военных и транспор-

ским воздействиям. Они имеют низ-

тных самолетов, спортивного обо-

кую плотность, а составляющие их

рудования и автомобилей обратиться

элементы широко распространены в

к композитам как конструкционным

природе. Один из элементов, углерод,

материалам. Композиты с исключи-

имеет такие же хорошие свойства и в