Содержание
- Полимерная матрица
- Армированный стекловолокном пластик (GRP)
- Композиты из углеродного волокна
- Композиты из арамидного волокна
Композиты с полимерной матрицей представляют собой высокотехнологичные материалы, изготовленные из армирующих волокон, вставленных в пластиковую матрицу. Многие современные военные и коммерческие самолеты не могут быть изготовлены без использования этих материалов. Первым композитом, использованным для изготовления самолетов, был FRP. Именно в 1950-х годах этот материал (пластик с армированием из стекловолокна), а также композиты из углеродного волокна и бора были впервые использованы в производстве коммерческих самолетов.
Полимерная матрица
Композитные материалы представляют собой комбинацию двух или более элементов. Полимеры - это пластик, который армирован волокнистыми материалами, такими как углерод или стекло. Термореактивная полимерная смола или термопластичный материал является матрицей, используемой для композитов. После моделирования модели, сделанные из термореактивных смол, не могут быть легко отремонтированы или реконструированы. Термопластичный материал может быть расплавлен и реконструирован после отверждения. Это делает компоненты, изготовленные из этого материала, более легкими в ремонте, чем компоненты, изготовленные из термореактивных смол.
Армированный стекловолокном пластик (GRP)
Армированный стекловолокном пластик (PRFV) - это, как следует из названия, полимерный пластик, армированный стекловолокном. Разработанные впервые в 1920 году, армированные стекловолокном пластмассы вскоре начали использоваться в военно-морских и авиационных применениях. Армия Соединенных Штатов использовала ее для разработки более прочного и легкого военного самолета. По данным Национальной лаборатории Ок-Риджа в 1945 году, более 3000 тонн этого материала было использовано в военных целях. Компоненты из стекловолокна формуются в формы, необходимые для конструкции самолета. Волокна закреплены в матрице из пластичной смолы. В качестве матричного материала обычно используются полиэфирные или виниловые эфирные смолы, но термопластичные материалы заменяют более старые типы матриц, поскольку с ними безопаснее и с ними легче работать.
Композиты из углеродного волокна
Увеличение стоимости нефти вынудило производителей самолетов уделять больше внимания снижению веса и производству более эффективных самолетов.Одним из способов достижения этой цели является использование углеродных волокнистых композитов при изготовлении этих самолетов. Коммерческие самолеты, такие как Boeing 787 Dreamliner, работают намного эффективнее и с меньшими расходами на топливо благодаря использованию этих материалов. Углеродные композиты также широко используются при строительстве военных самолетов. Поскольку они являются легкими и устойчивыми материалами, углеродные волокна широко используются на поверхностях управления, таких как элероны и роторы. Они более долговечны и устойчивы к коррозии, чем металлические детали. Композиты из углеродного волокна широко используются в авиационных компонентах, таких как конвертоплан F-18 и V-22 Osprey.
Композиты из арамидного волокна
Композиты из арамидного волокна можно найти на одном из самых больших самолетов в мире. Ароматические полиамиды представляют собой полимерные волокна с молекулами, ориентированными вдоль оси волокна. Из-за химической связи между молекулами это делает материал очень прочным и легким. Волокна получают центрифугированием полимера из жидкого раствора. Некоторыми из коммерчески известных композитов из арамидного волокна являются кевлар и номекс. Эти материалы чрезвычайно прочны, изолируют и устойчивы к коррозии. Эти свойства делают их пригодными для изготовления элементов конструкции самолета. Большие пассажирские самолеты, такие как Airbus A380, изготовлены из полиамидных материалов. В результате получается легкая конструкция с низким расходом топлива, без потери конструктивной целостности.
