XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

С целью предоставления защищенности полетов система ЛА обязана являться довольно крепкой в эксплуатации в протяжение в целом времени работы ЛА. Под прочностью системы подразумевают её умение принимать в отсутствии разрушения нагрузки, функционирующие в ходе эксплуатации. Прочность системы характеризуется возможностью ее изменять форму около воздействием наружных нагрузок.

В авиационной технике из-за отличительных черт эксплуатации предъявляются большие условия к использованным материалам. Использованные материалы, используемые с целью конструирования летательных агрегатов, обязаны гарантировать нужную надежность и прочность системы, обязаны владеть атмосферостойкостью. При этом использованный материал обязан учитывать вероятность производства продукта непростой фигуры также согласно способности в отсутствии добавочных крепёжных компонентов, повышающих массу летательного аппарата.

Композиционные материалы, вследствие собственным качествам (значительная удельная надежность, вероятность управления структурой и формообразованием продуктов практически каждой геометрии, простота комбинирования с различными использованными материалами), обнаружили обширное использование в самолетостроении.

Рис.1 Схема наложения слоев композиционного материала.

Формирование самолетостроение сопряжено с постоянной битвой из-за сокращения веса конструкции. Сокращение веса системы возможно достичь оптимальным подбором использованных материалов, а также силовых методик, использованием оптимальных научно-технических действий, но кроме того за счёт уточнения нагрузок, функционирующих в систему. Подбирая использованные материалы с целью силовых компонентов системы, принимают во внимание его машинные и теплофизические свойства, удельный вес, коррозийную устойчивость, цену и убыточность материала, но кроме того вероятность обрабатывания использованного материала передовыми производственными действиями.

Подбор использованного материала зависит в свою очередь от объема и формы плодотворного компонента и обстоятельств, в которых он функционирует под нагрузкой.

Данные требования характеризуются последующим:

- размером, курсом и длительностью воздействия перегрузки;

- типом нагрузки (непрерывная, размеренно изменяющаяся, результативная, повторяющаяся)

- присутствием сосредоточения и др.

Высокая согласно взаимоотношению к классическим железным конструкционным использованным материалам удельная надежность и прочность композиционных использованных материалов обусловливается качествами упрочняющего волокна – наполнителя. Общую службу волокон гарантирует матрица – связывающее. В наименовании множества композиционных использованных материалов приняты виды наполнителей и связывающих: углепластики, стеклопластики, органопластики и также другие использованные материалы. Первое слово определяет вид наполнителей: углеродные, стеклянные, а также прочие волокна и материи, но второе – виды связывающего: пластики в базе разных смол либо специализированных клеев.

Основной характерной чертой формирования системы с композитных использованных материалов, в различие с классического применения металлов, считается то, что процедура проектирования продукта наступает с формирования наиболее использованного материала. При этом качества использованного материала создаются в ходе изготовления определенной системы.

Рис.2 Содержание композиционных материалов в самолетах компаний Airbus и Boeing.

Подобным способом, проектирование использованного материала, планирование наиболее системы создания научно-технического хода производства – это общий процесс, в котором любая из элементов расширяет, а также устанавливает другие. Наименьшая масса системы планера считается одним из ключевых критериев, характеризующих безупречность системы летательного аппарата.

Его осуществление находится в зависимости с точности подбора использованных материалов и их характеристик. При уменьшении массы системы за результат использования композиционных использованных материалов увеличивается финансовая эффективность летательного аппарата. Применение в силовой доле системы планера пассажирского летательного аппарата полимерных композиционных использованных материалов дает возможность не только лишь уменьшить массу планера, но также увеличить его аэродинамическое безупречность. Увеличение аэродинамического свойства и крейсерского количества Маха обеспечивается за счет подходящих смыслов предназначенных характеристик крыла, в таком случае есть удлинения, стреловидности и сравнительной толщины его профиля, что неосуществимо с целью железной системы.

Таким образом, для крыльев с удлинением λ=9~10 (Ту-204, Boeing 737, AirbusA320…) применяется металл с модулем упругости Е=72 Гпа.

Для крыла с удлинением λ=11~12 применения алюминия ведет в добавочному повышения веса за счет потребности увеличивать изгибную прочность крыла.

Рис.3 Самолет Boeing 737.

Вот по какой причине с целью крыла с удлинением λ>10 необходимо применять использованный материал с огромным модулем упругости. Пластмасса дает возможность приобрести нужную прочность крыльев за счет наибольшего модуля упругости Е>100 Гпа (с целью отделанной системы).

Рис.4 Самолет AirbusA320.

Предполагается, что обширное использование композиционных материалов станет содействовать:

- уменьшению веса планера самолета вплоть до 15%;

- увеличению топливной производительности;

- повышению ресурса;

- сокращению рабочих затрат вплоть до 10% и затрат на промышленное обслуживание вплоть до 30%;

- сокращению числа элементов в системы и, в соответствии с этим уменьшению трудоемкости а также цены установки.

Преимущества Композиционных Материалов.

- Довольно высокая прочность;

- Значительная жесткость;

- Малый удельный вес;

- Значительно меньшая подверженность износу;

- Сопротивление старению материала.

Недостатки Композиционных Материалов.

- Значительная цена – определена значительной наукоёмкостью изготовления, потребностью использования особого дорогого оснащения и материала;

- Анизотропия – неустойчивость качеств композитного использованного материала от образца к образцу. С целью компенсации анизотропии повышают показатель резерва стабильности, что способен сглаживать превосходства композитных материалов в удельной стабильности;

- Невысокая результативная вязкость также считается фактором увеличения коэффициента запаса прочности;

- Токсичность – при эксплуатации композиционные использованные материалы имеют все шансы выделять испарения, которые зачастую считаются токсичными.

Список использованных источников:

1.     Зайцев, В.Н. Конструкция и прочность самолетов: учебник / В.Н. Зайцев, В.Л. Рудаков. - Киев, 1978. - Текст: непосредственный.

2.     Одиноков, Ю.Г. Расчет самолета на прочность: учебное пособие / Ю.Г. Одиноков. - Москва: Машиностроение, 1973. - Текст: непосредственный.

3.     Солошенко, В. Композиты в авиастроении.  Опыт применения / В. Солошенко // Линия полета. -  2013. -  № 82. - Режим доступа: свободный. - URL:  http://www.spblp.ru/ru/magazine/82/183 (дата обращения: 02.12.2019). - Текст: электронный.