Четверг, 17.01.2019, 04:17
Приветствую Вас Гость | RSS
Шестнадцатая олимпиада посвящена 100-летию регулярных пассажирских авиаперевозок
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Работы 1-го тура » В процессе подготовки

Композиционные материалы в авиационной технике

Автор: Валько Елена Александровна

Возраст: 15 лет

Место учебы: МБОУ СШ №11

Город, регион: Нижегородская область г. Павлово

Руководитель: Трескова Марина Владимировна, учитель физики МБОУ СШ №11 г. Павлово

Композиционные материалы в авиационной технике

План:

  1. Введение
  2. Основная часть
    1. Основные понятия
    2. История создания
    3. Применение
    4. Недостатки
    5. Перспективы развития
  3. Заключение
  4. Литература

1. Введение

 

Актуальность темы: Актуальность данной темы обусловлена тем, что самолетами и вертолетами пользуется большинство людей в различных сферах деятельности и каждому нужна эта техника, но не все задумываются, из чего сделаны самолеты и от чего зависят их характеристики.

Обоснование темы: В данном направлении я решила работать с композиционными материалами, так как считаю, что эти материалы - важный фактор в создании авиационной техники.

Цель работы: Изучение композиционных материалов

Задачи:

  1. Собрать информацию.

2. Изучить литературу по данной теме.

  1. Распространить информацию, на основе полученных данных.
  2. Сделать вывод из полученных данных.

В процессе работы фактов использовались

следующие методы исследования:

• изучение литературы;

• анализ полученных данных;

• обобщение информации;

 

2. Основная часть

2.1. Основные понятия

Композиционный материал — искусственно созданный материал, который состоит из нескольких компонентов. Его применяют для того, чтобы улучшить характеристики авиационной техники. Чтобы материал работал эффективно нужно правильно выбрать компоненты и технологию, с помощью которой их будут совмещать. Пластическое основание композиционного материала изготавливается из синтетических смол или сплавов металлов. Для создания силовой основы используют волокна стекла, графита, стали и т. д. В качестве технологии, с помощью которой будут соединять материалы, используют горячую металлообработку, литьё и многое другое. Большое применение получают, те материалы, которые состоят из прочных волокон. Данные материалы открывают различные возможности для конструирования деталей авиационной техники. Они помогают защитить детали от различных повреждений, повышают прочность, уменьшают их вес, поэтому уменьшается расход топлива.

Люди начали экспериментировать в создании дешевого и более удобного материала. В России изучение полимерных композитов было начато в Институте химической физики им. академика Н. Н. Семенова. Первым полученным высокопрочным композитом был стекловолокнистый армированный материал. Еще в этом институте проводилась разработка стеклопластика.

К композиционным материалам относятся:

  • Бороэпоксидные композиционные материалы

Этот материал состоит из волокон бора и эпоксидных матриц. Ученые выяснили, что с помощью бороэпоксидных композиционных материалов можно уменьшить вес конструкции на 20-40%, а так же увеличить жесткость и надежность конструкции. Боропластики сохраняют свои свойства при температуре от -60 до + 177С. Благодаря всем этим свойствам их используют в авиационной и ракетно-космической технике. Использование этих деталей упрощает процесс производства самолетов.

  • Композиционные материалы с углеродными волокнами

Основа для производства данного материала - углеродное волокно. Это помогает сократить общий вес конструкции, за счёт тех узлов, к которым предъявляются требования жесткости и прочности.

  • Бороалюминиевые композиционные материалы

В этом материале применяются волокна бора и алюминиевые сплавы. Бороалюминий в несколько раз легче и прочнее алюминия, что приводит к облегчению конструкции. Даже при повышенных температурах он сохраняет свою жесткость и прочность. Это способствует его использованию в летательных аппаратах с различной скоростью. Сейчас бороалюминиевый материал применяют в авиационных двигателях.

  • Углепластики

Они обладают небольшим весом (1,5 г/куб.см.), но высокой жёсткостью. Эти свойства способствуют распространению данных материалов в производстве авиационной и космической техники.

Композиционные материалы «углерод-углерод» обладают высокой теплозащитностью. Так же они могут сохранять прочность при больших температурах. Благодаря этому их используют для деталей самолетов, которые работают в условиях высоких температур.

  1. 2.2. История создания

Технический уровень развития цивилизации характеризуют видом материала, позволявшего создавать наиболее передовые орудия. Так были каменный, бронзовый, железный век. Настоящее время многие ученые называют «век композиционных материалов». Но композиционные материалы зародились не в настоящее время, человек использовал их еще в древние времена. Самые первые кирпичи и гончарные изделия, появившиеся за 5000 лет до н. э. Они содержали измельченные камни. Бурное развитие науки в Египте в 3000 – 2500 годах до н.э. дало людям египетские лодки, папирус и многое другое. В Индии использовали точильные камни из песка и природного лака. Вся история развития человечества связана с изобретением тех или иных композиционных материалов. В начале первого тысячелетия римляне изобрели бетон, сыгравший грандиозную роль в строительстве и развитии цивилизации.

Таким образом, начало технологии композиционных материалов уходит в античные времена. В настоящее время доля композиционных материалов среди потребляемых материалов велика и с каждым годом растет.

  1. 2.3.Применение

Проводятся эксперименты по изучению свойств материалов, которые могут быть применены для изготовления деталей для вертолетов. Предполагают, что эти материалы повысят прочность и улучшат характеристики вертолётов. С точки зрения механических характеристик эти материалы эффективны для ракетно-космической техники.

Их область применения широка. Они используются для деталей самолетов, увеличения мощности двигателей, теплозащиты тормозов, применяют в ракетостроение.

  1. 2.4. Недостатки

Несмотря на множество плюсов, композиционные материалы имеют и минусы:

• Высокая цена, связана с использованием дорогого оборудования и сырья.

• Токсичность - выделение вредных веществ, наносящих вред человеку

• Анизотропия - различие свойств материала в каждом новом образце

• Низкая ударная вязкость - свойство, которое показывается на повреждаемость материала, не видную на первый взгляд

• Низкая ремонтопригодность, характеризуется тем, что изделия из данных материалов чаще всего не подлежат ремонту

  1. 2.5. Перспективы развития

Несмотря на обширное применение композиционных материалов в авио и ракетостроение можно выделить еще несколько наиболее важных отраслей применения данных материалов. К ним относится ремонт зданий, сооружений, мостов, железнодорожных платформ. С учетом этих перспектив была разработана технология модернизации железнодорожных платформ с использованием композитов.

Также большие перспективы развития композиционные материалы имеют в сфере медицины. В настоящее время на мировом рынке имплантационных материалов не существует такого материала, который удовлетворял бы всем необходимым требованиям. Поэтому разработка новых костно-замещающих материалов является важной задачей. Ее решением занялись в НОЦ «НМКН» (ИЦ) МГТУ им. Н.Э. Баумана и разработали новые биокомпозиты на основе модифицированного поливинилового спирта и неорганического наполнителя.

3. Заключение

Широкое распространение в наше время получают композиционные материалы. Они способствуют уменьшению веса конструкции, увеличивают жесткость и надежность. Авиационная техника, созданная с помощи данных материалов, может работать при низких температурах. Использование этих материалов упростит производство различных деталей и повысит эффективность использования. Так же они помогут увеличить мощность двигателя, защитить тормоза от перегрева. Но наряду со всеми плюсами, есть и минусы, которые были перечислены мной ранее. Они делают эти материалы не такими идеальными. Но ученые не останавливаются. Они ищут пути решения этих проблем и стараются улучшить композиционные материалы. Тем самым усовершенствуется авиационная техника.

4. Литература

  1. http://p-km.ru/vvedenie-v-pkm/istoriya-i-prichiny-sozdaniya-kompozicionnyx-materialov.html
  2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Заглавная_страница
  3. http://www.pvsm.ru/fizika/72495
  4. https://studfiles.net/preview/4372788/
  5. https://yandex.ru/images/search?text=картинки&parent-reqid=1545416634280585-165278785081159369139886-sas1-5892
Категория: В процессе подготовки | Добавил: elena_valko (22.12.2018) | Автор: Валько Елена Александровна E
Просмотров: 145 | Комментарии: 8 | Рейтинг: 2.9/33
Всего комментариев: 8
8 qwertyu  
Работа достойна победы!

7 Фирлесс  
Очень интересная работа!

6 katesannikova  
Самая крутая работа!
Все голосуйте за неё
Перечитала 10 раз!

5 Антон9280  
Очень интересная работа!

4 Evly  
Очень интересно !

3 berezinadasha111  
Лучше всех!!!!!!!!!!;))))))

2 RIN  
Замечательная работа
5/5 cool cool

1 Batya_is_back  
Просто класс!

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ЗАВЕРШЁН!
ТЕСТИРОВАНИЕ ЗАВЕРШЕНО!
ПРИЁМ РАБОТ ЗАВЕРШЁН!

Календарь
Google+
Их многие читают
Образец оформления (10649)
Чиков Андрей Вячеславович (330)
Сёмина Дарья (275)
Галеев Руслан Венерович (226)
Морозов Дмитрий (171)
Ромашкова Екатерина Игоревна (160)
Валько Елена Александровна (144)
Черкасов Роман Юрьевич (138)
Волкова Виктория Александровна (135)
Комиссаров Никита Сергеевич (131)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2019